【技术实现步骤摘要】
操作臂的控制方法和手术机器人系统
[0001]本公开属于控制
,尤其涉及一种操作臂的控制方法和手术机器人系统。
技术介绍
[0002]随着技术的发展,由人工或者计算机控制相关机器设备执行期望的动作以辅助或者替代操作人员变得越来越普及。例如,使用物流机器人进行快递的分拣,使用手术机器人辅助医生执行手术等。
[0003]上述应用中,需要对操作臂进行控制,从而实现机器设备的控制。
技术实现思路
[0004]在一些实施例中,本公开提供一种操作臂的控制方法,包括:获取定位图像;在定位图像中,识别位于操作臂上的多个位姿标识,多个位姿标识包括不同的位姿标识图案;基于多个位姿标识,确定操作臂相对参考坐标系的当前相对位姿;以及基于当前相对位姿和操作臂的目标位姿,确定操作臂的驱动信号。
[0005]在一些实施例中,本公开提供了一种计算机设备,计算机设备包括:存储器,用于存储有至少一条指令;以及处理器,与存储器耦合,用于执行至少一条指令以执行本公开一些实施例中任一项的控制方法。
[0006]在一些实施例中,本公开提供了一种计算机可读存储介质,存储介质中存储有至少一条指令,至少一条指令由处理器执行以使计算机执行本公开一些实施例中任一项的控制方法。
[0007]在一些实施例中,本公开提供了一种手术机器人系统,包括:手术工具,手术工具包括操作臂、设置在操作臂远端的执行器以及设置在操作臂的末端上的多个位姿标识,多个位姿标识包括不同的位姿标识图案;图像采集器,用于采集操作臂的定位图像;以及处理器 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种操作臂的控制方法,包括:获取定位图像;在所述定位图像中,识别位于所述操作臂上的多个位姿标识,所述多个位姿标识包括不同的位姿标识图案;基于所述多个位姿标识,确定所述操作臂相对参考坐标系的当前相对位姿;以及基于所述当前相对位姿和所述操作臂的目标位姿,确定所述操作臂的驱动信号。2.根据权利要求1所述的控制方法,还包括:基于所述当前相对位姿和所述操作臂的目标位姿,确定位姿差;以及基于所述位姿差和所述操作臂的逆运动学模型,确定所述操作臂的驱动信号。3.根据权利要求2所述的控制方法,还包括:基于所述当前相对位姿,确定所述操作臂在世界坐标系中的当前位姿;以及基于所述操作臂的目标位姿和所述操作臂在世界坐标系中的当前位姿,确定所述位姿差,所述操作臂的目标位姿为所述操作臂在世界坐标系中的目标位姿。4.根据权利要求3所述的控制方法,还包括:基于所述位姿差,确定笛卡尔空间速度;基于所述笛卡尔空间速度,确定关节参数空间速度;基于所述关节参数空间速度和当前关节参数,确定目标关节参数;以及基于所述目标关节参数,确定所述驱动信号。5.根据权利要求4所述的控制方法,所述位姿差包括位置差和姿态差,所述笛卡尔空间速度包括笛卡尔空间线速度和笛卡尔空间角速度,所述控制方法还包括:基于所述位置差,确定所述笛卡尔空间线速度;以及基于所述姿态差,确定所述笛卡尔空间角速度。6.根据权利要求4所述的控制方法,所述操作臂包括:至少一个构节,所述构节包括固定盘和多根结构骨,所述多根结构骨的第一端与所述固定盘固定连接,所述多根结构骨的第二端与驱动单元连接;所述控制方法还包括:基于所述目标关节参数,确定所述多根结构骨的驱动量;以及基于所述多根结构骨的驱动量,确定用于所述驱动单元的驱动信号。7.根据权利要求1
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6中任一项所述的控制方法,还包括:接收控制命令;以及基于所述控制命令,确定所述操作臂的目标位姿。8.根据权利要求1
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6中任一项所述的控制方法,还包括:以预定周期,确定所述操作臂的所述驱动信号,以通过多个运动控制循环实现实时控制。9.根据权利要求1所述的控制方法,还包括:基于所述多个位姿标识的分布,确定所述多个位姿标识相对操作臂坐标系的Z轴的绕轴角度;以及基于所述多个位姿标识的绕轴角度,确定所述多个位姿标识相对所述操作臂坐标系的三维坐标。
10.根据权利要求9所述的控制方法,还包括:确定所述多个位姿标识在所述定位图像中的二维坐标;以及基于所述多个位姿标识在所述定位图像中的二维坐标和所述多个位姿标识相对所述操作臂坐标系的三维坐标,确定所述操作臂相对所述参考坐标系的当前相对位姿。11.根据权利要求1所述的控制方法,还包括:从所述定位图像中确定多个候选位姿标识;基于多个不同的位姿图案匹配模板,从所述多个候选位姿标识中识别第一位姿标识;以及以所述第一位姿标识作为起点,搜索位姿标识。12.根据权利要求11所述的控制方法,所述位姿标识包括在所述位姿标识图案中的位姿标识图案角点,所述方法还包括:在所述定位图像中确定感兴趣区域;将所述感兴趣区域划分为多个子区域;确定每个所述子区域中角点似然值最大的像素以形成像素集合;确定所述像素集合中角点似然值最大的像素作为候选位姿标识图案角点;以及将所述多个不同的位姿图案匹配模板分别与所述候选位姿标识图案角点位置处的图案进行匹配,以识别所述第一位姿标识。13.根据权利要求12所述的控制方法,还包括:响应于匹配失败,确定所述像素集合中剩余像素的角点似然值最大的像素作为候选位姿标识图案角点。14.根据权利要求11
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13中任一项所述的控制方法,还包括:以所述第一位姿标识作为起点,搜索第二位姿标识;基于所述第一位姿标识、所述第二位姿标识,确定搜索方向;以及以所述第一位姿标识或所述第二位姿标识作为起点,在所述搜索方向上搜索位姿标识。...
【专利技术属性】
技术研发人员:徐凯,吴百波,
申请(专利权)人:术锐上海科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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