[发明专利]用于在坐标系之间配准和导航的系统和方法

权利要求书

1.一种用于配准由机器人系统限定的机器人坐标系和由跟踪系统定位器限定的导航坐标系的方法，包括：

将机器人系统的固定部分可拆卸地固定在第一位置；

相对于所述机器人系统的固定部分确定机器人坐标系；

相对于所述机器人系统的固定部分创建具有带有跟踪系统的导航坐标系的导航空间；

相对于所机器人系统的固定部分连接可使用所述跟踪系统跟踪的参考标记；

使用所述机器人系统的可移动部分在所述导航坐标系内移动可跟踪标记；

使用所述跟踪系统跟踪导航系统中的所述参考标记和所述可跟踪标记；以及

至少基于所述所跟踪的参考标记和所述可跟踪标记来确定所述机器人坐标系与所述导航坐标系之间的配准。

2.根据权利要求1所述的方法还包括：

将所述机器人坐标系配准到对象；

其中至少由于所述机器人系统的移动，所述机器人系统的可移动部分在所述机器人坐标系中被跟踪。

3.根据权利要求2所述的方法，其中将所述机器人坐标系配准到所述对象包括：

相对于所述第一位置定位所述对象；以及

获取相对于所述机器人系统的第一部分和所述对象所固定的机器人基准点的图像。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的方法还包括：

将所述机器人坐标系配准到图像空间；

经由所述机器人坐标系与所述导航坐标系之间的所述所确定的配准将所述导航空间配准到所述图像空间；

使用所述跟踪系统跟踪所述导航空间内的器械；以及

基于所述配准和所述跟踪所述器械显示相对于图像的图形表示。

5.根据权利要求4所述的方法还包括：

移动所述机器人系统的至少第一部分；

基于所述机器人坐标系和所述导航坐标系之间所述所确定的配准确定所述第一部分在所述导航空间中的位置；以及

显示相对于所述图像的使用所述第一部分定位的至少一个构件的图形表示。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一部分发生在第一时间，并且显示使用所述第一部分定位的至少所述构件的所述图形表示发生在所述第一时间之后的第二时间。

7.根据权利要求6所述的方法还包括：

在所述第一时间之后并在所述第二时间之前，从所述导航空间附近移除所述机器人系统。

8.根据权利要求7所述的方法还包括：

将所述构件定位在使用第一部分引导的所述对象内；

基于所述机器人坐标系确定所述构件在所述对象内的位置；和

其中显示至少所述构件的所述图形表示是基于使用所述第一部分定位所述构件。

9.一种用于配准由机器人系统限定的机器人坐标系和由跟踪系统定位器限定的导航坐标系的方法，包括：

确定所述机器人系统的第一部分与和所述机器人系统的第一部分分开的对象之间的机器人坐标系；

使用跟踪系统确定具有导航坐标系的导航空间；

相对于所述机器人系统的第一部分在所述机器人坐标系中相对的第一已知位置处连接可使用所述跟踪系统跟踪的参考标记；

确定所述参考标记在所述导航空间内的第一参考位置；

将所述参考标记在所述机器人坐标系中的第一固定位置与所述参考标记在所述导航空间内的所述所确定的第一参考位置相关联；

基于所述相关性确定所述机器人坐标系与所述导航空间之间的平移图；以及

至少基于所述所确定的平移图确定所述机器人坐标系与所述导航坐标系之间的配准。

10.根据权利要求9所述的方法还包括：

将机器人系统的第一部分可拆卸地固定在第一位置。