基于隐函数的医疗机器人腹腔手术环境障碍物描述

针对机器人辅助腹腔介入治疗手术环境复杂，手术规划需要依据所掌握的手术环境内障碍物空间表面信息的实际情况，对手术环境中障碍物的描述进行了深入研究，提出用隐函数的方法对手术环境中多个障碍物的空间表面信息进行统一描述，根据通过磁定位器获取的目标物体表面样本点，用广义特征向量拟合方法对血管、肋骨、病人腹腔表皮及消融针表面进行曲面拟合，建立描述对象的隐函数式，并用Matlab进行三维显示。通过实验证明，广义特征向量拟合方法在解决非线性最小二乘问题方面比Levenberg—Mar—quardt方法优越，验证了广义特征向量拟合方法对初值的不敏感性、快速性、有效性、准确性和广泛性。成功建立的手术环境障碍物隐函数式可为医疗机器人后续手术规划提供有效的运动约束。