基于小波分析的機器人運動學系統(tǒng)濾波方法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、機器人微創(chuàng)外科手術具有創(chuàng)口小、出血少、疼痛輕及術后恢復快等優(yōu)點,機器人能實現(xiàn)復雜精確的手術操作,拓展醫(yī)生的手術能力,因此,機器人微創(chuàng)手術已在外科手術領域得到了廣泛認可,國內(nèi)外在該領域的研究也取得了廣泛的進展與成功。盡管如此,對于一些非遙操作的、需要人手直接操作的微創(chuàng)手術,由于人手部存在的生理性震顫的影響,在微創(chuàng)外科手術機器人系統(tǒng)中,操作者的實際輸入動作與期望輸入動作會有一定的偏差,這會直接影響手術的質(zhì)量,降低手術的成功率。以往的震顫濾除

2、方法大多將震顫信號減弱使其線性化,或者僅僅在時域、頻域內(nèi)對其進行非線性辨識,未能處理伴隨震顫信號的模糊不穩(wěn)定信息,在震顫特征的描述上存在較大的局限性。
  本文綜合微創(chuàng)外科手術的特性和震顫特征,研究了主從式微創(chuàng)手術機器人系統(tǒng),并提出了一種新型的震顫自適應濾波器,進而對濾波器結(jié)構參數(shù)的優(yōu)化方法進行了改進。
  首先,由微創(chuàng)外科手術機器人的特點,本文介紹了主從式微創(chuàng)手術機器人運動學的相關理論,以此建立了主從操作手的運動學模型,并

3、設計了模塊化的主從式微創(chuàng)手術機器人系統(tǒng)。
  其次,鑒于震顫的復雜特性,本文在綜合分析自適應濾波理論的基礎上,提出了基于三域模糊小波網(wǎng)絡的震顫自適應濾波器,并詳盡描述了該濾波器的物理模型、數(shù)學模型和算法實現(xiàn)。
  然后,為彌補神經(jīng)網(wǎng)絡參數(shù)優(yōu)化方法的不足,本文引入了粒子群算法,并在此基礎上做了相關改進,運用改進的粒子群算法使震顫濾波器的結(jié)構參數(shù)獲得最佳配置。
  最后,為驗證提出的震顫自適應濾波器以及改進的粒子群算法的有

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