[发明专利]手术导航定位方法及系统、手术机器人系统

权利要求书

1.一种手术导航定位方法，至少用于获取靶标的位姿，所述靶标设置于一目标对象上，所述目标对象能够绕一旋转中心旋转以带动所述靶标绕所述旋转中心旋转，其特征在于，所述手术导航定位方法包括如下步骤：

获取所述旋转中心的位置信息；

获取设置在所述靶标上的惯性传感器的坐标系与所述靶标的坐标系之间的第一转换矩阵；

判断光学定位装置在当前时刻是否采集所述靶标的第二位姿信息，若是，则以所述靶标在当前时刻的所述第二位姿信息作为所述靶标的当前位姿；若否，则获取所述惯性传感器在当前时刻采集的所述惯性传感器的第一位姿信息，并根据所述旋转中心的位置信息、当前时刻的所述第一位姿信息及所述第一转换矩阵获取所述靶标的当前位姿。

2.根据权利要求1所述的手术导航定位方法，其特征在于，根据所述惯性传感器采集的所述第一位姿信息以及所述光学定位装置采集的所述靶标的第二位姿信息获取所述第一转换矩阵，以及，根据所述第二位姿信息获取所述旋转中心的所述位置信息。

3.根据权利要求2所述的手术导航定位方法，其特征在于，获取所述第一转换矩阵的步骤包括：

在所述靶标绕所述旋转中心旋转时，获取n个时刻下对应的n个所述第一位姿信息以及n个所述第二位姿信息；

根据n个所述第一位姿信息及n个所述第二位姿信息获取所述第一转换矩阵。

4.根据权利要求3所述的手术导航定位方法，其特征在于，所述第二转换矩阵保持恒定；

所述手术导航定位方法包括：

实时获取所述第一位姿信息及所述第二位姿信息；

实时地对所述第一转换矩阵进行更新；

根据实时的所述第一位姿信息及更新的所述第一转换矩阵获取所述靶标的当前位姿。

5.根据权利要求4所述的手术导航定位方法，其特征在于，实时地对所述第一转换矩阵进行更新的方法为：

根据当前时刻的所述第一位姿信息和当前时刻的所述第二位姿信息对所述第一转换矩阵进行更新；或者，

根据当前时刻的所述第一位姿信息和前一时刻的所述第二位姿信息对所述第一转换矩阵进行更新。

6.根据权利要求3所述的手术导航定位方法，其特征在于，根据所述第二位姿信息获取所述旋转中心的位置信息的步骤包括：

在所述靶标绕所述旋转中心旋转时，获取所述光学定位装置在不同时刻采集的多个所述第二位姿信息；

根据多个所述第二位姿信息获取所述旋转中心的所述位置信息。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的手术导航定位方法，其特征在于，当所述光学定位装置在当前时刻不能获取所述靶标的第二位姿信息时，所述手术导航定位方法还包括：

根据所述惯性传感器采集的所述第一位置信息判断所述靶标是否发生运动，若是，则计算所述靶标的当前位姿，若否，则以所述靶标在上一时刻的位姿作为所述靶标的当前位姿。

8.根据权利要求1-6中任一项所述的手术导航定位方法，其特征在于，所述手术导航定位方法还包括：

获取机械臂的当前位姿；

根据所述靶标的当前位姿以及所述靶标与机械臂的预设的相对位姿关系，获取所述机械臂的目标位姿；

判断所述机械臂的当前位姿与所述目标位姿的偏差是否在误差范围内，若否，则对所述机械臂进行路径规划，使得所述机械臂沿规划的路径运动时，能够抵达所述目标位姿。

9.一种手术导航定位方法，至少用于对靶标进行定位，所述靶标设置于一目标对象上，所述目标对象能够绕一旋转中心旋转以带动所述靶标绕所述旋转中心旋转，其特征在于，所述手术导航定位方法包括如下步骤：

获取所述旋转中心的位置信息；

获取设置在所述靶标上的惯性传感器的坐标系与所述靶标的坐标系之间的第一转换矩阵；

获取所述惯性传感器采集的所述惯性传感器在当前时刻的第一位姿信息；以及，

根据所述旋转中心的所述位置信息、当前时刻的所述第一位姿信息及所述第一转换矩阵获取所述靶标的当前位姿。