一种肺部自由呼吸状态下穿刺机器人路径规划方法

本发明公开了一种肺部自由呼吸状态下穿刺机器人路径规划方法，首先，对柔性针在不同穿刺阶段与人体多层软组织的相互作用力进行了分析，通过引入单轮车模型，建立了柔性针与多层软组织交互的运动学模型。然后，基于非线性杆模型构建针尖位置预测模型，利用穿刺机械臂末端的力传感器获得的力与力矩参数实时推算柔性针在体内的实际偏转姿态。该方法以柔性针与组织交互模型生成的曲线路径替代传统快速搜索树算法中的直线路径，同时考虑自由呼吸状态下靶点与障碍物的动态位置变化，从而实现动态避障并提高机器人穿刺的精度。最后，构建自由呼吸状态下肺部穿刺机器人实验平台，在自由呼吸环境中能够实现高精度、高效率的穿刺机器人路径规划。