CN117301044A - 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117301044A CN117301044A CN202311119114.3A CN202311119114A CN117301044A CN 117301044 A CN117301044 A CN 117301044A CN 202311119114 A CN202311119114 A CN 202311119114A CN 117301044 A CN117301044 A CN 117301044A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gesture
- end tool
- limiting
- boundary
- planning
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 21
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 210000000588 acetabulum Anatomy 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000802 evaporation-induced self-assembly Methods 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
- B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
-
- 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
- B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
本公开涉及一种末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质。获取末端工具在当前周期的规划控制姿态；若检测到末端工具按照规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定末端工具在当前周期的回退姿态；根据回退姿态对末端工具在姿态限制边界上进行运动控制。由此，当检测到为末端工具规划的控制姿态超出姿态限制边界时，自动计算能够控制末端工具在姿态限制边界上运动的回退姿态，使得末端工具在姿态限制边界附近平稳运动，因此无需施加更大的力来对抗阻力，降低了末端工具的操作难度，满足了用户在靠近姿态限制边界的区域工作的需求。
Description
技术领域
本公开涉及机器人运动控制领域，尤其涉及一种末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
在使用机器人进行关节置换手术时，对机器人的安全性要求极高，需要机器人的末端工具始终保持在姿态限制边界内运动。例如，在全髋手术中，在磨削髋臼时，会要求机器人的末端工具始终保持在姿态限制边界内运动，以保证末端工具不会伤到软组织。
现有技术中，当末端工具接近姿态限制边界时，产生阻碍末端工具继续运动的阻力，从而将末端工具限制在姿态限制边界内。然而，当用户在靠近姿态限制边界的区域工作时，需要施加更大的力来对抗阻力，增加了末端工具的操作难度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本公开提供了一种末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质。
第一方面，本公开提供了一种末端工具的运动控制方法，该方法包括：
获取末端工具在当前周期的规划控制姿态；
若检测到所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于所述规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定所述末端工具在所述当前周期的回退姿态；
根据所述回退姿态对所述末端工具在所述姿态限制边界上进行运动控制。
在本公开一些实施例中，在所述获取末端工具在当前周期的规划控制姿态之后，所述方法还包括：
基于所述规划控制姿态、所述初始姿态以及所述姿态限制边界对应的姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时是否位于所述姿态限制边界外。
在本公开一些实施例中，所述姿态限制边界是锥形限制边界，所述初始姿态下的末端工具位于所述锥形限制边界的旋转轴上，所述姿态限制角是所述姿态限制边界与所述旋转轴之间的夹角。
在本公开一些实施例中，所述基于所述规划控制姿态、所述初始姿态以及所述姿态限制边界对应的姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时是否位于所述姿态限制边界外，包括：
根据所述规划控制姿态和所述初始姿态，计算所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时与所述姿态限制边界的旋转轴之间的当前规划夹角；
若所述当前规划夹角大于所述姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于所述姿态限制边界外；
若所述当前规划夹角小于或等于所述姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于所述姿态限制边界内或者所述姿态限制边界上。
在本公开一些实施例中，所述基于所述规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定所述末端工具在所述当前周期的回退姿态，包括：
确定所述规划控制姿态下的末端工具与所述初始姿态下的末端工具所在同一平面的法向量；
基于所述法向量和所述姿态限制边界对应的姿态限制角，计算所述末端工具在所述当前周期的回退姿态。
在本公开一些实施例中，所述基于所述法向量和所述姿态限制边界对应的姿态限制角，计算所述末端工具在所述当前周期的回退姿态，包括：
根据所述法向量和所述姿态限制角计算旋转矩阵，并将所述旋转矩阵作为所述回退姿态。
在本公开一些实施例中，所述方法还包括：
若检测到所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界内或者边界上，根据所述规划控制姿态对所述末端工具进行运动控制。
第二方面，本公开提供了一种末端工具的运动控制装置，该装置包括：
姿态获取模块，用于获取末端工具在当前周期的规划控制姿态；
姿态确定模块，用于若检测到所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于所述规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定所述末端工具在所述当前周期的回退姿态；
运动控制模块，用于根据所述回退姿态对所述末端工具在所述姿态限制边界上进行运动控制。
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末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质，获取末端工具在当前周期的规划控制姿态；若检测到末端工具按照规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定末端工具在当前周期的回退姿态；根据回退姿态对末端工具在姿态限制边界上进行运动控制。由此，当检测到为末端工具规划的控制姿态超出姿态限制边界时，自动计算能够控制末端工具在姿态限制边界上运动的回退姿态，使得末端工具在姿态限制边界附近平稳运动，因此无需施加更大的力来对抗阻力，降低了末端工具的操作难度，满足了用户在靠近姿态限制边界的区域工作的需求。
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末端工具的运动控制方法的流程示意图；
图2为本公开实施例提供的一种锥形限制边界的几何示意图；
图3为本公开实施例提供的另一种锥形限制边界的几何示意图；
图4为本公开实施例提供的另一种锥形限制边界的几何示意图；
图5为本公开实施例提供的一种末端工具的运动控制装置的结构示意图；
图6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。
为了降低末端工具的操作难度，以满足用户在靠近姿态限制边界的区域工作的需求，下面结合图1至图3对本公开实施例提供的末端工具的运动控制方法进行说明。在本公开实施例中，该末端工具的运动控制方法可以由电子设备执行。其中，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末端工具的运动控制方法的流程示意图。
如图1所示，该末端工具的运动控制方法可以包括如下步骤。
S110、获取末端工具在当前周期的规划控制姿态。
在本实施例中，当使用目标机器人进行关节置换手术(如全髋手术)时，末端工具所在机器人的控制器提前为末端工具设置每个周期的规划控制姿态。当控制器在当前周期控制末端工具运动时，获取末端工具在当前周期的规划控制姿态，以直接基于规划控制姿态控制末端工具运动，或者，当规划控制姿态不满足运动控制要求时，基于规划控制姿态确定满足运动控制要求的实际控制姿态，并基于实际控制姿态控制末端工具运动，使得末端工具在运动过程中磨削髋臼，推进手术进展。
其中，末端工具可以是能够起到骨头磨削作用的尖头或者球形的工具。
其中，规划控制姿态可以理解为控制末端工具运动的姿态。具体的，将作用在末端工具的外力和外力矩作为导纳力控算法的输入数据，使得利用导纳力控算法对该外力和外力矩进行位姿计算，得到规划控制姿态。
可选的，规划控制姿态可以是由X、Y、Z形成的坐标系。示例性的，参见图2所示的锥形限制边界的几何示意图，规划控制姿态Rt是由XR轴、YR轴、ZR轴形成的坐标系。
S120、若检测到末端工具按照规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定末端工具在当前周期的回退姿态。
可以理解的是，如果检测到末端工具按照规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，则说明按照规划控制姿态对末端工具进行运动控制时，末端工具会超出姿态限制边界，此种情况会导致运动中的末端工具伤到软组织，需要确定控制末端工具在姿态限制边界上运动的回退姿态。
其中，初始姿态是指末端工具根据用户实际的骨头计算出来的初始磨削姿态。
可选的，初始姿态可以是由X、Y、Z形成的坐标系。示例性的，继续参见图2，初始姿态R0是由X0轴、Y0轴、Z0轴形成的坐标系。
其中，姿态限制角可以理解为姿态限制边界的最大限制角度。可选的，姿态限制角表示为α。
其中，回退姿态是指末端工具在姿态限制边界上运动时的姿态。
在本实施例中，S120的具体实现方法包括但不限于如下方法：S1201、确定规划控制姿态下的末端工具和初始姿态下的末端工具所在同一平面的法向量；S1202、基于法向量和姿态限制边界对应的姿态限制角，计算末端工具在当前周期的回退姿态。
可选的，末端工具可以位于规划控制姿态的XR轴、YR轴以及ZR轴中的任意一个上，也可以绕着规划控制姿态的XR轴、YR轴以及ZR轴中的任意一个旋转；同理，末端工具可以位于初始姿态的X0轴、Y0轴、Z0轴中的任意一个上，也可以绕着初始姿态的X0轴、Y0轴、Z0轴中的任意一个旋转。
在一种实现方式中，规划控制姿态Rt的ZR轴可以表示为如果末端工具位于规划控制姿态Rt的ZR轴上，则规划控制姿态下的末端工具可以表示为/>相应的，初始姿态R0的Z0轴可以表示为/>如果末端工具位于初始姿态R0的Z0轴上，则初始姿态下的末端工具可以表示为/>在此种状态下，S1201中规划控制姿态下的末端工具/>和初始姿态下的末端工具/>所在同一平面的法向量/>可以通过如下方式确定：
其中，法向量是单位向量，矩阵[n]是与/>相对应的3×3反对称矩阵，则矩阵[n]具体表示为：
在S1202中，可选的，回退姿态的确定方法包括：根据法向量和姿态限制角计算旋转矩阵，并将旋转矩阵作为回退姿态。
可选的，基于法向量与姿态限制角α，确定回退姿态Rt可以通过如下方式确定：
其中，I是单位矩阵。
这样，在确定末端工具按照规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，首先确定规划控制姿态下的末端工具与和初始姿态下的末端工具所在同一平面的法向量，再根据法向量和姿态限制边界对应的姿态限制角，准确的计算末端工具在当前周期的回退姿态。
S130、根据回退姿态对末端工具在姿态限制边界上进行运动控制。
可以理解的是，由于回退姿态是末端工具在姿态限制边界上运动的姿态，因此，根据回退姿态可以控制末端工具在姿态限制边界上运动，以满足用户在靠近姿态限制边界的区域工作的需求。
本公开实施例的一种末端工具的运动控制方法，获取末端工具在当前周期的规划控制姿态；若检测到末端工具按照规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定末端工具在当前周期的回退姿态；根据回退姿态对末端工具在姿态限制边界上进行运动控制。由此，当检测到为末端工具规划的控制姿态超出姿态限制边界时，自动计算能够控制末端工具在姿态限制边界上运动的回退姿态，使得末端工具在姿态限制边界附近平稳运动，因此无需施加更大的力来对抗阻力，降低了末端工具的操作难度，满足了用户在靠近姿态限制边界的区域工作的需求。
在其他实施例中，在执行S120之后，该方法还包括：若检测到末端工具按照规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界内或者边界上，根据规划控制姿态对末端工具进行运动控制。
由此，当判断出末端工具没有超出姿态限制边界时，可以直接基于规划控制姿态对末端工具进行运动控制，即可满足用户在靠近姿态限制边界的区域工作的需求。
在本公开另一种实施方式中，通过以下实施例对确定末端工具按照规划控制姿态运动时是否位于姿态限制边界外进行具体的解释。
在本实施例中，在执行S120之前，该方法还包括如下步骤：
S111、基于规划控制姿态、初始姿态以及姿态限制边界对应的姿态限制角，确定末端工具按照规划控制姿态运动时是否位于姿态限制边界外。
在一些实施例中，姿态限制边界是锥形限制边界，初始姿态下的末端工具位于锥形限制边界的旋转轴上，姿态限制角是姿态限制边界与旋转轴之间的夹角。
为了便于理解，参见图3所示的锥形限制边界的几何示意图，姿态限制边界是指由圆锥母线围成的锥形限制边界m，锥形限制边界的旋转轴是Z0，初始姿态下的末端工具n位于锥形限制边界的旋转轴Z0上，姿态限制角是姿态限制边界(即锥形限制边界m)与旋转轴Z0之间的夹角α。
在其他实施例中，姿态限制边界还可以是其他几何形状的边界，初始姿态下的末端工具位于几何形状的边界的中心轴上，姿态限制角是姿态限制边界与旋转轴之间的夹角。
其中，S111具体包括如下步骤：根据规划控制姿态和初始姿态，计算末端工具按照规划控制姿态运动时与姿态限制边界的旋转轴之间的当前规划夹角；若当前规划夹角大于姿态限制角，确定末端工具按照规划控制姿态运动时位于姿态限制边界外；若当前规划夹角小于或等于姿态限制角，确定末端工具按照规划控制姿态运动时位于姿态限制边界内或者姿态限制边界上。
在一种实现方式中，规划控制姿态Rt的ZR轴可以表示为如果末端工具位于规划控制姿态Rt的ZR轴上，则规划控制姿态下的末端工具可以表示为/>相应的，初始姿态R0的Z0轴可以表示为/>如果末端工具位于初始姿态R0的Z0轴上，则初始姿态下的末端工具可以表示为/>则当前规划夹角可以通过如下方式确定：
继续参见图3所示的锥形限制边界的几何示意图，规划控制姿态对应的当前规划夹角为θ，并且，当前规划夹角θ小于或等于姿态限制角α，则确定末端工具n按照规划控制姿态运动时位于姿态限制边界m内或者姿态限制边界m上。参见图4所示的锥形限制边界的几何示意图，规划控制姿态对应的当前规划夹角为θ，并且，当前规划夹角θ大于姿态限制角α，则确定末端工具n按照规划控制姿态运动时位于姿态限制边界m外。
在其他实施例中，姿态限制边界还可以是其他几何形状的边界，并且，也可以按照上述方式确定末端工具按照规划控制姿态运动时位于姿态限制边界外，还是位于姿态限制边界内或者姿态限制边界上。
由此，能够首先根据规划控制姿态和初始姿态，计算末端工具的当前规划夹角，再根据当前规划夹角与姿态限制角的大小关系，准确的确定末端工具按照规划控制姿态运动时是否位于姿态限制边界外，从而自动且精准的确定末端工具按照规划控制姿态运动时是否位于末端工具的姿态限制边界外，使得在检测到末端工具按照规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，确定回退姿态以保证末端工具不会超出姿态限制边界运动。
本公开实施例还提供了一种用于实现上述的末端工具的运动控制方法的末端工具的运动控制装置，下面结合图4进行说明。在本公开实施例中，该末端工具的运动控制装置可以为电子设备。其中，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5示出了本公开实施例提供的一种末端工具的运动控制装置的结构示意图。
如图5所示，末端工具的运动控制装置500可以包括：
姿态获取模块510，用于获取末端工具在当前周期的规划控制姿态；
姿态确定模块520，用于若检测到所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于所述规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定所述末端工具在所述当前周期的回退姿态；
运动控制模块530，用于根据所述回退姿态对所述末端工具在所述姿态限制边界上进行运动控制。
本公开实施例的一种末端工具的运动控制装置，获取末端工具在当前周期的规划控制姿态；若检测到末端工具按照规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定末端工具在当前周期的回退姿态；根据回退姿态对末端工具在姿态限制边界上进行运动控制。由此，当检测到为末端工具规划的控制姿态超出姿态限制边界时，自动计算能够控制末端工具在姿态限制边界上运动的回退姿态，使得末端工具在姿态限制边界附近平稳运动，因此无需施加更大的力来对抗阻力，降低了末端工具的操作难度，满足了用户在靠近姿态限制边界的区域工作的需求。
在本公开一些实施例中，该装置还包括：
边界判断模块，用于基于所述规划控制姿态、所述初始姿态以及所述姿态限制边界对应的姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时是否位于所述姿态限制边界外。
在本公开一些实施例中，所述姿态限制边界是锥形限制边界，所述初始姿态下的末端工具位于所述锥形限制边界的旋转轴上，所述姿态限制角是所述姿态限制边界与所述旋转轴之间的夹角。
在本公开一些实施例中，边界判断模块，包括：
第一计算单元，用于根据所述规划控制姿态和所述初始姿态，计算所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时与所述姿态限制边界的旋转轴之间的当前规划夹角；
第一确定单元，用于若所述当前规划夹角大于所述姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于所述姿态限制边界外；
第二确定单元，用于若所述当前规划夹角小于或等于所述姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于所述姿态限制边界内或者所述姿态限制边界上。
在本公开一些实施例中，姿态确定模块520，包括：
第三确定单元，用于确定所述规划控制姿态下的末端工具和所述初始姿态下的末端工具所在同一平面的法向量；
第二计算单元，用于基于所述法向量和所述姿态限制边界对应的姿态限制角，计算所述末端工具在所述当前周期的回退姿态。
在本公开一些实施例中，第二计算单元具体用于：
根据所述法向量和所述姿态限制角计算旋转矩阵，并将所述旋转矩阵作为所述回退姿态。
在本公开一些实施例中，该装置还包括：
末端工具控制模块，用于若检测到所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界内或者边界上，根据所述规划控制姿态对所述末端工具进行运动控制。
需要说明的是，图5所示的末端工具的运动控制装置500可以执行图1至图4所示的方法实施例中的各个步骤，并且实现图1至图4所示的方法实施例中的各个过程和效果，在此不做赘述。
图6示出了本公开实施例提供的一种电子设备的结构示意图。该电子设备可以是上述实施例提到的目标机器人的控制器。
如图6所示，该电子设备可以包括处理器601以及存储有计算机程序指令的存储器602。
具体地，上述处理器601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602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602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602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602可在综合网关设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器602是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器602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601通过读取并执行存储器602中存储的计算机程序指令，以执行本公开实施例所提供的末端工具的运动控制方法的步骤。
在一个示例中，该电子设备还可包括收发器603和总线604。其中，如图6所示，处理器601、存储器602和收发器603通过总线604连接并完成相互间的通信。
总线604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604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末端工具的运动控制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，可以参考上述末端工具的运动控制方法的实施例。
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末端工具的运动控制方法，该方法包括：
获取末端工具在当前周期的规划控制姿态；
若检测到所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于所述规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定所述末端工具在所述当前周期的回退姿态；
根据所述回退姿态对所述末端工具在所述姿态限制边界上进行运动控制。
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末端工具的运动控制方法中的相关操作。
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末端工具的运动控制方法。
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)
1.一种末端工具的运动控制方法，其特征在于，包括：
获取末端工具在当前周期的规划控制姿态；
若检测到所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于所述规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定所述末端工具在所述当前周期的回退姿态；
根据所述回退姿态对所述末端工具在所述姿态限制边界上进行运动控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取末端工具在当前周期的规划控制姿态之后，所述方法还包括：
基于所述规划控制姿态、所述初始姿态以及所述姿态限制边界对应的姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时是否位于所述姿态限制边界外。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述姿态限制边界是锥形限制边界，所述初始姿态下的末端工具位于所述锥形限制边界的旋转轴上，所述姿态限制角是所述姿态限制边界与所述旋转轴之间的夹角。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述规划控制姿态、所述初始姿态以及所述姿态限制边界对应的姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时是否位于所述姿态限制边界外，包括：
根据所述规划控制姿态和所述初始姿态，计算所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时与所述姿态限制边界的旋转轴之间的当前规划夹角；
若所述当前规划夹角大于所述姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于所述姿态限制边界外；
若所述当前规划夹角小于或等于所述姿态限制角，确定所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于所述姿态限制边界内或者所述姿态限制边界上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定所述末端工具在所述当前周期的回退姿态，包括：
确定所述规划控制姿态下的末端工具与所述初始姿态下的末端工具所在同一平面的法向量；
基于所述法向量和所述姿态限制边界对应的姿态限制角，计算所述末端工具在所述当前周期的回退姿态。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述法向量和所述姿态限制边界对应的姿态限制角，计算所述末端工具在所述当前周期的回退姿态，包括：
根据所述法向量和所述姿态限制角计算旋转矩阵，并将所述旋转矩阵作为所述回退姿态。
7.根据权利要求1～6任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
若检测到所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界内或者边界上，根据所述规划控制姿态对所述末端工具进行运动控制。
8.一种末端工具的运动控制装置，其特征在于，包括：
姿态获取模块，用于获取末端工具在当前周期的规划控制姿态；
姿态确定模块，用于若检测到所述末端工具按照所述规划控制姿态运动时位于末端工具的姿态限制边界外，基于所述规划控制姿态和末端工具的初始姿态，确定所述末端工具在所述当前周期的回退姿态；
运动控制模块，用于根据所述回退姿态对所述末端工具在所述姿态限制边界上进行运动控制。
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311119114.3A CN117301044A (zh) | 2023-08-31 | 2023-08-31 | 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311119114.3A CN117301044A (zh) | 2023-08-31 | 2023-08-31 | 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117301044A true CN117301044A (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=89287418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311119114.3A Pending CN117301044A (zh) | 2023-08-31 | 2023-08-31 | 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117301044A (zh) |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2770507A1 (en) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Mazor Robotics Ltd. | Device for improving the accuracy of manual operations |
| CA2879414A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | Stryker Corporation | Systems and methods for robotic surgery |
| JP5896003B1 (ja) * | 2014-10-29 | 2016-03-30 | 株式会社安川電機 | 加工装置、教示方法、ワークの生産方法、コントローラ及び制御方法 |
| DE102015009048B3 (de) * | 2015-07-13 | 2016-08-18 | Kuka Roboter Gmbh | Steuern eines nachgiebig geregelten Roboters |
| CN106102633A (zh) * | 2014-03-17 | 2016-11-09 | 直观外科手术操作公司 | 用于远程操作医疗系统的结构调整系统和方法 |
| CN110234274A (zh) * | 2016-11-14 | 2019-09-13 | 杰尼索尼克斯公司 | 用于实时规划和监控组织中消融针部署的方法和系统 |
| US20200101592A1 (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Denso Wave Incorporated | Method and apparatus for controlling robots |
| WO2020093254A1 (zh) * | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 深圳配天智能技术研究院有限公司 | 机器人的运动控制方法、控制系统和存储装置 |
| US20200405414A1 (en) * | 2019-06-27 | 2020-12-31 | Ethicon Llc | Robotic surgical system for controlling close operation of end-effectors |
| WO2021101522A1 (en) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | Google Llc | Methods and systems for graphical user interfaces to control remotely located robots |
| DE102021205324A1 (de) * | 2020-06-30 | 2021-12-30 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Greifverfahren und Greifvorrichtung eines Industrieroboters, Computerspeichermedium und Industrieroboter |
| WO2022001320A1 (zh) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | 北京和华瑞博医疗科技有限公司 | 医用器械的精准定位装置、方法和系统 |
| CN114474075A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-05-13 | 法奥意威(苏州)机器人系统有限公司 | 机器人螺旋轨迹控制方法、装置、存储介质及电子设备 |
| US20230085725A1 (en) * | 2021-04-09 | 2023-03-23 | Minmaxmedical | Computer-assisted surgery system |
| CN116439788A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-07-18 | 北京纳通医用机器人科技有限公司 | 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN116509508A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-08-01 | 北京纳通医用机器人科技有限公司 | 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 |
| WO2023144602A1 (en) * | 2022-01-25 | 2023-08-03 | Lem Surgical Ag | Intraoperative robotic calibration and sizing of surgical tools |
-
2023
- 2023-08-31 CN CN202311119114.3A patent/CN117301044A/zh active Pending
Patent Citations (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2770507A1 (en) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Mazor Robotics Ltd. | Device for improving the accuracy of manual operations |
| US20120143084A1 (en) * | 2009-08-17 | 2012-06-07 | Moshe Shoham | Device for improving the accuracy of manual operations |
| CA2879414A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | Stryker Corporation | Systems and methods for robotic surgery |
| CN106102633A (zh) * | 2014-03-17 | 2016-11-09 | 直观外科手术操作公司 | 用于远程操作医疗系统的结构调整系统和方法 |
| JP5896003B1 (ja) * | 2014-10-29 | 2016-03-30 | 株式会社安川電機 | 加工装置、教示方法、ワークの生産方法、コントローラ及び制御方法 |
| DE102015009048B3 (de) * | 2015-07-13 | 2016-08-18 | Kuka Roboter Gmbh | Steuern eines nachgiebig geregelten Roboters |
| CN110234274A (zh) * | 2016-11-14 | 2019-09-13 | 杰尼索尼克斯公司 | 用于实时规划和监控组织中消融针部署的方法和系统 |
| US20200101592A1 (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Denso Wave Incorporated | Method and apparatus for controlling robots |
| WO2020093254A1 (zh) * | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 深圳配天智能技术研究院有限公司 | 机器人的运动控制方法、控制系统和存储装置 |
| US20200405414A1 (en) * | 2019-06-27 | 2020-12-31 | Ethicon Llc | Robotic surgical system for controlling close operation of end-effectors |
| WO2021101522A1 (en) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | Google Llc | Methods and systems for graphical user interfaces to control remotely located robots |
| DE102021205324A1 (de) * | 2020-06-30 | 2021-12-30 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Greifverfahren und Greifvorrichtung eines Industrieroboters, Computerspeichermedium und Industrieroboter |
| WO2022001320A1 (zh) * | 2020-07-01 | 2022-01-06 | 北京和华瑞博医疗科技有限公司 | 医用器械的精准定位装置、方法和系统 |
| US20230085725A1 (en) * | 2021-04-09 | 2023-03-23 | Minmaxmedical | Computer-assisted surgery system |
| WO2023144602A1 (en) * | 2022-01-25 | 2023-08-03 | Lem Surgical Ag | Intraoperative robotic calibration and sizing of surgical tools |
| CN114474075A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-05-13 | 法奥意威(苏州)机器人系统有限公司 | 机器人螺旋轨迹控制方法、装置、存储介质及电子设备 |
| CN116439788A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-07-18 | 北京纳通医用机器人科技有限公司 | 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN116509508A (zh) * | 2023-04-18 | 2023-08-01 | 北京纳通医用机器人科技有限公司 | 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108801255B (zh) | 用于避免机器人碰撞的方法、装置和系统 | |
| CN110076751A (zh) | 机器人控制装置及机器人系统 | |
| CN114227677A (zh) | 工业机器人喷涂作业规划方法、装置、设备以及存储介质 | |
| CN116439788A (zh) | 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 | |
| US20180015615A1 (en) | Method and apparatus for controlling a robot movement of a robot on the basis of a second trajectory | |
| CN111798550A (zh) | 模型表情处理的方法及装置 | |
| CN113119096A (zh) | 机械臂空间位置调整方法、装置、机械臂及存储介质 | |
| CN117301044A (zh) | 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN109991896B (zh) | 机器人跌倒预判的方法、装置及存储装置 | |
| CN116509508A (zh) | 末端工具的运动控制方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN111113428B (zh) | 机器人控制方法、机器人控制装置及终端设备 | |
| EP3373250B1 (en) | Method and portable electronic device for changing graphics processing resolution based on scenario | |
| CN117047771A (zh) | 机器人的柔顺控制方法、装置及电子设备 | |
| CN112470089B (zh) | 刀具路径修正装置、刀具路径修正方法及数控装置 | |
| CN115284298A (zh) | 机器人的奇异规避方法、装置、终端以及介质 | |
| CN115414130A (zh) | 介入手术机器人导管导丝动作控制方法及其相关设备 | |
| CN111687829B (zh) | 基于深度视觉的防碰撞控制方法、装置、介质、及终端 | |
| JP4899573B2 (ja) | 回転体加工方法および回転体加工装置。 | |
| CN108312179B (zh) | 基于机械臂的弹性零件测试方法、装置及机械臂 | |
| CN116922383B (zh) | 机械臂控制方法、装置、设备及存储介质 | |
| US20090256843A1 (en) | System and method for active selection in a solid model | |
| CN117901105A (zh) | 控制位置确定方法、装置、设备及存储介质 | |
| US20180088569A1 (en) | Off-line-programming jog assist device, jog assist method, and recording medium storing jog assist program | |
| CN116276992B (zh) | 控制模式切换方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN116922383A (zh) | 机械臂控制方法、装置、设备及存储介质 |
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 |