机器人术前导航方法、系统、存储介质及计算机设备技术方案

本发明专利技术涉及一种手术机器人的术前导航方法、机器人术前导航系统、存储介质及计算机设备，所述方法包括：获取手术室内的环境信息，并基于所述环境信息显示虚拟地图；所述虚拟地图中形成有手术机器人的起始位置的标记和手术操作位置的标记；及获取第一交互信息，并基于所述第一交互信息在所述虚拟地图中生成所述手术机器人的规划路径；所述规划路径用于供所述手术机器人从所述手术室内相应的起始位置移动至手术操作位置。上述手术机器人的术前导航方法、机器人术前导航系统、存储介质及计算机设备能够适用于手术室内导航。机设备能够适用于手术室内导航。机设备能够适用于手术室内导航。

【技术实现步骤摘要】
机器人术前导航方法、系统、存储介质及计算机设备


[0001]本申请涉及医疗机器人
，特别是涉及一种机器人术前导航方法、机器人术前导航系统、存储介质及计算机设备。

技术介绍

[0002]传统技术中使用全球定位系统(GPS，Global Positioning System)传感器来定位机器人的起始位置和目标位置以及它们之间路径，这种方法通过匹配经纬坐标来规划机器人的导航路径。然而，由于室内GPS信号较弱，使得这种方法不适用于手术室内手术机器人的导航，故而无法实现手术机器人在手术室内从起始位置运动至手术操作位置之间运动的有效避障。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题提供一种机器人术前导航方法、机器人术前导航系统、存储介质及计算机设备。
[0004]一种机器人术前导航方法，包括：获取手术室内的环境信息，并基于所述环境信息显示虚拟地图；所述虚拟地图中形成有手术机器人的起始位置的标记和手术操作位置的标记；及获取第一交互信息，并基于所述第一交互信息在所述虚拟地图中生成所述手术机器人的规划路径；所述规划路径用于供所述手术机器人在所述手术室内相应地从起始位置移动至手术操作位置。
[0005]在其中一个实施例中，所述虚拟地图叠加显示于现实场景中。
[0006]在其中一个实施例中，所述虚拟地图包含网格标识，所述起始位置的标记和所述手术操作位置的标记均位于所述网格标识的交叉点上；所述规划路径通过所述网格标识中标识为无障碍物的交叉点连接所述起始位置的标记和所述手术操作位置的标记。
[0007]在其中一个实施例中，所述获取手术室内的环境信息，并基于所述环境信息显示虚拟地图，包括：利用在所述手术室内的不同位置拍摄的多幅像素图像，得到所述环境信息；依据所述环境信息构建并显示带有网格标识的虚拟地图；其中，所述网格标识中的部分交叉点显示所述环境信息。
[0008]在其中一个实施例中，所述环境信息包括手术室内的障碍物的和所述起始位置的位置坐标信息；所述依据所述环境信息构建并显示带有网格标识的虚拟地图，包括：基于所述手术操作位置的标记的位置坐标信息，以及所述障碍物的、所述起始位置的位置坐标信息，拓展出与各位置坐标信息无重叠的多个虚拟点的坐标信息；以各所述虚拟点的坐标信息以及各位置坐标信息为所述网格标识的交叉点，生成并显示所述带有网格标识的虚拟地图。
[0009]在其中一个实施例中，所述带有网格标识的虚拟地图中的网格形状包括三角形。
[0010]在其中一个实施例中，所述基于所述第一交互信息在所述虚拟地图中生成所述手术机器人的规划路径，包括：基于所述第一交互信息，确定相对于所述起始位置的至少一个
位姿变化信息，以得到所述手术机器人的规划路径；将所述规划路径显示于所述虚拟地图中。
[0011]在其中一个实施例中，在所述手术机器人从所述起始位置运动至所述手术操作位置的过程中，所述方法还包括：获取第二交互信息，并基于所述第二交互信息调整所述手术机器人的运动状态、和/或给予提示信息。
[0012]在其中一个实施例中，所述机器人术前导航方法还包括：将所述规划路径按照对应比例投射于所述手术室中在所述起始位置和所述手术操作位置之间。
[0013]在其中一个实施例中，所述手术机器人移动的过程中需要调整运动状态包括：所述手术机器人与障碍物之间的距离小于预设的安全距离和/或所述手术机器人的运动轨迹偏离所述规划路径。
[0014]在其中一个实施例中，还包括：基于所述规划路径控制所述手术机器人移动和/或控制所述手术机器人的机械臂摆位。
[0015]一种机器人术前导航系统，包括：控制处理装置和人机交互装置，所述控制处理装置和所述人机交互装置通信连接；所述人机交互装置用于显示虚拟地图，并用于获取用户的第一交互信息；所述控制处理装置用于执行如上任一项所述的机器人术前导航方法。
[0016]在其中一个实施例中，所述人机交互装置包括AR设备，所述AR设备用于将所述虚拟地图叠加显示于现实场景中；所述AR设备用于将所述虚拟地图叠加显示于现实场景中。
[0017]在其中一个实施例中，所述控制处理装置包括位置调节单元和摄像头，所述摄像头设置于所述位置调节单元上，所述位置调节单元用于调节所述摄像头的拍摄角度，所述摄像头用于采集所述手术室内的不同位置拍摄的多幅像素图像以得到所述环境信息。
[0018]在其中一个实施例中，所述人机交互装置将所述规划路径按照对应比例投射于所述手术室中在所述起始位置和所述手术操作位置之间。
[0019]在其中一个实施例中，在所述手术机器人在所述手术室内从所述起始位置运动至所述手术操作位置期间；所述控制处理装置基于手势信息得到第二交互信息，并基于所述第二交互信息调整所述手术机器人的运动状态、和/或给予提示信息。
[0020]在其中一个实施例中，所述人机交互装置通过采集手势图像以获得所述第一交互信息。
[0021]一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的方法的步骤。
[0022]一种计算机设备，包括存储器和处理器；所述处理器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任一项所述方法的步骤。
[0023]上述机器人术前导航方法、机器人术前导航系统、存储介质及计算机设备获取手术室内的环境信息以显示手术室内的虚拟地图，操作者利用手势在虚拟地图上提前规划导航路径，手术机器人按照规划路径运动能够自动快速移动到位并避开室内的障碍物，从而减少机器人碰撞，降低机器人损坏率；并且该方法能够适用于室内导航。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为一实施例中提供的机器人术前导航方法的流程图；
[0026]图2为一实施例中提供的机器人系统的示意图；
[0027]图3为一实施例中提供的手术机器人术前运动过程的示意图；
[0028]图4为一实施例中提供的步骤S11的具体步骤流程图；
[0029]图5为一实施例中提供的控制处理装置的结构示意图；
[0030]图6为一实施例中提供的步骤S112的具体步骤流程图；
[0031]图7a至7d为一实施例中提供的网格化导航路径规划方法的原理示意图；
[0032]图8为一实施例中提供的步骤S12的具体步骤流程图；
[0033]图9a为一实施例中提供的带双目摄像头的AR眼镜的结构示意图；
[0034]图9b为一实施例中提供的AR眼镜和双目摄像头的坐标系相对关系示意图；
[0035]图9c为一实施例中提供的双目视觉原理示意图；
[0036]图10为一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人术前导航方法，其特征在于，包括：获取手术室内的环境信息，并基于所述环境信息显示虚拟地图；所述虚拟地图中形成有手术机器人的起始位置的标记和手术操作位置的标记；及获取第一交互信息，并基于所述第一交互信息在所述虚拟地图中生成所述手术机器人的规划路径；所述规划路径用于供所述手术机器人在所述手术室内相应地从起始位置移动至手术操作位置。2.根据权利要求1所述的机器人术前导航方法，其特征在于，所述虚拟地图叠加显示于现实场景中。3.根据权利要求1所述的机器人术前导航方法，其特征在于，所述虚拟地图包含网格标识，所述起始位置的标记和所述手术操作位置的标记均位于所述网格标识的交叉点上；所述规划路径通过所述网格标识中标识为无障碍物的交叉点连接所述起始位置的标记和所述手术操作位置的标记。4.根据权利要求1所述的机器人术前导航方法，其特征在于，所述获取手术室内的环境信息，并基于所述环境信息显示虚拟地图，包括：利用在所述手术室内的不同位置拍摄的多幅像素图像，得到所述环境信息；依据所述环境信息构建并显示带有网格标识的虚拟地图；其中，所述网格标识中的部分交叉点显示所述环境信息。5.根据权利要求4所述的机器人术前导航方法，其特征在于，所述环境信息包括手术室内的障碍物的和所述起始位置的位置坐标信息；所述依据所述环境信息构建并显示带有网格标识的虚拟地图，包括：基于所述手术操作位置的位置坐标信息以及所述障碍物的、所述起始位置的位置坐标信息，拓展出与各位置坐标信息无重叠的多个虚拟点的坐标信息；以各所述虚拟点的坐标信息以及各位置坐标信息为所述网格标识的交叉点，生成并显示所述带有网格标识的虚拟地图。6.根据权利要求4所述的机器人术前导航方法，其特征在于，所述带有网格标识的虚拟地图中的网格形状包括三角形。7.根据权利要求1所述的机器人术前导航方法，其特征在于，所述基于所述第一交互信息在所述虚拟地图中生成所述手术机器人的规划路径，包括：基于所述第一交互信息，确定相对于所述起始位置的至少一个位姿变化信息，以得到所述手术机器人的规划路径；将所述规划路径显示于所述虚拟地图中。8.根据权利要求1至7任一项所述的机器人术前导航方法，其特征在于，在所述手术机器人从所述起始位置运动至所述手术操作位置的过程中，所述方法还包括：获取第二交互信息，并基于所述第二交互信息调整所述手术机器人的运动状态、和/或给予提示信息。9.根据权利要求2所述的机器人术前导航方...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬亚楠，程陈，何超，
申请(专利权)人：上海微觅医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：