[发明专利]一种腹腔镜微创手术机器人的碰撞检测方法及装置

权利要求书

1.一种腹腔镜微创手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，包括：

在连杆上建立包络体模型；

对所述包络体模型进行运动学建模；

获取电机码盘值并根据所述电机码盘值获得所述包络体模型的实时位置，根据所述包络体模型的实时位置获得不同手术臂之间的连杆间距；

根据所述连杆间距判断不同所述手术臂之间是否产生碰撞，并在不同所述手术臂之间产生碰撞时给出预警提示信息。

2.如权利要求1所述的腹腔镜微创手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述建立所述包络体模型的方式包括：

确定所述连杆上特征点的位置，根据所述特征点、预设的所述包络体模型的半径以及预设的所述包络体模型的长度建立所述包络体模型。

3.如权利要求2所述的腹腔镜微创手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述包络体模型的轴线段上任意一点至所述包络体模型的外壳的最短距离均是相等的。

4.如权利要求3所述的腹腔镜微创手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述获得所述包络体模型的实时位置的方式包括：根据电机码盘值进行运动学解算获得所述特征点的实时位置，根据所述特征点的实时位置和所述包络体模型的半径计算获得所述包络体模型的实时位置。

5.如权利要求4所述的腹腔镜微创手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述获得不同所述手术臂的连杆间距的方式包括：根据所述包络体模型的实时位置获得两条不同所述轴线段之间的最短距离，根据所述最短距离获得所述连杆间距。

6.如权利要求5所述的腹腔镜微创手术机器人的碰撞检测方法，其特征在于，所述获得两条不同所述轴线段之间最短距离的方式包括：

确定两个不同所述包络体模型的轴线的公垂线；

判断所述公垂线与两个不同所述包络体模型的轴线的交点是否完全落在两条不同所述轴线段上；

当所述公垂线与两个不同所述包络体模型的轴线的交点完全落在两条不同所述轴线段上时，根据下式确定所述最短距离：

P_VA＝P_AL+k₁(P_AR-P_AL)

P_VB＝P_BL+k₂(P_BR-P_BL)

D_P＝||P_VA-P_VB||

其中，P_AL和P_AR分别是一个所述包络体模型的两个不同所述特征点，P_BL和P_BR分别是另一个所述包络体模型的两个不同所述特征点，P_VA是所述公垂线与一个所述包络体模型的轴线的交点，P_VB是所述公垂线与另一个所述包络体模型的轴线的交点，D_P是所述最短距离；

当所述公垂线与两个不同所述包络体模型的轴线的交点不完全落在两条不同所述轴线段上时，根据下式确定所述最短距离：

其中，D^B_AL、D^B_AR分别是两个不同所述特征点P_AL、P_AR到一个所述轴线段的最短距离，D^A_BL、D^A_BR分别是两个不同所述特征点P_BL、P_BR到另一个所述轴线段的最短距离。