华中科技大学陶波获国家专利权
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龙图腾网获悉华中科技大学申请的专利超声引导双臂穿刺机器人的坐标自标定方法、系统及介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116392254B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-02发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310452503.1,技术领域涉及:A61B34/30;该发明授权超声引导双臂穿刺机器人的坐标自标定方法、系统及介质是由陶波;郑果;赵兴炜;陈特儒;丁汉;谭锡源设计研发完成,并于2023-04-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本超声引导双臂穿刺机器人的坐标自标定方法、系统及介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种超声引导双臂穿刺机器人的坐标自标定方法、系统及介质,属于手术机器人领域,包括:S1、采集所述机器人的多组位姿信息及对应的超声图像;S2、构建所述机器人的位姿闭环齐次矩阵变换模型:AXP=YBQ;其中,X为第一机械臂末端坐标系{E1}到超声图像坐标系{I1}的齐次变换矩阵,Y是第一机械臂基坐标系{O1}到第二机械臂基坐标系{O2}的齐次变换矩阵,Q为第二机械臂末端坐标系{E2}中针尖点的齐次坐标;P为每组位姿信息对应的超声图像中手术穿刺针针尖点的齐次坐标;S3、采用分块方式对所述模型进行分解并线性化,求得齐次变换矩阵X,Y和Q的封闭解,进一步通过迭代算法优化精度完成最终标定。本发明能够以较少的标定用时,获取较高精度的标定结果。
本发明授权超声引导双臂穿刺机器人的坐标自标定方法、系统及介质在权利要求书中公布了:1.一种超声引导双臂穿刺机器人的坐标自标定方法,所述机器人包括第一机械臂、第二机械臂、超声探头和手术穿刺针,通过所述超声探头的末端产生超声图像,其特征在于,所述方法包括: S1、采集所述机器人的多组位姿信息及对应的超声图像;其中,每组位姿信息包括:第一机械臂基坐标系到其末端坐标系的齐次变换矩阵,第二机械臂基坐标系到其末端坐标系的齐次变换矩阵; S2、构建所述机器人的位姿闭环齐次矩阵变换模型:;其中,为第一机械臂末端坐标系到超声图像坐标系的齐次变换矩阵,是第一机械臂基坐标系到第二机械臂基坐标系的齐次变换矩阵,为第二机械臂末端坐标系中手术穿刺针针尖点的齐次坐标;为每组位姿信息对应的超声图像坐标系中手术穿刺针针尖点的齐次坐标; S3、采用分块方式对所述模型进行分解并线性化,求得齐次变换矩阵,和的封闭解,完成标定; S3中包括: S31、采用分块方式对所述模型按照旋转矩阵和平移向量进行分解,得到分解后的方程; S32、对所述分解后的方程进行线性化得到对应的线性矩阵方程; S33、将每一组位姿信息及对应的超声图像数据分别代入所述线性矩阵方程中,得到复合线性矩阵方程组; S34、采用最小二乘法求解所述复合线性矩阵方程组,得到齐次变换矩阵,和的封闭解; 还包括: 将所述封闭解作为初值,构建目标函数,所述目标函数为最小化穿刺手术针针尖点在第二机械臂基坐标系中的坐标点与通过超声图像计算得到的穿刺手术针针尖点在第二机械臂基坐标系中的坐标点之间的误差; 采用迭代方法求解所述目标函数,得到所述封闭解对应的迭代解。
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