调整臂控制方法、装置、系统、计算机设备制造方法及图纸

本申请涉及一种调整臂控制方法、装置、系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。所述方法包括：获取目标调整臂对应的不动点坐标；获取目标调整臂的安装类型；安装类型用于表征调整臂的安装位置；根据安装类型，确定目标调整臂对应的目标控制逻辑；目标控制逻辑用于保证在控制目标调整臂的各关节运动过程中，目标调整臂对应不动点坐标的位置保持不变；基于目标控制逻辑和不动点坐标控制目标调整臂的各关节运动。采用本方法能够在调整臂活动过程中，调整臂各关节自动运动，保证调整臂末端始终保持在不动点处，防止对调整臂的工作对象造成伤害，提高调整臂控制的安全性。提高调整臂控制的安全性。提高调整臂控制的安全性。

【技术实现步骤摘要】
调整臂控制方法、装置、系统、计算机设备


[0001]本申请涉及计算机
，特别是涉及一种调整臂控制方法、装置、系统、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

技术介绍

[0002]目前在手术机器人系统中，一般由一个带有多个自由度的内窥镜，多个多自由度器械，器械与内窥镜通过不动点处的戳卡通道进入病人体内进行手术操作。1号调整臂通常固定在主悬吊盘上或者固定在2号调整臂上，工具臂与戳卡完成连接后，为了增加工具臂工作空间，避免多条工具臂在术中相互干涉，会手动调整与工具臂分别连接的调整臂的展开关节，从而将多条机械臂摆位空间相互展开。调整臂展开关节调整完后，需要手动调整调整臂其它关节，避免调整臂的不动点位置发生变动，但手动调整会导致调整臂各关节不是实时随动，手动调整过程中总会影响调整臂的不动点位置，工具臂完成戳卡连接后，手动调整容易使戳卡挤压损伤孔位附近组织，且1号调整臂固定在2号调整臂的情况下，调整2号调整臂也会影响1号调整臂的不动点位置，手动调整方式会更加复杂，调整过程中会增加手术风险。
[0003]因此，目前手术机器人调整臂的摆位控制的安全性不高。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高调整臂控制安全性的调整臂控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0005]第一方面，本申请提供了一种调整臂控制方法。所述方法包括：
[0006]获取目标调整臂对应的不动点坐标；
[0007]获取目标调整臂的安装类型；安装类型用于表征调整臂的安装位置；
[0008]根据安装类型，确定目标调整臂对应的目标控制逻辑；目标控制逻辑用于保证在控制目标调整臂的各关节运动过程中，目标调整臂的不动点空间位置始终位于不动点坐标；
[0009]基于目标控制逻辑和不动点坐标控制目标调整臂的各关节运动。
[0010]在其中一个实施例中，根据安装类型，确定目标调整臂对应的目标控制逻辑，包括：
[0011]若目标调整臂为第一安装类型，确定目标调整臂对应的第一控制逻辑；第一安装类型用于表征目标调整臂安转在主悬吊盘上；第一控制逻辑用于对目标调整臂至少一个关节进行控制；
[0012]若目标调整臂为第二安装类型，确定目标调整臂对应的第二控制逻辑；第二安装类型用于表征目标调整臂安转在主动调整臂上，主动调整臂安装在主悬吊盘上；第二控制逻辑用于对目标调整臂全部关节进行控制。
[0013]在其中一个实施例中，目标控制逻辑为第一控制逻辑，基于目标控制逻辑和不动
点坐标控制目标调整臂的各关节运动，包括：
[0014]根据目标调整臂的展开关节的位移，获取目标调整臂的第一影响运动参数；
[0015]根据第一影响运动参数和不动点坐标，获取目标调整臂的除展开关节以外的各关节的第一补偿运动参数；
[0016]根据第一补偿运动参数，控制目标调整臂的除展开关节以外的各关节运动。
[0017]在其中一个实施例中，第一影响运动参数包括影响位置参数，根据第一影响运动参数和不动点坐标，获取目标调整臂的除展开关节以外的各关节的第一补偿运动参数，包括：
[0018]根据正向运动学计算目标调整臂的末端位置变化矩阵；
[0019]将影响位置参数和不动点坐标代入末端位置变化矩阵中，根据逆向运动学计算得到目标调整臂的除展开关节以外的各关节的补偿位置参数，将补偿位置参数作为第一补偿运动参数。
[0020]在其中一个实施例中，第一影响运动参数包括影响速度参数，根据第一影响运动参数和不动点坐标，获取目标调整臂的除展开关节以外的各关节的第一补偿运动参数，还包括：
[0021]将目标调整臂的末端配置于不动点坐标，确定目标调整臂的末端的不动点速度为0；
[0022]根据正向运动学计算目标调整臂的速度雅克比矩阵；
[0023]根据速度雅克比矩阵、影响速度参数和不动点速度，计算得到目标调整臂的除展开关节以外的各关节的补偿速度参数；
[0024]获取目标调整臂的除展开关节以外的各关节的初始位置参数；
[0025]根据初始位置参数和补偿速度参数，获取目标调整臂的除展开关节以外的各关节的补偿位置参数，将补偿位置参数作为第一补偿运动参数。
[0026]在其中一个实施例中，目标控制逻辑为第二控制逻辑，基于目标控制逻辑和不动点坐标控制目标调整臂的各关节运动，包括：
[0027]根据目标调整臂的安装位置，确定主动调整臂对应目标调整臂的联动关节；联动关节用于表征位于目标调整臂的安装位置和主悬吊盘之间的主动调整臂的至少一个关节；
[0028]根据联动关节的位移，获取主动调整臂的第二影响运动参数；
[0029]根据第二影响运动参数和不动点坐标，获取联动关节和目标调整臂的各关节的第二补偿运动参数；
[0030]根据第二补偿运动参数，控制目标调整臂的各关节运动。
[0031]在其中一个实施例中，第二影响运动参数包括影响位置参数，根据第二影响运动参数和不动点坐标，获取联动关节和目标调整臂的各关节的第二补偿运动参数，包括：
[0032]根据正向运动学计算目标调整臂的末端位置变化矩阵；
[0033]将影响位置参数和不动点坐标代入末端位置变化矩阵中，根据逆向运动学计算得到目标调整臂的各关节的补偿位置参数；
[0034]将补偿位置参数作为第二补偿运动参数。
[0035]在其中一个实施例中，第二影响运动参数包括影响速度参数，根据第二影响运动参数和不动点坐标，获取联动关节和目标调整臂的各关节的第二补偿运动参数，还包括：
[0036]将目标调整臂的末端配置于不动点坐标，确定目标调整臂的末端的不动点速度为0；
[0037]根据正向运动学计算目标调整臂的速度雅克比矩阵；
[0038]根据速度雅克比矩阵、影响速度参数和不动点速度，计算得到目标调整臂的各关节的补偿速度参数；
[0039]获取目标调整臂的各关节的初始位置参数；
[0040]根据初始位置参数和补偿速度参数，获取目标调整臂的各关节的补偿位置参数；
[0041]将补偿位置参数作为第二补偿运动参数。
[0042]在其中一个实施例中，根据速度雅克比矩阵、影响速度参数和不动点速度，计算得到目标调整臂的各关节的补偿速度参数，包括：
[0043]根据速度雅克比矩阵、影响速度参数和不动点速度，构建目标调整臂的关节速度方程；
[0044]对关节速度方程进行解算，得到包含冗余解的初始补偿速度参数；
[0045]基于不动点零空间迭代策略，对初始补偿速度参数中的冗余解迭代优化选解，得到目标调整臂的各关节的补偿速度参数。
[0046]在其中一个实施例中，获取目标调整臂对应的不动点坐标，包括：
[0047]确定目标调整臂对应的戳卡通道，根据戳卡通道的位置确定不动点坐标。
[0048]第二方面，本申请还提供了一种调整臂控制装置。所述装置包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调整臂控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标调整臂对应的不动点坐标；获取所述目标调整臂的安装类型；所述安装类型用于表征调整臂的安装位置；根据所述安装类型，确定所述目标调整臂对应的目标控制逻辑；所述目标控制逻辑用于保证在控制所述目标调整臂的各关节运动过程中，所述目标调整臂的不动点空间位置始终位于所述不动点坐标；基于所述目标控制逻辑和所述不动点坐标控制所述目标调整臂的各关节运动。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述安装类型，确定所述目标调整臂对应的目标控制逻辑，包括：若所述目标调整臂为第一安装类型，确定所述目标调整臂对应的第一控制逻辑；所述第一安装类型用于表征所述目标调整臂安转在主悬吊盘上；所述第一控制逻辑用于对所述目标调整臂至少一个关节进行控制；若所述目标调整臂为第二安装类型，确定所述目标调整臂对应的第二控制逻辑；所述第二安装类型用于表征所述目标调整臂安转在主动调整臂上，所述主动调整臂安装在主悬吊盘上；所述第二控制逻辑用于对所述目标调整臂全部关节进行控制。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标控制逻辑为第一控制逻辑，所述基于所述目标控制逻辑和所述不动点坐标控制所述目标调整臂的各关节运动，包括：根据所述目标调整臂的展开关节的位移，获取所述目标调整臂的第一影响运动参数；根据所述第一影响运动参数和所述不动点坐标，获取所述目标调整臂的除展开关节以外的各关节的第一补偿运动参数；根据所述第一补偿运动参数，控制所述目标调整臂的除展开关节以外的各关节运动。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一影响运动参数包括影响位置参数，所述根据所述第一影响运动参数和所述不动点坐标，获取所述目标调整臂的除展开关节以外的各关节的第一补偿运动参数，包括：根据正向运动学计算所述目标调整臂的末端位置变化矩阵；将所述影响位置参数和所述不动点坐标代入所述末端位置变化矩阵中，根据逆向运动学计算得到所述目标调整臂的除展开关节以外的各关节的补偿位置参数，将所述补偿位置参数作为所述第一补偿运动参数。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一影响运动参数包括影响速度参数，所述根据所述第一影响运动参数和所述不动点坐标，获取所述目标调整臂的除展开关节以外的各关节的第一补偿运动参数，还包括：将所述目标调整臂的末端配置于所述不动点坐标，确定所述目标调整臂的末端的不动点速度为0；根据正向运动学计算所述目标调整臂的速度雅克比矩阵；根据所述速度雅克比矩阵、所述影响速度参数和所述不动点速度，计算得到所述目标调整臂的除展开关节以外的各关节的补偿速度参数；获取所述目标调整臂的除展开关节以外的各关节的初始位置参数；根据所述初始位置参数和所述补偿速度参数，获取所述目标调整臂的除展开关节以外的各关节的补偿位置参数，将所述补偿位置参数作为所述第一补偿运动参数。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标控制逻辑为第二控制逻辑，所述基于所述目标控制逻辑和所述不动点坐标控制所述目标调整臂的各关节运动，包括：根据所述目标调整臂的安装位置，确定所述主动调整臂对应所述目标调整臂的联动关节；所述联动关节用于表征位于所述目标调整臂的安装位置和主悬吊盘之间的所述主动调整臂的至少一个关节；根据所述联动关节的位移，获取所述主动调整臂的第二影响运动参数；根据所述第二影响运动参数和所述不动点坐标，获取所述联动关节和所述目标调整臂的各关节的第二补偿运动参数；根据所述第二补偿运动参数，控...

【专利技术属性】
技术研发人员：李自汉，周佳音，请求不公布姓名，请求不公布姓名，请求不公布姓名，王家寅，
申请(专利权)人：上海微创医疗机器人集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：