远程医疗机器人遥操作关键技术的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ribenandchina
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  本文在全面分析国内外已有成果的基础上,为保证远程遥操作的实时性及安全性,进行了大量的研究工作。   本文初始的工作主要集中于研究网络的特性。通过在遥操作中引入网络服务质量(QoS)的概念,应用时延、时延振荡、丢包和带宽作为QoS的参数,以Internet为主要研究对象进行了分析。Internet的时延在时域上表现出随机、无序的特点,网络状况可能不满足应用的需求,需要对QoS参数进行控制;本文分析了最新采样接口(HFS)、变比特率接口(VBR)及最大延迟接口(MDI)等几种常用的接口形式,并建立了它们的数学模型;同时,本文通过分别使用线性神经网络(LNN)和径向基函数网络(RBF)对网络时延进行预测,表明非线性的方法的预测效果更好。   本文通过使用Java,Java3D等工具,建立了医疗正骨系统的虚拟现实环境,通过使用离线编程和在线预测方法进行钻孔实验,将其引入网络遥操作中作为二维图像的补充和遥操作的预测器。正骨手术中,骨骼是系统的一个非规则体元素;采用CT切片的医学图像,通过使用VTK等工具实现了骨骼的三维重建,将其引入到虚拟现实环境中,建立了遥操作正骨的虚拟现实系统。   通过仿真测试表明,现有的波变量方法不能满足时延条件下医疗正骨遥操作系统的需求。因此,本文将预测技术引入波域中,得到了系统的稳定性及所需的主从位置跟踪精度。为避免由于从端系统与与预测模型的初始条件不一致,以及模型失配或者数字舍去误差导致的系统失稳,本文将改进的此方案;尽管多数情况下,基于波变量的预测能保证变化时延下系统的稳定性,可是,变化时延或者数字舍去误差都可能导致主从系统之间的位置飘移;因此位置校正器被设计用于调节波域能量以达到校正位置飘移的目的。通过使用C++和Matlab等工具以及合理建立主、从系统及作业对象的数学模型,所有算法皆通过仿真及测试予以证明。整个方案运行于哈尔滨至广州的变化时延之下进行仿真测试实验,系统的稳定性、主从位置跟踪精度以及力反馈的真实度都验证了方案的正确性。最后,使用猪大腿及弹簧为作业对象进行了牵引复位运动的实验。   
其他文献
广播社作为北京交通大学附属中学分校历史最悠久的一个社团,已经走过了近三十个春秋.学校广播社是一个有活力又团结合作的优秀社团,长期活跃在学校生活的各个方面,每周学生们
期刊
汽车仪表是驾驶员了解车辆当前运行状况的最重要的平台之一,它可以为驾驶员提供车辆的车速、转速、水温、油量等信息,因此,汽车仪表是每辆车必不可少的部分。随着电子技术、计算
本文以电液伺服系统为研究对象,针对该系统存在的非线性、时变性、变惯量及变负载情况和较高的动、静态精度和响应快速性的要求,设计一种性能优良的控制器。 在电液伺服系统硬件设计和数学建模的基础上,设计了神经网络自适应控制器。这个控制器包含了两个神经网络,一个神经网络用于非线性系统的辨识,另一个神经网络作为控制器。两个神经网络都采用改进的BP算法,在控制器设计完成的基础上,利用C++语言编制了智能控
“公开询价+公平竞价”是浙江产权交易所充分挖掘国有不良资产市场价值的新尝试,也是浙江省国资委组建的浙江省综合资产经营有限公司自成立以来对省属国有企业改革中剥离的国
本文通过对荣华二采区10
期刊
车间作业计划模块是企业ERP 系统的关键部分,直接关系着企业的生产、经营和管理效率,有效的计划算法能最大限度地降低生产成本,增强市场竞争力。研究车间作业计划问题具有重大的理论意义和经济价值。 单件车间作业计划问题是制造业共存的问题,属于典型的组合优化难题,难以用常规方法求解,近几年来各种智能计算方法逐渐被用来解决作业计划问题。遗传算法是模仿自然选择和遗传学机理的一种邻域搜索算法,具有对优化问题的弱
本论文的课题来源是自然科学基金项目“过程装备复杂系统故障自愈调控原理研究”(项目编号:50375014)。论文的选题主要围绕旋转机械转子自动平衡的原理和试验研究,以及电磁式
随着我国国民经济的快速发展,人民生活水平的不断提高,机动车社会保有量也得到了快速增长。本文分析了当前淄博市大气环境污染的主要来源,在汲取国内外经验的基础上,通过对淄博市
非规则碎片复原技术是模式识别与计算机视觉中的一个重要问题,具有广泛的实用价值,一直为国内外学者所关注。本文结合图像处理学、模式识别、微分几何、形状匹配等相关理论,
伴随我国综合国力的不断提升,我国人民的生活水平和质量也得到了进步,但是环境污染成为现如今需要迫切解决的问题.伴随信息科学技术的发展,在开展环境保护工作的过程中可以采