手术设备的定位及移动控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本说明书提供了手术设备的定位及移动控制方法、装置及系统，其中，手术设备的定位方法包括：通过图像获取模块获取目标手术设备预定方位上的特征图形的图像；在手术设备移动区域的天花板或地板上部署有多个特征图形，每个特征图形携带有所在位置的编码信息；对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息；根据所述编码信息确定目标手术设备的当前位置。本方案通过设置特征图形可以精确地量化手术设备在移动区域中的位置，从而既能够使得手术设备精确地知晓其当前位置、目标位置，又不会产生影响医院中设备正常工作的信号。生影响医院中设备正常工作的信号。生影响医院中设备正常工作的信号。

【技术实现步骤摘要】
手术设备的定位及移动控制方法、装置及系统


[0001]本说明书涉及医疗器械
，特别涉及手术设备的定位及移动控制方法、装置及系统。

技术介绍

[0002]手术机器人，是在手术过程中摆在患者旁边的设备，手术机器人包括多条机械臂，机械臂上可安装手术器械，手术机器人根据医生的控制指令执行相应动作从而实现是患者身上执行手术操作的目的。手术机器人的机械臂上还可以搭载内窥镜等图像采集设备，以获取实时手术状况并传回医生端。为了便于手术时各机械臂合理展开，通常手术机器人与患者手术床的相对位置有较精确的要求。另外，
[0003]现有的一些定位方法通常无法应用于手术机器人的导航定位场景，原因通常有以下两个方面：一方面，一些定位方法难以达到较高的定位精度及可靠性的要求，例如，自动驾驶中所采用的基于路标的车辆定位方法、基于无线发射信号强度的定位方法，通常无法精确地定位手术机器人处于医院中的具体位置，从而基于这类定位方法控制设备自动移动时难以保证手术机器人不发生碰撞；另一方面，一些定位方法所需要设置的标记会影响医院设备的正常工作，例如，磁导航定位方法需要在地面埋设地磁，而地磁所产生的磁场会对医院设备产生影响，再例如，基于无线发射信号强度的定位方法需要在医院中部署多个无线发射点，这些无线信号也有可能会干扰医院设备的正常运行。
[0004]目前，尚未有一种定位精度高、可靠性高且不影响医院设备正常工作的定位方法。

技术实现思路

[0005]本申请实施方式的目的是提供手术设备的定位及移动控制方法、装置及系统，以解决由医护人员推动手术机器人至目标位置导致的医护人员工作量大、术前准备时间较长的问题。
[0006]本说明书第一方面提供一种手术设备的定位方法，包括：通过图像获取模块获取目标手术设备预定方位上的特征图形的图像；在手术设备移动区域的天花板或地板上部署有多个特征图形，每个特征图形携带有所在位置的编码信息；对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息；根据所述编码信息确定目标手术设备的当前位置。
[0007]在一些实施例中，对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息，包括：从所述特征图形的图像中确定特征图形的第一信息区域和第二信息区域；根据第一信息区域的图案得到第一编码信息，根据第二信息区域的图案得到第二编码信息；判断所述第一编码信息与所述第二编码信息是否一致；在一致的情况下，将所述第一编码信息或所述第二编码信息确定为目标编码信息。
[0008]在一些实施例中，根据所述编码信息确定目标手术设备的当前位置，包括：根据所述编码信息确定目标手术设备的第一级位置信息；从所述特征图形的图像中确定线型图案或者呈线型分布的多个预定形状的图案；根据所述线型图案或者呈线型分布的多个预定形
状的图案，确定目标手术设备的第二级位置信息；将所述第一级位置信息与所述第二级位置信息的组合作为目标手术设备的当前位置。
[0009]在一些实施例中，在对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息之前，还包括：从所述特征图形的图像中确定特征图形的第三信息区域；根据所述第三信息区域中的图案，对所述特征图形的图像进行校正。
[0010]在一些实施例中，在对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息之前，还包括：确定目标手术设备的悬臂与立柱之间的夹角；所述目标手术设备包括基座、立柱、悬臂和机械臂，所述立柱的第一端设置在所述基座上，所述立柱的第二端上设置所述悬臂，所述机械臂设置在所述悬臂上，所述悬臂与所述立柱之间的夹角可调；所述图像获取模块设置在悬臂的上表面；根据所述夹角对所述特征图形的图像进行校正。
[0011]本说明书第二方面提供一种手术设备的移动控制方法，包括：在目标手术设备移动的过程中，通过第一方面任一项所述的手术设备的定位方法确定目标手术设备的位置；获取目标手术设备的目标移动路径；根据目标手术设备的位置与目标移动路径的偏差，调节目标手术设备的移动控制参数，以控制目标手术设备沿目标移动路径移动至目标位置。
[0012]在一些实施例中，获取目标手术设备的目标移动路径，包括：获取上位机发送的目标移动路径，所述目标移动路径是上位机根据手术规划信息确定的。
[0013]本说明书第三方面提供一种手术设备的移动控制方法，包括：获取手术规划信息；根据手术规划信息、手术设备移动区域内的特征图形分布图，确定目标移动路径；将目标移动路径发送至目标手术设备，以用于目标手术设备根据目标移动路径移动至目标位置。
[0014]本说明书第四方面提供一种手术设备的定位装置，包括：第一获取单元，用于通过图像获取模块获取目标手术设备预定方位上的特征图形的图像；在手术设备移动区域的天花板或地板上部署有多个特征图形，每个特征图形携带有所在位置的编码信息；处理单元，用于对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息；第一确定单元，用于根据所述编码信息确定目标手术设备的当前位置。
[0015]在一些实施例中，所述处理单元包括：第一确定子单元，用于从所述特征图形的图像中确定特征图形的第一信息区域和第二信息区域；第二确定子单元，用于根据第一信息区域的图案得到第一编码信息，根据第二信息区域的图案得到第二编码信息；判断子单元，用于判断所述第一编码信息与所述第二编码信息是否一致；第三确定子单元，用于在一致的情况下，将所述第一编码信息或所述第二编码信息确定为目标编码信息。
[0016]在一些实施例中，所述第一确定单元包括：第四确定子单元，用于根据所述编码信息确定目标手术设备的第一级位置信息；第五确定子单元，用于从所述特征图形的图像中确定线型图案或者呈线型分布的多个预定形状的图案；第六确定子单元，用于根据所述线型图案或者呈线型分布的多个预定形状的图案，确定目标手术设备的第二级位置信息；第七确定子单元，用于将所述第一级位置信息与所述第二级位置信息的组合作为目标手术设备的当前位置。
[0017]在一些实施例中，所述装置还包括：第二确定单元，用于从所述特征图形的图像中确定特征图形的第三信息区域；第一校正单元，用于根据所述第三信息区域中的图案，对所述特征图形的图像进行校正。
[0018]在一些实施例中，所述装置还包括：第三确定单元，用于确定目标手术设备的悬臂
与立柱之间的夹角；所述目标手术设备包括基座、立柱、悬臂和机械臂，所述立柱的第一端设置在所述基座上，所述立柱的第二端上设置所述悬臂，所述机械臂设置在所述悬臂上，所述悬臂与所述立柱之间的夹角可调；所述图像获取模块设置在悬臂的上表面；第二校正单元，用于根据所述夹角对所述特征图形的图像进行校正。
[0019]本说明书第五方面提供一种手术设备的移动控制装置，包括：第一获取单元、处理单元和第一确定单元，用于在目标手术设备移动的过程中确定目标手术设备的位置；其中，所述第一获取单元用于通过图像获取模块获取目标手术设备预定方位上的特征图形的图像；在手术设备移动区域的天花板或地板上部署有多个特征图形，每个特征图形携带有所在位置的编码信息；所述处理单元，用于对所述特征图形的图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手术设备的定位方法，其特征在于，包括：通过图像获取模块获取目标手术设备预定方位上的特征图形的图像；在手术设备移动区域的天花板或地板上部署有多个特征图形，每个特征图形携带有所在位置的编码信息；对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息；根据所述编码信息确定目标手术设备的当前位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息，包括：从所述特征图形的图像中确定特征图形的第一信息区域和第二信息区域；根据第一信息区域的图案得到第一编码信息，根据第二信息区域的图案得到第二编码信息；判断所述第一编码信息与所述第二编码信息是否一致；在一致的情况下，将所述第一编码信息或所述第二编码信息确定为目标编码信息。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述编码信息确定目标手术设备的当前位置，包括：根据所述编码信息确定目标手术设备的第一级位置信息；从所述特征图形的图像中确定线型图案或者呈线型分布的多个预定形状的图案；根据所述线型图案或者呈线型分布的多个预定形状的图案，确定目标手术设备的第二级位置信息；将所述第一级位置信息与所述第二级位置信息的组合作为目标手术设备的当前位置。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息之前，还包括：从所述特征图形的图像中确定特征图形的第三信息区域；根据所述第三信息区域中的图案，对所述特征图形的图像进行校正。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息之前，还包括：确定目标手术设备的悬臂与立柱之间的夹角；所述目标手术设备包括基座、立柱、悬臂和机械臂，所述立柱的第一端设置在所述基座上，所述立柱的第二端上设置所述悬臂，所述机械臂设置在所述悬臂上，所述悬臂与所述立柱之间的夹角可调；所述图像获取模块设置在悬臂的上表面；根据所述夹角对所述特征图形的图像进行校正。6.一种手术设备的移动控制方法，其特征在于，包括：在目标手术设备移动的过程中，通过手术设备的定位方法确定目标手术设备的位置；其中，所述手术设备的定位方法包括：通过图像获取模块获取目标手术设备预定方位上的特征图形的图像；在手术设备移动区域的天花板或地板上部署有多个特征图形，每个特征图形携带有所在位置的编码信息；对所述特征图形的图像进行处理，得到目标编码信息；根据所述编码信息确定目标手术设备的当前位置；获取目标手术设备的目标移动路径；根据目标手术设备的位置与目标移动路径的偏差，调节目标手术设备的移动控制参数，以控制目标手术设备沿目标移动路径移动至目标位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获取目标手术设...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
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：