CN113974874B - 机械臂自动定位方法、装置、终端设备和可读存储介质 - Google Patents
机械臂自动定位方法、装置、终端设备和可读存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113974874B CN113974874B CN202111262716.5A CN202111262716A CN113974874B CN 113974874 B CN113974874 B CN 113974874B CN 202111262716 A CN202111262716 A CN 202111262716A CN 113974874 B CN113974874 B CN 113974874B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pose
- change
- target
- determining
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C8/00—Means to be fixed to the jaw-bone for consolidating natural teeth or for fixing dental prostheses thereon; Dental implants; Implanting tools
- A61C8/0089—Implanting tools or instruments
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/70—Manipulators specially adapted for use in surgery
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B34/00—Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
- A61B34/30—Surgical robots
- A61B2034/302—Surgical robots specifically adapted for manipulations within body cavities, e.g. within abdominal or thoracic cavities
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Robotics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本申请公开了一种机械臂自动定位方法、装置、终端设备和可读存储介质,该方法应用于种植牙手术,包括在接收到第一指令时,根据所述机械臂的各个关节角的当前角度确定种植工具的当前位姿,所述种植工具安装于所述机械臂的末端;根据所述当前位姿确定I个变化位姿,其中,第i个变化位姿的目标坐标轴对应的角度与所述当前位姿的目标坐标轴对应的角度之差等于i与预定角度的乘积,I等于360除以所述预定角度,1≤i≤I;根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿;根据所述最优变化位姿控制所述机械臂将所述种植工具从所述当前位姿调整至所述最优变化位姿。本申请可以降低手术风险,提高手术成功率。
Description
技术领域
本发明涉及种植牙技术领域,尤其涉及一种机械臂自动定位方法、装置、终端设备和可读存储介质。
背景技术
口腔种牙手术是在狭小空间内局部麻醉下的精密操作,由于口腔的非直视环境、操作空间狭小以及医生缺乏经验等因素,造成手术的失败率较高。现有的基于机械臂的种牙方法存在手术路径长,结构复杂,需要对手术患者的手术区域进行精准的实时定位,大多数情况下患者可能因为疼痛而轻微移动或者因其他不稳定因素导致手术患者的手术区域发生偏移,该偏移将会影响手术精准性以及安全性,因此,需要医生实时手动调节机械臂所夹持的种植工具对准病灶。该实时手动调节过程将延长手术时间,提高手术风险。
发明内容
鉴于上述问题,本申请提出一种机械臂自动定位方法、装置、终端设备和可读存储介质,以缩短种植牙手术时间,降低手术风险。
第一方面,本申请实施例提出一种机械臂自动定位方法,应用于种植牙手术,所述方法包括:
在接收到第一指令时,根据所述机械臂的各个关节角的当前角度确定种植工具的当前位姿,所述种植工具安装于所述机械臂的末端;
根据所述当前位姿确定I个变化位姿,其中,第i个变化位姿的目标坐标轴对应的角度与所述当前位姿的目标坐标轴对应的角度之差等于i与预定角度的乘积,I等于360除以所述预定角度,1≤i≤I;
根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿;
根据所述最优变化位姿控制所述机械臂将所述种植工具从所述当前位姿调整至所述最优变化位姿。
本申请实施例所述的机械臂自动定位方法,所述根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿,包括:
确定所述目标位姿对应的目标欧拉角;
确定所述目标欧拉角对应的目标旋转姿态矩阵;
确定每一个变化位姿对应的变化欧拉角;
确定每一个变化欧拉角对应的变化旋转姿态矩阵;
根据所述目标旋转姿态矩阵从I个变化旋转姿态矩阵中确定最优变化旋转姿态矩阵;
将所述最优变化旋转姿态矩阵对应的变化位姿作为所述最优变化位姿。
本申请实施例所述的机械臂自动定位方法,所述根据所述目标旋转姿态矩阵从I个变化旋转姿态矩阵中确定最优变化旋转姿态矩阵,包括:
计算所述目标旋转姿态矩阵中每一个元素与第i个变化旋转姿态矩阵中对应元素之差的绝对值,1≤i≤I;
确定所述第i个变化旋转姿态矩阵对应的各个绝对值之和;
从I个变化旋转姿态矩阵对应的I个和之中确定最小值;
将所述最小值对应的变化旋转姿态矩阵作为最优变化旋转姿态矩阵。
本申请实施例所述的机械臂自动定位方法,所述根据所述最优变化位姿控制所述机械臂将所述种植工具从所述当前位姿调整至所述最优变化位姿,包括:
根据所述最优变化位姿确定所述机械臂的各个关节角的最优角度;
将所述机械臂的每一个关节角调整为对应的最优角度以使所述种植工具调整为所述最优变化位姿。
本申请实施例所述的机械臂自动定位方法,控制所述机械臂的终端设备与脚踏装置连接,还包括:
在所述脚踏装置按下时,所述终端设备接收到所述第一指令;
在所述脚踏装置弹起时,所述终端设备接收到第二指令,并根据所述第二指令清除预定存储位置中基于所述第一指令获取的全部信息。
本申请实施例所述的机械臂自动定位方法,还包括:
在接收到目标位姿定位指令时,根据所述目标位姿确定所述机械臂的各个关节角的目标角度;
将所述机械臂的每一个关节角调整为对应的目标角度以使所述种植工具从所述最优变化位姿调整为所述目标位姿。
第二方面,本申请实施例还提出一种机械臂自动定位装置,应用于种植牙手术,所述装置包括:
当前角度确定模块,用于在接收到第一指令时,根据所述机械臂的各个关节角的当前角度确定种植工具的当前位姿,所述种植工具安装于所述机械臂的末端;
变化位姿确定模块,用于根据所述当前位姿确定I个变化位姿,其中,第i个变化位姿的目标坐标轴对应的角度与所述当前位姿的目标坐标轴对应的角度之差等于i与预定角度的乘积,I等于360除以所述预定角度,1≤i≤I;
最优位姿确定模块,用于根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿;
最优位姿调整模块,用于根据所述最优变化位姿控制所述机械臂将所述种植工具从所述当前位姿调整至所述最优变化位姿。
本申请实施例所述的机械臂自动定位装置,所述根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿,包括:
确定所述目标位姿对应的目标欧拉角;
确定所述目标欧拉角对应的目标旋转姿态矩阵;
确定每一个变化位姿对应的变化欧拉角;
确定每一个变化欧拉角对应的变化旋转姿态矩阵;
根据所述目标旋转姿态矩阵从I个变化旋转姿态矩阵中确定最优变化旋转姿态矩阵;
将所述最优变化旋转姿态矩阵对应的变化位姿作为所述最优变化位姿。
第三方面,本申请实施例还提出一种终端设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序在所述处理器上运行时执行本申请实施例所述的机械臂自动定位方法。
第四方面,本申请实施例还提出一种可读存储介质,其存储有计算机程序,所述计算机程序在处理器上运行时执行本申请实施例所述的机械臂自动定位方法。
本申请提出的机械臂自动定位方法,应用于种植牙手术,通过在接收到第一指令时,根据所述机械臂的各个关节角的当前角度确定种植工具的当前位姿,所述种植工具安装于所述机械臂的末端;根据所述当前位姿确定I个变化位姿,其中,第i个变化位姿的目标坐标轴对应的角度与所述当前位姿的目标坐标轴对应的角度之差等于i与预定角度的乘积,I等于360除以所述预定角度,1≤i≤I;根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿;根据所述最优变化位姿控制所述机械臂将所述种植工具从所述当前位姿调整至所述最优变化位姿。本申请可以根据医生的需要实时调整机械臂末端的种植工具从当前位姿调整至最优变化位姿,以实现在种植牙过程中种植工具可以最小的移动距离从当前位姿调整至目标种植位对应的目标位姿,缩短降低种植工具定位时间,降低手术风险,提高手术成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中,类似的构成部分采用类似的编号。
图1示出了本申请实施例提出的一种机械臂自动定位方法的流程示意图;
图2示出了本申请实施例提出的一种种植牙场景示意图;
图3示出了本申请实施例提出的一种机械臂自动定位方法中确定最优变化位姿的流程示意图;
图4示出了本申请实施例提出的一种机械臂自动定位装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在下文中,可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合,并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义,除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
实施例1
请参见图1,本申请的第一个实施例,提出一种机械臂自动定位方法,该方法应用于种植牙手术中,可以缩短种植牙手术的时间,降低种植牙手术的风险。
示例性的,该机械臂自动定位方法,包括以下步骤:
步骤S100,在接收到第一指令时,根据所述机械臂的各个关节角的当前角度确定种植工具的当前位姿,所述种植工具安装于所述机械臂的末端。
机械臂可以通过脚踏装置接收第一指令或者通过语音装置接收第一指令,例如,医生通过踩下脚踏装置向机械臂发送第一指令,或者医生通过发出语音指令(例如,开始定位)以使语音装置(例如,麦克风)收集该语音指令,上传云端后,云端将该语音指令转换为第一指令,再发送给机械臂。可以理解,通过语音装置和脚踏装置发送指令,可以不占用医生的双手,使得医生可以使用双手执行其他手术任务。
优选的,机械臂通过脚踏装置接收所述第一指令,在所述脚踏装置按下时,所述机械臂接收到所述第一指令;在脚踏装置弹起时,所述机械臂接收到第二指令,并根据所述第二指令清除预定存储位置中基于所述第一指令获取的全部信息,以避免后续定位过程受到影响,保证后续运动的实时性。
可以理解,脚踏装置与机械臂的终端设备可以通过USB接口、串口或其他通信接口连接,终端设备读取脚踏装置的踩下以及弹起信号,通过TCP/IP传递数据给机械臂,该通过脚踏装置按下和弹起向机械臂发送指令的过程更为简单,该过程不依赖网络,并且实现方式更为简单。
需要说明的是,可以利用正运动求解方式根据机械臂的各个关节角的当前角度确定种植工具的当前位姿。正运动求解方式为本领域技术人员所熟知的方式,本实施例在此不再赘述。
步骤S200,根据所述当前位姿确定I个变化位姿,其中,第i个变化位姿的目标坐标轴对应的角度与所述当前位姿的目标坐标轴对应的角度之差等于i与预定角度的乘积,I等于360除以所述预定角度,1≤i≤I。
示例性的,请参见图2,种植工具的当前位姿可以记为{x1,y1,z1,rx1,ry1,rz1},z1轴是种植牙的方向,z1作为目标坐标轴,rz1则为目标坐标轴对应的角度,rx1则为x1轴对应的角度,ry1则为y1轴对应的角度。由于种植工具(一般为针杆)为一个可以旋转的针尖状物体,所以在z1轴没有确切的规划度数,即机械臂末端的种植工具有无穷多的解可以由当前位姿对应的位置{x1,y1,z1}移动到目标种植位对应的目标位置{x2,y2,z2}。
本实施例中,为了从无穷多的解中确定最优解(最优解可以使得种植工具以最小的移动距离从当前位姿调整至目标种植位对应的目标位姿),将根据种植工具的当前位姿确定I个变化位姿以从I个变化位姿中确定最优解对应的最优变化位姿,其中,第i个变化位姿的目标坐标轴对应的角度与所述当前位姿的目标坐标轴对应的角度之差等于i与预定角度的乘积,I等于360除以所述预定角度,1≤i≤I。
可以理解,上述过程是假设种植工具的当前位姿绕着目标坐标轴顺时针或者逆时针旋转一周(360°),从旋转的一周中均匀的提取I个变化位姿。
示例性的,以预定角度等于1°且顺时针旋转为例,第一个变化位姿则是种植工具的当前位姿绕着目标坐标轴顺时针1°后的位姿,第二个变化位姿则是种植工具的当前位姿绕着目标坐标轴顺时针2°后的位姿,以此类推,第360个变化位姿则是种植工具的当前位姿绕着目标坐标轴顺时针360°后的位姿。
可以理解,预定角度越小,得到的最优解越准确,但是,若将预定角度设置的过小,将加大运算量,导致计算时间较长。优选的,本实施例中,将预定角度设置为1°。
步骤S300,根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿。
示例性的,请参见图3,步骤S300包括以下步骤:
步骤S310,确定所述目标位姿对应的目标欧拉角。
可以确定目标种植位对应的目标位姿对应的目标欧拉角Euler(ψn,φn,θn),其中,φn表示绕o轴(运动坐标系的y轴)旋转的角度,θn绕a轴(运动坐标系的z轴)旋转的角度,ψn绕n轴(运动坐标系的x轴)旋转的角度。
步骤S320,确定所述目标欧拉角对应的目标旋转姿态矩阵。
示例性的,基于上述目标欧拉角Euler(ψn,φn,θn)可以确定以下目标旋转姿态矩阵PWn:
其中,C表示余弦计算cos,S表示正弦计算sin。
步骤S330,确定每一个变化位姿对应的变化欧拉角。
确定的第i个变化位姿对应的变化欧拉角可以表示为Euler(ψi,φi,θi)。
步骤S340,确定每一个变化欧拉角对应的变化旋转姿态矩阵。
示例性的,基于上述第i个变化位姿对应的变化欧拉角Euler(ψi,φi,θi)可以确定以下第i个变化旋转姿态矩阵PWi:
可以理解,i为正整数,1≤i≤I。上述步骤S330和步骤S340均需要执行I次,执行I次上述步骤S330和步骤S340后,可以确定I个变化旋转姿态矩阵。
步骤S350,根据所述目标旋转姿态矩阵从I个变化旋转姿态矩阵中确定最优变化旋转姿态矩阵。
可以计算所述目标旋转姿态矩阵中每一个元素与第i个变化旋转姿态矩阵中对应元素之差的绝对值,1≤i≤I;确定所述第i个变化旋转姿态矩阵对应的各个绝对值之和。
示例性的,可以利用以下公式确定第i个变化旋转姿态矩阵对应的各个绝对值之和Sumi:
Sumi=||Cφn-Cφi||
+||(-CφnSθnCψn+SφnSψn)-(-CφiSθiCψi+SφiSψi)||
+||(CφnSθnSψn+SφnCψn)-(CφiSθiSψi+SφiCψi)||
+||Sθn-Sθi||+||CθnCψn-CθiCψi||+||(-CθnSψn)-(-CθiSψi)||
+||(-SφnCθn)-(-SφiCθi)||
+||(SφnSθnCψn+CφnSψn)-(SφiSθiCψi+CφiSψi)||
+||(-SφnSθnSψn+CφnCψn)-(-SφiSθiSψi+CφiCψi)||
可以理解,本实施例中将获得I个绝对值之和,从I个变化旋转姿态矩阵对应的I个和之中确定最小值,将所述最小值对应的变化旋转姿态矩阵作为最优变化旋转姿态矩阵。
步骤S360,将所述最优变化旋转姿态矩阵对应的变化位姿作为所述最优变化位姿。
可以理解,最优变化位姿可以使得机械臂末端的种植工具以最小的移动距离从当前位姿调整至目标种植位对应的目标位姿。
步骤S400,根据所述最优变化位姿将所述种植工具从所述当前位姿调整至所述最优变化位姿。
可以利用逆运动求解方式利用根据最优变化位姿确定所述机械臂的各个关节角的最优角度。逆运动求解方式为本领域技术人员所熟知的方式,本实施例在此不再赘述。
通过将所述机械臂的每一个关节角调整为对应的最优角度以使所述种植工具调整为所述最优变化位姿。
本实施例可以根据医生的需要实时调整机械臂末端的种植工具从当前位姿调整至最优变化位姿,以实现在种植牙过程中种植工具可以最小的移动距离从当前位姿调整至目标种植位对应的目标位姿,缩短降低种植工具定位时间,降低手术风险,提高手术成功率。
进一步的,本实施例中,提出的机械臂自动定位方法,还包括:在接收到第三指令时,根据所述目标位姿确定所述机械臂的各个关节角的目标角度;将所述机械臂的每一个关节角调整为对应的目标角度以使所述种植工具从所述最优变化位姿调整为目标位姿。
可以理解,在种植工具最优变化位姿的确定后,医生可以根据需求确定是否将种植工具移动至目标种植位,若医生此时不需要将种植工具移动至目标种植位,可以保持种植工具的最优变化位姿,若医生需要将种植工具移动至目标种植位,可以向控制机械臂的终端设备发送第三指令,以使终端设备控制机械臂将种植工具从最优变化位姿调整为目标位姿。该过程可以有效提高医生的体验感。
实施例2
请参见图4,本申请的第二个实施例,提出一种机械臂自动定位装置10,该机械臂自动定位装置10包括:当前角度确定模块11、变化位姿确定模块12、最优位姿确定模块13和最优位姿调整模块14。
当前角度确定模块11,用于在接收到第一指令时,根据所述机械臂的各个关节角的当前角度确定种植工具的当前位姿,所述种植工具安装于所述机械臂的末端;变化位姿确定模块12,用于根据所述当前位姿确定I个变化位姿,其中,第i个变化位姿的目标坐标轴对应的角度与所述当前位姿的目标坐标轴对应的角度之差等于i与预定角度的乘积,I等于360除以所述预定角度,1≤i≤I;最优位姿确定模块13,用于根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿;最优位姿调整模块14,用于根据所述最优变化位姿控制所述机械臂将所述种植工具从所述当前位姿调整至所述最优变化位姿。
进一步的,所述根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿,包括:确定所述目标位姿对应的目标欧拉角;确定所述目标欧拉角对应的目标旋转姿态矩阵;确定每一个变化位姿对应的变化欧拉角;确定每一个变化欧拉角对应的变化旋转姿态矩阵;根据所述目标旋转姿态矩阵从I个变化旋转姿态矩阵中确定最优变化旋转姿态矩阵;将所述最优变化旋转姿态矩阵对应的变化位姿作为所述最优变化位姿。
本实施例公开的机械臂自动定位装置10通过当前角度确定模块11、变化位姿确定模块12、最优位姿确定模块13和最优位姿调整模块14的配合使用,用于执行上述实施例所述的机械臂自动定位方法,上述实施例所涉及的实施方案以及有益效果在本实施例中同样适用,在此不再赘述。
实施例3
本申请的第三个实施例,提出一种终端设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序在所述处理器上运行时执行上述实施例所述的机械臂自动定位方法。
实施例4
本申请的第四个实施例,提出一种可读存储介质,其存储有计算机程序,所述计算机程序在处理器上运行时执行上述实施例所述的机械臂自动定位方法。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个可读存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种机械臂自动定位方法,其特征在于,应用于种植牙手术,所述方法包括:
在接收到第一指令时,根据所述机械臂的各个关节角的当前角度确定种植工具的当前位姿,所述种植工具安装于所述机械臂的末端;
根据所述当前位姿确定I个变化位姿,其中,第i个变化位姿的目标坐标轴对应的角度与所述当前位姿的目标坐标轴对应的角度之差等于i与预定角度的乘积,I等于360除以所述预定角度,1≤i≤I;
根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿;
根据所述最优变化位姿控制所述机械臂将所述种植工具从所述当前位姿调整至所述最优变化位姿。
2.根据权利要求1所述的机械臂自动定位方法,其特征在于,所述根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿,包括:
确定所述目标位姿对应的目标欧拉角;
确定所述目标欧拉角对应的目标旋转姿态矩阵;
确定每一个变化位姿对应的变化欧拉角;
确定每一个变化欧拉角对应的变化旋转姿态矩阵;
根据所述目标旋转姿态矩阵从I个变化旋转姿态矩阵中确定最优变化旋转姿态矩阵;
将所述最优变化旋转姿态矩阵对应的变化位姿作为所述最优变化位姿。
3.根据权利要求2所述的机械臂自动定位方法,其特征在于,所述根据所述目标旋转姿态矩阵从I个变化旋转姿态矩阵中确定最优变化旋转姿态矩阵,包括:
计算所述目标旋转姿态矩阵中每一个元素与第i个变化旋转姿态矩阵中对应元素之差的绝对值,1≤i≤I;
确定所述第i个变化旋转姿态矩阵对应的各个所述绝对值之和;
从I个变化旋转姿态矩阵对应的I个和之中确定最小值;
将所述最小值对应的变化旋转姿态矩阵作为最优变化旋转姿态矩阵。
4.根据权利要求1所述的机械臂自动定位方法,其特征在于,所述根据所述最优变化位姿控制所述机械臂将所述种植工具从所述当前位姿调整至所述最优变化位姿,包括:
根据所述最优变化位姿确定所述机械臂的各个关节角的最优角度;
将所述机械臂的每一个关节角调整为对应的最优角度以使所述种植工具调整为所述最优变化位姿。
5.根据权利要求1至4任一项所述的机械臂自动定位方法,其特征在于,控制所述机械臂的终端设备与脚踏装置连接,还包括:
在所述脚踏装置按下时,所述终端设备接收到所述第一指令;
在所述脚踏装置弹起时,所述终端设备接收到第二指令,并根据所述第二指令清除预定存储位置中基于所述第一指令获取的全部信息。
6.根据权利要求1至4任一项所述的机械臂自动定位方法,其特征在于,还包括:
在接收到目标位姿定位指令时,根据所述目标位姿确定所述机械臂的各个关节角的目标角度;
将所述机械臂的每一个关节角调整为对应的目标角度以使所述种植工具从所述最优变化位姿调整为所述目标位姿。
7.一种机械臂自动定位装置,其特征在于,应用于种植牙手术,所述装置包括:
当前角度确定模块,用于在接收到第一指令时,根据所述机械臂的各个关节角的当前角度确定种植工具的当前位姿,所述种植工具安装于所述机械臂的末端;
变化位姿确定模块,用于根据所述当前位姿确定I个变化位姿,其中,第i个变化位姿的目标坐标轴对应的角度与所述当前位姿的目标坐标轴对应的角度之差等于i与预定角度的乘积,I等于360除以所述预定角度,1≤i≤I;
最优位姿确定模块,用于根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿;
最优位姿调整模块,用于根据所述最优变化位姿控制所述机械臂将所述种植工具从所述当前位姿调整至所述最优变化位姿。
8.根据权利要求7所述的机械臂自动定位装置,其特征在于,所述根据目标种植位对应的目标位姿从所述I个变化位姿中确定最优变化位姿,包括:
确定所述目标位姿对应的目标欧拉角;
确定所述目标欧拉角对应的目标旋转姿态矩阵;
确定每一个变化位姿对应的变化欧拉角;
确定每一个变化欧拉角对应的变化旋转姿态矩阵;
根据所述目标旋转姿态矩阵从I个变化旋转姿态矩阵中确定最优变化旋转姿态矩阵;
将所述最优变化旋转姿态矩阵对应的变化位姿作为所述最优变化位姿。
9.一种终端设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述计算机程序在所述处理器上运行时执行权利要求1至6任一项所述的机械臂自动定位方法。
10.一种可读存储介质,其特征在于,其存储有计算机程序,所述计算机程序在处理器上运行时执行权利要求1至6任一项所述的机械臂自动定位方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111262716.5A CN113974874B (zh) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 机械臂自动定位方法、装置、终端设备和可读存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111262716.5A CN113974874B (zh) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 机械臂自动定位方法、装置、终端设备和可读存储介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113974874A CN113974874A (zh) | 2022-01-28 |
CN113974874B true CN113974874B (zh) | 2023-03-24 |
Family
ID=79743343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111262716.5A Active CN113974874B (zh) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 机械臂自动定位方法、装置、终端设备和可读存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113974874B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0852674A (ja) * | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Kobe Steel Ltd | マニピュレータの位置姿勢決定方法 |
JPH1058361A (ja) * | 1996-08-16 | 1998-03-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | マニピュレータの制御装置 |
JPH1133952A (ja) * | 1997-07-18 | 1999-02-09 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの制御方法、ロボットおよび把持物体の位置、姿勢修正方法 |
JP2009045714A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Ntn Corp | ロボットアームの姿勢教示方法および姿勢教示装置 |
CN105904462A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-31 | 湖南科瑞特科技股份有限公司 | 一种六自由度智能机器人本体的控制方法 |
CN106256310A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-28 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 自动调节鼻内镜位姿的方法和系统 |
CN107116553A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-09-01 | 深拓科技(深圳)有限公司 | 一种机械臂的操作方法及装置 |
-
2021
- 2021-10-28 CN CN202111262716.5A patent/CN113974874B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0852674A (ja) * | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Kobe Steel Ltd | マニピュレータの位置姿勢決定方法 |
JPH1058361A (ja) * | 1996-08-16 | 1998-03-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | マニピュレータの制御装置 |
JPH1133952A (ja) * | 1997-07-18 | 1999-02-09 | Yaskawa Electric Corp | ロボットの制御方法、ロボットおよび把持物体の位置、姿勢修正方法 |
JP2009045714A (ja) * | 2007-08-22 | 2009-03-05 | Ntn Corp | ロボットアームの姿勢教示方法および姿勢教示装置 |
CN105904462A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-31 | 湖南科瑞特科技股份有限公司 | 一种六自由度智能机器人本体的控制方法 |
CN106256310A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-12-28 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 自动调节鼻内镜位姿的方法和系统 |
CN107116553A (zh) * | 2017-05-08 | 2017-09-01 | 深拓科技(深圳)有限公司 | 一种机械臂的操作方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113974874A (zh) | 2022-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113768624B (zh) | 作业面定位控制方法、装置、计算机设备及可读存储介质 | |
CN114918928B (zh) | 手术机械臂精准定位方法、装置、控制终端及存储介质 | |
CN110636923B (zh) | 一种机器人的运动控制方法、机器人及控制器 | |
CN114918926B (zh) | 机械臂视觉配准方法、装置、控制终端及存储介质 | |
CN113524201B (zh) | 机械臂位姿主动调节方法、装置、机械臂和可读存储介质 | |
CN111654677B (zh) | 确定云台失步的方法及装置 | |
CN112603542B (zh) | 手眼标定方法、装置、电子设备和存储介质 | |
CN113974874B (zh) | 机械臂自动定位方法、装置、终端设备和可读存储介质 | |
CN113558771A (zh) | 机器人平面限位控制方法、装置和手术机器人 | |
CN116919590A (zh) | 用于拇外翻微创手术的手术机器人控制方法、设备及介质 | |
CN116019564A (zh) | 膝关节手术机器人和控制方法 | |
CN115153734A (zh) | 一种平面切割控制方法、装置及存储介质 | |
CN114521962A (zh) | 手术机器人轨迹跟踪方法、装置、机器人及存储介质 | |
CN111433783A (zh) | 手部模型生成方法、装置、终端设备及手部动作捕捉方法 | |
CN115424701B (zh) | 一种关于最优路径规划的骨表面随动技术 | |
CN112597612B (zh) | 机器人优化方法、装置、终端设备及计算机可读存储介质 | |
CN113221738A (zh) | 手势识别方法、装置、电子设备及可读存储介质 | |
CN114559432B (zh) | 手术机械臂自动定位寻路方法、装置、机器人及存储介质 | |
CN116047997A (zh) | 数控机床的rtcp补偿方法及装置 | |
CN115890749A (zh) | Rcm约束下的内窥镜机器人视觉伺服与优化控制方法、系统及机器人 | |
CN113001537B (zh) | 机械臂控制方法、机械臂控制装置及终端设备 | |
CN114098960B (zh) | 医疗器械自动定位装置、机械臂和可读存储介质 | |
CN115122342B (zh) | 用于控制机器人的软件系统和机器人的控制方法 | |
CN115414117B (zh) | 骨科手术机器人执行末端位置坐标的确定方法及装置 | |
CN115841864B (zh) | 一种康复运动质量评估方法及系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |