反射式增强现实显示：医疗机器人中虚实对齐的交互方法
机器人学
2020-03-06 v2 计算机视觉与模式识别
摘要
机器人辅助微创手术已证明可改善患者预后，并减少多种临床应用中的并发症与恢复时间。尽管可配置性日益增强的机械臂可最大化可达范围并避免杂乱环境中的碰撞，但由于安全规范禁止自动驱动，手术中对其进行适当定位十分复杂。我们提出一种基于头戴式显示器（HMD）的增强现实（AR）系统，旨在引导最优手术臂布置。配备HMD的工作人员将机器人与其规划的虚拟对应物对齐。在这种以用户为中心的场景中，主要挑战是阻碍此类协作机器人方案的视角歧义。为克服该挑战，我们引入一种新颖的配准概念，通过反射式AR显示提供多视角AR体验，从而将AR内容与其物理对应物直观对齐。使用该系统的用户可在主动调整位姿的同时可视化不同视角，以确定使虚拟最贴近叠加于真实的配准变换。实验结果表明，使用反射式AR显示可改善虚拟与真实机器人的交互对齐。我们还给出了在模拟套管针置入手术中使用该AR引导方法配置机械臂的测量结果。
引用
@article{arxiv.1907.10138,
title = {Reflective-AR Display: An Interaction Methodology for Virtual-Real Alignment in Medical Robotics},
author = {Javad Fotouhi and Tianyu Song and Arian Mehrfard and Giacomo Taylor and Qiaochu Wang and Fengfang Xian and Alejandro Martin-Gomez and Bernhard Fuerst and Mehran Armand and Mathias Unberath and Nassir Navab},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.10138},
year = {2020}
}