CN114322885B - 标记块的长度测量方法及装置、电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种标记块的长度测量方法及装置、电子设备、手术机器人系统，所述标记块包括支撑件以及安装在顶部的标记本体，所述标记块的长度为：从所述支撑件的根部到所述标记本体的中心之间的距离，所述方法包括：获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标；对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点；根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度，准确地确定出标记块的长度，从而保证手术的效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗机器人技术领域，具体涉及标记块的长度测量方法及装置、电子设备、手术机器人系统。
背景技术
机器人等自动化设备已经在工业领域获得了广泛应用，在操作灵活性、稳定性及准确性方面显示出了明显优势。为了解决外科手术存在的精度不足、辐射过多、切口较大、操作疲劳等问题，人们开始探讨如何在外科手术中引入机器人方法，借助机器人、传感器等高新技术的独特优势，为外科医生提供全新的治疗方法及系统。
为支持完成高质量的手术，使用了标记块(又称之marker)来进行手术器械的定位。为实现对手术器械的精确定位，需要预先确定出标记块的长度，但是，由于标记块在生产工程中会有加工误差，由此导致每个标记块的长度实际上并不完全相同。如果测量的标记块的长度存在误差，由此会导致手术器械的定位出现误差，从而无法保证手术的效果。
发明内容
本发明实施例提供标记块的长度测量方法及装置、电子设备、手术机器人系统，用于克服或者缓解现有技术中的上述问题。
本发明采用的技术方案为：
一种标记块的长度测量方法，其特征在于，所述标记块包括支撑件以及安装在顶部的标记本体，所述标记块的长度为：从所述支撑件的根部到所述标记本体的中心之间的距离，所述方法包括：
获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标；
对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点；
根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度。
可选地，所述获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标，之后，包括：基于所述多个三维空间坐标，形成三维位置点集。
可选地，所述获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标之前，包括：将所述根部固定在设定的轴心处，驱动所述标记块在三维空间坐标系中围绕所述轴心旋转，以捕获所述标记本体的中心随着所述标记块旋转而形成的多个三维空间坐标。
可选地，所述对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，包括：根据构建的共面曲线方程，对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线。
可选地，所述根据构建的共面曲线方程，对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，包括：
根据构建的共面曲线方程，构建拟合约束条件；
根据所述拟合约束条件，对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，确定所述轨迹曲线的中心，以将所述轨迹曲线的中心作为所述多个三维空间坐标的中心点。
可选地，所述根据构建的共面曲线方程，构建拟合约束条件，包括：基于最小二乘法，根据构建的共面曲线方程，构建拟合约束条件。
可选地，所述根据所述拟合约束条件，对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，确定所述轨迹曲线的中心，包括：
基于每两个三维空间坐标之间的连线正交与所述连线的中点与所述轨迹曲线的中心之间的连线，构建正交关系函数；
根据所述拟合约束条件以及所述正交关系函数，确定所述轨迹曲线的中心。
可选地，所述根据所述拟合约束条件以及所述正交关系函数，确定所述轨迹曲线的中心，包括：
根据所述拟合约束条件以及所述正交关系函数，构造拉格朗日函数；根据拉格朗日函数，建立求解所述轨迹曲线的中心的向量关系，以确定所述轨迹曲线的中心。
可选地，所述根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度，包括：
根据所有三维空间坐标与所述多个三维空间坐标的中心点之间的距离，确定所述标记块的长度。
一种标记块的长度测量装置，所述标记块包括支撑件以及安装在顶部的标记本体，所述标记块的长度为：从所述支撑件的根部到所述标记本体的中心之间的距离，所述装置包括：
坐标数据获取单元，用于获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标；
曲线拟合单元，用于对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点；
长度确定单元，用于根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度。
一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有实施本申请实施例任一项所述方法的计算机程序。
一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于运行所述计算机程序以实施本申请实施例任一项所述方法。
一种手术机器人系统，其包括：机械臂、固定在所述机械臂末端的手术器械、固定在所述手术器械上的至少一个标记块，所述标记块的长度根据本申请实施例任一项所述方法确定，所述标记块的长度用于确定手术过程中所述手术器械的空间位置。
本发明实施例提供的技术方案中，通过所述标记块包括支撑件以及安装在顶部的标记本体，所述标记块的长度为：从所述支撑件的根部到所述标记本体的中心之间的距离，获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标；对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点；根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度，从而准确地确定出标记块的长度，从而保证手术的效果。
附图说明
图1为本申请实施例一种手术机器人系统的结构示意图；
图2为本申请实施例中一标记块的结构示意图；
图3为本申请实施例中将标记块固定在一用于进行标记块长度测量的工装的结构示意图；
图4为本申请实施例中将标记块固定在工装上的结构示意图；
图5为本申请实施例一种标记块的长度测量方法的流程示意图；
图6为本申请实施例一种标记块的长度测量装置的结构示意图；
图7为本申请实施例一种电子设备的具体硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外，术语“预估”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“预估”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。符号“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
本发明实施例提供的技术方案中，通过所述标记块包括支撑件以及安装在顶部的标记本体，所述标记块的长度为：从所述支撑件的根部到所述标记本体的中心之间的距离，获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标；对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点；根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度，从而准确地确定出标记块的长度，从而保证手术的效果。图1为本申请实施例一种手术机器人系统的结构示意图；如图1所示，该手术机器人系统包括：机械臂101、固定在所述机械臂101末端的手术器械102、固定在所述机械臂101末端上的至少一个标记块103。在测量得到标记块的长度后，从而可以保证在手术基于标记块的长度准确地确定出手术器械102的空间位置，以实现手术的顺利开展。为此，在一应用场景中，通过接触式测量方法来测量所述标记块的长度，比如基于千分尺、游标卡尺、塞尺等来实现接触式测量，而且这种测量方式会存在较大的测量误差，还必须要与标记块接触，导致测量的难度较大。如果标记块的结构比较复杂，难以接触的话，则根本无法实施测量。
为此，在另一应用场景中，为了规避上述接触式测量中存在的至少一缺陷，以下实施例中，提供了一种非接触测量方式，主要基于计算机视觉(比如双目摄像机)来实现，具体通过获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标；对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点；根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，从而确定所述标记块的长度。
由此可见，由于是非接触式测量，无须使用千分尺、游标卡尺、塞尺，从而降低了测量的成本，同时提高了测量精度，且降低了测量难度。另外，可以适用于任意结构的结构体，从而提高了测试方案的泛化性。本实施例中，图1所示的各个结构件之间的位置关系仅仅示例，并非唯一性限定。
比如，在一些应用场景中，标记块还可以固定在患者的身体上。在不偏离本申请思想的前提下，也可以应用到该场景中。标记块的应用场景可以根据需要，灵活确定，不做唯一性限定。
图2为本申请实施例中一标记块的结构示意图；如图2所示，所述标记块包括支撑件113以及安装在顶部的标记本体123，所述标记块的长度为：从所述支撑件的根部到所述标记本体的中心D之间的距离。如图2所示，所述标记本体的中心D为标记块上两对对角标记图案中心连线的交叉点。
示例性地，本申请下述实施例中，为了便于生成多个三维空间坐标，将标记块固定在一工装上，从而使得所述安装以使得所述支撑件的根部固定，便于基于所述工装即可使得所述标记块运动。
图3为本申请实施例中将标记块固定在一用于进行标记块长度测量的工装的结构示意图；图4为本申请实施例中将标记块固定在工装上的结构示意图；如图3、图4所示，所述工装包括底座401、轴承402、基台403、压块404以及螺栓405组成，底座401上设置有轴承402，所述轴承402上设置有基台403。所述基台开设有横切面和纵截面，所述横切面向下开设有凹槽，通过将所述根部设置在所述凹槽中并顶住所述纵截面，以使得所述根部设置在所述轴心处。当所述根部设置在所述凹槽中并顶住所述纵截面时，在所述机台上设置一压块，以提供向下的压力将所述根部压在所述基台的质心处，进一步地，再通过所述螺栓穿过所述压块的螺孔旋拧到所述基座上的螺孔中，从而将压块和基台稳固的固定在一起，保证了标记块的固定稳定性，避免标记块出现晃动。
进一步，基台固定在所述轴承上，从而可使得基台进行旋转，进而带动基台旋转，基台的转转又带动标记块旋转，进而形成多个三维空间坐标。
通过上述工装中的基台的质心作为固定所述根部的轴心，当然在其他实施例中，也可以采用其他方式形成固定所述根部的轴心。
以下结合上述工装对本申请提供的测量方法进行示例性说明，需要说明是，并非本申请实施例的测量方法只能基于上述图1-图3的示例进行实施。
图5为本申请实施例一种标记块的长度测量方法的流程示意图；如图 5所示，所述方法包括：
S501、获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标。
可选地，所述获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标，之后，包括：基于所述多个三维空间坐标，形成三维位置点集。
本实施例中，所述三维空间坐标所在的坐标系比如为上述双目摄像机的三维坐标系。
可选地，所述获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标之前，包括：将所述根部固定在设定的轴心处，驱动所述标记块在三维空间坐标系中围绕所述轴心旋转，以捕获所述标记本体的中心随着所述标记块旋转而形成的多个三维空间坐标。
具体地，参见上述图3-图4，可以驱动所述基台围绕轴承旋转，进而使得基台带动标记块旋转，使得标记块上的中心在三维空间坐标系形成一系列三维空间坐标。
具体地，如果上述工装还包括电机，则可以基于电机驱动所述基台围绕所述轴承旋转。如果工装不包括电机，则可以通过手动驱动所述基台围绕所述轴承旋转。
再参见上述图3-图4，由于标记块通过压块、基台、螺栓稳固地固定在工装上，因此，所述标记块相当于围绕所述基台的质心(即作为设定的轴心)做圆周运动，且使得形成的三维空间坐标在同一个圆周平面内。
S502、对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点。
可选地，所述对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，包括：根据构建的共面曲线方程，对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线。
如前所述，当基于上述图3-图4的工装实现标记块的旋转时，所述标记块相当于围绕所述基台的质心(即作为设定的轴心)做圆周运动，且使得形成的三维空间坐标在同一个圆周平面内。
因此，本实施例中，共面曲线方程可以为三维空间坐标系中的圆周平面方程。
比如：该共面曲线方程如下述公式(1)所示：
ax+by+cz＝1 (1)
上述公式(1)中，a，b，c为方程参数，(x，y，z)为任一三维空间坐标。
此处需要说明的是，共面曲线方程具体与上述工装的结构、工装带动标记块旋转方向有关，此处上述公式(1)仅仅示例，并非唯一性限定。
可选地，所述根据构建的共面曲线方程，对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，包括：
根据构建的共面曲线方程，构建拟合约束条件；
根据所述拟合约束条件，对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，确定所述轨迹曲线的中心，以将所述轨迹曲线的中心作为所述多个三维空间坐标的中心点。
具体地，如果对于所有的三维空间坐标来说，其共面曲线方程用向量形式按照如下公式(2)表示：
M×A＝E (2)
其中，a，b，c为方程参数(作为拟合参数)，表示M为三维位置点矩阵，(xi，yi，zi)为M中的第i 个三维空间坐标，1≤i≤n，n为三维空间坐标的数量。
可选地，所述根据构建的共面曲线方程，构建拟合约束条件，包括：基于最小二乘法，根据构建的共面曲线方程，构建拟合约束条件。对于上述公式(2)，按照最小二乘法，对上述公式(2)进行变形，得到构建拟合约束条件。具体原理如下：对于AX＝Y形式的矩阵方程，为实现拟合，使得残差的平方和最小，即：
minε＝||AX-Y||2
ε＝(XTAT-YT)(AX-Y)
ε＝XTATAX-XTATY-YTAX+YTY
ε＝XTATAX-2XTATY+YTY
对上式中的X求偏导，使其偏导数为0即可得到最小残差和平方，
即：
2ATAX-2ATY＝0
X＝(ATA)-1ATY
为此，对于M×A＝E即：
A＝(MTM)-1MTE
另外，假设轨迹曲线的中心对应的三维空间坐标为：(xC，yC，zC)；则参照上述公式(1)，则会存在如下公式(3)的关系，作为构建的拟合约束关系：
ATC＝1 (3)
可选地，所述根据所述拟合约束条件，对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，确定所述轨迹曲线的中心，包括：
基于每两个三维空间坐标之间的连线正交与所述连线的中点与所述轨迹曲线的中心之间的连线，构建正交关系函数；
根据所述拟合约束条件以及所述正交关系函数，确定所述轨迹曲线的中心。
可选地，所述根据所述拟合约束条件以及所述正交关系函数，确定所述轨迹曲线的中心，包括：
根据所述拟合约束条件以及所述正交关系函数，构造拉格朗日函数；根据拉格朗日函数，建立求解所述轨迹曲线的中心的向量关系，以确定所述轨迹曲线的中心。
可选地，参照之前所述，由于按照上述工装实现对标记块的旋转，标记本体的中心形成的一系列三维空间坐标实际上在同一圆周平面上，为此，每两个三维空间坐标之间的连线正交与所述连线的中点与所述轨迹曲线的中心之间的连线成正交关系。
为便于清楚的说明，本申请实施例推导如下：
假设所述轨迹曲线的中心C＝(xc yc zc)，其中任意两点为 Pn＝(xn yn zn)，Pn+1＝(xn+1 yn+1 zn+1)。
每两个三维空间坐标之间的连线正交与所述连线的中点与所述轨迹曲线的中心之间的连线成正交关系，则存在如下述公式(4)所示的关系(所述正交关系函数)：
对上述公式(4)化简得到如下公式(5)：
Δxn(n+1)·xc+Δyn(n+1)·yc+Δzn(n+1)·zc＝Ln(n+1) (5)
在公式(4)中，Δxn(n+1)＝xn+1-xn，Δyn(n+1)＝yn+1-yn，Δzn(n+1)＝zn+1-zn；
将上述公式(4)、(5)应用到所有的三维空间坐标中，则得到如下公式(6)
公式(6)中：
上述公式(6)按照向量表示如下公式(7)：
BC＝L (7)
上述公式(7)中，B中的每个元素参照上述公式(4)、(5)得到，为任意两个三维空间坐标的差值，包括X坐标之间的差值，Y坐标之间的差值，Z坐标之间的差值。
基于上述公式(3)、(7)，拉格朗日函数如公式(8)所示：
本发明以||BC-L||2的平方和最小为目标函数，约束条件为ATC＝1，在此构建拉格朗日函数：
f(c，λ)＝||BC-L||2+λ(ATC-1) (8)
λ为目标函数||BC-L||2和ATC-1的比值；
对拉格朗日函数f(c,λ)求极值即对f(c,λ)中的c和λ分别求导，导数为0的点即为极值点，令得到如下公式(9)(即所述轨迹曲线的中心的向量关系)
由于在上述公式(9)中，除了C之外，其他参数都是已知参数，因此，即可求得轨迹曲线的中心
S503、根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度。
可选地，所述根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度，包括：
根据所有三维空间坐标与所述多个三维空间坐标的中心点之间的距离，确定所述标记块的长度。
如果三维空间坐标有N的话，则N个三维空间坐标中的任一个 Pi＝(xi yi zi)，按照如下公式(10)确定所述标记块的长度。
上述公式(10)中，表示每个三维空间坐标与所述多个三维空间坐标的中心点之间的距离，对所有三维空间坐标与所述多个三维空间坐标的中心点之间的距离求取平均值，则实现了对所述多个三维空间坐标的中心点的坐标的优化(即上述轨迹曲线的中心点优化)，从而可以将求取平均值的结果直接作为所述标记块的长度。
此处需要说明的是，上述实施例中，是以具体地工装结构，标记块具体的旋转轨迹、最小二乘法、拉格朗日函数得到的标记块的长度。但是，在其他实施例中，也可以通过其他工装结构，其他旋转轨迹以及函数来确定标记块的长度。
图6为本申请实施例一种标记块的长度测量装置的结构示意图；如图 6所示，所述装置包括：
坐标数据获取单元601，用于获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标；
曲线拟合单元602，用于对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点；
长度确定单元603，用于根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度。
可选地，所述坐标数据获取单元601还用于在获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标之后，基于所述多个三维空间坐标，形成三维位置点集。
可选地，所述装置还可以包括：驱动单元，用于在获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标之前，将所述根部固定在设定的轴心处，驱动所述标记块在三维空间坐标系中围绕所述轴心旋转，以捕获所述标记本体的中心随着所述标记块旋转而形成的多个三维空间坐标。
可选地，所述曲线拟合单元602具体用于根据构建的共面曲线方程，对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线。
可选地，所述曲线拟合单元602具体用于：
根据构建的共面曲线方程，构建拟合约束条件；
根据所述拟合约束条件，对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，确定所述轨迹曲线的中心，以将所述轨迹曲线的中心作为所述多个三维空间坐标的中心点。
可选地，所述曲线拟合单元602具体用于：基于最小二乘法，根据构建的共面曲线方程，构建拟合约束条件。
可选地，所述曲线拟合单元602具体用于：
基于每两个三维空间坐标之间的连线正交与所述连线的中点与所述轨迹曲线的中心之间的连线，构建正交关系函数；
根据所述拟合约束条件以及所述正交关系函数，确定所述轨迹曲线的中心。
可选地，所述曲线拟合单元602具体用于：
根据所述拟合约束条件以及所述正交关系函数，构造拉格朗日函数；根据拉格朗日函数，建立求解所述轨迹曲线的中心的向量关系，以确定所述轨迹曲线的中心。
可选地，所述长度确定单元603具体用于：根据所有三维空间坐标与所述多个三维空间坐标的中心点之间的距离，确定所述标记块的长度。一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有实施本申请实施例任一项所述方法的计算机程序。
图7为本申请实施例一种电子设备的具体硬件结构示意图；如图7所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)702、通信接口 (Communications Interface)704、存储器(memory)706、以及通信总线 708。
其中：
处理器702、通信接口704、以及存储器706通过通信总线708完成相互间的通信。
通信接口704，用于与其它电子设备或服务器进行通信。
处理器702，用于执行程序710，具体可以执行上述校验码生成方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序710可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器702可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC (ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。智能设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器706，用于存放程序710。存储器706可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
程序710具体可以用于使得处理器702执行本申请上述任一实施例所述的方法。
程序710中各步骤的具体实现可以参见方法实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
上述根据本申请实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可存储在记录介质(诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件(诸如ASIC或FPGA)的记录介质上的这样的软件处理。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件(例如，RAM、ROM、闪存等)，当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现在此描述的校验码生成方法。此外，当通用计算机访问用于实现在此示出的校验码生成方法的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的校验码生成方法的专用计算机。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请实施例的范围。
以上实施方式仅用于说明本申请实施例，而并非对本申请实施例的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本申请实施例的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本申请实施例的范畴，本申请实施例的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种标记块的长度测量方法，其特征在于，所述标记块包括支撑件以及安装在顶部的标记本体，所述标记块的长度为：从所述支撑件的根部到所述标记本体的中心之间的距离，所述方法包括：
获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标；
对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点；
其中，所述对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点，包括：
基于最小二乘法，根据构建的共面曲线方程，构建拟合约束条件；
基于每两个三维空间坐标之间的连线正交与所述连线的中点与所述轨迹曲线的中心之间的连线，构建正交关系函数；
根据所述拟合约束条件以及所述正交关系函数，构造拉格朗日函数；
根据拉格朗日函数，建立求解所述轨迹曲线的中心的向量关系，以确定所述轨迹曲线的中心，以将所述轨迹曲线的中心作为所述多个三维空间坐标的中心点；
根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标，之后，包括：基于所述多个三维空间坐标，形成三维位置点集。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标之前，包括：将所述根部固定在设定的轴心处，驱动所述标记块在三维空间坐标系中围绕所述轴心旋转，以捕获所述标记本体的中心随着所述标记块旋转而形成的多个三维空间坐标。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度，包括：
根据所有三维空间坐标与所述多个三维空间坐标的中心点之间的距离，确定所述标记块的长度。
5.一种标记块的长度测量装置，其特征在于，所述标记块包括支撑件以及安装在顶部的标记本体，所述标记块的长度为：从所述支撑件的根部到所述标记本体的中心之间的距离，所述装置包括：
坐标数据获取单元，用于获取所述标记本体的中心随着所述标记块运动所形成的多个三维空间坐标；
曲线拟合单元，用于对所述多个三维空间坐标进行曲线拟合，得到所述标记本体的中心在三维空间坐标系中运动形成的轨迹曲线，以确定所述多个三维空间坐标的中心点，包括：
基于最小二乘法，根据构建的共面曲线方程，构建拟合约束条件；
基于每两个三维空间坐标之间的连线正交与所述连线的中点与所述轨迹曲线的中心之间的连线，构建正交关系函数；
根据所述拟合约束条件以及所述正交关系函数，构造拉格朗日函数；
根据拉格朗日函数，建立求解所述轨迹曲线的中心的向量关系，以确定所述轨迹曲线的中心，以将所述轨迹曲线的中心作为所述多个三维空间坐标的中心点；
长度确定单元，用于根据所述多个三维空间坐标以及所述多个三维空间坐标的中心点，确定所述标记块的长度。
6.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有实施权利要求1-4任一项所述方法的计算机程序。
7.一种电子设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于运行所述计算机程序以实施权利要求1-4任一项所述方法。
8.一种手术机器人系统，其特征在，包括：机械臂、固定在所述机械臂末端的手术器械、固定在所述手术器械上的至少一个标记块，所述标记块的长度根据权利要求1-4任一项所述方法确定，所述标记块的长度用于确定手术过程中所述手术器械的空间位置。
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