[發明專利]導管運動控制方法、裝置、系統和存儲介質

在審

• 申請號: 202310036831.3
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN116370070A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 上海微創微航機器人有限公司
• 主分類號: A61B34/00
• 分類號: A61B34/00;A61M25/01;G06T7/73;G06T7/246;G06T19/00;A61M25/09
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 楊歡

1.一種導管運動控制方法，其特征在于，所述方法包括：

周期性獲取導管控制器中控制桿在控制坐標系的投影位置；

基于所述控制桿的當前周期的投影位置，確定導管的運動狀態；

確定所述導管的活動末端在導管坐標系中的導管末端投影位置，根據所述導管的運動狀態以及所述導管末端投影位置，得到導管位置；

根據所述導管位置，通過逆運動學算法，得到電機角位移；

基于所述電機角位移控制所述電機轉動，以使得導絲帶動所述導管的活動末端運動。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述控制桿的當前周期的投影位置，確定導管的運動狀態，包括：

若所述當前周期的投影位置為所述控制桿坐標系的坐標圓心，則確定導管的運動狀態為不運動；

若所述當前周期的投影位置在所述控制桿坐標系的橫軸存在分量，則確定導管的運動狀態為朝所述導管坐標系的橫軸彎曲；

若所述當前周期的投影位置在所述控制桿坐標系的縱軸中存在分量，則確定導管的運動狀態為朝所述導管坐標系的縱軸彎曲。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述導管的運動狀態以及所述導管末端投影位置，得到導管位置，包括：

獲取所述控制桿的活動末端在所述控制桿坐標系中的上一周期投影位置；

根據所述上一周期投影位置和所述當前周期的投影位置，確定控制桿投影位移；

根據所述控制桿投影位移和周期時長，確定控制桿速度；

根據所述控制桿速度和導管控制周期，確定導管末端增量位移；

根據所述導管的運動狀態、所述導管末端投影位置和所述導管末端增量位移，得到導管位置。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述導管末端投影位置為極坐標；所述根據所述導管的運動狀態、所述導管末端投影位置和所述導管末端增量位移，得到導管位置，包括：

獲取所述導管末端投影位置在所述導管坐標系中的導管彎曲方向；

獲取所述導管末端增量位移在所述導管彎曲方向上的第一投影增量以及在垂直于導管彎曲方向上的第二投影增量；

基于所述導管的運動狀態、所述第一投影增量、所述第二投影增量以及所述導管末端投影位置，確定導管位置。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

在所述第二投影增量與所述第一投影增量的差大于預設差值，或者所述第二投影增量大于預設倍數的第一投影增量的情況下，基于所述導管的運動狀態、所述第二投影增量和所述導管末端投影位置，確定導管位置。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據所述導管的運動狀態以及所述導管末端投影位置，得到導管位置之前，還包括：

確定所述當前周期的投影位置在所述控制桿坐標系中的控制桿彎曲方向；

獲取所述導管彎曲方向與所述控制桿彎曲方向之差的絕對值；

若所述絕對值與平角之間的差值小于或者等于預設閾值，則根據所述導管的運動狀態以及預設控制桿投影位置，得到導管位置；

若所述絕對值與平角之間的差值大于所述預設閾值，則根據所述導管的運動狀態以及所述導管末端投影位置，得到導管位置。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述導管的活動末端安裝有圖像采集設備；所述基于所述電機角位移控制所述電機轉動，以使得導絲帶動所述導管的活動末端運動之后，所述方法還包括：

獲取所述圖像采集設備采集到的圖像；

根據所述圖像，確定所述導管的當前位置；

根據所述導管的當前位置和預設導航規劃，確定所述導管的下一步位置；

基于所述導管的下一步位置，確定所述控制桿的下一步位置。