[发明专利]手术环境的构建方法、机器人控制方法和系统

说明书

本申请涉及一种手术环境的构建方法、机器人控制方法和系统。所述方法包括：建立数据采集设备与手术机器人之间的相对位置关系；通过所述数据采集设备对所述手术环境进行多次数据采集，得到所述手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据；根据所述数据采集设备与手术机器人之间的相对位置关系和所述手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据，确定所述手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据；根据所述手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据，构建所述手术环境在机器人坐标系下的整体环境数据；其中，所述整体环境数据包括所述手术环境中多个对象的空间位置。采用本方法能够避免手术机器人的机械臂发生碰撞。

技术领域

本申请涉及手术机器人技术领域，特别是涉及一种手术环境的构建方法、机器人控制方法和系统。

背景技术

机器人手术系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体，在世界微创外科领域是当之无愧的革命性外科手术工具。

相关技术中，手术机器人的机器臂末端安装有手术工具，医生远离手术台操纵手术机器人的机器臂，使得手术工具可以在患者身体上切开的微小创口，并探入患者身体内对病灶进行手术操作。

但是，手术机器人通常具有多个机械臂，因此，如何避免多个机械臂在运动过程中互相碰撞或者与手术台、患者发生碰撞，就成为了亟待解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够避免手术机器人的多个机械臂在运动过程中发生碰撞的手术环境的构建方法、机器人控制方法和系统。

一种手术环境的构建方法，该方法包括：

建立数据采集设备与手术机器人之间的相对位置关系；

通过数据采集设备对手术环境进行多次数据采集，得到手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据；

根据数据采集设备与手术机器人之间的相对位置关系和手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据，确定手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据；

根据手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据，构建手术环境在机器人坐标系下的整体环境数据；其中，整体环境数据包括手术环境中多个对象的空间位置。

在其中一个实施例中，上述通过数据采集设备对手术环境进行多次数据采集，得到手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据，包括：

通过数据采集设备对手术环境进行第一次数据采集，得到采集设备坐标系下的第一个部分环境数据；数据采集设备在对手术环境进行第一次数据采集时的位姿与建立相对位置关系时的位姿相同；

对数据采集设备进行多次位姿调整，并在每次调整后通过数据采集设备进行数据采集，得到手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据。

在其中一个实施例中，上述根据数据采集设备与手术机器人之间的相对位置关系和手术环境在采集设备坐标系下的多个部分环境数据，确定手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据，包括：

根据每相邻两个采集设备坐标系下的部分环境数据，确定数据采集设备每次调整的位姿变化信息；

根据相对位置关系和数据采集设备每次调整的位姿变化信息确定数据采集设备每次调整后在机器人坐标系下的位姿；

根据数据采集设备每次调整后在机器人坐标系下的位姿对相应的采集设备坐标系下的部分环境数据进行变换处理，得到手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据。

在其中一个实施例中，上述根据手术环境在机器人坐标系下的多个部分环境数据，构建手术环境在机器人坐标系下的整体环境数据，包括：

在每次数据采集后，对已获得的机器人坐标系下的多个部分环境数据进行拼接处理得到拼接环境数据；