本申請涉及醫(yī)療，特別是涉及一種機械臂構(gòu)型的確定方法、裝置、手術機器人系統(tǒng)和設備。
背景技術：
1、在脊柱或者創(chuàng)傷的手術中，機械臂的作用是提供定位導向，輔助醫(yī)生完成螺釘在患者體內(nèi)的置入。
2、在螺釘?shù)娜朦c和靶點確定的情況下，相關技術中通常選擇從多個機械臂構(gòu)型中隨意生成一種作為目標機械臂構(gòu)型，并利用目標機械臂構(gòu)型完成螺釘在患者體內(nèi)的置入。
3、然而，相關技術的方法無法快速有效地推薦符合術式類型和擺位需要的目標構(gòu)型。
技術實現(xiàn)思路
1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種機械臂構(gòu)型的確定方法、裝置、手術機器人系統(tǒng)和設備，能夠快速有效地推薦符合術式類型和擺位需要的目標構(gòu)型。
2、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N機械臂構(gòu)型的確定方法，該方法包括：
3、基于目標對象在機械臂基坐標系下的操作入點坐標和操作靶點坐標，確定擺位類型；
4、基于擺位類型，確定機械臂的候選構(gòu)型推薦范圍；
5、基于候選構(gòu)型推薦范圍、操作入點坐標和操作靶點坐標，確定機械臂的目標構(gòu)型。
6、在其中一個實施例中，基于候選構(gòu)型推薦范圍、操作入點坐標和操作靶點坐標，確定機械臂的目標構(gòu)型，包括：
7、基于操作靶點坐標與操作入點坐標，確定機械臂末端的基準位置；
8、基于候選構(gòu)型推薦范圍，確定機械臂的目標角度變換矩陣；
9、將基準位置與目標角度變換矩陣的乘積作為機械臂的目標構(gòu)型。
10、在其中一個實施例中，基于操作靶點坐標與操作入點坐標，確定機械臂末端的基準位置，包括：
11、基于操作靶點坐標與操作入點坐標，確定機械臂末端的方向向量；
12、獲取機械臂末端與操作入點坐標之間的預設距離；
13、基于方向向量和預設距離，確定機械臂末端的基準位置。
14、在其中一個實施例中，方向向量包括x軸、y軸和z軸上的方向向量；
15、基于操作靶點坐標與操作入點坐標，確定機械臂末端的方向向量，包括：
16、根據(jù)操作靶點坐標與操作入點坐標的x坐標差值，確定為機械臂末端在x軸上的方向向量；
17、基于x軸上的方向向量，確定機械臂末端在y軸上的方向向量和在z軸上的方向向量。
18、在其中一個實施例中，基于x軸上的方向向量，確定機械臂末端在y軸上的方向向量和在z軸上的方向向量，包括：
19、在術式類型為第一術式類型的情況下，則將x軸上的方向向量與第一參考坐標的乘積作為y軸上的方向向量；
20、將x軸上的方向向量與y軸上的方向向量的乘積作為z軸上的方向向量。
21、在其中一個實施例中，基于x軸上的方向向量，確定機械臂末端在y軸上的方向向量和在z軸上的方向向量，包括：
22、在術式類型為第二術式類型的情況下，則將x軸上的方向向量與第二參考坐標的乘積作為z軸上的方向向量；
23、將x軸上的方向向量與z軸上的方向向量的乘積作為y軸上的方向向量。
24、在其中一個實施例中，基于目標對象在機械臂基坐標系下的操作入點坐標和操作靶點坐標，確定擺位類型，包括：
25、根據(jù)操作入點坐標和操作靶點坐標，確定術式類型和擺位信息；
26、根據(jù)術式類型和擺位信息確定擺位類型。
27、在其中一個實施例中，根據(jù)操作入點坐標和操作靶點坐標，確定術式類型，包括：
28、基于操作入點坐標和操作靶點坐標，確定定位路徑的方向向量；
29、根據(jù)定位路徑的方向向量確定定位路徑的單位方向向量；
30、根據(jù)定位路徑的單位方向向量中的y軸上的方向分量和z軸上的方向分量，確定術式類型。
31、在其中一個實施例中，根據(jù)操作入點坐標和操作靶點坐標，確定擺位信息，包括：
32、獲取操作入點坐標中的x坐標；
33、若x坐標為正，確定擺位類型為第一擺位類型；
34、若x坐標為非正，確定擺位類型為第二擺位類型。
35、在其中一個實施例中，基于擺位類型，確定機械臂的候選構(gòu)型推薦范圍，包括：
36、基于擺位類型，確定機械臂的末端工具的理論姿態(tài)旋轉(zhuǎn)角度范圍；擺位類型與理論姿態(tài)旋轉(zhuǎn)角度范圍之間存在映射關系；
37、從理論姿態(tài)旋轉(zhuǎn)角度范圍中確定機械臂的候選構(gòu)型推薦范圍。
38、第二方面，本申請還提供了一種機械臂構(gòu)型的確定裝置，該裝置包括：
39、擺位確定模塊，用于基于目標對象在機械臂基坐標系下的操作入點坐標和操作靶點坐標，確定擺位類型；
40、范圍確定模塊，用于基于擺位類型，確定機械臂的候選構(gòu)型推薦范圍；
41、構(gòu)型確定模塊，用于基于候選構(gòu)型推薦范圍、操作入點坐標和操作靶點坐標，確定機械臂的目標構(gòu)型。
42、第三方面，本申請還提供了一種手術機器人系統(tǒng)，該手術機器人系統(tǒng)包括機械臂及第二方面中的一種機械臂構(gòu)型的確定裝置，機械臂執(zhí)行確定裝置確定的目標構(gòu)型。
43、第四方面，本申請還提供了一種計算機設備。計算機設備包括存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，處理器執(zhí)行計算機程序時實現(xiàn)上述第一方面中機械臂構(gòu)型的確定方法的任意一項實施例的內(nèi)容。
44、第五方面，本申請還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述第一方面中機械臂構(gòu)型的確定方法的任意一項實施例的內(nèi)容。
45、第六方面，本申請還提供了一種計算機程序產(chǎn)品。計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述第一方面中機械臂構(gòu)型的確定方法的任意一項實施例的內(nèi)容。
46、上述機械臂構(gòu)型的確定方法、裝置、手術機器人系統(tǒng)和設備，基于目標對象在機械臂基坐標系下的操作入點坐標和操作靶點坐標，確定擺位類型；基于擺位類型，確定機械臂的候選構(gòu)型推薦范圍；基于候選構(gòu)型推薦范圍、操作入點坐標和操作靶點坐標，確定機械臂的目標構(gòu)型。該方法通過目標對象在機械臂基坐標系下的操作入點坐標和操作靶點坐標，可以準確地確定定位路徑，從而基于該定位路徑，快速且準確地推斷擺位類型。根據(jù)擺位類型確定的候選構(gòu)型推薦范圍更適用于該擺位類型，縮小了構(gòu)型的選擇范圍。之后再從適用于該擺位類型的候選構(gòu)型推薦范圍進一步選擇，通過逐步縮小構(gòu)型的選擇范圍，可以快速且準確地獲取到擺位所需的目標構(gòu)型。
1.一種機械臂構(gòu)型的確定方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述候選構(gòu)型推薦范圍、所述操作入點坐標和所述操作靶點坐標，確定所述機械臂的目標構(gòu)型，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述操作靶點坐標與所述操作入點坐標，確定所述機械臂末端的基準位置，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方向向量包括x軸、y軸和z軸上的方向向量；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述x軸上的方向向量，確定所述機械臂末端在y軸上的方向向量和在z軸上的方向向量，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述x軸上的方向向量，確定所述機械臂末端在y軸上的方向向量和在z軸上的方向向量，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，所述基于目標對象在機械臂基坐標系下的操作入點坐標和操作靶點坐標，確定所述擺位類型，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述操作入點坐標和所述操作靶點坐標，確定所述術式類型，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述操作入點坐標和所述操作靶點坐標，確定所述擺位信息，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，所述基于所述擺位類型，確定機械臂的候選構(gòu)型推薦范圍，包括：
11.一種機械臂構(gòu)型的確定裝置，其特征在于，所述裝置包括：
12.一種手術機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述手術機器人系統(tǒng)包括機械臂及如權(quán)利要求11所述的一種機械臂構(gòu)型的確定裝置，所述機械臂執(zhí)行所述確定裝置確定的所述目標構(gòu)型。
13.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法的步驟。