本申请提供了一种机械臂定位方法，应用于软式内镜操作机器人系统，该系统包括机械臂、双目相机、单目相机、激光测距传感器组和控制装置，该方法包括：控制装置基于所述双目相机，引导机械臂到达手术床体的标志识别位置，使手术床体的标志位于所述单目相机的视野中，然后接收所激光测距传感器组反馈的、激光测距传感器组与手术床体的距离信息，根据距离信息调整机械臂的位姿。该方法能够实现自动将机械臂定位至合适位置，避免医护人员人工拖动机械臂寻找合适手术位置，缩短了每台手术或每次检查时间，降低了成本。降低了成本。降低了成本。
【技术实现步骤摘要】
一种机械臂定位方法及相关系统、装置、设备及介质
[0001]本申请涉及机械臂控制
，尤其涉及一种机械臂定位方法、系统、计算机可读存储介质以及计算机程序产品。
技术介绍
[0002]随着机器人辅助技术的不断发展，产生了各种功能的机械臂，例如是辅助进行医疗检查的机械臂、实现自动化生产流水线的机械臂。其中，一些机械臂还需要人工辅助进行定位。下面以用于对处于人体自然腔道（如消化道、呼吸道）内部的病灶进行检查或手术治疗的软式内镜示例说明。
[0003]传统的软式内镜检查或手术，需要人双手配合持镜体、操作旋钮、手工输送镜体等动作完成操作过程。有的检查或手术需要在放射线的图像引导下进行，医务人员需要穿戴沉重的铅制防护服等长时间手工操作软式内镜，对医务人员诊疗操作质量、体力和健康影响较大，尤其对经验丰富的年长或女性医务人员制约更大，甚至被迫放弃内镜工作。
[0004]随着机器人辅助技术的发展，医生可以通过调节手柄开关和按钮就可以调节软式内镜的输送长度和姿态，可以大大降低医生的体力和手工操作疲劳，降低手术的操作要求，减少对医务人员的辐射，同时可以提高医务人员与影像之间的交互。
[0005]然而，现有的软式内镜操作机器人系统在备台（术前准备）花费大量时间。例如，术前需要医护人员人工拖动机械臂，寻找合适手术位置，根据不同手术类型，机械臂需要人为拖动至不同空间位置。如此导致每台手术或每次检查时间增长，为了满足需求，需要配置较多的软式内镜，增加了成本。
技术实现思路
[0006]本申请提供了一种机械臂定位方法，该方法能够实现自动将机械臂定位至合适位置，避免医护人员人工拖动机械臂寻找合适手术位置，缩短了每台手术或每次检查时间，降低了成本。本申请还提供了上述方法对应的软式内镜操作机器人系统、控制装置、计算设备、计算机可读存储介质以及计算机程序产品。
[0007]第一方面，本申请提供了一种机械臂定位方法。该方法应用于软式内镜操作机器人系统，所述系统包括机械臂、双目相机、单目相机、激光测距传感器组和控制装置。
[0008]具体地，所述控制装置基于所述双目相机，引导所述机械臂到达手术床体标志的识别位置，使手术床体的标志位于所述单目相机的视野中，然后控制装置接收所述激光测距传感器组反馈的、所述激光测距传感器组与所述手术床体的距离信息，根据所述距离信息调整所述机械臂的位姿。
[0009]在一些可能的实现方式中，所述控制装置基于所述双目相机，引导所述机械臂到达手术床体的标志识别位置，包括：所述控制装置控制所述机械臂由安全位置运动至备台位置；所述控制装置接收所述双目相机识别到的所述机械臂的标志和所述手术床体的
标志的空间位置；所述控制装置根据所述空间位置，对所述机械臂粗定位。
[0010]在一些可能的实现方式中，所述系统还包括输送装置，所述激光测距传感器组中的多个激光测距传感器均匀分布在所述输送装置上，所述激光测距传感器组与所述手术床体的距离信息包括每个激光测距传感器与所述手术床体的距离信息；所述控制装置根据所述距离信息调整所述机械臂的位姿，包括：所述控制装置根据所述多个激光测距传感器与所述手术床体的距离信息，确定距离变化量；所述控制装置根据所述距离变化量，确定所述手术床体的旋转量和偏移量；所述控制装置根据所述旋转量和所述偏移量调整所述机械臂的位姿。
[0011]在一些可能的实现方式中，所述方法还包括：所述控制装置基于所述单目相机采集的目标腔道的特征标识数据建立所述目标腔道的三维模型；所述控制装置根据所述目标腔道的三维模型以及所述目标腔道的模型模板，获得所述目标腔道的特征标识的位姿偏移量；所述控制装置根据所述目标腔道的特征标识的位姿偏移量，调整所述机械臂的位姿。
[0012]在一些可能的实现方式中，所述控制装置根据所述目标腔道的三维模型以及所述目标腔道的模型模板，获得所述目标腔道的特征标识的位姿偏移量，包括：所述控制装置比对所述目标腔道的三维模型以及所述目标腔道的模型模板，获得模型特征之间的位姿信息；所述控制装置根据模型特征之间的位姿信息以及所述模型模板中单位像素距离与实际距离的比例系数，获得所述目标腔道的特征标识的位姿偏移量。
[0013]在一些可能的实现方式中，所述系统还包括输送装置，所述方法还包括：所述控制装置接收所述双目相机反馈的所述输送装置和所述目标腔道的距离；所述控制装置根据所述输送装置和所述目标腔道的距离，调节所述机械臂的位置。
[0014]在一些可能的实现方式中，所述控制装置根据所述输送装置和所述目标腔道的距离，调节所述机械臂的位置，包括：所述控制装置根据所述机械臂运动后的空间位置和图像信息确定所述输送装置和所述目标腔道之间的空间关系；所述控制装置根据所述空间关系以及所述输送装置和所述目标腔道的距离进行数据校验；所述控制装置在校验结果为不一致时，调整所述机械臂的位置，直至所述校验结果为一致。
[0015]第二方面，本申请提供了一种软式内镜操作机器人系统。所述系统包括机械臂、双目相机、单目相机、激光测距传感器组和控制装置；所述控制装置，用于基于所述双目相机，引导所述机械臂到达手术床体的标志识别位置，使手术床体的标志位于所述单目相机的视野中；
所述激光测距传感器组，用于向所述控制装置反馈所述激光测距传感器组与所述手术床体的距离信息；所述控制装置，还用于根据所述距离信息调整所述机械臂的位姿。
[0016]第三方面，本申请提供了一种控制装置。所述装置包括：机械臂运动控制模块，用于基于所述双目相机，引导所述机械臂到达手术床体的标志识别位置，使手术床体的标志位于所述单目相机的视野中；信息采集处理控制模块，用于接收所述激光测距传感器组反馈的、所述激光测距传感器组与所述手术床体的距离信息；所述机械臂运动控制模块，还用于根据所述距离信息调整所述机械臂的位姿。
[0017]在一些可能的实现方式中，所述机械臂运动控制模块具体用于：控制所述机械臂由安全位置运动至备台位置；接收所述双目相机识别到的所述机械臂的标志和所述手术床体的标志的空间位置；根据所述空间位置，对所述机械臂粗定位。
[0018]在一些可能的实现方式中，所述系统还包括输送装置，所述激光测距传感器组中的多个激光测距传感器均匀分布在所述输送装置上，所述激光测距传感器组与所述手术床体的距离信息包括每个激光测距传感器与所述手术床体的距离信息；所述信息采集处理控制模块还用于：根据所述多个激光测距传感器与所述手术床体的距离信息，确定距离变化量；所述控制装置根据所述距离变化量，确定所述手术床体的旋转量和偏移量；所述机械臂运动控制模块具体用于：根据所述旋转量和所述偏移量调整所述机械臂的位姿。
[0019]在一些可能的实现方式中，所述信息采集处理控制模块包括传感器信息采集处理单元和数字模型采集处理单元；所述传感器信息采集处理单元具体用于：接收所述激光测距传感器组反馈的、所述激光测距传感器组与所述手术床体的距离信息所述数字模型采集处理单元用于：基于所述单目相机采集的目标腔道的特征标识数据建立所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机械臂定位方法，其特征在于，应用于软式内镜操作机器人系统，所述系统包括机械臂、双目相机、单目相机、激光测距传感器组和控制装置，所述方法包括：所述控制装置基于所述双目相机，引导所述机械臂到达手术床体的标志识别位置，使所述手术床体的标志位于所述单目相机的视野中；所述控制装置接收所述激光测距传感器组反馈的、所述激光测距传感器组与所述手术床体的距离信息，根据所述距离信息调整所述机械臂的位姿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制装置基于所述双目相机，引导所述机械臂到达手术床体的标志识别位置，包括：所述控制装置控制所述机械臂由安全位置运动至备台位置；所述控制装置接收所述双目相机识别到的所述机械臂的标志和所述手术床体的标志的空间位置；所述控制装置根据所述空间位置，对所述机械臂粗定位。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括输送装置，所述激光测距传感器组中的多个激光测距传感器均匀分布在所述输送装置上，所述激光测距传感器组与所述手术床体的距离信息包括每个激光测距传感器与所述手术床体的距离信息；所述控制装置根据所述距离信息调整所述机械臂的位姿，包括：所述控制装置根据所述多个激光测距传感器与所述手术床体的距离信息，确定距离变化量；所述控制装置根据所述距离变化量，确定所述手术床体的旋转量和偏移量；所述控制装置根据所述旋转量和所述偏移量调整所述机械臂的位姿。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述控制装置基于所述单目相机采集的目标腔道的特征标识数据建立所述目标腔道的三维模型；所述控制装置根据所述目标腔道的三维模型以及所述目标腔道的模型模板，获得所述目标腔道的特征标识的位姿偏移量；所述控制装置根据所述目标腔道的特征标识的位姿偏移量，调整所述机械臂的位姿。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制装置根据所述目标腔道的三维模型以及所述目标腔道的模型模板，获得所述目标腔道的特征标识的位姿偏移量，包括：所述控制装置比对所述目标腔道的三维模型以及所述目标腔道的模型模板，获得模型特征之间的位姿信息；所述控制装置根据模型特征之间的位姿信息以及所述模型模板中单位像素距离与实际距离的比例系数，获得所述目标腔道的特征标识的位姿偏移量。6.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述系统还包括输送装置，所述方法还包括：所述控制装置接收所述双目相机反馈的所述输送装置和所述目标腔道的距离；所述控制装置根据所述输送装置和所述目标腔道的距离，调节所述机械臂的位置。7.根据权利要求6所述的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：北京云力境安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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