[发明专利]导管机器人及其配准方法、可读存储介质

权利要求书

1.一种导管机器人，其特征在于，所述导管机器人包括机械臂，与所述机械臂的动力部进行接合的导管器械，与所述机械臂通讯连接的处理器，所述导管器械包括被设置成与所述动力部接合的器械盒以及与所述器械盒连接的导管，所述导管和/或所述导管搭载的器械上设置有用于测量所述导管和/或所述器械的位置的传感器，所述处理器被配置成执行以下步骤：

利用所述传感器获取所述导管和/或所述器械的实际路径点；

根据第一变换矩阵获取所述导管和/或所述器械在解剖模型中与所述实际路径点对应的模拟路径点，所述解剖模型包括管道中心线；

在所述管道中心线分成的多个管道中心线分段中确定与所述模拟路径点对应的目标管道中心线分段；

计算所述目标管道中心线分段的形心；

若所述形心与所述目标管道中心线分段包括的多个骨架点均不相同，则确定所述形心与所述模拟路径点之间的连线，从所述多个骨架点中选择与所述连线之间的距离最短的一个作为所述实际路径点的匹配点。

2.根据权利要求1所述的导管机器人，其特征在于，所述处理器被配置成在所述计算所述目标管道中心线分段的形心之后执行以下步骤：

若所述形心是所述多个骨架点中的一个，则获取所述模拟路径点到投影线的第一垂足，并获取各所述骨架点到所述投影线的第二垂足，所述投影线为通过所述目标管道中心线分段两个端点的直线；选择与所述第一垂足之间的距离最短的第二垂足对应的骨架点作为所述实际路径点的匹配点。

3.根据权利要求2所述的导管机器人，其特征在于，所述处理器被配置成执行以下步骤：

利用所述实际路径点及其匹配点组成的第一点对更新点对集合；

若所述点对集合满足第一条件，则使用所述点对集合更新所述第一变换矩阵，其中所述第一条件包括所述点对集合中的点对数量大于预设值。

4.根据权利要求3所述的导管机器人，其特征在于，所述处理器被配置成在所述利用所述实际路径点及其匹配点组成的匹配点对更新点对集合中执行以下步骤：

判断所述点对集合中是否存在包括所述匹配点的第二点对；

若不存在，则将所述第一点对加入所述点对集合，若存在，则根据所述实际路径点与所述匹配点计算第一距离，根据所述第二点对中的路径点与所述匹配点计算第二距离，若所述第一距离小于所述第二距离，则将所述第二点对替换为所述第一点对。

5.根据权利要求3所述的导管机器人，其特征在于，所述处理器被配置成在所述使用所述点对集合更新所述第一变换矩阵中执行以下步骤：

将所述点对集合中的点对代入目标函数计算最新的第二变换矩阵；

根据所述最新的第二变换矩阵更新所述第一变换矩阵。

6.根据权利要求5所述的导管机器人，其特征在于，所述第一变换矩阵为所述最新的第二变换矩阵与至少部分历史第二变换矩阵的加权平均值，其中所述最新的第二变换矩阵的权重大于所述历史第二变换矩阵的权重。

7.根据权利要求1所述的导管机器人，其特征在于，所述处理器被配置成在所述在所述管道中心线分成的多个管道中心线分段中确定与所述模拟路径点对应的目标管道中心线分段之前执行以下步骤：

从所述管道中心线包括的多个骨架点中提取特征骨架点，其中所述骨架点的位置由编码表示，所述骨架点的编码s＝x₁+x₂R₁+x₃R₁R₂，其中x₁、x₂、x₃分别为所述骨架点在编码顺序第一、第二、第三的维度上的坐标，R₁、R₂分别为所述解剖模型在编码顺序第一、第二的维度上的尺寸；

根据所述特征骨架点将所述管道中心线划分为所述多个管道中心线分段。