CN114732523B - 手术机器人运动精度的测量方法、装置及手术机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种手术机器人运动精度的测量方法、装置及手术机器人系统,其中,方法包括:获取每个球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为手术机器人运动的起点和终点;控制手术机器人驱动第一钢球和第二钢球分别经过第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置,在第二钢球运动至第二球体的球心坐标位置时,分别确定第一钢球的第一球心实际坐标和第二钢球的第二球心实际坐标;基于第一球心实际坐标、第二球心实际坐标以及第一球体和第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定手术机器人的运动精度。本发明实现了测量手术机器人的运动精度。
Description
技术领域
本发明涉及手术机器人技术领域,尤其涉及一种手术机器人运动精度的测量方法、装置及手术机器人系统。
背景技术
近年来,随着医疗机器人技术的发展,手术机器人在临床医学手术领域被广泛应用。
手术机器人通过光学定位系统定位,通过主控系统根据计算机输出指令,使得手术机器人移动到指定位置,实现手术计划;而手术机器人最重要的一项指标是手术机器人系统的精度,因此,精确测量手术机器人系统的精度至关重要。
发明内容
本发明提供一种手术机器人运动精度的测量方法、装置及手术机器人系统,以实现测量手术机器人的运动精度。
具体地,本发明实施例提供了以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种手术机器人运动精度的测量方法,手术机器人的末端连接有第一测量装置,所述第一测量装置上设置有第一钢球和第二钢球,所述手术机器人带动所述第一测量装置相对于第二测量装置移动,其中,所述第二测量装置的相对两侧分别设置有多个立柱,每个所述立柱上均设置有球体,所述方法包括:
获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点;
控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;
基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度。
根据本发明提供的一种手术机器人运动精度的测量方法,所述基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度,包括:
基于所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标,分别计算所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的距离;
基于所述距离,确定所述手术机器人的运动精度。
根据本发明提供的一种手术机器人运动精度的测量方法,所述基于所述距离,确定所述手术机器人的运动精度,包括:
基于所述距离,确定所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的最大距离;
基于所述最大距离,确定所述手术机器人的运动精度。
根据本发明提供的一种手术机器人运动精度的测量方法,所述第一球体和所述第二球体位于所述第二测量装置的同侧或对侧。
第二方面,本发明还提供一种手术机器人运动精度的测量装置,手术机器人的末端连接有第一测量装置,所述第一测量装置上设置有第一钢球和第二钢球,所述手术机器人带动所述第一测量装置相对于第二测量装置移动,其中,所述第二测量装置的相对两侧分别设置有多个立柱,每个所述立柱上均设置有球体,所述装置包括:
获取模块,用于获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点;
控制模块,用于控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;
确定模块,用于基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度。
第三方面,本发明还提供一种手术机器人系统,包括:手术机器人、手术机器人激光追踪仪系统、手术机器人主控系统以及如第一方面所述的第一测量装置和第二测量装置;其中,
所述手术机器人激光追踪仪系统,用于追踪定位所述第一测量装置和所述第二测量装置的位置;
所述手术机器人主控系统,用于控制所述手术机器人运动、获取所述第一测量装置的第一钢球和第二钢球的球心坐标,以及所述第二测量装置的球体的球心坐标。
根据本发明提供的手术机器人系统,所述第二测量装置包括:底座、第一反光球支架、反光球、配准点、第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、第五立柱和第六立柱;
所述第一立柱、所述第二立柱、所述第三立柱、所述第四立柱、所述第五立柱和所述第六立柱,分别对应安装于所述底座上表面的安装孔;所述第一反光球支架安装于所述底座的前方;所述反光球安装于所述第一反光球支架的上表面;所述配准点位于所述底座的上表面;
所述第一测量装置包括:第一钢球、第二钢球、第二反光球支架、支撑柱和连接法兰;
所述第一钢球与所述第二钢球安装于所述支撑柱底部的两端;所述第二反光球支架安装于所述支撑柱的中部;所述第二反光球支架上安装有反光球;所述支撑柱与所述连接法兰连接。
根据本发明提供的一种手术机器人系统,所述第一立柱、所述第二立柱、所述第三立柱、所述第四立柱、所述第五立柱和所述第六立柱上的球体的球心与所述底座上表面的高度均有差异;所述第一立柱、所述第二立柱、所述第三立柱、所述第四立柱、所述第五立柱和所述第六立柱,与所述底座上表面的各个安装孔可自由组合。
第四方面,本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器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如第一方面所述手术机器人运动精度的测量方法的步骤。
第五方面,本发明还提供非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述手术机器人运动精度的测量方法的步骤。
本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法,通过获取第二测量装置上每个立柱上的球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点,控制手术机器人驱动第一钢球和第二钢球分别经过第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置,在第二钢球运动至第二球体的球心坐标位置时,分别确定第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;再根据第一球心实际坐标、第二球心实际坐标以及第一球体和第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定手术机器人的运动精度。本发明实现了测量手术机器人的运动精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍,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是本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法的流程示意图之一;
图2是本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法的流程示意图之二;
图3是本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法的流程示意图之三;
图4是本发明提供的手术机器人系统的结构图;
图5是本发明提供的手术机器人运动精度的测量装置的结构示意图;
图6是本发明提供的手术机器人运动精度的测量装置的模块示意图;
图7是本发明提供的电子设备的实体结构示意图;
附图标记:
1:底座;2:第一反光球支架;3:反光球;4:配准点;
5:第一立柱;6:第二立柱;7:第三立柱;8:第四立柱;
9:第五立柱;10:第六立柱;11:第一钢球;12:第二钢球;
13:第二反光球支架;14:支撑柱;15:连接法兰;
16:手术机器人激光追踪仪系统;17:手术机器人主控系统;
18:手术机器人;19:第一测量装置;20:第二测量装置。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明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。
下面结合附图,通过一些实施例及其应用场景对本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法进行详细地说明。
本发明实施例提供的手术机器人运动精度的测量方法,可以适用于测量手术机器人的运动精度的应用场景中,手术机器人的末端连接有第一测量装置,所述第一测量装置上设置有第一钢球和第二钢球,所述手术机器人带动所述第一测量装置相对于第二测量装置移动,其中,所述第二测量装置的相对两侧分别设置有多个立柱,每个所述立柱上均设置有球体,通过获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点;控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度。本发明实现了测量手术机器人的运动精度的目的。
图1是本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法的流程示意图之一,如图1所示,手术机器人的末端连接有第一测量装置,所述第一测量装置上设置有第一钢球和第二钢球,所述手术机器人带动所述第一测量装置相对于第二测量装置移动,其中,所述第二测量装置的相对两侧分别设置有多个立柱,每个所述立柱上均设置有球体,方法包括步骤110-步骤130,其中:
步骤110,获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点。
需要说明的是,本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法,可应用于测量手术机器人的运动精度的场景中。本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法的执行主体可以为手术机器人运动精度的测量装置,例如电子设备、或者该手术机器人运动精度的测量装置中的用于执行手术机器人运动精度的测量方法的控制模块。
可选地,第一球体和第二球体位于第二测量装置的同侧或对侧。
可以理解的是,将第二测量装置的相对两侧分别设置的多个立柱分成多个组,每组包括两个立柱,每个立柱上的球体作为第一球体或者第二球体。
具体地,通过三坐标仪获取每个球体的球心坐标;其中,三坐标仪建立与手术机器人系统的原点重合的坐标系,从而获取到每个球体的球心坐标,并将每个球体的球心坐标作为理论坐标。
实际中,将每组立柱的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为手术机器人运动的起点和终点,在确定好手术机器人运动的起点和终点之后,将第一球体和第二球体所在的立柱拆除,以使第一钢球和第二钢球能够分别经过第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置。
步骤120,控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标。
具体地,控制手术机器人驱动第一测量装置上的第一钢球和第二钢球,沿着第二测量装置上每组立柱的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置的方向,分别经过第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置;当第二钢球经过第二球体的球心坐标位置时,使用三坐标仪对第一钢球的第一球心实际坐标和第二钢球的第二球心实际坐标进行测量,得到第一钢球的第一球心实际坐标和第二钢球的第二球心实际坐标。
步骤130,基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度。
具体地,将第一球体和第二球体的球心坐标进行相连,并将连线作为第一直线;再根据第一球心实际坐标、第二球心实际坐标及第一直线,确定手术机器人的运动精度。
本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法,通过获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点;控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度。本发明实现了测量手术机器人的运动精度。
图2是本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法的流程示意图之二,如图2所示,方法包括步骤210-步骤240,其中:
步骤210,获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点。
步骤220,控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标。
可选地,关于步骤210-220的说明和解释,可以参照上述步骤110-120中对该部分的说明和解释,且能达到相同的技术效果,为避免重复,这里不再赘述。
步骤230,基于所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标,分别计算所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的距离。
具体地,根据第一球心实际坐标和第二球心实际坐标,计算第一球心实际坐标与第一直线的距离及第二球心实际坐标与所述第一直线的距离,得到两个距离值,其中,第一球心实际坐标与第一直线的距离为第一球心实际坐标至第一直线的垂直线段的距离,第二球心实际坐标与所述第一直线的距离为第二球心实际坐标至第一直线的垂直线段的距离。
需要说明的是,将第二测量装置的相对两侧分别设置的多个立柱分成多个组,每组计算得到两个距离值。
步骤240,基于所述距离,确定所述手术机器人的运动精度。
本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法,通过计算第一球心实际坐标和第二球心实际坐标与第一直线的距离,再根据得到的距离,确定出手术机器人的运动精度,实现了测量手术机器人的运动精度。
图3是本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法的流程示意图之三,如图3所示,方法包括步骤310-步骤350,其中:
步骤310,获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点。
步骤320,控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标。
步骤330,基于所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标,分别计算所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的距离。
步骤340,基于所述距离,确定所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的最大距离。
具体地,根据计算的第一球心实际坐标和第二球心实际坐标与第一直线的距离,确定每组计算得到两个距离值中的最大距离。
步骤350,基于所述最大距离,确定所述手术机器人的运动精度。
具体地,根据每组计算得到两个距离值中的最大距离,确定出各个组的最大距离中最大的距离值,从而确定手术机器人的运动精度。
本发明提供的手术机器人运动精度的测量方法,通过计算的第一球心实际坐标和第二球心实际坐标与第一直线的距离,确定第一球心实际坐标和第二球心实际坐标与第一直线的最大距离,再根据最大距离,确定出手术机器人的运动精度,实现了测量手术机器人的运动精度。
本发明还提供一种手术机器人系统,包括:手术机器人、手术机器人激光追踪仪系统、手术机器人主控系统以及上述实施例所述的第一测量装置和第二测量装置;其中,手术机器人激光追踪仪系统,用于追踪定位第一测量装置和第二测量装置的位置;手术机器人主控系统,用于控制手术机器人运动、获取第一测量装置的第一钢球和第二钢球的球心坐标,以及第二测量装置的球体的球心坐标。
需要说明的是,手术机器人激光追踪仪系统与手术机器人主控系统之间能够进行通信,手术机器人激光追踪仪系统将追踪定位第一测量装置和第二测量装置的位置发送给手术机器人主控系统;手术机器人主控系统根据第一测量装置和第二测量装置的位置,控制手术机器人运动,并获取第一测量装置上的第一钢球和第二钢球的球心坐标,以及第二测量装置上的球体的球心坐标,从而实现测量手术机器人的运动精度。
图4是本发明提供的手术机器人系统的结构示意图,如图4所示,该手术机器人系统包括:手术机器人激光追踪仪系统16、手术机器人主控系统17、手术机器人18、第一测量装置19和第二测量装置20。
具体地,手术机器人激光追踪仪系统16,追踪定位第一测量装置19和第二测量装置20的位置;手术机器人主控系统17,获取手术机器人激光追踪仪系统16对第一测量装置19上的第一钢球和第二钢球的球心坐标和第二测量装置20上的球体的球心坐标,以及控制手术机器人18运动;手术机器人18,被手术机器人主控系统17控制其移动,在移动的过程中带动第一测量装置19移动到指定位置,从而实现测量手术机器人的运动精度。
图5是本发明提供的手术机器人运动精度的测量装置的结构示意图,如图5所示,该手术机器人运动精度的测量装置500,包括:第二测量装置20、第一测量装置19;其中:
所述第二测量装置20包括:底座1、第一反光球支架2、反光球3、配准点4、第一立柱5、第二立柱6、第三立柱7、第四立柱8、第五立柱9和第六立柱10;
所述第一立柱5、所述第二立柱6、所述第三立柱7、所述第四立柱8、所述第五立柱9和所述第六立柱10,分别对应安装于所述底座1上表面的安装孔;所述第一反光球支架2安装于所述底座1的前方;所述反光球3安装于所述第一反光球支架2的上表面;所述配准点4位于所述底座1的上表面;
所述第一测量装置19包括:第一钢球11、第二钢球12、第二反光球支架13、支撑柱14和连接法兰15;
所述第一钢球11与所述第二钢球12安装于所述支撑柱14底部的两端;所述第二反光球支架13安装于所述支撑柱14的中部;所述第二反光球支架13上安装有反光球3;所述支撑柱14与所述连接法兰15连接。
可选地,第一立柱5、第二立柱6、第三立柱7、第四立柱8、第五立柱9和第六立柱10上的球体的球心与底座1上表面的高度均有差异;第一立柱5、第二立柱6、第三立柱7、第四立柱8、第五立柱9和第六立柱10,与底座1上表面的各个安装孔可自由组合。
具体地,第一立柱5、第二立柱6、第三立柱7、第四立柱8、第五立柱9和第六立柱10上的立柱球心与底座1上表面的高度不同,高度的差异可以实现不同空间方位的测量;底座1上表面的各个安装孔的位置,可以任意安装第一立柱5、第二立柱6、第三立柱7、第四立柱8、第五立柱9和第六立柱10,即第一立柱5、第二立柱6、第三立柱7、第四立柱8、第五立柱9和第六立柱10的位置并不固定,可以根据实际情况进行组合。
可选地,第一反光球支架2的表面呈45°角倾斜;反光球3安装于第一反光球支架2的45°角倾斜的平面上;反光球3安装于第一反光球支架2的45°角倾斜的平面上,第一反光球支架2安装于底座1的前方。
可选地,配准点4包括6个,各配准点4的深度不同。
具体地,底座1上表面的配准点4的数量为6,各配准点的深度不同,不同深度及不同位置的配准点4用于对第二测量装置20进行精准定位。
需要说明的是,本发明提供的手术机器人运动精度的测量装置,通过与手术机器人激光追踪仪系统16、手术机器人主控系统17和手术机器人18配合,实现测量手术机器人的运动精度。
本发明提供的手术机器人运动精度的测量装置,包括第二测量装置及第一测量装置;其中,第二测量装置包括底座、第一反光球支架、反光球、配准点、第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、第五立柱和第六立柱;第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、第五立柱和第六立柱分别对应安装于底座上表面的安装孔;第一反光球支架安装于底座的前方;反光球安装于第一反光球支架的上表面;配准点位于述底座的上表面;第一测量装置包括第一钢球、第二钢球、第二反光球支架、支撑柱和连接法兰;第一钢球、第二钢球安装于支撑柱底部的两端;第二反光球支架安装于支撑柱的中部;第二反光球支架上安装有反光球;支撑柱与连接法兰连接,通过第一测量装置和第二测量装置,实现测量手术机器人的运动精度。
下面结合一个具体的实施例,对本发明提供的手术机器人运动精度的测量装置与手术机器人激光追踪仪系统16、手术机器人主控系统17和手术机器人18的配合过程,以实现手术机器人的运动精度的测量过程进行详细描述。
步骤1,手术机器人系统的手术机器人激光追踪仪系统16对第二测量装置20的第一反光球支架2上的反光球3进行追踪,将追踪的结果反馈给手术机器人主控系统17;手术机器人主控系统17通过手术机器人激光追踪仪系统16对第二测量装置20的第一反光球支架2上的反光球3的追踪结果对第二测量装置20进行粗定位。
步骤2,通过探针支架对第二测量装置20上表面的6个配准点4依次进行测量,将探针支架依次插入不同深度的6个配准点,每插入一个配准点,手术机器人激光追踪仪系统16对探针支架上的反光球进行追踪,并将追踪结果反馈给手术机器人主控系统17,手术机器人主控系统17对第二测量装置20上表面的6个配准点4依次进行定位,从而实现第二测量装置20的精确定位,并建立手术机器人系统坐标系。
具体地,手术机器人主控系统17通过手术机器人激光追踪仪系统16对第一反光球支架2上的反光球3进行追踪的结果进行定位,获得第一反光球支架2上的反光球3的位置,以及手术机器人激光追踪仪系统16对探针支架上的反光球追踪的结果进行定位,获得6个配准点4的位置;手术机器人主控系统17根据第一反光球支架2上的反光球3的位置及6个配准点4的位置,实现对第二测量装置20的精确定位。
步骤3,通过三坐标仪建立与手术机器人系统坐标系的原点重合的坐标系,使用三坐标仪对第二测量装置20的第一立柱5、第二立柱6球心的空间坐标进行测量,得到理论球心坐标,再移除第二测量装置20上的第一立柱5、第二立柱6。
步骤4,手术机器人激光追踪仪系统16通过追踪第一测量装置19上的第二反光球支架13上的反光球3的位置,将追踪的结果反馈给手术机器人主控系统17,手术机器人主控系统17确定第一测量装置19的实际位置。
步骤5,手术机器人主控系统17根据第一立柱5、第二立柱6球心的空间坐标驱动手术机器人18运动,手术机器人18带动第一测量装置19,将第一测量装置19沿着第一立柱5、第二立柱6的球心坐标位置移动,并将第一测量装置19停止在第二立柱6的球心坐标位置。
步骤6,通过三坐标仪对第一钢球11和第二钢球12的球心坐标位置进行测量,通过手术机器人主控系统17将第一钢球11和第二钢球12的球心坐标位置进行连接,得到第一钢球11和第二钢球12的球心连接的轴线所在的第一直线。
步骤7,分别计算第一立柱5、第二立柱6的球心坐标位置与第一钢球11和第二钢球12的球心连接的轴线所在的第一直线的距离,得到一组距离的数据,取该组距离数据中的最大值。
步骤8,根据以上步骤3至步骤7,分别对第三立柱7与第四立柱8、第五立柱9与第六立柱10进行距离的计算,分别得到两组距离数据;取其每组距离数据中的最大值。
步骤9,根据每组距离数据中的最大值,再选择三组最大距离数据中的最大值作为手术机器人的运动精度。
下面对本发明实施例提供的手术机器人运动精度的测量装置进行描述,下文描述的手术机器人运动精度的测量装置与上文描述的手术机器人运动精度的测量方法可互相对应按照。
图6是本发明实施例提供的手术机器人运动精度的测量装置的模块示意图,如图6所示,手术机器人的末端连接有第一测量装置,所述第一测量装置上设置有第一钢球和第二钢球,所述手术机器人带动所述第一测量装置相对于第二测量装置移动,其中,所述第二测量装置的相对两侧分别设置有多个立柱,每个所述立柱上均设置有球体,该手术机器人运动精度的测量装置600,包括:获取模块601、控制模块602和确定模块603;其中,
获取模块601,用于获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点;
控制模块602,用于控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;
确定模块603,用于基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度。
本发明提供的手术机器人运动精度的测量装置,通过获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为手术机器人运动的起点和终点;控制手术机器人驱动第一钢球和第二钢球分别经过第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置,在第二钢球运动至第二球体的球心坐标位置时,分别确定第一钢球的第一球心实际坐标和第二钢球的第二球心实际坐标;基于第一球心实际坐标、第二球心实际坐标以及第一球体和第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定手术机器人的运动精度。本发明实现了测量手术机器人的运动精度。
可选地,确定模块603,具体用于:
基于所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标,分别计算所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的距离;
基于所述距离,确定所述手术机器人的运动精度。
可选地,确定模块603,具体用于:
基于所述距离,确定所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的最大距离;
基于所述最大距离,确定所述手术机器人的运动精度。
可选地,所述第一球体和所述第二球体位于所述第二测量装置的同侧或对侧。
图7是本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图,如图7所示,该电子设备700,可以包括:处理器(processor)710、通信接口(Communications Interface)720、存储器(memory)730和通信总线740,其中,处理器710,通信接口720,存储器730通过通信总线740完成相互间的通信。处理器710可以调用存储器730中的逻辑指令,以执行如下手术机器人运动精度的测量方法,该方法包括:获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点;控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度。
此外,上述的存储器730中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面,本发明实施例还提供一种非暂态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,实现如下手术机器人运动精度的测量方法,该方法包括:获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点;控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度。
又一方面,本发明实施例还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,当所述程序指令被计算机执行时,实现如下手术机器人运动精度的测量方法,该方法包括:获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点;控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以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;而这些修改或者替换,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 (8)
1.一种手术机器人运动精度的测量方法,手术机器人的末端连接有第一测量装置,所述第一测量装置上设置有第一钢球和第二钢球,所述手术机器人带动所述第一测量装置相对于第二测量装置移动,其中,所述第二测量装置的相对两侧分别设置有多个立柱,每个所述立柱上均设置有球体,其特征在于,所述方法包括:
获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点;
控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;
基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度;
所述基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度,包括:
基于所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标,分别计算所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的距离;
基于所述距离,确定所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的最大距离;
基于所述最大距离,确定所述手术机器人的运动精度。
2.根据权利要求1所述的手术机器人运动精度的测量方法,其特征在于,所述第一球体和所述第二球体位于所述第二测量装置的同侧或对侧。
3.一种手术机器人运动精度的测量装置,手术机器人的末端连接有第一测量装置,所述第一测量装置上设置有第一钢球和第二钢球,所述手术机器人带动所述第一测量装置相对于第二测量装置移动,其中,所述第二测量装置的相对两侧分别设置有多个立柱,每个所述立柱上均设置有球体,其特征在于,所述装置包括:
获取模块,用于获取每个所述球体的球心坐标,并将多个球体中的第一球体的球心坐标位置和第二球体的球心坐标位置分别作为所述手术机器人运动的起点和终点;
控制模块,用于控制所述手术机器人驱动所述第一钢球和所述第二钢球分别经过所述第一球体的球心坐标位置和所述第二球体的球心坐标位置,在所述第二钢球运动至所述第二球体的球心坐标位置时,分别确定所述第一钢球的第一球心实际坐标和所述第二钢球的第二球心实际坐标;
确定模块,用于基于所述第一球心实际坐标、所述第二球心实际坐标以及所述第一球体和所述第二球体的球心坐标连线所在的第一直线,确定所述手术机器人的运动精度;
所述确定模块,具体用于:
基于所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标,分别计算所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的距离;
基于所述距离,确定所述第一球心实际坐标和所述第二球心实际坐标与所述第一直线的最大距离;
基于所述最大距离,确定所述手术机器人的运动精度。
4.一种手术机器人系统,其特征在于,包括:手术机器人、手术机器人激光追踪仪系统、手术机器人主控系统以及如权利要求1所述的第一测量装置和第二测量装置;其中,
所述手术机器人激光追踪仪系统,用于追踪定位所述第一测量装置和所述第二测量装置的位置;
所述手术机器人主控系统,用于控制所述手术机器人运动、获取所述第一测量装置的第一钢球和第二钢球的球心坐标,以及所述第二测量装置的球体的球心坐标。
5.根据权利要求4所述的手术机器人系统,其特征在于,所述第二测量装置包括:底座、第一反光球支架、反光球、配准点、第一立柱、第二立柱、第三立柱、第四立柱、第五立柱和第六立柱;
所述第一立柱、所述第二立柱、所述第三立柱、所述第四立柱、所述第五立柱和所述第六立柱,分别对应安装于所述底座上表面的安装孔;所述第一反光球支架安装于所述底座的前方;所述反光球安装于所述第一反光球支架的上表面;所述配准点位于所述底座的上表面;
所述第一测量装置包括:第一钢球、第二钢球、第二反光球支架、支撑柱和连接法兰;
所述第一钢球与所述第二钢球安装于所述支撑柱底部的两端;所述第二反光球支架安装于所述支撑柱的中部;所述第二反光球支架上安装有反光球;所述支撑柱与所述连接法兰连接。
6.根据权利要求5所述的手术机器人系统,其特征在于,所述第一立柱、所述第二立柱、所述第三立柱、所述第四立柱、所述第五立柱和所述第六立柱上的球体的球心与所述底座上表面的高度均有差异;所述第一立柱、所述第二立柱、所述第三立柱、所述第四立柱、所述第五立柱和所述第六立柱,与所述底座上表面的各个安装孔可自由组合。
7.一种电子设备,包括存储器、处理器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,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或2所述手术机器人运动精度的测量方法的步骤。
8.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1或2所述手术机器人运动精度的测量方法的步骤。
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