喉部手術(shù)機(jī)器人內(nèi)部視覺系統(tǒng)研究.pdf

1、本文以實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的喉部手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)為研究平臺(tái)，根據(jù)喉部手術(shù)的要求以及機(jī)器人自身的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，構(gòu)建了機(jī)器人內(nèi)部視覺導(dǎo)引系統(tǒng)，研究開發(fā)其關(guān)鍵技術(shù)，主要包括內(nèi)部視覺系統(tǒng)方案的確定、攝像機(jī)的標(biāo)定、立體匹配、三維重建、以及軟件開發(fā)和系統(tǒng)集成等。 本文主要工作和成果如下： 根據(jù)喉部手術(shù)的特點(diǎn)以及手術(shù)前對(duì)機(jī)器人位置和姿態(tài)的要求，確定了機(jī)器人內(nèi)部視覺系統(tǒng)的模式和軟硬件配置，并提出了采用單目視覺構(gòu)建喉部病灶區(qū)三維圖像的方案，即在單目視覺系

2、統(tǒng)中采用基于主動(dòng)視覺的線性自標(biāo)定技術(shù)標(biāo)定相機(jī)，并利用基于特征點(diǎn)的立體匹配方法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)點(diǎn)的三維重建。 通過實(shí)驗(yàn)，利用基于主動(dòng)視覺的線性自標(biāo)定技術(shù)，完成了對(duì)相機(jī)的自標(biāo)定，并利用基于特征點(diǎn)的立體匹配方法，完成了點(diǎn)的三維重構(gòu)。由于三維曲面是由點(diǎn)構(gòu)成的，因此該技術(shù)也可以將目標(biāo)曲面重構(gòu)出來。 最后對(duì)該視覺系統(tǒng)與機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行了集成。系統(tǒng)集成的過程實(shí)際上是坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的過程，即機(jī)器人坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換，它提供了視覺系統(tǒng)對(duì)機(jī)器人引