[发明专利]手术机器人及其控制方法、控制装置

权利要求书

1.一种手术机器人，其特征在于，所述手术机器人具有操作臂和控制器，所述操作臂包括相机臂及手术臂，所述相机臂具有相机，所述相机的参数可调，所述控制器与所述操作臂耦接，并被配置成执行：

根据相机的参数获取所述相机臂的可视区域；

获取所述手术臂当前位于所述可视区域内的目标部位，包括：

获取所述手术臂可被配置成所述目标部位的特征部位；

判断所述特征部位当前是否位于所述可视区域内；

令判断出当前位于所述可视区域内的所述特征部位为第一部位，获取所述手术臂的模型图像；

生成含有所述模型图像的配置界面，并在所述模型图像上对应所述第一部位的位置生成含有关联于可供配置成所述目标部位的特征部位的控件；

获取医生通过输入部绘制的至少覆盖模型图像中部分特征部位的封闭的图形，进而将该图形内含有的所有第一部位全部作为目标部位；

基于所述可视区域限定所述目标部位在所述可视区域内运动；

基于所述可视区域限定所述目标部位在所述可视区域内运动的步骤之前，还包括：

获取配置的至少部分位于所述可视区域外的扩大运动区域；

基于所述可视区域和所述扩大运动区域调节所述相机的参数生成新可视区域以覆盖所述可视区域及所述扩大运动区域，所述相机的参数包括焦距及光圈，所述焦距与视场角相关，所述光圈与景深相关。

2.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，获取所述相机臂的可视区域的步骤包括：

实时获取所述相机臂当前被配置的相机参数；

根据所述相机参数获得所述可视区域。

3.根据权利要求2所述的手术机器人，其特征在于，所述相机参数包括视场角及景深，根据所述相机参数获得所述可视区域的步骤包括：

基于所述视场角和所述景深获得所述可视区域。

4.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，判断所述特征部位当前是否位于所述可视区域内的步骤包括：

获取所述相机臂采集的所述可视区域的操作图像；

识别所述特征部位是否位于所述操作图像内；

在所述特征部位位于所述操作图像内时，判断出所述特征部位位于所述可视区域内。

5.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，判断所述特征部位当前是否位于所述可视区域内的步骤包括：

获取所述手术臂的运动学模型及所述手术臂中各关节的关节变量；

结合所述运动学模型及所述关节变量确定所述特征部位在参考坐标系的位置；

转换所述可视区域为在参考坐标系的位置范围；

判断所述特征部位的位置是否位于所述位置范围内；

在所述特征部位位于所述位置范围内时，判断出所述特征部位位于所述可视区域内。

6.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，所述模型图像是所述手术臂的投影图像或计算机模型图像。

7.根据权利要求1所述的手术机器人，其特征在于，基于所述可视区域限定所述目标部位在所述可视区域内运动的步骤包括：

判断所述目标部位是否达到所述可视区域的边界；

判断出所述目标部位达到所述可视区域的边界时，判断所述目标部位下一时刻的运动方向是否朝向所述可视区域外；

判断出所述目标部位下一时刻的运动方向朝向所述可视区域外时，禁止所述目标部位朝向所述可视区域外运动。

8.根据权利要求7所述的手术机器人，其特征在于，禁止所述目标部位朝向所述可视区域外运动包括禁止所述目标部位朝向所述可视区域外运动或禁止所述手术臂运动。

9.根据权利要求7所述的手术机器人，其特征在于，判断所述目标部位是否达到所述可视区域的边界的步骤包括：

获取所述相机臂采集的所述可视区域的操作图像；

识别所述目标部位是否达到所述操作图像的边缘；

在所述目标部位达到所述操作图像的边缘时，判断出所述目标部位达到所述可视区域的边界。