双目立体视觉驱动的蛇形手术机器人形状重建算法

本文主要探讨了"双目立体视觉线驱动蛇形手术机器人的形状重建"这一关键技术。随着医疗领域对微创手术的需求增加，传统的刚性手术机器人无法适应柔软组织的精细操作，因此柔性手术机器人逐渐受到关注。然而，这类机器人的末端柔性部分位置和形状信息实时获取是一个挑战。研究者针对这一问题，提出了一个创新的方法，即利用双目立体视觉技术。 双目立体视觉是通过两个摄像头同时捕捉物体的不同视角图像，然后通过计算视差来获取深度信息，进而实现三维空间的精确重建。在这个算法中，作者采集了20组蛇形机器人柔性段在不同角度下的图片作为样本，借助Matlab的标定工具箱进行相机参数校准，确保了图像的准确匹配和后续处理。接着，他们通过特征提取技术识别出蛇形机器人上的关节标记点，这些标记点的三维坐标是形状重建的关键依据。 标定后的三维立体视觉系统能够在手术过程中实时捕捉到柔性段的关节标记点，通过这些信息，研究人员实现了对机器人末端形状的实时跟踪和曲线拟合。尽管实验结果显示，实际测量值与预测值之间存在一定的误差，但这些误差主要集中在同一曲线附近，这表明该方法在实际应用中的可行性和实用性得到了验证。 这项研究解决了柔性手术机器人在形状感知方面的难题，为柔性手术机器人的设计和控制提供了重要的技术支持。通过双目立体视觉技术，医生能够更加精确地控制机器人的动作，从而提高手术的精度和安全性。未来的研究可以进一步优化算法性能，减小误差，并探索在更多复杂手术场景中的应用潜力。此外，论文还引用了中图分类号TN953和文章编号2095-7262(2017)06-0694-04，表明这是关于科技期刊上发表的学术研究成果，具有较高的学术价值。