基于图像序列拓扑关系的扎针机器人控制系统设计

摘要

由于当前扎针机器人定位参数存在误差,导致扎针成功率低,造成患者要忍受多次痛苦的问题,设计了一种扎针机器人控制系统;该系统由机械臂部分、上位机控制系统、高清激光图像采集系统、和信号传感器等部分组成,主要硬件部分选用DHT01型医用高清镜头、PCI8814图像采集卡、和性能更强的ATMEGA32L型单片机,保障采集图片的清晰度和对机械臂的控制精度;在图像序列处理算法上计算多帧图像的相似度,使用FAST算子提取图像的特征点,并基于关键帧优化图像序列的拓扑关系,实现目标位置的准确定位;实验结果表明,提出扎针机器人系统设计在3个轴向的偏差度平均值分别为0.044 9、0.038 3、和0.038 7,趋近于理论上的中心位置,扎针一次成功率可以达到94.50％.