用于光学定位器精度检测的方法及装置制造方法及图纸

本申请提供一种用于光学定位器精度检测的方法及装置，涉及光学定位领域。用于光学定位器精度检测的方法包括：上位机控制光学定位器加载标定文件，得到多个标记点的理论坐标；上位机获取预先设置的标准精度检测工具的初始空间位置矩阵；上位机控制机械臂运动，使得标准精度检测工具按预设轨迹运动；在按预设轨迹运动过程中，光学定位器对标准精度检测工具多次采样，在每个采样位置，获得多个标记点的坐标；在每个采样位置，光学定位器通过多个标记点的坐标，与多个标记点的理论坐标，获得光学定位器的精度误差信息；上位机从光学定位器获得精度误差信息，通过精度误差信息确定光学定位器的精度指标。

【技术实现步骤摘要】
用于光学定位器精度检测的方法及装置
本申请涉及光学定位领域，具体涉及一种用于光学定位器精度检测的方法。
技术介绍
目前，光学定位器，尤指红外光学定位器，是基于双目视觉原理的光学测量仪器，其在测量定位、手术导航领域有着重要的作用。定位精度作为光学定位器最基本、最核心的指标，直接决定、影响了定位器的具体性能，直接反映了一款定位器的优劣程度。因此，设计出一种科学合理的光学定位器精度检测方法具有着重要的意义。当前对于光学定位器精度检测的常规方法多是基于人工手持标准精度检测工具，通过光学定位器上位机软件上的提示，按照光学定位器预先设定的轨迹，在某一空间范围内移动标准的精度检测工具到指定位置。在此过程中光学定位器对精度检测工具进行追踪采样，记录下精度检测工具的空间位置信息以及定位误差信息，并写入到相应的日志记录中。此后，通过对以上空间位置信息以及定位误差信息进行相应的分析，给出最终的定位器精度检测结果。目前基于人工的检测方法存在以下问题：人工的动作精准度有限，不易将标准精度检测工具准确移动到空间中指定位置，反复修正的过程增加了整体光学定位器精度检测的操作时长；人工手持标准精度检测工具时，可能会造成在每一次的精度检测过程中，因为沿预定轨迹移动的速度不均匀，造成了在不同位置的采样数量多少不一，这会导致每次精度检测的实际测量位置的权重不一，对最终光学定位器精度检测结果造成影响。
技术实现思路
基于此，本申请提供了一种用于光学定位器精度检测的方法及装置，引入机器人辅助光学定位系统精度检测，通过上位机控制机器人移动标准精度检测工具。根据本申请的一方面，提出一种用于光学定位器精度检测的方法，用于光学定位器精度检测系统，所述光学定位器精度检测系统包括：机器人，包括机械臂，可根据控制命令在空间内运动；标准精度检测工具，设置于所述机械臂并随所述机械臂的运动而在空间内移动，包括多个标记点；光学定位器，用于捕捉所述多个标记点并获得所述多个标记点的坐标；上位机，与所述机器人、光学定位器通信连接；所述方法包括：所述上位机控制所述光学定位器加载标定文件，得到所述多个标记点的理论坐标；所述上位机获取预先设置的所述标准精度检测工具的初始空间位置矩阵；所述上位机控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具按预设轨迹运动；在所述按预设轨迹运动过程中，所述光学定位器对所述标准精度检测工具多次采样，在每个采样位置，获得所述多个标记点的坐标；在每个采样位置，所述光学定位器通过所述多个标记点的坐标，与所述多个标记点的理论坐标，获得所述光学定位器的精度误差信息；所述上位机从所述光学定位器获得所述精度误差信息，通过所述精度误差信息确定所述光学定位器的精度指标。根据一些实施例，在所述使得所述标准精度检测工具按预设轨迹运动之前，还包括：所述上位机控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具由摆放位置运动到与所述初始空间位置矩阵对应的初始位置。根据一些实施例，所述上位机控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具由摆放位置运动到与所述初始空间位置矩阵对应的初始位置，包括：所述光学定位器获得所述标准精度检测工具在所述摆放位置的所述多个标记点的摆放位置坐标，通过所述多个标记点的摆放位置坐标和所述多个标记点的理论坐标，获得所述标准精度检测工具的摆放空间位置矩阵；所述上位机从所述光学定位器获得所述摆放空间位置矩阵，根据所述初始空间位置矩阵及所述摆放空间位置矩阵，获得初始空间移动矩阵；所述上位机根据所述初始空间移动矩阵控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具运动到所述初始位置。根据一些实施例，所述预设运动轨迹包括：空间中多个按顺序连接的轨迹点位位置，对于每个所述轨迹点位位置，在所述上位机存储有轨迹点位空间位置矩阵，所述轨迹点位位置包括所述初始位置。根据一些实施例，所述上位机控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具按预设轨迹运动，包括：从初始位置开始，所述光学定位器获得处于当前轨迹点位位置的所述标准精度检测工具的多个标记点的当前坐标，通过所述多个标记点的当前坐标和所述多个标记点的理论坐标，获得所述精度检测工具的当前轨迹点位空间位置矩阵；根据所述预设轨迹，所述上位机获得处于与所述当前轨迹点位位置顺序连接的目标轨迹点位位置的目标轨迹点位空间位置矩阵；所述上位机从所述光学定位器获得所述当前轨迹点位空间位置矩阵，根据所述当前轨迹点位空间位置矩阵和所述目标轨迹点位空间位置矩阵，获得目标空间移动矩阵；所述上位机根据所述目标空间移动矩阵控制所述机械臂运动至所述目标轨迹点位位置。根据一些实施例，所述标准精度检测工具包括：刚性连接的第一多点工具和第二多点工具；所述第一多点工具和第二多点工具分别包括至少三个所述标记点。根据一些实施例，所述光学定位器通过所述多个标记点的坐标，与所述多个标记点的理论坐标，获得所述光学定位器的精度误差信息，包括：所述光学定位器获得所述第一多点工具的所述多个标记点的第一采样坐标；所述光学定位器通过所述第一采样坐标和所述第一多点工具的多个标记点的理论坐标获得第一空间变换矩阵；所述光学定位器通过所述第一多点工具的多个标记点的理论坐标和所述第一空间变换矩阵获得所述第一多点工具的多个标记点的第一变换坐标；所述光学定位器通过所述第一采样坐标和对应的所述第一变换坐标，获得所述第一多点工具的误差信息。根据一些实施例，所述光学定位器通过所述多个标记点的坐标，与所述多个标记点的理论坐标，获得所述光学定位器的精度误差信息，还包括：所述光学定位器获得所述第二多点工具的所述多个标记点的第二采样坐标；所述光学定位器通过所述第二采样坐标和所述第二多点工具的多个标记点的理论坐标获得第二空间变换矩阵；所述光学定位器通过所述第二多点工具的多个标记点的理论坐标和所述第二空间变换矩阵获得所述第二多点工具的多个标记点的第二变换坐标；所述光学定位器通过所述第二采样坐标和对应的所述第二变换坐标，获得所述第二多点工具的误差信息。根据一些实施例，所述光学定位器通过所述多个标记点的坐标，与所述多个标记点的理论坐标，获得所述光学定位器的精度误差信息，还包括：所述光学定位器通过所述第一空间变换矩阵和所述第二空间变换矩阵，获得所述第一多点工具与第二多点工具的距离误差。根据一些实施例，所述光学定位器通过所述第一空间变换矩阵和所述第二空间变换矩阵，获得所述第一多点工具及第二多点工具的距离误差，包括：通过以下公式获得距离误差矩阵：其中，RT1为所述第一空间变换矩阵，RT2为所述第二空间变换矩阵，ΔRT为所述距离误差矩阵；根据ΔRT，通过以下公式获得所述距离误差：其中Elength为所述第一多点工具及第二多点工具的距离误差。根据一些实施例，所述上位机从所述光学定位器获得所述精度误差信息，通过所述精度误差信息确定所述光学定位器的精度指标，包括：所述上位机基于所述精度指标，以点云的形式将所述光学定位器的精度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光学定位器精度检测的方法，用于光学定位器精度检测系统，所述光学定位器精度检测系统包括：/n机器人，包括机械臂，可根据控制命令在空间内运动；/n标准精度检测工具，设置于所述机械臂并随所述机械臂的运动而在空间内移动，包括多个标记点；/n光学定位器，用于捕捉所述多个标记点并获得所述多个标记点的坐标；/n上位机，与所述机器人、光学定位器通信连接；/n所述方法包括：/n所述上位机控制所述光学定位器加载标定文件，得到所述多个标记点的理论坐标；/n所述上位机获取预先设置的所述标准精度检测工具的初始空间位置矩阵；/n所述上位机控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具按预设轨迹运动；/n在所述按预设轨迹运动过程中，所述光学定位器对所述标准精度检测工具多次采样，在每个采样位置，获得所述多个标记点的坐标；/n在每个采样位置，所述光学定位器通过所述多个标记点的坐标，与所述多个标记点的理论坐标，获得所述光学定位器的精度误差信息；/n所述上位机从所述光学定位器获得所述精度误差信息，通过所述精度误差信息确定所述光学定位器的精度指标。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于光学定位器精度检测的方法，用于光学定位器精度检测系统，所述光学定位器精度检测系统包括：
机器人，包括机械臂，可根据控制命令在空间内运动；
标准精度检测工具，设置于所述机械臂并随所述机械臂的运动而在空间内移动，包括多个标记点；
光学定位器，用于捕捉所述多个标记点并获得所述多个标记点的坐标；
上位机，与所述机器人、光学定位器通信连接；
所述方法包括：
所述上位机控制所述光学定位器加载标定文件，得到所述多个标记点的理论坐标；
所述上位机获取预先设置的所述标准精度检测工具的初始空间位置矩阵；
所述上位机控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具按预设轨迹运动；
在所述按预设轨迹运动过程中，所述光学定位器对所述标准精度检测工具多次采样，在每个采样位置，获得所述多个标记点的坐标；
在每个采样位置，所述光学定位器通过所述多个标记点的坐标，与所述多个标记点的理论坐标，获得所述光学定位器的精度误差信息；
所述上位机从所述光学定位器获得所述精度误差信息，通过所述精度误差信息确定所述光学定位器的精度指标。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述使得所述标准精度检测工具按预设轨迹运动之前，还包括：
所述上位机控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具由摆放位置运动到与所述初始空间位置矩阵对应的初始位置。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述上位机控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具由摆放位置运动到与所述初始空间位置矩阵对应的初始位置，包括：
所述光学定位器获得所述标准精度检测工具在所述摆放位置的所述多个标记点的摆放位置坐标，通过所述多个标记点的摆放位置坐标和所述多个标记点的理论坐标，获得所述标准精度检测工具的摆放空间位置矩阵；
所述上位机从所述光学定位器获得所述摆放空间位置矩阵，根据所述初始空间位置矩阵及所述摆放空间位置矩阵，获得初始空间移动矩阵；
所述上位机根据所述初始空间移动矩阵控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具运动到所述初始位置。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设运动轨迹包括：
空间中多个按顺序连接的轨迹点位位置，对于每个所述轨迹点位位置，在所述上位机存储有轨迹点位空间位置矩阵，所述轨迹点位位置包括所述初始位置。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述上位机控制所述机械臂运动，使得所述标准精度检测工具按预设轨迹运动，包括：
从初始位置开始，所述光学定位器获得处于当前轨迹点位位置的所述标准精度检测工具的多个标记点的当前坐标，通过所述多个标记点的当前坐标和所述多个标记点的理论坐标，获得所述精度检测工具的当前轨迹点位空间位置矩阵；
根据所述预设轨迹，所述上位机获得处于与所述当前轨迹点位位置顺序连接的目标轨迹点位位置的目标轨迹点位空间位置矩阵；
所述上位机从所述光学定位器获得所述当前轨迹点位空间位置矩阵，根据所述当前轨迹点位空间位置矩阵和所述目标轨迹点位空间位置矩阵，获得目标空间移动矩阵；
所述上位机根据所述目标空间移动矩阵控制所述机械臂运动至所述目标轨迹点位位置。


6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标准精度检测工具包括：
刚性连接的第一多点工具和第二多点工具；
所述第一多点工具和第二多点工具分别包括至少三个所述标记点。


7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述光学定位器通过所述多个标记点的坐标，与所述多个标记点的理论坐标，获得所述光学定位器的精度误差信息，包括：
所述光学定位器获得所述第一多点工具的所述多个标记点的第一采样坐标；
所述光学定位器通过所述第一采样坐标和所述第一多点工具的多个标记点的理论坐标获得第一空间变换矩阵；
所述光学定位器通过所述第一多点工具的多个标记点的理论坐标和所述第一空间变换矩阵获得所述第一多点工具的多个标记点的第一变换坐标；
所述光学定位器通过所述第一采样坐标和对应的所述第一变换坐标，获得所述第一多点工具的误差信息。


8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述光学定位器通过所述多个标记点的坐标，与所述多个标记点的理论坐标，获得所述光学定位器的精度误差信息，还包括：
所述光学定位器获得所述第二多点工具的所述多个标记点的第二采样坐标；
所述光学定位器通过所述第二采样坐标和所述第二多点工具的多个标记点的理论坐标获得第二空间变换矩阵；
所述光学定位器通过所述第二多点工具的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘岩，李寅岩，董瑞朋，
申请(专利权)人：北京天智航医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11