基于可达性决策的柔性针穿刺控制方法
霍本岩1
赵新刚2
韩建达2
徐卫良3
1.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳110016;中国科学院大学,北京1000802.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳,1100163.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁沈阳110016;奥克兰大学机械工程学院,新西兰奥克兰
摘要：穿刺术具有创口小、恢复快的优势,是一种广泛使用的微创手术.柔性针穿刺是对传统穿刺术的改进.本文首先分析柔性针运动学模型,使用无色卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)对穿刺过程中柔性针针尖位置和姿态进行估计.然后根据柔性针的运动学特点提出一种基于柔性针可达范围的控制方法,分析控制系数对穿刺轨迹的影响,并通过仿真和明胶穿刺实验验证该控制方法的效果.在穿刺深度为100 mm的情况下,本文提出的控制方法能够将穿刺误差保持在0.5 mm以下.仿真实验也表明当模型参数与实际值的误差在一定范围内时,该控制方法仍能够实现高精度的穿刺.
关键词：非线性系统柔性针穿刺术无色卡尔曼滤波
分类号：TP273(自动化技术及设备)
资助基金：国家自然科学基金(61273356)
论文发表日期：2014-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 1423-1430 )
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