CN113768641B - 车针注册定位器、系统、方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种车针注册定位器、系统、方法、装置、设备及存储介质。车针注册定位器包括：定位轴组件、底座以及至少四个定位件；定位轴组件的两端分别设置有第一连接件以及第二连接件，第一连接件与第二连接件结构相同，第一连接件或第二连接件用于与种植手机连接；底座包括主体以及至少四个连接臂，至少四个连接臂沿主体的周向与主体连接，每个连接臂远离主体的一端连接有一个定位件，定位件位于主体的同一侧；主体上设置有安装孔，定位轴组件穿设于安装孔中，且第一连接件以及第二连接件均位于安装孔的外部空间。

Description

车针注册定位器、系统、方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及CT扫描技术领域，具体涉及一种车针注册定位器、系统、方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

随着科技的发展，种植牙技术已经日趋成熟。在对口腔中种植牙齿时，通常使用手术机器人系统在口腔中种植牙齿。手术机器人系统包括上位机、机械臂、机械臂台车、摄像头、机械臂定位器、种植手机以及车针。其中，车针安装在种植手机的一端，种植手机与机械臂连接，机械臂定位器安装在种植手机上，在通过手术机器人在口腔中种植牙齿时，摄像头可以通过机械臂定位器确定机械臂的位置，并将机械臂的位置发送至上位机，上位机可以向机械臂台车的下位机发送信息，使得机械臂台车的下位机可以控制机械臂移动，从而机械臂带动种植手机移动，进而使得种植手机带动车针在口腔中进行牙齿种植。由于在口腔中种植牙齿时，需要使得车针的位置可以被实时确定，因而需要确定车针与机械臂之间的较为精确的相对位置关系，从而在通过机械臂定位器确定机械臂的位置之后，便可以通过机械臂的位置确定出车针的位置，即确定车针与机械臂之间的相对位置关系便是进行车针注册。

在相关技术中，通常确定车针与机械臂之间的相对位置关系不太准确，或者需要通过较为复杂的手段确定车针与机械臂之间的相对位置关系，使得通过手术机器人系统在口腔中种植牙齿的效率较低。因此，亟需一种可以便于确定车针与机械臂之间的相对位置关系的方法，从而可以便于进行车针注册。

发明内容

本发明实施例提供了一种车针注册方法、定位器、系统、装置、设备及存储介质，以解决相关技术中需要通过较为复杂的手段确定车针与机械臂之间的相对位置关系的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种车针注册方法，应用于车针注册的系统中的上位机，所述车针注册系统包括：种植手机、机械臂定位器、摄像头、上位机以及车针注册定位器，所述车针注册定位器安装在所述种植手机上，所述机械臂定位器与所述种植手机连接，所述摄像头与所述上位机电连接，所述方法包括：

获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器在所述机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，其中，多个所述旋转角度基于多个所述旋转位移矩阵确定；

基于多个所述旋转位移矩阵以及多个所述旋转角度，确定所述车针的旋转轴方向；

基于多个所述旋转原点，确定所述车针的原点。

可选地，所述基于多个所述旋转位移矩阵以及多个所述旋转角度，确定所述车针的旋转轴方向，包括：

从多个所述旋转位移矩阵中确定多个目标数据对，每个所述目标数据对为：满足两个所述旋转角度的差值等于预设旋转角度差值的两个所述旋转角度对应的两个所述旋转位移矩阵组成的数据对，每个所述目标数据对包括分别与两个所述旋转角度对应的第一向量以及第二向量；

在多个所述目标数据对中，确定每个所述目标数据对中同时与所述第一向量以及第二向量垂直的垂直向量；

基于多个所述垂直向量，确定所述车针定位器的旋转轴方向，将所述车针定位器的旋转轴方向作为所述车针的旋转轴方向。

可选地，所述获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的多个旋转位移矩阵，包括：

获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵；

基于所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，确定所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

可选地，所述基于所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，确定所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵，包括：

确定所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆；

将所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆与所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的乘积，作为所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

可选地，多个所述旋转位移矩阵包括所述车针注册定位器处于初始位置处的旋转位移矩阵，所述多个旋转角度基于多个所述旋转矩阵确定，包括：

标定所述初始位置的旋转位移矩阵对应的旋转角度为初始旋转角度；

基于所述初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除所述初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度。

可选地，所述基于所述初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度，包括：

将所述初始位置处的旋转位移矩阵的逆，与除所述初始位置之外的每个旋转位置处的旋转位移矩阵相乘，得到标定旋转位移矩阵；

基于所述标定旋转位移矩阵，确定所述除初始位置之外的每个所述旋转位置的欧拉角，所述欧拉角为除所述初始位置之外的每个旋转位移矩阵对应的旋转角度。

可选地，所述在多个所述目标数据对中，确定每个所述目标数据对中同时与第一向量以及第二向量垂直的垂直向量，包括：

将所述第一向量与所述第二向量叉乘，得到所述同时与所述第一向量以及所述第二向量垂直的垂直向量。

可选地，所述基于多个所述垂直向量，确定所述车针定位器的旋转轴方向，包括：

将多个所述垂直向量拟合成一个目标向量，所述目标向量所在的方向为所述车针注册定位器的旋转轴方向。

可选地，所述基于多个所述旋转原点，确定所述车针注册定位器的坐标系的原点，包括：

确定多个所述旋转原点的平均值；

将所述平均值作为所述车针注册定位器的坐标系的原点，将所述车针定位器的坐标系的原点作为所述车针的原点。

第二方面，本发明实施例提供了一种车针注册定位器，所述车针注册定位器包括：定位轴组件、底座以及至少四个定位件；

所述定位轴组件的两端分别设置有第一连接件以及第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件结构相同，所述第一连接件或所述第二连接件用于与种植手机连接；

所述底座包括主体以及至少四个连接臂，至少四个所述连接臂沿所述主体的周向与所述主体连接，每个所述连接臂远离所述主体的一端连接有一个所述定位件，所述定位件位于所述主体的同一侧；

所述主体上设置有安装孔，所述定位轴组件穿设于所述安装孔中，且所述第一连接件以及所述第二连接件均位于所述安装孔的外部空间。

可选地，至少四个所述连接臂沿所述主体的周向非对称设置。

可选地，所述定位轴组件包括定位轴本体，所述定位轴本体外壁沿所述定位轴本体的周向设置有凸台，所述凸台穿设于所述安装孔中；

所述定位轴本体的两端分别设置有所述第一连接件以及所述第二连接件。

可选地，所述定位轴组件还包括阻挡件；

所述阻挡件沿所述凸台的周向方向设置在所述凸台上。

可选地，所述定位件与所述连接臂可拆卸连接。

可选地，所述车针注册定位器还包括安装件；

所述安装件的一端与所述连接臂螺纹连接，所述定位件卡接在所述安装件的另一端。

第三方面，本发明实施例提供了一种车针注册的系统，其特征在于，所述系统包括：种植手机、机械臂定位器、摄像头、上位机以及上述第一方面中任一项所述的车针注册定位器，所述车针注册定位器通过所述第一连接件或所述第二连接件安装在所述种植手机上，所述机械臂定位器与所述种植手机连接，所述摄像头与所述上位机电连接，所述摄像头用于获取所述车针注册定位器和所述机械臂定位器在摄像头坐标系下的旋转位移矩阵并发送至上位机，所述上位机用于基于所述车针注册定位器和所述机械臂定位器在摄像头坐标系下的旋转位移矩阵，确定车针注册定位器在机械臂定位器所在的坐标系下的旋转位移矩阵，并完成车针注册。

第四方面，本发明实施例提供了一种车针注册装置，应用于上述第一方面或第三方面中所述的车针注册的系统中的上位机，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器在所述机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，其中，基于多个所述旋转位移矩阵确定多个所述旋转角度；

第一确定模块，

用于基于多个所述旋转位移矩阵以及多个所述旋转角度，确定所述车针定位器的旋转轴方向；

第二确定模块，用于基于多个所述旋转原点，确定所述车针注册定位器的坐标系的原点。

可选地，所述第一确定模块包括：

第一确定子模块，用于从多个所述旋转位移矩阵中确定多个目标数据对，每个所述目标数据对为：满足预设旋转角度差值的两个所述旋转角度对应的两个所述旋转位移矩阵组成的数据对，每个所述目标数据对包括分别与两个所述旋转角度对应的第一向量以及第二向量；

第二确定子模块，用于在多个所述目标数据对中，确定每个所述目标数据对中同时与所述第一向量以及第二向量垂直的垂直向量；

第三确定子模块，用于基于多个所述垂直向量，确定所述车针定位器的旋转轴方向，将所述车针定位器的旋转轴方向作为所述车针的旋转轴方向。

可选地，所述获取模块，包括：

获取子模块，用于获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵；

第四确定子模块，用于基于所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，确定所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

可选地，所述第四确定子模块，包括：

第一确定单元，用于确定所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆；

计算单元，用于将所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆与所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的乘积，作为所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

可选地，多个所述旋转位移矩阵包括所述车针注册定位器处于初始位置处的旋转位移矩阵；

所述获取模块，还包括：

标定子模块，用于标定所述初始位置的旋转位移矩阵对应的旋转角度为初始旋转角度；

第五确定子模块，用于基于所述初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除所述初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度。

可选地，所述第五确定子模块，包括：

第二确定单元，用于将所述初始位置处的旋转位移矩阵的逆，与除所述初始位置之外的每个旋转位置处的旋转位移矩阵相乘，得到标定旋转位移矩阵；

第三确定单元，用于基于所述标定旋转位移矩阵，确定所述除初始位置之外的每个所述旋转位置的欧拉角，所述欧拉角为除所述初始位置之外的每个旋转位移矩阵对应的旋转角度。

可选地，所述第二确定子模块，包括：

叉乘单元，用于将所述第一向量与所述第二向量叉乘，得到所述同时与所述第一向量以及所述第二向量垂直的垂直向量。

可选地，所述第三确定子模块，包括：

拟合单元，用于将多个所述垂直向量拟合成一个目标向量，所述目标向量所在的方向为所述车针注册定位器的旋转轴方向。

可选地，所述第二确定模块还包括：

第六确定子模块，用于确定多个所述旋转原点的平均值；

第七确定子模块，用于将所述平均值作为所述车针注册定位器的坐标系的原点。

第五方面，本发明实施例提供了一种设备，该设备可以是电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第三方面所述的方法的步骤。

第六方面，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第三方面所述的方法的步骤。

第七方面，本发明实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第三方面所述的方法。

在本发明实施例中，获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器在机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，基于多个旋转位移矩阵以及多个旋转角度，确定车针的旋转轴方向；基于多个旋转原点，确定车针的原点，使得确定的车针注册定位器的旋转轴方向较为准确，从而使得确定车针注册定位器与机械臂定位器的相对位置关系较为准确。

附图说明

图1表示本发明实施例提供的一种车针注册定位器的轴测图；

图2表示本发明实施例提供的一种定位轴组件的示意图；

图3表示本发明实施例提供的一种底座的示意图；

图4表示本发明实施例提供的一种车针注册定位器的主视图；

图5表示本发明实施例提供的一种安装件的示意图；

图6表示本发明实施例提供的一种车针注册的系统的示意图之一；

图7表示本发明实施例提供的一种车针注册的系统的示意图之二；

图8表示本发明实施例提供的一种车针注册的系统的示意图之三；

图9表示本发明实施例提供的一种机械臂定位器的示意图；

图10表示本发明实施例提供的本发明实施例提供的一种车针注册方法的流程图；

图11表示本发明实施例提供的一种车针注册装置的示意图；

图12表示本发明实施例提供的一种设备的示意图；

图13表示本发明实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。

附图标记：

1173：车针注册定位器；11731：定位轴组件；117301：第一连接件；117302：第二连接件；117311：定位轴本体；117312：凸台；117313：阻挡件；11732：底座；117321：主体；117322：连接臂；1173211：安装孔；11733：定位件；11734：安装件；115：种植手机；1172：机械臂定位器；11721：定位器本体；11722：定位球；11723：机械臂连接件。

具体实施方式

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、完整地描述，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做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。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

参照图1，示出了本发明实施例提供的一种车针注册定位器的轴测图；参照图2，示出了本发明实施例提供的一种定位轴组件的示意图；参照图3，示出了本发明实施例提供的一种底座的示意图；参照图4，示出了本发明实施例提供的一种车针注册定位器的主视图。如图1至图4所示，该车针注册定位器1173包括：定位轴组件11731、底座11732以及至少四个定位件11733。

定位轴组件11731的两端分别设置有第一连接件117301以及第二连接件117302，第一连接件117301与第二连接件117302结构相同，第一连接件117301或第二连接件117302用于与种植手机115连接。底座11732包括主体117321以及至少四个连接臂117322，至少四个连接臂117322沿主体117321的周向与主体117321连接，每个连接臂117322远离主体117321的一端连接有一个定位件11733，定位件11733位于主体117321的同一侧。主体117321上设置有安装孔1173211，定位轴组件11731穿设于安装孔1173211中，且第一连接件117301以及第二连接件117302均位于安装孔1173211的外部空间。

在本发明实施例中，由于定位轴组件11731的两端分别连接有第一连接件117301以及第二连接件117302，第一连接件117301与第二连接件117302的结构相同，因此，相当于第一连接件117301以及第二连接件117302相对于定位轴组件11731对称，可以使得无论通过第一连接件117301或第二连接件117302，均可以使得定位轴组件11731与种植手机115连接。由于底座11732包括主体117321以及至少四个连接臂117322，至少四个连接臂117322沿主体117321的周向与主体117321连接，每个连接臂117322远离主体117321的一端连接有一个定位件11733，定位件11733位于主体117321的同一侧，且定位轴组件11731穿设于安装孔1173211中，因此，在将定位轴组件11731通过第一连接件117301或第二连接件117302连接在种植手机115之后，可以通过检测定位件11733的位置从而检测到车针注册定位器1173的位置。另外，由于种植手机115与机械臂和机械臂定位器1172连接，因此，可以通过检测机械臂定位器1172检测机械臂的位置，在将本发明提供的车针注册定位器1173连接在种植手机115之后，可以通过检测定位件11733检测车针注册定位器1173的位置，进而可以确定车针注册定位器1173与机械臂之间的相对位置关系，从而通过手术机器人系统在口腔中种植牙齿时，可以将车针注册定位器1173与种植手机115分离，将车针安装在种植手机115，此时，车针注册器与机械臂之间的相对位置关系，便是车针与机械臂之间的相对位置关系，实现了车针注册。

在本发明实施例中，由于第一连接件117301和第二连接件117302结构相同，相当于第一连接件117301与第二连接件117302对称设置，使得在将车针注册定位器1173通过第一连接件117301或第二连接件117302连接在在种植手机115上之后，无论种植手机115对上颌进行操作还是对下颌进行操作，均能确保定位件11733均面向摄像头，在摄像头的拍摄范围内。其中，种植手机115在上颌或下颌时，种植手机115会翻转180度。利用该车针注册定位器可以实现种植手机115对上颌进行操作或是对下颌进行操作的车针注册。

另外，在一些实施例中，至少四个连接臂117322沿主体117321的周向非对称设置。

需要说明的是，至少四个连接臂117322沿主体117321的周向非对称设置的方式可以为：至少四个连接臂117322中至少三个连接臂117322位于主体117321的一侧，至少一个连接臂117322位于主体117321的另一侧，即通过主体117321相对的两侧的连接臂117322的数量不同，使得至少四个连接臂117322非对称设置。当至少四个连接臂117322的数量为偶数个时，此时，至少四个连接臂117322中两个连接臂117322组成一对连接臂117322，即沿主体117321的周向方向，具有至少两对连接臂117322，且每对连接臂117322中两个连接臂117322分别位于主体117321相对的两侧，且位置相对，即每对连接臂117322位于同一条直线上，但每对连接臂117322中两个连接臂117322的长度不同，从而使得至少四个连接臂117322非对称设置。其中，连接臂117322的长度为远离主体117321的一端至与主体117321连接的一端之间的距离。

例如，如图1所示，连接臂117322的数量为4个，形成两对连接臂117322，每对连接臂117322位于同一条直线上，每对连接臂117322中两个连接臂117322的长度不同，从而4个连接臂117322沿主体117321的周向非对称设置。

另外，在一些实施例中，定位轴组件11731可以包括定位轴本体117311，定位轴本体117311外壁沿定位轴本体117311的周向设置有凸台117312，凸台117312穿设于安装孔1173211中。定位轴本体117311的两端分别设置有第一连接件117301以及第二连接件117302。

当凸台117312设在定位轴本体117311上，此时，在底座11732上安装定位轴组件11731时，可以将凸台117312穿设在安装孔1173211中，从而使得定位轴本体117311可以被固定在底座11732上。由于定位轴本体117311的两端分别连接有第一连接件117301以及第二连接件117302，因此，可以使得定位轴本体117311通过第一连接件117301或第二连接件117302与种植手机115连接。

需要说明的是，凸台117312与安装孔1173211之间可以过盈配合，从而在将车针定位器安装在种植手机115上之后，在旋转定位轴本体117311时，可以使得定位轴本体117311带动连接臂117322转动，从而使得车针定位器可以相对于种植手机115旋转。当然，凸台117312的外径还可以小于安装孔1173211的孔径，此时，在将凸台117312穿设在安装孔1173211中之后，可以通过其他器件使得凸台117312被固定，避免凸台117312从安装孔1173211中滑落。

另外，第一连接件117301的结构可以与车针的末端的结构相同，车针的末端指的是车针与种植手机115连接的一端，从而可以在将车针注册定位器1173与种植手机115连接时，使得车针注册定位器1173可以更好的模拟车针与种植手机115的连接。

另外，车针可以安装在种植手机115上，种植手机115可以与机械臂连接，从而使得机械臂带动种植手机115移动，使得种植手机115带动车针移动。

另外，定位件11733可以为红外线反光球，此时，摄像头可以为红外摄像头，通过红外摄像头可以拍摄到红外线反光球。

另外，在一些实施例中，定位轴组件11731还可以包括阻挡件117313。阻挡件117313设在凸台117312上。

当阻挡件117313设在凸台117312上时，此时，若凸台117312的外径小于安装孔1173211的孔径，在将凸台117312穿设在安装孔1173211中之后，阻挡件117313可以与底座11732接触，阻挡件117313可以对凸台117312起到固定作用，避免凸台117312从安装孔1173211中滑落。阻挡件117313、凸台117312、定位轴组件11731、第一连接件117301以及第二连接件117302可以是一体设计。

另外，在一些实施例中，定位件11733与连接臂117322可拆卸连接。

由于定位件11733与连接臂117322可拆卸连接，因此，在需要清洗、更换定位件11733时，可以便于将定位件11733与连接臂117322分离，即将定位件11733从连接臂117322上拆下进行清洗、更换定位件11733。

另外，定位件11733与连接臂117322可拆卸连接的方式可以为：车针注册定位器1173还可以包括安装件11734。安装件11734的一端与连接臂117322螺纹连接，定位件11733卡接在安装件11734的另一端。

定位件11733与连接臂117322可拆卸连接的方式还可以为：连接臂117322上可以设置紧固件，例如螺栓，定位件11733上可以设置螺纹孔，可以使得螺栓穿设在螺纹孔中，从而使得定位件11733与连接臂117322可拆卸连接。当然，定位件11733与连接臂117322可拆卸连接的方式还可以为其他方式，比如，还可以在定位件11733上设置销钉，连接臂117322上设置通孔，将销钉穿过通孔，从而使得定位件11733与连接臂117322可拆卸连接。对于定位件11733与连接臂117322可拆卸连接的方式，本发明实施例在此不做限定。

另外，在一些实施例中，连接臂117322远离主体117321的一端具有相对的第一面和第二面，第一面上设置有第一安装槽，第二面上设置有第二安装槽，定位件11733与第一安装槽或第二安装槽可拆卸连接。

当第一面上设置有第一安装槽，第二面上设置有第二安装槽，定位件11733与第一安装槽或第二安装槽可拆卸连接时，即相当于定位件11733可以安装在第一面或第二面上，使得在连接臂117322上安装定位件11733可以具有较多的选择。

其中，第一安装槽和第二安装槽中均可以设置紧固件，例如螺栓，定位件11733上可以设置螺纹孔，从而可以使得定位件11733可以安装在第一安装槽中或安装在第二安装槽中。

在本发明实施例中，由于定位轴组件11731的两端分别连接有第一连接件117301以及第二连接件117302，第一连接件117301与第二连接件117302的结构相同，因此，相当于第一连接件117301以及第二连接件117302相对于定位轴组件11731对称，可以使得无论通过第一连接件117301或第二连接件117302，均可以使得定位轴组件11731与种植手机115连接。由于底座11732包括主体117321以及至少四个连接臂117322，至少四个连接臂117322沿主体117321的周向与主体117321连接，每个连接臂117322远离主体117321的一端连接有一个定位件11733，定位件11733位于主体117321的同一侧，且定位轴组件11731穿设于安装孔1173211中，因此，在将定位轴组件11731通过第一连接件117301或第二连接件117302连接在种植手机115之后，可以通过检测定位件11733的位置从而检测到车针注册定位器1173的位置。另外，由于种植手机115上通常连接机械臂和机械臂定位器1172，因此，在将本发明提供的车针注册定位器1173连接在种植手机115之后，可以通过检测机械臂定位器1172检测机械臂的位置，在将本发明提供的车针注册定位器1173连接在种植手机115之后，可以通过检测定位件11733检测车针注册定位器1173的位置，进而可以确定车针注册定位器1173与机械臂之间的相对位置关系，从而在通过手术机器人系统在口腔中种植牙齿时，可以将车针注册定位器1173与种植手机115分离，将车针安装在种植手机115，此时，车针注册器与机械臂之间的相对位置关系，便是车针与机械臂之间的相对位置关系，实现了车针注册。

参照图5，示出了本发明实施例提供的一种车针注册的系统的示意图之一，参照图6，示出了本发明实施例提供的一种车针注册的系统的示意图之二，参照图7，示出了本发明实施例提供的一种车针注册的系统的示意图之三，参照图8，示出了本发明实施例提供的一种机械臂定位器的示意图，如图5至图8所示，车针注册的系统包括种植手机115、机械臂定位器1172、摄像头、上位机以及上述实施例中任一实施例中的车针注册定位器1173，车针注册定位器1173通过第一连接件117301或者第二连接件117302安装在种植手机115上，机械臂定位器1172与种植手机115连接，摄像头与上位机电连接。其中摄像头用于获取车针注册定位器1173和机械臂定位器1172在摄像头坐标系下的旋转位移矩阵并发送至上位机，上位机基于车针注册定位器1173和机械臂定位器1172在摄像头坐标系下的旋转位移矩阵确定车针注册定位器在机械臂定位器所在的坐标系下的旋转位移矩阵，并完成车针注册。这样在手术机器人系统进行种植牙齿手术时通过机械臂定位器的位置即可确定机械臂的位置又可确定车针的位置。

为了精确地确定车针与机械臂定位器的相对位置，本发明还提供一种车针注册方法，具体如下：

参照图10，示出了本发明实施例提供的一种车针注册方法的流程图。该方法应用于车针注册的系统中的上位机（可以是手术机器人系统的上位机），如图10所示，该方法包括：

步骤1001：获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器在机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，其中，多个旋转角度基于多个旋转位移矩阵确定。

其中，在将车针注册定位器通过第一连接件或第二连接件安装在种植手机上时，种植手机上可以设置定位孔，第一连接件或第二连接件可以插接在定位孔，从而使得车针注册定位器与种植手机连接。另外，第一连接件或第二连接件插接在定位孔中之后，第一连接件、第二连接件在定位孔中可旋转，从而使得车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器可以以定位轴组件为旋转轴，车针注册定位器绕着定位轴组件旋转。当定位轴组件包括定位轴本体时，此时，车针注册定位器可以以定位轴本体为旋转轴，绕着定位轴本体旋转。在使得车针注册定位器旋转时，可以向连接臂施力使得车针注册定位器旋转，也可以向定位轴本体施力，使得车针注册定位器旋转，并且可以使得车针注册定位器顺时针旋转，也可以使得车针注册定位器逆时针旋转。

另外，机械臂定位器可以包括定位器本体11721以及定位球11722，定位球11722安装在定位器本体11721上，定位球11722可以为红外球，定位器本体11721可以安装在种植手机上。另外，种植手机上还可以设置机械臂连接件11723，可以通过机械臂连接件11723将机械臂与种植手机连接。并且，机械臂定位器以及车针注册定位器均位于摄像头的拍摄范围内，使得摄像头可以拍摄到机械臂定位器上的定位球以及车针注册定位器的定位件，在摄像头拍摄到定位球以及定位件之后，摄像头可以将拍摄的图像发送上位机，从而上位机可以获取到摄像头拍摄的图像。

另外，当定位件以及定位球均为红外线反光球时，此时，摄像头可以为红外摄像头，红外摄像头可以输出四元数以及位置，其中，四元数可以计算出旋转矩阵，位置可以计算出位移矩阵。而旋转位移矩阵包括旋转矩阵和位移矩阵，在确定了旋转矩阵和位移矩阵之后，便可以将旋转矩阵与位移矩阵组成旋转位移矩阵。另外，可以确定每个旋转位移矩阵对应的旋转原点，从而确定多个旋转原点。

另外，在一些实现方式中，获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器在机械臂定位器的坐标系下的多个旋转位移矩阵的实现方式可以为：获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器以及机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵；基于车针注册定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，以及机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，确定车针注册定位器在机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

在车针注册定位器旋转的过程中，红外摄像头可以实时拍摄机械臂定位器以及车针注册定位器，其中，红外摄像头可以拍摄到车针注册定位器的定位件，即红外线反光球，也可以拍摄到机械臂定位的定位球，即红外线反光球。另外，红外摄像头可以输出四元数以及位置，即红外摄像头可以输出车针注册定位器以及机械臂定位器在摄像头的坐标系下的四元数和位置，并将车针注册定位器和机械臂定位器在摄像头的坐标系下的四元数和位置发送至上位机，上位机便可以获取到车针注册定位器和机械臂定位器在摄像头的坐标系下的四元数和位置，从而可以根据四元数计算出旋转矩阵，根据位置计算出位移矩阵，从而根据旋转矩阵以及位移矩阵确定旋转位移矩阵。从而上位机可以获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器以及机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵。

另外，在一些实现方式中，基于车针注册定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，以及机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，确定车针注册定位器在机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵的实现方式可以为：确定机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆；将机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆与车针注册定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的乘积，作为车针注册定位器在机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

其中，在获取到机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵之后，可以对机械臂定位器在摄像头的坐标系的旋转位移矩阵确定逆矩阵，即确定机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆。之后，可以将将机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆矩阵与车针注册定位在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵相乘，得到这两者的乘积，将这两者的乘积作为车针注册定位器在机械臂定位器的坐标下的旋转位移矩阵。

例如，将机械臂定位在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵看作第一矩阵，将车针注册定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵看作第二矩阵，相当于先确定第一矩阵的逆矩阵，之后将第一矩阵的逆矩阵与第二矩阵相乘，得到这两者的乘积，将这个乘积作为车针注册定位器在机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

另外，在一些实现方式中，多个旋转位移矩阵可以包括车针注册定位器处于初始位置处的旋转位移矩阵，以及车针注册定位器处于终止位置处的旋转位移矩阵。基于多个旋转矩阵确定多个旋转角度的实现方式可以为：标定初始位置的旋转位移矩阵对应的旋转角度为初始旋转角度；基于初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度。

在旋转车针注册器的过程中，可以将车针注册器处于初始位置时的角度标定为初始旋转角度，此时，车针注册器未被旋转，初始旋转角度可以为0度。之后在旋转车针注册器的过程中，摄像头可以持续对车针注册器进行拍摄，从而可以使得车针注册器在每个旋转位置处均可以被拍摄，上位机可以获取每个旋转位置处的车针注册器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，进而可以确定的每个旋转位置处的车针注册器在机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。另外，在车针注册器处于初始位置时，即车针注册器未被旋转时，此时，还可以确定车针注册器在机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。即可以确定车针注册器处于初始位置处时，车针注册器在机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵，也可以确定车针注册器在每个旋转位置处时，车针注册器在机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。从而可以基于初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度。

另外，在一些实现方式中，基于初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度的实现方式可以为：将初始位置处的旋转位移矩阵的逆，与除初始位置之外的每个旋转位置处的旋转位移矩阵相乘，得到标定旋转位移矩阵；基于标定旋转位移矩阵，确定除初始位置之外的每个旋转位置的欧拉角，欧拉角为除初始位置之外的每个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度。

其中，在确定了初始位置处的旋转位移矩阵之后，即确定了车针注册定位器在初始位置处，车针注册定位器在机械臂定位器的坐标下的旋转位移矩阵，可以确定该旋转位移矩阵的逆矩阵，即确定该旋转位移矩阵的逆。另外，每个旋转位置处的旋转位移矩阵也可以确定，之后可以将每个旋转位置的旋转位移矩阵与初始位置处的旋转位移矩阵的逆矩阵相乘，得到标定旋转位移矩阵。其中，标定旋转位移矩阵代表每个旋转位置处相对于初始位置的旋转程度。

另外，旋转位移矩阵包括旋转矩阵以及位置矩阵，从而在确定每个旋转位置处的标定旋转位移矩阵之后，可以根据每个标定旋转位移矩阵的旋转矩阵确定欧拉角，欧拉角便是每个旋转位移矩阵对应的旋转角度。

例如，车针注册定位器在初始位置处的旋转位移矩阵为第一矩阵，车针注册定位器在一个旋转位置处的旋转位移矩阵为第二矩阵，则第二矩阵与第一矩阵的逆矩阵相乘得到一个标定旋转位移矩阵，该标定旋转位移矩阵包括旋转矩阵和位移矩阵，从旋转矩阵便可以直接确定欧拉角，若欧拉角为60度，则该旋转位置对应的旋转角度为60度。

需要说明的是，车针注册定位器在每个旋转位置处的旋转角度，均是相对于初始旋转角度的角度，即车针注册定位的每个旋转位置均是相对于初始位置的位置。例如，初始旋转角度为0度，车针注册定位器在一个旋转处的旋转角度为60度，表明60度是相对于0度的60度，即0度相当于一个基准。

另外，在一些实现方式中，当旋转角度达到预设角度时，停止确定车针注册定位器的旋转角度。预设角度可以根据实际需要设定，例如，预设角度可以为360度，此时，相当于车针注定定位器绕定位轴组件旋转一圈。

步骤1002：基于多个旋转位移矩阵以及多个旋转角度，确定车针的旋转轴方向。

在确定了多个旋转位移矩阵以及多个旋转角度之后，便可以根据多个旋转位移矩阵以及多个旋转角度确定车针的旋转轴方向。车针的旋转轴方向也即车针安装的方向。

在一些实现方式中，步骤1002的实现方式可以为：从多个旋转位移矩阵中确定多个目标数据对，每个目标数据对为：满足两个旋转角度的差值等于预设旋转角度差值的两个旋转角度对应的两个旋转位移矩阵组成的数据对，每个目标数据对包括分别与两个旋转角度对应的第一向量以及第二向量；在多个目标数据对中，确定每个目标数据对中同时与第一向量以及第二向量垂直的垂直向量；基于多个所述垂直向量，确定所述车针定位器的旋转轴方向，将所述车针定位器的旋转轴方向作为所述车针的旋转轴方向。

由于一个旋转位置均对应一个旋转角度，即在旋转车针注册定位器的过程中，当多次旋转车针注册定位器，每次旋转均对应一个旋转角度，从而可以得到多个旋转角度。且每个旋转位置的旋转位移矩阵对应一个旋转角度，从而在得到多个旋转位置的多个旋转位移矩阵且得到多个旋转位置的多个旋转角度之后，便可以按照预设旋转角度差值对多个旋转角度进行筛选，即两个旋转角度的差值等于预设旋转角度差值，这两个旋转角度对应的两个旋转位移矩阵便可以组成目标数据对。

另外，在机械臂定位器的坐标系下，可以获取车针注册定位器的旋转轴垂直的向量，该向量可以是单位向量，之后确定该向量在机械臂定位的坐标系下的位置、方向和长度。即第一向量与第二向量均是与车针注册定位器的旋转轴垂直的向量。

例如，如图8所示，车针注册定位的坐标系下，车针注册定位器的旋转轴为Z轴，X轴与Y轴均与Z轴垂直，即X轴与Y轴均与车针注册定位器的旋转轴垂直。可以获取X轴正方向的单位向量，也可以获取X轴负方向的单位向量，还可以获取Y轴正方向的单位向量，还可以获取Y轴负方向的单位向量。在确定一个单位向量之后，便可以确定该单位向量在机械臂定位器的坐标系下的方向、长度和位置。例如，获取X轴正方向的单位向量，便可以确定该单位向量在机械臂定位器的坐标系下的方向、长度和位置。

另外，预设旋转角度差值可以根据实际需要进行设定，通常，预设旋转角度差值的值为大于等于45度的角度值，例如，预设旋转角度的差值为60度。

需要说明的是，当第一向量和第二向量为与车针注册定位器的旋转轴垂直的单位向量时，此时，第一向量和第二向量为同一个坐标轴上的单位向量，例如，第一向量和第二向量均可以为X轴上的单位向量，还可以为Y轴上的单位向量，且第一向量与第二向量的在X轴上的方向相同，即可以为X轴正方向上的单位向量。

例如，预设旋转角度差值为60度时，此时，多个旋转角度中0度和60便可以形成一对数据，即（0，60），1度和61度也可以形成一对数据，即（1，61），依次类推，可以组成（0，60）、（1，61）、（2，62）、（3，63）……(359，299)等多个数据对。另外，每个旋转角度对应一个旋转位移矩阵，即组成的数据对中具有两个旋转位移矩阵。其中，（0，60）这个数据对中包括了：车针定位器绕Z轴旋转角度为0度时，车针注册定位器自身的坐标系下X轴正方向的单位向量在机械臂定位器坐标系下的位置、方向和长度，以及车针定位器绕Z轴旋转角度为60度时，车针注册定位器自身的坐标系下 X轴正方向的单位向量在机械臂定位器坐标系下的位置、方向和长度，依次类推，每个数据对均可以包括旋转角度对应的向量。

另外，由于每个目标数据对均包括第一向量以及第二向量，且第一向量与第二向量均与车针注册定位器的旋转轴垂直，但在旋转车针注册定位器的过程中，车针注册定位器的旋转轴可能出现位置偏差，因此，本发明中基于多个数据对，确定同时与第一向量和第二向量的向量，即可以得到多个同时与第一向量和第二向量垂直的向量，相当于可以获取较多的数据，从而可以避免只取一个数据而产生较大的误差的问题出现。

其中，在一些实现方式中，在多个目标数据对中，确定每个目标数据对中同时与第一向量以及第二向量垂直的垂直向量的实现方式可以为：将第一向量与第二向量叉乘，得到同时与第一向量以及第二向量垂直的垂直向量。

其中，可以将第一向量与第二向量叉乘，两个向量叉乘之后，便可以得到同时与这两个向量垂直的向量。

在得到每个数据对中同时与第一向量以及第二向量垂直的垂直向量之后，相当于得到多个数据，因此，可以基于多个数据确定车针注册定位器的旋转轴的方向，由于在实际使用时，会将车针注册定位器与种植手机分离，将车针安装在种植手机上，且车针在种植手机上的安装位置与车针注册定位器在种植手机上的安装位置相同，从而可以将车针注册定位器的旋转轴的方向作为车针的旋转轴的方向。

其中，在一些实现方式中，基于多个所述垂直向量，确定所述车针定位器的旋转轴方向的实现方式可以为：将多个垂直拟合成一个目标向量，目标向量所在的方向为车针注册定位器的旋转轴方向。可以将车针定位器的旋转轴方向作为车针的旋转轴方向。

每个垂直向量均可以代表一条直线，从而可以按照最小二乘法对多个垂直向量拟合，即通过最小二乘法对多个垂直向量代表的直线进行拟合，拟合得到一条直线，即得到一个目标向量，该目标向量所在的方向便为车针注定定位器的旋转轴方向。

步骤1003：基于多个旋转原点，确定车针注册定位器的原点。

另外，在一些实现方式中，步骤1003的实现方式可以为确定多个旋转原点的平均值；将平均值作为车针注册定位器的坐标系的原点，将所述车针定位器的坐标系的原点作为所述车针的原点。车针的原点即为车针安装到位后的与第一连接件或第二连接件与种植手机相接触的位置。

其中，可以将车针注定定位器与种植手机连接处的作为车针注册定位器的坐标系的初始原点。但在旋转车针注定定位的过程中，车针注册定位器的旋转后会出现偏移，从而使得初始原点的位置也会出现偏移。因此，可以对多个旋转位移矩阵对应的旋转原点求取平均值，从而可以使得确定出的原点较为准确。

具体的，可以确定每个旋转位移矩阵对应的旋转原点，即确定每个旋转位置处的旋转原点。在确定了多个旋转原点之后，便可以确定旋转原点的平均值，将平均值作为车针注册定位器的坐标系的原点，将所述车针定位器的坐标系的原点作为所述车针的原点。

在本发明实施例中，获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器在机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，基于多个旋转位移矩阵以及多个旋转角度，确定车针的旋转轴方向；基于多个旋转原点，确定车针的原点，使得确定的车针注册定位器的旋转轴方向较为准确，从而使得确定车针注册定位器与机械臂定位器的相对位置关系较为准确。

需要说明的是，在上述实施例方式中，车针注册定位器可以为上述实施例中的车针注定定位器，也可以是相关技术中的车针注册定位器。

参照图11，示出了本发明实施例提供的一种车针注册装置的示意图。该装置应用于上述实施例中的车针注册的系统的上位机中。如图11所示，该装置包括：

获取模块1101，用于获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器在所述机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，其中，基于多个所述旋转位移矩阵确定多个所述旋转角度；

第一确定模块1102，用于基于多个所述旋转位移矩阵以及多个所述旋转角度，确定所述车针的旋转轴方向；

第二确定模块1103，用于基于多个所述旋转原点，确定所述车针的原点。

可选地，所述第一确定模块1102包括：

第一确定子模块，用于从多个所述旋转位移矩阵中确定多个目标数据对，每个所述目标数据对为：满足预设旋转角度差值的两个所述旋转角度对应的两个所述旋转位移矩阵组成的数据对，每个所述目标数据对包括分别与两个所述旋转角度对应的第一向量以及第二向量；

第二确定子模块，用于在多个所述目标数据对中，确定每个所述目标数据对中同时与所述第一向量以及第二向量垂直的垂直向量；

第三确定子模块，用于基于多个所述垂直向量，确定所述车针定位器的旋转轴方向，将所述车针定位器的旋转轴方向作为所述车针的旋转轴方向。

可选地，所述获取模块1101，包括：

获取子模块，用于获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵；

第四确定子模块，用于基于所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，确定所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

可选地，所述第四确定子模块，包括：

第一确定单元，用于确定所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆；

计算单元，用于将所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆与所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的乘积，作为所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

可选地，多个所述旋转位移矩阵包括所述车针注册定位器处于初始位置处的旋转位移矩阵；

所述获取模块1101，还包括：

标定子模块，用于标定所述初始位置的旋转位移矩阵对应的旋转角度为初始旋转角度；

第五确定子模块，用于基于所述初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除所述初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度。

可选地，所述第五确定子模块，包括：

第二确定单元，用于将所述初始位置处的旋转位移矩阵的逆，与除所述初始位置之外的每个旋转位置处的旋转位移矩阵相乘，得到标定旋转位移矩阵；

第三确定单元，用于基于所述标定旋转位移矩阵，确定所述除初始位置之外的每个所述旋转位置的欧拉角，所述欧拉角为除所述初始位置之外的每个旋转位移矩阵对应的旋转角度。

可选地，所述第二确定子模块，包括：

叉乘单元，用于将所述第一向量与所述第二向量叉乘，得到所述同时与所述第一向量以及所述第二向量垂直的垂直向量。

可选地，所述第三确定子模块，包括：

拟合单元，用于将多个所述垂直向量拟合成一个目标向量，所述目标向量所在的方向为所述车针注册定位器的旋转轴方向。

可选地，所述第二确定模块1103包括：

第六确定子模块，用于确定多个所述旋转原点的平均值；

第七确定子，用于将所述平均值作为所述车针注册定位器的坐标系的原点。

在本发明实施例中，获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器在机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，基于多个旋转位移矩阵以及多个旋转角度，确定车针的旋转轴方向；基于多个旋转原点，确定车针的原点，使得确定的车针的旋转轴方向和原点较为准确，从而使得确定车针与机械臂定位器的相对位置关系较为准确。

本发明实施例中的车针注册装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机（ultra-mobile personal computer，UMPC）、上网本或者个人数字助理（personaldigital assistant，PDA）等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器（NetworkAttached Storage，NAS）、个人计算机（personal computer，PC）、电视机（television，TV）、柜员机或者自助机等，本发明实施例不作具体限定。

本发明实施例中的车针注册装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓（Android）操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本发明实施例不作具体限定。

本发明实施例提供的车针注册装置能够实现图10的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

可选的，如图12所示，本发明实施例还提供一种设备，该设备为电子设备1200，包括处理器1201，存储器1202，存储在存储器1202上并可在所述处理器1201上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器1201执行时实现上述车针注册方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要说明的是，本发明实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。

图13为实现本发明实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。该电子设备1300包括但不限于：射频单元1301、网络模块1302、音频输出单元1303、输入单元1304、传感器1305、显示单元1306、用户输入单元1307、接口单元1308、存储器1309、以及处理器1310等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备1300还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），电源可以通过电源管理系统与处理器1310逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图13中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。

其中，处理器1310，用于获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器在机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，其中，基于多个旋转位移矩阵确定多个旋转角度；

基于多个所述旋转位移矩阵以及多个所述旋转角度，确定所述车针的旋转轴方向；

基于多个所述旋转原点，确定所述车针的原点。

在本发明实施例中，获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器在机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，基于多个旋转位移矩阵以及多个旋转角度，确定车针的旋转轴方向；基于多个旋转原点，确定车针的原点，使得确定的车针的旋转轴方向和原点较为准确，从而使得确定车针与机械臂定位器的相对位置关系较为准确。

可选地，处理器1310还用于，从多个旋转位移矩阵中确定多个目标数据对，每个目标数据对为：满足两个旋转角度的差值等于预设旋转角度差值的两个旋转角度对应的两个旋转位移矩阵组成的数据对，每个目标数据对包括分别与两个旋转角度对应的第一向量以及第二向量；

基于多个目标数据对，确定同时与每个目标数据对中第一向量以及第二向量垂直的向量；

基于多个向量，确定车针定位器的旋转轴方向，将车针定位器的旋转轴方向作为车针的旋转轴方向。

可选地，处理器1310还用于，获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器以及机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵；

基于车针注册定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，以及机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，确定车针注册定位器在机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

可选地，处理器1310还用于，确定机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆；

将机械臂定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆与车针注册定位器在摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的乘积，作为车针注册定位器在机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

可选地，多个旋转位移矩阵包括车针注册定位器处于初始位置处的旋转位移矩阵，以及车针注册定位器处于终止位置处的旋转位移矩阵；

处理器1310还用于，标定初始位置的旋转位移矩阵对应的旋转角度为初始旋转角度；

基于初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度。

可选地，处理器1310还用于，将除初始位置之外的每个旋转位置处的旋转位移矩阵，与初始位置处的旋转位移矩阵的逆相乘，得到标定旋转位移矩阵；

基于标定旋转位移矩阵，确定除初始位置之外的每个旋转位置的欧拉角，欧拉角为除初始位置之外的每个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度。

可选地，处理器1310还用于，将第一向量与第二向量叉乘，得到同时与第一向量以及第二向量垂直的向量。

可选地，处理器1310还用于，将多个向量拟合成一个目标向量，目标向量所在的方向为车针注册定位器的旋转轴方向。

可选地，处理器1310还用于，确定多个旋转原点的平均值；

将平均值作为车针注册定位器的坐标系的原点。

在本发明实施例中，获取车针注册定位器在旋转时，车针注册定位器在机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，基于多个旋转位移矩阵以及多个旋转角度，确定车针定位器的旋转方向；基于多个旋转原点，确定车针注册定位器的坐标系的原点，使得确定的车针注册定位器的旋转轴方向较为准确，从而使得确定车针注册定位器与机械臂定位器的相对位置关系较为准确。

应理解的是，本发明实施例中，输入单元1304可以包括图形处理器（GraphicsProcessing Unit，GPU）13041和麦克风13042，图形处理器13041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置（如摄像头）获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元1306可包括显示面板13061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板13061。用户输入单元1307包括触控面板13071以及其他输入设备13072。触控面板13071，也称为触摸屏。触控面板13071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备13072可以包括但不限于物理键盘、功能键（比如音量控制按键、开关按键等）、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。存储器1309可用于存储软件程序以及各种数据，包括但不限于应用程序和操作系统。处理器1310可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1310中。

本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述车针注册方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器（Read-Only Memory， ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory， RAM）、磁碟或者光盘等。

本发明实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述车针注册方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本发明实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，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。

尽管已描述了本发明实施例的可选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括可选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

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与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体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物品或者终端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物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的原理及实现方式，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (27)

1.一种车针注册方法，其特征在于，应用于车针注册的系统中的上位机，所述车针注册系统包括：种植手机、机械臂定位器、摄像头、上位机以及车针注册定位器，所述车针注册定位器安装在所述种植手机上，所述机械臂定位器与所述种植手机连接，所述摄像头与所述上位机电连接，所述方法包括：

获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器在所述机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，其中，多个所述旋转角度基于多个所述旋转位移矩阵确定；

基于多个所述旋转位移矩阵以及多个所述旋转角度，确定所述车针的旋转轴方向；

基于多个所述旋转原点，确定所述车针的原点。

2.根据权利要求1所述的车针注册方法，其特征在于，基于多个所述旋转位移矩阵以及多个所述旋转角度，确定所述车针的旋转轴方向，包括：

从多个所述旋转位移矩阵中确定多个目标数据对，每个所述目标数据对为：满足预设旋转角度差值的两个所述旋转角度对应的两个所述旋转位移矩阵组成的数据对，每个所述目标数据对包括分别与两个所述旋转角度对应的第一向量以及第二向量；

在多个所述目标数据对中，确定每个所述目标数据对中同时与所述第一向量以及第二向量垂直的垂直向量；

基于多个所述垂直向量，确定所述车针定位器的旋转轴方向，将所述车针定位器的旋转轴方向作为所述车针的旋转轴方向。

3.根据权利要求1所述的车针注册方法，其特征在于，所述获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的多个旋转位移矩阵，包括：

获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵；

基于所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，确定所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

4.根据权利要求3所述的车针注册方法，其特征在于，所述基于所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，确定所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵，包括：

确定所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆；

将所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆与所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的乘积，作为所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

5.根据权利要求1所述的车针注册方法，其特征在于，多个所述旋转位移矩阵包括所述车针注册定位器处于初始位置处的旋转位移矩阵；

所述多个旋转角度基于多个所述旋转矩阵确定，包括：

标定所述初始位置的旋转位移矩阵对应的旋转角度为初始旋转角度；

基于所述初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除所述初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度。

6.根据权利要求5所述的车针注册方法，其特征在于，所述基于所述初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度，包括：

将所述初始位置处的旋转位移矩阵的逆，与除所述初始位置之外的每个旋转位置处的旋转位移矩阵相乘，得到标定旋转位移矩阵；

基于所述标定旋转位移矩阵，确定所述除初始位置之外的每个所述旋转位置的欧拉角，所述欧拉角为除所述初始位置之外的每个旋转位移矩阵对应的旋转角度。

7.根据权利要求2所述的车针注册方法，其特征在于，所述在多个所述目标数据对中，确定每个所述目标数据对中同时与第一向量以及第二向量垂直的垂直向量，包括：

将所述第一向量与所述第二向量叉乘，得到所述同时与所述第一向量以及所述第二向量垂直的垂直向量。

8.根据权利要求2所述的车针注册方法，其特征在于，所述基于多个所述垂直向量，确定所述车针定位器的旋转轴方向，包括：

将多个所述垂直向量拟合成一个目标向量，所述目标向量所在的方向为所述车针注册定位器的旋转轴方向。

9.根据权利要求1所述的车针注册方法，其特征在于，所述基于多个所述旋转原点，确定所述车针的原点，包括：

确定多个所述旋转原点的平均值；

将所述平均值作为所述车针注册定位器的坐标系的原点，将所述车针定位器的坐标系的原点作为所述车针的原点。

10.一种车针注册定位器，其特征在于，应用于权利要求1-9中任一所述的车针注册方法中，所述车针注册定位器包括：定位轴组件、底座以及至少四个定位件；

所述定位轴组件的两端分别设置有第一连接件以及第二连接件，所述第一连接件与所述第二连接件结构相同，所述第一连接件或所述第二连接件用于与种植手机连接；

所述底座包括主体以及至少四个连接臂，至少四个所述连接臂沿所述主体的周向与所述主体连接，每个所述连接臂远离所述主体的一端连接有一个所述定位件，所述定位件位于所述主体的同一侧；

所述主体上设置有安装孔，所述定位轴组件穿设于所述安装孔中，且所述第一连接件以及所述第二连接件均位于所述安装孔的外部空间。

11.根据权利要求10所述的车针注册定位器，其特征在于，至少四个所述连接臂沿所述主体的周向非对称设置。

12.根据权利要求10所述的车针注册定位器，其特征在于，所述定位轴组件包括定位轴本体，所述定位轴本体外壁沿所述定位轴本体的周向设置有凸台，所述凸台穿设于所述安装孔中；

所述定位轴本体的两端分别设置有所述第一连接件以及所述第二连接件。

13.根据权利要求12所述的车针注册定位器，其特征在于，所述定位轴组件还包括阻挡件；

所述阻挡件沿所述凸台的周向方向设置在所述凸台上。

14.根据权利要求10所述的车针注册定位器，其特征在于，所述定位件与所述连接臂可拆卸连接。

15.根据权利要求14所述的车针注册定位器，其特征在于，所述车针注册定位器还包括安装件；

所述安装件的一端与所述连接臂螺纹连接，所述定位件与所述安装件的另一端卡接。

16.一种车针注册的系统，其特征在于，所述系统包括：种植手机、机械臂定位器、摄像头、上位机以及权利要求10-15中任一项所述的车针注册定位器，所述车针注册定位器通过所述第一连接件或所述第二连接件安装在所述种植手机上，所述机械臂定位器与所述种植手机连接，所述摄像头与所述上位机电连接，所述摄像头用于获取所述车针注册定位器和所述机械臂定位器在摄像头坐标系下的旋转位移矩阵并发送至上位机，所述上位机用于基于所述车针注册定位器和所述机械臂定位器在摄像头坐标系下的旋转位移矩阵，确定车针注册定位器在机械臂定位器所在的坐标系下的旋转位移矩阵，并完成车针注册。

17.一种车针注册装置，其特征在于，应用于权利要求1或16中所述的车针注册的系统中的上位机；所述装置包括：

获取模块，用于获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器在所述机械臂定位器所在的坐标系下的多个旋转位移矩阵、多个旋转角度以及多个旋转原点，其中，基于多个所述旋转位移矩阵确定多个所述旋转角度；

第一确定模块，用于基于多个所述旋转位移矩阵以及多个所述旋转角度，确定所述车针的旋转轴方向；

第二确定模块，用于基于多个所述旋转原点，确定所述车针的原点。

18.根据权利要求17所述的车针注册装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：

第一确定子模块，用于从多个所述旋转位移矩阵中确定多个目标数据对，每个所述目标数据对为：满足预设旋转角度差值的两个所述旋转角度对应的两个所述旋转位移矩阵组成的数据对，每个所述目标数据对包括分别与两个所述旋转角度对应的第一向量以及第二向量；

第二确定子模块，用于在多个所述目标数据对中，确定每个所述目标数据对中同时与所述第一向量以及第二向量垂直的垂直向量；

第三确定子模块，用于基于多个所述垂直向量，确定所述车针定位器的旋转轴方向，将所述车针定位器的旋转轴方向作为所述车针的旋转轴方向。

19.根据权利要求17所述的车针注册装置，其特征在于，所述获取模块，包括：

获取子模块，用于获取所述车针注册定位器在旋转时，所述车针注册定位器以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵；

第四确定子模块，用于基于所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，以及所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵，确定所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

20.根据权利要求19所述的车针注册装置，其特征在于，所述第四确定子模块，包括：

第一确定单元，用于确定所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆；

计算单元，用于将所述机械臂定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的逆与所述车针注册定位器在所述摄像头的坐标系下的旋转位移矩阵的乘积，作为所述车针注册定位器在所述机械臂定位器的坐标系下的旋转位移矩阵。

21.根据权利要求17所述的车针注册装置，其特征在于，多个所述旋转位移矩阵包括所述车针注册定位器处于初始位置处的旋转位移矩阵；

所述获取模块，还包括：

标定子模块，用于标定所述初始位置的旋转位移矩阵对应的旋转角度为初始旋转角度；

第五确定子模块，用于基于所述初始位置处的旋转位移矩阵以及除初始位置之外的多个旋转位移矩阵，确定除所述初始位置之外的多个旋转位移矩阵对应的多个旋转角度。

22.根据权利要求21所述的车针注册装置，其特征在于，所述第五确定子模块，包括：

第二确定单元，用于将所述初始位置处的旋转位移矩阵的逆，与除所述初始位置之外的每个旋转位置处的旋转位移矩阵相乘，得到标定旋转位移矩阵；

第三确定单元，用于基于所述标定旋转位移矩阵，确定所述除初始位置之外的每个所述旋转位置的欧拉角，所述欧拉角为除所述初始位置之外的每个旋转位移矩阵对应的旋转角度。

23.根据权利要求18所述的车针注册装置，其特征在于，所述第二确定子模块，包括：

叉乘单元，用于将所述第一向量与所述第二向量叉乘，得到所述同时与所述第一向量以及所述第二向量垂直的垂直向量。

24.根据权利要求18所述的车针注册装置，其特征在于，所述第三确定子模块，包括：

拟合单元，用于将多个所述垂直向量拟合成一个目标向量，所述目标向量所在的方向为所述车针注册定位器的旋转轴方向。

25.根据权利要求17所述的车针注册装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：

第六确定子模块，用于确定多个所述旋转原点的平均值；

第七确定子模块，用于将所述平均值作为所述车针注册定位器的坐标系的原点。

26.一种设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的车针注册方法的步骤。

27.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的车针注册方法的步骤。

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