CN108115683A - 机器人工具的校准参数的计算 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用来计算机器人工具的校准参数的方法。该方法基于,通过第一接口接收图像体积的医学成像的图像数据组,图像体积包括机器人工具的一部分,机器人工具固定在机器人上。通过第二接口接收机器人数据组,机器人数据组包括在记录图像数据组期间机器人的至少一个可动轴的位置。通过计算单元确定在图像数据组中的标记的位置和/或方向。利用计算单元,通过转换标记的位置和/或方向,计算机器人工具的工具中心点的图像支持的位置和/或方向。此外,通过计算单元,基于机器人数据组以及基于工具中心点的图像支持的位置和/或方向,计算校准参数。本发明还涉及校准单元、计算机程序产品、计算机可读存储媒介和带有校准单元的机器人。
Description
背景技术
机器人被应用于医疗领域,尤其是当高精度和高耐力是必要的场合。活体组织检查、射频消融或整形外科螺钉的定位都属于这个范畴。
机器人在医疗领域的应用经常由成像设备来支持,比如核磁共振成像设备、计算机断层成像设备、超声成像设备或者X射线设备。利用这些设备,人体内部构造得以呈现,使得医疗工具可以正确放置。
为了避免在手术范围外的健康的组织、骨头或者器官受到损伤,机器人工具必须获得非常准确的位置和方向信息。因此机器人工具必须被校准。
众所周知,机器人会在生产之后进行校准。但是,这最多可以校准工具夹具的位置,因为在大多数情况下机器人工具独立于机器人而被提供,并且具有不同的使用寿命。然而对于医疗应用,机器人工具本身的校准是必要的,尤其是机器人工具的活动点,在此也被称为工具中心点(英文名词是tool center point(工具中心点),简称TCP)。
因此每一个机器人工具必须分别与机器人一起被校准。此外,由于机器人工具的损耗,有必要按照一定的时间段来进行校准。
众所周知,为了校准机器人工具的工具中心点,需要使用一个独立的校准单元。这些校准单元包括位置确认单元,例如超声波传感器、激光干涉仪或者激光三角测距仪。这些独立的校准单元都很贵且很难运输。进一步而言,进行校准时,需要操作者控制,使得工具中心点与预设的多个点触碰。这种方法非常费时且依赖于操作者的操作手法和精度。
发明内容
本发明的任务是,提供一种经济并且准确校准机器人工具的工具中心点的方法。
这项任务通过按照本发明的方法、按照本发明的校准单元、按照本发明的计算机程序、按照本发明的计算机可读储存介质以及通过按照本发明的机器人得以实现。
以下关于装置以及关于方法来描述按照本发明对这项任务的实现。在此提及的特征、优点,或者替换实施方式同样适用于其它对象,反之亦然。或者说,物的权利要求(例如针对设备的)也可以利用结合方法所描述或要求保护的特征来进一步完善。方法的相应的功能性特点会由相应的具体模块来建立。
本发明基于如下,即,通过第一接口来接收图像体积的医学成像的图像数据组,所述图像体积包括机器人工具的一部分,并且机器人工具固定在机器人上,此外,通过第二接口接收机器人数据组,其中机器人数据组包含在获取图像数据期间机器人的至少一个可动轴的位置。此外,通过计算模块来确定图像数据组中标记的位置和/或方向。此外,借助计算模块,通过转换标记的位置和/或方向,来计算机器人工具的工具中心点的图像支持的位置和/或方向。此外,借助计算模块,基于机器人数据组以及基于工具中心点的图像支持的位置和/或方向,来计算校准参数。
发明者发现,通过医学成像的图像数据组可以格外经济地计算校准参数,因为在通常情况下,在机器人的医疗应用领域总是会有成像设备,并且在机器人的很多应用中,医疗图像数据组会被用于计划或者监视。因此除了成像设备,额外的基于图像的校准单元是不必要的。此外,工具中心点的校准可以很快速且高效地、在无需改建的情况下实现,尤其是在每次机器人工具更换之后,特别地也在每次工具投入使用之前。借此可以在校准时一起考虑通过机器人工具的更换或损耗带来的偏差。此外,医学图像数据具有很高的分辨率,因此校准参数可以被格外精确地计算。
依据本发明的另一个方面,图像数据组包括了图像体积的二维X射线投影。发明者发现,二维X射线投影可以被非常快速且经济地被记录。此外,X射线图像数据,尤其是二维X射线投影可以呈现在成像中用可见光发现不了的目标或者特征。
依据此发明的一个方面,图像数据组包括从图像体积的多个二维X射线投影重建的三维体积图像。图像体积的多个X射线投影可以尤其是依照两个不同的投影方向被记录。发明者发现,在三维的体积图像中呈现尤其是关于机器人工具的三维图像信息,以及三维数据涉及标记的位置和/或者方向。借此,校准参数可以被格外准确的计算。
依据本发明的另一个方面,三维的体积图像是由图像体积的二维放射学X射线投影重建的。此处X射线投影图像所表示的是那些不是由计算机断层成像记录的X射线投影图像。发明者发现,放射学X射线投影足够,为了机器人工具的精确校准,来重建三维体积图像。同时X射线投影相比计算机断层成像能更经济和快速地记录。此外,用于记录X射线投影图像的设备并不完全地包围检查区域,并且由此允许机器人简单接近检查区域。
依据本发明的另一个方面,机器人工具的结构在图像数据中呈现,所述标记构成为机器人工具结构。发明者发现,在图像数据中呈现的机器人工具结构足够确定机器人工具的位置和/或方向,借此确定工具中心点的位置。借此,校准参数可以被非常方便地计算,因为这个校准方法并不特别需要机器人工具修正。
依据此发明的另一个可能的方面,机器人工具的结构可以特别的涉及机器人工具的内部结构。发明者发现,通过使用内部结构作为标记使格外精确地确定标记的位置和/或方向成为可能。当机器人工具表面具有对称性,但机器人工具的内部结构打破这种对称性时,标记的位置和/或方向可以尤其被非常精确确定。此外,当内部结构在图像数据组中表现出很高对比度的时候,标记的位置和/或方向尤其可以被精确确定。
依据本发明的另一个方面,对工具中心点的图像支持的位置和/或方向的第一计算是通过图像数据组与机器人工具三维模型的配准来实现的。发明者发现,通过所述配准,可以使得工具中心点的图像支持的位置和/或方向基于少数几个显著点的位置来确定。特别地,直接在图像数据组中确定工具中心点的位置是没有必要的。此外通过与机器人工具的三维模型的配准,可以很好地把握损耗对工具中心点位置和/或方向的影响。此外,通过该配准,可以确定由生产决定的、机器人工具与理想形状的偏差,并且在确定工具中心点的位置和/或方向时得以重视。
依据本发明的另一个方面,标记包含了多个标记元素,这些标记元素布置在机器人工具外部和/或者机器人工具内部。发明者发现,这些专用的标记元素可以如此设置,使得它们可以在图像数据组中很好地呈现。借此,机器人工具的图像支持的位置和/或方向的确定一方面格外简单,另外一方面也可以很精确。这些标记元素尤其可以被构建为,从机器人工具上可移除。当标记元素影响机器人工具投入使用时,可移除式的构造是有利的。
依据本发明的另外一个方面,第二计算基于机器人数据组,使得从机器人的数据组中,计算工具中心点的预测位置和/或方向,并且校准参数包括,预测位置和/或方向与图像支持的位置和/或方向的偏差。当工具中心点的位置和/或方向作为相量呈现时,偏差尤其可以作为工具中心点的预测位置和/或方向与工具中心点的图像支持的位置和/或方向的按照部件的差来确定。发明者发现,预测位置和/或方向与图像支持的位置和/或方向之间的偏差是如下的参量,基于所述参量,可以最快最精确地进行机器人和/或机器人工具的校准。
依据本发明的另外一个可能的方面,机器人数据组此外包括在记录图像数据组期间,机器人至少一个可动轴的速度和/或加速度,此外,校准参数的第二计算基于机器人的数据组,使得从机器人的数据组中,工具中心点的速度和/或加速度和/或角速度和/或角加速度得以计算,并且此外,校准参数是基于工具中心点的速度和/或加速度和/或角速度和/或角加速度。发明者发现,通过使用速度和/或加速度数据可以使校准的精确度得以改善,尤其是当机器人数据的测量和图像数据组记录之间存在时间上的偏差时,或者当校准参数的第二计算必须在机器人工具移动中进行时。
依据本发明的另一个方面,机器人数据此外还包括机器人的环境的影响值,影响值会影响机器人数据组的测量和/或工具中心点位置。发明者发现,通过考虑机器人的环境的影响值,校准可以很好地适应不同的环境情况。
依据发明的另一个方面,影响值至少包括环境温度、作用在机器人工具上的力或机器人工具的负载。发明者发现,通过引入环境温度,可以在计算校准参数时考虑由温度决定的机器人工具的不同的伸展。此外,通过引入作用在机器人工具上的力或者机器人工具的负载,可以在计算校准参数时考虑机器人工具的形变。
依据发明的另一个可能的方面,此外,机器人数据组可以包括机器人工具的运行参数。此外,然后基于运行参数,可以确定二元的校准要求。运行参数尤其可以涉及机器人工具的运行时间或者机器人工具的老化。发明者发现,基于运行参数可以很快速且简单地决定,校准是否是必要的。通过二元的校准要求,操作者可以尤其确定校准的必要性,并且进行相应的措施。在此可以的是,只有当校准实际上是必要的时,才进行校准。
此外,本发明涉及用于计算机器人工具的校准参数的校准单元,其包括如下单元:
-第一接口,被建立用于对图像体积的医学成像的图像数据组进行第一接收,
其中,所述图像体积包括机器人工具的一部分,
并且其中,机器人工具固定在机器人上,
-第二接口,被建立用于对机器人数据组进行第二接收,在此,机器人数据组包括在记录图像数据组期间,机器人的至少一个可动轴的位置,
-计算单元,被建立用于确定图像数据中的标记的位置和/或方向,此外,被建立用于通过转换标记的位置和/或方向,对机器人工具的工具中心点的图像支持的位置和/或方向进行第一计算,此外,被建立用于基于机器人数据,以及基于工具中心点的图像支持的位置和/或方向,对校准参数进行第二计算。
这样的校准单元可以尤其建立为,执行之前描述的本发明的方法和其各个方面。这个校准单元被这样建立,使得执行所述方法和其各个方面。通过将第一接口、第二接口和计算模块建立为执行相应的方法步骤,校准单元构造为用于执行所述方法和其方面。本发明此外涉及包括本发明的校准单元的机器人。
本发明还涉及到带有计算机程序的计算机程序产品以及计算机可读介质。最大程度的软件实现具有如下优点,至今已经使用的控制设备可以用很简单的方式通过软件升级来升级,使其按照本发明的方式来工作。这样的计算机程序产品可以除计算机程序外,必要时还包括额外的组成部分,比如,文件汇编和/或额外的硬件部分,例如硬件锁(dongles等)来使用这个软件。
机器人是一种通用可编程的机械,尤其针对目标操作和处理。在医疗领域机器人可以被应用于,外科的或者成像的工具在人体表面或里面精确的移动和进入。机器人包括移动单元、机器人工具和机器人控制器。在此,移动单元包括多个轴,其通过连接单元机械性的互相相连。Effektor(操纵机构)作为常用的针对机器人工具的专业名词也会被使用。工具尤其可以被设计为可更换的,借此机器人就可以使用不同的工具。轴可以尤其是线性轴或旋转轴,轴尤其可以由电机来驱动。控制器可以尤其如下建立,这样控制轴的驱动,使工具采取事先设置的位置和/或方向。
在机器人上安装的机器人工具在医疗领域特别用于目标的固定和安放,或者对目标进行操作。借此它可以在目标上,比如植入物上或者病人上操作。机器人工具也可以作为平台来建立,它可以被固定在另外一个机器人工具上。
机器人工具的工具中心点表示机器人工具的非常突出的点,特别是机器人工具的活动点,特别是与其要处理的材料或组织接触的点。在此工具中心点具有位置和方向,在此,不仅是机器人工具的位置,并且还有机器人工具的方向都是预先确定的。
医学成像是尤其是利用核磁共振成像设备,计算机断层成像设备,超声成像设备和/或者X射线设备记录图像体积。这些医学影像设备都是当前技术下常见的,因此就在此就不详细赘述。所述图像体积是这样的空间区域,它可以从医疗成像中被呈现出来。这个图像体积尤其可以包括病人、病人的一部分和/或机器人工具。利用X光设备,可以关于投影方向记录图像体积的X光投影。图像数据组包括至少一个通过医学成像记录的图像。
标记是可以由医疗成像所呈现的对象,使得通过医疗成像,可以确定标记的图像支持的位置和/或方向。特别的,机器人工具包括这个标记。标记可以特别地是机器人工具的结构,但也可以是机器人工具的一部分,其可以通过医学成像非常好的被呈现,比如,是用X射线的医学成像中安置一个铅丸。机器人工具的结构可以尤其包括表面的几何形状,此外可以涉及机器人工具的内部结构。
对象的位置表示的是基于坐标系的三维位置。目标的方向表示的是基于坐标系的方向。这个坐标系在这里可以基于机器人所在的使用空间来定义,它也可以基于机器人的部件来定义,这个部件相对于使用空间是运动的。这个坐标系可以特别地是笛卡尔坐标系。对于目标的位置和方向,专业名词姿态也是常用的。不仅是位置,并且还有方向可以通过相量来表示,尤其是通过三维相量。
附图说明
接下来本发明会依据附图中所展示的实施例来做进一步的描述和阐述。
图1示出用于校准参数计算的方法的流程图,
图2示出校准单元,
图3示出成像设备、机器人和校准单元,
图4示出机器人工具。
具体实施方式
这里呈现的校准单元,以及机器人被构建为,来进行本发明的方法。
校准参数可以通过图1呈现的方法计算。这个方法包括,通过第一接口201.1,对图像体积的医疗成像的图像数据组进行第一接收REC-1。在此这个图像体积至少包括这个机器人工具353的一部分。在此,图像数据组由成像设备300记录,在这个实施例中,成像设备300是一个C型X光机300,利用其可以从不同投影方向记录图像体积的X光投影。在所展示的实施例中,在此,很多基于不同投影方向的X光投影被记录,从中,三维体积图像被重建。通过利用X光投影,在这个实施例中,在图像数据组中呈现机器人工具353的内部结构是可以的。借此,除了外部形状,尤其是机器人工具353的内部结构也可以作为标记。此外,独立的标记元素356.1,356.2,356.3可以位于机器人工具内部,其被建立,使得在X光成像中被呈现。
此外,在图1中展现的方法包括通过第二接口201.2对机器人数据组的第二接收REC-2,在此,机器人数据组包括在记录图像数据期间,至少机器人的至少一个可动轴351.1,351.2,351.3的位置。可动轴351.1,351.2,351.3可以是旋转轴,这种情况下,可动轴351.1,351.2,351.3的位置包含通过旋转轴相连的部件之间的角度。可动轴351.1,351.2,351.3也可以是线性轴,这种情况下,可动轴351.1,351.2,351.3的位置包含线性轴设定的长度。在这个方法的呈现的实施例中,机器人数据组包括机器人的所有可动轴351.1,351.2,351.3的位置。此外,在这个实施例中,机器人数据组包括在成像记录期间环境温度,机器人数据组也还可以包含其他的影响值,比如由负载引起的作用在机器人工具上的力。
在图1中所展示的方法还包括通过计算单元202确定DET图像数据组中标记的位置和/或方向。在所展现的实施例中,这个标记是通过机器人工具353的外形和内部结构来构建的。此外,这个标记包括机器人工具353内部的标记元素356.1,356.2,356.3的布置。但是这个标记也还可以分别仅通过机器人工具353的外形、机器人工具353的内部结构、或者通过标记元素356.1,356.2,356.3的布置来构建。标记元素356.1,356.2,356.3在所示的实施例中位于机器人工具353内部。标记元素356.1,356.2,356.3也可以位于机器人工具353外部。在所示的实施例中,标记元素通过铅丸来构建,通过铅丸的布置来确定标记的位置和/或方向。可以设想,使用不同大小的铅丸或者其他形状铅体,从而单个标记元素通过其形状和方向就可以确定标记的位置和/或方向。同样可以设想,使用铅以外的其他材料,尤其是可以比针对机器人工具353结构所使用的其它材料更强地吸收X射线的材料。
此外,图1所呈现的方法包括利用计算单元202通过转换标记的位置和/或方向,对机器人工具353的工具中心点354的图像支持的位置和/或方向355进行第一计算CALC-1。在所呈现的实施例中,这个标记不仅作为机器人工具353的结构,也作为标记元素356.1,356.2,356.3的额外的布置被建立。为了确定标记的位置和/或方向,这里标记元素356.1,356.2,356.3的位置会在三维图像数据组中被确定。此外,机器人工具353结构上的显著点的位置会被确定,比如悬臂359末端的位置或者固定部分357中螺栓358的位置。这里,标记元素356.1,356.2,356.3的相对位置和机器人工具353的结构的显著点的相对位置是已知的,比如按照机器人工具的三维的CAD模型的形式。标记元素356.1,356.2,356.3的位置与机器人工具353结构上的显著的点可以因此用CAD模型来配准,借此,机器人工具353的工具中心点354的位置和/或方向355可以被确定。在此,可以通过机器人数据组包含的环境温度来匹配CAD模型,其中,在机器人工具353上用到的材料的温度膨胀系数会被考虑。
在图1中呈现的方法此外还包括利用计算单元202,基于机器人数据组以及基于工具中心点354的图像支持的位置和/或方向355,对校准参数进行第二计算。为此,从机器人数据组中,计算预计的机器人工具353的位置和/或方向以及由此预计的工具中心点345的位置和/或方向,方式是,从机器人支架363的已知的位置和方向出发,基于可动轴351.1,351.2,351.3的所测位置,以及机器人350的已知的尺寸,确定工具保持件352的位置和/或方向,随后,考虑机器人工具353的已知尺寸。工具中心点354的预计的位置和/或方向之后会和工具中心点354的图像支持的、实际的位置和/或方向355来对比,方式是,组件间的位置差别和/或组件间的方向差别作为校准参数来确定。通过这个校准参数,机器人控制单元362可以匹配可动轴351.1,351.2,351.3的控制,比如,通过使得组件间的位置差别被跟踪控制。根据机器人的结构,依据机器人工具的多个提取的位置和/或方向来进行校准可以是必要的,尤其是当多个机器人数据组对应同样的预计位置和/或方向时,比如在有冗余的轴时。
图1中呈现的方法的步骤可以按照不同于描述的顺序来进行。比如,可以在第一接收REC-1前进行第二接收REC-2,此外,图像支持的位置的确定DET可以在第二接收REC-2之前进行。各个方法步骤的其他顺序也是可以的。
图2呈现了用来计算校准参数的校准单元200。这个校准单元200包括第一接口201.1、第二接口201.2、计算单元、存储单元203,以及输入输出单元204。校准单元200直接与成像设备300,以及医疗机器人350相连。与成像设备300和/或医疗机器人的连接也可以通过网络建立,比如局域网或者因特网。这里所呈现的校准单元200被构建为,来进行图1中呈现的方法。在此,第一接口201.1是为成像设备300的图像数据组的第一接收REC-1而建立的,第二接口201.2是为医疗机器人的机器人数据组的第二接收REC-2而建立的,计算单元202是为图像数据组中的标记位置和/或方向的确定DET、为机器人工具的工具中心点的图像支持的位置和/或方向的第一计算CALC-1,以及为校准参数的第二计算建立的。
校准单元200尤其可以是计算机,单片机或者集成电路。第一接口201.1和第二接口201.2可以是硬件或者软件接口(比如,PCI总线,USB,或者Firewire)。第一接口201.1可以和第二接口201.2一样。计算单元202可以具有硬件或者软件,比如微处理器,或者所谓的FPGA(field programmable Gate Array的英文缩写)。存储单元可以用非长久存储器(random Access Memory,简称RAM)或者长久大容量存储(硬盘,U盘,SD卡,固态硬盘)来实现。存储单元203可以用于校准参数的保存。输入输出单元204包括至少一个输入单元和/或至少一个输出单元。在所示的实施例中,可以使用输入输出单元来开始用于计算校准参数的方法和/或输出关于完成的计算的报告。在这里所示的实施例中,校准单元200与医学机器人350分开来建立。校准单元200可以是医疗机器人350的或者机器人控制单元362的一部分。它可以与机器人控制单元362一致。另一种可能,校准单元200可以是成像设备300的一部分或者成像设备300的控制和评估单元305的一部分。
图3示出的是C型X光设备300,医疗机器人350以及校准单元200。C型X光设备300包括X光源301,用于发出X射线。此外,C型X光设备300包括X光探测器302来接收X射线。X光源301以及X光探测器302在C形弧303不同的两端固定。C型X光设备300的C形弧303固定在支架304。支架304包括驱动部件,其被构建为,用来改变C形弧303的位置。尤其是C形弧303可以围绕两个不同的轴转动。C型X光设备此外包括控制和评估单元305,以及病人安置装置306。通过控制和评估单元305,C形弧303的位置可以被设定。此外,通过控制和评估单元305,检查区域的二维X光投影和/或三维X光成像可以从X光探测器302的原始数据中被重建。
图3还呈现了医疗机器人350。医疗机器人350具有可动轴351.1,351.2,351.3,在所示的实施例中,其被构建为旋转轴。可动轴351.1,351.2,351.3也可以被构建为线性轴。医疗机器人350可以具有其他的、出于清楚的原因在图3中未显示的可动轴。可动轴351.1,351.2,351.3被构建为,工具容纳部352和/或机器人工具353自由地在检查区域定位。尤其,工具中心点354的位置和/或方向可以通过可动轴351.1,351.2,351.3位置的改变来被改变。医疗机器人350此外包括机器人控制单元362以及支架363。机器人控制单元362特别被构建为,这样设置可动轴351.1,351.2,351.3的位置,使得工具中心点354的位置和/或方向355对应预设的位置和/或方向。在所示的实施例中,支架363固定安置在房间,但是支架363也可以构建为可移动的。
在所示的实施例中,校准单元200的第一接口201.1与C型X光设备300的控制和评估单元305相连。此外,第二接口201.2与医疗机器人350的机器人控制单元362相连。当然也可以的是,C型X光设备300具有接口,通过它,校准单元200与C型X光设备300的控制和评估单元305相连。同样的,医疗机器人350具有接口,通过它,校准单元200与机器人控制单元362相连。
图4呈现用于抓取和持有对象的机器人工具353。机器人工具353由固定元件357以及悬臂359组成。机器人工具353可以通过固定元件357与医疗机器人的工具容纳部352相连。在所示的实施例中,可以通过螺栓358来保证连接,其他的连接件也是可以的。在悬臂359的远离固定元件357的部分上,抓具被构建,其由固定的抓取元件360,以及可动的抓取元件361组成。这个可动的抓取元件361可以,举个例子,直接用悬臂359中安置的电机来实现可动,或者间接利用滑车。机器人工具353的工具中心点354在这里是这样的点,在该点处目标物体可以被持握。工具中心点354的位置是通过固定的抓取元件360来给出,工具中心点354的方向355是通过悬臂359的优先方向和可动抓取元件361的运动方向来给出。
在所示的机器人工具353的情况下,在图像数据组中可以确定机器人工具353的图像支持的位置和/或方向,和由此工具中心点的位置和/或方向355。借此,机器人工具353的结构,尤其是悬臂359,或者说,可动的抓取单元361或者也是螺栓358,可以在图像数据中被识别。在所示的实施例中,机器人工具353的位置和/或方向的确定DET,通过标记元素356.1,356.2,356.3的布置变得容易。标记元素356.1,356.2,356.3在这里由铅丸来构建。一个标记单元365.1在这里位于悬臂359的内部,另外两个标记单元356.2,356.3位于固定元件357的内部。
为了揭示机器人工具353的内部结构和尤其是,置于内部的标记单元356.1,356.2,356.3,X射线的穿透深度应该设置为在机器人工具353厚度的数量级上。在此,穿透深度取决于机器人工具353的材料,以及所使用X射线的波长。X射线的波长在这里可以通过X射线源301的X射线电压来影响。当适用于校准的波长大于或者等于在病人的成像中所使用的波长时,校准参数可以直接在手术前被确定。否则,校准参数也可以在无病人情况下确定。
Claims (15)
1.一种用于计算机器人工具(353)的校准参数的方法,包括如下的方法步骤:
-通过第一接口(201.1)对图像体积的医疗成像的图像数据组进行第一接收(REC-1),
其中,所述图像体积包括机器人工具(353)的一部分,
其中,所述机器人工具(353)固定在机器人上(350),
-通过第二接口(201.2)对机器人数据组进行第二接收(REC-2),
其中,所述机器人数据组包括在记录图像数据组期间,机器人(350)的至少一个可动轴(351.1,351.2,351.3)的位置,
-通过计算单元(202)对图像数据组中标记的位置和/或方向进行确定(DET),
-利用计算单元(202)通过转换标记的位置和/或方向,对机器人工具(353)的工具中心点(354)的图像支持的位置和/或方向进行第一计算(CALC-1),
-通过计算单元(202),基于机器人数据组以及基于工具中心点(354)的图像支持的位置和/或方向(355),对校准参数进行第二计算(CALC-2),。
2.根据权利要求1的方法,其中,所述图像数据组包括图像体积的二维的X光投影。
3.根据上述权利要求中任一项的方法,其中,图像数据组包括由图像体积的多个二维X光投影重建的三维体积图像。
4.根据权利要求3的方法,其中,所述重建的三维体积图像是由图像体积的二维放射学X射线投影重建的。
5.根据上述权利要求中任一项的方法,其中,在图像数据组中显示机器人工具(353)的结构,并且其中,所述标记构造为机器人工具(353)的结构。
6.根据权利要求5的方法,其中,对工具中心点(354)的图像支持的位置和/或方向的第一计算(CALC-1)通过图像数据组与机器人工具(353)的三维模型的配准来实现。
7.根据上述权利要求中任一项的方法,其中,所述标记包括多个标记元素(356.1,356.2,356.3),并且其中,标记元素(356.1,356.2,356.3)被安置在机器人工具(353)外部和/或机器人工具(353)内部。
8.根据上述权利要求中任一项的方法,其中,第二计算(CALC-2)基于机器人数据组,即,从机器人数据组中,计算工具中心点(354)的预计的位置和/或方向,
并且,所述校准参数包括,预计的位置和/或方向与图像支持的位置和/或方向(355)的偏差。
9.根据上述权利要求中任一项的方法,其中,机器人数据组此外包括机器人(350)环境的影响值,其中,所述影响值影响机器人数据组的测量和/或工具中心点(354)的位置(355)。
10.根据权利要求9的方法,其中,影响值至少包括以下一个值:
-环境温度,
-作用在机器人工具(353)上的力,
-机器人工具(353)的负载。
11.一种用于计算机器人工具(353)的校准参数的校准单元(200),包括以下单元:
-第一接口(201.1),被构建用于对图像体积的医疗成像的图像数据组进行第一接收(REC-1),
其中,所述图像体积包括机器人工具(353)的一部分,并且其中,机器人工具(353)被固定在机器人(350)上,
-第二接口(201.2),被构建用于对机器人数据组进行第二接收(REC-2),其中,机器人数据组包括在记录图像数据组期间,机器人(350)的至少一个可动轴(351.1,351.2,351.3)的位置,
-计算单元(202),被构建用于在图像数据组中,确定(DET)标记的位置和/或方向,
还被构建用于通过转换标记的位置/或方向,对机器人工具(353)的工具中心点(354)的图像支持的位置/或方向(355)进行第一计算(CALC-1),
还被构建用于基于机器人数据组以及基于工具中心点(354)的图像支持的位置/或方向(355),对校准参数进行第二计算(CALC-2)。
12.根据权利要求11的校准单元(200),此外被构建为,执行依据权利要求2到10中任一项所述的方法。
13.一种计算机程序产品,具有计算机程序,其可直接加载到校准单元(200)的存储(203),具有程序段,用于当程序段由校准单元(200)来执行时,执行依据权利要求1到10中任一项的方法的所有步骤。
14.一种计算机可读的存储介质,其上存储了由校准单元(200)可读取的和可执行的程序段,用于当程序段由校准单元(200)来执行时,执行依据权利要求1到10中任一项的方法的所有步骤。
15.一种机器人(350),包括根据权利要求11或12的校准单元(200)。
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