[发明专利]机器人与影像设备的空间注册方法、装置及电子设备

权利要求书

1.一种机器人与影像设备的空间注册方法，其特征在于，所述方法包括：

将机器人的标记物组移动至影像设备透视范围内，基于所述标记物组建立中间坐标系；所述影像设备包括CT、MRI、PET或PET-CT；

获取影像设备对标记物组进行扫描得到的透视图像，对所述透视图像进行处理生成透视图像坐标系，确定透视图像坐标系和中间坐标系的相对位姿关系；

接收预先设置的机器人坐标系，确定所述机器人坐标系和所述中间坐标系的相对位姿关系；

确定机器人坐标系和透视图像坐标系的相对位姿关系；

获取影像设备的透视扫描区域，基于所述透视扫描区域的圆心建立影像设备坐标系，并确定透视图像坐标系和影像设备坐标系的相对位姿关系；

确定机器人坐标系和影像设备坐标系的相对位姿关系，实现机器人与影像设备的空间注册；

所述基于所述标记物组建立中间坐标系包括：

所述标记物组包括至少三个标记物；

基于任意两个标记物之间形成两条相交垂线，以所述两条相交垂线的垂点为原点建立中间坐标系；

所述确定透视图像坐标系和中间坐标系的相对位姿关系包括：

对标记物组的透视图像进行处理，获取标记物组中各标记物的形心在透视图像坐标系中的坐标；

根据各标记物的形心在透视图像坐标系中的坐标，采用最小二乘法确定中间坐标系原点在透视图像坐标系中的坐标；

根据各标记物的形心和中间坐标系原点在透视图像坐标系中的坐标，确定透视图像坐标系和中间坐标系之间的坐标转换矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述机器人坐标系和所述中间坐标系的相对位姿关系，包括：

根据机器人正运动学，确定标记物组中各标记物的形心在机器人坐标系中的坐标；

根据各标记物的形心在机器人坐标系中的坐标，采用最小二乘法确定中间坐标系原点在机器人坐标系中的坐标；

根据各标记物的形心和中间坐标系原点在机器人坐标系中的坐标，确定机器人坐标系和中间坐标系之间的坐标转换矩阵。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定机器人坐标系和透视图像坐标系的相对位姿关系包括：

根据透视图像坐标系和中间坐标系之间的坐标转换矩阵、机器人坐标系和中间坐标系之间的坐标转换矩阵，通过中间坐标系进行关联，确定机器人坐标系和透视图像坐标系之间的坐标转换矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述透视扫描区域的圆心建立影像设备坐标系，并确定透视图像坐标系和影像设备坐标系的相对位姿关系，包括：

以透视扫描区域的圆心为原点，建立各坐标轴方向与透视图像坐标系各坐标轴方向相同的影像设备坐标系；

对透视图像进行处理，获取透视扫描区域的圆心在透视图像坐标系中的坐标；

根据透视扫描区域的圆心在透视图像坐标系中的坐标，确定透视图像坐标系和影像设备坐标系之间的坐标转换矩阵。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定机器人坐标系和影像设备坐标系的相对位姿关系，实现机器人与影像设备的空间注册，包括：

根据机器人坐标系和透视图像坐标系之间的坐标转换矩阵、透视图像坐标系和影像设备坐标系之间的坐标转换矩阵，通过透视图像坐标系进行关联，确定机器人坐标系和影像设备坐标系之间的坐标转换矩阵。