【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及介入机器人，尤其涉及一种用于介入手术机器人的碰撞检测方法、机器人及介质。
技术介绍
1、介入手术机器人是一种拥有高精度、高准确度和高可靠性的机器人系统，用于支持医生进行最小侵入的外科手术。与传统的手术方式相比，介入手术机器人具有更小的切口、更精确的手术，更少的出血和更快的恢复时间。在医疗环境中，介入手术机器人已经成为一种日益流行的技术。目前，机器人碰撞检测已经成为机器人技术发展中的一个热门研究领域，在医疗领域得到广泛应用。
2、机器人碰撞检测是现代机器人技术中非常重要的一个方向，它能够保障机器人在工作过程中的安全性和稳定性。机器人对于许多现代制造业领域的工作都是必不可少的，如汽车制造、电子制造以及介入手术等。在机器人的操作过程中，一旦出现碰撞，不仅会导致机器人的损坏，还可能会造成严重的人身伤害和财产损失。因此，针对机器人的碰撞检测技术的研究也日益重要。机器人碰撞检测主要是通过传感器获取机器人的运动信息和环境信息，进行反馈控制，并发出警报信号或停止机器人工作，以保证机器人的安全性。随着人工智能和机器学习技术的不断发展，机器人碰撞检测技术也在不断地提高和优化。
3、但传统的机器人碰撞检测是以运动到或靠近当前位置才判断是否发生碰撞，而且普遍是基于传感器的碰撞检测方法。例如，公布号为cn111693040b的中国专利公开的机器人碰撞检测方法，用输出端的机器人与外界接触时的位姿替代直接测量接触力矩，对机器人进行动力学建模时，利用机器人末端的位姿以及电机输出端的位姿求得机器人与环境的接触力矩。其使用串联
4、再例如，公布号为cn115351818a的中国专利公开的机器人碰撞检测系统、方法、机器人、机器人及芯片，其中机器人碰撞检测系统包括设置于机器人的触觉传感器，与触觉传感器连接的控制器；通过控制器进行碰撞检测，包括基于触觉传感器的感应信号确定机器人的碰撞状态，感应信号用以表征至少一个方向上的受力信息，以提高碰撞检测精度、降低碰撞伤害的概率。
5、以上基于传感器的碰撞检测方法，是根据机器人运动到或靠近当前位置才判断是否发生碰撞，存在检测的效率低下。其次，基于传感器检测的机器人碰撞检测方法，传感器的安装精度严重依赖机器人和传感器的制造及组装精度，不仅影响机器人的碰撞检测精度，同时传感器的造价也十分昂贵。
6、以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，也不必然会给出技术教导；在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种用于介入手术机器人的碰撞检测方法、机器人及介质，本专利技术提供的用于介入手术机器人的碰撞检测方法不需要在介入手术机器人上集成传感器，成本低且检测精度和检测效率高。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种用于介入手术机器人的碰撞检测方法，包括以下步骤：
4、采集待进行碰撞检测的空间环境信息并建立三维碰撞检测模型，所述三维碰撞检测模型至少包括待进行手术的目标体和机器人的数字模型和空间位置信息；
5、基于预先规划的机器人的运动轨迹，确定一检测点序列{a1,a2,……,an}，所述检测点序列中的各个检测点均位于所述运动轨迹上，并且后一个检测点相较前一个检测点远离所述运动轨迹的起点；
6、基于所述三维碰撞检测模型，利用包围盒碰撞检测法确定所述机器人按照所述运动轨迹运动至所述检测点序列中的各个检测点的位置是否会发生碰撞，若所述机器人在当前检测点的位置不发生碰撞，则进行下一个检测点位置的碰撞检测，若所述机器人在当前检测点的位置发生碰撞，则进行以下步骤：
7、基于预设的检测点替换方法，将当前的检测点ai替换为检测点a′i，所述检测点a′i和所述检测点ai的三维坐标不同，并且对应地更新所述检测点序列；
8、针对更新后的所述检测点序列，从所述检测点a′i开始，对所述检测点a′i及其之后的检测点逐一进行机器人碰撞检测。
9、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，还包括在每次更新所述检测点序列后，以更新后的检测点序列中的各个检测点为控制点，利用塞尔曲线运动规划算法重新规划所述机器人的运动轨迹。
10、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，还包括在完成所述检测点序列中所有检测点位置的机器人碰撞检测后，以最新的检测点序列中的各个检测点为控制点，利用塞尔曲线运动规划算法重新规划所述机器人的运动轨迹。
11、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述预设的检测点替换方法包括：
12、根据碰撞检测结果确定碰撞点以及所述碰撞点的三维坐标，所述碰撞点的数量为一个或多个；
13、针对每个所述碰撞点，进行以下步骤：
14、以所述碰撞点为起点、以当前的检测点ai为终点确定第一空间向量；
15、以当前的检测点ai为起点，在所述第一空间向量的方向上确定第二空间向量，所述第二空间向量的大小为预设的第一阈值；
16、确定所述第二空间向量的终点及其三维坐标；
17、若所述碰撞点为一个，则确定其对应的所述第二空间向量的终点为所述检测点a′i；
18、若所述碰撞点为多个，则根据多个所述第二空间向量的终点确定目标终点，并以所述目标终点为所述检测点a′i。
19、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述第一阈值为变量，所述碰撞点的数量越多，所述第一阈值越大，所述碰撞点的数量越少，所述第一阈值越小。
20、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述预设的检测点替换方法包括：
21、根据当前的检测点ai和待进行手术的目标体确定所述检测点至所述待进行手术的目标体距离最小的点，并以该点为起点，以所述检测点ai为终点确定第三空间向量；
22、以所述检测点ai为起点，在所述第三空间向量的方向上确定第四空间向量，所述第四空间向量的大小为预设的第二阈值；
23、确定所述第四空间向量的终点，并且以所述第四空间向量的终点为所述检测点a′i。
24、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，所述预设的检测点替换方法包括：
25、确定当前的检测点ai及其空间位置信息；
26、将所述检测点ai沿竖直向上的方向平移预设的距离得到所述检测点a′i。
27、进一步地，承前所述的任一技术方案或多个技术方案的组合，基于所述三维碰撞检测模型，利用包围盒碰撞检测法确定所述机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，还包括在每次更新所述检测点序列后，以更新后的检测点序列中的各个检测点为控制点，利用塞尔曲线运动规划算法重新规划所述机器人的运动轨迹。
3.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，还包括在完成所述检测点序列中所有检测点位置的机器人碰撞检测后，以最新的检测点序列中的各个检测点为控制点，利用塞尔曲线运动规划算法重新规划所述机器人的运动轨迹。
4.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述预设的检测点替换方法包括：
5.根据权利要求4所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述第一阈值为变量，所述碰撞点的数量越多，所述第一阈值越大，所述碰撞点的数量越少，所述第一阈值越小。
6.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述预设的检测点替换方法包括：
7.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人
8.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，基于所述三维碰撞检测模型，利用包围盒碰撞检测法确定所述机器人按照所述运动轨迹运动至所述检测点序列中的各个检测点的位置是否会发生碰撞，包括以下步骤：
9.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，利用预先建立的机器人运动学模型，将机器人末端位姿x和位移速度计算得到机器人各个关节角q，包括：
10.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，利用三维渲染及显示装置渲染并显示所述三维碰撞检测模型、所述运动轨迹以及所述机器人的碰撞检测结果。
11.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，在所述检测点序列{A1,A2,……,An}中，A1为所述运动轨迹的起点，An为所述运动轨迹的终点，所述运动轨迹的终点为待进行手术操作的目标靶点。
12.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，利用贝塞尔曲线运动规划算法预先规划的机器人末端的运动轨迹。
13.一种介入机器人，其特征在于，所述介入机器人被配置为利用如权利要求1-12所述的方法的步骤检测其按照预先规划的运动轨迹进行运动是否会发生碰撞。
14.根据权利要求13所述的介入机器人，其特征在于，还包括基于所述机器人的碰撞检测结果确定是否存在更新后所述检测点序列，若存在则以更新后的检测点序列中的各个检测点为控制点，利用塞尔曲线运动规划算法重新规划所述机器人的运动轨迹，并控制所述机器人按照重新规划后的运动轨迹进行运动。
15.一种计算机可读存储介质，用于存储程序指令，其特征在于，所述程序指令被配置为调用而执行如权利要求1-12所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，还包括在每次更新所述检测点序列后，以更新后的检测点序列中的各个检测点为控制点，利用塞尔曲线运动规划算法重新规划所述机器人的运动轨迹。
3.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，还包括在完成所述检测点序列中所有检测点位置的机器人碰撞检测后，以最新的检测点序列中的各个检测点为控制点，利用塞尔曲线运动规划算法重新规划所述机器人的运动轨迹。
4.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述预设的检测点替换方法包括：
5.根据权利要求4所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述第一阈值为变量，所述碰撞点的数量越多，所述第一阈值越大，所述碰撞点的数量越少，所述第一阈值越小。
6.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述预设的检测点替换方法包括：
7.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述预设的检测点替换方法包括：
8.根据权利要求1所述的用于介入手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，基于所述三维碰撞检测模型，利用包围盒碰撞检测法确定所述机器人按照所述运动轨迹运动至所述检测点序列中的各个检测点的位置是否会发生碰撞，包括以下步骤：
9.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩棠，李康远，陈泽欣，罗皓，吴斌，王澄，
申请(专利权)人：珠海横乐医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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