CN116276992A - 控制模式切换方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

控制模式切换方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种控制模式切换方法、装置、设备及存储介质。当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取机械臂对应的第一控制模式，并在第一控制模式下，确定机械臂的末端工具与目标对象的当前磨削平面的相对位姿；判断相对位姿是否满足预设的模式切换条件；若相对位姿满足预设的模式切换条件，则生成模式切换请求；基于模式切换请求，控制机械臂由第一控制模式切换为第二控制模式。由此，该过程无需依赖用户的经验来判断是否切换控制模式，也无需额外的工作人员执行控制模式切换操作，因此，降低了用户的负担和人力成本，最终提高了控制模式的切换效率和流畅性。

Description

控制模式切换方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本公开涉及机器人运动控制领域，尤其涉及一种控制模式切换方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
近年来，越来越多的手术机器人在外科手术中使用，以辅助用户进行操作。例如，在用户进行关节置换手术时，使用手术机器人的机械臂可以帮助用户精准的去除多余骨骼，保证假体植入物被精准的植入。
在使用手术机器人的机械臂进行外科手术时，通常需要不断的切换机械臂的控制模式。目前，在用户进行外科手术时，还需要额外的工作人员负责切换机械臂的控制模式。然而，这种方式依赖用户的经验来判断是否切换控制模式，并通过额外的工作人员执行模式切换操作，在给用户带来额外负担的同时也增加了人力成本，从而降低了控制模式的切换效率和流畅性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本公开提供了一种控制模式切换方法、装置、设备及存储介质。
第一方面，本公开提供了一种控制模式切换方法，该方法包括：
当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取所述机械臂对应的第一控制模式，并在所述第一控制模式下，确定所述机械臂的末端工具与所述目标对象的当前磨削平面的相对位姿；
判断所述相对位姿是否满足预设的模式切换条件；
若所述相对位姿满足所述预设的模式切换条件，则生成模式切换请求；
基于所述模式切换请求，控制所述机械臂由所述第一控制模式切换为第二控制模式。
第二方面，本公开提供了一种控制模式切换装置，该装置包括：
确定模块，用于当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取所述机械臂对应的第一控制模式，并在所述第一控制模式下，确定所述机械臂的末端工具与所述目标对象的当前磨削平面的相对位姿；
判断模块，用于判断所述相对位姿是否满足预设的模式切换条件；
生成模块，用于若所述相对位姿满足所述预设的模式切换条件，则生成模式切换请求；
控制模块，用于基于所述模式切换请求，控制所述机械臂由所述第一控制模式切换为第二控制模式。
第三方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，该设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
当一个或多个程序被一个或多个处理器执行，使得一个或多个处理器实现第一方面所提供的方法。
第四方面，本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现第一方面所提供的方法。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本公开实施例的一种控制模式切换方法、装置、设备及存储介质，当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取机械臂对应的第一控制模式，并在第一控制模式下，确定机械臂的末端工具与目标对象的当前磨削平面的相对位姿；判断相对位姿是否满足预设的模式切换条件；若相对位姿满足预设的模式切换条件，则生成模式切换请求；基于模式切换请求，控制机械臂由第一控制模式切换为第二控制模式。由此，当想要使用机器人的机械臂对当前磨削平面进行磨削时，如果末端工具与当前磨削平面的相对位姿满足预设的模式切换条件，生成模式切换请求并基于该请求进行控制模式切换，该过程无需依赖用户的经验来判断是否切换控制模式，也无需额外的工作人员执行控制模式切换操作，因此，降低了用户的负担和人力成本，最终提高了控制模式的切换效率和流畅性。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例提供的一种控制模式切换方法的流程示意图；
图2为本公开实施例提供的一种股骨前斜平面的截面示意图；
图3为本公开实施例提供的另一种股骨前斜平面的截面示意图；
图4为本公开实施例提供的又一种股骨前斜平面的截面示意图；
图5为本公开实施例提供的一种控制模式进行连续切换的流程示意图；
图6为本公开实施例提供的一种控制模式切换装置的结构示意图；
图7为本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
为了提高控制模式的切换效率和流畅性，下面结合图1至图5对本公开实施例提供的控制模式切换方法进行说明。在本公开实施例中，该控制模式切换方法可以由电子设备执行。电子设备可以是手术机器人的控制器。电子设备可以包括平板电脑、台式计算机、笔记本电脑等具有通信功能的设备，也可以包括虚拟机或者模拟器模拟的设备。
图1示出了本公开实施例提供的一种控制模式切换方法的流程示意图。
如图1所示，该控制模式切换方法可以包括如下步骤。
S110、当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取机械臂对应的第一控制模式，并在第一控制模式下，确定机械臂的末端工具与目标对象的当前磨削平面的相对位姿。
在本实施例中，当想要使用手术机器人辅助用户进行外科手术时，启动机械臂对目标对象进行磨削。具体的，手术机器人的控制器获取机械臂在当前时刻对应的第一控制模式，并在第一控制模式下，基于末端工具上的特征点与当前磨削平面上的特征点，确定相对位姿。
其中，目标对象可以是待磨削目标，当前磨削平面是指当前时刻需要进行磨削的区域。例如，在进行关节置换手术时，目标对象是股骨，当前磨削平面是股骨前斜平面。
其中，末端工具是机械臂上进行磨削操作的执行工具，可以包括但不限于摆据片。
其中，第一控制模式是指进行模式切换的初始模式。可选的，第一控制模式可以是诸如自由拖动模式、接近模式、磨削模式以及保持模式中的任意一个。
其中，相对位姿用于表征末端工具相对于当前磨削平面的姿态。可选的，相对位姿包括距离和夹角。
具体的，根据末端工具上的多个特征点与当前磨削平面上的多个特征点，计算末端工具与当前磨削平面的距离和夹角。可选的，末端工具与当前磨削平面的距离记为d1，末端工具与当前磨削平面的夹角记为θ1。
为了便于理解，图2示出了一种股骨前斜平面的截面示意图。将图2中的股骨10看作目标对象，将股骨前斜平面20看作当前磨削平面，将摆据片30看作末端工具，则基于股骨前斜平面20和摆据片30，确定末端工具与当前磨削平面的距离d1和夹角θ1，从而得到末端工具与当前磨削平面的相对位姿。
S120、判断相对位姿是否满足预设的模式切换条件。
在本实施例中，不同的第一控制模式对应不同的预设的模式切换条件。具体的，手术机器人的控制器从多个控制模式对应的模式切换条件中，选择第一控制模式对应的预设的模式切换条件，判断相对位姿是否满足预设的模式切换条件。
其中，预设的模式切换条件用于判断是否进行模式切换。具体的，预设的模式切换条件可以包括距离范围和角度范围，并基于距离与距离范围，和/或，夹角与角度范围，确定相对位姿是否满足预设的模式切换条件。
S130、若相对位姿满足预设的模式切换条件，则生成模式切换请求。
在本实施例中，若控制器根据距离与距离范围，和/或，夹角与角度范围，确定相对位姿满足预设的模式切换条件，则生成模式切换请求，使得手术机器人基于模式切换请求自动进行模式切换或者基于用户操作，进行模式切换。
S140、基于模式切换请求，控制机械臂由第一控制模式切换为第二控制模式。
在一些实施例中，手术机器人的控制器在生成模式切换请求之后，可以直接解析该请求的关键字，并基于关键字控制机械臂由第一控制模式切换为第二控制模式，由此，实现对控制模式进行自动切换。
在另一些实施例中，手术机器人的控制器在生成模式切换请求之后，显示模式切换请求，使得用户进行模式切换请求对应的操作，然后控制器执行该操作，控制机械臂由第一控制模式切换为第二控制模式，由此，实现基于人机交互方式对控制模式进行切换。
其中，第二控制模式是指切换之后的控制模式。可选的，第二控制模式可以是诸如自由拖动模式、接近模式、磨削模式以及保持模式中的任意一个，并且，第二控制模式与第一控制模式不相同。
本公开实施例的一种控制模式切换方法，当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取机械臂对应的第一控制模式，并在第一控制模式下，确定机械臂的末端工具与目标对象的当前磨削平面的相对位姿；判断相对位姿是否满足预设的模式切换条件；若相对位姿满足预设的模式切换条件，则生成模式切换请求；基于模式切换请求，控制机械臂由第一控制模式切换为第二控制模式。由此，当想要使用机器人的机械臂对当前磨削平面进行磨削时，如果末端工具与当前磨削平面的相对位姿满足预设的模式切换条件，生成模式切换请求并基于该请求进行控制模式切换，该过程无需依赖用户的经验来判断是否切换控制模式，也无需额外的工作人员执行控制模式切换操作，因此，降低了用户的负担和人力成本，最终提高了控制模式的切换效率和流畅性。
在本公开另一种实施方式中，在第一控制模式是自由拖动模式，第二控制模式是接近模式的情况下，对控制模式的切换过程进行了细化，方便理解控制模式的切换方式。
在本公开实施例中，可选的，第一控制模式是自由拖动模式，第二控制模式是接近模式，预设的模式切换条件是由自由拖动模式切换为接近模式的第一切换条件；则，S120具体包括：若相对位姿中的第一距离位于预设的第一距离范围内，并且，相对位姿中的第一夹角位于预设的第一角度范围内，则确定相对位姿满足第一切换条件；相应的，S140具体包括：基于模式切换请求，生成第一提示信息并显示；响应于第一提示信息对应的第一模式切换操作，控制机械臂由自由拖动模式切换为接近模式。
其中，第一距离范围和第一角度范围是进行模式切换的临界条件。具体的，第一距离范围和第一角度范围可以基于当前磨削平面对应的预接近区域确定。可选的，第一距离记为d1，第一夹角记为θ1，第一距离范围记为[σd1,σd2]，第一角度范围记为[0,σθ1]。可选的，σd1是20mm，σd2是100mm，σθ1是45°。也就是说，当20mm<d1<100mm，并且，0<θ1<45°时，确定末端工具位于预接近区域，此时，相对位姿满足第一切换条件。
进一步的，在相对位姿满足第一切换条件之后，控制器基于模式切换请求生成并显示第一提示信息，使得用户基于第一提示信息执行第一模式切换操作，用户具体可以通过踩脚踏的方式向控制器发送第一模式切换操作，控制器响应于该操作控制机械臂由自由拖动模式切换为接近模式。
其中，第一提示信息可以是预接近区域的颜色显示信息，该颜色具体可以是黄色。
继续参见图2，股骨前斜平面20的磨削起始点是O，基于磨削起始点O、半径是20mm的球以及半径是100mm的球，确定夹角是90°的球环区域，作为股骨前斜平面20的预接近区域40。参见图3所示的另一种股骨前斜平面的截面示意图，在预接近区310显示黄色框作为第一提示信息，使得用户观看到第一提示信息之后执行第一模式切换操作。
可以理解的是，在自由拖动模式下，用户可以随意拖动机械臂以保证机械臂随拖随停，并且，用户可以根据实际需要调整机械臂的姿态，从而保证机械臂作业过程的灵活性。在接近模式下，手术机器人上的机械臂带动末端工具自动靠近当前磨削平面对应的磨削起始点，并在此过程中判断机械臂是否满足切换为磨削模式的条件。相应的，在执行S140之后，该方法还包括：在接近模式下，控制末端工具沿着接近当前磨削平面对应的磨削起始点的方向移动，并在移动过程中更新相对位姿，其中，更新后的相对位姿用于继续判断是否满足预设的模式切换条件。
为了便于理解，继续参见图2，在机械臂的工作模式是接近模式时，控制器可以自动控制末端工具(即摆据片30)沿着接近当前磨削平面(即股骨前斜平面20)对应的磨削起始点O的方向移动，在其他情况下，还可以基于用户的拖动操作，将末端工具沿着接近当前磨削平面对应的磨削起始点的方向移动，使得摆据片30接近磨削起始点O，方便摆据片30在磨削起始点O位置进行作业。
由此，在第一控制模式是自由拖动模式，第二控制模式是接近模式的情况下，可以基于第一距离、第一距离范围、第一夹角、第一角度范围判断相对位姿是否满足第一切换条件，并在满足第一切换条件之后，通过人机交互的方式，控制机械臂由自由拖动模式切换为接近模式，使得模式切换过程仅由用户单人操作即可，无需专门的工作人员参与，从而降低了人力成本，提高了控制模式的切换效率和流畅性。另外，第一距离范围和第一角度范围基于预接近区域确定，通过设立第一角度范围，可以避免移动过程中的机械臂与目标对象发生碰撞，以保证操作过程的安全性。
在本公开又一种实施方式中，为了便于理解，在第一控制模式是接近模式，第二控制模式是磨削模式的情况下，对控制模式的切换过程进行了细化，方便理解控制模式的切换方式。
在本公开实施例中，可选的，第一控制模式是接近模式，第二控制模式是磨削模式，预设的模式切换条件是由接近模式切换为磨削模式的第二切换条件；则，S120具体包括：若相对位姿中的第二距离位于预设的第二距离范围内，并且，相对位姿中的第二夹角位于预设的第二角度范围内，则确定相对位姿满足第二切换条件；相应的，S140具体包括：解析模式切换请求中的第一关键字；基于第一关键字控制机械臂由接近模式切换为磨削模式。
其中，第二距离范围和第二角度范围是进行模式切换的临界条件。具体的，第二距离范围和第二角度范围可以是极小值。可选的，第一距离记为d2，第二夹角记为θ2，第二距离范围记为[0,σd3]，第二角度范围
Figure BDA0004114627300000081
其中，第二距离范围[0,σd3]以及第二角度范围
Figure BDA0004114627300000082
可以基于磨削起始点的位置确定。也就是说，当0<d2<σd3，并且，0<θ2<σd3时，确定末端工具到达磨削起始点，此时，相对位姿满足第二切换条件。
进一步的，当相对位姿满足第二切换条件时，控制器解析模式切换请求中的第一关键字，第一关键字为接近模式的字符串，然后基于第一关键字自动控制机械臂由接近模式切换为磨削模式。
进一步的，在执行S140之后，该方法还包括：生成第二提示信息并显示；响应于作用在机械臂上的作用力，带动末端工具对当前磨削平面进行磨削。其中，第二提示信息可以是预接近区域的颜色显示信息，该颜色具体可以是绿色。
参见图4所示的又一种股骨前斜平面的截面示意图，在预接近区410显示绿色框作为第二提示信息，使得用户观看到第二提示信息之后，确定机械臂已经由接近模式切换为磨削模式，则用户可以拖动机械臂，使得机械臂在感受到作用力之后，带动末端工具对当前磨削平面进行磨削，从而实现在磨削模式下，带动末端工具将当前磨削平面上的多余骨骼去除。
由此，在第一控制模式是接近模式，第二控制模式是磨削模式的情况下，可以基于第二距离、第二距离范围、第二夹角、第二角度范围判断相对位姿是否满足第二切换条件，并在满足第二切换条件之后，通过识别模式切换请求中的关键字，自动控制机械臂由接近模式切换为磨削模式，使得模式切换过程是自动化执行的，从而降低了人力成本，提高了控制模式的切换效率和流畅性。
在本公开再一种实施方式中，第一控制模式是磨削模式，在当前磨削平面是最后一个磨削平面或者不是最后一个磨削平面的情况下，对控制模式的切换过程进行了细化，方便理解控制模式的切换方式。
在本公开实施例中，可选的，第一控制模式是磨削模式；则，S120具体包括：若相对位姿中的第三距离位于预设的第三距离范围外，则判断当前磨削平面是否为目标对象的最后一个磨削平面；若当前磨削平面不是目标对象的最后一个磨削平面，则确定相对位姿满足第三切换条件，并确定第二控制模式是自由拖动模式，其中，第三切换条件是由磨削模式切换为自由拖动模式的预设的模式切换条件；相应的，S140具体包括：解析模式切换请求中的第二关键字；基于第二关键字控制机械臂由磨削模式切换为自由拖动模式。
可以理解的是，若相对位姿中的第三距离位于预设的第三距离范围外，说明机械臂上末端工具已经对当前磨削平面执行完磨削操作，并且，当末端已经回退至磨削起始区外时，需要判断是否需要继续对下一个磨削平面进行磨削。具体的，若判断出当前磨削平面不是目标对象的最后一个磨削平面，则机械臂不能进入待机状态，则需要控制机械臂由磨削模式切换为自由拖动模式，使得机械臂从自由拖动模式继续进行模式切换之后，对下一个磨削平面继续进行磨削。
可选的，第三距离记为d3，第三距离范围记为[0,σd3]，σd3是50mm。
进一步的，当相对位姿满足第三切换条件，并确定二控制模式是自由拖动模式时，控制器解析模式切换请求中的第二关键字，第二关键字为自由拖动模式的字符串，然后基于第二关键字自动控制机械臂由磨削模式切换为自由拖动模式。
由此，在第一控制模式是磨削模式，并且，相对位姿中的第三距离位于预设的第三距离范围外的情况下，如果判断出当前磨削平面不是最后一个磨削平面，则确定相对位姿满足第三切换条件，并确定第二控制模式是自由拖动模式，进而通过识别模式切换请求中的关键字，自动控制机械臂由磨削模式切换为自由拖动模式，使得模式切换过程是自动化执行的。
在其他情况下，S120还包括：若当前磨削平面是目标对象的最后一个磨削平面，则确定相对位姿满足第四切换条件，并确定第二控制模式是保持模式，其中，第四切换条件是由磨削模式切换为保持模式的预设的模式切换条件；相应的，S140具体包括：基于模式切换请求，生成第三提示信息并显示；响应于第三提示信息对应的第二模式切换操作，控制机械臂由磨削模式切换为保持模式。
可以理解的是，若当前磨削平面是目标对象的最后一个磨削平面，则机械臂可以进入待机状态，即可以控制机械臂由磨削模式切换为保持模式，使得机械臂的状态保持不变。具体的，控制器基于模式切换请求生成并显示第三提示信息，使得用户基于第三提示信息执行第二模式切换操作，用户具体可以通过按键选择或者屏幕触发的方式向控制器发送第二模式切换操作，控制器响应于该操作控制机械臂由磨削模式切换为保持模式。可选的，第三提示信息可以是“已对所有平面完成磨削，是否进入保持模式”。
由此，第一控制模式是磨削模式，并且，相对位姿中的第三距离位于预设的第三距离范围外的情况下，如果判断出当前磨削平面是最后一个磨削平面的情况下，则确定相对位姿满足第四切换条件，并确定第二控制模式是保持模式，进而通过人机交互的方式，控制机械臂由磨削模式切换为保持模式，使得模式切换过程仅由用户单人操作即可，无需专门的工作人员参与。
综上，模式切换过程可以是自动化执行的，也可以是基于人机交互方式，由用户单人操作完成的，因此，降低了人力成本，提高了控制模式的切换效率和流畅性。
在本公开再一种实施方式中，机械臂的工作模式包括自由拖动模式、接近模式、磨削模式以及保持模式，并且，机械臂可以连续进行模式切换。
图5示出了控制模式进行连续切换的流程示意图。如图5所示，该控制模式切换方法可以包括如下步骤。
S510、确定目标对象的当前磨削平面。
可选的，目标对象可以是股骨，当前磨削平面可以是股骨前斜平面。
S520、确定机械臂在自由拖动模式下工作。
S530、控制机械臂接近预接近区域，并判断机械臂上的末端工具是否位于预接近区域内。
具体的，判断末端工具与当前磨削平面之间的距离是否位于预设的[20mm,100mm]内，以及末端工具与当前磨削平面之间的角度是否位于[0,45°]内，若是，则确定机械臂上的末端工具位于预接近区域内，并执行S540，否则，返回执行S530。
S540、生成第一提示信息并显示，响应于第一提示信息对应的操作，控制机械臂由自由拖动模式切换为接近模式。
具体的，第一提示信息可以是预接近区域的颜色显示信息，该颜色具体可以是黄色。具体的，在显示第一提示信息之后，用户可以通过踩脚踏的方式控制机械臂由自由拖动模式切换为接近模式。
S550、在接近模式下，控制末端工具沿着接近当前磨削平面对应的磨削起始点的方向移动，并判断末端工具是否接近磨削起始点。
具体的，判断末端工具与当前磨削平面之间的距离是否位于[0,σd3]，以及末端工具与当前磨削平面之间的夹角是否位于[0,σd3]，若是，则确定末端工具到达磨削起始点，并执行S560，否则，返回执行S550。
S560、自动控制机械臂由接近模式切换为磨削模式，生成第二提示信息并显示。
具体的，在末端工具接近磨削起始点时，生成模式切换请求，并解析模式切换请求中的关键字，基于解析出的关键字自动控制机械臂进行模式切换。与此同时，生成并显示第二提示信息，使得用户基于第二提示信息拖动机械臂在磨削模式下工作。
S570、基于用户的作用力，控制机械臂在磨削模式下工作，并在相对位姿中的第三距离位于预设的第三距离范围的情况下，判断当前磨削平面是否为目标对象的最后一个磨削平面。
具体的，若当前磨削平面不是最后一个磨削平面，则执行S580，否则，执行S590。
S580、确定相对位姿满足第三切换条件，并确定第二控制模式是自由拖动模式。
S581、控制机械臂由磨削模式切换为自由拖动模式。
具体的，在末端工具位于预接近区域外时，生成模式切换请求，并解析模式切换请求中的关键字，基于解析出的关键字自动控制机械臂进行模式切换，并返回执行S510。
S590、确定相对位姿满足第四切换条件，并确定第二控制模式是保持模式。
S591、控制机械臂由磨削模式切换为保持模式。
具体的，在末端工具位于预接近区域外时，生成模式切换请求，并解析模式切换请求中的关键字，基于解析出的关键字自动控制机械臂进行模式切换，并结束。
由此，可以实现自动控制模式切换，或者，通过人机交互方式控制模式切换，使得机械臂在到达不同磨削平面时，保证磨削起始姿态的一致性，同时保证了机械臂磨削时不会处于奇异姿态。
本公开实施例还提供了一种用于实现上述的控制模式切换方法的控制模式切换装置，下面结合图6进行说明。在本公开实施例中，该控制模式切换装置可以为电子设备。该电子设备可以是手术机器人的控制器，电子设备可以包括平板电脑、台式计算机、笔记本电脑等具有通信功能的设备，也可以包括虚拟机或者模拟器模拟的设备。
图6示出了本公开实施例提供的一种控制模式切换装置的结构示意图。
如图6所示，控制模式切换装置600可以包括：
确定模块610，用于当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取所述机械臂对应的第一控制模式，并在所述第一控制模式下，确定所述机械臂的末端工具与所述目标对象的当前磨削平面的相对位姿；
判断模块620，用于判断所述相对位姿是否满足预设的模式切换条件；
生成模块630，用于若所述相对位姿满足所述预设的模式切换条件，则生成模式切换请求；
控制模块640，用于基于所述模式切换请求，控制所述机械臂由所述第一控制模式切换为第二控制模式。
本公开实施例的一种控制模式切换装置，当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取机械臂对应的第一控制模式，并在所述第一控制模式下，确定机械臂的末端工具与目标对象的当前磨削平面的相对位姿；判断相对位姿是否满足预设的模式切换条件；若相对位姿满足预设的模式切换条件，则生成模式切换请求；基于模式切换请求，控制机械臂由第一控制模式切换为第二控制模式。由此，当想要使用机器人的机械臂对当前磨削平面进行磨削时，如果末端工具与当前磨削平面的相对位姿满足预设的模式切换条件，生成模式切换请求并基于该请求进行控制模式切换，该过程无需依赖用户的经验来判断是否切换控制模式，也无需额外的工作人员执行控制模式切换操作，因此，降低了用户的负担和人力成本，最终提高了控制模式的切换效率和流畅性。
在本公开一些实施例中，所述第一控制模式是自由拖动模式，所述第二控制模式是接近模式，所述预设的模式切换条件是由所述自由拖动模式切换为所述接近模式的第一切换条件；相应的，判断模块620，包括：
第一确定单元，用于若所述相对位姿中的第一距离位于预设的第一距离范围内，并且，所述相对位姿中的第一夹角位于预设的第一角度范围内，则确定所述相对位姿满足所述第一切换条件；相应的，控制模块640，包括：
第一生成单元，用于基于所述模式切换请求，生成第一提示信息并显示；
第一控制单元，用于响应于所述第一提示信息对应的第一模式切换操作，控制所述机械臂由所述自由拖动模式切换为所述接近模式。
在本公开一些实施例中，该装置还包括：
移动控制模块，用于在所述接近模式下，控制所述末端工具沿着接近所述当前磨削平面对应的磨削起始点的方向移动，并在移动过程中更新所述相对位姿，其中，更新后的相对位姿用于继续判断是否满足所述预设的模式切换条件。
在本公开一些实施例中，所述第一控制模式是接近模式，所述第二控制模式是磨削模式，所述预设的模式切换条件是由所述接近模式切换为所述磨削模式的第二切换条件；相应的，判断模块620，包括：
第二确定单元，用于若所述相对位姿中的第二距离位于预设的第二距离范围内，并且，所述相对位姿中的第二夹角位于预设的第二角度范围内，则确定所述相对位姿满足所述第二切换条件；相应的，控制模块640，包括：
第一解析单元，用于解析所述模式切换请求中的第一关键字；
第二控制单元，用于基于所述第一关键字控制所述机械臂由所述接近模式切换为磨削模式。
在本公开一些实施例中，该装置还包括：
第二生成单元，用于生成第二提示信息并显示；
带动单元，用于响应于作用在所述机械臂上的作用力，带动所述末端工具对所述当前磨削平面进行磨削。
在本公开一些实施例中，所述第一控制模式是磨削模式，相应的，判断模块620，包括：
判断单元，用于若所述相对位姿中的第三距离位于预设的第三距离范围外，则判断所述当前磨削平面是否为所述目标对象的最后一个磨削平面；
第一确定单元，用于若所述当前磨削平面不是所述目标对象的最后一个磨削平面，则确定所述相对位姿满足第三切换条件，并确定所述第二控制模式是自由拖动模式，其中，所述第三切换条件是由所述磨削模式切换为所述自由拖动模式的预设的模式切换条件；
相应的，控制模块640，包括：
第二解析单元，用于解析所述模式切换请求中的第二关键字；
第三控制单元，用于基于所述第二关键字控制所述机械臂由所述磨削模式切换为所述自由拖动模式。
在本公开一些实施例中，判断模块620还包括：
第二确定单元，用于若所述当前磨削平面是所述目标对象的最后一个磨削平面，则确定所述相对位姿满足第四切换条件，并确定所述第二控制模式是保持模式，其中，所述第四切换条件是由所述磨削模式切换为所述保持模式的预设的模式切换条件；相应的，控制模块640，包括：
第三生成单元，用于基于所述模式切换请求，生成第三提示信息并显示；
第四控制单元，用于响应于所述第三提示信息对应的第二模式切换操作，控制所述机械臂由所述磨削模式切换为所述保持模式。
需要说明的是，图6所示的控制模式切换装置300可以执行图1至图5所示的方法实施例中的各个步骤，并且实现图1至图5所示的方法实施例中的各个过程和效果，在此不做赘述。
图7示出了本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
如图7所示，该电子设备可以包括处理器701以及存储有计算机程序指令的存储器702。
具体地，上述处理器701可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器702可以包括用于信息或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器702可以包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个及其以上这些的组合。在合适的情况下，存储器702可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器702可在综合网关设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器702是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器702包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(Programmable ROM，PROM)、可擦除PROM(Electrical Programmable ROM，EPROM)、电可擦除PROM(Electrically ErasableProgrammable ROM，EEPROM)、电可改写ROM(Electrically Alterable ROM，EAROM)或闪存，或者两个或及其以上这些的组合。
处理器701通过读取并执行存储器702中存储的计算机程序指令，以执行本公开实施例所提供的控制模式切换方法的步骤。
在一个示例中，该电子设备还可包括收发器703和总线704。其中，如图7所示，处理器701、存储器702和收发器703通过总线704连接并完成相互间的通信。
总线704包括硬件、软件或两者。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(Accelerated Graphics Port，AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线、前端总线(Front Side BUS，FSB)、超传输(Hyper Transport，HT)互连、工业标准架构(Industrial Standard Architecture，ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(Low Pin Count，LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MicroChannel Architecture，MCA)总线、外围控件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(Serial Advanced TechnologyAttachment，SATA)总线、视频电子标准协会局部(Video Electronics StandardsAssociation Local Bus，VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线704可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
以下是本公开实施例提供的计算机可读存储介质的实施例，该计算机可读存储介质与上述各实施例的控制模式切换方法属于同一个发明构思，在计算机可读存储介质的实施例中未详尽描述的细节内容，可以参考上述控制模式切换方法的实施例。
本实施例提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种控制模式切换方法，该方法包括：
当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取所述机械臂对应的第一控制模式，并在所述第一控制模式下，确定所述机械臂的末端工具与所述目标对象的当前磨削平面的相对位姿；
判断所述相对位姿是否满足预设的模式切换条件；
若所述相对位姿满足所述预设的模式切换条件，则生成模式切换请求；
基于所述模式切换请求，控制所述机械臂由所述第一控制模式切换为第二控制模式。
当然，本公开实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上的方法操作，还可以执行本公开任意实施例所提供的控制模式切换方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本公开可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机云平台(可以是个人计算机，服务器，或者网络云平台等)执行本公开各个实施例所提供的控制模式切换方法。
注意，上述仅为本公开的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本公开不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本公开的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本公开进行了较为详细的说明，但是本公开不仅仅限于以上实施例，在不脱离本公开构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本公开的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种控制模式切换方法，其特征在于，包括：
当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取所述机械臂对应的第一控制模式，并在所述第一控制模式下，确定所述机械臂的末端工具与所述目标对象的当前磨削平面的相对位姿；
判断所述相对位姿是否满足预设的模式切换条件；
若所述相对位姿满足所述预设的模式切换条件，则生成模式切换请求；
基于所述模式切换请求，控制所述机械臂由所述第一控制模式切换为第二控制模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制模式是自由拖动模式，所述第二控制模式是接近模式，所述预设的模式切换条件是由所述自由拖动模式切换为所述接近模式的第一切换条件；则，
所述判断所述相对位姿是否满足预设的模式切换条件，包括：
若所述相对位姿中的第一距离位于预设的第一距离范围内，并且，所述相对位姿中的第一夹角位于预设的第一角度范围内，则确定所述相对位姿满足所述第一切换条件；
所述基于所述模式切换请求，控制所述机械臂由所述第一控制模式切换为第二控制模式，包括：
基于所述模式切换请求，生成第一提示信息并显示；
响应于所述第一提示信息对应的第一模式切换操作，控制所述机械臂由所述自由拖动模式切换为所述接近模式。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述接近模式下，控制所述末端工具沿着接近所述当前磨削平面对应的磨削起始点的方向移动，并在移动过程中更新所述相对位姿，其中，更新后的相对位姿用于继续判断是否满足所述预设的模式切换条件。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制模式是接近模式，所述第二控制模式是磨削模式，所述预设的模式切换条件是由所述接近模式切换为所述磨削模式的第二切换条件；则，
所述判断所述相对位姿是否满足预设的模式切换条件，包括：
若所述相对位姿中的第二距离位于预设的第二距离范围内，并且，所述相对位姿中的第二夹角位于预设的第二角度范围内，则确定所述相对位姿满足所述第二切换条件；
所述基于所述模式切换请求，控制所述机械臂由所述第一控制模式切换为第二控制模式，包括：
解析所述模式切换请求中的第一关键字；
基于所述第一关键字控制所述机械臂由所述接近模式切换为磨削模式。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
生成第二提示信息并显示；
响应于作用在所述机械臂上的作用力，带动所述末端工具对所述当前磨削平面进行磨削。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制模式是磨削模式，所述判断所述相对位姿是否满足预设的模式切换条件，包括：
若所述相对位姿中的第三距离位于预设的第三距离范围外，则判断所述当前磨削平面是否为所述目标对象的最后一个磨削平面；
若所述当前磨削平面不是所述目标对象的最后一个磨削平面，则确定所述相对位姿满足第三切换条件，并确定所述第二控制模式是自由拖动模式，其中，所述第三切换条件是由所述磨削模式切换为所述自由拖动模式的预设的模式切换条件；
所述基于所述模式切换请求，控制所述机械臂由所述第一控制模式切换为第二控制模式，包括：
解析所述模式切换请求中的第二关键字；
基于所述第二关键字控制所述机械臂由所述磨削模式切换为所述自由拖动模式。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述当前磨削平面是所述目标对象的最后一个磨削平面，则确定所述相对位姿满足第四切换条件，并确定所述第二控制模式是保持模式，其中，所述第四切换条件是由所述磨削模式切换为所述保持模式的预设的模式切换条件；
所述基于所述模式切换请求，控制所述机械臂由所述第一控制模式切换为第二控制模式，包括：
基于所述模式切换请求，生成第三提示信息并显示；
响应于所述第三提示信息对应的第二模式切换操作，控制所述机械臂由所述磨削模式切换为所述保持模式。
8.一种控制模式切换装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于当启动机械臂对目标对象进行磨削时，获取所述机械臂对应的第一控制模式，并在所述第一控制模式下，确定所述机械臂的末端工具与所述目标对象的当前磨削平面的相对位姿；
判断模块，用于判断所述相对位姿是否满足预设的模式切换条件；
生成模块，用于若所述相对位姿满足所述预设的模式切换条件，则生成模式切换请求；
控制模块，用于基于所述模式切换请求，控制所述机械臂由所述第一控制模式切换为第二控制模式。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；
存储器，用于存储可执行指令；
其中，所述处理器用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得处理器实现上述权利要求1-7中任一项所述的方法。
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CN111340876A (zh) * 2020-02-21 2020-06-26 京东方科技集团股份有限公司 用于膝关节置换的处理方法、装置、存储介质和电子设备

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