用于调节计算机辅助系统的头枕的技术技术方案

本申请涉及用于调节计算机辅助系统的头枕的技术。用于调节计算机辅助系统的头枕的技术包括以下内容。计算机辅助系统包括：被配置为显示操作者可观看的图像的显示单元；耦接到显示单元的头枕，该头枕被配置为被操作者的头部接触；可操作以相对于显示单元移动头枕的致动器；头部输入传感器；以及可通信地耦接到致动器和头部输入传感器的控制单元。所述控制单元被配置为：基于由所述头部输入传感器获取的传感器数据来确定头部数据；至少基于所述头部数据、系统数据、基准和阻尼来确定命令的运动；以及基于所述命令的运动来命令致动器移动头枕。枕。枕。

【技术实现步骤摘要】
用于调节计算机辅助系统的头枕的技术


[0001]本公开一般涉及电子设备，并且更具体地，涉及调节计算机辅助系统的头枕。

技术介绍

[0002]计算机辅助电子系统的使用越来越频繁。在工业、娱乐、教育和其他设置中尤其如此。作为一个医疗示例，今天的医疗设施在手术室、介入室、重症监护病房、急诊室等中具有大量的电子设备阵列。这些电子设备中的许多可能能够自主或半自主运动。还已知人员使用位于用户控制系统处的一个或多个输入设备来控制电子设备的运动和/或操作。作为一个具体的示例，微创机器人远程手术系统允许外科医生在床边或远程位置对患者进行手术。远程手术通常指使用手术系统进行的手术，其中外科医生使用某种形式的远程控制，如伺服机构，来操纵手术器械的运动，而不是直接用手握住和移动器械。
[0003]当电子设备用于在工作部位执行任务时，一个或多个成像设备(例如，内窥镜)可以捕捉工作部位的图像，为正在监测和/或执行任务的操作者提供视觉反馈。(一个或多个)成像设备可以是可控的，以更新例如经由显示单元提供给操作者的工作部位的视图。显示单元可以具有透镜和/或视图屏。
[0004]为了使用显示单元，操作者可以将其头部靠在显示单元的头枕上，以便直接或通过一个或多个介入部件观看显示在显示单元的一个或多个视图屏上的图像。然而，当头枕调节不良时，操作者可能会感到不适、所显示图像的视图不令人满意、立体图像不能正确融合等。因此，操作者可能感到沮丧、眼睛疲劳、图像中物品的描述不准确等。
[0005]因此，需要改进用于调节计算机辅助系统的头枕的技术。

技术实现思路

[0006]根据一些实施例，一种计算机辅助系统包括：被配置为显示操作者可观看的图像的显示单元；耦接到显示单元的头枕，该头枕被配置为由操作者的头部接触；可操作以相对于显示单元移动头枕的致动器；头部输入传感器；以及控制单元，其可通信地耦接到致动器和头部输入传感器。所述控制单元被配置为：基于由所述头部输入传感器获取的传感器数据来确定头部数据，至少基于所述头部数据、系统数据、基准和阻尼来确定命令的运动，并且基于所述命令的运动来命令所述致动器移动所述头枕。
[0007]另一些实施例包括但不限于一个或多个非暂时性机器可读介质，包括多个机器可读指令，当由一个或多个处理器执行时，所述多个机器可读指令适于使一个或多个处理器执行本文公开的任何方法。
[0008]上述一般描述和以下详细描述本质上是示例性的和解释性的，并且旨在提供对本公开的理解，而不限制本公开的范围。在这方面，通过以下详细描述，本公开的附加方面、特征和优点对于本领域技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
[0009]图1是根据各种实施例的简化图，包括计算机辅助系统的示例。
[0010]图2是根据各种实施例的示例显示系统的透视图。
[0011]图3更详细地示出了根据各种实施例的图1的控制模块。
[0012]图4示出了根据各种实施例的用于在线性自由度(DOF)中调节计算机辅助系统的头枕的方法的简化图。
[0013]图5示出了根据各种实施例的在旋转DOF中调节计算机辅助系统的头枕的方法的简化图。
[0014]图6示出了根据各种实施例来控制显示单元的头枕的示例。
具体实施方式
[0015]说明专利技术方面、实施例、实施例或模块的本说明书和附图不应被视为限制性的——权利要求定义了受保护的专利技术。在不脱离本说明书和权利要求的精神和范围的情况下，可以进行各种机械的、组成的、结构的、电气的和操作的改变。在一些情况下，为了不混淆本专利技术，没有详细示出或描述众所周知的电路、结构或技术。两个或多个图中相同的数字表示相同或相似的元件。
[0016]在本说明书中，给出了描述与本公开一致的一些实施例的具体细节。为了提供对实施例的全面理解，提出了许多具体细节。然而，对于本领域技术人员来说，显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。本文所公开的具体实施例是为了说明而非限制。本领域技术人员可以实现其他元件，尽管这里没有具体描述，但这些元件在本公开的范围和精神内。此外，为了避免不必要的重复，与一个实施例相关联地示出和描述的一个或多个特征可以被结合到另一些实施例中，除非另有特别描述，或者如果一个或多个特征将使实施例不起作用。
[0017]此外，本说明书中的术语并非旨在限制本专利技术。例如，空间相对术语，如“下方”、“之下”、“下”、“之上”、“上”、“近侧”、“远侧”等，可用于描述一个元件或特征与另一元件或特征的关系，如图所示。除了图中所示的位置和取向之外，这些空间相对术语旨在包括元件或其操作的不同定位(即，位置)和取向(即，旋转放置)。例如，如果其中一个附图的内容被翻转，则被描述为在其他元件或特征“之下”或“下方”的元件然后将变为在其他元件或特征的“之上”或“上方”。因此，示例性术语“之下”可以包含之上和之下的位置和取向。设备可以以其他方式定向(旋转90度或以其他取向)，并且在此使用的空间相对描述符被相应地解释。同样，对沿着和围绕各种轴线的运动的描述包括各种特殊的元件位置和取向。此外，除非上下文另有说明，否则单数形式“a”、“an”和“the”也旨在包括复数形式。并且，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”等规定了所述特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤，操作、元件、部件和/或组。被描述为耦接的部件可以直接电耦接或机械耦接，或者它们可以经由一个或多个中间部件间接耦接。
[0018]参考一个实施例、实施例或模块详细描述的元件，在任何实际情况下，都可以包括在未具体显示或描述的另一些实施例、实施例例或模块中。例如，如果参考一个实施例详细描述了元件，而没有参考第二实施例描述，则该元件仍然可以被要求包括在第二实施方式
中。因此，为了避免在以下描述中不必要的重复，除非另有特别描述，或者除非一个或多个元件将使实施例或实施例不起作用，或者除非两个或多个元件提供冲突的功能，否则与一个实施例、实施例或应用相关联地示出和描述的一个或多个元件可以被结合到另一些实施例、实施例或方面中。
[0019]在某些情况下，没有详细描述众所周知的方法、程序、部件和电路，以免不必要地混淆实施例的各个方面。
[0020]本公开描述了计算机辅助系统和元件的各种设备、元件和部分在三维空间中的状态，通常用三个平移自由度和三个旋转自由度来描述。然而，应当理解，在一个或多个平移或旋转自由度对于特定特征不重要的情况下，这种特征可以利用关于物理元件的全三维空间信息来操作，或者利用具有较少自由度的较低维度信息来操作。如本文所用，并且对于具有运动链的设备，例如包括机械臂的可重新定位结构，术语“近侧”是指沿着运动链朝向设备的基座的方向，而“远侧”是指沿运动链远离基座的方向。
[0021]本公开的各方面是参考计算机辅助系统和设备进行描述的，这些系统和设备可以包括远程操作、远程控制、自主、半自本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算机辅助系统，包括：显示单元，所述显示单元被配置为显示操作者可观看的图像；头枕，所述头枕耦接到所述显示单元，所述头枕被配置成由所述操作者的头部接触；致动器，所述致动器可操作成相对于所述显示单元移动所述头枕；头部输入传感器；和控制单元，所述控制单元可通信地耦接到所述致动器和所述头部输入传感器，其中，所述控制单元被配置为：基于由所述头部输入传感器获取的传感器数据来确定头部数据，至少基于所述头部数据、基准和阻尼来确定命令的运动，以及基于所述命令的运动，命令所述致动器移动所述头枕。2.根据权利要求1所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于虚拟弹簧模型来确定所述命令的运动，并且包括从包括以下项的组中选择的至少一个参数：系统力或系统扭矩。3.根据权利要求2所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于从包括以下项的组中选择的至少一个参数来确定所述命令的运动：所述头枕的位置和所述头枕的取向。4.根据权利要求2所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于所述头枕的头枕位置与预定位置之间的差的单调函数来确定所述命令的运动。5.根据权利要求4所述的计算机辅助系统，其中，当所述差的值低于第一阈值时所述单调函数输出第一值，当所述差的值从所述第一阈值增加到第二阈值时所述单调函数从所述第一值增加到第二值，并且当所述差的值高于所述第二阈值时所述单调函数具有所述第二值。6.根据权利要求2所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于所述头枕的头枕取向与预定取向之间的差的单调函数来确定所述命令的运动。7.根据权利要求1所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于常数值来确定所述命令的运动。8.根据权利要求1所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于所述头枕的速度来确定所述阻尼。9.根据权利要求8所述的计算机辅助系统，其中，所述阻尼基于所述速度的方向而变化。10.根据权利要求9所述的计算机辅助系统，其中，当所述速度在第一方向上时所述阻尼的值大于当所述速度在第二方向上时所述阻尼的值。11.根据权利要求10所述的计算机辅助系统，其中在所述第一方向上的所述速度使所述头枕朝向所述显示单元移动，并且其中在所述第二方向上的所述速度将所述头枕移动远离所述显示单元。12.根据权利要求8所述的计算机辅助系统，其中，基于所述速度的大小来确定所述阻尼的大小。13.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于以下项来确定所述基准：
当所述计算机辅助系统进入人体工程学调节模式时，基于由所述头部输入传感器获取的传感器数据确定的第一头部数据；和与所述计算机辅助系统何时进入所述人体工程学调节模式相关联的第一系统数据。14.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元进一步被配置为：响应于所述头部数据和具有小于所述基准的值的值的系统数据的组合，减小所述基准的值。15.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于从包括以下项的组中选择的至少一个输入来确定人体工程学调节模式是否被激活：由手输入传感器检测到的对所述显示单元的手输入，以及基于由所述头部输入传感器获取的指示所述头部相对于所述头枕的接近度的传感器数据检测的所述头部数据。16.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中，为了...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：