CN111568554B - 定位精度获取方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种定位精度获取方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。所述方法包括：获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在所述定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系关联的位姿转换矩阵；获取所述机器人上预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及在所述第二坐标系中的第二坐标；根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度。本申请可以实现对机器人的定位精度的检测，为开发手术机器人绝对定位精度补偿算法奠定了基础。

Description

定位精度获取方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及机器人技术领域，特别是涉及一种定位精度获取方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

机器人手术系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体。主要用于心脏外科和前列腺切除术。外科医生可以远离手术台操纵机器进行手术，完全不同于传统的手术概念，在世界微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具。

绝对定位精度是评价一台手术机器人优劣的一个重要指标，在手术过程中，绝对定位精度高的手术机器人能实现更精准的定位。

如何获取手术机器人的绝对定位精度是目前亟待解决的一个问题

发明内容

本申请提供一种定位精度获取方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，以解决如何获取手术机器人的绝对定位精度的问题。

为了解决上述问题，本申请公开了一种定位精度获取方法，应用于定位系统，包括：

获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在所述定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系关联的位姿转换矩阵；

获取所述机器人上预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及在所述第二坐标系中的第二坐标；

根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度。

可选地，所述获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在所述定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系关联的位姿转换矩阵，包括：

获取所述机器人上设定个数的关节点；

获取各所述关节点在所述第一坐标系中的初始位姿矩阵；

根据所述第一位姿矩阵、各所述初始位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

可选地，所述根据所述第一位姿矩阵、所述初始位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵，包括：

根据所述第一位姿矩阵和各所述初始位姿矩阵的乘积，计算得到所述定位设备相对于所述第一坐标系的目标位姿矩阵；

根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

可选地，所述根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵，包括：

根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵对应的逆矩阵的乘积，计算得到所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵；或者

根据所述目标位姿矩阵对应的逆矩阵和所述第二位姿矩阵的乘积，计算得到所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵。

可选地，所述获取所述机器人上预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及在所述第二坐标系中的第二坐标，包括：

获取在所述机器人上随机选取预设个数的点；

通过所述定位设备，获取所述预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及所述预设个数的点在所述第二坐标系中的第二坐标。

可选地，所述根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度，包括：

在所述位姿转换矩阵为所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第一坐标进行转换，得到各第一转换坐标；

根据各所述第一转换坐标和各所述第二坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

可选地，所述根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度，包括：

在所述位姿转换矩阵为所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第二坐标进行转换，得到各第二转换坐标；

根据各所述第一坐标和各所述第二转换坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

为了解决上述问题，本申请公开了一种一种定位精度获取装置，应用于定位系统，包括：

转换矩阵确定模块，用于获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在所述定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系关联的位姿转换矩阵；

预设点坐标获取模块，用于获取所述机器人上预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及在所述第二坐标系中的第二坐标；

定位精度确定模块，用于根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度。

可选地，所述转换矩阵确定模块包括：

关节点获取单元，用于获取所述机器人上设定个数的关节点；

初始矩阵获取单元，用于获取各所述关节点在所述第一坐标系中的初始位姿矩阵；

转换矩阵确定单元，用于根据所述第一位姿矩阵、各所述初始位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

可选地，所述转换矩阵确定单元，包括：

目标矩阵计算子单元，用于根据所述第一位姿矩阵和各所述初始位姿矩阵的乘积，计算得到所述定位设备相对于所述第一坐标系的目标位姿矩阵；

位姿转换矩阵确定子单元，用于根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

可选地，所述位姿转换矩阵确定子单元包括：

第一转换矩阵计算子单元，用于根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵对应的逆矩阵的乘积，计算得到所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵；

第二转换矩阵计算子单元，用于根据所述目标位姿矩阵对应的逆矩阵和所述第二位姿矩阵的乘积，计算得到所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵。

可选地，所述预设点坐标获取模块包括：

预设个数点获取单元，用于获取在所述机器人上随机选取预设个数的点；

预设点坐标获取单元，用于通过所述定位设备，获取所述预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及所述预设个数的点在所述第二坐标系中的第二坐标。

可选地，所述定位精度确定模块包括：

第一转换坐标获取单元，用于在所述位姿转换矩阵为所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第一坐标进行转换，得到各第一转换坐标；

第一定位精度计算单元，用于根据各所述第一转换坐标和各所述第二坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

可选地，所述定位精度确定模块包括：

第二转换坐标获取单元，用于在所述位姿转换矩阵为所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第二坐标进行转换，得到各第二转换坐标；

第二定位精度计算单元，用于根据各所述第一坐标和各所述第二转换坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

为了解决上述问题，本申请公开了一种一种电子设备，包括：

处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述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上述任一项所述的定位精度获取方法。

为了解决上述问题，本申请公开了一种一种计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行上述任一项所述的定位精度获取方法。

与现有技术相比，本申请包括以下优点：

本申请实施例提供的定位精度获取方案，通过获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定第一坐标系和第二坐标系关联的位姿转换矩阵，获取机器人上预设个数的点在第一坐标系中的第一坐标，及在第二坐标系中的第二坐标，根据各第一坐标、各第二坐标和位姿转换矩阵，确定机器人的定位精度。本申请实施例通过定位系统实现了对机器人的定位精度的检测，为开发手术机器人绝对定位精度补偿算法奠定了基础。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种定位精度获取方法的步骤流程图；

图2为本申请实施例提供的另一种定位精度获取方法的步骤流程图；

图3为本申请实施例提供的一种定位精度获取装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种定位精度获取装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

参照图1，示出了本申请实施例提供的一种定位精度获取方法的步骤流程图，该定位精度获取方法具体可以包括如下步骤：

步骤101：获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在所述定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系关联的位姿转换矩阵。

本申请实施例可以应用于对机器人的绝对定位精度进行检测的场景中。

在本实施例中，机器人可以为应用于医学领域的手术机器人，当然，不仅限于此，在具体实现中，机器人还可以为应用于其它领域的机器人，具体地，可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。

本实施例提供的方案可以应用于定位系统，定位系统是指用于对机器人的绝对定位精度进行定位的系统，在本实施例中，定位系统可以为跟踪仪，如Polaris光学跟踪仪等，具体地，可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。

定位设备是指预先设置机器人上的用于对机器人的绝对定位精度进行定位的设备。在本实施例中，定位设备可以作为定位系统和机器人之间的一个基准，定位系统可以通过该定位设备获取机器人上各点在定位系统所处坐标系中的位姿。定位设备可以为光标球等设备，具体地，可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。

在本实施例中，可以预先根据规划的特定尺寸加工安装支架，将支架和定位设备固定在一起，并将支架安装于机器人的末端。

第一坐标系是指机器人所处的坐标系。第一位姿矩阵是指定位设备在第一坐标系中的位姿矩阵。

第二坐标系是指定位系统所处的坐标系。第二位姿矩阵是指定位设备在第二坐标系中的位姿矩阵。

在本实施例中，在通过支架将定位设备安装于机器人末端之后，可以计算出定位设备相对于机器人末端法兰端面的位姿矩阵，记为T1。

在获取定位设备在第二坐标系中的第二位姿矩阵之前，可以先建立定位系统与机器人之间的通讯，然后，可以从定位系统中读取定位设备相对于第二坐标系的位姿矩阵。定位系统以Polaris为例，首先在机器人上开发通讯和数据提取模块算法，首先与NDIPolaris通讯，再从Polaris中提取出光标球相对于Polaris固定坐标系的位姿矩阵T2，由于Polaris中的姿态角以四元数的形式表示，开发的机器人位姿姿态角以欧拉角的形式表示，因此需开发四元数和欧拉角转化算法，将T2矩阵转化为以欧拉角形式表示的矩阵为T3。

可以理解地，上述示例仅是为了更好地理解本申请实施例的技术方案而列举的示例，不作为对本申请实施例的唯一限制。

位姿转换矩阵是指用于将第一坐标系和第二坐标系进行关联的位姿矩阵。

在获取到第一位姿矩阵和第二位姿矩阵之后，可以进行矩阵转换，以将第一坐标系和第二坐标系关联起来，具体地，由上述过程获取到第一位姿矩阵T1和第二位姿矩阵T3之后，可以根据矩阵转换算法将两个坐标系关联起来，例如，可以通过第一位姿矩阵T1和第二位姿矩阵T3计算出第一坐标系相对于第二坐标系的位姿转换矩阵：T4＝T3×T1^-1，即第二位姿矩阵和第一位姿矩阵的逆矩阵相乘，可得到使第一坐标系和第二坐标系相关联的位姿转换矩阵。

在确定第一坐标系和第二坐标系关联的位姿转换矩阵之后，执行步骤102。

步骤102：获取所述机器人上预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及在所述第二坐标系中的第二坐标。

预设个数是指由业务人员预先设置的用于在机器人上随机选取点的个数，预设个数可以为200、400、500等，具体地，可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。

第一坐标是指在机器人上随机选取的预设个数的点在第一坐标系中的坐标。

第二坐标是指在机器人上随机选取的预设个数的点在第二坐标系中的坐标。

在本实施例中，可以按照机器人工作空间的分布均匀程度，在机器人上随机选取预设个数的点，同时获取预设个数的点在第一坐标系中的第一坐标，并由定位系统通过定位设备读取到这些点在定位系统所处的第二坐标系中的第二坐标。

在获取机器人上预设个数的点在第一坐标系中的第一坐标，及在第二坐标系中的第二坐标之后，执行步骤103。

步骤103：根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度。

在获取预设个数的点在第一坐标系中的第一坐标和预设个数的点在第二坐标系中的第二坐标之后，可以根据各第一坐标、各第二坐标和位姿转换矩阵，计算出机器人的定位精度，例如，第一坐标可以记为：(X1，Y1，Z1)，第二坐标可以记为：(X2，Y2，Z2)，那么，机器人的定位精度即为：

然后求出平均值即可得到定位精度。

本申请实施例提供的定位精度获取方法，通过获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定第一坐标系和第二坐标系关联的位姿转换矩阵，获取机器人上预设个数的点在第一坐标系中的第一坐标，及在第二坐标系中的第二坐标，根据各第一坐标、各第二坐标和位姿转换矩阵，确定机器人的定位精度。本申请实施例通过定位系统实现了对机器人的定位精度的检测，为开发手术机器人绝对定位精度补偿算法奠定了基础。

参照图2，示出了本申请实施例提供的另一种定位精度获取方法的步骤流程图，该定位精度获取方法具体可以包括如下步骤：

步骤201：获取所述机器人上设定个数的关节点。

本申请实施例可以应用于对机器人的绝对定位精度进行检测的场景中。

在本实施例中，机器人可以为应用于医学领域的手术机器人，当然，不仅限于此，在具体实现中，机器人还可以为应用于其它领域的机器人，具体地，可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。

本实施例提供的方案可以应用于定位系统，定位系统是指用于对机器人的绝对定位精度进行定位的系统，在本实施例中，定位系统可以为跟踪仪，如Polaris光学跟踪仪等，具体地，可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。

设定个数是指由业务人员预先设置的用于在机器人上选取关节点的个数。

关节点是指机器人上的关节点，在本实施例中，可以选取机器人上的6个关节点，具体地，可以先建立机器人运动学模型，然后，辨识出机器人上的6个关节点。

在获取机器人上设定个数的关节点之后，执行步骤202。

步骤202：获取各所述关节点在所述第一坐标系中的初始位姿矩阵。

第一坐标系是指机器人所处的坐标系。

初始位姿矩阵是指设定个数的关节点在第一坐标系中的位姿矩阵。

在辨识出设定个数的关节点之后，可以求出设定个数的关节点在第一坐标系中的初始位姿矩阵。

在获取各关节点在第一坐标系中的初始位姿矩阵之后，执行步骤203。

步骤203：根据所述第一位姿矩阵、各所述初始位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

第一位姿矩阵是指定位设备在第一坐标系中的位姿矩阵。

第二位姿矩阵是指定位设备在第二坐标系中的位姿矩阵。

定位设备是指预先设置机器人上的用于对机器人的绝对定位精度进行定位的设备。在本实施例中，定位设备可以作为定位系统和机器人之间的一个基准，定位系统可以通过该定位设备获取机器人上各点在定位系统所处坐标系中的位姿。定位设备可以为光标球等设备，具体地，可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。

在本实施例中，可以预先根据规划的特定尺寸加工安装支架，将支架和定位设备固定在一起，并将支架安装于机器人的末端。

第二坐标系是指定位系统所处的坐标系。

位姿转换矩阵是指用于将第一坐标系和第二坐标系进行关联的位姿矩阵。

在获取到第一位姿矩阵和第二位姿矩阵之后，可以进行矩阵转换，以将第一坐标系和第二坐标系关联起来，具体地，由上述过程获取到第一位姿矩阵T1和第二位姿矩阵T3之后，可以根据矩阵转换算法将两个坐标系关联起来。具体地，可以结合下述具体实现方式进行详细描述。

在本申请的一种具体实现方式中，上述步骤203可以包括：

子步骤S1：根据所述第一位姿矩阵和各所述初始位姿矩阵的乘积，计算得到所述定位设备相对于所述第一坐标系的目标位姿矩阵。

在本实施例中，目标位姿矩阵是指定位设备相对于第一坐标系的目标位姿矩阵。

在获取到预设个数的关节点在第一坐标系中的初始位姿矩阵和定位设备在第一坐标系中的第一位姿矩阵之后，可以计算第一位姿矩阵和各初始位姿矩阵的乘积，并将该乘积作为定位设备相对于第一坐标系的目标位姿矩阵，例如，选取的关节点个数为6个，这6个关节点对应的初始位姿矩阵分别为：A1、A2、...、A6，第一位姿矩阵为A7，那么，目标位姿矩阵T1＝A1×A2×...×A7。

在根据第一位姿矩阵和各初始位姿矩阵的乘积，计算得到目标位姿矩阵之后，执行子步骤S2。

子步骤S2：根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

在获取到定位设备相对于第一坐标系的目标位姿矩阵之后，可以结合目标位姿矩阵和第二位姿矩阵，确定第一坐标系和第二坐标系相关联的位姿转换矩阵，具体地，可以分为以下两种情况：

1、第一坐标系相对于第二坐标系的位姿转换矩阵

在计算第一坐标系相对于第二坐标系的位姿转换矩阵时，可以计算目标位姿矩阵和第二位姿矩阵对应的逆矩阵的乘积，以此作为第一坐标系相对于第二坐标系的位姿转换矩阵，例如，目标位姿矩阵为T1，第二位姿矩阵为T2，位姿转换矩阵为T3，则用公式表示可以为：T3＝T1×T2^-1。

2、第二坐标系相对于第一坐标系的位姿转换矩阵

在计算第二坐标系相对于第一坐标系的位姿转换矩阵时，可以计算目标位姿矩阵的逆矩阵和第二位姿矩阵的乘积，以此作为第二坐标系相对于第一坐标系的位姿转换矩阵，例如，目标位姿矩阵为T1，第二位姿矩阵为T2，位姿转换矩阵为T3，则用公式表示可以为：T3＝T2×T1^-1。

可以理解地，上述示例仅是为了更好地理解本申请实施例的技术方案而列举的示例，不作为对本申请实施例的唯一限制。

在根据第一位姿矩阵、各初始位姿矩阵和第二位姿矩阵，确定位姿转换矩阵之后，执行步骤204。

步骤204：获取在所述机器人上随机选取预设个数的点。

预设个数是指由业务人员预先设置的用于在机器人上随机选取点的个数，预设个数可以为200、400、500等，具体地，可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。在本实施例中，可以按照机器人工作空间的分布均匀程度，在机器人上随机选取预设个数的点。

对于预设个数的点的选取方式可以根据业务需求而定，本实施例对此不加以限制。

在获取在机器人上随机选取预设个数的点之后，执行步骤205。

步骤205：通过所述定位设备，获取所述预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及所述预设个数的点在所述第二坐标系中的第二坐标。

第一坐标是指在机器人上随机选取的预设个数的点在第一坐标系中的坐标。

第二坐标是指在机器人上随机选取的预设个数的点在第二坐标系中的坐标。

在获取到在机器人上随机选取的预设个数的点之后，可以求出预设个数的点在第一坐标系中的第一坐标，具体地可以通过建模的方式求出第一坐标。然后，基于先前建立的机器人与定位系统之间的通讯，通过定位设备读取预设个数的点在第二坐标系中的第二坐标。此处，第一坐标可以认为是定位设备在第一坐标系中的理论位置，第二坐标可以认为是定位设备在第一坐标系中的实际位置。

在通过定位设备获取预设个数的点在第一坐标系中的第一坐标，及预设个数的点在第二坐标系中的第二坐标之后，执行步骤206，或者执行步骤208。

步骤206：在所述位姿转换矩阵为所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第一坐标进行转换，得到各第一转换坐标。

第一转换坐标是指采用位姿转换矩阵对各第一坐标进行转换之后，得到的转换坐标。

在获取到各第一坐标和各第二坐标之后，可以根据位姿转换矩阵，先对各第一坐标或各第二坐标中的某一种坐标进行转换。具体地，在位姿转换矩阵为第一坐标系相对于第二坐标的位姿转换矩阵时，可以采用位姿转换矩阵对各第一坐标进行转换时，从而可以得到第一转换坐标，例如，位姿转换矩阵为T3，第一坐标为(X，Y，Z)，则第一转换矩阵＝T3×(X，Y，Z)。

在根据位姿转换矩阵对各第一坐标进行转换之后，执行步骤207。

步骤207：根据各所述第一转换坐标和各所述第二坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

在获取到各第一坐标对应的第一转换坐标之后，可以根据各第一转换坐标和各第二坐标，计算出机器人的定位精度。例如，第一转换坐标为(X1，Y1，Z1)，第一转换坐标对应的第二坐标为(X2，Y2，Z2)，然后计算得到定位精度：

最后求出预设个数的点的平均值，则可以作为机器人的绝对定位精度，即预设个数的点×

/预设个数。

步骤208：在所述位姿转换矩阵为所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第二坐标进行转换，得到各第二转换坐标。

第二转换坐标是指采用位姿转换矩阵对第二坐标进行转换所得到的坐标。

在位姿转换矩阵为第二坐标系相对于第一坐标系的位姿转换矩阵时，可以先根据位姿转换矩阵对各第二坐标进行转换，以得到第二转换坐标，例如，位姿转换矩阵为T3，第二坐标为(X，Y，Z)，则第二转换矩阵＝T3×(X，Y，Z)。

在根据位姿转换矩阵对各第二坐标进行转换，得到各第二转换坐标之后，执行步骤209。

步骤209：根据各所述第一坐标和各所述第二转换坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

在获取到各第二坐标对应的第二转换坐标之后，可以根据各第二转换坐标和各第一坐标，计算出机器人的定位精度。例如，第一坐标为(X1，Y1，Z1)，第一坐标对应的第二转换坐标为(X2，Y2，Z2)，然后计算得到定位精度：

最后求出预设个数的点的平均值，则可以作为机器人的绝对定位精度，即预设个数的点×

/预设个数。

本申请实施例提供的定位精度获取方法，通过获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定第一坐标系和第二坐标系关联的位姿转换矩阵，获取机器人上预设个数的点在第一坐标系中的第一坐标，及在第二坐标系中的第二坐标，根据各第一坐标、各第二坐标和位姿转换矩阵，确定机器人的定位精度。本申请实施例通过定位系统实现了对机器人的定位精度的检测，为开发手术机器人绝对定位精度补偿算法奠定了基础。

参照图3，示出了本申请实施例提供的一种定位精度获取装置的结构示意图，如图3所示，该定位精度获取装置可以包括如下模块：

转换矩阵确定模块310，用于获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在所述定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系关联的位姿转换矩阵；

预设点坐标获取模块320，用于获取所述机器人上预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及在所述第二坐标系中的第二坐标；

定位精度确定模块330，用于根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度。

本申请实施例提供的定位精度获取装置，通过获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定第一坐标系和第二坐标系关联的位姿转换矩阵，获取机器人上预设个数的点在第一坐标系中的第一坐标，及在第二坐标系中的第二坐标，根据各第一坐标、各第二坐标和位姿转换矩阵，确定机器人的定位精度。本申请实施例通过定位系统实现了对机器人的定位精度的检测，为开发手术机器人绝对定位精度补偿算法奠定了基础。

参照图4，示出了本申请实施例提供的另一种定位精度获取装置的结构示意图，如图4所示，该定位精度获取装置可以包括如下模块：

转换矩阵确定模块410，用于获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在所述定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系关联的位姿转换矩阵；

预设点坐标获取模块420，用于获取所述机器人上预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及在所述第二坐标系中的第二坐标；

定位精度确定模块430，用于根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度。

可选地，所述转换矩阵确定模块410包括：

关节点获取单元411，用于获取所述机器人上设定个数的关节点；

初始矩阵获取单元412，用于获取各所述关节点在所述第一坐标系中的初始位姿矩阵；

转换矩阵确定单元413，用于根据所述第一位姿矩阵、各所述初始位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

可选地，所述转换矩阵确定单元413，包括：

目标矩阵计算子单元，用于根据所述第一位姿矩阵和各所述初始位姿矩阵的乘积，计算得到所述定位设备相对于所述第一坐标系的目标位姿矩阵；

位姿转换矩阵确定子单元，用于根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

可选地，所述位姿转换矩阵确定子单元包括：

第一转换矩阵计算子单元，用于根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵对应的逆矩阵的乘积，计算得到所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵；

第二转换矩阵计算子单元，用于根据所述目标位姿矩阵对应的逆矩阵和所述第二位姿矩阵的乘积，计算得到所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵。

可选地，所述预设点坐标获取模块420包括：

预设个数点获取单元421，用于获取在所述机器人上随机选取预设个数的点；

预设点坐标获取单元422，用于通过所述定位设备，获取所述预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及所述预设个数的点在所述第二坐标系中的第二坐标。

可选地，所述定位精度确定模块430包括：

第一转换坐标获取单元431，用于在所述位姿转换矩阵为所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第一坐标进行转换，得到各第一转换坐标；

第一定位精度计算单元432，用于根据各所述第一转换坐标和各所述第二坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

可选地，所述定位精度确定模块430包括：

第二转换坐标获取单元433，用于在所述位姿转换矩阵为所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第二坐标进行转换，得到各第二转换坐标；

第二定位精度计算单元434，用于根据各所述第一坐标和各所述第二转换坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

本申请实施例提供的定位精度获取装置，通过获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定第一坐标系和第二坐标系关联的位姿转换矩阵，获取机器人上预设个数的点在第一坐标系中的第一坐标，及在第二坐标系中的第二坐标，根据各第一坐标、各第二坐标和位姿转换矩阵，确定机器人的定位精度。本申请实施例通过定位系统实现了对机器人的定位精度的检测，为开发手术机器人绝对定位精度补偿算法奠定了基础。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

另外地，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述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上述任一项所述的定位精度获取方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行上述任一项所述的定位精度获取方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，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、商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、商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、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种定位精度获取方法、一种定位精度获取装置、一种电子设备和一种计算机可读存储介质，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (16)

1.一种定位精度获取方法，其特征在于，应用于对机器人的绝对定位精度进行检测的定位系统，包括：

获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在所述定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系关联的位姿转换矩阵；

获取所述机器人上预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及在所述第二坐标系中的第二坐标；

根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在所述定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系关联的位姿转换矩阵，包括：

获取所述机器人上设定个数的关节点；

获取各所述关节点在所述第一坐标系中的初始位姿矩阵；

根据所述第一位姿矩阵、各所述初始位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位姿矩阵、所述初始位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵，包括：

根据所述第一位姿矩阵和各所述初始位姿矩阵的乘积，计算得到所述定位设备相对于所述第一坐标系的目标位姿矩阵；

根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵，包括：

根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵对应的逆矩阵的乘积，计算得到所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵；或者

根据所述目标位姿矩阵对应的逆矩阵和所述第二位姿矩阵的乘积，计算得到所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述机器人上预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及在所述第二坐标系中的第二坐标，包括：

获取在所述机器人上随机选取预设个数的点；

通过所述定位设备，获取所述预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及所述预设个数的点在所述第二坐标系中的第二坐标。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度，包括：

在所述位姿转换矩阵为所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第一坐标进行转换，得到各第一转换坐标；

根据各所述第一转换坐标和各所述第二坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度，包括：

在所述位姿转换矩阵为所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第二坐标进行转换，得到各第二转换坐标；

根据各所述第一坐标和各所述第二转换坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

8.一种定位精度获取装置，其特征在于，应用于对机器人的绝对定位精度进行检测的定位系统，包括：

转换矩阵确定模块，用于获取定位设备在机器人所处的第一坐标系中的第一位姿矩阵，及在所述定位系统所处的第二坐标系中的第二位姿矩阵，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系关联的位姿转换矩阵；

预设点坐标获取模块，用于获取所述机器人上预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及在所述第二坐标系中的第二坐标；

定位精度确定模块，用于根据各所述第一坐标、各所述第二坐标和所述位姿转换矩阵，确定所述机器人的定位精度。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述转换矩阵确定模块包括：

关节点获取单元，用于获取所述机器人上设定个数的关节点；

初始矩阵获取单元，用于获取各所述关节点在所述第一坐标系中的初始位姿矩阵；

转换矩阵确定单元，用于根据所述第一位姿矩阵、各所述初始位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转换矩阵确定单元，包括：

目标矩阵计算子单元，用于根据所述第一位姿矩阵和各所述初始位姿矩阵的乘积，计算得到所述定位设备相对于所述第一坐标系的目标位姿矩阵；

位姿转换矩阵确定子单元，用于根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵，确定所述位姿转换矩阵。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述位姿转换矩阵确定子单元包括：

第一转换矩阵计算子单元，用于根据所述目标位姿矩阵和所述第二位姿矩阵对应的逆矩阵的乘积，计算得到所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵；

第二转换矩阵计算子单元，用于根据所述目标位姿矩阵对应的逆矩阵和所述第二位姿矩阵的乘积，计算得到所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述预设点坐标获取模块包括：

预设个数点获取单元，用于获取在所述机器人上随机选取预设个数的点；

预设点坐标获取单元，用于通过所述定位设备，获取所述预设个数的点在所述第一坐标系中的第一坐标，及所述预设个数的点在所述第二坐标系中的第二坐标。

13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述定位精度确定模块包括：

第一转换坐标获取单元，用于在所述位姿转换矩阵为所述第一坐标系相对于所述第二坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第一坐标进行转换，得到各第一转换坐标；

第一定位精度计算单元，用于根据各所述第一转换坐标和各所述第二坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述定位精度确定模块包括：

第二转换坐标获取单元，用于在所述位姿转换矩阵为所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的位姿转换矩阵时，根据所述位姿转换矩阵对各所述第二坐标进行转换，得到各第二转换坐标；

第二定位精度计算单元，用于根据各所述第一坐标和各所述第二转换坐标，计算得到所述机器人的定位精度。

15.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器、存储器以及存储在所述存储器上并可在所述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权利要求1至7任一项所述的定位精度获取方法。

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行权利要求1至7任一项所述的定位精度获取方法。

Images