一种位姿数据的修正方法以及电子设备与流程

本发明涉及手术机器人控制的，具体涉及一种位姿数据的修正方法以及电子设备。

背景技术：

1、手术机器人是一种集成了机械臂、三维成像和控制系统的医疗设备。手术机器人能够在医生的控制下，进行更精确、更微创的操作。

2、现有的手术机器人的末端工具的运动控制方法，存在易对患者造成伤害的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种位姿数据的修正方法以及电子设备，以解决相关技术中，现有的手术机器人的末端工具的运动控制方法，易对患者造成伤害的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供了一种位姿数据的修正方法，所述方法包括：

4、当检测到满足预设的触发条件时，基于预设的运动控制算法，生成第一位姿数据；其中，所述第一位姿数据是表示机械臂末端工具的初始目标位姿数据；

5、基于所述初始目标位姿数据与所述预设点的空间矢量关系，修正所述第一位姿数据，得到第二位姿数据；其中，所述第二位姿数据是满足于第一约束条件和第二约束条件的位姿数据；其中，所述第一约束条件是能够使得末端工具避免过度旋转，进而防止末端工具侵害被保护物的约束条件；所述第二约束条件是能使得末端工具避免过度深入，进而防止末端工具侵害被保护物的约束条件。

6、第二方面，本发明提供了一种电子设备，包括：存储器，以及与所述存储器通信连接的一个或多个处理器；所述存储器中存储有可被所述一个或多个处理器执行的指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行，以使所述一个或多个处理器实现上述的方法。

7、有益效果：

8、本发明通过引入动态双重约束机制，显著降低了手术机器人末端工具在操作过程中对患者造成伤害的风险。具体地，当检测到满足预设触发条件时，基于初始目标位姿数据与预设点的空间矢量关系，实时修正工具运动轨迹，使其同时满足旋转角度约束与操作深度约束；第一约束条件通过限制工具轴线与预设矢量的最大偏离角，确保末端工具绕远心不动点（预设点）的旋转范围受控，避免因过度旋转导致切口处组织撕裂或器械侧向偏移；第二约束条件通过设定工具末端至远心不动点的最大允许距离，精准限制末端工具的侵入深度，防止操作过深损伤体内器官或者血管。

1.一种位姿数据的修正方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的触发条件包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始目标位姿数据指示有空间中存在的初始目标点；所述第一约束条件包括约束末端工具的轴向矢量与预设矢量的最大偏离角的约束条件，所述第二约束条件包括约束末端工具的末端至预设点的最大距离的约束条件；其中，所述末端工具的轴向矢量是表示末端工具靠近机械臂的一端至远离机械臂的一端的矢量；

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始目标位姿数据指示有空间中存在的初始目标点；所述第一约束条件包括约束末端工具的轴向矢量与预设矢量的最大偏离角的约束条件，所述第二约束条件还包括约束末端工具在被旋转至不同的旋转角度的情况下，末端工具的末端至预设点的动态最大距离的约束条件；其中，所述末端工具的轴向矢量是表示末端工具靠近机械臂的一端至远离机械臂的一端的矢量；

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述数值区间包括第一数值区间、第二数值区间、第三数值区间和第四数值区间；其中，所述第一数值区间是表示零度至最大偏离角角度的数值区间、第二数值区间是表示最大偏离角角度至九十度的数值区间、第三数值区间是表示九十度至一百八十度减去最大偏离角的数值区间，所述第四数值区间是表示一百八十度减去最大偏离角至一百八十度的数值区间；

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基底区域为平面、曲面、至少存在部分平面的不规则表面或者是至少存在部分曲面的不规则表面。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述基底区域为圆形状的平面，所述约束空间为圆锥状的情况下，所述将预设点指向初始目标点的矢量投影至约束空间的边界表面，得到投影后的位置点的位姿数据的步骤，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述判断判断中间位姿数据是否满足第二约束条件的步骤，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在不满足的情况下，使用第二约束条件对中间位姿数据执行修正，得到第二位姿数据的步骤，包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括：