装置的机器人定位制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机器人装置定位。通过将机器人臂延伸入手术区域中，提供了一种系统，该系统仅使用器械跟踪反馈而跟随规划(例如，手术规划)自动地对准器械。不需要在机器人上的跟踪标记。标记。标记。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】装置的机器人定位


[0001]本专利技术涉及到器械定位。具体地，本专利技术涉及一种用于器械定位的系统、一种控制用于器械定位的系统的方法、一种计算机程序单元和一种计算机可读介质。

技术介绍

[0002]机器人装置定位在包括例如手术器械引导、制造和机器操作，如飞机、建筑机械，用于钻孔、打钉等的应用中已变得越来越普遍。机器人解决方案通常依靠外部跟踪系统来定位机器人，并利用刚性地固定到关注物体(例如，患者或待钻孔的物体)的光学标记来建立机器人到物体的参考系(例如，患者参考系)。机器人解决方案的示例可以在US 2015/164607 A中找到。然而，参考系容易受意外的移动和阻碍的影响，从而降低了物体跟踪的准确度，并增加了配准误差的风险。
[0003]US 2018/0000546公开了一种医疗机器人系统，其包括与致动器元件联接的机器人，其中机器人被配置为用于受控的移动和定位。
[0004]US 2018/0185100公开了用于手术导航的系统和方法，其提供混合现实可视化。混合现实可视化描绘了与真实物体相结合的虚拟图像，以向用户提供改善的可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于器械定位的系统(10)，包括：机器人系统(12)，其具有机器人臂(14)，所述机器人臂具有四个或更多个控制自由度DOF；以及具有接口单元(24)的系统控制器(22)；其中，所述机器人臂包括能够与器械(18)连接的器械接口；其中，所述器械具有细长的形状；其中，所述系统控制器的所述接口单元被配置为提供传感器数据，所述传感器数据包括所述器械的姿态信息和关于关注物体的目标位置，其中所述器械的所述姿态信息包括所述器械的位置和取向；其中，所述系统控制器的所述接口单元被进一步配置为提供在所述目标位置处的图像数据，其中在所述图像数据中规划目标轨迹，以用于将所述器械定位到所述目标位置；以及其中，所述系统控制器被配置为：将所述器械的所述姿态信息和规划的所述目标轨迹转移到物体坐标系中；计算所述器械的被跟踪到的所述姿态信息与规划的所述目标轨迹之间的位置误差；在每个新的目标选择时间的所述机器人臂的第一次运动期间，控制所述机器人臂以使所述器械在预定的移动中移动，以在所述物体坐标系和机器人坐标系之间产生粗略的六自由度的配准，其中所述预定的移动包括预定的旋转移动；和将所述位置误差转移到所述机器人系统的所述机器人坐标系中，以用于控制所述机器人臂，以将所述器械与规划的所述目标轨迹对准，其中所述位置误差包括平移误差和旋转误差中的至少一个。2.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述物体坐标系和所述机器人坐标系之间生成粗略的六自由度的配准是基于：收集在所述预定的移动之前和之后的两个机器人姿态和两个器械位置；基于使用最小二乘法从旋转之前和之后的所述器械的位置计算出代表所述器械的轴线的两个线矢量之间的最接近点，确定器械平移分量；使用标准交叉乘积法从两个器械线矢量的法线产生器械旋转分量；基于所述器械平移分量和所述器械旋转分量，在所述物体坐标系和临时坐标系之间产生物体配准；基于使用最小二乘法从旋转之前和之后的所述机器人的姿态计算出代表所述机器人的轴线的两个线矢量之间的最接近点，确定机器人平移分量；使用标准交叉乘积法从两个机器人线矢量的法线产生机器人旋转分量；基于所述机器人平移分量和所述机器人旋转分量，在所述机器人坐标系和所述临时坐标系之间产生机器人配准；以及基于所述物体配准和所述机器人配准，在所述物体坐标系和所述机器人坐标系之间产生粗略的六自由度的配准。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述传感器数据包括所述器械关于所述目标位置的实时姿态信息；以及其中，所述系统控制器被配置为计算所述器械的被跟踪到的姿态信息与规划的所述目标轨迹之间的实时位置误差，并将所述实时位置误差转移到所述机器人系统的所述机器人
坐标系中，以迭代地控制所述机器人臂，使所述器械与规划的所述目标轨迹对准。4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其中，所述系统控制器被进一步配置为当所述传感器数据不包括所述器械的姿态信息时，应用所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：