微创手术是现代医学外科手术发展的一个重要方向。由于连续型机器人能够在复杂窄小的体内灵活操作,满足微创手术的要求,所以备受研究者青睐。为了能够准确地检测体内机器人,结合超声无辐射,实时性好且相对便宜的优势,引入超声影像技术作为视觉反馈。本文提出一种基于二维截面超声影像对两类连续型机器人进行检测的方法,一类是无预测模型的连续型机器人,另一类是有预测模型的连续型机器人。通过搭建光学机械臂超声诊断系统,准确地对仿体内的连续型机器人进行空间定位。该系统能够自主地采集数据,通过超声图像处理和坐标转换,实现连续型机器人的识别、定位和跟踪,结合曲线拟合的方法,完成形状重建和末端估计。根据现阶段连续型机器人超声图像感知算法,利用金属对超声波的高敏感度以及上表面优先反射致使上表面超声图像像素值较高的原理,提出了一种适用于小范围精确定位的超声图像处理算法,即直方图法。本文分别针对这两类机器人进行了形状重建和末端估计实验,其中,穿刺针代表无预测模型的机器人,同心管代表有预测模型的机器人。在穿刺针的实验中,本课题利用二值化法完成机器人初步定位,然后使用卡尔曼滤波算法跟踪连续型机器人,最后利用采集得到的数据,使用曲线拟合完成穿刺针的形状重建和末端估计。通过实验误差分析,以4 mm的扫描间隔对穿刺针进行扫描,末端位置估计误差小于1 mm,满足大部分医疗手术的要求,从而基本解决了无预测模型基于二维截面超声图像的形状重建和末端估计的问题。该方法利用光学机械臂超声诊断系统,通过超声图像标定,实现了二维平面位置向三位空间位置的转换,并使用卡尔曼滤波的算法,完成了在空间中对连续型机器人的跟踪。在同心管机器人的实验中,本课题利用同心管的正运动学模型,结合驱动控制参数和同心管管与管之间的约束,完成对该段同心管的预测,同时生成对应的均匀的超声探头扫描点。之后,通过采集得到的数据,结合超声图像处理结果,完成机器人空间定位。最后,再次利用管与管之间约束关系,结合曲线拟合的公式得到的约束方程,完成本段的形状重建和末端估计。通过两套同心管的实验,末端位置平均估计误差均小于1 mm。该方法首次利用正运动学模型,结合二维超声成像,完成对有先验知识的连续型机器人的空间定位,实现了对其的形状重建和末端估计。其实验结果满足大部分医疗手术的要求。