da Vinci 手术机器人的即时手眼标定
机器人学
2026-01-22 v1
摘要
在机器人辅助微创手术（RMIS）中，精确的工具定位对于确保患者安全和成功执行任务至关重要。然而，对于 da Vinci 机器人等线驱动机器人而言，这仍然具有挑战性，因为编码器读数误差会导致位姿估计误差。在本研究中，我们提出了一个标定框架，通过即时计算手眼变换矩阵来产生精确的工具定位结果。该框架由两个相互关联的算法组成：特征关联模块和手眼标定模块，它们无需预训练即可为单目图像上检测到的关键点提供稳健的对应关系，并分别通过采用一系列滤波方法提供了适应各种手术场景的灵活性。为了验证其有效性，我们在公开可用的视频数据集上对该框架进行了广泛测试，这些数据集包含多种手术器械在体外和离体场景中执行任务，且处于不同的光照条件和不同级别的关键点测量精度下。结果表明，在所提出的标定框架下，工具定位误差显著降低，其精度可与其他 state-of-the-art 方法相媲美，同时更具时间效率。
引用
@article{arxiv.2601.14871,
title = {On-the-fly hand-eye calibration for the da Vinci surgical robot},
author = {Zejian Cui and Ferdinando Rodriguez y Baena},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.14871},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 13 figures