【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三维定位相关，尤其涉及一种应用于矫形器定位过程中的三维坐标定位方法及系统。
技术介绍
1、现阶段市面上传统的测量目标空间三维坐标定位方式均为假设一个坐标原点，参见图2，然后定义x/y/z轴的矢量方向，通过各种光学、声学、电磁学等原理的感知装置测得其x/y/z方向的相对位置，从而得出目标的三维坐标。
2、在这种坐标定位模式下的机械装置需要将目标从a坐标点移动到未知坐标参数的b点时，操作者往往需要先通过各种辅助设备来确定b点坐标位置，然后在控制器上输入对应行程或者坐标参数来完成，此时如b点坐标同时需要有方向矢量参数时还需要更多的坐标点组合，其对坐标系的理解起来会更加困难，该定位方法对操作者的专业性要求较高，需要操作者能对空间坐标系方向位置敏感，且通过辅助设备来确定目标位置操作较为繁琐。
3、在研究脊柱侧凸矫正设备的时候发现，按传统定位方式操作时需花大量时间来反复确认调节操纵目标的坐标，才能将治疗装置移动到较为准确的位置，其使用效率太低。另外通过调查了解到医务人员一般熟悉解剖学定位描述，大多对空间坐标的概念较为模糊生疏，如按此传统的三维坐标（x、y、z）方式来定位，需要很长时间来培训和适应新的医疗器械相关产品。
4、随着临床和医疗器械技术的发展，针对脊柱矫形领域，对脊柱侧凸矫正，需要结合人体生理解剖结构，明确三维矫正力的受力点位置、力方向、力大小等具体参数，方便临床或康复领域的人员进一步使用三维矫正设备（如矫形器、脊柱侧凸矫正机器人等），形成固定、拉伸、解旋效果。
5、鉴于
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了至少解决现有技术的不足之一，提供一种三维坐标定位方法及系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
3、具体的，提出一种三维坐标定位方法，包括以下：
4、获取与移动装置处于同一空间内的任意预设位置，将该预设位置定义为原点；
5、以移动装置的移动部与原点的相对关系对所述移动部进行定位，所述相对关系至少包括所述移动部的当前位置与原点于三维定位坐标系中的角度、轴心距、矢量运动距离以及水平高度；
6、具体的，
7、相对原点的所述角度指的是所述移动部的运动指向中心法向线与所述移动装置的横向水平轴线方向即x轴的夹角；
8、所述轴心距指的是所述移动装置的运动指向中心法向线与所述移动装置的中心轴线的最小距离；
9、所述水平高度指的是所述移动装置的高度，即所述移动装置与原点在z轴方向的距离；
10、所述矢量运动距离指的是所述移动部与通过原点的施力法向线垂直平面的最小距离；
11、所述移动部至少具备2个自由度以对所述相对关系进行调整。
12、本专利技术还提出一种治疗设备的机械手的三维坐标定位方法，应用了所述的一种三维坐标定位方法，包括以下：
13、定义带有机械手的机器的某一处位置为设备治疗原点；
14、以所述机器的机械手末端位置所对应的相对设备治疗原点的角度、轴心距、矢量运动距离以及水平高度作为当前位置的三维坐标；
15、获取用户设定的目标靶点位置，计算目标靶点位置与当前位置之间的空间距离；
16、基于当前位置的三维坐标以及所述空间距离进行目标靶点位置的三维坐标解算，得到目标靶点位置的三维坐标即目标靶点位置所对应的所述机器的机械手末端位置所对应的相对设备治疗原点的角度、轴心距、矢量运动距离以及水平高度；
17、基于解算得到的目标靶点位置的三维坐标与当前位置的三维坐标对机械手进行所述角度、轴心距、矢量运动距离以及水平高度的对应调整。
18、进一步，具体的，
19、相对设备治疗原点的所述角度指的是机械手中心施力法向线与所述机器的横向水平轴线方向即x轴的夹角；
20、所述轴心距指的是机械手中心施力法向线与所述机器的中心轴线的最小距离；
21、所述水平高度指的是机械手高度，即机械手末端水平中线距离所述机器的底部平面的高度；
22、所述矢量运动距离指的是机械手与通过治疗原点的施力法向线垂直平面的最小距离。
23、进一步，所述方法还包括，为机械手预设定进行所述水平高度调整时的高度调整范围，进行相对设备治疗原点的角度调整时的角度调整范围以及进行所述轴心距调整时的轴心距调整范围，当出现于所述高度调整范围、角度调整范围以及轴心距调整范围任意一个范围中无法调整得到目标靶点位置的情况时，进行告警提醒。
24、本专利技术还提出一种三维坐标定位系统，包括：
25、移动装置，带有至少具备2个自由度的移动部；
26、控制装置，包括，
27、原点预定义模块，用于获取与移动装置处于同一空间内的任意预设位置，将该预设位置定义为原点；
28、三维坐标定位模块，用于以移动装置的移动部与原点的相对关系对所述移动部进行定位，所述相对关系至少包括所述移动部的当前位置与原点于三维定位坐标系中的角度、轴心距、矢量运动距离以及水平高度；
29、具体的，
30、相对原点的所述角度指的是所述移动部的运动指向中心法向线与所述移动装置的横向水平轴线方向即x轴的夹角；
31、所述轴心距指的是所述移动装置的运动指向中心法向线与所述移动装置的中心轴线的最小距离；
32、所述水平高度指的是所述移动装置的高度，即所述移动装置与原点在z轴方向的距离；
33、所述矢量运动距离指的是所述移动部与通过原点的施力法向线垂直平面的最小距离。
34、本专利技术的有益效果为：
35、本专利技术提出一种三维坐标定位方法，以移动装置的移动部与原点的相对关系对所述移动部进行三维定位，在治疗设备中即通过定义带有机械手的机器的某一处位置为设备治疗原点，并以所述机器的机械手末端位置所对应的相对设备治疗原点的角度、轴心距、矢量运动距离以及水平高度作为当前位置的三维坐标。进而只需要计算当前位置与目标靶点位置之间的空间距离就可以通过调整机械手的角度、轴心距、矢量运动距离以及水平高度来使机械手位移至目标靶点位置。通过本专利技术提出的三维坐标定位方式，其涉及的物理量变化均通俗易懂，能够减少医务人员理解、演算传统抽象三维坐标的工作量，易于推广，方便实际操作。
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1.一种三维坐标定位方法，其特征在于，包括以下：
2.一种治疗设备的机械手的三维坐标定位方法，其特征在于，应用了权利要求1中所述的一种三维坐标定位方法，包括以下：
3.根据权利要求2所述的一种治疗设备的机械手的三维坐标定位方法，其特征在于，具体的，
4.根据权利要求2所述的一种治疗设备的机械手的三维坐标定位方法，其特征在于，所述方法还包括，为机械手预设定进行所述水平高度调整时的高度调整范围，进行相对设备治疗原点的角度调整时的角度调整范围以及进行所述轴心距调整时的轴心距调整范围，当出现于所述高度调整范围、角度调整范围以及轴心距调整范围任意一个范围中无法调整得到目标靶点位置的情况时，进行告警提醒。
5.一种三维坐标定位系统，其特征在于，包括：
【技术特征摘要】
1.一种三维坐标定位方法，其特征在于，包括以下：
2.一种治疗设备的机械手的三维坐标定位方法，其特征在于，应用了权利要求1中所述的一种三维坐标定位方法，包括以下：
3.根据权利要求2所述的一种治疗设备的机械手的三维坐标定位方法，其特征在于，具体的，
4.根据权利要求2所述的一种治疗设备的机械手的三维坐标定位方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：王帮德，李巍，刘劲松，李金华，
申请(专利权)人：武汉科莱瑞迪医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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