[发明专利]一种应用于手术机器人前规划的空间配准方法

权利要求书

1.一种应用于手术机器人前规划的空间配准方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤a、计算病人坐标系{P}与光学测量坐标系{O}之间的转换关系T_OP；

步骤b、计算三维图像坐标系{V}与病人坐标系{P}之间的转换关系T_PV；

步骤c、计算光学测量坐标系{O}与机器人坐标系{R}之间的转换关系T_RO；

步骤d、计算三维重建图像坐标系{V}与机器人坐标系{R}之间的转换矩阵可表示为：T_RV＝T_ROT_OPT_PV；

步骤e、计算目标靶点位姿在所述机器人坐标系{R}中的位姿矩阵R_target，根据坐标转换原理，R_target＝T_RVV_target；其中，V_target表示为目标靶点位姿在所述三维重建图像坐标系{V}中的位姿。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述T_OP包括以下步骤：将安装在头部的定位支架作为所述病人坐标系{P}，利用光学导航仪可以直接获取所述定位支架在所述光学测量坐标系{O}下的位姿，由导航软件以四元数给出。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述T_PV包括以下步骤：

步骤b1、将病人头部摆放一个合适的位置，用头架固定，用光学导航仪探针点取病人头骨标记点，获得标记点在光学导航仪下的坐标，利用病人坐标系{P}与光学测量坐标系{O}之间的转换关系T_OP将所述坐标转换为病人坐标系{P}下的坐标；

步骤b2、利用术前标记点的获取方法获取标记点在三维重建图像坐标系{V}下的坐标，根据光学导航系统控制算法得到所述三维重建图像坐标系{V}与病人坐标系{P}之间的转换关系T_PV。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述T_RO包括以下步骤：在机器人本体上安装导航定位支架，获取所述定位支架在光学测量坐标系{O}下的位姿，得到光学测量坐标系{O}与机器人坐标系{R}之间的转换关系T_RO。