[发明专利]穿刺速度规划方法、装置、穿刺设备以及计算机存储介质

说明书

本发明公开了一种穿刺速度规划方法、装置、穿刺设备以及计算机存储介质，一种穿刺速度规划方法，包括：获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置；检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置；基于所述质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为所述初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为所述目标穿刺位置的条件下，根据所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置确定穿刺规划速度。上述方法可以可以基于人体呼吸情况下穿刺对象质心的动态位置模型，综合考虑机械臂运动的时间，精准的规划出机械臂的穿刺速度，从而实现对穿刺对象的精准穿刺。

技术领域

本发明实施例涉及医疗器械技术，尤其涉及一种穿刺速度规划方法、装置、穿刺设备以及计算机存储介质。

背景技术

随着机器人技术的发展，穿刺机器人等设备逐渐应用于肿瘤等病灶的穿刺中，但是由于穿刺过程中人体需要进行呼吸，需要穿刺的病灶位置可能会随人体呼吸进行移动，传统的自动穿刺方法无法对呼吸导致的位移进行调整，导致人体呼吸时穿刺装置不能对病灶进行精准穿刺，可能会对穿刺对象造成意外的伤害。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，本发明提供一种穿刺速度规划方法、装置、计算机设备以及存储介质，可以对穿刺速度进行自动规划，以实现对穿刺对象的精确穿刺。

第一方面，本发明实施例提供了一种穿刺速度规划方法，所述方法包括：

获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置；

检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置；

基于所述质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为所述初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为所述目标穿刺位置的条件下，根据所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置确定穿刺规划速度。

上述穿刺速度规划方法，可以基于人体呼吸情况下穿刺对象质心的动态位置模型，综合考虑机械臂运动的时间，精准的规划出机械臂的穿刺速度，从而实现对穿刺对象的精准穿刺。

在其中一个实施例中，所述根据所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置确定穿刺规划速度的步骤包括：

在预设的速度参数区间内进行离散取值，分别根据得到的各速度参数离散值与所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置计算出相应的穿刺终止时间；

查找出以所述穿刺终止时间作为变量、所述目标穿刺位置作为目标值时，满足所述质心运动模型对应的速度离散值；

根据查找到的所述速度参数离散值与所述穿刺终止时间计算穿刺规划速度。

在其中一个实施例中，所述速度参数包括穿刺加速度和/或穿刺速度。

在其中一个实施例中，所述根据得到的各速度参数离散值与所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置计算出相应的穿刺终止时间的步骤包括：

根据所述初始质心位置与所述质心运动模型确定穿刺初始时间；

根据所述初始位姿、所述目标穿刺位置以及速度参数离散值计算用于穿刺方向对准的第一穿刺时间以及用于穿刺直线运动的第二穿刺时间；

根据所述初始时间、所述第一穿刺时间以及所述第二穿刺时间确定所述穿刺终止时间。

在其中一个实施例中，所述速度参数离散值包括第一穿刺时间内的角加速度离散值以及所述第二穿刺时间内的线加速度离散值，所述根据所述初始位姿、所述目标穿刺位置以及速度参数离散值计算用于穿刺方向对准的第一穿刺时间以及用于穿刺直线运动的第二穿刺时间的步骤包括：

根据所述初始位姿和所述目标穿刺位置确定调整位姿；