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[发明专利]基于可变模板的RGB-D相机多视角匹配的数字图像计算方法及系统-CN202310745655.0在审
发明人：宋爱国;胡慧然;谢雨臻;魏林琥;李会军;朱利丰 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-25 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G06T7/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于可变模板的RGB‑D相机多视角匹配的数字图像计算方法及系统，包括数据采集、点云数据预处理、特征点匹配、可变模板的重新配准、计算大视角图像间的点云数据变换关系和点云融合六个步骤，通过相邻视角的配准结果来调整非相邻图像匹配模板的大小，实现非相邻视角图像特征点的正确配准，提高了匹配精度，消除了图像集的累积误差，为后续点云融合的迭代提供较为精确的初始值，减少迭代次数，实现图像的三维重建。
基于可变模板 rgb 相机视角匹配数字图像计算方法系统

[发明专利]一种即时扫描实物的远程力触觉再现方法-CN202310718632.0在审
发明人： 朱利丰;张恒;项奕晨 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-06-16 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：一种即时扫描实物的远程力触觉再现方法，在实物数字建模这一应用场景下，本发明可以为远程使用者提供真实世界中物体的真实的力触觉反馈，提升虚拟环境中物体交互体验，本发明的主要方法流程包括：首先获取一段关于物体的包含多个视角的视频，将视频数据发送给使用者所在位置的计算设备上，根据利用视频训练神经辐射场，然后利用神经辐射场提供的密度信息进行力触觉渲染，使用者可以借助力触觉反馈设备与重建的物体进行交互。本发明可以快速有效地为使用者提供另一空间中的物体的真实的力触觉反馈。
一种即时扫描实物远程触觉再现方法

[发明专利]一种手持式变刚度被动力反馈设备及其使用方法-CN202310610950.5在审
发明人： 朱利丰;周科宏;张宏坤;宋爱国 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-05-29 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明提出了一种手持式变刚度被动力反馈设备及其使用方法，包括弹簧连杆结构、机架、垫架、交互结构以及传感结构，交互结构安装在垫架上，垫架上对称设置有水平杆，水平杆连接交互结构且顺应交互结构的位移，水平杆上滑动安装有水平滑块，弹簧连杆结构对称安装在机架上且相对于机架转动设置，弹簧连杆结构包括电机、弹簧、电机架、丝杆以及调节滑块，传感结构安装在垫架与机架之间且实现两者的连接固定，传感结构包括电阻传感器、传感器连接杆以及霍尔传感器，本申请采用对称弹簧连杆结构，基于弹簧的被动拉伸实现触觉反馈，结构简单，输出连续，而且通过调节弹簧连杆结构的构造，可以输出特定的力和扭矩，驱动简单，系统稳定，鲁棒性好。
一种手持刚度被动反馈设备及其使用方法

[发明专利]一种地外行星用可智能小型抓取土壤采样器及其控制方法-CN202310226940.1在审
发明人：陈若天;刘丰源;严一冰;宋爱国;朱利丰 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-03-10 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明提供一种地外行星用可智能小型抓取土壤采样器，该采样器包括电动动力装置、传感装置、内部连接平台和抓斗主体，所述的抓斗主体包括两个抓土采样用前端抓斗和外连接结构，所述的内部连接平台包括推杆、连接平台和上下运动连接结构，所述电动动力装置包括上端连接转接装置和采样器外连接壳，所述传感装置包括连接部分、传感器和力信号感受板；本发明探测器在进行行星采样的过程中，可以有效抓取所需既定土壤质量，同时在抓取过程中对外界的力环境进行实时感知，以实现挖取时对抓斗姿态进行调整以减少电机负载、减轻结构损坏、提高挖土效率等目的。
种地外行星用可智能小型抓取土壤采样及其控制方法

[发明专利]基于三维力信息的探进作业机械臂自主避障方法及系统-CN202310456388.5在审
发明人：赵子弈;闫禹霏;李明雨;朱利丰;宋爱国 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-04-23 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于三维力信息的探进作业机械臂自主避障方法及系统，至少包括数据采集单元、运动执行单元和控制单元，数据采集单元用于收集土壤探进采样时机构末端的三维受力数据并发送给控制单元；运动执行单元用于接收来自控制单元的指令并将机械臂各关节的位置信息发送给控制单元；控制单元首先用于接收来自数据采集单元的数据并转化为三维力信息并接收来自运动执行单元的位姿数据信息，而后根据受力情况判断控制方式，最后将运动控制指令发送至运动执行单元完成控制。本发明通过将末端受力信息结合到探进作业的运动控制中并进行实时策略调整，有效减小了末端机构作业时的受力，保护机构不受损坏且提高了作业成功率。
基于三维信息作业机械自主方法系统

[发明专利]遥操作微创手术柔性臂机构及系统及其遥操作方法-CN202310188467.2在审
发明人： 朱利丰;陈鑫;张宇恒;孙之寒;熊翔翔 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-03-02 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： A61B34/30 文献下载
摘要：遥操作微创手术柔性臂机构及系统及其遥操作方法，该遥操作微创手术柔性臂系统，包括采集层、处理层、控制层、执行层，其中采集层包括手势识别传感器，执行层包括移动平台、驱动电机、臂身机构、执行器、驱动绳索，该遥操作方法的步骤为：第一步通过采集层采集手术操作者的手势信息；第二步由处理层判断是否执行，通过比例映射处理采集数据，解算出驱动绳索长度改变量；第三步由控制层解算出电机运转数据，并将结果发送到执行层；第四步执行层根据接收到的数据运动到相应位置。本发明具有柔性好、轻量化、易于控制、操作便捷、交互性好的优点，适用于狭小空间内的微创手术。
操作手术柔性机构系统及其操作方法

[发明专利]一种用于心肺复苏急救的触觉感知培训方法-CN202310328343.X在审
发明人：周喆玙;朱利丰 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-03-30 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： G09B23/28 文献下载
摘要：本发明一种用于心肺复苏急救的触觉感知培训方法，通过在胸口垫上一片极薄的类皮肤传感器，通过检测按压时电容的大小变化来判断按压情况。将按压的力度、按压频率以及按压位置与标准按压进行比对，直观体现当前按压与标准按压水平的距离，并通过交互界面显示所需要改进的地方。本发明通过对传感器所采集到的按压数据进行分析来进一步得到按压的力量、频率以及位置信息，以便救援者在接受培训时能直观的感受到其按压水平与标准按压水准的差距。
一种用于复苏急救触觉感知培训方法

[发明专利]一种血管介入手术机器人辅助系统主端力触觉反馈装置-CN202310001183.8在审
发明人：金晓亮;宋爱国;朱利丰 -专利权人：东南大学
申请日： 2023-01-03 - 公布日： 2023-05-30 - 主分类号： A61B34/37 文献下载
摘要：本发明公开了一种血管介入手术机器人辅助系统主端力触觉反馈装置，包括外科医生操作杆、圆周方向的外科医生手术动作捕获与力触觉反馈单元、可被压缩和拉伸的菱形结构、传输方向的外科医生手术动作捕获与力触觉反馈单元、外壳以及支撑板。血管介入手术机器人辅助系统主端力触觉反馈装置在操作方式上，与传统的人工操作的血管介入手术保持一致，不仅可以降低外科医生对主端设备的学习周期和使用难度，还可以使外科医生充分利用所积累的经验和技巧。另外，血管介入手术机器人辅助系统主端力触觉反馈装置可以复现从端导丝和导管的实时受力情况，并作用到外科医生的手上，提高外科医生的手术体验感，并保证手术的安全性。
一种血管介入手术机器人辅助系统主端力触觉反馈装置

[发明专利]基于一维力数据和自注意力机制的土壤类型在线识别方法及系统-CN202211500121.3在审
发明人：刘丰源;王薪恺;赵子弈;朱利丰;宋爱国 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-11-28 - 公布日： 2023-03-21 - 主分类号： G06F18/214 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于一维力数据和自注意力机制的土壤类型在线识别方法及系统，至少包括数据感应采集单元和数据分析单元，数据感应采集单元用于收集土壤采样时的实时压力数据，将压力数据电信号依次转化为标准模拟信号和数字信号后，发送给数据分析单元；数据分析单元包括基于transformer模型的机器学习模型，所述机器学习模型只采取transformer模型的编码器部分，利用自注意力机制和多头注意力提高模型获取时间序列中时序信息的能力，通过一个线性全连接层输出，经过模型训练和调节模型超参数实现对土壤类型的识别。本发明更好地利用了探测数据的时间信息，输入向量可以并行计算，提高了识别准确率，超过了传统的机器学习模型，满足了对采样器所在地土壤密实度的实时监测需求。
基于一维力数据注意力机制土壤类型在线识别方法系统

[发明专利]软组织局部压缩形变模拟方法-CN201910535538.5有效
发明人：张小瑞;俞雪峰;孙伟;宋爱国;朱利丰 -专利权人：南京信息工程大学
申请日： 2019-06-19 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： G16H50/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种软组织局部压缩形变模拟方法，包括：(1)采集软组织的医学图像数据，通过四面体网格生成方法将软组织的医学图像数据处理为三维四面体网格模型；(2)构造四面体质点‑弹簧模型并建立与质点‑弹簧模型对应的运动学方程；(3)利用模拟退火算法优化质点‑弹簧模型中的弹簧刚度和阻尼系数；(4)将软组织压缩变形划分为局部变形区和非变形区；(5)利用Verlet显示积分法对局部变形区的点进行运动学方程求解，获得在压力作用下软组织的压缩形变；(6)设定过度压缩约束条件，对不满足过度压缩约束条件的质点进行校正。本发明在保证计算效率的同时提高了模拟的精度，更快速、真实的反映了软组织的形变情况。
软组织局部压缩形变模拟方法

[发明专利]一种用于腿部姿态估计的可穿戴单节点设备及测量方法-CN202211620807.6有效
发明人：阳媛;杨浩然;王慧青;朱利丰;王海宁;况余进;伊洋 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-12-16 - 公布日： 2023-03-14 - 主分类号： A61B5/11 文献下载
摘要：一种用于腿部姿态估计的可穿戴单节点设备及测量方法，设备由一个微惯性传感器以及多块水凝胶集成，置于膝盖处，能够测量人体运动时的大腿、小腿姿态以及膝关节的角度。首先利用大腿姿态、水凝胶测量数据估计人体运动状态，而后根据运动约束条件，预测小腿姿态；微惯性测量膝关节角度采用互补滤波融合，再与水凝胶的角度测量值利用Kalman滤波器进行融合，获得准确关节角度。本发明仅采用一个微惯性传感器，有效避免了多传感器的对齐问题，同时水凝胶的辅助测量有助于减少惯性解算的累计误差，提高测量结果的准确性和稳定性。
一种用于腿部姿态估计穿戴节点设备测量方法

[发明专利]用于经口手术协作式术野暴露辅助手术机器人及控制方法-CN202211198023.9在审
发明人： 朱利丰;申江威;杨述焱 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-09-29 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： A61B34/30 文献下载
摘要：用于经口手术协作式术野暴露辅助手术机器人及控制方法，包含两台6自由度机械臂、两个力感手术拉钩组件和主控电脑，所述力感手术拉钩组件包括力感知手术拉钩且力感知手术拉钩末端盖板里面有触点传感器，所述力感知手术拉钩通过手术拉钩连接件与机械臂端部相连，所述主控电脑上有拖拽模式交互和参考力调整交互。本发明用来辅助医生持续牵拉手术切口。医生只需将手术拉钩放在目标区域初始位置，并在交互界面输入参考牵拉力，开启控制系统。机器人带着力感知手术拉钩安全、稳定地牵拉手术切口，为了医生操作方便、保证人机安全，本发明针对手术牵拉过程做了详细的建模分析、扭矩补偿、主动回退式补偿、安全阈值等控制策略设计。
用于手术协作式术野暴露辅助机器人控制方法

[发明专利]基于虚拟现实的医学影像三维快速可视化与标注系统-CN202211007629.X在审
发明人： 朱利丰;张宏坤;宋爱国 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-08-22 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：基于虚拟现实的医学影像三维快速可视化与标注系统，本系统以二维医学影像集作为输入，将二维医学影像转化为三维体数据并对体数据的标量值与梯度情况进行分析。之后对体数据进行体绘制并施加光照模型渲染，再将可视化结果显示在虚拟现实设备的屏幕上。在系统运行时，系统利用测地距离实时对视点周围的无关体数据进行遮挡削弱处理。此外，通过虚拟现实设备和系统具备的交互功能，用户可以不受空间限制的在虚拟场景中自由探索，并对医学数据做出需要的标注。本系统允许用户在虚拟场景中以符合直觉的自然交互方式，对体数据进行观察和标注；并支持用户走进体数据内部，观察完整的内部结构信息的同时不受无关体素的遮挡和干扰。
基于虚拟现实医学影像三维快速可视化标注系统

[发明专利]一种用于主动康复训练的运动量可视化方法及系统-CN202010800941.9有效
发明人：招梓枫;朱利丰 -专利权人：东南大学
申请日： 2020-08-11 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G16H20/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于主动康复训练的运动量可视化方法及系统，本系统包含训练设计、跟踪、计算、渲染和评估以及摄像头、显示器。系统渲染增强现实虚拟罗盘及其轨迹、容错范围等增强现实内容向患者提供位置、速度、姿态信息反馈。系统通过角点匹配确定可穿戴标记的最佳位置估计，并在角点‑姿态数据库中搜索最佳姿态估计。通过实际速度和目标速度构造并渲染增强现实虚拟罗盘，并使其位姿与可穿戴标记一致。增强现实虚拟罗盘反映了实际速度和目标速度之间在大小、方向上的差异，引导患者修正运动速度，其轨迹则引导患者修正运动路线。除此之外，系统还设置有主动康复训练系统必要的训练设计模块和评估模块。
一种用于主动康复训练运动量可视化方法系统

[发明专利]一种用于血管介入机器人的快换夹爪套件无菌传动装置-CN202211007627.0在审
发明人：申江威;单政铭;徐易;宋爱国;王澄;朱利丰;李新华;陆建 -专利权人：东南大学
申请日： 2022-08-22 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： A61M25/09 文献下载
摘要：一种用于血管介入机器人的快换夹爪套无菌传动装置，包括装置外壳、夹爪套件耗材和电控开关套件。所述装置外壳由传动装置外壳和端盖组成；所述夹爪套件耗材由两个夹爪、固定件、弹簧和下盖组成，夹爪可以在滑槽内滑动；所述电控开关套件由电控开关、夹爪传动柱和支架组成，用于传动控制夹爪。本发明导丝夹紧头通过螺纹旋紧放松来夹紧和松开导丝，以便于机器人下一步控制。当需要夹紧或者松开导丝时，电控开关打开带动夹爪套件夹住导丝夹紧头的螺栓，通过螺母自旋来夹紧或者松开导丝，完成后电控开关断开，夹爪套件在弹簧的作用下张开，断开夹头与夹紧头螺栓的接触。
一种用于血管介入机器人快换夹爪套件无菌传动装置

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