[发明专利]一种标定方法、装置、设备及介质

说明书

本公开实施例涉及一种标定方法、装置、设备及介质，其中，方法包括：获取标定板坐标系下的所有标记点对应的第一三维坐标点集合，控制相机在任一位姿下对标定板进行拍摄得到多帧图像进行处理，得到每帧图像对应的第二三维坐标点集合，基于第一三维坐标点集合和第二三维坐标点集合进行计算得到相机坐标系和标定板坐标系之间的第一空间变换矩阵，基于多个第一空间变换矩阵进行处理，得到第一目标空间变换矩阵，获取机械臂末端到机械臂基座之间的第二空间变换矩阵和第一目标空间变换矩阵进行计算，得到机械臂末端到相机之间的第三空间变换矩阵。采用上述技术方案，在一定程度上克服图像噪声造成的坐标准确度低的问题，提高了手眼标定精度。

技术领域

本公开涉及光学导航和机器人技术领域，尤其涉及一种标定方法、装置、设备及介质。

背景技术

手术机器人作为智能医疗设备，能在人体腔道、血管和神经密集区域完成精细的手术操作，具有稳定性好、操作灵活、运动精准、手眼协调等特点。从临床医学应用角度出发，手术机器人可分为神经外科手术机器人、骨科手术机器人、腹腔镜手术机器人等。其中，用于执行肌肉注射的手术机器人(以下简称注射机器人)可以精准到达指定注射部位，缓慢推动注射针头到合适注射深度，将注射器内的气体或液体输入人体内，达到治疗的效果。注射机器人能够以输入的特定角度使注射针精准刺入皮肤并将精确剂量的药物顺利输送至指定皮下深度，提高注射成功率。

然而，想要实现自主注射功能，一个重要的前提是为系统配备准确和稳定的手术光学导航系统。从而实现对注射标记点的毫米级识别以及导航；对注射点皮肤的平面信息的准确获取，用于计算注射点在三维空间的最优注射角度。也正因此，将光学导航设备和机械臂进行准确的标定，求解不同坐标系之间的空间转换关系，成为保证该系统准确性的重要前提和基础。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种标定方法、装置、设备及介质。

本公开实施例提供了一种标定方法，相机安装在机器人的机械臂末端，标定板相对所述机器人的机械臂基座固定，所述标定板上具有多个标记点，所述方法，包括：

获取标定板坐标系下的所有标记点对应的第一三维坐标点集合；

控制所述相机在任一位姿下对所述标定板进行拍摄，得到多帧图像，并对每帧所述图像进行处理，得到每帧所述图像对应的第二三维坐标点集合；

基于预设的计算算法对所述第一三维坐标点集合和所述第二三维坐标点集合进行计算，得到每帧所述图像对应的相机坐标系和所述标定板坐标系之间的第一空间变换矩阵；

基于多个所述第一空间变换矩阵进行处理，得到第一目标空间变换矩阵；

获取所述机械臂末端到所述机械臂基座之间的第二空间变换矩阵，并基于所述第一目标空间变换矩阵和所述第二空间变换矩阵进行计算，得到所述机械臂末端到所述相机之间的第三空间变换矩阵。

本公开实施例还提供了一种标定装置，所述装置包括：

相机安装在机器人的机械臂末端，标定板相对所述机器人的机械臂基座固定，所述标定板上具有多个标记点，所述装置，包括：

第一获取模块，用于获取标定板坐标系下的所有标记点对应的第一三维坐标点集合；

拍摄模块，用于控制所述相机在任一位姿下对所述标定板进行拍摄，得到多帧图像；

第一处理模块，用于对每帧所述图像进行处理，得到每帧所述图像对应的第二三维坐标点集合；

第一计算模块，用于基于预设的计算算法对所述第一三维坐标点集合和所述第二三维坐标点集合进行计算，得到每帧所述图像对应的相机坐标系和所述标定板坐标系之间的第一空间变换矩阵；

第二处理模块，用于基于多个所述第一空间变换矩阵进行处理，得到第一目标空间变换矩阵；