[发明专利]用于分析任务轨迹的方法和系统

权利要求书

1.一种用于分析抽样任务轨迹的计算机实现的方法，包括：

利用一个或多个计算机获得所述抽样任务轨迹中仪器的位置信息；

利用所述一个或多个计算机获得所述抽样任务轨迹中所述仪器的姿势信息；

利用所述一个或多个计算机将所述抽样任务轨迹的所述位置信息和姿势信息与参考任务轨迹的参考位置信息和参考姿势信息进行比较；

利用所述一个或多个计算机基于所述比较确定所述抽样任务轨迹的技能评估；以及

利用所述一个或多个计算机输出针对所述抽样任务轨迹确定的技能评估。

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述抽样任务轨迹包括在手术任务期间所述仪器的轨迹，其中，所述仪器包括手术机器人的仿真手术仪器。

3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，姿势信息表示所述仪器的转体信息、俯仰信息和偏转信息。

4.根据权利要求3所述的计算机实现的方法，其中，使用以下至少一个来表示所述仪器的所述姿势信息：

在传统齐次变换框架中的位置向量和旋转矩阵；

以标准轴线角表示的三个姿势角度和三个位置向量元素；或者

螺旋轴表示。

5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，对所述位置信息进行比较包括：

将所述仪器的所述位置信息和所述仪器的所述姿势信息从基于包括所述仪器的机器人的摄像机的抽样任务轨迹中的摄像机视图的坐标系统转换到以下之中的至少一个：

基于所述参考任务轨迹的坐标系统；或者

基于世界空间的坐标系统。

6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，所述比较包括：

计算在所述抽样任务轨迹期间由沿所述仪器的仪器轴的线条跨越的表面面积；以及

将计算的表面面积与所述参考任务轨迹期间跨越的对应的表面面积进行比较。

7.根据权利要求6所述的计算机实现的方法，其中，计算所述表面面积包括生成由以下列之中的一个或多个所抽样的所述线条限定的连续的四边形的面积的和：

时间间隔；

等仪器尖端距离；或

等角度或姿势间隔。

8.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，获得所述位置信息和所述姿势信息包括基于检测所述位置信息和所述姿势信息的重要性或者任务相关性，过滤所述位置信息和姿势信息。

9.根据权利要求8所述的计算机实现的方法，其中，基于以下至少一个，检测重要性或者任务相关性：

检测所述抽样任务轨迹的位于视野之外的部分；或者

识别所述抽样任务轨迹的与任务不相关的部分。

10.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，确定技能评估包括基于所述比较，将所述抽样任务轨迹分类为手术机器人用户的二元技能分类。

11.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，还包括：

获得所述抽样任务轨迹中所述仪器的速度信息；以及

获得所述抽样轨迹中所述仪器的夹具角度信息，

其中，对所述位置信息和所述姿势信息进行比较还包括将所述速度信息和夹具角度信息与用于所述参考任务轨迹的仪器的参考速度信息和参考夹具角度信息进行比较。

12.一种用于分析抽样任务轨迹的系统，包括：

控制器，其被配置为从所述抽样任务轨迹的仪器的用户接收运动输入；

显示器，其被配置为基于所接收运动输入来输出视图；

处理器，其被配置为：

基于所述接收运动输入获得所述抽样任务轨迹中所述仪器的位置信息；

基于所述接收运动输入获得所述抽样任务轨迹中所述仪器的姿势信息；

将所述抽样任务轨迹的所述位置信息和所述姿势信息与参考任务轨迹的参考位置信息和参考姿势信息进行比较；

基于所述比较确定所述抽样任务轨迹的技能评估；以及

输出所述技能评估。

13.一种分析系统，还包括：

仿真器，其被配置为基于所接收运动输入在手术任务期间仿真所述抽样任务轨迹，并且基于所述抽样任务轨迹仿真所述视图。