全自动静脉穿刺机器人感知与控制的研究

目录

第 1 章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.2.1 国内外静脉成像技术研究现状

1.2.2 国内外自动穿刺装备研究现状

1.2.3 静脉穿刺机器人控制方法研究现状

1.2.4 面向静脉穿刺的生物组织力学研究现状

1.2.5 静脉穿刺机器人关键技术分析

1.3 课题主要研究内容

第 2 章 机器人控制系统硬件设计

2.1 引言

2.2 静脉穿刺机器人设计指标论证

2.2.1 医护人员采血流程分析

2.2.2 机器人设计指标分析

2.3静脉穿刺机器人机械本体介绍

2.3.1定位机械臂结构

2.3.2 末端执行器结构

2.4 机器人控制系统硬件设计与选型

2.4.1 本体控制层硬件设计与选型

2.4.2 感知与决策层硬件设计与选型

2.5 静脉穿刺机器人软件系统设计

2.5.1 软件系统架构设计

2.6 本章小结

第 3 章 静脉感知定位算法设计

3.1 引言

3.2 静脉图像处理

3.2.1 改进的限制性中值滤波

3.2.2 图像对比度增强

3.2.3 阈值分割

3.2.4 图像形态学处理

3.2.5 静脉骨架提取

3.3 基于跨尺度代价聚合的立体匹配算法

3.3.1 相机标定与校正

3.3.2 立体匹配算法

3.4 本章小结

第 4 章 静脉穿刺机器人的轨迹规划与阻抗控制

4.1 引言

4.2 机器人运动学分析

4.3 静脉穿刺机器人轨迹规划

4.3.1 关节空间的轨迹规划

4.3.2 基于遗传算法的最优时间规划

4.4 视觉引导与力反馈结合的控制策略

4.4.1 生物组织穿刺过程中力学特性分析

4.4.2 基于穿刺力反馈的阻抗控制

4.4.3 视觉引导与力反馈控制结合的控制策略

4.5 本章小结

第 5 章 静脉穿刺机器人控制系统仿真与实验

5.1 引言

5.2 近红外成像系统测试实验

5.2.1 光源对静脉成像及处理结果的影响

5.2.2 图像增强算法对图像处理结果的影响

5.3 控制系统仿真

5.3.1 控制系统模型搭建

5.3.2 阻抗控制器参数调整

5.4 基于 ANSYS 的软组织穿刺仿真

5.4.1 生物组织材料参数设置

5.4.2 软组织穿刺仿真

5.5 本章小结

结 论

参考文献

声明

致 谢