(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210072089.7 (22)申请日 2022.01.21 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114081635 A (43)申请公布日 2022.02.25 (73)专利权人 极限人工智能有限公司 地址 250101 山东省济南市高新区经十东 路7000号汉峪金谷A1- 3号楼5层 (72)发明人 王迎智　王瑞锋　董先公　 (74)专利代理 机构 北京润泽恒知识产权代理有 限公司 1 1319 代理人 苏培华 (51)Int.Cl. A61B 34/30(2016.01) G06V 10/44(2022.01)G06V 10/56(2022.01) (56)对比文件 CN 104783846 A,2015.07.2 2 CN 113081267 A,2021.07.09 CN 103237746 A,2013.08.07 CN 102003955 A,2011.04.06 US 20182 28559 A1,2018.08.16 US 201315 5397 A1,2013.0 6.20 US 20170 66131 A1,2017.0 3.09 US 2010328467 A1,2010.12.3 0 EP 3241518 A 2,2017.1 1.08 审查员 张站柱 (54)发明名称 基于图像的器械角度检测方法、 装置、 设备 及存储介质 (57)摘要 本发明关于一种基于图像的器械角度检测 方法、 装置、 设备及存储介质， 应用于手术机器人 中的主机， 手术机器人包括控制手柄、 器械及主 机， 主机用于根据控制手柄的驱动信号对器械进 行运动控制， 具体而言， 主机可 以获取控制手柄 的驱动信息， 驱动信息用于指示器械的运动角 度； 采集器械基于驱动信息运动的参考图像； 在 参考图像中对器械进行识别， 根据识别结果计算 器械的实际运动信息； 在驱动信息与实际运动信 息满足预设 匹配条件的情况下， 判定器械的角度 检测合格。 这样， 通过采集器械的参考图像， 经过 对图像参考图像进行分析， 可以确定出器械的实 际运动信息， 进而， 可以确定手术机器人的动作 精度是否符合要求， 有利于不断提高手术机器人 器械的动作精度。 权利要求书5页 说明书19页 附图10页 CN 114081635 B 2022.04.12 CN 114081635 B 1.一种基于图像的器械角度检测方法， 其特征在于， 应用于手术机器人中的主机， 所述 手术机器人包括控制手柄、 器械及所述主机， 所述主机用于根据所述控制手柄的驱动信号 对所述器械进行运动控制， 所述器械的边缘设置有旋转边缘点， 当所述驱动信息为控制所 述器械旋转的旋转信息， 所述旋转 边缘点基于所述旋转信息 旋转， 包括： 获取所述控制手柄的驱动信息， 所述驱动信息用于指示所述器械的运动角度； 采集所述器械在基于所述驱动信息运动前的第一旋转参考图像以及基于所述驱动信 息运动后的第二旋转 参考图像； 计算所述第二旋转参考图像中所述旋转边缘点相对于所述第一旋转参考图像中所述 旋转边缘点的旋转角度， 作为所述器械的实际运动信息； 在所述驱动信 息与所述实际运动信 息满足预设匹配条件的情况下， 判定所述器械的角 度检测合格。 2.根据权利要求1所述的基于图像的器械角度检测方法， 其特征在于， 所述器械还包括 旋转中心点， 当所述驱动信息为控制所述器械旋转的旋转信息， 所述旋转边缘点基于所述 旋转信息绕所述旋转中心点旋转； 所述计算所述第二旋转参考图像中所述旋转边缘点相对于所述第一旋转参考图像中 所述旋转 边缘点的旋转角度， 包括： 在所述第一旋转参考图像中识别所述旋转边缘点以及所述旋转中心点， 获得第 一旋转 边缘点以及第一旋转中心点； 在所述第二旋转参考图像中识别所述旋转边缘点以及所述旋转中心点， 获得第 二旋转 边缘点以及第二旋转中心点； 获取所述第 一旋转边缘点以及所述第 一旋转中心点之间的第 一线段， 获取所述第 二旋 转边缘点以及所述第二旋转中心点之间的第二线段； 计算所述第二线段相对所述第一线段的角度， 作为所述器械的旋转角度。 3.根据权利要求2所述的基于图像的器械角度检测方法， 其特征在于， 所述方法还包 括： 控制所述器械进行旋转， 并获取 所述器械在旋转过程中的多幅旋转图像； 从所述多幅旋转图像中确定所述器械未发生旋转的位置点， 作为所述旋转中心点。 4.根据权利要求1所述的基于图像的器械角度检测方法， 其特征在于， 所述采集所述器 械在基于所述驱动信息运动前的第一旋转参考图像以及基于所述驱动信息运动后的第二 旋转参考图像， 包括： 利用第一固定摄像头， 从垂直于旋转角速度的方向采集所述器械在基于所述驱动信 息 运动前的第一旋转 参考图像及所述器械基于所述驱动信息运动 后的第二旋转 参考图像； 所述计算所述第二旋转参考图像中所述旋转边缘点相对于所述第一旋转参考图像中 所述旋转 边缘点的旋转角度， 作为所述器械的实际运动信息， 包括： 根据所述第一旋转参考图像， 建立所述器械的旋转坐标系， 所述旋转坐标系的原点为 旋转中心点； 计算所述第二旋转参考图像中所述旋转边缘点相对于所述旋转坐标系中原点的旋转 角度， 作为所述器械的实际运动信息 。 5.根据权利要求1所述的基于图像的器械角度检测方法， 其特征在于， 所述采集所述器权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114081635 B 2械在基于所述驱动信息运动前的第一旋转参考图像以及基于所述驱动信息运动后的第二 旋转参考图像， 包括： 判断所述驱动信息对应的所述器械的运动角度变化值是否大于预设间隔值， 若大于， 则在所述控制手柄对所述器械进 行驱动后， 采集所述器械在基于所述驱动信息运动前的第 一旋转参考图像以及基于所述驱动信息运动 后的第二旋转 参考图像。 6.一种基于图像的器械角度检测方法， 其特征在于， 应用于手术机器人中的主机， 所述 手术机器人包括控制手柄、 器械及所述主机， 所述主机用于根据所述控制手柄的驱动信号 对所述器械进行运动控制， 所述器械的末端为对称的多个夹片， 所述夹片的末端为夹合边 缘点， 当所述驱动信息为控制所述器械夹合的夹合信息， 所述夹合边缘点基于所述夹合信 息进行夹合 运动， 包括： 获取所述控制手柄的驱动信息， 所述驱动信息用于指示所述器械的运动角度； 采集所述器械在基于所述驱动信息运动前的第一夹合参考图像以及基于所述驱动信 息运动后的第二夹合 参考图像； 计算所述第二夹合参考图像中所述夹合边缘点相对于所述第一夹合参考图像中所述 夹合边缘点的夹合角度， 作为所述器械的实际运动信息； 在所述驱动信 息与所述实际运动信 息满足预设匹配条件的情况下， 判定所述器械的角 度检测合格。 7.根据权利要求6所述的基于图像的器械角度检测方法， 其特征在于， 所述器械还包括 夹合中心点， 当所述驱动信息为控制所述器械夹合的夹合信息， 所述夹合边缘点基于所述 夹合信息绕所述夹合中心点进行夹合 运动； 所述计算所述第二夹合参考图像中所述夹合边缘点相对于所述第一夹合参考图像中 所述夹合 边缘点的夹合角度， 包括： 在所述第一夹合参考图像识别所述夹合边缘点以及所述夹合中心点， 获得第 一夹合边 缘点以及第一夹合中心 点， 并计算所述第一夹合参考图像中所述夹合边缘点以所述夹合中 心点为中心的第一夹角； 在所述第二夹合参考图像中识别所述夹合边缘点以及所述夹合中心点， 获得第 二夹合 边缘点以及第二夹合中心点， 并计算所述第二夹合参考图像中所述夹合边缘点以所述夹合 中心点为端点的第二夹角； 计算所述第二夹角相对于所述第一夹角的夹合角度， 作为所述器械的实际运动信息 。 8.根据权利要求7所述的基于图像的器械角度检测方法， 其特征在于， 所述方法还包 括： 控制所述器械进行夹合 运动， 并获取 所述器械在夹合 运动过程中的多幅夹合图像； 从所述多幅夹合图像中确定所述器械未发生 位移的位置点， 作为所述夹合中心点。 9.根据权利要求6所述的基于图像的器械角度检测方法， 其特征在于， 所述采集所述器 械在基于所述驱动信息运动前的第一夹合参考图像以及基于所述驱动信息运动后的第二 夹合参考图像， 包括： 利用第二固定摄像头， 从垂直于夹合运动所在平面的方向采集所述器械基于所述驱动 信息运动前 的第一夹合参考图像及所述器械基于所述驱动信息运动后的第二夹合参考图 像；权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114081635 B 3