【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人控制，涉及一种示踪器朝向定位方法、装置、电子设备及介质。
技术介绍
1、现有医疗手术场景中，导航机器人主要用于对医生操作进行辅助工作，通过机器人将定位器移动到特定的位置，方便医生的操作工具的支撑和定位等，为了保证机器人准确运动至特定位置，需要在机器人末端加装示踪器，以通过相机确定末端位置。
2、由于手术操作场景复杂多变，而示踪器的示踪结构有局限，导致单个示踪器在很多场景下容易被遮蔽，使得相机难以捕捉到示踪器，为了解决这个问题，现有的方案基本是通过在机器人上设置尽可能多面的示踪器，然而这样的设置增加了机器人末端的结构复杂度，增加了大量的成本以及部件之间的误差，同时，过多的示踪器导致占用过多空间，也会对医生的操作造成影响。
技术实现思路
1、本专利技术为了克服现有技术的不足，提供一种示踪器朝向定位方法、装置、电子设备及介质。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种示踪器朝向定位方法，包括以下步骤：
4、s1、根据植入物和相机在追踪系统坐标系下的位置，确定相机与植入物的一端的第一位置关系；
5、s2、根据植入物的方向，结合第一位置关系，确定示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向。
6、所述最优朝向为，当定位器通道的轴线与植入物的轴线重合时，示踪器平面的法向相对于第一位置关系的向量所形成的夹角最小的方向。
7、进一步的，步骤s1中，设定相机的位置为追踪系统坐标系的原点，
8、进一步的，步骤s2中，确定示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向的具体步骤包括：
9、s2.1、根据植入物的方向获得单位向量；
10、s2.2、根据单位向量和第一位置关系之间的矢量关系，求解第一位置关系的向量在单位向量的方向上的投影关系向量；
11、s2.3、根据第一位置关系与投影关系之间的矢量关系，获得示踪器的最优朝向向量。
12、进一步的，步骤s2中，示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向下，示踪平面的法线位于第一位置关系的向量与植入物的轴线所组成的平面内。
13、进一步的，步骤s2中，步骤s2中，示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向下，示踪平面的法线与所述最优朝向向量重合。
14、进一步的，所述示踪器为双面示踪器，所述示踪器为双面示踪器，包括两个示踪平面，步骤s2中，所述最优朝向为任一所述示踪平面上的法向相对于第一位置关系的向量所形成的夹角最小的方向。
15、一种手术导航定位装置，包括确定模块，所述确定模块用于：
16、根据植入物和相机在追踪系统坐标系下的位置，确定相机与植入物的一端的第一位置关系；
17、根据植入物的方向，结合第一位置关系，确定双面示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向。
18、进一步的，所述确定模块还用于：
19、根据植入物的方向获得单位向量；
20、根据单位向量与第一位置关系之间的矢量关系，求解第一位置关系向量在单位向量的方向上的投影关系；
21、根据第一位置关系与投影关系之间的矢量关系，获得示踪器的最优朝向向量。
22、一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机可执行指令，所述指令在被所述处理器执行时用于实现上述的示踪器朝向定位方法。
23、一种可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上执行时，实施上述的示踪器朝向定位方法。
24、综上所述，本专利技术的有益之处在于：
25、本专利技术通过设置双面示踪器，相当于在机械臂的两侧形成示踪面，使得机械臂在任意的复杂位姿下，双面示踪器难以被完全遮挡；进一步的，通过结合植入物与相机的位置关系，形成能够计算出双面示踪器中任一面的最优朝向的算法，配合机械臂控制，使得在任意的复杂位姿下，均能够使其中一个示踪面充分、清晰的被相机捕捉，保证示踪器随时处于可见状态；通过双面示踪器便形成良好的可视效果，极大减少了机器人末端的结构复杂性，提高流畅性、安全性以及精度。
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1.一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，步骤S1中，设定相机的位置为追踪系统坐标系的原点，以获得植入物的一端相对于相机的向量为第一位置关系。
3.根据权利要求2所述的一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，步骤S2中，确定示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向的具体步骤包括：
4.根据权利要求1所述的一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，步骤S2中，示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向下，示踪平面的法线位于第一位置关系的向量与植入物的轴线所组成的平面内。
5.根据权利要求3所述的一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，步骤S2中，示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向下，示踪平面的法线与所述最优朝向向量重合。
6.根据权利要求1-5中任一所述的一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，所述示踪器为双面示踪器，包括两个示踪平面，步骤S2中，所述最优朝向为任一所述示踪平面上的法向相对于第一位置关系的向量所形成的夹角最小的方向。
7.一种手术导航定位装置，其特征在于
8.根据权利要求7所述的一种手术导航定位装置，其特征在于，所述确定模块还用于：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机可执行指令，所述指令在被所述处理器执行时用于实现如权利要求1-6中任一项所述的示踪器朝向定位方法。
10.一种可读存储介质，其特征在于，其存储有计算机程序，所述计算机程序在处理器上执行时，实施权利要求1-6中任一项所述的示踪器朝向定位方法。
...【技术特征摘要】
1.一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，步骤s1中，设定相机的位置为追踪系统坐标系的原点，以获得植入物的一端相对于相机的向量为第一位置关系。
3.根据权利要求2所述的一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，步骤s2中，确定示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向的具体步骤包括：
4.根据权利要求1所述的一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，步骤s2中，示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向下，示踪平面的法线位于第一位置关系的向量与植入物的轴线所组成的平面内。
5.根据权利要求3所述的一种示踪器朝向定位方法，其特征在于，步骤s2中，示踪器在追踪系统坐标系中的最优朝向下，示踪平面的法线与所述最优朝向向量重合。
6.根据权利要求1-5中任一所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐子昂，童睿，林鹏，王婧，洪洁，沈丽萍，
申请(专利权)人：杭州三坛医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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