神经外科手术机器人运动学模型参数辨识及评价方法

作     者：李亮 丁辉 王广志 LI Liang;DING Hui;WANG Guangzhi

作者机构：清华大学医学院生物医学工程系 

出 版 物：《生物医学工程学杂志》 (Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2019年第36卷第6期

页      面：994-1002页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目（2016YFC0105803） 国家重点研发计划项目（2017YFA0205904） 

主　　题：立体定向 参数标定 机械臂 绝对定位精度 

摘      要：运动学模型参数偏差是影响神经外科手术机器人精度的主要因素。为获得更精确的模型参数,本文提出一种自动参数辨识及评价方法,首先基于运动学回路法建立全套神经外科手术机器人运动学参数辨识方程;并设计多次摇尖策略匹配末端工具与测量靶标坐标系;同时提出相对距离误差和逆解重合误差用于辨识精度评价;最后构建自动化参数辨识和精度评价系统并用于实验室原型机和实际神经外科手术机器人参数辨识实验。研究结果表明,本方法可以稳定自动地实现运动学模型参数辨识和评价,使用辨识后参数控制机器人可将相对距离误差平均降低33.96%,逆解重合误差平均降低67.30%。