用于基于输入设备进行远程操作并控制该输入设备的位置的系统和方法与流程

本发明总体上提供改进的计算机辅助设备、系统和方法。

背景技术：

1、计算机辅助系统能够用于在工作部位处执行任务。例如，计算机辅助系统可以包括手持式电动工具组件。作为另一示例，计算机辅助系统可以包括操纵器系统，该操纵器系统可以包括一个或多个操纵器臂以操纵用于执行任务的器械。

2、示例计算机辅助系统包括工业和娱乐操纵器系统。示例计算机辅助系统还包括在诊断、非手术治疗、手术治疗等程序（procedures）中使用的医疗操纵器系统。

3、一些计算机辅助系统包括用户输入系统，每个用户输入系统包括一个或多个输入设备。这些输入设备允许用户命令和控制诸如操纵器系统的计算机辅助系统的各个方面的移动。通常，用户对基于手的输入设备的操作是通过用户的手接触和操纵输入设备来执行的。

4、输入设备能够控制各种类型的机构和器械的功能。示例包括由被铰接以执行各种程序的计算机辅助系统支撑的器械。例如，计算机辅助系统能够使用各种类型的医疗器械来执行微创手术程序，其中由操纵控制输入设备的用户远程操作医疗器械。

5、因此，期望改进计算机辅助系统的远程操作。

技术实现思路

1、应当理解，前述概念和下面讨论的附加概念可以以任何合适的组合来布置，因为本公开在此方面不受限制。此外，当结合附图考虑时，本公开的其它优点和新颖特征将从各种非限制性实施例的以下详细描述变得明显。

2、一般而言，本文公开的实施例涉及计算机辅助系统，其包括被配置成由用户操纵的输入设备、驱动输入设备的一个或多个致动器以及操纵器系统。输入设备使用一个或多个致动器在一个或多个自由度中可致动。操纵器系统被配置成支撑一个或多个器械。该系统还包括控制系统，该控制系统通信地耦接到输入设备和操纵器系统。控制系统被配置成：确定由操纵器系统支撑的器械的器械类型，至少部分地基于器械的器械类型来确定输入设备的第一配置，并且使一个或多个致动器将输入设备驱动至其第一配置。

3、一般而言，本文公开的实施例涉及一种用于控制计算机辅助系统的方法。该方法由计算机辅助系统的控制系统执行。该方法包括：确定由计算机辅助系统的操纵器系统支撑的器械的器械类型；至少部分地基于器械的器械类型来确定用于计算机辅助系统的输入设备的第一配置，其中输入设备被配置成由用户操纵，并且该计算机辅助系统还包括一个或多个致动器以在一个或多个自由度中驱动输入设备；以及使所述一个或多个致动器将输入设备驱动至其第一配置。

4、一般而言，本文公开的实施例涉及具有由与计算机辅助系统相关联的一个或多个处理器执行的多个机器可读指令的非暂时性机器可读介质。多个机器可读指令使一个或多个处理器执行包括以下内容的方法：确定由计算机辅助系统的操纵器系统支撑的器械的器械类型；至少部分地基于器械的器械类型确定计算机辅助系统的输入设备的第一配置，其中输入设备被配置成由用户操纵，并且计算机辅助系统还包括一个或多个致动器以在一个或多个自由度中驱动输入设备；以及使所述一个或多个致动器将输入设备驱动至其第一配置。

5、本发明的其它方面将从以下描述和所附权利要求中变得明显。

1.一种计算机辅助系统，包括：

2.根据权利要求1所述的计算机辅助系统，进一步包括：

3.根据权利要求1所述的计算机辅助系统，

4.根据权利要求1所述的计算机辅助系统，

5.根据权利要求4所述的计算机辅助系统，其中所述输入设备握持自由度中的所述初始位置基于所述器械类型来确定。

6.根据权利要求4所述的计算机辅助系统，

7.根据权利要求6所述的计算机辅助系统，

8.根据权利要求7所述的计算机辅助系统，

9.根据权利要求8所述的计算机辅助系统，其中所述输入设备的所述对准位置远程操作地对应于所述器械的所述观测位置。

10.根据权利要求8所述的计算机辅助系统，

11.根据权利要求6所述的计算机辅助系统，

12.根据权利要求11所述的计算机辅助系统，

13.根据权利要求11所述的计算机辅助系统，其中

14.根据权利要求6所述的计算机辅助系统，

15.根据权利要求14所述的计算机辅助系统，

16.根据权利要求15所述的计算机辅助系统，

17.根据权利要求4至16中任一项所述的计算机辅助系统，

18.一种用于控制计算机辅助系统的方法，所述方法由所述计算机辅助系统的控制系统执行并且包括：

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

20.根据权利要求18所述的方法，

21.根据权利要求18所述的方法，

22.根据权利要求21所述的方法，其中基于所述器械类型来确定所述输入设备握持自由度中的所述初始位置。

23.权利要求21所述的方法，

24.根据权利要求23所述的方法，

25.根据权利要求24所述的方法，

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述输入设备的所述对准位置远程操作地对应于所述器械的所述观测位置。

27.根据权利要求25所述的方法，进一步包括：

28.根据权利要求23所述的方法，

29.根据权利要求28所述的方法，进一步包括：

30.根据权利要求28所述的方法，其中

31.根据权利要求23所述的方法，

32.根据权利要求31所述的方法，进一步包括：

33.权利要求32所述的方法，

34.权利要求21至33中任一项所述的方法，

35.一种非暂时性机器可读介质，其包括由与计算机辅助系统相关联的一个或多个处理器执行的多个机器可读指令，所述多个机器可读指令使所述一个或多个处理器执行根据权利要求18至34中任一项所述的方法。