為簡化手術機器人的操作流程、縮短手術準備時間，本文提出一種新的快速手眼標定方法——一次注冊法，并在分析該方法誤差產生原因的基礎上，又提出一種實用的手術機器人末端工具的參數優化方法。一次注冊法利用空間固定的雙目攝像機識別固定在機器人末端工具上的標記物，并由機器人關節參數可確定標記物的空間位姿，從而建立攝像機坐標系與機器人基坐標系的聯系，完成手眼標定；但考慮到機器人末端工具的加工、裝配誤差，本文建立以機器人末端坐標系與末端工具坐標系之間的轉換矩陣為變量的誤差方程，運用數值優化方法實現了對機器人末端工具參數的優化。實驗結果表明：一次注冊法與現有方法相比可以顯著地提高手術機器人的手眼標定效率，參數優化方法可以顯著地提高一次注冊法的絕對定位精度，使其滿足臨床手術的要求。