[发明专利]基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将机器人末端移入合适的双目相机视野内，其中，机器人末端的穿刺针上装配有反光标记点套件；

S2：求解标记点坐标系与相机坐标系的坐标变换；

S3：采用步骤S2所述方法，求解标记点坐标系与机器人末端的坐标变换；

S4：求解机器人末端位姿；

S5：机器人基坐标系与相机坐标系坐标转换；

所述步骤S2包括以下步骤：

S21：双目相机采集图像并计算反光标记点的图像坐标；

S22：标记点立体匹配；

S23：标记点三维重建得出相机坐标系下的标记点三维坐标；

S24：计算坐标转换；

步骤S3中，令机器人末端不动，让机器人绕其末端在空间缓慢地做旋转运动，采用步骤S2所述方法记录过程中得到的各标记点在相机坐标系下的位姿，求解标记点坐标系与机器人末端的坐标变换；并且，通常情况下，标记点与机器人末端绑定在一起，只需进行一次标定，后续标定过程中可以略过步骤S3；

步骤S4中，使用机器人的D-H参数表对机器人进行正运动学建模，将当前机器人的关节角度值带入正运动学建模得出的算式计算机器人末端相对于基坐标系的位姿。

2.根据权利要求1所述的基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法，其特征在于，步骤S21中，反光标记点套件图像被双目相机采集，识别各反光标记点的圆心，获取各圆心在两个相机视场中的位置坐标。

3.根据权利要求1所述的基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法，其特征在于，步骤S22中，使用立体匹配算法将同一标记点分别在左、右相机视场中对应的图像一一匹配。

4.根据权利要求1所述的基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法，其特征在于，步骤S23中，使用匹配完成的左、右图像中的标记点圆心坐标，综合双目相机的内、外参，重建得到各标记点在相机坐标系下的三维坐标。

5.根据权利要求1所述的基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法，其特征在于，步骤S24中，将得到的无序的标记点三维坐标有序化，并由此计算标记坐标系与相机坐标系的坐标转换关系。

6.根据权利要求1所述的基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法，其特征在于，

步骤S5中，综合相机坐标系与标记点坐标系的坐标变换、标记点坐标系与机器人末端的坐标变换、机器人末端位姿，间接得到机器人基坐标系与相机坐标系的坐标转换，从而完成手眼标定。