[发明专利]一种配准板自动对齐方法和装置

说明书

本申请实施例提供了一种配准板自动对齐方法和装置，涉及智能医疗技术领域，本申请实施例包括：确定机械臂的法兰坐标系与图像坐标系之间的第一变换矩阵，其中配准板安装于机械臂的法兰端。并获取法兰坐标系与机械臂的基座坐标系之间的第二变换矩阵，以及获取第三变换矩阵，其中第三变换矩阵表示若将配准板的姿态调整为目标姿态，图像坐标系中调整后的法兰坐标系与调整前的法兰坐标系之间的变换关系。之后将第二变换矩阵、第一变换矩阵的逆矩阵、第三变换矩阵和第一变换矩阵相乘，得到法兰坐标系与基座坐标系之间的第四变换矩阵。再将机械臂法兰端的姿态调整为第四变换矩阵表示的姿态。从而实现了更准确地调整配准板的摆放姿态。

技术领域

本申请涉及智能医疗技术领域，特别是涉及一种配准板自动对齐方法和装置。

背景技术

近年来，随着手术导航机器人的飞速发展，产生了多种不同的功能以及不同原理的手术导航机器人。一部分手术导航机器人的机械臂末端安装有配准板，在手术过程中，通过移动机械臂从而将配准板移动到病灶和成像设备之间，使得配准版位于成像设备的成像范围内，然后通过成像设备拍摄病灶，利用拍摄得到的图像中的配准板位置定位病灶位置。

目前，一般是通过人工手动拖拽机械臂，使得配准板位于病灶附近，但是手动拖拽难以精准地控制配准板的摆放姿态。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种配准板自动对齐方法和装置，以更准确地调整配准板的摆放姿态。具体技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种配准板自动对齐方法，所述方法包括：

确定机械臂的法兰坐标系与成像设备拍摄得到的图像的图像坐标系之间的第一变换矩阵，配准板安装于所述机械臂的法兰端；

获取所述法兰坐标系与所述机械臂的基座坐标系之间的第二变换矩阵；

获取第三变换矩阵，所述第三变换矩阵表示若将所述配准板的姿态调整为目标姿态，所述图像坐标系中调整后的法兰坐标系与调整前的法兰坐标系之间的变换关系；

将所述第二变换矩阵、所述第一变换矩阵的逆矩阵、所述第三变换矩阵和所述第一变换矩阵相乘，得到所述法兰坐标系与所述基座坐标系之间的第四变换矩阵；

将所述机械臂法兰端的姿态调整为所述第四变换矩阵表示的姿态。

可选的，所述获取第三变换矩阵，包括：

接收用户输入的位置偏移量，所述位置偏移量表示若将所述配准板的姿态调整为所述目标姿态，在所述图像坐标系中调整后的法兰坐标系与调整前的法兰坐标系之间的平移关系；

确定旋转矩阵，所述旋转矩阵表示若将所述配准板的姿态调整为所述目标姿态，在所述图像坐标系中调整后的法兰坐标系与调整前的法兰坐标系之间的旋转关系；

根据所述位置偏移量和所述旋转矩阵，构建所述第三变换矩阵。

可选的，所述确定旋转矩阵，包括：

接收用户输入的旋转角度、旋转向量或四元数；

将所述旋转角度、所述旋转向量或所述四元数转换为所述旋转矩阵。

可选的，所述第三变换矩阵为：

其中，-表示所述旋转矩阵，x、y和z表示所述位置偏移量。

可选的，所述确定机械臂的法兰坐标系与成像设备拍摄得到的图像的图像坐标系之间的第一变换矩阵，包括：

获取所述配准板中的预设标定点在所述法兰坐标系下的第一坐标；

获取所述预设标定点在所述图像坐标系下的第二坐标；