X光机控制方法、装置、X光机及可读存储介质制造方法及图纸

一种X光机控制方法、装置、X光机及可读存储介质，其中该方法包括：响应于主操作手的控制，根据预先计算得到的该主操作手和该发射端平台的映射关系，解算该发射端平台的运动位姿，并基于该运动位姿控制发射端平台运动，根据发射端平台与接收端平台的映射关系，以及该发射端平台的运动姿态，解算该接收端平台的运动位姿，并基于该运动位姿控制接收端平台运动，以使得该X射线接收器接收到该X射线发射器发射的X射线。本申请对X光机的控制具有较高的实时性，以及将基于X对射平台主动端的运动映射到从动端的并联平台和滑轨上，增大了协作范围。围。围。

【技术实现步骤摘要】
X光机控制方法、装置、X光机及可读存储介质


[0001]本申请实施例涉及机械设备及通信
，尤其涉及一种X光机控制方法、装置、X光机及可读存储介质。

技术介绍

[0002]X光影像系统是手术中定位的常用方式，被广泛应用于骨科、妇科及外科植介入手术中。X光影像系统可设置在手术机器人系统中，医生可以远程操控手术机器人系统中的X光影像机器。
[0003]现有的多臂机器人协同操作，在控制机器人时需要考虑速度加速度等多项参数，算法复杂，实时性差，协作范围窄。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种X光机控制方法、装置、X光机及可读存储介质，可通过针对机器人的位置进行控制，对X光机的控制具有较高的实时性，以及将基于X对射平台主动端的运动映射到从动端的并联平台和滑轨上，增大协作范围。
[0005]本申请实施例一方面提供了一种X光机控制方法，应用于X光机，所述 X光机具有接收端平台和发射端平台，所述发射端平台上设有X射线发射器，所述接收端平台上设有X射线接收器，所述方法包括：
[0006]响应于主操作手的控制，根据预先计算得到的所述主操作手和所述发射端平台的映射关系，解算所述发射端平台的运动位姿，并基于所述运动位姿控制所述发射端平台运动；
[0007]根据所述发射端平台与所述接收端平台的映射关系，以及所述发射端平台的运动姿态，解算所述接收端平台的运动位姿，并基于所述运动位姿控制所述接收端平台运动，以使得所述X射线接收器接收到所述X射线发射器发射的X射线。
[0008]本申请实施例一方面还提供了一种X光机控制装置，包括：
[0009]计算模块，用于响应于主操作手的控制，根据预先计算得到的所述主操作手和所述发射端平台的映射关系，解算所述发射端平台的运动位姿；
[0010]第一控制模块，用于基于所述运动位姿控制所述发射端平台运动；
[0011]所述计算模块，还用于根据所述发射端平台与所述接收端平台的映射关系，以及所述发射端平台的运动姿态，解算所述接收端平台的运动位姿；
[0012]第二控制模块，用于基于所述运动位姿控制所述接收端平台运动，以使得所述X射线接收器接收到所述X射线发射器发射的X射线。
[0013]本申请实施例一方面还提供了一种X光机控制方法，应用于X光机，所述X光机具有接收端平台和发射端平台，所述发射端平台上设有X射线发射器，所述接收端平台上设有X射线接收器，所述方法包括：
[0014]响应于主操作手的控制，根据预先计算得到的所述主操作手和所述接收端平台的
映射关系，解算所述接收端平台的运动位姿，并基于所述运动位姿控制所述接收端平台运动；
[0015]根据所述发射端平台与所述接收端平台的映射关系，以及所述接收端平台的运动姿态，解算所述发射端平台的运动位姿，并基于所述运动位姿控制所述发射端平台运动，以使得所述X射线接收器接收到所述X射线发射器发射的X射线。
[0016]本申请实施例一方面还提供了一种电子装置，包括：
[0017]存储器和处理器；
[0018]所述存储器存储有可执行计算机程序；
[0019]与所述存储器耦合的所述处理器，调用所述存储器中存储的所述可执行计算机程序，执行如上述X光机控制方法中的各步骤。
[0020]本申请实施例一方面还提供一种X光机，包括：机械臂、与所述机械臂连接的发射端平台、与所述发射端平台连接的X射线发射器、与所述X射线发射器相对布置并用于接收来自所述X射线发射器的X射线的X射线接收器、以及与所述X射线接收器连接的接收端平台，其中所述X射线发射器与所述X射线接收器能够在所述机械臂、发射端平台、以及所述接收端平台的驱动下保持轴线重合。
[0021]本申请实施例一方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时，实现如上述实施例提供的X光机控制方法。
[0022]从上述本申请各实施例可知，本申请通过响应于主操作手的控制，根据预先计算得到的该主操作手和该发射端平台的映射关系，解算该发射端平台的运动位姿，并基于该运动位姿控制该发射端平台运动，根据该发射端平台与该接收端平台的映射关系，以及该发射端平台的运动姿态，解算该接收端平台的运动位姿，并基于该运动位姿控制该接收端平台运动，以使得该X射线接收器接收到该X射线发射器发射的X射线，从而通过针对机器人的位置进行控制，对X光机的控制具有较高的实时性，并将X对射平台主动端的运动映射到从动端的并联平台和滑轨上，增大了X光机各关节的协作范围。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本申请一实施例提供的X光机的整体结构示意；
[0025]图2为图1所示X光机的一局部放大图，其显示所述发射端平台；
[0026]图3为图1所示X光机的另一局部放大图，其显示所述接收端平台；
[0027]图4为本申请一实施例提供的X光机控制方法的实现流程图；
[0028]图5为接收端平台的静平台的坐标系S
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X
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Y
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Z
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和动平台的坐标系M
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的示意图；
[0029]图6为发射平台的静平台的坐标系S
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和动平台的坐标系 M
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的示意图；
[0030]图7为发射端平台和接收端平台对射示意图；
[0031]图8为发射端平台和接收端平台的位置变化示意图；
[0032]图9为主操作手对X光发射端平台以及X光接收端平台的控制示意图；
[0033]图10为本申请一实施例提供的X光机控制装置的结构示意图；
[0034]图11为本申请一实施例提供的电子装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0035]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0036]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种X光机控制方法，应用于X光机，其特征在于，所述X光机具有接收端平台和发射端平台，所述发射端平台上设有X射线发射器，所述接收端平台上设有X射线接收器，所述方法包括：响应于主操作手的控制，根据预先计算得到的所述主操作手和所述发射端平台的映射关系，解算所述发射端平台的运动位姿，并基于所述运动位姿控制所述发射端平台运动；根据所述发射端平台与所述接收端平台的映射关系，以及所述发射端平台的运动姿态，解算所述接收端平台的运动位姿，并基于所述运动位姿控制所述接收端平台运动，以使得所述X射线接收器接收到所述X射线发射器发射的X射线。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述发射端平台与所述接收端平台的映射关系，以及所述发射端平台的运动位姿，解算所述接收端平台的运动位姿，包括：根据所述发射端平台与所述接收端平台的姿态对应关系，以及所述发射端平台的运动姿态，解算所述接收端平台的运动姿态；根据所述发射端平台与所述接收端平台的位置对应关系，以及所述发射端平台的运动位置，解算所述接收端平台的运动位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述运动位姿控制所述接收端平台运动，包括：基于解算得到的所述接收端平台的运动姿态，将所述接收端平台调整为所述运动姿态，以使得所述接收端平台与所述发射端平台姿态对应；基于解算得到的所述接收端平台的运动位置，调整所述接收端平台在滑轨上的位置，以使得所述接收端平台与所述发射端平台位置对应。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射端平台包括静平台和动平台，所述X射线发射机设于所述发射端动平台上，且随所述发射端动平台运动；所述接收端平台包括静平台和动平台，所述X射线接收机设于所述接收端动平台上，且随所述接收端动平台运动；所述方法还包括：将所述接收端平台的静平台坐标系的原点设置在所述静平台的中心，且各轴的方向均各自与预设的机械坐标系的各轴平行；将所述接收端平台的动平台坐标系的原点设置在所述动平台的中心，且初始状态下各轴的方向均各自与所述机械坐标系的各轴平行；计算所述接收端平台的坐标系，以及，预设的所述发射端平台的坐标系、所述X光机的机械坐标系和预设的用户坐标系之间的各转换矩阵。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述接收端平台的坐标系，以及，预设的所述发射端平台的坐标系、所述X光机的机械坐标系和预设的用户坐标系之间的各转换矩阵包括：基于所述接收端平台的坐标系的建立规则，解算得到所述接收端平台的静平台的坐标系与所述机械坐标系之间的转换矩阵根据所述接收端平台的静平台的坐标系与所述机械坐标系之间的转换矩阵预先计算得到的所述机械坐标系与所述发射端平台的静平台的坐标系之间的转换矩阵
所述机械坐标系与用户坐标系之间的转换矩阵计算得到所述接收端平台的静平台的坐标系与所述发射端平台的静平台的坐标系之间的转换矩阵以及，所述接收端平台的静平台的坐标系与所述用户坐标系之间的转换矩阵根据预设算法，计算得到所述发射端平台的动平台的坐标系和静平台的坐标系之间的转换矩阵以及所述接收端平台的动平台的坐标系和静平台的坐标系之间的转换矩阵根据所述发射端平台的静平台的坐标系与所述机械坐标系之间的转换矩阵以及，所述发射端平台的动平台的坐标系和静平台的坐标系之间的转换矩阵计算得到所述发射端平台的动平台的坐标系与所述机械坐标系的转换矩阵根据所述发射端平台的静平台的坐标系与所述机械坐标系之间的转换矩阵和所述机械坐标系与用户坐标系之间的转换矩阵计算得到所述用户坐标系到所述发射端平台的静平台的坐标系的转换矩阵根据所述用户坐标系到所述发射端平台的静平台的坐标系的转换矩阵以及，所述发射端平台的动平台的坐标系和静平台的坐标系之间的转换矩阵计算得到所述发射端平台的动平台的坐标系与所述用户坐标系之间的转换矩阵根据所述接收端平台的静平台的坐标系与所述机械坐标系之间的转换矩阵以及，所述接收端平台的动平台的坐标系和静平台的坐标系之间的转换矩阵计算得到所述接收端平台的动平台的坐标系与所述机械坐标系的转换矩阵根据所述接收端平台的静平台的坐标系与所述用户坐标系之间的转换矩阵以及，所述所述接收端平台的动平台的坐标系和静平台的坐标系之间的转换矩阵计算得到所述接收端平台的动平台的坐标系与所述用户坐标系之间的转换矩阵6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述主操作手和所述发射端平台的映射关系，通过如下方法确定：设置初始时刻的主操作手末端点在所述用户坐标系下的位姿矩阵T
M0
，计算得到初始时刻的所述发射端平台的动平台的坐标系在所述用户坐标系下的位姿矩阵根据所述初始时刻的主操作手末端点在所述用户坐标系下的位姿矩阵T
M0
，计算得到单位周期后的所述主操作手末端点在所述用户坐标系下的位姿矩阵T
Mt
；将所述主操作手的平移运动用预设的位移比例系数缩放，以及，将所述主操作手的旋转角度按照指定比例映射至所述发射端的动平台上，得到所述主操作手和所述发射端平台的映射矩阵T
Map
。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据预先计算得到的所述主操作手和
所述发射端平台的映射关系，解算所述发射端平台的运动位姿，包括：将所述单位周期后的所述主操作手末端点在所述用户坐标系下的位姿矩阵乘以所述映射矩阵T
Map

【专利技术属性】
技术研发人员：潘鲁锋，柳建飞，胡润晨，周高峰，
申请(专利权)人：诺创智能医疗科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：