基于深度相机的粒子滤波用于机器人截骨导航
机器人学
2019-10-25 v1 计算机视觉与模式识别
摘要
主动手术机器人在临床实践中缺乏认可，因为它们未提供多功能使用所需的灵活性与易用性：这些系统需要较大的安装空间或复杂的配准步骤，即将术前规划与患者对齐并转换到机器人的基坐标系。本文设计了一种用于机器人截骨的导航系统，其使用安装在轻量机械臂法兰上的相机所采集的原始深度图像。因此，该系统不需要将机器人或骨性标记点刚性附着于骨骼，且消除了耗时的配准步骤。取而代之的仅是粗略初始化，这提升了手术中的易用性。髂嵴骨的完整六维位姿以最高 90 Hz 的速率通过粒子滤波进行估计。所提方法对光照条件变化、骨表面的血液或组织以及由外科医生造成的部分遮挡具有鲁棒性。在尸体研究中成功提供了临床环境可用性的证明，其中外科医生使用了增强现实截骨模板，该模板通过粒子滤波的位姿估计与骨骼对齐，用于从髂嵴切取移植骨。
引用
@article{arxiv.1910.11116,
title = {Depth Camera Based Particle Filter for Robotic Osteotomy Navigation},
author = {Tim Übelhör and Jonas Gesenhues and Nassim Ayoub and Ali Modabber and Dirk Abel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.11116},
year = {2019}
}
备注
6 pages, submitted to ICRA 2020