本文選題：手術(shù)機(jī)器人 + 手眼標(biāo)定��； 參考：《生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志》2017年02期

【摘要】：本文針對機(jī)械臂末端安裝激光測距儀的手術(shù)機(jī)器人的手眼標(biāo)定,設(shè)計(jì)了基于平面模板標(biāo)定的方法,給出了平面模板的數(shù)學(xué)模型并推導(dǎo)了求解方法。針對實(shí)際系統(tǒng)中存在的測量誤差,提出了一種新的關(guān)于單平面數(shù)據(jù)優(yōu)選的算法,可有效地剔除測量誤差大的數(shù)據(jù),提高標(biāo)定精度;在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出使用立體正交平面改進(jìn)標(biāo)定精度的方法,應(yīng)用非線性優(yōu)化方法提高手眼標(biāo)定精度。為驗(yàn)證精度,使用激光測距儀從不同角度、位置對空間中的某些固定點(diǎn)和一個(gè)長方體的表面進(jìn)行測量。結(jié)果表明,單平面方法標(biāo)定的精度為(1.37±0.24)mm,使用立體正交平面得到的標(biāo)定精度為(0.37±0.05)mm;測量三維空間點(diǎn)的平均FRE為0.24 mm,平均TRE為0.26 mm;角度的測量偏差最大為0.4°。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文方法的有效性,同時(shí)結(jié)果表明本方法的標(biāo)定精度較高,能夠滿足手術(shù)機(jī)器人準(zhǔn)確定位的需求。
[Abstract]:Aiming at the hand-eye calibration of the robot with laser rangefinder at the end of the manipulator, this paper designs the calibration method based on the plane template, gives the mathematical model of the plane template and deduces the solution method. In view of the measurement error existing in the actual system, a new algorithm for optimal selection of single plane data is proposed, which can effectively eliminate the data with large measurement error and improve the calibration accuracy. Furthermore, the method of improving calibration accuracy by using stereoscopic orthogonal plane and nonlinear optimization method is proposed to improve the calibration accuracy of hand and eye. To verify the accuracy, the laser rangefinder is used to measure some fixed points in space and the surface of a cuboid from different angles and positions. The results show that the calibration accuracy of single plane method is 1.37 鹵0.24 mm, the calibration accuracy of three-dimensional orthogonal plane is 0.37 鹵0.05 mm, the average FRE and TRE of three-dimensional space point are 0.24 mm and 0.26 mm, and the maximum angle deviation is 0.4 擄. The effectiveness of the proposed method is verified by experiments, and the results show that the calibration accuracy of this method is high, and it can meet the need of accurate localization of surgical robot.
【作者單位】： 清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系;華科精準(zhǔn)(北京)醫(yī)療科技有限公司;
【基金】：國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFC010580) 北京市科技計(jì)劃(Z151100003915079) 清華大學(xué)自主科研項(xiàng)目
【分類號(hào)】：TH77;TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1899007