用于光学手术导航系统视场标定的标定板及标定方法

    公开(公告)号:CN113288424A

    公开(公告)日:2021-08-24

    申请号:CN202110399306.9

    申请日:2021-04-14

    申请人: 上海大学

    IPC分类号: A61B34/20

    摘要: 一种用于光学手术导航系统视场标定的标定板及标定方法。本发明的标定板上表面设置有基本的棋盘格,所述棋盘格由两种不同颜色的正四边形单元格相间排布组成,其中在一种所述特定颜色的正四边形单元格内设置有特征圆,所述特征圆的大小相同且与所在单元格颜色差异明显。通过本发明能精确地获取光学手术导航系统视场之间的变换关系,简便而可靠地完成针对光学手术导航系统视场一致性地联合标定。

    基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法

    公开(公告)号:CN113208731A

    公开(公告)日:2021-08-06

    申请号:CN202110439860.5

    申请日:2021-04-23

    申请人: 上海大学

    IPC分类号: A61B34/30 A61B34/20 A61B17/34

    摘要: 本发明公开一种基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法,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,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;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。本发明不需要额外的硬件装置或设备辅助,操作简单、使用方便,大大提高了手术机器人手眼标定的自动化程度。

    基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法

    公开(公告)号:CN113208731B

    公开(公告)日:2023-02-10

    申请号:CN202110439860.5

    申请日:2021-04-23

    申请人: 上海大学

    IPC分类号: A61B34/30 A61B34/20 A61B17/34

    摘要: 本发明公开一种基于双目视觉系统的手术穿刺机器人手眼标定方法,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,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;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。本发明不需要额外的硬件装置或设备辅助,操作简单、使用方便,大大提高了手术机器人手眼标定的自动化程度。

    用于光学手术导航系统的无标记手术注册方法

    公开(公告)号:CN113274130A

    公开(公告)日:2021-08-20

    申请号:CN202110529008.7

    申请日:2021-05-14

    申请人: 上海大学

    IPC分类号: A61B34/20

    摘要: 本发明公开了一种用于光学手术导航系统的无标记手术注册方法。包括步骤:S1:导入病灶部位CT序列,处理CT图像并提取上表面皮肤轮廓;S2:将二维皮肤轮廓重建为三维点集,对点集的CT坐标系进行初步坐标变换;S3:将结构光相机标定至手术空间坐标系;S4:使用结构光相机采集手术空间点云,并完成点云的分割与变换;S5:手术空间去除离群点去除,采用分辨率一致性降采样得到简化的图像与手术空间点云;S6:将CT图像空间点云配准到手术空间,完成手术注册。本发明公开的手术注册过程无需人为干预,能够在降低手术注册操作复杂度与操作时间的同时保证足够的手术导航精度。

    基于光学三角测量法的立式加工中心在机测量系统及方法

    公开(公告)号:CN108527007B

    公开(公告)日:2020-05-19

    申请号:CN201810267704.3

    申请日:2018-03-29

    申请人: 上海大学

    IPC分类号: B23Q17/20

    摘要: 本发明涉及一种基于光学三角测量法的立式加工中心在机测量系统及方法。该在机测量系统和方法充分利用立式加工中心运动轴高精度运动特性,通过机床数控系统控制运动轴匀速运动,同时触发工业相机和激光器进行工件点云数据采集,利用上位机处理工件坐标系中的三维点云数据,实现对被测工件几何特征检测。借助立式加工中心主轴箱来安装在机测量系统的滑轨和测量装置,可实现测量装置加工工位和测量工位的转换。同时根据测量范围大小配有不同规格标定块,通过固定的标定块底板实现标定块的模块化安装。该系统充分与立式加工中心集成,安装简单,方法容易,可实现一次装夹完成待加工工件的检测与加工,保证了较高的检测精度和加工补偿精度。

    基于光学三角测量法的立式加工中心在机测量系统及方法

    公开(公告)号:CN108527007A

    公开(公告)日:2018-09-14

    申请号:CN201810267704.3

    申请日:2018-03-29

    申请人: 上海大学

    IPC分类号: B23Q17/20

    摘要: 本发明涉及一种基于光学三角测量法的立式加工中心在机测量系统及方法。该在机测量系统和方法充分利用立式加工中心运动轴高精度运动特性,通过机床数控系统控制运动轴匀速运动,同时触发工业相机和激光器进行工件点云数据采集,利用上位机处理工件坐标系中的三维点云数据,实现对被测工件几何特征检测。借助立式加工中心主轴箱来安装在机测量系统的滑轨和测量装置,可实现测量装置加工工位和测量工位的转换。同时根据测量范围大小配有不同规格标定块,通过固定的标定块底板实现标定块的模块化安装。该系统充分与立式加工中心集成,安装简单,方法容易,可实现一次装夹完成待加工工件的检测与加工,保证了较高的检测精度和加工补偿精度。