一种器械就位方法及系统技术方案

本说明书实施例提供一种器械就位方法及系统，所述方法包括：分别获取针对机器人所拍摄的外部识别图像和内窥镜所拍摄的内窥镜采集图像；所述内窥镜和器械分别安装在机器人的机械臂上；根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置；基于所述关键点空间位置分别确定内窥镜空间位姿和器械空间位姿；结合所述内窥镜空间位姿和所述内窥镜采集图像确定可就位空间范围；基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述可就位空间范围。上述方案保证了在术前将器械就位的安全性，提高了机器人的操作效率和精度，具有较高的实际应用价值。值。值。

【技术实现步骤摘要】
一种器械就位方法及系统


[0001]本说明书实施例涉及器械控制
，特别涉及一种器械就位方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]内窥镜手术是一种较为新兴的手术方式，通过在患者的体表做若干个小切口后，通过小切口将内窥镜和手术器械送入患者体内。通过内窥镜获取患者体内状况，通过手术器械来执行相应的手术操作。通过内窥镜手术能够安全高效地执行对应的手术，并能够减小手术造成的创伤，具有较好的实际应用价值。
[0003]而由于在执行内窥镜手术时，需要保证器械也在内窥镜的视野范围内，因此需要将器械就位后，再调节器械的位姿，使得器械出现在内窥镜视野中，再执行后续的操作流程。由于这一执行过程无法通过内窥镜获取器械在工作环境的状况，往往需要由用户根据自身经验来手动插入器械。手动插入器械对用户的实际操作水平有一定的考验，容易产生一定的风险，此外，手动插入器械不利于后续的高精度机器人操作。因此，目前亟需一种能够自动准确地控制器械就位的方法。

技术实现思路

[0004]本说明书实施例的目的是提供一种器械就位方法及系统，以解决如何自动准确地控制器械就位的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本说明书实施例提出了一种器械就位方法，包括：分别获取针对机器人所拍摄的外部识别图像和内窥镜所拍摄的内窥镜采集图像；所述内窥镜安装在所述机器人的机械臂上；所述机器人的其他机械臂上还安装有器械；根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置；基于所述关键点空间位置分别确定内窥镜空间位姿和器械空间位姿；结合所述内窥镜空间位姿和所述内窥镜采集图像确定可就位空间范围；基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述可就位空间范围。
[0006]在一些实施方式中，所述可就位空间范围在所述内窥镜的视野范围内。
[0007]在一些实施方式中，所述基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述可就位空间范围，包括：基于所述内窥镜采集图像在所述可就位空间范围中确定目标点；基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述目标点。
[0008]在一些实施方式中，所述基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述可就位空间范围，包括：在所述器械移动过程中，跟踪获取所述器械的实时空间位姿和实时可就位空间范围；基于所述实时空间位姿和实时可就位空间范围调整所述器械的移动路径。
[0009]在一些实施方式中，所述内窥镜包括双目内窥镜；所述结合所述内窥镜空间位姿和所述内窥镜采集图像确定可就位空间范围，包括：在所述内窥镜采集图像中确定安全点坐标；基于双目图像算法确定所述安全点坐标的深度；根据所述内窥镜空间位姿确定镜头空间位置；结合所述安全点坐标、安全点坐标的深度和所述镜头空间位置确定可就位空间
范围。
[0010]在一些实施方式中，所述机器人上安装有多个器械；所述多个器械分别安装在不同的机械臂上；所述基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述可就位空间范围，包括：根据各个器械的器械空间位姿和所述可就位空间范围分别确定各个器械的预设置位置；基于所述预设置位置之间的冲突关系调节各个器械的预设置位置得到目标就位位置；将各个器械移动至对应的目标就位位置上。
[0011]基于前述实施方式，所述根据各个器械的器械空间位姿和所述可就位空间范围分别确定各个器械的预设置位置，包括：根据所述器械的数量预先将所述可就位空间范围划分为对应数量的子空间区域；分别在各个子空间区域中确定对应器械的预设置位置。
[0012]在一些实施方式中，所述根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置，包括：接收机器人发送的机械臂安装器械的状态信息；基于所述状态信息确定待识别机械臂；从所述外部识别图像中确定所述待识别机械臂的关键点空间位置。
[0013]在一些实施方式中，所述根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置之前，还包括：获取所述机器人的型号参数；相应的，所述根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置，包括：基于所述型号参数，根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置。
[0014]在一些实施方式中，所述基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述可就位空间范围，包括：在检测到器械出现异常动作状态时，停止所述器械的移动；所述异常动作状态包括器械位姿超限、器械偏离移动路径、器械接触患者组织中的一种；基于所述器械的当前位置和可就位空间范围，重新规划所述器械的移动路径。
[0015]本说明书实施例还提出一种器械就位系统，包括机器人、外置光学平台和计算设备；所述机器人的机械臂上安装有内窥镜和器械；所述机器人通过控制机器臂的移动带动所述内窥镜和器械移动；所述内窥镜用于拍摄内窥镜采集图像；所述外置光学平台用于获取对应于所述机器人的外部识别图像；所述计算设备，用于获取所述内窥镜采集图像和外部识别图像；还用于执行以下步骤：根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置；基于所述关键点空间位置分别确定内窥镜空间位姿和器械空间位姿；结合所述内窥镜空间位姿和所述内窥镜采集图像确定可就位空间范围；基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述可就位空间范围。
[0016]本说明书实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，所述计算机程序/指令在被执行时实现上述器械就位方法。
[0017]由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，上述方法根据针对机器人所拍摄的外部识别图像确定机械臂的关键点空间位置，进而根据关键点空间位置确定出由机械臂所夹持的内窥镜和器械的空间位姿，之后根据内窥镜的空间位姿和内窥镜采集图像确定可就位空间范围，从而能够根据器械的空间位姿控制器械移动至所述可就位空间范围中。通过上述方法，保证了在术前将器械就位的安全性，避免了这一过程纯粹依赖用户实操经验的情况，提高了机器人的操作效率和精度，具有较高的实际应用价值。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本说明书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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，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。
[0019]图1为本说明书实施例一种器械就位系统的场景示意图；
[0020]图2为本说明书实施例一种器械就位的流程图；
[0021]图3为本说明书实施例一种机器人版本选择的界面示意图；
[0022]图4为本说明书实施例一种器械插入状态的界面示意图；
[0023]图5为本说明书实施例一种确定内窥镜坐标系下的安全点坐标的流程示意图；
[0024]图6为本说明书实施例一种针对不同器械划分子控件区域的示意图；
[0025]图7为本说明书实施例一种器械不同状态展示的界面示意图；
[0026]图8为本说明书实施例一种器械位姿矫正的流程示意图；
[0027]图9为本说明书实施例一种器械插拔状态的界面示意图；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种器械就位方法，其特征在于，包括：分别获取针对机器人所拍摄的外部识别图像和内窥镜所拍摄的内窥镜采集图像；所述内窥镜安装在所述机器人的机械臂上；所述机器人的其他机械臂上还安装有器械；根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置；基于所述关键点空间位置分别确定内窥镜空间位姿和器械空间位姿；结合所述内窥镜空间位姿和所述内窥镜采集图像确定可就位空间范围；基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述可就位空间范围。2.如权利要求1所述的器械就位方法，其特征在于，所述基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述可就位空间范围，包括：基于所述内窥镜采集图像在所述可就位空间范围中确定目标点；基于所述器械空间位姿控制所述器械移动至所述目标点。3.如权利要求1所述的器械就位方法，其特征在于，所述内窥镜包括双目内窥镜；所述结合所述内窥镜空间位姿和所述内窥镜采集图像确定可就位空间范围，包括：在所述内窥镜采集图像中确定安全点坐标；基于双目图像算法确定所述安全点坐标的深度；根据所述内窥镜空间位姿确定镜头空间位置；结合所述安全点坐标、安全点坐标的深度和所述镜头空间位置确定可就位空间范围。4.如权利要求1所述的器械就位方法，其特征在于，所述根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置，包括：接收手术机器人发送的机械臂安装器械的状态信息；基于所述状态信息确定待识别机械臂；从所述外部识别图像中确定所述待识别机械臂的关键点空间位置。5.如权利要求1所述的器械就位方法，其特征在于，所述根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置之前，还包括：获取所述机器人的型号参数；相应的，所述根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置，包括：基于所述型号参数，根据所述外部识别图像确定所述机械臂的关键点空间位置。6.如权利要求1所述的器械就位方法，其特征在于，所述机器人上安装有多个器械；所述多个器械分别安装在不同的机械臂上；所述基于所述器械空间...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
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：