[发明专利]一种实现自动化机械操作臂路径规划的方法

权利要求书

1.一种自动化机械操作臂，包括机器操作臂和安装于所述机器操作臂上的手术刀(1)，所述机器操作臂包括夹持所述手术刀(1)的夹持装置(2)和驱动所述夹持装置(2)摆动的驱动臂；所述驱动臂上设置有第一线性马达(3)和第二线性马达(4)，所述夹持装置(2)装有第三线性马达(5)，其特征在于，还包括显微镜摄像系统，所述机械操作臂的通过以下步骤运行：

步骤一：使用显微镜摄像系统以a毫米垂直位移拍摄两幅眼部图像；

步骤二：对每幅图像进行预处理，转换为具有灰度值的图像，并对第一幅图像进行角点检测，得到若干候选角点，并且得到所述角点的坐标；

步骤三：若干所述角点以各自为中心，R_j为半径，求出相对于角点的黑点和白点，并且黑点位于角点白色像素区域和白点位于角点的黑色区域，且黑点的像素灰度0.5且白点的像素灰度0.5，则该角点为手术刀点P′_i，黑点和白点位置的计算公式如下：

其中，X_blacki和Y_blacki分别为黑点的坐标值，X_whitei和Y_whitei分别白点的坐标值，X_j和Y_j是以角点为中心，R_j为半径的范围内所有像素点的各自坐标，I为该点的灰度值，range为选取的半径最大值；X_i、Y_i分别为手术刀点P′_i的坐标值；

步骤四：对第一幅图像的P′_i向第二幅图像进行匹配，得到匹配点P″_i、P′_i和P″_i之间的像素距离；

步骤五：手术刀点的深度计算公式如下：

其中，r为手术刀点P′_i与显微镜放大中心之间的距离，Δr为P′_i和P″_i之间的像素距离，称为视差；

步骤六：获取目标点后所述机器操作臂沿着设定的路径运动。

2.根据权利要求1所述的一种自动化机械操作臂，其特征在于，在所述步骤四中，匹配的方法为在P′_i建立一个以P′_i为中心的基础点方块区域，定义P′_i以外的点为邻近点，定义每个邻近点相对于P′_i的深度一致；在对方块区域所有的基础点进行匹配，计算分别在第二幅图像对应的匹配点，匹配点和对应的视差通过选择使得代价函数数值最小的视差来计算得出，其中，代价函数公式为：

C(P′_ij，Δr)＝min{d(P′_ij，P′_ij-Δr，I_Z，I_z-a)，d(P′_ij-Δr，P′_ij，I_Z-a，I_z}

d(P′_ij，P′_ij-Δr，I_z，I_z-a)＝minP′_ij-Δr-0.5

≤P′_ij-Δr+0.5{|I_z(P′_ij)-I_z-a(P″_ij)|}

其中，P′_ij为对应基础点的像素位置，P″_ij为对应匹配点的像素位置，I_z为第一幅图像中每个像素的灰度值，I_z-a为第二幅图像中每个图像的灰度值，I_z(P′_ij)为P′_ij的灰度值，I_z-a(P″_ij)为P″_ij的灰度值。