脑外科机器人视觉伺服研究.pdf

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2007年 3月北京航空航天大学学报 March 2007

第 33卷第 3期 Journal of Beijing University of Aeronautics and A stronautics Vol. 33 No 3
脑外科机器人视觉伺服研究
刘军传张玉茹李振
(北京航空航天大学机械工程及自动化学院, 北京 100083)
摘要: 定位精度是脑外科机器人系统一个最重要的指标. 提出了利用视觉伺服提
高脑外科机器人系统定位精度的方法. 根据机器人辅助脑外科手术的特点,选择基于位置的末
端点闭环的视觉伺服方式,提出了一种利用机器人运动信息对机器人的特征点进行视觉跟踪
定位的稳定可靠的方法. 针对病人体内病灶点在摄像机图像中不可见的问题,推导了脑外科机
器人系统的2 视2 觉伺服控制律. 采用视觉伺服的方法后,系统定位精度有了很大提高,系统定位
误差主要由靶点映射误差引起,受机器人绝对定位误差的影响不大. 手术过程模拟和定位精度
测试验证了该方法的有效性.
关键词: 脑外科; 机器人; 精度; 视觉伺服
中图分类号: TP 242. 3
文献标识码: A 文章编号: 1001 5965 (2007) 03 0370 05
V isua l se rvo ing co ntro l in ro bo t a ssisted ste reo tac tic neuro surge ry
L iu Junchuan Zhang Yuru L i Zhen
( School ofMechanical Engineering and Automation, Beijing University of Aeronautics and A stronautics, Beijing 100083, China)
Abstrac t: Positioning accuracy is one of the most important specifications in robot assisted stereotactic
neurosurgery. A visual servoing control method in robot assisted stereotactic neurosurgery was p resented to im
p rove the overall positioning accuracy of the robot system. The position based endpoint closed loop visual ser
voing architecture was selected according to the characteristic of robot assisted stereotactic neurosurgery. A
visual tracking method utilizing the robot motion information was developed to locate the robot end effe