[发明专利]用于管理多个零空间目标和饱和SLI行为的系统和方法

权利要求书

1.一种机器人系统，其包括：

操纵器臂，所述操纵器臂包括可移动远侧部分、耦连到底座的近侧部分以及在所述远侧部分和所述底座之间的多个接头，所述多个接头具有足够的自由度以允许针对所述远侧部分的给定状态的一系列不同的接头状态；以及

处理器，其被耦连到所述操纵器臂，所述处理器被配置为执行包含以下步骤的操作：

计算所述多个接头在雅可比矩阵的零空间内的多个移动，所述零空间具有多个维度，其中根据多个目标中的对应目标计算所述多个移动中的每个移动，并且其中所述多个目标中的每个对应目标具有对应的饱和水平，

通过应用所述多个移动中的第一移动和第二移动的对应的饱和水平，将至少所述第一移动和所述第二移动组合为所述多个接头的组合移动，其中：

所述第一移动和所述第二移动彼此相反，或

所述多个目标中的目标的数量大于所述零空间的维度的数量，以及

驱动所述多个接头以实现所述多个接头的所述组合移动。

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述对应的饱和水平被设定，使得应用所述对应的饱和水平允许所述多个目标中的具有最高对应饱和水平的第一目标压倒所述多个目标中的具有较低对应饱和水平的第二目标。

3.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述多个目标中的第一目标将避免臂与患者碰撞，并且其中所述多个目标中的第二目标将避免臂与臂碰撞，并且其中用于所述第一目标的对应饱和水平高于用于所述第二目标的对应饱和水平。

4.一种机器人系统，其包括：

操纵器臂，所述操纵器臂包括可移动远侧部分、耦连到底座的近侧部分以及在所述远侧部分和所述底座之间的多个接头，所述多个接头具有足够的自由度以允许针对所述远侧部分的给定状态的一系列不同的接头状态；以及

处理器，其被耦连到所述操纵器臂，所述处理器被配置为执行包含以下步骤的操作：

计算所述多个接头在雅可比矩阵的零空间内的多个移动，根据多个目标中的对应目标计算所述多个移动中的每个移动，所述多个目标中的每个对应目标与对应的优先级相关联，

通过提供与较高优先级相关联的一个或多个移动比与较低优先级相关联的一个或多个移动到所述零空间的更多进入，将所述多个移动中的至少第一移动和第二移动组合为所述多个接头的组合移动，其中与所述较高优先级相关联的一个或多个移动属于所述多个移动，并且其中与所述较低优先级相关联的一个或多个移动属于所述多个移动，以及

驱动所述多个接头以实现所述多个接头的所述组合移动。

5.根据权利要求4所述的机器人系统，其中提供与所述较高优先级相关联的一个或多个移动比与所述较低优先级相关联的一个或多个移动到所述零空间的更多进入包括：

确定由与所述较高优先级相关联的一个或多个移动所进入的所述零空间的第一部分；和

提供与所述较低优先级相关联的一个或多个移动到与所述零空间的所述第一部分正交的所述零空间的第二部分的进入。

6.根据权利要求5所述的机器人系统，其中提供与所述较低优先级相关联的一个或多个移动到所述零空间的所述第二部分的进入包括：

将与所述较低优先级相关联的一个或多个移动投影到所述第二部分上。

7.根据权利要求4至6中的任一项所述的机器人系统，其中与所述较高优先级相关联的一个或多个移动包括多个移动，并且其中提供与所述较高优先级相关联的一个或多个移动到所述零空间的更多进入包括：

组合所述多个移动以产生组合输出；和

向所述组合输出提供到所述零空间的更多进入。

8.根据权利要求7所述的机器人系统，其中组合所述多个移动以产生组合输出包括：

应用与所述多个移动相关联的权数或饱和水平。