位姿信息确定方法、装置、电子设备及存储介质

文档序号:26395839发布日期:2021-08-24 16:05阅读:57来源:国知局
位姿信息确定方法、装置、电子设备及存储介质
本发明实施例涉及机械臂控制
技术领域
,尤其涉及一种位姿信息确定方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
:穿刺手术主要通过细针局部穿刺,抽取体腔内积液等。现今常用的穿刺如腹腔穿刺、胸腔穿刺、骨髓穿刺、腰椎穿刺等。穿刺手术的创口较小,易于患者恢复。穿刺设备的机械臂可以由医生进行人为调节,这样,灵活性更高,需要医生在进行穿刺手术前,对穿刺设备的机械臂各个关节进行调整,以使穿刺针处于病灶区域。而且在手术过程中,若是机械臂各个关节遮挡了医生的视线等,还需要医生对机械臂进行调整,避免影响医生的工作,增加了手术的复杂度。也可以由医生确定穿刺针插入体腔的位置,由计算机控制机械臂各个关节的位姿,方便医生的操作,但是,这种情况下,很可能出现机械臂的某关节的运动位姿干扰到医生的工作,进而,影响到手术的效果,严重的情况下,可能影响到患者的生命安全。所以,需要一种穿刺设备的机械臂的位姿信息确定方法,在穿刺手术前,对机械臂进行位姿的调整确定,避免手术过程中干扰到医生的工作,进而影响穿刺手术的效率。技术实现要素:本发明实施例提供一种位姿信息确定方法、装置、电子设备及存储介质,以实现对手术过程中穿刺装置的位姿的确定,从而提高穿刺的效率和准确率。第一方面,本发明实施例提供了一种位姿信息确定方法,应用于穿刺设备,所述穿刺设备包括机械臂、基座和穿刺针,所述机械臂的一端设置在基座上,另一端与所述穿刺针相连接;所述机械臂包括至少两个旋转部件,所述方法包括:获取所述穿刺针的初始固定位姿信息,并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息,确定初始平面;其中,所述初始固定位姿信息包括所述穿刺针与病灶接触点的接触位置信息和所述穿刺针所属的穿刺针直线以及所述穿刺针直线在基坐标系下的角度信息;确定所述初始平面与水平面的初始交线信息,并根据所述初始交线信息和目标预设直线信息,确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息;其中,所述初始旋转位姿信息为在所述工具坐标系下确定出的信息;根据所述初始固定位姿信息和所述初始旋转位姿信息,确定各旋转部件的目标位姿信息。第二方面,本发明实施例还提供了一种位姿信息确定装置,配置于穿刺设备,所述穿刺设备包括机械臂、基座和穿刺针,所述机械臂的一端设置在基座上,另一端与所述穿刺针相连接;所述机械臂包括至少两个旋转部件,所述装置包括:初始平面确定模块,用于获取所述穿刺针的初始固定位姿信息,并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息,确定初始平面;其中,所述初始固定位姿信息包括所述穿刺针与病灶接触点的接触位置信息和所述穿刺针所属的穿刺针直线以及所述穿刺针直线在基坐标系下的角度信息;初始旋转位姿信息确定模块,用于确定所述初始平面与水平面的初始交线信息,并根据所述初始交线信息和目标预设直线信息,确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息;其中,所述初始旋转位姿信息为在所述工具坐标系下确定出的信息;目标位姿信息确定模块,用于根据所述初始固定位姿信息和所述初始旋转位姿信息,确定各旋转部件的目标位姿信息。第三方面,本发明实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括:一个或多个处理器;存储装置,用于存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现如本发明实施例任一所述的位姿信息确定的方法。第四方面,本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明实施例任一所述的位姿信息确定的方法。本发明实施例的技术方案,通过获取穿刺针的初始固定位姿信息,确定近邻穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和初始固定位姿信息,确定初始平面,并且确定初始平面与水平面的初始交线信息,根据初始交线信息与目标预设直线信息确定末端旋转部件的初始旋转位姿信息。根据初始固定位姿信息和初始旋转位姿信息确定各个旋转部件的目标位姿信息。通过本发明实施例的技术方案,实现了对穿刺设备的机械臂中各个旋转部件的旋转位姿的控制,提高了各个旋转部件的旋转位姿确定的准确性,从而提高了穿刺的准确率和效率。附图说明为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案,下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然,所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图,而不是全部的附图,对于本领域普通技术人员,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图得到其他的附图。图1为本发明实施例一种的一种穿刺设备的结构示意图;图2为本发明实施例一中的一种位姿信息确定方法的流程示意图;图3为本发明实施例二中的一种位姿信息确定方法的流程示意图;图4为本发明实施例三中的一种末端旋转部件旋转过程的示意图;图5为本发明实施例三中的一种末端旋转部件旋转的流程示意图;图6为本发明实施例四中的一种位姿信息确定装置的结构示意图;图7为本发明实施例五中的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。实施例一图2为本发明实施例所提供的一种位姿信息确定方法的流程示意图,本实施例可应用于穿刺设备,对穿刺设备的机械臂中各旋转部件进行旋转的情况,该方法可以由位姿信息确定装置来执行,该装置可以通过软件和/或硬件的形式实现。需要说明的是,在阐述本发明实施例的技术方案之前,先对本发明实施例所配置的穿刺设备进行简单介绍:本发明实施例的位姿信息确定方法应用在穿刺设备上,穿刺设备是指微创手术中对肾脏、肝脏、肺部、使用的设备。所述穿刺设备包括机械臂120、基座110和穿刺针130,所述机械臂120的一端设置在基座110上,另一端(末端旋转部件140)与所述穿刺针130相连接;所述机械臂包括至少两个旋转部件。本发明实施例采用六个旋转部件的机械臂,参见图1。如图2所述,本发明实施例的位姿信息确定方法具体包括如下步骤:s101、获取所述穿刺针的初始固定位姿信息,并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息,确定初始平面。其中,本发明实施例的位姿信息确定方法应用于对穿刺设备的机械臂140的旋转位姿的控制,可以对机械臂140的每个旋转部件的位姿信息进行确定,避免在手术过程中,机械臂140的在空间中的位姿状态干扰到医生对病灶的处理,从而影响穿刺的效率和准确率。初始固定位姿信息是指穿刺针130的位姿信息,包括位置信息和姿态信息,具体包括所述穿刺针130与病灶接触点的接触位置信息和所述穿刺针130所属的穿刺针直线以及所述穿刺针直线在基坐标系下的姿态信息(可以为角度信息)。初始固定位姿信息可以是获取显示界面上的相应的编辑控件中的内容,以确定穿刺针130的初始固定位姿信息。当然,也可以是穿刺针130上设置有位置传感器,当穿刺针130与病灶接触时,位置传感器将穿刺针130的位置实时发送至计算机,以获取穿刺针130的初始位置信息。将与穿刺针130连接的旋转部件确定为末端旋转部件140。具体的,获取穿刺针130的初始固定位姿信息,以及近邻穿刺针130的末端旋转部件140的垂直于末端旋转部件底面的中心轴,基于初始固定位姿信息以及中心轴确定初始平面。通过初始固定位姿信息确定穿刺针130所属穿刺直线的位置信息以及角度信息,之后,通过穿刺针直线与中心轴确定初始平面。确定初始平面为后续确定初始交线信息做准备工作。在本发明实施例中,所述确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息,确定初始平面,包括:确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴,以及所述穿刺针所属的穿刺针直线;基于所述中心轴与所述穿刺针直线,确定所述初始平面。需要说明的是,在穿刺设备中,穿刺针直线与末端旋转部件140的垂直于末端旋转部件底面的中心轴是平行的。具体的,确定近邻穿刺针130的末端旋转部件140的垂直于末端选转部件底面的中心轴,和穿刺针130所属的穿刺针直线,通过垂直于末端旋转部件底面的中心轴和穿刺针直线可以唯一确定一个平面,即为初始平面。s102、确定所述初始平面与水平面的初始交线信息,并根据所述初始交线信息和目标预设直线信息,确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息。其中,所述初始旋转位姿信息为在所述工具坐标系下确定出的信息,包括初始旋转位置信息和初始旋转姿态信息。目标预设直线信息包括在水平面上的任意一条直线信息。初始交线信息包括初始交线方程信息、位置信息和角度信息等。具体的,确定初始平面与水平面的初始交线信息,可以通过确定初始平面方程和水平面方程,之后基于初始平面方程和水平面方程确定交线方程,通过交线方程确定初始交线信息。基于初始交线信息和目标预设直线信息确定末端旋转部件140的初始旋转位姿信息。可选的,基于初始交线信息中初始交线方程信息以及目标预设直线的方程信息确定交点,之后,确定初始旋转位姿信息(包括初始交线与目标预设直线的夹角信息)。在本发明实施例中,对于目标预设直线的确定方式,可以是根据与水平面平行的坐标轴进行确定,可选的,确定所述目标预设直线;所述确定所述目标预设直线,包括:获取预先基于所述基座的中心点建立的基坐标系下,并将所述基坐标系中与水平面平行的坐标轴作为所述预设直线;根据诊断用户的当前位置信息和就诊用户的病灶部位的位置信息,确定目标预设直线。其中,基座为穿刺设备的基座110。基坐标系下的与水平面平行的坐标轴包括两个垂直的直线。诊断用户是指对病灶进行手术操作的医生。就诊用户是指患者。诊断用户的当前位置信息可以是指诊断用户在基坐标系下的位置信息,此时的就诊用户的病灶部位的位置信息可以是与就诊用户的当前位置信息相对的位置信息。病灶部位的位置信息可以是在基坐标系下的位置信息。此时的诊断用户的当前位置信息可以是与病灶部位的位置信息的相对位置信息。当然,二者的位置信息可以都是基坐标系下的位置信息。具体的,获取基坐标系下与水平面平行的坐标轴作为预设直线,需要说明的是,预设直线包括两条互相垂直的坐标轴(通常标记为x轴和y轴),根据医生的当前位置信息和病灶部位的位置信息确定目标预设直线,也即确定目标预设直线为x轴或者y轴。在本发明实施例中,所述根据所述初始交线信息和目标预设直线信息,确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息,包括:当所述初始交线信息与所述目标预设直线信息的夹角角度达到预设角度时,确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息。其中,预设角度是指预先设置的角度,在本发明实施例中预设角度设置为0度。具体的,确定初始交线信息与目标预设直线信息的夹角角度为0度时,确定末端旋转部件140的初始旋转位姿信息。s103、根据所述初始固定位姿信息和所述初始旋转位姿信息,确定各旋转部件的目标位姿信息。具体的,确定穿刺针130的初始固定位姿信息,并确定末端旋转部件140的初始旋转位姿信息,由于末端旋转部件140的移动会带动其他旋转部件的移动,所以穿刺针130的初始固定位姿信息和末端旋转部件140的初始旋转位姿信息确定后,可以根据这两种位姿信息确定各个旋转部件的目标位姿信息,以确定整个穿刺设备的位姿信息。本发明实施例的技术方案,通过获取穿刺针的初始固定位姿信息,确定近邻穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和初始固定位姿信息,确定初始平面,并且确定初始平面与水平面的初始交线信息,根据初始交线信息与目标预设直线信息确定末端旋转部件的初始旋转位姿信息。根据初始固定位姿信息和初始旋转位姿信息确定各个旋转部件的目标位姿信息。通过本发明实施例的技术方案,实现了对穿刺设备的机械臂中各个旋转部件的旋转位姿的控制,提高了各个旋转部件的旋转位姿信息确定的准确性,从而提高穿刺效率和准确率。实施例二图3是本发明实施例提供的一种位姿信息确定方法的流程示意图,本发明实施例在上述实施例的可选方案的基础上对步骤103进行的细化,具体的细化过程将在本发明实施例中进行详细的阐述。其中,与上述实施例相同或者相似的技术术语将不再赘述。如图3所述,本发明实施例所提供的位姿信息确定方法具体包括如下步骤:s210、获取所述穿刺针的初始固定位姿信息,并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息,确定初始平面。s220、确定所述初始平面与水平面的初始交线信息,并根据所述初始交线信息和目标预设直线信息,确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息。s230、以所述穿刺针直线为旋转轴,对所述末端旋转部件进行旋转。具体的,以穿刺针直线为旋转轴,对末端旋转部件140进行旋转,包括以末端旋转部件140的初始旋转位姿信息中的位置信息为起点,进行旋转,旋转的方式可以是顺时针方向,也可以是逆时针方向。s240、当所述末端旋转部件旋转的旋转角度达到预设旋转角度时,确定所述机械臂的当前待选择机械臂位姿信息;重复执行旋转所述末端旋转部件以及记录所述机械臂位姿信息,得到多个待选择机械臂位姿信息。其中,待选择机械臂位姿信息中包括各旋转部件的待选择位姿信息,所述末端旋转部件140旋转时带动所述机器臂上各旋转部件旋转。预设旋转角度可以根据实际情况进行设置,这里可以设置为5度。具体的,当末端旋转部件140旋转的旋转角度达到预设旋转角度时,确定机械臂140的当前待选择机械臂位姿信息,包括当前机械臂140的各个旋转部件的待选择位姿信息。可选的,预设旋转角度可以设为5度,当末端旋转部件140由初始旋转位姿信息进行旋转。当旋转角度达到预设旋转角度时,记录当前机械臂140的各个旋转部件的旋转位姿信息,以此得到多个待选择机械臂位姿信息。重复执行旋转末端旋转部件140可以得到多个待选择机械臂位姿信息,从这多个待选择机械臂位姿信息找到机械臂运动效果最佳(比如rms确定机械臂实际位姿信息和理论位姿信息的角度差最小)的位姿信息,确定为目标机械臂位姿信息,提高确定目标位姿信息的效果。s250、从多个待选择机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息,基于目标机械臂位姿信息确定各旋转部件的目标位姿信息。具体的,从多个待选择机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息,将目标机械臂位姿信息中的各个旋转部件的旋转位姿信息,确定为对应旋转部件的目标位姿信息。可选的,对于从多个待选择机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息的方式可以是基于机械臂逆运动学规则。在本发明实施例中,所述从多个待选择机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息,包括:基于奇异位姿信息以及所述各个旋转部件的旋转角度误差,从多个待选择机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息。其中,奇异位姿是指根据机械臂逆运动学规则,对待选择机械臂位姿信息进行处理,得到具有奇异点(机械臂140的关节值不止一个)的位姿信息。旋转角度误差是指旋转部件的实际旋转位姿信息与经过计算机械臂逆运动学计算得到的理论旋转位姿信息之间的角度差。具体的,根据奇异位姿信息和各个旋转部件的旋转角度误差,从多个待选择机械臂位姿信息中筛选出目标机械臂位姿信息。包含奇异位姿信息的待选择机械臂位姿信息会造成机械臂140无法旋转,存在“死机”的风险。所以,可以将包括奇异位姿信息的待选择机械臂位姿信息从多个待选择机械臂位姿信息中剔除。对于旋转角度误差是指旋转部件的实际旋转位姿信息与理论旋转位姿系信息之间的角度差,角度越小说明机械臂140的运动准确度越高。通过奇异位姿信息以及旋转角度误差确定目标机械臂位姿信息,可以提高目标机械臂位姿信息确定的准确度。在本发明实施例中,所述基于奇异位姿以及所述各个旋转部件的旋转角度误差,从多个待选择机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息,包括:剔除包括奇异位姿信息的待选择机械臂位姿信息,得到待确定机械臂位姿信息;基于所述旋转角度误差从所述待确定机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息。具体的,通过机械臂逆运动学规则,排除存在奇异位姿信息的待选择机械臂位姿信息,应当理解,当任意一个旋转部件的旋转位姿信息根据机械臂逆运动学规则计算,得到奇异点时,则从多个待选择机械臂位姿信息中去除包括该旋转位姿信息的待选择机械臂位姿信息,得到待确定机械臂位姿信息。对待确定机械臂位姿信息进行旋转角度误差的计算,可以通过均方根值(rootmeamsquare,rms),进行计算,得到最优解,也即通过rms计算得到的值最小。确定最优解对应的待确定机械臂位姿信息为目标机械臂位姿信息。可选的,当通过奇异位姿排除待选择机械臂位姿信息后,仅剩余一个待选择机械臂位姿信息时,可以直接确定该待选择机械臂位姿信息为目标机械臂位姿信息。在本发明实施例中,当重复执行旋转所述末端旋转部件的旋转次数达到预设旋转次数时,停止执行旋转所述末端旋转部件。其中,所述预设旋转次数是基于预设旋转角度范围以及所述预设旋转角度确定的。预设旋转角度范围是指末端旋转部件140,以穿刺针直线为旋转轴进行旋转的旋转范围。需要说明的是,考虑到穿刺设备的应用场景、诊断用户的位位置信息以及病灶部位的位置信息,本发明实施例中设置预设旋转角度范围为90度。具体的,重复执行旋转末端旋转部件140,当旋转的次数达到了预设旋转次数时,停止旋转,以此减少重复待选择机械臂位姿信息的数量,提高获取待选择机械臂位姿信息的效率,进而提高确定目标机械臂位姿信息的效率。本发明实施例的技术方案,通过获取穿刺针的初始固定位姿信息,确定近邻穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和初始固定位姿信息,确定初始平面。确定初始平面与水平面的初始交线信息,根据初始交线信息与目标预设直线信息,确定末端旋转部件的初始旋转位姿信息。以穿刺针直线为旋转轴,对末端旋转部件进行旋转,当末端旋转部件的旋转角度达到预设旋转角度时,确定机械臂的当前待选择机械臂位姿信息,重复执行旋转末端旋转部件以及记录机械臂位姿信息,得到多个待选择机械臂位姿信息,从多个待选择机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息,基于目标机械臂位姿信息确定各个旋转部件的目标位姿信息。通过本发明实施例的技术方案,实现了对机械臂的旋转,得到多个待选择机械臂位姿信息,从多个机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息,之后基于目标机械臂位姿信息确定各个旋转部件的目标位姿信息,提高了确定旋转部件的目标位姿信息的准确性。实施例三图4为本发明实施例提供一种末端旋转部件旋转过程的示意图。本发明实施例是上述实施例的可选方案。为了更清楚的对本发明实施例进行介绍,先对本本发明实施例中的穿刺设备的机械臂进行介绍,机械臂具有六个旋转部件,与穿刺针相连的为末端旋转部件,末端旋转部件的旋转过程如图4所示,确定垂直于末端旋转部件底面的中心轴,通过穿刺针所属的穿刺直线和中心轴构成平面a,或者以末端旋转部件的中心点为原点建立tcp坐标系,以垂直于末端旋转部件底面的中心轴为z1轴,在末端旋转部件底面所在的平面建立x1轴和y1轴,其中,x1轴垂直于y1轴。基于穿刺设备的基座110建立基坐标系,如图4中的x轴、y轴和z轴,通过穿刺针所属的穿刺直线和tcp坐标系的z1轴构成平面a。平面a与基坐标系的xoy平面存在初始交线,当初始交线与x轴或者y轴平行时,确定当前的末端旋转部件140的初始旋转位姿信息p(0),之后以穿刺针所在的穿刺针直线为旋转轴,对末端旋转部件140进行旋转(顺时针方向或逆时针方向)。如图5所示,通过设置末端旋转部件140的旋转角度以及旋转方向,这里设置旋转角度为5度,旋转方向为顺时针方向,旋转角度范围设置为90度(这里也可以将旋转方向设置为逆时针方向,旋转角度设置为5度,旋转角度范围设置为90度进行末端旋转部件140的旋转),依次记录18个待选择机械臂旋转位姿信息,通过机械臂逆运动学规则,得到各个待选择机械臂位姿信息对应的旋转部件的关节值,计算各个待选择机械臂位姿信息对应的角度差rms,将这些信息显示在文本框中,以供用户选择,比如表1:表1待选择机械臂位姿信息奇异点个数rms值(度)(-92.65,446.08,243.29,3.14,-0.52,0)03.29(-40.59,471.75,206.53,3.18,-0.09,0.61)25.51(75.25,346.53,219.35,2.94,0.16,0.02)13.98(-94.09,384.77,231.84,2.81,0.57,-0.75)04.72(122.09,411.57,215.60,2.65,0.45,1.16)02.48通过本发明实施例的技术方案,首先确定末端旋转部件的初始旋转位姿信息,之后以穿刺针直线为轴,对末端旋转部件以顺时针或者逆时针方向,在预设旋转角度范围内进行旋转。当旋转角度达到预设旋转角度时,记录机械臂的各个旋转部件的待选择位姿信息,以得到待选择机械臂位姿信息。这样,可以得到多个待选择机械臂位姿信息(包括各个旋转部件的待选择位姿信息),通过机械臂逆运动学规则,确定每个待选择机械臂位姿信息是否存在奇异点,若是存在,确定奇异点的个数。通过rms计算每个待选择机械臂位姿信息对应的角度差。这样,可以排除包括奇异点的待选择机械臂位姿信息,将剩余的待选择机械臂位姿信息确定为待确定机械臂位姿信息,根据角度差的大小从待确定机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息,目标机械臂位姿信息中包括每个旋转部件的目标位姿信息。通过本发明实施例的技术方案,可以实现对穿刺设备的机械臂的各个旋转部件的位姿信息的控制,提高各旋转部件的位姿信息的确定的准确性,并且,可以避免机械臂在空间中的位姿信息干扰到医生的工作,从而提高穿刺效率和穿刺的准确性。实施例四图6为本发明实施例提供的一种位姿信息确定装置的结构示意图,本发明实施例所提供的位姿信息确定装置可执行本发明任意实施例所提供的位姿信息确定方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。本发明实施例的位姿信息确定装置配置于穿刺设备,所述穿刺设备包括机械臂、基座和穿刺针,所述机械臂的一端设置在基座上,另一端与所述穿刺针相连接;所述机械臂包括至少两个旋转部件,该装置包括:初始平面确定模块510、初始旋转位姿信息确定模块520和目标位姿信息确定模块530;其中:初始平面确定模块510,用于获取所述穿刺针的初始固定位姿信息,并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息,确定初始平面;其中,所述初始固定位姿信息包括所述穿刺针与病灶接触点的接触位置信息和所述穿刺针所属的穿刺针直线以及所述穿刺针直线在基坐标系下的角度信息;初始旋转位姿信息确定模块520,用于确定所述初始平面与水平面的初始交线信息,并根据所述初始交线信息和目标预设直线信息,确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息;其中,所述初始旋转位姿信息为在所述工具坐标系下确定出的信息;目标位姿信息确定模块530,用于根据所述初始固定位姿信息和所述初始旋转位姿信息,确定各旋转部件的目标位姿信息。进一步的,所述初始平面确定模块510包括:中心轴确定子模块,用于确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴,以及所述穿刺针所属的穿刺针直线;平面确定子模块,用于基于所述中心轴与所述穿刺针直线,确定所述初始平面。进一步的,所述初始旋转位姿信息确定模块520包括:旋转位姿确定子模块,用于当所述初始交线信息与所述目标预设直线信息的夹角角度达到预设角度时,确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息。进一步的,所述装置还包括:目标预设直线确定模块,用于确定所述目标预设直线;所述目标预设直线确定模块,包括:预设直线确定子模块,用于获取预先基于所述基座的中心点建立的基坐标系下,并将所述基坐标系中与水平面平行的坐标轴作为所述预设直线;目标预设直线确定子模块,用于根据诊断用户的当前位置信息和就诊用户的病灶部位的位置信息,确定目标预设直线。进一步的,所述目标位姿信息确定模块530包括:旋转子模块,用于以所述穿刺针直线为旋转轴,对所述末端旋转部件进行旋转;待选择机械臂位姿信息确定子模块,用于当所述末端旋转部件旋转的旋转角度达到预设旋转角度时,确定所述机械臂的当前待选择机械臂位姿信息;重复执行旋转所述末端旋转部件以及记录所述机械臂位姿信息,得到多个待选择机械臂位姿信息;其中,待选择机械臂位姿信息中包括各旋转部件的待选择位姿信息,所述末端旋转部件旋转时带动所述机器臂上各旋转部件旋转;目标机械臂位姿信息确定子模块,用于从多个待选择机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息,基于目标机械臂位姿信息确定各旋转部件的目标位姿信息。进一步的,所述装置还包括:旋转停止模块,用于当重复执行旋转所述末端旋转部件的旋转次数达到预设旋转次数时,停止执行旋转所述末端旋转部件,其中,所述预设旋转次数是基于预设旋转角度范围以及所述预设旋转角度确定的。进一步的,所述目标机械臂位姿信息确定子模块包括:目标机械臂位姿信息确定单元,用于基于奇异位姿信息以及所述各个旋转部件的旋转角度误差,从多个待选择机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息。进一步的,所述目标机械臂位姿信息确定单元还用于:剔除包括奇异位姿信息的待选择机械臂位姿信息,得到待确定机械臂位姿信息;基于所述旋转角度误差从所述待确定机械臂位姿信息中确定目标机械臂位姿信息。本发明实施例的技术方案,通过获取穿刺针的初始固定位姿信息,确定近邻穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和初始固定位姿信息,确定初始平面,并且确定初始平面与水平面的初始交线信息,根据初始交线信息与目标预设直线信息确定末端旋转部件的初始旋转位姿信息。根据初始固定位姿信息和初始旋转位姿信息确定各个旋转部件的目标位姿信息。通过本发明实施例的技术方案,实现了对穿刺设备的机械臂中各个旋转部件的旋转位姿的控制,提高了各个旋转部件的旋转位姿信息确定的准确性,从而提高了穿刺的准确率和效率。值得注意的是,上述装置所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明实施例的保护范围。实施例五图7为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。图7示出了适于用来实现本发明实施例实施方式的示例性电子设备60的框图。图7显示的电子设备60仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。如图7所示,电子设备60以通用计算设备的形式表现。电子设备60的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元601,系统存储器602,连接不同系统组件(包括系统存储器602和处理单元601)的总线603。总线603表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线,微通道体系结构(mac)总线,增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。电子设备60典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被电子设备60访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。系统存储器602可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(ram)604和/或高速缓存存储器605。电子设备60可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统606可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图7未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图7中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如cd-rom,dvd-rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线603相连。存储器602可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。具有一组(至少一个)程序模块607的程序/实用工具608,可以存储在例如存储器602中,这样的程序模块607包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块607通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。电子设备60也可以与一个或多个外部设备609(例如键盘、指向设备、显示器610等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备60交互的设备通信,和/或与使得该电子设备60能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口611进行。并且,电子设备60还可以通过网络适配器612与一个或者多个网络(例如局域网(lan),广域网(wan)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器612通过总线603与电子设备60的其它模块通信。应当明白,尽管图7中未示出,可以结合电子设备60使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。处理单元601通过运行存储在系统存储器602中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明实施例所提供的位姿信息确定方法。实施例六本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质,所述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位姿信息确定方法,所述方法应用于穿刺设备,所述穿刺设备包括机械臂、基座和穿刺针,所述机械臂的一端设置在基座上,另一端与所述穿刺针相连接;所述机械臂包括至少两个旋转部件,所述方法包括:获取所述穿刺针的初始固定位姿信息,并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息,确定初始平面;其中,所述初始固定位姿信息包括所述穿刺针与病灶接触点的接触位置信息和所述穿刺针所属的穿刺针直线以及所述穿刺针直线在基坐标系下的角度信息;确定所述初始平面与水平面的初始交线信息,并根据所述初始交线信息和目标预设直线信息,确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息;其中,所述初始旋转位姿信息为在所述工具坐标系下确定出的信息;根据所述初始固定位姿信息和所述初始旋转位姿信息,确定各旋转部件的目标位姿信息。本发明实施例的计算机存储介质,可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括——但不限于无线、电线、光缆、rf等等,或者上述的任意合适的组合。可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明实施例操作的计算机程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c++,还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机,或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,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发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。当前第1页12
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