用于调节计算机辅助系统的头枕的技术的制作方法

本公开一般涉及电子设备，并且更具体地，涉及调节计算机辅助系统的头枕。

背景技术：

1、计算机辅助电子系统的使用越来越频繁。在工业、娱乐、教育和其他设置中尤其如此。作为一个医疗示例，今天的医疗设施在手术室、介入室、重症监护病房、急诊室等中具有大量的电子设备阵列。这些电子设备中的许多可能能够自主或半自主运动。还已知人员使用位于用户控制系统处的一个或多个输入设备来控制电子设备的运动和/或操作。作为一个具体的示例，微创机器人远程手术系统允许外科医生在床边或远程位置对患者进行手术。远程手术通常指使用手术系统进行的手术，其中外科医生使用某种形式的远程控制，如伺服机构，来操纵手术器械的运动，而不是直接用手握住和移动器械。

2、当电子设备用于在工作部位执行任务时，一个或多个成像设备(例如，内窥镜)可以捕捉工作部位的图像，为正在监测和/或执行任务的操作者提供视觉反馈。(一个或多个)成像设备可以是可控的，以更新例如经由显示单元提供给操作者的工作部位的视图。显示单元可以具有透镜和/或视图屏。

3、为了使用显示单元，操作者可以将其头部靠在显示单元的头枕上，以便直接或通过一个或多个介入部件观看显示在显示单元的一个或多个视图屏上的图像。然而，当头枕调节不良时，操作者可能会感到不适、所显示图像的视图不令人满意、立体图像不能正确融合等。因此，操作者可能感到沮丧、眼睛疲劳、图像中物品的描述不准确等。

4、因此，需要改进用于调节计算机辅助系统的头枕的技术。

技术实现思路

1、根据一些实施例，一种计算机辅助系统包括：被配置为显示操作者可观看的图像的显示单元；耦接到显示单元的头枕，该头枕被配置为由操作者的头部接触；可操作以相对于显示单元移动头枕的致动器；头部输入传感器；以及控制单元，其可通信地耦接到致动器和头部输入传感器。所述控制单元被配置为：基于由所述头部输入传感器获取的传感器数据来确定头部数据，至少基于所述头部数据、系统数据、基准和阻尼来确定命令的运动，并且基于所述命令的运动来命令所述致动器移动所述头枕。

2、另一些实施例包括但不限于一个或多个非暂时性机器可读介质，包括多个机器可读指令，当由一个或多个处理器执行时，所述多个机器可读指令适于使一个或多个处理器执行本文公开的任何方法。

3、上述一般描述和以下详细描述本质上是示例性的和解释性的，并且旨在提供对本公开的理解，而不限制本公开的范围。在这方面，通过以下详细描述，本公开的附加方面、特征和优点对于本领域技术人员来说将是显而易见的。

技术特征：

1.一种计算机辅助系统，包括：

2.根据权利要求1所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于虚拟弹簧模型来确定所述命令的运动，并且包括从包括以下项的组中选择的至少一个参数：系统力或系统扭矩。

3.根据权利要求2所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于从包括以下项的组中选择的至少一个参数来确定所述命令的运动：所述头枕的位置和所述头枕的取向。

4.根据权利要求2所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于所述头枕的头枕位置与预定位置之间的差的单调函数来确定所述命令的运动。

5.根据权利要求4所述的计算机辅助系统，其中，当所述差的值低于第一阈值时所述单调函数输出第一值，当所述差的值从所述第一阈值增加到第二阈值时所述单调函数从所述第一值增加到第二值，并且当所述差的值高于所述第二阈值时所述单调函数具有所述第二值。

6.根据权利要求2所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于所述头枕的头枕取向与预定取向之间的差的单调函数来确定所述命令的运动。

7.根据权利要求1所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于常数值来确定所述命令的运动。

8.根据权利要求1所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于所述头枕的速度来确定所述阻尼。

9.根据权利要求8所述的计算机辅助系统，其中，所述阻尼基于所述速度的方向而变化。

10.根据权利要求9所述的计算机辅助系统，其中，当所述速度在第一方向上时所述阻尼的值大于当所述速度在第二方向上时所述阻尼的值。

11.根据权利要求10所述的计算机辅助系统，其中在所述第一方向上的所述速度使所述头枕朝向所述显示单元移动，并且其中在所述第二方向上的所述速度将所述头枕移动远离所述显示单元。

12.根据权利要求8所述的计算机辅助系统，其中，基于所述速度的大小来确定所述阻尼的大小。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于以下项来确定所述基准：

14.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元进一步被配置为：

15.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中，所述控制单元还被配置为基于从包括以下项的组中选择的至少一个输入来确定人体工程学调节模式是否被激活：由手输入传感器检测到的对所述显示单元的手输入，以及基于由所述头部输入传感器获取的指示所述头部相对于所述头枕的接近度的传感器数据检测的所述头部数据。

16.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中，为了确定所述命令的运动，所述控制单元被配置为：

17.根据权利要求16所述的计算机辅助系统，其中：

18.根据权利要求16所述的计算机辅助系统，其中，为了确定所述命令的运动，所述控制单元进一步被配置为：

19.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中，所述头部数据包括从由以下各项组成的组中选择的至少一个参数：与所述头部相关联的力、所述头部的位置、与所述头相关联的扭矩以及所述头的取向。

20.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中：

21.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中，为了确定所述头部数据，所述控制单元被配置为：

22.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，进一步包括：

23.根据权利要求1至12中任一项所述的计算机辅助系统，其中所述计算机辅助系统是医疗系统。

24.一种用于控制耦接到计算机辅助系统的显示单元的头枕的方法，所述头枕被配置成由操作者的头部接触，并且所述显示单元被配置成显示操作者可观看的图像，所述方法包括：

25.根据权利要求24所述的方法，其中，确定所述命令的运动还基于虚拟弹簧模型和从包括以下项的组中选择的至少一个参数：系统力或系统扭矩。

26.根据权利要求25所述的方法，确定所述命令的运动还基于从包括以下项的组中选择的至少一个参数：所述头枕的位置和所述头枕的取向。

27.根据权利要求24所述的方法，还包括基于所述头枕的速度来确定所述阻尼，其中所述阻尼基于所述速度的方向而变化。

28.根据权利要求24所述的方法，其进一步包含基于以下项来确定所述基准：

29.根据权利要求24所述的方法，其中确定所述命令的运动包括：

30.一种或多种非暂时性机器可读介质，包括多个机器可读指令，所述多个机器读取指令在由一个或多个处理器执行时适于使所述一个或多个处理器执行根据权利要求24-29中任一项所述的方法。

技术总结
本申请涉及用于调节计算机辅助系统的头枕的技术。用于调节计算机辅助系统的头枕的技术包括以下内容。计算机辅助系统包括：被配置为显示操作者可观看的图像的显示单元；耦接到显示单元的头枕，该头枕被配置为被操作者的头部接触；可操作以相对于显示单元移动头枕的致动器；头部输入传感器；以及可通信地耦接到致动器和头部输入传感器的控制单元。所述控制单元被配置为：基于由所述头部输入传感器获取的传感器数据来确定头部数据；至少基于所述头部数据、系统数据、基准和阻尼来确定命令的运动；以及基于所述命令的运动来命令致动器移动头枕。

技术研发人员：E·N·贝赞贾尼,L·N·维尔纳
受保护的技术使用者：直观外科手术操作公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15