本申請涉及醫(yī)療器械，特別地涉及一種手術機器人的定位方法、系統(tǒng)、手術機器人和存儲介質(zhì)。
背景技術：
1、鉸接式手術機器人采用機械臂模仿人類手臂的動作，通過配置旋轉關節(jié)，使機械臂能夠靈活地進行活動?，F(xiàn)有技術的手術機器人會采用應變片感應關節(jié)彎曲應力，對機械臂進行定位，并將數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)，來控制機械臂的下一步操作。但是，在實際應用中，應變片的檢測數(shù)據(jù)易受溫度等環(huán)境噪聲干擾，導致檢測數(shù)據(jù)失準，進而造成機械臂定位偏差，影響機械臂移動的準確性。
技術實現(xiàn)思路
1、為了解決或至少部分地解決上述技術問題，本申請?zhí)峁┝艘环N手術機器人的定位方法，應用于手術機器人，所述手術機器人包括操作臂，所述操作臂包括多個彼此連接的關節(jié)模塊，所述關節(jié)模塊之間連接的每個關節(jié)處都分別設置有應變片；
2、所述方法包括：
3、獲取各個關節(jié)在本次檢測的關節(jié)彎曲角度，得到各個關節(jié)對應的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)，所述關節(jié)彎曲角度由對應關節(jié)處應變片檢測的電阻參數(shù)確定；
4、根據(jù)各個關節(jié)前一次的關節(jié)角度的第二調(diào)整數(shù)據(jù)，得到各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)；
5、根據(jù)所述各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)和所述關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)，確定本次各關節(jié)所對應的關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)；
6、根據(jù)各個關節(jié)對應的所述關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)和所述操作臂長度，獲得所述操作臂的尖端的方位參數(shù)和移動參數(shù)。
7、可選地，每個所述關節(jié)上安裝有至少兩個應變片，所述獲取各個關節(jié)在本次檢測的關節(jié)彎曲角度，得到各個關節(jié)對應的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)，包括：
8、獲取各個關節(jié)對應的各個應變片本次檢測的電阻參數(shù)，得到第一電阻參數(shù)數(shù)據(jù)；
9、根據(jù)所述第一電阻參數(shù)數(shù)據(jù)確定各關節(jié)對應的關節(jié)彎曲偏航角和關節(jié)彎曲俯仰角，將每個關節(jié)對應的關節(jié)彎曲偏航角和關節(jié)彎曲俯仰角作為所述關節(jié)對應的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)。
10、可選地，所述手術機器人還包括電機，所述電機用于驅(qū)動所述操作臂，所述根據(jù)各個關節(jié)前一次的關節(jié)角度的第二調(diào)整數(shù)據(jù)，得到各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)，包括：
11、獲取所述電機的電機輸入角度數(shù)據(jù)；
12、根據(jù)所述電機輸入角度數(shù)據(jù)、各個所述關節(jié)對應的前一次的關節(jié)角度的第二調(diào)整數(shù)據(jù)和預設校準參數(shù)確定每個所述關節(jié)對應的關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)，得到各個關節(jié)本次對應的關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)，所述預設校準參數(shù)包括運動學參數(shù)和電機軸參數(shù)。
13、可選地，所述根據(jù)所述各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)和所述關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)，確定本次各關節(jié)所對應的關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)，包括：
14、根據(jù)各個關節(jié)本次的所述關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)計算彎曲角度協(xié)方差；
15、獲取所述應變片的測量噪聲協(xié)方差；
16、根據(jù)所述彎曲角度協(xié)方差、所述測量噪聲協(xié)方差和預設的應變片參數(shù)確定卡爾曼增益；
17、根據(jù)各個關節(jié)本次的所述關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)、所述關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)和所述卡爾曼增益確定每個關節(jié)對應的關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)，得到各關節(jié)對應的關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)。
18、可選地，所述根據(jù)各個關節(jié)對應的所述關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)和所述操作臂長度，獲得所述操作臂的尖端的方位參數(shù)和移動參數(shù)，包括：
19、根據(jù)各個關節(jié)對應的所述關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)和所述操作臂長度確定所述尖端位置的關節(jié)模塊到遠端的關節(jié)模塊，直到近端的關節(jié)模塊中兩兩相鄰關節(jié)模塊的空間變換矩陣，得到各個關節(jié)對應的空間變換矩陣；
20、根據(jù)各個關節(jié)對應的空間變換矩陣確定所述尖端的方位參數(shù)和移動參數(shù)。
21、本申請的實施方式還提供了一種手術機器人的定位系統(tǒng)，
22、應用于手術機器人，所述手術機器人的定位系統(tǒng)包括操作臂；所述操作臂包括多個彼此連接的關節(jié)模塊，所述關節(jié)模塊之間連接的每個關節(jié)處都分別設置有應變片；所述操作臂與中央處理單元連接，所述中央處理單元用于：
23、獲取各個關節(jié)在本次檢測的關節(jié)彎曲角度，得到各個關節(jié)對應的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)，所述關節(jié)彎曲角度是根據(jù)所述關節(jié)對應的應變片檢測的電阻參數(shù)確定得到；
24、根據(jù)各個關節(jié)前一次的關節(jié)角度的第二調(diào)整數(shù)據(jù)，得到各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)；
25、根據(jù)所述各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)和所述關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)，確定本次各關節(jié)所對應的關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)；
26、根據(jù)各個關節(jié)對應的所述關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)和所述操作臂長度，獲得所述操作臂的尖端的方位參數(shù)和移動參數(shù)。
27、本申請的實施方式還提供了一種手術機器人，
28、所述手術機器人包括操作臂；所述操作臂包括多個彼此連接的關節(jié)模塊，所述關節(jié)模塊之間連接的每個關節(jié)處都分別設置有應變片；所述操作臂與中央處理單元連接，所述中央處理單元用于：
29、獲取各個關節(jié)在本次檢測的關節(jié)彎曲角度，得到各個關節(jié)對應的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)，所述關節(jié)彎曲角度是根據(jù)所述關節(jié)對應的應變片檢測的電阻參數(shù)確定得到；
30、根據(jù)各個關節(jié)前一次的關節(jié)角度的第二調(diào)整數(shù)據(jù)，得到各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)；
31、根據(jù)所述各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)和所述關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)，確定本次各關節(jié)所對應的關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)；
32、根據(jù)各個關節(jié)對應的所述關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)和所述操作臂長度，獲得所述操作臂的尖端的方位參數(shù)和移動參數(shù)。
33、本申請的實施方式還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有程序指令，程序指令被計算機執(zhí)行時使得計算機執(zhí)行前述的手術機器人的定位方法。
34、本申請實施例還提供一種計算機程序產(chǎn)品，其中，所述計算機程序產(chǎn)品包括存儲了計算機程序的非瞬時性計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機程序可操作來使計算機執(zhí)行如本申請實施例中記載的任何一種手術機器人的定位方法所描述的部分或全部步驟。該計算機程序產(chǎn)品可以為一個軟件安裝包。
35、本申請的實施方式通過獲取各個關節(jié)在本次檢測的關節(jié)彎曲角度，得到各個關節(jié)對應的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)，關節(jié)彎曲角度是根據(jù)關節(jié)對應的應變片檢測的電阻參數(shù)確定得到；根據(jù)各個關節(jié)前一次的關節(jié)角度的第二調(diào)整數(shù)據(jù)，得到各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)；根據(jù)各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)和關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)，確定本次各關節(jié)所對應的關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)；根據(jù)各個關節(jié)對應的關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)和操作臂長度，獲得操作臂的尖端的方位參數(shù)和移動參數(shù)，如此，可結合關節(jié)彎曲角度的檢測數(shù)據(jù)和估計數(shù)據(jù)確定關節(jié)角度調(diào)整數(shù)據(jù)，對關節(jié)彎曲角度的檢測數(shù)據(jù)進行校準，減少溫度等噪聲對檢測結果的影響，保證操作臂的尖端位置和方向定位的準確性。
1.一種手術機器人的定位方法，應用于手術機器人，所述手術機器人包括操作臂，所述操作臂包括多個彼此連接的關節(jié)模塊，所述關節(jié)模塊之間連接的每個關節(jié)處都分別設置有應變片；所述方法包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的手術機器人的定位方法，其特征在于，每個所述關節(jié)上安裝有至少兩個應變片；
3.根據(jù)權利要求1所述的手術機器人的定位方法，其特征在于，所述手術機器人還包括電機，所述電機用于驅(qū)動所述操作臂；
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的手術機器人的定位方法，其特征在于，所述根據(jù)所述各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一檢測數(shù)據(jù)和所述關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)，確定本次各關節(jié)所對應的關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)，包括：
5.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的手術機器人的定位方法，其特征在于，所述根據(jù)各個關節(jié)對應的所述關節(jié)角度的第一調(diào)整數(shù)據(jù)和所述操作臂長度，獲得所述操作臂的尖端的方位參數(shù)和移動參數(shù)，包括：
6.一種手術機器人的定位系統(tǒng)，其特征在于，應用于手術機器人，所述手術機器人的定位系統(tǒng)包括操作臂；所述操作臂包括多個彼此連接的關節(jié)模塊，所述關節(jié)模塊之間連接的每個關節(jié)處都分別設置有應變片；所述操作臂與中央處理單元連接，所述中央處理單元用于：
7.根據(jù)權利要求6所述的手術機器人的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述操作臂上設置有控制器模塊，所述控制器模塊與所述應變片連接，所述控制器模塊包括微控制器、數(shù)模轉換器和存儲單元，其中，
8.根據(jù)權利要求6或7所述的手術機器人的定位系統(tǒng)，其特征在于，所述手術機器人還包括電機，所述電機用于驅(qū)動所述操作臂，在所述根據(jù)各個關節(jié)前一次的關節(jié)角度的第二調(diào)整數(shù)據(jù)，得到各個關節(jié)本次的關節(jié)彎曲角度的第一估計數(shù)據(jù)方面，所述中央處理單元具體用于：
9.一種手術機器人，其特征在于，所述手術機器人包括操作臂；所述操作臂包括多個彼此連接的關節(jié)模塊，所述關節(jié)模塊之間連接的每個關節(jié)處都分別設置有應變片；所述操作臂與中央處理單元連接，所述中央處理單元用于：
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有程序指令，其特征在于，所述程序指令被計算機執(zhí)行時使得所述計算機執(zhí)行權利要求1至5中任一項所述的手術機器人的定位方法。