| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第9-19页 |
| 1.1 课题的背景和意义 | 第9-10页 |
| 1.2 微创手术机器人的研究现状 | 第10-14页 |
| 1.3 手术机器人术前摆位的研究现状 | 第14-15页 |
| 1.4 AR技术的研究现状 | 第15-17页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第17-19页 |
| 第2章 手术机器人术前摆位分析 | 第19-30页 |
| 2.1 引言 | 第19页 |
| 2.2 机器人摆位描述 | 第19-20页 |
| 2.3 手术工作空间建模及分析 | 第20-22页 |
| 2.4 机器人运动学模型构建 | 第22-29页 |
| 2.4.1 手术机器人 | 第22-23页 |
| 2.4.2 运动学模型建立 | 第23-27页 |
| 2.4.3 主动关节雅克比矩阵 | 第27-29页 |
| 2.5 本章小结 | 第29-30页 |
| 第3章 基于高斯-多目标差分进化的术前摆位优化 | 第30-47页 |
| 3.1 引言 | 第30页 |
| 3.2 优化目标函数的建立 | 第30-34页 |
| 3.2.1 全局各项同性指数 | 第30-31页 |
| 3.2.2 协作能力指数 | 第31页 |
| 3.2.3 碰撞概率指数 | 第31-34页 |
| 3.2.4 确定优化参数 | 第34页 |
| 3.3 多目标差分进化算法 | 第34-36页 |
| 3.4 基于高斯过程预测的机器人术前摆位优化 | 第36-41页 |
| 3.4.1 高斯过程预测的适用性分析 | 第36-38页 |
| 3.4.2 基于高斯预测的多目标差分进化算法 | 第38-41页 |
| 3.5 基于方向凸包相交测试的手术机器人实时免碰撞算法 | 第41-46页 |
| 3.5.1 几何模型构建 | 第41-42页 |
| 3.5.2 OBB相交测试 | 第42-44页 |
| 3.5.3 碰撞指数解析 | 第44-46页 |
| 3.6 本章小结 | 第46-47页 |
| 第4章 面向手术机器人术前摆位的AR方法研究 | 第47-58页 |
| 4.1 引言 | 第47页 |
| 4.2 AR技术适用性分析 | 第47-50页 |
| 4.3 AR辅助手术穿刺 | 第50-52页 |
| 4.4 AR环境中虚实模型碰撞检测 | 第52-57页 |
| 4.4.1 软组织力学模型建立 | 第52-53页 |
| 4.4.2 虚拟软组织形变测试 | 第53-56页 |
| 4.4.3 手术微器械和虚拟骨性组织的碰撞检测 | 第56-57页 |
| 4.5 本章小结 | 第57-58页 |
| 第5章 基于AR技术的机器人术前摆位实验研究 | 第58-72页 |
| 5.1 引言 | 第58页 |
| 5.2 术前摆位优化算法实验研究 | 第58-64页 |
| 5.2.1 实验条件 | 第58-59页 |
| 5.2.2 优化结果 | 第59-64页 |
| 5.3 AR辅助术前摆位 | 第64-68页 |
| 5.3.1 AR辅助穿刺实验 | 第64-65页 |
| 5.3.2 虚实碰撞力反馈实验 | 第65-68页 |
| 5.4 手术机器人实时免碰撞仿真 | 第68-71页 |
| 5.5 本章小结 | 第71-72页 |
| 结论 | 第72-73页 |
| 参考文献 | 第73-77页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 | 第77-79页 |
| 致谢 | 第79页 |