微创介入手术创伤小、伤口愈合快、病人痛苦小、治愈效果好等优势,在临床得到了越来越广泛的应用。不但能够提高手术精度和手术效率,也降低了医生的劳动强度,因此,微创介入手术机器人也成为迫切的研究课题。近年来,由于男性前列腺疾病呈不断增多的趋势,在超声引导下的用于前列腺疾病的微创介入手术机器人也被越来越多的学者重视和进行研究。但是,超声图像在某些位置下,不能正确定位跟踪机器人系统穿刺针的位置和姿态,必须采取有效的补偿和辅助方法。为此,本文研究了基于电磁定位导航的前列腺微创介入机器人的控制问题。首先,分析了机器人微创介入穿刺针的位置和姿态的传感方式,尤其是分析了电磁定位传感用于机器人微创介入系统导航和位置跟踪的可行性和相关问题。基于Maxwell方法对电磁定位进行了有限元分析,并且设计了电磁定位导航系统的整体方案。其次,研究了超声探头标定、穿刺针和机器人系统的标定问题,利用四元数法表示各个空间坐标系的转换矩阵,得出了病灶图像与超声探头的坐标变换关系,建立了穿刺针、电磁定位器、超声探头、超声图像的坐标转换模型。从而实现了穿刺针与超声图像、机器人系统的配准,并建立了穿刺针与超声图像的映射模型。然后,针对特定的微创介入机器人本体,设计和研究了基于电磁定位导航的前列腺微创介入机器人控制系统。分析了前列腺微创介入机器人的功能需求,利用模块化设计思想对整个控制系统进行了规划和设计,解决了电磁定位导航系统和控制系统的通讯问题,实现了机器人系统在导航系统指令下的微创介入手术控制。也实现了通过操作手柄控制的手动工作状态,设计并分析了控制系统硬件及其控制电路。最后,进行了微创介入机器人定位和控制实验。构建了基于电磁定位的介入机器人控制系统实验平台,完成了电磁定位系统的干扰性测试实验,以及穿刺针的实时定位跟踪和控制实验。验证了电磁定位导航及机器人控制系统的有效性和可行性。