力驱动和视觉驱动的腔镜视场调节混合控制方法和系统技术方案

技术编号:43634897 阅读:24 留言:0更新日期:2024-12-13 12:35
本发明专利技术提供一种力驱动和视觉驱动的腔镜视场调节混合控制方法、系统、存储介质和电子设备,涉及腔镜视场调节领域。本发明专利技术将通过集成触觉手柄捕获的交互力/力矩、基于视觉信息生成的虚拟力/力矩,以及预设的粘性力/力矩,同时集成到具有创口点约束的持镜动力学模型中,生成腔镜扶持机器人的运动,以混合控制调节腔镜视场。该方法消除了腔镜视野调整过程中频繁切换控制模式的需要,能够同时实现视觉追踪和触觉交互引导,兼顾采用视觉驱动进行连续视场调节,以及采用力驱动进行大规模视场调节。此外,还可通过集成触觉手柄上的握力调节交互力/力矩的增益,使医生误触产生的相互作用力不会使腔镜扶持机器人移动,保证了医生操作的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及腔镜视场调节领域,具体涉及一种力驱动和视觉驱动的腔镜视场调节混合控制方法、系统、存储介质和电子设备。


技术介绍

1、腔镜扶持机器人可以提高微创手术可视化的稳定性和准确性。

2、例如,专利cn107440748a公开了一种手术野智能化自动跟踪腔镜系统,包括全自动云台、控制手柄、摄像照明单元、视频处理器及显示器;全自动云台的一端固定于控制手柄上,摄像照明单元固定于全自动云台的另一端上,摄像照明单元包括固定框架以及设置于固定框架内的光源及摄像头,视频处理器与显示器、全自动云台及摄像头相连接。

3、再如,专利cn113143461a提供一种人机协同的微创内窥镜持镜机器人系统。通过获取内窥镜视图和机器人位姿;获取机器人各关节状态,并根据机器人正向运动学原理求解内窥镜相机位姿;采用yolov3算法检测内窥镜视图中的手术器械尖端位置;基于视图中每一个手术器械尖端位置,获取手术器械尖端到视图中心点的距离;基于手术器械尖端位置、手术器械尖端到视图中心点的距离和相机参数获取视觉追踪向量;获取内窥镜插入体内距离约束向量;基于视觉追踪向量和内本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种力驱动和视觉驱动的腔镜视场调节混合控制方法,其特征在于,基于腔镜扶持机器人,所述腔镜扶持机器人包括集成触觉手柄、末端执行器和机械臂;方法包括:

2.如权利要求1所述的腔镜视场调节混合控制方法,其特征在于,构建四自由度的腔镜扶持机器人动力学模型,包括:

3.如权利要求2所述的腔镜视场调节混合控制方法,其特征在于,所述集成触觉手柄包括力/力矩传感器和柔性传感器阵列,则所述交互力/力矩的构建过程包括:

4.如权利要求3所述的腔镜视场调节混合控制方法,其特征在于,所述虚拟力/力矩的计算过程如下:

5.如权利要求4所述的腔镜视场调节混合控制方...

【技术特征摘要】

1.一种力驱动和视觉驱动的腔镜视场调节混合控制方法,其特征在于,基于腔镜扶持机器人,所述腔镜扶持机器人包括集成触觉手柄、末端执行器和机械臂;方法包括:

2.如权利要求1所述的腔镜视场调节混合控制方法,其特征在于,构建四自由度的腔镜扶持机器人动力学模型,包括:

3.如权利要求2所述的腔镜视场调节混合控制方法,其特征在于,所述集成触觉手柄包括力/力矩传感器和柔性传感器阵列,则所述交互力/力矩的构建过程包括:

4.如权利要求3所述的腔镜视场调节混合控制方法,其特征在于,所述虚拟力/力矩的计算过程如下:

5.如权利要求4所述的腔镜视场调节混合控制方法,其特征在于,所述粘性力/力矩的计算过程如下:

【专利技术属性】
技术研发人员:李霄剑方进李玲莫杭杰肖夕林郭鹏昕
申请(专利权)人:合肥工业大学
类型:发明
国别省市:

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