主从运动的控制方法、机器人系统、设备及存储

本公开涉及机器人领域，尤其涉及一种主从运动的控制方法、机器人系统、设备及存储介质。背景技术：1、随着科技的发展，通过医疗机器人辅助医疗工作人员进行手术得到了快速的发展。术中超声影像可帮助医生定位病灶、大血管和其他解剖结构。主要利用超声探头配合超声诊断系统，进行电能、声能转换，用于在体表及术中获得超声影像以进行诊断检查。通过探头向病人发射超声声束，通过对反射超声信号的接收和处理获得体内器官的超声影像。现有的超声影像技术一般采用体积较大的体外超声探头与病人的皮肤接触，只能从病人体外获取超声影像，无法在一些术式中获得病灶附近的超声影像，对于体外超声探头难以到达的复杂器官和解剖结构，也无法获得对应器官和解剖结构的超声影像。2、通常，医疗机器人包括用于执行操作的从动工具及用于控制从动工具运动的主操作器。在实际场景中，从动工具被设置成能够进入操作区域，医疗工作人员通过遥操作主操作器进而控制从动工具在操作区域中的运动，以实现医疗操作。而目前尚未有将超声探头与医疗机器人的从动工具在体内进行装配结合，以进行一系列的医疗诊断和辅助治疗的医疗操作。3、手术机器人对操作精度和人机交互体验要求很高。例如，手术机器人可以通过相机采集从动工具的图像，并通过显示器进行显示。操作者(例如手术医生)通过显示器中的图像获取从动工具的位置和姿态，并通过遥操作主操作器控制从动工具的位置和姿态。这样，相机和显示器的位置和姿态会影响操作者下一步的操作方向和距离。由于超声探头与从动工具在体内进行装配结合，主操作器需要重新与从动工具上的超声探头进行主从映射。因此，需要提高手术机器人的主从运动控制的精度，以实现主操作器与超声探头之间主从运动控制的目标结果与操作者的感官意愿的一致性。技术实现思路1、在一些实施例中，本公开提供了一种主从运动的控制方法，包括：响应于从动工具与超声探头完成装配连接，建立主操作器与所述超声探头之间的主从映射；确定所述主操作器的手柄的当前位姿，所述当前位姿包括当前位置和当前姿态；基于所述主操作器的手柄的所述当前位姿、所述主操作器与超声探头的位姿关系，确定所述超声探头的目标位姿；基于所述超声探头的所述目标位姿以及所述从动工具与超声探头的位姿关系，确定所述从动工具的末端的目标位姿；以及基于所述从动工具的末端的目标位姿，生成所述从动工具的控制信号；基于所述从动工具的控制信号，控制所述从动工具的末端运动至所述从动工具的末端的目标位姿，以使所述超声探头运动至所述超声探头的目标位姿。2、在一些实施例中，本公开提供了一种机器人系统，包括：主操作器，包括机械臂、设置在所述机械臂上的手柄以及设置在所述机械臂上的至少一个关节处的至少一个主操作器传感器，所述至少一个主操作器传感器用于获得所述至少一个关节的关节信息；从动工具，包括柔性臂体和末端装配体；超声探头，包括设置在所述超声探头上的连接特征，所述连接特征用于与所述末端装配体装配连接；至少一个驱动装置，用于驱动所述从动工具的柔性臂体；至少一个驱动装置传感器，与所述至少一个驱动装置耦合并且用于获得驱动信息；以及控制装置，与主操作器和至少一个驱动装置通信连接，所述控制装置被配置成用于执行上述任一个实施例中提供的主从运动的控制方法。3、在一些实施例中，本公开提供了一种计算机设备，计算机设备包括：存储器，用于存储至少一条指令；以及处理器，与存储器耦合并且用于执行至少一条指令以执行上述任一个实施例中提供的主从运动的控制方法。4、在一些实施例中，本公开提供了一种计算机可读存储介质，用于存储至少一条指令，至少一条指令由计算机执行时致使机器人系统实现上述任一个实施例中提供的主从运动的控制方法。技术特征：1.一种主从运动的控制方法，包括：2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述超声探头包括用于与所述从动工具的末端装配体连接的连接特征，所述控制方法还包括：3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，确定超声探头的连接特征的连接位姿包括：4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述主操作器与超声探头的所述位姿关系包括所述超声探头或者所述超声探头在显示器中的图像相对于参考坐标系的位姿与所述主操作器相对于所述参考坐标系的位姿之间的关系，所述参考坐标系包括所述主操作器所在空间的坐标系或者世界坐标系。6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述主操作器与超声探头的所述位姿关系包括以下中的至少一项：7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括：9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述从动工具包括柔性臂体、设置在所述柔性臂体末端的转动机构和设置在所述转动机构上的末端装配体，所述转动机构包括转动机构驱动丝，所述控制方法还包括：10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括：11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，还包括：12.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括：13.根据权利要求12所述的控制方法，其特征在于，确定所述超声探头相对于所述从动工具基坐标系的目标位姿包括：14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述从动工具基坐标系与相机坐标系的变换关系是基于所述从动工具基坐标系与相机基坐标系的变换关系和相机坐标系与所述相机基坐标系的变换关系确定的，所述从动工具基坐标系与所述相机基坐标系具有预定的变换关系；和/或15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述相机设置在可被驱动的柔性臂体的末端，所述相机坐标系与所述相机基坐标系的变换关系是基于所述柔性臂体的驱动信息确定的。16.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，17.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，生成所述从动工具的控制信号包括：18.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于，还包括：19.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：以预定周期执行主从运动的控制。20.一种机器人系统，包括：21.一种计算机设备，所述计算机设备包括：22.一种计算机可读存储介质，用于存储至少一条指令，所述至少一条指令由计算机执行时致使机器人系统实现如权利要求1-19中任一项所述的主从运动的控制方法。技术总结本公开涉及机器人领域，公开一种主从运动的控制方法、机器人系统、设备及存储介质，该控制方法包括响应于从动工具与超声探头完成装配连接，建立主操作器与超声探头之间的主从映射，确定主操作器的手柄的当前位姿，基于手柄的当前位姿、主操作器与超声探头的位姿关系，确定超声探头的目标位姿；基于超声探头的目标位姿以及从动工具与超声探头的位姿关系，确定从动工具的末端的目标位姿，基于末端的目标位姿，生成从动工具的控制信号，基于控制信号控制从动工具的末端运动至末端的目标位姿，以使超声探头运动至对应的目标位姿。本方法可以实现主操作器对超声探头的遥操作，提高对超声探头遥操作的控制精度，实现操作者良好的操作体验。技术研发人员：徐凯,赵江然,丁跃受保护的技术使用者：术锐（上海）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/15