【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及计算机辅助装置的远程操作，并且更具体地涉及用于使用受约束代理来遵循输入装置的命令的技术。
技术介绍
1、计算机辅助系统通常用于远程操作地控制装置以在工作空间(例如，医疗示例中的患者的内部解剖体)中执行程序。在示例性远程操作系统中，操作者站处的操作者操纵主导者装置(例如，被配置为接受用于遵循者装置的命令的输入装置)，该主导者装置被转换为遵循者装置(例如，被配置为遵循主导者装置的操纵器系统、具有或不具有被支撑器械的可重新定位结构)在工作空间中的运动。在示例中，为了改善系统的可用性，主导者装置相对于操作者参考系(例如，操作者解剖体的一部分(诸如操作者的眼睛、头部或躯干)的参考系；被配置为向操作者显示工作空间图像的显示单元的一部分等的参考系)的运动用于确定遵循者装置相对于捕获显示在显示装置上的图像的成像装置的对应运动命令。
2、远程操作装置执行命令运动(例如，执行远程操作遵循者类型装置的命令运动以遵循从主导者装置的运动导出的命令)的能力受到实际约束。在一些示例中，远程操作装置可能受到诸如致动器、连杆和关节的部件的运动限制，诸如运动范围限制、运动学限制、加速度限制、速度限制、电流限制、电压限制、功率限制、负载限制等。在一些示例中，可以基于遵循者装置的物理设计、材料选择、所使用的部件和/或当前方位、物理配置和/或取向来约束远程操作装置。例如，当遵循者装置处于某些姿态(其中姿态指的是方位、取向、或方位和取向)和/或物理配置时，遵循者装置能够准确且快速地遵循主导者装置的命令运动。然而，当遵循者装置处于其中遵循者装置的
3、在某些条件下，对遵循者装置的这些实际约束可能限制遵循者装置如期望的那样准确地或快速地遵循主导者装置的命令的能力。例如，遵循者装置响应于命令运动的运动可以以更慢的速度或可由独立的人类感官检测到或使人类操作者烦恼的偏差发生。作为主导者-遵循者示例，遵循者装置可能具有进行与主导者装置相同量的运动、与主导者装置一样快地移动、或在给定主导者装置的移动的情况下如期望的那样准确地移动的有限能力。
4、因此，用于远程操作系统的遵循者装置遵循主导者装置的命令的改进技术是期望的。用于使用受约束代理遵循输入装置的命令的技术包括具有输入控件、功能结构和处理系统的计算机辅助装置。功能结构被配置为包括可重新定位结构，并且可重新定位结构被配置为支撑器械。处理系统被配置为从输入控件接收移动命令，基于移动命令和代理约束来更新代理的姿态，并且使功能结构基于代理的更新的姿态来移动。代理约束限制代理的可能姿态。
技术实现思路
1、根据一些实施例，一种计算机辅助装置包括输入控件、功能结构和处理系统。所述功能结构被配置为包括可重新定位结构，并且所述可重新定位结构被配置为支撑器械。所述处理系统被配置为从所述输入控件接收移动命令，基于所述移动命令和代理约束来更新代理的姿态，以及使所述功能结构基于所述代理的更新姿态来移动。所述代理约束限制所述代理的可能姿态。
2、根据一些实施例，一种由处理系统执行的方法包括从计算机辅助装置的输入控件接收移动命令，基于所述移动命令和代理约束来更新代理的姿态，以及引起所述计算机辅助装置的功能结构基于所述代理的更新姿态来移动。所述代理约束限制所述代理的可能姿态。
3、根据一些实施例，一种或多种非暂时性机器可读介质包括多个机器可读指令，所述多个机器可读指令在由一个或多个处理器执行时适于使所述一个或多个处理器执行本文所述的任何方法。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种计算机辅助装置，其包括：
2.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中：
3.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束通过以下来限制所述代理的所述可能姿态：在至少一个自由度中定义所述代理的所述更新姿态与所述功能结构的对应姿态之间的最大可允许距离。
4.根据权利要求3所述的计算机辅助装置，其中所述最大可允许距离基于所述功能结构的运动被限制的程度。
5.根据权利要求3所述的计算机辅助装置，其中所述最大可允许距离基于所述功能结构的所述姿态与所述功能结构具有降低的移动能力的区域之间的距离。
6.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束通过以下来限制所述代理的所述可能姿态：
7.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束进一步基于所述功能结构的姿态来定义。
8.根据权利要求7所述的计算机辅助装置，其中进一步基于所述功能结构的所述姿态来定义所述代理约束包括：基于所述功能结构的所述姿态来定义所述代理约束的大小或形状。
9.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，
10.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了更新所述代理的姿态，所述处理系统被配置为基于所述代理的先前姿态、所述输入控件的速度以及所述计算机辅助装置的两个机器步骤之间的时间段的函数来确定中间姿态。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了更新所述代理的姿态，所述处理系统被配置为基于所述功能结构的先前姿态和约束项的函数来确定所述代理的姿态。
12.根据权利要求11所述的计算机辅助装置，其中所述约束项是所述代理的无约束姿态与所述功能结构的先前姿态之间的差的函数。
13.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了使所述功能结构移动，所述处理系统被配置为基于所述代理的速度、所述代理的先前姿态和所述功能结构的先前姿态的函数来确定所述功能结构的速度。
14.根据权利要求13所述的计算机辅助装置，其中所述函数包括所述代理的速度与所述代理的所述先前姿态和所述功能结构的所述先前姿态的差的加权和。
15.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了使所述功能结构移动，所述处理系统被配置为基于所述功能结构的先前姿态、所述功能结构的目标速度以及所述计算机辅助装置的两个机器步骤之间的时间段的函数来确定所述功能结构的姿态。
16.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着从所述功能结构在一个方向上延伸的第一自由度约束所述代理的所述姿态。
17.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着从所述功能结构在两个相反方向上延伸的第一自由度约束所述代理的所述姿态。
18.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着第一自由度和沿着第二自由度约束所述代理的所述姿态。
19.根据权利要求18所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着所述第一自由度和所述第二自由度均等地约束所述代理的所述姿态。
20.根据权利要求18所述的计算机辅助装置，其中沿着所述第一自由度的第一约束独立于沿着所述第二自由度的第二约束。
21.根据权利要求18所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束包括沿着所述第一自由度与沿着所述第二自由度不同的量约束所述代理的所述姿态的约束。
22.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着第一自由度、第二自由度和第三自由度约束所述代理的所述姿态。
23.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着两个或更多个自由度的组合约束所述代理的所述姿态。
24.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中：
25.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述器械可移除地附接到所述可重新定位结构。
26.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述器械永久地附接到所述可重新定位结构。
27.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了基于所述移动命令和所述代理约束来更新所述代理的所述姿态，所述处理系统被配置为：
28.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了使所述功能结构基于所述代理的更新姿态移动，所述处理系统被配置为：
29.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种计算机辅助装置，其包括：
2.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中：
3.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束通过以下来限制所述代理的所述可能姿态：在至少一个自由度中定义所述代理的所述更新姿态与所述功能结构的对应姿态之间的最大可允许距离。
4.根据权利要求3所述的计算机辅助装置，其中所述最大可允许距离基于所述功能结构的运动被限制的程度。
5.根据权利要求3所述的计算机辅助装置，其中所述最大可允许距离基于所述功能结构的所述姿态与所述功能结构具有降低的移动能力的区域之间的距离。
6.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束通过以下来限制所述代理的所述可能姿态：
7.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束进一步基于所述功能结构的姿态来定义。
8.根据权利要求7所述的计算机辅助装置，其中进一步基于所述功能结构的所述姿态来定义所述代理约束包括：基于所述功能结构的所述姿态来定义所述代理约束的大小或形状。
9.根据权利要求1所述的计算机辅助装置，其中所述计算机辅助装置是医疗装置。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了更新所述代理的姿态，所述处理系统被配置为基于所述代理的先前姿态、所述输入控件的速度以及所述计算机辅助装置的两个机器步骤之间的时间段的函数来确定中间姿态。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了更新所述代理的姿态，所述处理系统被配置为基于所述功能结构的先前姿态和约束项的函数来确定所述代理的姿态。
12.根据权利要求11所述的计算机辅助装置，其中所述约束项是所述代理的无约束姿态与所述功能结构的先前姿态之间的差的函数。
13.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了使所述功能结构移动，所述处理系统被配置为基于所述代理的速度、所述代理的先前姿态和所述功能结构的先前姿态的函数来确定所述功能结构的速度。
14.根据权利要求13所述的计算机辅助装置，其中所述函数包括所述代理的速度与所述代理的所述先前姿态和所述功能结构的所述先前姿态的差的加权和。
15.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了使所述功能结构移动，所述处理系统被配置为基于所述功能结构的先前姿态、所述功能结构的目标速度以及所述计算机辅助装置的两个机器步骤之间的时间段的函数来确定所述功能结构的姿态。
16.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着从所述功能结构在一个方向上延伸的第一自由度约束所述代理的所述姿态。
17.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着从所述功能结构在两个相反方向上延伸的第一自由度约束所述代理的所述姿态。
18.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着第一自由度和沿着第二自由度约束所述代理的所述姿态。
19.根据权利要求18所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着所述第一自由度和所述第二自由度均等地约束所述代理的所述姿态。
20.根据权利要求18所述的计算机辅助装置，其中沿着所述第一自由度的第一约束独立于沿着所述第二自由度的第二约束。
21.根据权利要求18所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束包括沿着所述第一自由度与沿着所述第二自由度不同的量约束所述代理的所述姿态的约束。
22.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着第一自由度、第二自由度和第三自由度约束所述代理的所述姿态。
23.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述代理约束沿着两个或更多个自由度的组合约束所述代理的所述姿态。
24.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中：
25.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述器械可移除地附接到所述可重新定位结构。
26.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中所述器械永久地附接到所述可重新定位结构。
27.根据权利要求1至9中任一项所述的计算机辅助装置，其中为了基于所述移动命令和所述代理约束来更新所述代理的所述姿态，所述处理系统被配置为：
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【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·乌尔塔斯，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：
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