近些年在我国精神类疾病呈逐年高发态势,经颅磁刺激技术作为一种非直接接触的无创治疗精神类疾病的方法得到了极大普及。目前进颅磁刺激治疗是由医生手动引导下实现的,而规划治疗与选择治疗靶点均需医生具有丰富的临床经验,如果精神科医生的工作经验不丰富,在磁刺激治疗中会遇到较多困难;除此之外,因为治疗的时间比较长,再加上刺激线圈较重,即便是医生的工作经验很丰富,也会受到疲劳因素的影响,而产生抖动,使得线圈与预设的轨迹发生偏差。基于解决现在进颅磁刺激治疗遇到的问题,需要研发一种基于影像引导的进颅磁刺激治疗机器人系统。本文主要研究了经颅磁刺激治疗的影像导航机器人系统中的关键性技术,包括患者头部点云图像与术中患者通过外部设备采集的头部点云的实时配准技术、机器人系统的快速自标定技术。论文对于磁刺激治疗过程中存在的各种问题,提出了借助光学定位系统和机械臂进行治疗,并设计了整个治疗流程。光学导航能够对患者的治疗情况进行跟踪,并为患者的治疗提供相应的辅助,达到精准导航和治疗的目的。通过实验对比多种配准算法,最后采用针对点云的快速点特征直方图(FPFH)进行头部点云的初始配准,再利用ICP算法进行精确配准,并对ICP算法进行了进一步改进,降低了算法的时间复杂度。通过光学定位仪在治疗中获取的患者头部点云与治疗前的三维头部模型点云集进行配准,使患者的头部位置信息可以实时反馈到治疗导航系统,在论文中验证了这种方法的可行性。论文构建了光学治疗导航坐标和机器人基坐标的手眼关系,提出以奇异值分解法为基础的自标定系统快速方法,并验证了标定实验。标定系统的方法只是需要在机器人末端的刺激线圈安装能够被光学定位仪搜索和获得的光学标记点并使机械臂自动移动12个点位即可精准、迅速得到光学导航坐标与机器人基坐标之间的变换关系。研究结果表明,标定误差低于0.0003m,系统标定问题能够有效、快速得到解决。论文建立了以UR5机械臂为基础的经颅磁刺激机器人系统,应用D-H参数法分析机器人的运动学特点,为之后的理论研究奠定坚实的根基。