CN114326921B - 运动趋势检测方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种运动趋势检测方法、装置、电子设备及存储介质，该运动趋势检测方法包括：获取多个压力传感器在用户操控手柄机构时的压力变化率；根据压力变化率，确定用户将要执行的目标动作以及目标动作的动作参数信息；根据目标动作的动作参数信息，确定电机组件在响应目标动作时的运转参数，以使得分体式手术装置的手柄机构在执行目标动作时，电机组件根据运转参数控制分体式手术装置的器械跟随手柄机构执行与目标动作匹配的动作。本发明可以在用户实际做出动作前提前感知用户意图，并预先设置电机组件的运转参数，以在用户做出实际动作时根据运转参数控制器械执行对应动作，降低手柄机构对器械的控制延迟，增强器械跟随性能。

Description

运动趋势检测方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种运动趋势检测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

为了保证分体式手术装置的灵敏度，使得医生在使用分体式手术装置时有更好的使用体验，需要保证分体式手术装置的手柄机构和器械在操作上“零”时延。一般要求手柄机构在执行动作后，器械可以在150ms以内执行对应的动作，最迟要在200ms内响应，在满足上述要求的情况下，可以认为手柄机构和器械在操作上“零”时延。

在用户控制手柄机构执行一动作时，需要器械立即执行与这一动作对应的动作。但是，检测到手柄机构动作再控制执行，通常会存在一定时延，影响跟随性能。

发明内容

本发明实施例提供了一种运动趋势检测方法、装置、电子设备及存储介质，以解决如何对用户操控分体式手术装置的意图进行提前感知以降低手柄机构对器械的控制延迟的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种运动趋势检测方法，应用于处理系统，所述处理系统用于对分体式手术装置进行运动趋势检测，所述分体式手术装置包括手柄机构、器械和电机组件，在所述手柄机构上设置有多个压力传感器，所述方法包括：

获取所述多个压力传感器在用户操控所述手柄机构时的压力变化率；

根据所述压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作以及所述目标动作的动作参数信息；

根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数，以使得所述手柄机构在执行所述目标动作时，所述电机组件根据所述运转参数控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

第二方面，本发明实施例还提供一种运动趋势检测装置，应用于处理系统，所述处理系统用于对分体式手术装置进行运动趋势检测，所述分体式手术装置包括手柄机构、器械和电机组件，在所述手柄机构上设置有多个压力传感器，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述多个压力传感器在用户操控所述手柄机构时的压力变化率；

第一确定模块，用于根据所述压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作以及所述目标动作的动作参数信息；

第二确定模块，用于根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数，以使得所述手柄机构在执行所述目标动作时，所述电机组件根据所述运转参数控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述运动趋势检测方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述运动趋势检测方法的步骤。

本发明实施例的技术方案，通过获取分体式手术装置的手柄机构上设置的多个压力传感器的压力变化率，确定用户将要执行的目标动作，进而确定分体式手术装置的电机组件在响应所述目标动作时的运转参数，从而可以在用户实际做出动作前提前感知用户意图，进而确定与目标动作对应的电机组件运转参数，以在手柄机构实际执行所述目标动作时，电机组件可以根据所述运转参数控制所述分体式手术装置的器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作，从而可以降低分体式手术装置的手柄机构对器械的控制延迟，增强器械的跟随性能，提升用户的操作体验。

附图说明

图1是本发明实施例的分体式手术装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的运动趋势检测方法的流程示意图之一；

图3是本发明实施例提供的电机组件的控制架构的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的运动趋势检测方法中压力传感器设置位置的结构示意图之一；

图5是本发明实施例提供的运动趋势检测方法中压力传感器设置位置的结构示意图之二；

图6是本发明实施例提供的运动趋势检测方法的流程示意图之二；

图7是本发明实施例提供的运动趋势检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本发明实施例提供一种运动趋势检测方法，应用于处理系统，所述处理系统用于对分体式手术装置的运动趋势进行检测，所述处理系统与所述分体式手术装置通信连接，如图1所示，所述分体式手术装置包括手柄机构26、器械28和动力主机27，其中，所述动力主机27内设置有电机组件，在所述手柄机构26上设置有多个压力传感器。如图2所示，所述运动趋势检测方法可以包括：

步骤201，获取所述多个压力传感器在用户操控所述手柄机构时的压力变化率。

本发明实施例中，为了更加准确的获取用户（如医生）在使用所述分体式手术装置时，所述分体式手术装置表面的压力变化情况，可以在分体式手术装置的手柄机构上设置多个压力传感器。所述压力传感器可以为薄膜压力传感器，贴装在分体式手术装置的手柄机构的表面。在用户操控所述手柄机构时，压力传感器可以感知手指和手掌给予分体式手术装置的压力。其中，所述处理系统与压力传感器通信连接，以一定采样频率采集压力传感器的实际压力，并转化为压力变化率。

步骤202，根据所述压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作以及所述目标动作的动作参数信息。

本发明实施例中，可以预先获取在实际使用过程中手柄机构执行的实际动作与实际压力变化率的对应关系，其中，所述实际压力变化率为用户在操纵所述手柄机构执行所述实际动作时施加在所述手柄机构上的压力变化信息，处理系统可以通过采集设置在所述手柄机构上的压力传感器的压力值确定该压力变化信息。在获取到压力传感器在用户操控所述手柄机构时的压力变化率之后，可以根据所述压力变化率和上述的对应关系，确定与所述压力变化率对应的目标动作。另外，根据所述压力变化率还可以确定所述目标动作的动作参数信息，如执行目标动作的速度。

步骤203，根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述分体式手术装置的电机组件在响应所述目标动作时的运转参数，以使得所述手柄机构在执行所述目标动作时，所述电机组件根据所述运转参数控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

本发明实施例中，在通过压力变化率确定用户将要执行的目标动作后，根据所述目标动作的动作参数信息，可以获取用户实际执行该目标动作时电机组件的运转参数。那么，在手柄机构实际执行所述目标动作时，所述电机组件可以直接根据所述运转参数控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

本发明实施例通过获取分体式手术装置的手柄机构上设置的多个压力传感器的压力变化率，确定用户将要执行的目标动作，进而确定分体式手术装置的电机组件在响应所述目标动作时的运转参数。从而可以在用户实际做出动作前提前感知用户意图，进而确定与目标动作对应的电机组件运转参数，以在手柄机构实际执行所述目标动作时，电机组件可以根据所述运转参数控制所述分体式手术装置的器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作，从而可以降低分体式手术装置的手柄机构对器械的控制延迟，增强器械的跟随性能，提升用户的操作体验。

本发明一可选实施例中，所述获取所述多个压力传感器在用户操控所述分体式手术装置时的压力变化率，包括：

针对每个所述压力传感器，根据获取的所述压力传感器的历史压力数据，生成对应的压力曲线；

接收每个所述压力传感器在用户操控所述分体式手术装置时的实际压力；

针对每个所述压力传感器，根据对应的所述压力曲线和所述实际压力，确定每个所述压力传感器在用户操控所述分体式手术装置时的压力变化率；

其中，所述处理系统基于与所述压力传感器的通信连接获取所述压力传感器的所述历史压力数据和所述实际压力。

本发明上述实施方案，处理系统将每一传感器的历史压力数据通过最小二乘法拟合，分别生成对应的压力曲线，在此过程中可以将因为手握而产生的噪声干扰滤除。可选地，在根据历史压力数据生成压力曲线中，所述历史压力数据可以是一个固定长度的时段的历史压力数据，该固定长度的时段可以是处理系统接收到实际压力的时刻之前的一个固定时段，并且在获取所述历史压力数据时可以采用一定频率进行周期性获取。通过该压力曲线和用户操纵所述分体式手术装置时的实际压力，可以确定用户操控分体式手术装置时每一压力传感器对应的压力变化率。

本发明一可选实施例中，所述根据所述压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作以及所述目标动作的动作参数信息，包括：

根据预先存储的所述手柄机构的动作与压力变化率的对应关系，确定与所述压力变化率对应的目标动作；

根据预先存储的所述手柄机构的动作参数信息与压力变化率的对应关系，确定与所述压力变化率对应的所述目标动作的动作参数信息。

本发明实施例中，可以预先获取并存储所述手柄机构的动作与压力变化率的对应关系，也就是在实际使用过程中手柄机构执行的实际动作与实际压力变化率的对应关系，其中，所述实际压力变化率为用户在操纵所述手柄机构执行所述实际动作时施加在所述手柄机构上的压力变化率，处理系统可以通过采集设置在所述手柄机构上的压力传感器的压力值确定该压力变化率。在获取到压力传感器在用户操控所述手柄机构时的压力变化率之后，可以根据所述压力变化率和上述的对应关系，确定与所述压力变化率对应的目标动作。另外，还可以预先获取并存储所述手柄机构的动作参数信息与压力变化率的对应关系，在确定所述目标动作后，根据上述对应关系和所述压力变化率，可以确定与所述压力变化率对应的所述目标动作的动作参数信息，如执行目标动作的速度。

本发明一可选实施例中，所述分体式手术装置还包括与所述电机组件连接的电机控制器，所述处理系统与所述电机控制器通信连接。

本发明实施例的处理系统通过设置在手柄机构上的压力传感器的压力变化率，可以确定用户将要执行的目标动作。在确定所述目标动作之后，可以确定电机组件在响应所述目标动作时的运转参数。因此，在用户操控所述手柄机构前，所述处理系统已经根据用户施加在所述手柄机构上的压力判断出用户将要执行的目标动作，进而确定所述手柄机构的运动趋势，并提前获取了在用户实际执行所述目标动作时，电机组件的运转参数。电机组件根据所述运转参数可以控制器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

如图3所示，所述电机控制器包括位置环控制单元、速度环控制单元、电流环控制单元和运动趋势控制单元，所述处理系统与所述运动趋势控制单元通信连接，所述手柄机构与所述位置环控制单元连接，所述器械与所述电流环控制单元连接，所述位置环控制单元还与所述速度环控制单元连接，所述速度环控制单元还与所述电流环控制单元连接。在电机组件的三环控制中，电流环快于速度环，速度环快于位置环，否则将无法实现稳定的控制，比如若位置环快于速度环的话，速度环控制还没执行完又有新的位置环计算结果的输入，则无法进行稳定控制。本发明实施例直接将运动趋势控制单元作为电流环控制单元的输入，可以使运动趋势控制单元的控制快于位置环控制单元的控制。

需要说明的是，若所述电机控制器不包括所述运动趋势控制单元，所述电机组件则通过位置环、速度环、电流环三环控制的方式运转，只有在检测到手柄机构出现位置移动时，才会根据手柄机构位置的变化来确定器械的目标位置，然后电机组件通过三环控制的方式进行运转，使得器械可以跟随手柄机构的动作执行相应的动作。而在上述控制过程中，由于电机组件在检测到手柄机构已经执行动作时，才确定运转参数以使器械执行匹配的动作的，故可能存在手柄机构执行动作时器械不能及时执行对应的动作的情况发生，从而导致手柄机构与器械之间存在操作延时。

在本发明实施例中，所述处理系统与所述电机控制器连接，具体是所述处理系统与所述电机控制器中的运动趋势控制单元连接。

具体的，在确定所述电机组件响应所述目标动作时的运转参数之后，针对如何依据该运转参数降低分体式手术装置的手柄机构对器械的控制延迟，增强器械的跟随性能，本发明实施例可以通过三种方式进行实现，下面分别对每一种实现方式进行介绍。

第一种实现方式为，在所述根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数之后，将所述运转参数输入至所述电机控制器，以使得所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至与所述运转参数匹配的目标力矩；

其中，在所述电机组件根据所述目标力矩从原始位置运转至目标位置时，所述电机控制器接收到所述电机组件反馈的所述目标位置的情况下，在所述电机控制器未接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，所述电机组件从所述目标位置运转至所述原始位置；在所述电机控制器接收到所述位置指令时，所述电机控制器根据所述位置指令控制所述电机组件运转带动所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

具体地，结合如图3所示的电机控制器的控制架构，本发明实施例将所述运转参数输入至所述电机控制器，实际上是将所述运转参数输入至所述运动趋势控制单元。所述运动趋势控制单元可以根据所述运转参数，确定与所述运转参数匹配的目标力矩，并将所述目标力矩输入至所述电流环控制单元。所述电流环控制单元在接收到所述目标力矩时，根据所述目标力矩将所述电机组件由原始位置运转至目标位置，此时，由于所述电机组件位置的变化，电机控制器的位置控制单元会接收到电机组件反馈的所述目标位置。此时，由于只是判断出了手柄机构的运动趋势，而实际上手柄机构并未执行目标动作，故电机控制器中的位置环控制单元未收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令，从而使得电机组件由所述目标位置回到原始位置，最终实现动态平衡，也就是电机组件的力矩调整至目标力矩，而位置未发生变化的状态。在这种状态下，电机控制器的位置控制单元接收到所述手柄机构实际执行所述目标动作时发送的位置指令时，所述电机控制器可以直接根据所述位置指令控制所述电机组件运转带动所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

本发明上述实施方案，在手柄机构还未执行目标动作时，电机控制器已经通过压力传感器的变化超前对电机组件进行了控制，即将力矩调整为目标力矩，同时由于所述运动趋势控制单元是直接添加在电机组件三环控制中的最内圈也就是电流环控制单元上，故在手柄机构未执行动作时，电机组件不会因为运动趋势的判断进行运转，从而实现对电机组件的预先控制。使手柄机构在实际执行目标动作时电机组件可以带动器械快速执行匹配的动作，减少所述手柄机构和所述器械之间的操作延时。

本发明一可选实施例中，在将所述运转参数输入至所述电机控制器之后，所述方法还包括：

在预设时间内，若获取到表征所述手柄机构执行所述目标动作的目标动作执行信息，则向所述电机控制器发送第一控制指令，以指示所述电机控制器控制所述电机组件运转带动所述器械执行与所述目标动作匹配的动作；

其中，所述处理系统基于与所述分体式手术装置的通信连接获取表征所述手柄机构执行所述目标动作的目标动作执行信息。

本发明上述实施方案，在处理系统确定用户将要执行的目标动作，并确定电机组件在响应目标动作的运转参数后，将运转参数输入至电机控制器，电机控制器根据所述运转参数将电机组件的力矩调整为目标力矩。此时，电机组件已根据手柄机构的运动趋势进行了预先控制。进一步地，在确定手柄机构的运动趋势的情况下，还需要确定手柄机构是否实际执行了所述目标动作。在调整力矩后的预设时间内，若用户实际执行了所述目标动作，则控制所述电机组件运转，以带动所述器械执行与所述目标动作匹配的动作。

本发明一可选实施例中，在将所述运转参数输入至所述电机控制器之后，所述方法还包括：

在预设时间内，若未获取到表征所述手柄机构执行所述目标动作的目标动作执行信息，则向所述电机控制器发送第二控制指令，以指示所述电机控制器将所述电机组件的力矩由所述目标力矩调整为初始力矩。

本发明上述实施方案，在确定手柄机构的运动趋势的情况下，还需要确定手柄机构是否实际执行了所述目标动作。在调整力矩后的预设时间内，若未获取到所述目标动作执行信息，也就是处理系统根据压力传感器的压力变化率确定了用户将要执行的目标动作，但实际上用户并未执行所述目标动作或者用户执行了与所述目标动作不同的另一动作，为了保证电机组件的正常运转并及时响应用户实际执行的另一动作，需要将其力矩由目标力矩调整为初始力矩。

第二种实现方式为，在所述根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数之后，向所述电机控制器发送力矩控制指令，以使得所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至预设力矩，其中，所述电机组件在力矩大于所述预设力矩时运转；

其中，在所述电机控制器接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，控制所述电机组件的力矩由所述预设力矩提升至与所述运转参数对应的目标力矩，并根据所述位置指令控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

具体地，结合如图3所示的电机控制器的控制架构，本发明实施例向所述电机控制器发送力矩控制指令，实际上是向电机控制器的运动趋势控制单元发送力矩控制指令。运动趋势控制单元在接收到所述力矩控制指令后，获取所述力矩控制指令中携带的预设力矩，并将所述预设力矩输入至所述电流环控制单元。其中，所述预设力矩为所述电机组件运转的临界力矩，也就是只有在所述电机组件的力矩大于临界力矩时，所述电机组件才能运转。所述电流环控制单元在接收到所述预设力矩时，将所述电机组件的力矩调整为预设力矩，此时，由于所述预设力矩为所述电机组件运转的临界力矩，故此时所述电机组件并不会由于力矩的变化而运转，因此，在判断出手柄机构的运动趋势时，只是将所述电机组件的力矩调整为预设力矩。那么在所述手柄机构实际执行所述目标动作时，所述电机控制器的位置环控制单元会接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令。所述电机控制器在接收到所述位置指令后，将所述电机组件的力矩由预设力矩提升至与所述运转参数对应的目标力矩，并根据所述位置指令控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

本发明上述实施方案，在手柄机构还未执行目标动作时，电机控制器已经通过压力传感器的变化超前对电机组件进行了控制，即将力矩调整为预设力矩，同时由于所述预设力矩为所述电机组件运转的临界力矩，故所述电机组件不会运转。在手柄机构实际执行目标动作只需要将所述电机组件的力矩由预设力矩提升至目标力矩，然后根据位置指令控制电机组件运转带动器械快速执行匹配的动作，由于所述电机组件的力矩已经预先进行了调整，因此在手柄机构实际执行目标动作时可以从预设力矩进行提升而不是从初始力矩进行提升，从而可以减少所述手柄机构和所述器械之间的操作延时。

第三种实现方式为，在所述根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数之后，将所述运转参数输入至所述电机控制器，以使所述电机控制器存储所述运转参数；

其中，在所述电机控制器接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至与所述运转参数匹配的目标力矩，所述电机组件根据所述位置指令控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

具体地，结合如图3所示的电机控制器的控制架构，本发明实施例将所述运转参数输入至所述电机控制器，以使所述电机控制器存储所述运转参数，实际上是将所述运转参数输入至所述电机控制器的运动趋势控制单元，以使所述运动趋势控制单元存储所述运转参数。此时，与前两种实现方式不同，在本实现方式中未在确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数之后对电机组件的力矩进行调整，而是将所述运转参数进行存储，由于运转参数与目标力矩对应，也就是存储了目标力矩。那么，在所述电机控制器接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，所述电机控制器可以直接将所述电机组件的力矩调整为目标力矩，而无需获取或计算所述目标力矩。

本发明上述实施方案，在手柄机构还未执行目标动作时，电机控制器已经通过压力传感器的变化超前对将目标力矩存储至电机控制器中，在手柄机构实际执行目标动作只需要将所述电机组件的力矩调整为所述目标力矩，然后根据位置指令控制电机组件运转带动器械快速执行匹配的动作，从而无需重新计算或获取所述目标力矩，进而可以减少所述手柄机构和所述器械之间的操作延时。

本发明一可选实施例中，所述目标动作包括：后拉动作、前推动作、左倾动作、右倾动作和夹合动作中的其中一项；所述多个传感器包括：用于确定用户将要执行的后拉动作和前推动作的至少两个第一压力传感器、用于确定用户将要执行的左倾动作和右倾动作的至少两个第二压力传感器，以及用于确定用户将要执行的夹合动作的至少两个第三压力传感器；

所述根据所述压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作以及所述目标动作的动作参数信息，包括以下其中一项：

根据所述第一压力传感器的压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作为所述后拉动作或所述前推动作，并确定所述目标动作的动作参数信息；

根据所述第二压力传感器的压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作为所述左倾动作或所述右倾动作，并确定所述目标动作的动作参数信息；

根据所述第三压力传感器的压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作为所述夹合动作，并确定所述目标动作的动作参数信息。

具体地，如图4至图5所示，所述第一压力传感器S1的数量至少为两个，本实施例中以数量为两个进行说明，两个所述第一压力传感器S1分别设置在用户握持所述手柄机构时中止关节所处位置和用户握持所述手柄机构时手掌心所处位置；所述第二压力传感器S2的数量至少为两个，本实施例中以数量为两个进行说明，两个所述第二压力传感器S2分别设置在用户握持所述手柄机构时食指和拇指根部连接处所处位置和用户握持所述手柄机构时拇指根部虎口所处位置；所述第三压力传感器S3的数量至少为两个，本实施例中以数量为两个进行说明，两个所述第三压力传感器S3分别设置在用户握持所述手柄机构时大拇指指肚所处位置和用户握持所述手柄机构时食指指肚所处位置。

需要说明的是，针对检测后拉动作或前推动作的第一压力传感器，在操作人员对所述分体式手术装置的手柄机构做前推动作时，虎口按压位于后侧的第一压力传感器，中指按压位于前侧的第一压力传感器，如果单位时间内两个第一压力传感器数值都急速增加，即压力值曲线一阶导数相较之前增大，说明手柄有前推加速的趋势。在操作人员对所述分体式手术装置的手柄机构做后拉动作时，虎口减小按压位于后侧的第一压力传感器，中指加剧按压位于前侧的第一压力传感器，若单位时间内一个第一压力传感器的数值急剧增加，即压力值曲线一阶导数相较之前增大，另一第一压力传感器的数值急速减小，即压力值曲线一阶导数相较之前减小，则说明有后拉加速的趋势。

针对检测左倾动作或所述右倾动作的第二压力传感器，在操作人员对所述分体式手术装置的手柄机构做左倾动作时，位于右侧的第二压力传感器被按压，位于左侧的第二压力传感器会减轻按压，如果单位时间内位于右侧的第二压力传感器数值急速增加，即压力值曲线一阶导数相较之前增大，位于左侧的第二压力传感器的数值急速减小，即压力值曲线一阶导数相较之前减小，说明手柄有左倾加速的趋势。在操作人员对所述分体式手术装置的手柄机构做右倾动作时，位于左侧的第二压力传感器被按压，位于右侧的第二压力传感器会减轻按压，若单位时间内左侧的第二压力传感器的数值急剧增加，即压力值曲线一阶导数相较之前增大，位于右侧的第二压力传感器的数值急速减小，即压力值曲线一阶导数相较之前减小，则说明有右倾加速的趋势。

针对检测夹合动作的第三压力传感器，在操作人员对所述分体式手术装置的手柄机构做夹合动作时，两个第三压力传感器均被按压，如果单位时间内两个第三压力传感器数值都急速增加，即压力值曲线一阶导数相较之前增大，说明手柄有夹合动作的趋势。

本发明上述实施方案，通过在分体式手术装置的不同位置布置用于检测不同目标动作的压力传感器，根据压力传感器的压力变化率，判断操作所述手柄机构的用户的运动趋势，确定用户将要执行的目标动作。例如，在手柄机构未执行动作时，如果程序检测到位于手柄机构左侧的第二压力传感器的压力值增加，位于手柄机构右侧的第二压力传感器的压力值减少，则可以初步确定用户有一个控制手柄机构向右转动的动作趋势，此时，电机控制器中的运动趋势控制单元将位于手柄机构左侧的第二压力传感器的压力增加值和位于手柄机构右侧的第二压力传感器的压力减少值相加取平均值，获得的平均值再根据判定的方向进行正负判定，若向左运动则对平均值取负，向右运动则平均值为正（向左认为控制电机应反转，向右认为控制电机应正转），并将该平均值乘以控制系数（所述控制系统可以通过调试确定）后加入到电机控制器的电流环控制单元中。对于第一压力传感器和第三压力传感器在压力变化过程中对电机控制器中运动趋势控制单元输出的控制过程同上。

下面对本发明实施例的整体实施流程进行介绍，如图6所示，包括：

步骤601，周期性获取每个压力传感器的压力值，确定每个压力传感器的历史压力数据。

步骤602，根据获取的每个压力传感器的历史压力数据，生成每个压力传感器的压力曲线。

步骤603，根据多个压力传感器的压力曲线和压力传感器在用户操控手柄机构时的实际压力，确定所述多个压力传感器在用户操控所述手柄机构时的压力变化率。

步骤604，根据所述压力变化率，确定用户将要执行的目标动作和目标动作的动作参数信息。

步骤605，根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述分体式手术装置的电机组件在响应所述目标动作时的运转参数。在所述步骤605之后，执行步骤606或步骤607或步骤608。

步骤606，将所述运转参数输入至所述电机控制器，以使得所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至与所述运转参数匹配的目标力矩。其中，在所述电机组件根据所述目标力矩从原始位置运转至目标位置时，所述电机控制器接收到所述电机组件反馈的所述目标位置的情况下，在所述电机控制器未接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，所述电机组件从所述目标位置运转至所述原始位置；在所述电机控制器接收到所述位置指令时，所述电机控制器根据所述位置指令控制所述电机组件运转带动所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

步骤607，向所述电机控制器发送力矩控制指令，以使得所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至预设力矩。其中，所述电机组件在力矩大于所述预设力矩时运转；其中，在所述电机控制器接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，控制所述电机组件的力矩由所述预设力矩提升至与所述运转参数对应的目标力矩，并根据所述位置指令控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

步骤608，将所述运转参数输入至所述电机控制器，以使所述电机控制器存储所述运转参数。其中，在所述电机控制器接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至与所述运转参数匹配的目标力矩，所述电机组件根据所述位置指令控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

上述实施方式中，处理系统通过周期性获取设置在分体式手术装置的手柄机构上的每个压力传感器的压力值，确定每个压力传感器的历史压力数据。根据所述历史压力数据可以生成对应的压力传感器的压力曲线。根据多个压力传感器的压力曲线和压力传感器在用户操控分体式手术装置时的实际压力，可以确定用户操控分体式手术装置时的压力变化率，该压力变化率可以是压力变化率，进而确定用户将要执行的目标动作和所述目标动作的动作参数信息，该动作参数信息可以是所述目标动作的执行速度，具体地，根据单位时间的压力增量的大小可以判断手柄机构的执行目标动作的执行速度。进一步地，根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述分体式手术装置的电机组件在响应所述目标动作时的运转参数，以使得所述手柄机构在执行所述目标动作时，所述电机组件根据所述运转参数控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。具体的，在确定所述运转参数之后，针对如何依据该运转参数降低分体式手术装置的手柄机构对器械的控制延迟，增强器械的跟随性能，本发明实施例可以通过三种方式进行实现，第一种方式是将所述电机组件的力矩调整为所述运转参数对应的目标力矩，对应于上述步骤606，第二种方式是将所述电机组件的力矩调整为预设力矩，预设力矩为电机组件运转的临界力矩，对应于上述步骤607，第三种方式电机控制器存储所述运转参数，对应于上述步骤608。

通过上述方案，本发明实施例通过获取分体式手术装置的手柄机构上设置的多个压力传感器的压力变化率，确定用户将要执行的目标动作，进而确定分体式手术装置的电机组件在响应所述目标动作时的运转参数，从而可以在用户实际做出动作前提前感知用户意图，进而确定与目标动作对应的电机组件运转参数，以在手柄机构实际执行所述目标动作时，电机组件可以根据所述运转参数控制所述分体式手术装置的器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作，从而可以降低分体式手术装置的手柄机构对器械的控制延迟，增强器械的跟随性能，提升用户的操作体验。

本发明实施例还提供一种运动趋势检测装置，应用于处理系统，所述处理系统用于对分体式手术装置进行运动趋势检测，所述分体式手术装置包括手柄机构、器械和电机组件，在所述手柄机构上设置有多个压力传感器，如图7所示，所述装置包括：

获取模块701，用于获取所述多个压力传感器在用户操控所述手柄机构时的压力变化率；

第一确定模块702，用于根据所述压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作以及所述目标动作的动作参数信息；

第二确定模块703，用于根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数，以使得所述手柄机构在执行所述目标动作时，所述电机组件根据所述运转参数控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

可选地，所述获取模块，包括：

生成子模块，用于针对每个所述压力传感器，根据获取的所述压力传感器的历史压力数据，生成对应的压力曲线；

接收子模块，用于接收每一所述压力传感器在用户操控所述手柄机构时的实际压力；

第一确定子模块，用于针对每一所述压力传感器，根据对应的所述压力曲线和所述实际压力，确定每一所述压力传感器在用户操控所述手柄机构时的压力变化率；其中，所述处理系统基于与所述压力传感器的通信连接获取所述压力传感器的所述历史压力数据和所述实际压力。

可选地，所述第一确定模块，包括：

第二确定子模块，用于根据预先存储的所述手柄机构的动作与压力变化率的对应关系，确定与所述压力变化率对应的目标动作；

第三确定子模块，用于根据预先存储的所述手柄机构的动作参数信息与压力变化率的对应关系，确定与所述压力变化率对应的所述目标动作的动作参数信息。

可选地，所述分体式手术装置还包括与所述电机组件连接的电机控制器，所述处理系统与所述电机控制器通信连接。

可选地，所述装置还包括：

第一控制模块，用于将所述运转参数输入至所述电机控制器，以使得所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至与所述运转参数匹配的目标力矩；

其中，在所述电机组件根据所述目标力矩从原始位置运转至目标位置时，所述电机控制器接收到所述电机组件反馈的所述目标位置的情况下，在所述电机控制器未接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，所述电机组件从所述目标位置运转至所述原始位置；在所述电机控制器接收到所述位置指令时，所述电机控制器根据所述位置指令控制所述电机组件运转带动所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

可选地，所述装置还包括：

第一发送模块，用于在预设时间内，若获取到表征所述手柄机构执行所述目标动作的目标动作执行信息，则向所述电机控制器发送第一控制指令，以指示所述电机控制器控制所述电机组件运转带动所述器械执行与所述目标动作匹配的动作；

其中，所述处理系统基于与所述分体式手术装置的通信连接获取表征所述手柄机构执行所述目标动作的目标动作执行信息。

可选地，所述装置还包括：

第二发送模块，用于在预设时间内，若未获取到表征所述手柄机构执行所述目标动作的目标动作执行信息，则向所述电机控制器发送第二控制指令，以指示所述电机控制器将所述电机组件的力矩由所述目标力矩调整为初始力矩。

可选地，所述装置还包括：

第二控制模块，用于向所述电机控制器发送力矩控制指令，以使得所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至预设力矩，其中，所述电机组件在力矩大于所述预设力矩时运转；

其中，在所述电机控制器接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，控制所述电机组件的力矩由所述预设力矩提升至与所述运转参数对应的目标力矩，并根据所述位置指令控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

可选地，所述装置还包括：

第三控制模块，用于将所述运转参数输入至所述电机控制器，以使所述电机控制器存储所述运转参数；

其中，在所述电机控制器接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至与所述运转参数匹配的目标力矩，所述电机组件根据所述位置指令控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

可选地，所述目标动作包括：后拉动作、前推动作、左倾动作、右倾动作和夹合动作中的其中一项；所述多个传感器包括：用于确定用户将要执行的后拉动作和前推动作的至少两个第一压力传感器、用于确定用户将要执行的左倾动作和右倾动作的至少两个第二压力传感器，以及用于确定用户将要执行的夹合动作的至少两个第三压力传感器；

所述第一确定模块，包括以下其中一项：

第四确定子模块，用于所述根据所述第一压力传感器的压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作为所述后拉动作或所述前推动作，并确定所述目标动作的动作参数信息；

第五确定子模块，用于所述根据所述第二压力传感器的压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作为所述左倾动作或所述右倾动作，并确定所述目标动作的动作参数信息；

第六确定子模块，用于所述根据所述第三压力传感器的压力变化率，确定所述用户将要执行的目标动作为所述夹合动作，并确定所述目标动作的动作参数信息。

本发明提供的运动趋势检测装置，通过获取分体式手术装置的手柄机构上设置的多个压力传感器的压力变化率，确定用户将要执行的目标动作，进而确定分体式手术装置的电机组件在响应所述目标动作时的运转参数，从而可以在用户实际做出动作前提前感知用户意图，进而确定与目标动作对应的电机组件运转参数，以在手柄机构实际执行所述目标动作时，电机组件可以根据所述运转参数控制所述分体式手术装置的器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作，从而可以降低分体式手术装置的手柄机构对器械的控制延迟，增强器械的跟随性能，提升用户的操作体验。

本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器，存储器，存储在存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述运动趋势检测方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述运动趋势检测方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线（例如同轴电缆、光纤、数字用户线（DSL））或无线（例如红外、无线、微波等）方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质（例如固态硬盘Solid State Disk (SSD)）等。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (12)

1.一种运动趋势检测方法，其特征在于，应用于处理系统，所述处理系统用于对分体式手术装置进行运动趋势检测，所述分体式手术装置包括手柄机构、器械和电机组件，在所述手柄机构上设置有多个压力传感器，所述方法包括：

获取所述多个压力传感器在用户操控所述手柄机构时的压力值的变化；

根据所述压力值的变化，确定所述用户将要执行的目标动作以及所述目标动作的动作参数信息；

根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数，以使得所述手柄机构在执行所述目标动作时，所述电机组件根据所述运转参数控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

2.根据权利要求1所述的运动趋势检测方法，其特征在于，所述根据所述压力值的变化，确定所述用户将要执行的目标动作以及所述目标动作的动作参数信息，包括：

根据预先存储的所述手柄机构的动作与压力值的变化的对应关系，确定与所述压力值的变化对应的目标动作；

根据预先存储的所述手柄机构的动作参数信息与压力值的变化的对应关系，确定与所述压力值的变化对应的所述目标动作的动作参数信息。

3.根据权利要求1所述的运动趋势检测方法，其特征在于，所述分体式手术装置还包括与所述电机组件连接的电机控制器，所述处理系统与所述电机控制器通信连接。

4.根据权利要求3所述的运动趋势检测方法，其特征在于，所述根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数之后，所述方法还包括：

将所述运转参数输入至所述电机控制器，以使得所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至与所述运转参数匹配的目标力矩；

其中，在所述电机组件根据所述目标力矩从原始位置运转至目标位置时，所述电机控制器接收到所述电机组件反馈的所述目标位置的情况下，在所述电机控制器未接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，所述电机组件从所述目标位置运转至所述原始位置；在所述电机控制器接收到所述位置指令时，所述电机控制器根据所述位置指令控制所述电机组件运转带动所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

5.根据权利要求4所述的运动趋势检测方法，其特征在于，在将所述运转参数输入至所述电机控制器之后，所述方法还包括：

在预设时间内，若获取到表征所述手柄机构执行所述目标动作的目标动作执行信息，则向所述电机控制器发送第一控制指令，以指示所述电机控制器控制所述电机组件运转带动所述器械执行与所述目标动作匹配的动作；

其中，所述处理系统基于与所述分体式手术装置的通信连接获取表征所述手柄机构执行所述目标动作的目标动作执行信息。

6.根据权利要求4所述的运动趋势检测方法，其特征在于，在将所述运转参数输入至所述电机控制器之后，所述方法还包括：

在预设时间内，若未获取到表征所述手柄机构执行所述目标动作的目标动作执行信息，则向所述电机控制器发送第二控制指令，以指示所述电机控制器将所述电机组件的力矩由所述目标力矩调整为初始力矩；

其中，所述处理系统基于与所述分体式手术装置的通信连接获取表征所述手柄机构执行所述目标动作的目标动作执行信息。

7.根据权利要求3所述的运动趋势检测方法，其特征在于，所述根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数之后，所述方法还包括：

向所述电机控制器发送力矩控制指令，以使所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至预设力矩，其中，所述电机组件在力矩大于所述预设力矩时运转；

其中，在所述电机控制器接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，控制所述电机组件的力矩由所述预设力矩提升至与所述运转参数对应的目标力矩，并根据所述位置指令控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

8.根据权利要求3所述的运动趋势检测方法，其特征在于，所述根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数之后，所述方法还包括：

将所述运转参数输入至所述电机控制器，以使所述电机控制器存储所述运转参数；

其中，在所述电机控制器接收到所述手柄机构执行所述目标动作时发送的位置指令时，所述电机控制器将所述电机组件的力矩调整至与所述运转参数匹配的目标力矩，所述电机组件根据所述位置指令控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

9.根据权利要求1所述的运动趋势检测方法，其特征在于，所述目标动作包括：后拉动作、前推动作、左倾动作、右倾动作和夹合动作中的其中一项；

所述多个压力传感器包括：用于确定用户将要执行的后拉动作和前推动作的至少两个第一压力传感器、用于确定用户将要执行的左倾动作和右倾动作的至少两个第二压力传感器以及用于确定用户将要执行的夹合动作的至少两个第三压力传感器，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述第三压力传感器在所述手柄机构上的分布位置不同；

所述根据所述压力值的变化，确定所述用户将要执行的目标动作以及所述目标动作的动作参数信息，包括以下其中一项：

根据所述至少两个第一压力传感器的压力值的变化，确定所述用户将要执行的目标动作为所述后拉动作或所述前推动作，并确定所述目标动作的动作参数信息；

根据所述至少两个第二压力传感器的压力值的变化，确定所述用户将要执行的目标动作为所述左倾动作或所述右倾动作，并确定所述目标动作的动作参数信息；

根据所述至少两个第三压力传感器的压力值的变化，确定所述用户将要执行的目标动作为所述夹合动作，并确定所述目标动作的动作参数信息。

10.一种运动趋势检测装置，其特征在于，应用于处理系统，所述处理系统用于对分体式手术装置进行运动趋势检测，所述分体式手术装置包括手柄机构、器械和电机组件，在所述手柄机构上设置有多个压力传感器，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述多个压力传感器在用户操控所述手柄机构时的压力值的变化；

第一确定模块，用于根据所述压力值的变化，确定所述用户将要执行的目标动作以及所述目标动作的动作参数信息；

第二确定模块，用于根据所述目标动作的动作参数信息，确定所述电机组件在响应所述目标动作时的运转参数，以使得所述手柄机构在执行所述目标动作时，所述电机组件根据所述运转参数控制所述器械跟随所述手柄机构执行与所述目标动作匹配的动作。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的运动趋势检测方法的步骤。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至9任一项所述的运动趋势检测方法的步骤。

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