論文の概要: Real-Time Constrained 6D Object-Pose Tracking of An In-Hand Suture Needle for Minimally Invasive Robotic Surgery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.11973v1
• Date: Fri, 21 Oct 2022 14:02:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2022-10-24 15:54:45.831125
• Title: Real-Time Constrained 6D Object-Pose Tracking of An In-Hand Suture Needle for Minimally Invasive Robotic Surgery
• Title（参考訳）: 低侵襲ロボット手術における手指縫合針の実時間拘束型6次元物体追跡
• Authors: Zih-Yun Chiu, Florian Richter, Michael C. Yip
• Abstract要約: 針のポーズを記述するための新しい状態空間を提案する。 提案した状態空間と把握可能な制約をベイズフィルタに組み込んで実時間針位置決めを行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 25.246361008935576
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Autonomous suturing has been a long-sought-after goal for surgical robotics. Outside of staged environments, accurate localization of suture needles is a critical foundation for automating various suture needle manipulation tasks in the real world. When localizing a needle held by a gripper, previous work usually tracks them separately without considering their relationship. Because of the significant errors that can arise in the stereo-triangulation of objects and instruments, their reconstructions may often not be consistent. This can lead to unrealistic tool-needle grasp reconstructions that are infeasible. Instead, an obvious strategy to improve localization would be to leverage constraints that arise from contact, thereby constraining reconstructions of objects and instruments into a jointly feasible space. In this work, we consider feasible grasping constraints when tracking the 6D pose of an in-hand suture needle. We propose a reparameterization trick to define a new state space for describing a needle pose, where grasp constraints can be easily defined and satisfied. Our proposed state space and feasible grasping constraints are then incorporated into Bayesian filters for real-time needle localization. In the experiments, we show that our constrained methods outperform previous unconstrained/constrained tracking approaches and demonstrate the importance of incorporating feasible grasping constraints into automating suture needle manipulation tasks.
• Abstract（参考訳）: 自律的な縫合は、外科ロボティクスの長年の目標だった。 実世界の縫合針操作作業を自動化する上で,縫合針の正確な位置決めが重要な基礎となっている。 握手によって保持される針を位置決めする場合、従来の作業は通常、関係を考慮せずに別々に追跡する。 物体や楽器の立体三角測量で発生する重大な誤差のため、それらの復元はしばしば一貫性がない。 これは実現不可能な非現実的なツールの把握に繋がる可能性がある。 代わりに、局所性を改善するための明確な戦略は、接触から生じる制約を活用し、オブジェクトと機器を共同で実現可能な空間に再構築することを制限することである。 本研究は, 縫合針の6次元ポーズを追跡する際の拘束力について考察する。 そこで本研究では,針の位置を記述するための新しい状態空間を定義するための再パラメータ化手法を提案する。 提案する状態空間と実現可能な把持制約をベイズフィルタに組み込んで実時間針定位を行う。 実験では, 従来の非拘束的/拘束的追跡手法よりも優れた制約手法を示し, 縫合針操作作業の自動化に, 把握可能な制約を組み込むことの重要性を示した。

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