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公开(公告)号：CN105740623A
公开(公告)日：2016-07-06
申请号：CN201610065789.8
申请日：2016-02-01
Applicant: 南昌大学
IPC: G06F19/00
CPC classification number: G16H50/50
Abstract: 一种适用于脑外科虚拟手术仿真的高沉浸感视觉呈现方法，包括将图像分割为光斑区域Us和脑组织区域Ub、光斑区域线性放大为Us'图像、光斑图像Us与Us'进行质心配准、脑组织区域进行图像修复为Ub'图像、Us'与Ub'进行视频合成、视频解帧生成纹理、消除首尾帧跳变、手术背景动态纹理循环映射、手术肿瘤镜面环境映射等步骤。本发明通过采用摄像机获得的视频序列进行动态纹理映射方法建立高真实感场景信息，通过进行镜面环境映射获得手术的虚拟器官的真实感纹理，极大地提升了手术仿真的真实感和沉浸感，实习医生在训练过程中可以更身临其境地体验到真实手术一样的动态视觉效果，有助于更快速高效的提升实习医生的手术操作水平。
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公开(公告)号：CN105619449A
公开(公告)日：2016-06-01
申请号：CN201610028353.1
申请日：2016-01-18
Applicant: 南昌大学
Abstract: 一种基于力反馈设备的零自由长度弹簧重力补偿方法，(1)将大臂的重力补偿弹簧一端连接在底座减速机构从动轮上的弹簧固定安装面，另一端通过钢丝绳相连经过定滑轮连接在大臂减速机构从动轮上与大臂反向延长线与从动轮边沿交接点处；(2)将小臂的重力补偿弹簧一端连接在底座减速机构从动轮上的弹簧固定安装面，另一端通过钢丝绳相连经过定滑轮连接在小臂减速机构从动轮边沿交接点处。本发明减轻了力反馈设备大臂机构或者是小臂机构的惯量，避免了钢丝绳与大臂机构或者小臂机构在某些位置上相互干涉。并充分考虑定滑轮的半径长度和安装位置对重力补偿的影响，证明了该弹簧重力补偿方法能够对力反馈设备实现完全的重力补偿。
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公开(公告)号：CN105608945A
公开(公告)日：2016-05-25
申请号：CN201610124250.5
申请日：2016-03-04
Applicant: 南昌大学
Abstract: 一种沉浸式自适应位姿虚拟手术训练平台，由上端显示组件、中端控制台组件、下端支撑组件和侧面支撑组件等四部分组成。上端显示组件根据人机工程学设计，符合人体面部结构，可通过旋钮调节观测中心空间大小以适应不同大小的人体脑部，让脑部与平台更加贴合，增强沉浸感。可自适应调节位姿，以自己适合的姿势进行手术操作训练，提高舒适度，减轻疲劳感。通过上端显示组件的外部3D显示器观看整个手术训练过程，可对训练效果评测。本平台可用于模拟脑外科、肝脏、肾脏、乳腺等各类手术操作过程，让见习手术医生或医学院学生反复、无损、方便地进行手术训练，解决了传统外科医生训练中存在的训练周期长、效率低、费用高、训练对象匮乏等问题。
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公开(公告)号：CN105373652A
公开(公告)日：2016-03-02
申请号：CN201510698252.0
申请日：2015-10-23
Applicant: 南昌大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: G06F17/5009
Abstract: 本发明公开了一种手术稳定控制的仿真方法，包括设定手术操作者输出速度为uo(t)，输出力为σo(t)，触觉机械手末端代理点输出速度为uh(t)，输出力为σh(t)，离散输出速度为us(k)，输出力为σs(k)，经过稳定控制算法后的输出速度为ue(k)，输出力为σe(k)等步骤：本发明在虚拟手术系统中设计一个稳定控制器。采用基于虚拟手术的二端口网络系统结构，使用自适应输出限制力算法最大限度保证系统透明性的基础上保证系统稳定性。自适应输出限制力算法实时估算下一采样值产生的最大能量来控制输出力大小。
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公开(公告)号：CN105608945B
公开(公告)日：2018-07-20
申请号：CN201610124250.5
申请日：2016-03-04
Applicant: 南昌大学
Abstract: 一种沉浸式自适应位姿虚拟手术训练平台，由上端显示组件、中端控制台组件、下端支撑组件和侧面支撑组件等四部分组成。上端显示组件根据人机工程学设计，符合人体面部结构，可通过旋钮调节观测中心空间大小以适应不同大小的人体脑部，让脑部与平台更加贴合，增强沉浸感。可自适应调节位姿，以自己适合的姿势进行手术操作训练，提高舒适度，减轻疲劳感。通过上端显示组件的外部3D显示器观看整个手术训练过程，可对训练效果评测。本平台可用于模拟脑外科、肝脏、肾脏、乳腺等各类手术操作过程，让见习手术医生或医学院学生反复、无损、方便地进行手术训练，解决了传统外科医生训练中存在的训练周期长、效率低、费用高、训练对象匮乏等问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN105740623B
公开(公告)日：2018-05-25
申请号：CN201610065789.8
申请日：2016-02-01
Applicant: 南昌大学
IPC: G16H50/50
Abstract: 一种适用于脑外科虚拟手术仿真的高沉浸感视觉呈现方法，包括将图像分割为光斑区域Us和脑组织区域Ub、光斑区域线性放大为Us'图像、光斑图像Us与Us'进行质心配准、脑组织区域进行图像修复为Ub'图像、Us'与Ub'进行视频合成、视频解帧生成纹理、消除首尾帧跳变、手术背景动态纹理循环映射、手术肿瘤镜面环境映射等步骤。本发明通过采用摄像机获得的视频序列进行动态纹理映射方法建立高真实感场景信息，通过进行镜面环境映射获得手术的虚拟器官的真实感纹理，极大地提升了手术仿真的真实感和沉浸感，实习医生在训练过程中可以更身临其境地体验到真实手术一样的动态视觉效果，有助于更快速高效的提升实习医生的手术操作水平。
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公开(公告)号：CN105373652B
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201510698252.0
申请日：2015-10-23
Applicant: 南昌大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种手术稳定控制的仿真方法，包括设定手术操作者输出速度为uo(t)，输出力为σo(t)，触觉机械手末端代理点输出速度为uh(t)，输出力为σh(t)，离散输出速度为us(k)，输出力为σs(k)，经过稳定控制算法后的输出速度为ue(k)，输出力为σe(k)等步骤：本发明在虚拟手术系统中设计一个稳定控制器。采用基于虚拟手术的二端口网络系统结构，使用自适应输出限制力算法最大限度保证系统透明性的基础上保证系统稳定性。自适应输出限制力算法实时估算下一采样值产生的最大能量来控制输出力大小。
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公开(公告)号：CN105573121A
公开(公告)日：2016-05-11
申请号：CN201610028359.9
申请日：2016-01-18
Applicant: 南昌大学
IPC: G05B13/04
CPC classification number: G05B13/041
Abstract: 一种力反馈设备自主调节自重平衡机构控制算法，通过将改进简单粒子优化算法、PID控制器和线性系统的叠加相结合，用于实时的控制力反馈交互设备的自主调节自重平衡机构的平衡块在平衡机构上的位置，实现力反馈交互设备的自主调节自重平衡机构的控制，有效降低力反馈交互设备的手臂机构重力对人手的所造成影响。本发明能够自动找到准确的PID控制器参数，线性叠加简化了自主调节自重平衡机构控制系统建模手段，此外，为了克服PID控制器中微分信号引入所造成的高频振动，在控制器的微分项上串联一阶低通滤波器，可平滑系统输出响应的振动，消除自主调节自重平衡机构的平衡块所产生的振荡。
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公开(公告)号：CN105550466A
公开(公告)日：2016-05-04
申请号：CN201610015837.2
申请日：2016-01-12
Applicant: 南昌大学
IPC: G06F17/50
CPC classification number: Y02T10/82 , G06F17/5086 , G06F17/5036 , G06F2217/06
Abstract: 一种力反馈设备最优弹簧重力补偿方法，采用简单弹簧重力补偿方式，将弹簧安装在力反馈设备大臂和小臂的线传动减速机构从动轮上，充分考虑了弹簧的连接点位置、自由长度和刚度系数对重力补偿的影响，建立了非线性约束关系的重力补偿模型，引入“拉伸自由长度比”，并将其与连接点位置作为优化量，平均力矩误差作为优化的适应度函数，使用改进的简单粒子优化算法迭代优化，使得力反馈设备的大臂和小臂机构能够获得最优的简单弹簧重力补偿。本发明仅使用两根弹簧，实现了对力反馈设备的大臂机构和小臂机构的重力补偿，该设计简单，易实现和改装。
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公开(公告)号：CN103862473A
公开(公告)日：2014-06-18
申请号：CN201410075423.X
申请日：2014-03-04
Applicant: 南昌大学
CPC classification number: B25J3/00 , B25J9/1602 , B25J9/1664
Abstract: 本发明公开一种基于从端本地数据的波变量位移跟踪控制方法，旨在解决在有时延条件下，波变量引起主端机、从端机的跟踪偏差的技术问题，本发明的方法是针对有时延的波变量主从遥操作系统，根据从端机的本地数据，对波变量变换引起的主从遥操作系统中主端机、从端机的位移偏差进行补偿，使得从端机的速度和位移都能准确地跟踪主端机的速度和位移，以提高主从遥操作系统的稳定性及跟踪性能。
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