机器人的控制方法、装置、处理器及电子设备制造方法及图纸

本申请公开了一种机器人的控制方法、装置、处理器及电子设备。该方法包括：获取视觉采集设备的视觉坐标系，机器人的轴关节坐标系和运动终端坐标系；基于视觉坐标系、轴关节坐标系和运动终端坐标系三者之间的转换关系，对机器人的待标定参数进行标定，得到标定值，其中，转换关系包括与膝关节手术需求信息对应的相对位置转换关系和/或姿态转换关系；对标定值进行迭代处理，得到迭代处理结果；基于迭代处理结果，控制机器人执行与膝关节手术需求信息关联的执行行为。通过本申请解决了无法通过单次标定，得到满足膝关节手术需求的机器人的技术问题。术问题。术问题。

【技术实现步骤摘要】
机器人的控制方法、装置、处理器及电子设备


[0001]本申请涉及医疗
，具体而言，涉及一种机器人的控制方法、装置、处理器及电子设备。

技术介绍

[0002]在相关技术中，机器人的标定方法主要是基于激光跟踪仪、三维坐标测量仪等设备，这些方法主要是针对工业机器人，旨在提高机器人的重复定位精度，只能通过目标点的位置信息建立误差方程，而由于无法使用姿态信息，因此，无法生成能够使用在膝关节手术中的机器人，因此，仍存在无法通过单次标定得到满足膝关节手术需求的机器人的技术问题。
[0003]针对上述相关技术中无法通过单次标定得到满足膝关节手术需求的机器人的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种机器人的控制方法、装置、处理器及电子设备，以至少解决无法通过单次标定得到满足膝关节手术需求的机器人的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本申请实施例的一个方面，提供了一种机器人的控制方法。该方法可以包括：获取视觉采集设备的视觉坐标系，机器人的轴关节坐标系和运动终端坐标系；基于视觉坐标系、轴关节坐标系和运动终端坐标系三者之间的转换关系，对机器人的待标定参数进行标定，得到标定值，其中，转换关系包括与膝关节手术需求信息对应的相对位置转换关系和/或姿态转换关系；对标定值进行迭代处理，得到迭代处理结果；基于迭代处理结果，控制机器人执行与膝关节手术需求信息关联的执行行为。
[0006]可选地，基于视觉坐标系、轴关节坐标系和运动终端坐标系三者之间的转换关系，对机器人的待标定参数进行标定，得到标定值，包括：确定视觉坐标系与轴关节坐标系中的基座坐标系之间的第一转换关系，且基于第一转换关系，对待标定参数进行标定，得到第一标定值，其中，第一转换关系用于表征视觉坐标系与基座坐标系之间的姿态转换关系与相对位置转换关系，标定值包括所述第一标定值；确定视觉坐标系与运动终端坐标系之间的第二转换关系，且基于第二转换关系，对待标定参数进行标定，得到第二标定值，其中，第二转换关系用于表征视觉采集设备与运动终端坐标系之间的姿态转换关系与相对位置转换关系，标定值包括第二标定值。
[0007]可选地，基于视觉坐标系、轴关节坐标系和运动终端坐标系三者之间的转换关系，对机器人的待标定参数进行标定，得到标定值，包括：获取机器人的视觉下位姿数据集合，其中，视觉下位姿数据集合是通过控制机器人的轴关节转动得到的；通过视觉下位姿数据集合拟合轴关节对应的轴线，得到轴关节的轴向矢量；基于轴向矢量，确定第一标定值和第二标定值。
[0008]可选地，基于轴向矢量，确定第一标定值和第二标定值，包括：将轴向矢量中的第
一轴向矢量与第二轴向矢量二者的公垂线的中点确定为基坐标系的原点，且基于右手法则，在基坐标系的原点建立基坐标系，并基于基坐标系，确定第一标定值；将轴向矢量中的第二轴向矢量与第三轴向矢量的公垂线的中点确定为三轴坐标系的原点，且基于右手法则，在三轴关节的原点建立三轴坐标系，并基于三轴坐标系，确定第二标定值，其中，机器人包括多个轴关节，每个轴关节对应各自的轴向矢量，三轴坐标系为第三个轴关节的坐标系。
[0009]可选地，在对标定值进行迭代处理，得到迭代处理结果之前，包括：确定满足膝关节手术需求信息的手术切削的运动平面，其中，运动平面至少包括胫骨平面、股骨后倒角平面、股骨远端平面、股骨前倒角平面、股骨前髁平面和股骨后髁平面；设定各个运动平面的采样区间，其中，采样区间包括高度采样区间和平面倾斜角度采样区间；分别为每个运动平面从采样区间中获取高度样本和平面倾斜角度样本，其中，高度样本用于表示运动平面的高度处在采样区间的高度阈值范围之内，平面倾斜角度样本用于表示运动平面的倾斜角度处在采样区间的倾斜角度阈值范围之内；基于高度样本和平面倾斜角度样本，构建目标数据的新平面，得到新平面的平面位姿集合；基于平面位姿集合，确定机器人的运动终端的采样集合，其中，采样集合包括运动终端的视觉特征阵列数据。
[0010]可选地，基于平面位姿集合，确定机器人的运动终端的采样集合，包括：通过平面位姿集合，确定机器人的轴关节的轴位置集合；控制机器人按照轴位置集合依次运动，得到采样集合。
[0011]可选地，在对标定值进行迭代处理，得到迭代结果之前，包括：确定机器人的第三个轴关节与运动终端的位置关系数据；基于位置关系数据和第一标定值，确定机器人的位姿关系模型；将采样集合输入对应的位姿子关系模型中，确定采样集合中每个元素对应的标定值，其中，位姿子关系模型是对位姿关系模型进行拆分得到的。
[0012]可选地，对标定值进行迭代处理，得到迭代处理结果，包括：基于位置关系数据，确定位姿关系矩阵；基于位姿关系矩阵，对标定值进行迭代处理，得到迭代处理结果。
[0013]可选地，基于位姿关系矩阵，对标定值进行迭代处理，得到迭代处理结果，包括：基于下一次迭代的位姿关系矩阵、下一次迭代的映射矩阵与下一次迭代的误差矩阵，确定迭代方程；基于迭代方程，对标定值进行迭代处理；响应于误差矩阵小于误差矩阵阈值，停止迭代，且输出迭代处理结果。
[0014]为了实现上述目的，根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种机器人的控制装置。该装置可以包括：获取单元，用于获取视觉采集设备的视觉坐标系，机器人的轴关节坐标系和运动终端坐标系；标定单元，用于基于视觉坐标系、轴关节坐标系和运动终端坐标系三者之间的转换关系，对机器人的待标定参数进行标定，得到标定值，其中，转换关系包括与膝关节手术需求信息对应的相对位置转换关系和/或姿态转换关系；处理单元，用于对标定值进行迭代处理，得到迭代处理结果；控制单元，用于基于迭代处理结果，控制机器人执行与膝关节手术需求信息关联的执行行为。
[0015]为了实现上述目的，根据本申请实施例的再一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行存储在存储器中的程序，其中，程序运行时执行上述任意一项所述的机器人的控制方法。
[0016]为了实现上述目的，根据本申请实施例的再一方面，还提供一种电子设备，电子设备包括一个或多个处理器和存储器，存储器用于存储一个或多个处理器实现上述任意一项
所述的机器人的控制方法。
[0017]在本申请实施例中，获取视觉采集设备的视觉坐标系，机器人的轴关节坐标系和运动终端坐标系；基于视觉坐标系、轴关节坐标系和运动终端坐标系三者之间的转换关系，对机器人的待标定参数进行标定，得到标定值，其中，转换关系包括与膝关节手术需求信息对应的相对位置转换关系和/或姿态转换关系；对标定值进行迭代处理，得到迭代处理结果；基于迭代处理结果，控制机器人执行与膝关节手术需求信息关联的执行行为。也就是说，本申请实施例通过确定视觉采集设备的视觉坐标系以及机器人的轴关节坐标系和运动终端坐标系三者之间的能够满足膝关节手术需求信息的相对位置转换关系和/或姿态转换关系，对机器人的待标定参数进行初次标定，得到标定值。通过对标定值进行迭代处理，可以得到迭代处理结果，并可以将迭代处理结果赋予该机器人，使得该机器人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人的控制方法，其特征在于，包括：获取视觉采集设备的视觉坐标系，机器人的轴关节坐标系和运动终端坐标系；基于所述视觉坐标系、所述轴关节坐标系和所述运动终端坐标系三者之间的转换关系，对所述机器人的待标定参数进行标定，得到标定值，其中，所述转换关系包括与膝关节手术需求信息对应的相对位置转换关系和/或姿态转换关系；对所述标定值进行迭代处理，得到迭代处理结果；基于所述迭代处理结果，控制所述机器人执行与所述膝关节手术需求信息关联的执行行为。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述视觉坐标系、所述轴关节坐标系和所述运动终端坐标系三者之间的转换关系，对所述机器人的待标定参数进行标定，得到标定值，包括：确定所述视觉坐标系与所述轴关节坐标系中的基座坐标系之间的第一转换关系，且基于所述第一转换关系，对所述待标定参数进行标定，得到第一标定值，其中，所述第一转换关系用于表征所述视觉坐标系与所述基座坐标系之间的所述姿态转换关系与所述相对位置转换关系，所述标定值包括所述第一标定值；确定所述视觉坐标系与所述运动终端坐标系之间的第二转换关系，且基于所述第二转换关系，对所述待标定参数进行标定，得到第二标定值，其中，所述第二转换关系用于表征所述视觉坐标系与所述运动终端坐标系之间的所述姿态转换关系与所述相对位置转换关系，所述标定值包括所述第二标定值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述视觉坐标系、所述轴关节坐标系和所述运动终端坐标系三者之间的转换关系，对所述机器人的待标定参数进行标定，得到标定值，包括：获取所述机器人的视觉下位姿数据集合，其中，所述视觉下位姿数据集合是通过控制所述机器人的轴关节转动得到的；通过所述视觉下位姿数据集合拟合所述轴关节对应的轴线，得到所述轴关节的轴向矢量；基于所述轴向矢量，确定所述第一标定值和所述第二标定值。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述轴向矢量，确定所述第一标定值和所述第二标定值，包括：将所述轴向矢量中的第一轴向矢量与第二轴向矢量二者的公垂线的中点确定为基坐标系的原点，且基于右手法则，在所述基坐标系的原点建立所述基坐标系，并基于所述基坐标系，确定所述第一标定值；将所述轴向矢量中的所述第二轴向矢量与第三轴向矢量的公垂线的中点确定为三轴坐标系的原点，且基于所述右手法则，在所述三轴坐标系的原点建立所述三轴坐标系，并基于所述三轴坐标系，确定所述第二标定值，其中，所述机器人包括多个所述轴关节，每个所述轴关节对应各自的所述轴向矢量，所述三轴坐标系为第三个所述轴关节的坐标系。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述标定值进行迭代处理，得到迭代处理结果之前，所述方法还包括：确定满足所述膝关节手术需求信息的手术切削的运动平面，其中，所述运动平面至少
包括胫骨平面、股骨后倒角平面、股骨远端平面、股骨前倒角平面、股骨前髁平面和股骨后髁平面；设定各个所述运动平面的采样区间，其中，所述采样区间包括高度采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏晓晨，
申请(专利权)人：北京壹点灵动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：