基于图像序列拓扑关系的扎针机器人控制系统设计

来源：计算机测量与控制杂志2020年第6期北京时间：

作者：许林,吴丹,袁静,孟娜

单位：解放军第960医院

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0.0449、0.0383、和0.0387，趋近于理论上的中心位置，扎针一次成功率可以达到94.50%。

关键词：图像序列;拓扑关系;扎针机器人;多帧图像