[发明专利]图像采集装置和可操纵装置活动臂受控运动过程中的碰撞避免

摘要

运动控制的系统和方法包括偶联至计算机辅助外科装置的控制器，该计算机辅助外科装置具有偶联至具有工作端的可操纵装置的第一活动臂、和偶联至图像采集装置的第二活动臂。控制器被配置以接收第一活动臂的第一构型；接收第二活动臂的第二构型；从图像采集装置接收工作端的多个图像；确定工作端的位置和定向；确定第一活动臂位置和第一活动臂轨迹；确定第二活动臂位置和第二活动臂轨迹；确定活动臂的动作是否会导致活动臂之间不期望的关系；和发送运动命令至第一或第二活动臂，以避免不期望的关系。

主权项

1.运动控制系统，包括：控制器，包括：一个或多个处理器；和偶联于所述一个或多个处理器的存储器；其中：所述控制器偶联于计算机辅助外科装置，所述计算机辅助外科装置具有第一活动臂，所述第一活动臂偶联于可操纵装置，所述可操纵装置具有工作端；所述控制器进一步偶联于第二活动臂，所述第二活动臂偶联于图像采集装置，所述图像采集装置独立于所述计算机辅助外科装置；所述控制器被配置以：接收所述第一活动臂的一个或多个第一构型；接收所述第二活动臂的一个或多个第二构型；从所述图像采集装置接收所述工作端的第一多个图像；基于所述第一多个图像中的至少一个，确定所述工作端在共同坐标系统中的位置和定向；基于所述第一构型，确定所述第一活动臂在所述共同坐标系统中的第一活动臂位置和第一活动臂轨迹；基于所述第二构型，确定所述第二活动臂在所述共同坐标系统中的第二活动臂位置和第二活动臂轨迹；基于所述第一活动臂位置、所述第一活动臂轨迹、所述第二活动臂位置、和所述第二活动臂轨迹，确定所述第一活动臂的动作、所述第二活动臂的动作、或所述第一和第二活动臂一起的动作是否会导致所述第一和第二活动臂之间不期望的关系；和发送第一运动命令至所述第一活动臂或所述第二活动臂，以避免所述不期望的关系，其中确定所述第一运动命令发送给所述第一活动臂或所述第二活动臂中的哪一个，以最小化基于所述第一活动臂与所述第二活动臂之间的距离、所述第一活动臂与所述第二活动臂以任意方向移动的能力估测、或所述第一活动臂与所述第二活动臂之间的虚拟推斥力的成本函数。