[发明专利]位姿监测系统、方法、手术机器人系统和存储介质

权利要求书

1.一种位姿监测系统，应用于手术机器人系统，其特征在于，所述手术机器人系统包括至少两个底座，每一个所述底座上设有至少一个机械臂，所述位姿监测系统包括：

第一位姿获取模块，用于获取各所述底座的位姿信息；

第二位姿获取模块，用于获取各所述机械臂的各关节的位姿信息；以及

控制器，与所述第一位姿获取模块和所述第二位姿获取模块通信连接，用于分别根据各所述底座的位姿信息和对应的所述机械臂的各关节的位姿信息，得到各所述机械臂的末端的位姿信息；

至少一个所述机械臂的末端连接有手术器械，至少另一个所述机械臂的末端连接有内窥镜；

所述控制器还用于获取所述手术器械所在底座和所述内窥镜所在底座之间的位姿映射关系，并根据所述手术器械的位姿信息、所述内窥镜的位姿信息以及所述手术器械所在底座和所述内窥镜所在底座之间的位姿映射关系，获取所述手术器械和所述内窥镜之间的位姿映射关系。

2.根据权利要求1所述的位姿监测系统，其特征在于，所述第一位姿获取模块包括磁场发生器和磁感应器；

每一个所述底座上安装有至少一个所述磁感应器；

所述磁场发生器用于在预定范围内产生交变电磁场；

所述磁感应器用于在所述电磁场中感应出相应的感应电流；

所述控制器用于基于所述感应电流计算得到所述磁感应器所在底座的位姿信息。

3.根据权利要求2所述的位姿监测系统，其特征在于，所述控制器用于基于所述感应电流和预先存储的位姿标定结果计算得到所述磁感应器所在底座的位姿信息。

4.根据权利要求2所述的位姿监测系统，其特征在于，所述磁感应器包括至少两个用于在所述电磁场中感应出相应的感应电流的磁感应线圈，所述至少两个所述磁感应线圈之间具有一定夹角。

5.根据权利要求1所述的位姿监测系统，其特征在于，所述第一位姿获取模块包括光学跟踪仪和光学靶标；

每一个所述底座上安装有至少一个所述光学靶标；

所述光学跟踪仪用于跟踪所述光学靶标的位姿信息；

所述控制器用于基于所述光学靶标的位姿信息计算得到所述光学靶标所在底座的位姿信息。

6.根据权利要求1所述的位姿监测系统，其特征在于，所述第一位姿获取模块包括图像获取单元和标记物；

每一个所述底座上设有至少两个所述标记物；

所述图像获取单元用于获取各所述底座上的所述标记物的图像信息；

所述控制器用于基于所述图像信息计算得到所述标记物所在底座的位姿信息。

7.根据权利要求6所述的位姿监测系统，其特征在于，操作时，所述标记物配置为以预设的频率闪烁的LED灯，不同的所述标记物以不同的频率闪烁以供所述控制器识别。

8.一种位姿监测方法，应用于手术机器人系统，其特征在于，所述手术机器人系统包括至少两个底座，每一个所述底座上设有至少一个机械臂，所述位姿监测方法包括：

分别获取各所述底座的位姿信息和各所述机械臂的各关节的位姿信息；以及

分别根据各所述底座的位姿信息和对应的所述机械臂的各关节的位姿信息，得到各所述机械臂的末端的位姿信息；

至少一个所述机械臂的末端连接有手术器械，至少另一个所述机械臂的末端连接有内窥镜，所述位姿监测方法还包括：

获取所述手术器械所在底座和所述内窥镜所在底座之间的位姿映射关系；

根据所述手术器械的位姿信息、所述内窥镜的位姿信息以及所述手术器械所在底座和所述内窥镜所在底座之间的位姿映射关系，获取所述手术器械和所述内窥镜之间的位姿映射关系。