[发明专利]一种医疗用精准定位控制装置

权利要求书

1.一种医疗用精准定位控制装置，其特征在于，所述装置包括用于感知用户操作的感知机械臂、响应于用户操作而运动的执行机械臂、用于观察手术情形的视觉模块、显示器、输入控制器和综合控制模块，所述感知机械臂、执行机械臂、视觉模块、显示器和输入控制器均与所述综合控制模块通讯连接；所述视觉模块与所述显示器通讯连接；在所述感知机械臂和所述执行机械臂的末端分别设置有第一末端执行器和第二末端执行器。

2.根据权利要求1所述的一种医疗用精准定位控制装置，其特征在于：

所述视觉模块包括CCD摄像头、精准定位用球机、精准定位用枪机、主显微用摄像模块和副显微用摄像模块；所述视觉模块还包括精准定位控制器和立体图像生成器，所述精准定位用球机和精准定位用枪机均与所述精准定位控制器通讯连接，所述主显微用摄像模块和副显微用摄像模块均与所述立体图像生成器通讯连接。

3.根据权利要求2所述的一种医疗用精准定位控制装置，其特征在于：

所述CCD摄像头安装于主显微镜附加的弧形导轨上以实现手术全局视场图像的采集；

所述精准定位用球机用于拍摄手术全景，并将拍摄到的图像传输至精准定位控制器以使得所述精准定位控制器能够获取所述第二末端执行器所在具体位置；

所述精准定位用枪机用于获取所述第二末端执行器所在具体位置，根据所述具体位置调整姿态拍摄所述第二末端执行器的工作场景；

所述CCD摄像头和所述精准定位用枪机采集到的数据被传输至所述显示器以图像形式进行显示；

所述主显微用摄像模块包括主显微摄像机和第一放大镜，所述主显微摄像机与主显微镜的输出光路相连，所述主显微摄像机得到的图像经过所述第一放大镜被输出值所述立体图像生成器；

所述副显微用摄像模块包括副显微摄像机和第二放大镜，所述副显微摄像机与副显微镜的输出光路相连，所述副显微摄像机得到的图像经过所述第二放大镜被输出值所述立体图像生成器；

所述立体图像生成器根据所述主显微用摄像模块和副显微用摄像模块输出的数据生成立体图像，并将所述立体图像传输至显示器。

4.根据权利要求3所述的一种医疗用精准定位控制装置，其特征在于：

所述精准定位控制器包括：

获取模块，用于获取所述精准定位用球机拍摄到的图像；

预处理模块，用于对所述图像进行灰度变换和中值滤波；

图像分割模块，用于进行图像分割得到第二末端执行器所在区域；

目标点获取模块，用于在所述得到的得到第二末端执行器所在区域定位第二末端执行器中心的具体位置；

姿态调整指令处理模块，根据所述具体位置生成姿态调整指令，并将所述姿态调整指令传输至所述精准定位用枪机。

5.根据权利要求1所述的一种医疗用精准定位控制装置，其特征在于：

所述感知机械臂上设置有用于获取驱动所述感知机械臂的运动指令和获取所述感知机械臂姿态的第一感知模块，所述执行机械臂上设置有用于获取所述执行机械臂的姿态的第二感知模块，所述第一感知模块和所述第二感知模块均与所述控制模块通讯连接；

所述感知机械臂上设置有用于获取驱动所述感知机械臂的运动指令的第一控制器，所述执行机械臂上设置有控制所述执行机械臂运动的第二控制器，所述第一控制器与第一感知模块通讯连接；所述第二控制器与所述控制模块通讯连接；所述第一控制器还能够响应于控制模块的指令驱动感知机械臂进行运动；

所述控制模块通过获取感知机械臂的姿态与所述执行机械臂的姿态得到所述执行机械臂相对于所述感知机械臂的姿态差，根据所述姿态差控制所述执行机械臂的运动以使得所述执行机械臂达到与所述感知机械臂相同的姿态；

所述第一感知模块和所述第二感知模块上分别设置有第一力传感器和第二力传感器，所述控制模块还通过比较第一力传感器和第二力传感器产生的信号差来控制感知机械臂的运动；

所述控制模块还将获取到的驱动所述感知机械臂的运动指令进行记录用于在后续的控制过程中能够脱离用户操作而自主使用所述运动指令生成的记录控制执行机械臂重现之间进行过的运动。