CN108742897B - 牙科钻孔路径纠正方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种牙科钻孔路径纠正方法及系统，所述方法包括：在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况；根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，所述偏移动作的偏移状况与患者头部的偏移状况一致。本发明能够消除在牙科钻孔过程中由于头部运动对钻孔路径的影响，从而确保牙科钻孔的准确度。

Description

牙科钻孔路径纠正方法及系统
技术领域
本发明涉及医疗机器人技术领域，具体涉及一种牙科钻孔路径纠正方法及系统。
背景技术
目前，种植义齿已被广泛应用于牙列缺损和牙列缺失的修复。决定种植义齿修复成功的关键在于，能否在患者颌骨中精确的制备出植体植入窝洞，因为一旦窝洞制备完成，植体就只能按窝洞的位置和角度植入，这对术者的操作技巧和手术精度有很高的要求，任何微小的失误和偏差都会影响远期效果，甚至会造成严重的并发症。
当前，口腔种植导板技术和口腔种植手术导航技术，都在一定程度上保证了种植手术的精度，但是，具体的手术操作仍是由医生通过手工操作来完成的，医生的手术经验仍对手术精度有着重要的影响。考虑到机器人运动的精准和稳定，使用医疗机器人来辅助医生进行种牙手术成为当前研究的热点。
其中，机器人种牙手术中的一个关键步骤是要控制机械臂完成钻孔操作。手术中患者被局部麻醉，如果头部固定不牢，钻孔时可能出现微小晃动，此时按照固定路径钻孔会影响最终的精度和效果。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种一种牙科钻孔路径纠正方法及系统，本发明能够消除在牙科钻孔过程中由于头部运动对钻孔路径的影响，从而确保牙科钻孔的准确度。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种牙科钻孔路径纠正方法，包括：
在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况；其中，所述机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔是指，所述机器人末端执行器在每个控制周期按照与该控制周期对应的预设路径点进行牙科钻孔；
根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，所述偏移动作的偏移状况与患者头部的偏移状况一致。
进一步地，所述在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况，包括：
在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，利用视觉传感器实时获取安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况。
进一步地，所述根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，包括：
根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行纠正，以使所述机器人末端执行器在当前控制周期按照纠正后的路径点进行牙科钻孔。
进一步地，所述根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行纠正，以使所述机器人末端执行器在当前控制周期按照纠正后的路径点进行牙科钻孔，包括：
根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行与所述相对偏移情况一致的调整，以使所述机器人末端执行器在当前控制周期按照调整后的路径点进行牙科钻孔。
第二方面，本发明还提供了一种牙科钻孔路径纠正系统，包括：机器人子系统和纠正控制子系统；所述机器人子系统包括：机器人控制器和机器人末端执行器；
所述纠正控制子系统在所述机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况，并将获取的患者头部的偏移状况发送给所述机器人控制器；
所述机器人控制器根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，所述偏移动作的偏移状况与患者头部的偏移状况一致；
其中，所述机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔是指，所述机器人末端执行器在每个控制周期按照与该控制周期对应的预设路径点进行牙科钻孔。
进一步地，所述纠正控制子系统包括：视觉传感器和工业控制计算机；
所述视觉传感器用于在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时采集安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记的移动情况；
所述工业控制计算机用于根据所述视觉传感器实时采集的第一光学标记的移动情况计算所述第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，并将获取的所述第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况发送给所述机器人控制器。
进一步地，所述工业控制计算机具体用于根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行纠正，并将纠正后的路径点发送给所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述机器人末端执行器在当前控制周期按照纠正后的路径点进行牙科钻孔。
进一步地，所述工业控制计算机具体用于根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行与所述相对偏移情况一致的调整，并将调整后的路径点发送给所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述机器人末端执行器在当前控制周期按照调整后的路径点进行牙科钻孔。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述牙科钻孔路径纠正方法的步骤。
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述牙科钻孔路径纠正方法的步骤。
由上述技术方案可知，本发明提供的牙科钻孔路径纠正方法，在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况；然后根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，可见，本发明能够消除在牙科钻孔过程中由于头部运动对钻孔路径的影响，从而确保牙科钻孔的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的牙科钻孔路径纠正方法的流程图；
图2是牙科钻孔过程中的预设钻孔路径以及纠正后的钻孔路径的示意图；
图3是本发明另一实施例提供的牙科钻孔路径纠正系统的结构示意图；
图4是本发明又一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一实施例提供了一种牙科钻孔路径纠正方法，参见图1，该方法包括如下步骤：
步骤101：在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况；其中，所述机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔是指，所述机器人末端执行器在每个控制周期按照与该控制周期对应的预设路径点进行牙科钻孔。
可以理解的是，每个控制周期的时长大约为20ms～50ms，每个控制周期对应一个路径点的钻孔动作。
步骤102：根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，所述偏移动作的偏移状况与患者头部的偏移状况一致。
可以理解的是，在钻孔之前，会预先规划好种植钻孔的路径，理论上应该为一条直线段，如图2左半部分所示的直线段。假如手术过程中患者头部完全固定不动，则可以用简单的直线插补方法生成一系列中间路径点(图2中的×标记表示)，控制机器人末端执行器上的钻头沿着这些路径点钻孔即可制备出植体植入窝洞。但是实际操作过程中，患者头部可能发生运动，此时若继续按照预先规划好的路径进行钻孔，则必然得不到想要的钻孔结果。针对该问题，本实施例在钻孔时实时检测患者头部的运动量，在每个控制周期内实时动态地调整，控制机器人完成相同的运动量。这种情况下，从静止参考坐标系来观察机器人的钻孔路径可能如图2右半部分的实线所示，但由于机器人与患者同向运动且运动量相等，因此相对于患者下颌骨的钻孔路径依然能保持直线，如图2右半部分的虚线所示。
由上面描述可知，本实施例提供的牙科钻孔路径纠正方法，在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况；然后根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，可见，本实施例能够消除在牙科钻孔过程中由于头部运动对钻孔路径的影响，从而确保牙科钻孔的准确度。
在一种优选实施方式中，在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，采用视觉传感器实时获取患者头部的偏移状况。具体地，上述步骤101可通过如下方式实现：
在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，利用视觉传感器实时获取安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况。
可以理解的是，在患者口腔预设位置处安装第一光学标记，可以通过视觉传感器获取第一光学标记在视觉坐标系中的位置和姿态信息，根据这些位置和姿态信息就可以确定在两个相邻控制周期内第一光学标记的相对偏移情况。
基于上述101的实施过程，在一种优选实施方式中，上述步骤102具体通过如下方式实现：
根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行纠正，以使所述机器人末端执行器在当前控制周期按照纠正后的路径点进行牙科钻孔。
在上述进行纠正过程中，可根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行与所述相对偏移情况一致的调整，以使所述机器人末端执行器在当前控制周期按照调整后的路径点进行牙科钻孔。
可以理解的是，在利用视觉传感器获取患者头部的偏移状况，以及根据患者头部的偏移状况对机器人末端执行器进行控制过程中，一共存在两个坐标系，一个是视觉坐标系，一个是机器人基坐标系，这是两个独立的坐标系，无法直接根据视觉坐标系里获取的偏移情况对位于机器人基坐标系中的机器人末端执行器进行控制。鉴于此，本实施例先获取第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，由于这里获取的是第一光学标记在当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况(获取相对偏移情况后就不再依赖具体的坐标系)，因此该相对偏移情况可以作为对位于机器人基坐标系中的机器人末端执行器进行控制的依据，从而可以根据该相对偏移情况对机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行纠正，进而使得所述机器人末端执行器在当前控制周期按照纠正后的路径点进行牙科钻孔，以消除在牙科钻孔过程中由于头部运动对钻孔路径的影响，从而确保牙科钻孔的准确度。
下面通过详细分析给出上述纠正或调整过程的具体实现过程。
假设预设路径起始点在机器人基坐标系中的坐标为Ps，路径终点在机器人基坐标系中的坐标为Pe，线性插补N次则第i个控制周期对应的路径点坐标为：
Figure BDA0001691724780000071
其中，第i个控制周期对应的路径点相对于第i-1个控制周期对应的路径点的坐标变换可由矩阵Tf来表示，这是一个固定值，表示每个控制周期内钻头进给量，可以在钻孔前就确定好该值的大小。
正常情况下，每个控制周期将线性插补出的坐标Pi通过通信接口发送给机器人控制器，机器人控制器接收到控制指令后控制机器人携带钻头运动到指定的坐标位置。
由于患者头部运动，第i个控制周期患者口腔上的第一光学标记相对于上一个控制周期，即第i-1个控制周期的运动量可由4×4的变换矩阵
Figure BDA0001691724780000082
来表示，矩阵中的位置分量代表移动距离，姿态分量代表头部姿态的变化，则第i个控制周期纠正后的路径点坐标应为：
Figure BDA0001691724780000081
其中，Pi′表示第i个控制周期纠正后的路径点坐标，Pi-1′表示第i-1个控制周期纠正后的路径点坐标。这是一个递推公式，在起始点处P0′＝P0＝Ps，因此可以根据这一公式动态地调整下一控制周期路径点的坐标。机器人每个控制周期的实际运动由随动(跟随患者头部运动)和钻孔进给合成。
可以理解的是，对于上述公式中的变换矩阵
Figure BDA0001691724780000086
可通过第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况获取。具体地，视觉传感器可测量出第i和第i-1个控制周期患者口腔上的第一光学标记在视觉坐标系下的位置和姿态，分别由矩阵
Figure BDA0001691724780000083
表示，则患者头部在这一时间段内的运动量可由相对变换矩阵
Figure BDA0001691724780000085
描述，根据视觉传感器获取到数据可计算出
Figure BDA0001691724780000084
基于相同的发明构思，本发明另一实施例提供了一种牙科钻孔路径纠正系统，该系统包括：机器人子系统和纠正控制子系统；参见图3，所述机器人子系统包括：机器人控制器1和机器人末端执行器2；
所述纠正控制子系统在所述机器人末端执行器2按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况，并将获取的患者头部的偏移状况发送给所述机器人控制器1；
所述机器人控制器1根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，所述偏移动作的偏移状况与患者头部的偏移状况一致；
其中，所述机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔是指，所述机器人末端执行器在每个控制周期按照与该控制周期对应的预设路径点进行牙科钻孔。
在一种优选实施方式中，参见图3，所述纠正控制子系统包括：视觉传感器3和工业控制计算机5；
所述视觉传感器用于在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时采集安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记4的移动情况；
所述工业控制计算机用于根据所述视觉传感器实时采集的第一光学标记4的移动情况计算所述第一光学标记4在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，并将获取的所述第一光学标记4在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况发送给所述机器人控制器。
在一种优选实施方式中，所述工业控制计算机5具体用于根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记4在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行纠正，并将纠正后的路径点发送给所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述机器人末端执行器在当前控制周期按照纠正后的路径点进行牙科钻孔。
在一种优选实施方式中，所述工业控制计算机5具体用于根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记4在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行与所述相对偏移情况一致的调整，并将调整后的路径点发送给所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述机器人末端执行器在当前控制周期按照调整后的路径点进行牙科钻孔。
可以理解的是，本实施例提供的牙科钻孔路径纠正系统可以用于执行上述实施例所述的牙科钻孔路径纠正方法，其工作原理和有益效果类似，具体可参见上述实施例的描述，此处不再详述。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种电子设备，参见图4，所述电子设备具体包括如下内容：处理器701、存储器702、通信接口703和总线704；
其中，所述处理器701、存储器702、通信接口703通过所述总线704完成相互间的通信；所述通信接口703用于实现各建模软件及智能制造装备模块库等相关设备之间的信息传输；
所述处理器701用于调用所述存储器702中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例所述的牙科钻孔路径纠正方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
步骤101：在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况；其中，所述机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔是指，所述机器人末端执行器在每个控制周期按照与该控制周期对应的预设路径点进行牙科钻孔。
步骤102：根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，所述偏移动作的偏移状况与患者头部的偏移状况一致。
基于相同的发明构思，本发明又一实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的牙科钻孔路径纠正方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：
步骤101：在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况；其中，所述机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔是指，所述机器人末端执行器在每个控制周期按照与该控制周期对应的预设路径点进行牙科钻孔。
步骤102：根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，所述偏移动作的偏移状况与患者头部的偏移状况一致。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种牙科钻孔路径纠正方法，其特征在于，包括：
在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况；其中，所述机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔是指，所述机器人末端执行器在每个控制周期按照与该控制周期对应的预设路径点进行牙科钻孔；
根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，所述偏移动作的偏移状况与患者头部的偏移状况一致；
其中，所述在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况，包括：
在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，利用视觉传感器实时获取安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况；
其中，所述根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，包括：
根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行纠正，以使所述机器人末端执行器在当前控制周期按照纠正后的路径点进行牙科钻孔；
其中，所述根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行纠正，以使所述机器人末端执行器在当前控制周期按照纠正后的路径点进行牙科钻孔，包括：
根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行与所述相对偏移情况一致的调整，以使所述机器人末端执行器在当前控制周期按照调整后的路径点进行牙科钻孔；
其中，根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行与所述相对偏移情况一致的调整，以使所述机器人末端执行器在当前控制周期按照调整后的路径点进行牙科钻孔，包括：
设定预设路径起始点在机器人基坐标系中的坐标为Ps，路径终点在机器人基坐标系中的坐标为Pe，线性插补N次则第i个控制周期对应的路径点坐标为：
Figure FDA0002564910760000021
其中，第i个控制周期对应的路径点相对于第i-1个控制周期对应的路径点的坐标变换可由矩阵Tf来表示，这是一个固定值，表示每个控制周期内钻头进给量；
正常情况下，每个控制周期将线性插补出的坐标Pi通过通信接口发送给机器人控制器，机器人控制器接收到控制指令后控制机器人携带钻头运动到指定的坐标位置；
由于患者头部运动，第i个控制周期患者口腔上的第一光学标记相对于上一个控制周期，即第i-1个控制周期的运动量可由4×4的变换矩阵
Figure FDA0002564910760000022
来表示，矩阵中的位置分量代表移动距离，姿态分量代表头部姿态的变化，则第i个控制周期纠正后的路径点坐标应为：
Figure FDA0002564910760000023
其中，P′i表示第i个控制周期纠正后的路径点坐标，Pi-1′表示第i-1个控制周期纠正后的路径点坐标；这是一个递推公式，在起始点处P′0＝P0＝Ps，因此根据这一公式动态地调整下一控制周期路径点的坐标；机器人每个控制周期的实际运动由随动和钻孔进给合成；
对于上述公式中的变换矩阵
Figure FDA0002564910760000031
通过第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况获取；具体地，视觉传感器可测量出第i和第i-1个控制周期患者口腔上的第一光学标记在视觉坐标系下的位置和姿态，分别由矩阵
Figure FDA0002564910760000032
表示，则患者头部在这一时间段内的运动量可由相对变换矩阵
Figure FDA0002564910760000033
描述，根据视觉传感器获取到数据可计算出
Figure FDA0002564910760000034
2.一种牙科钻孔路径纠正系统，其特征在于，包括：机器人子系统和纠正控制子系统；所述机器人子系统包括：机器人控制器和机器人末端执行器；
所述纠正控制子系统在所述机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时获取患者头部的偏移状况，并将获取的患者头部的偏移状况发送给所述机器人控制器；
所述机器人控制器根据患者头部的偏移状况实时控制所述机器人末端执行器进行同样的偏移动作，所述偏移动作的偏移状况与患者头部的偏移状况一致；
其中，所述机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔是指，所述机器人末端执行器在每个控制周期按照与该控制周期对应的预设路径点进行牙科钻孔；
其中，所述纠正控制子系统包括：视觉传感器和工业控制计算机；
所述视觉传感器用于在机器人末端执行器按照预设路径进行牙科钻孔过程中，实时采集安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记的移动情况；
所述工业控制计算机用于根据所述视觉传感器实时采集的第一光学标记的移动情况计算所述第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，并将获取的所述第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况发送给所述机器人控制器；
其中，所述工业控制计算机具体用于根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行纠正，并将纠正后的路径点发送给所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述机器人末端执行器在当前控制周期按照纠正后的路径点进行牙科钻孔；
其中，所述工业控制计算机具体用于根据安装在患者口腔预设位置处的第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况，对位于机器人基坐标系下的机器人末端执行器在当前控制周期的路径点进行与所述相对偏移情况一致的调整，并将调整后的路径点发送给所述机器人控制器，以使所述机器人控制器控制所述机器人末端执行器在当前控制周期按照调整后的路径点进行牙科钻孔；
所述工业控制计算机具体用于：
设定预设路径起始点在机器人基坐标系中的坐标为Ps，路径终点在机器人基坐标系中的坐标为Pe，线性插补N次则第i个控制周期对应的路径点坐标为：
Figure FDA0002564910760000041
其中，第i个控制周期对应的路径点相对于第i-1个控制周期对应的路径点的坐标变换可由矩阵Tf来表示，这是一个固定值，表示每个控制周期内钻头进给量；
正常情况下，每个控制周期将线性插补出的坐标Pi通过通信接口发送给机器人控制器，机器人控制器接收到控制指令后控制机器人携带钻头运动到指定的坐标位置；
由于患者头部运动，第i个控制周期患者口腔上的第一光学标记相对于上一个控制周期，即第i-1个控制周期的运动量可由4×4的变换矩阵
Figure FDA0002564910760000042
来表示，矩阵中的位置分量代表移动距离，姿态分量代表头部姿态的变化，则第i个控制周期纠正后的路径点坐标应为：
Figure FDA0002564910760000051
其中，P′i表示第i个控制周期纠正后的路径点坐标，Pi-1′表示第i-1个控制周期纠正后的路径点坐标；这是一个递推公式，在起始点处P′0＝P0＝Ps，因此根据这一公式动态地调整下一控制周期路径点的坐标；机器人每个控制周期的实际运动由随动和钻孔进给合成；
对于上述公式中的变换矩阵
Figure FDA0002564910760000052
通过第一光学标记在视觉坐标系下，于当前控制周期相对于上一控制周期的相对偏移情况获取；具体地，视觉传感器可测量出第i和第i-1个控制周期患者口腔上的第一光学标记在视觉坐标系下的位置和姿态，分别由矩阵
Figure FDA0002564910760000053
表示，则患者头部在这一时间段内的运动量可由相对变换矩阵
Figure FDA0002564910760000054
描述，根据视觉传感器获取到数据可计算出
Figure FDA0002564910760000055
3.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1所述牙科钻孔路径纠正方法的步骤。
4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述牙科钻孔路径纠正方法的步骤。
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