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申请/专利权人：哈尔滨工业大学

摘要：一种主从异构遥操作系统的增量式主从映射方法，所述方法包含获取主端操作手位姿参数并将其转化为位姿描述矩阵；对位姿描述矩阵中的位置矢量进行处理，获得从操作臂末端执行器的目标位置矢量；对位姿描述矩阵中的姿态矩阵进行处理，获得从操作臂末端执行器的目标矩阵；根据求得的从操作臂末端执行器的目标位置矢量和目标姿态矩阵，并将所述目标姿态矩阵转换为欧拉角，令从操作臂服从目标位置和目标姿态进行运动，以实现遥操作。本发明对位置和姿态进行增量式处理，实现了重复主从位姿映射的断开与连接时，手术机器人从操作臂运动轨迹与姿态的连续性。

主权项：1.一种主从异构遥操作系统的增量式主从映射方法，其特征在于：包含以下内容：S1、基于笛卡尔空间，获取主端操作手位姿参数并将其转化为位姿描述矩阵；在执行步骤S1前需要定义遥操作系统中的主端系统坐标系和从端系统坐标系，在主端系统中，定义：{MAS}为操作台基坐标系，{MON}为监视器坐标系，{HAN}为主操作手末端坐标系；在从端系统中，定义：{ROB}为从机器人基坐标系，{ACT}为从操作臂末端执行器坐标系，{OPE}为从操作臂基坐标系，{LEN}为内窥镜镜头坐标系，{ESP}为内窥镜基坐标系，步骤S1中位姿描述矩阵用MASTHAN表达；S2、对位姿描述矩阵中的位置矢量进行处理，获得从操作臂末端执行器的目标位置矢量；所述位置矢量是主操作手末端坐标系在操作台基坐标系下的位置矢量；获得从操作臂末端执行器的目标位置矢量OPEPACTt+1的步骤为： OPEPACTt+1＝OPEPACTt+k·ΔP OPEPACTt和OPEPACTt+1分别对应t和t+1时刻的从操作臂末端执行器的位置矢量； MASPHANt和MASPHANt+1分别对应t和t+1时刻位姿描述矩阵MASTHAN中的位置矢量；其中，OPEPACTt表示t时刻{ACT}在{OPE}下的位置矢量，OPEPACTt+1表示t+1时刻{ACT}在{OPE}下的位置矢量，为{OPE}在{ROB}下的姿态矩阵的逆，ROBRESP为{ESP}在{ROB}下的姿态矩阵，ESPRLEN为{LEN}在{ESP}下的姿态矩阵，为{MON}在{MAS}下的姿态矩阵的逆，k为位置映射比例系数；对位姿描述矩阵中的姿态矩阵进行处理，获得从操作臂末端执行器的目标姿态矩阵；所述姿态矩阵是主操作手末端坐标系在操作台基坐标系下的姿态矩阵；获得从操作臂末端执行器的目标姿态矩阵OPERACTt+1的步骤为： 其中，OPERACTt和OPERACTt+1分别对应t和t+1时刻从操作臂末端执行器的姿态矩阵，MASRHANt和MASRHANt+1分别对应t和t+1时刻位姿描述矩阵MASTHAN中的姿态矩阵，MASRMON为{MON}在{MAS}下的姿态矩阵，为{LEN}在{ESP}下的姿态矩阵的逆，为{ESP}在{ROB}下的姿态矩阵的逆，ROBROPE为{OPE}在{ROB}下的姿态矩阵，OPEPACTt+1＝xt+1,yt+1,zt+1；S3、根据求得的从操作臂末端执行器的目标位置矢量和目标姿态矩阵，并将所述目标姿态矩阵转换为欧拉角，令从操作臂服从目标位置和目标姿态进行运动，以实现遥操作。

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