過矢量39來示出。使用者現(xiàn)在可以改變其手 的位置，直到其與虛擬末端執(zhí)行器17"的位置一致。又可以向使用者表明這種一致。于是，在 校準(zhǔn)之后，兩手30L、30R以及末端執(zhí)行器17、21的彼此相對位置一致。即，當(dāng)左手30L的和右 手30R的指尖接觸時，末端執(zhí)行器17、21的尖端也應(yīng)接觸。
[0071] 為了盡量簡單地設(shè)計機器人系統(tǒng)11的控制且尤其允許直觀控制，在屏幕29上所顯 示的物體17、21、17'、17〃最好被如此顯示，即，它在手運動方向上準(zhǔn)確地跟隨手運動。如果 手30L、30R例如在圖像采集系統(tǒng)的坐標(biāo)系KG的X方向上運動，則圖像中的被控物體例如末端 執(zhí)行器17或虛擬末端執(zhí)行器17'也在屏幕29的坐標(biāo)系KB中的X方向上運動。相應(yīng)的情況適用 于具有沿y方向或z方向的分量的運動。屏幕29的坐標(biāo)系KB此時處于與圖像采集系統(tǒng)25、28 的坐標(biāo)系KG相同的方向中（z軸例如朝上且X軸朝右）。因此，手右移也總是導(dǎo)致在屏幕上的 被控物體17、17 '的右移，而上移(在z方向）導(dǎo)致屏幕上的被控物體17、17 '的相應(yīng)上移。物體 17、21的實際空間運動此時一般不同于屏幕29所示的運動。為了實現(xiàn)這種顯示，原則上存在 各種不同的可能性。
[0072]在如圖1 -6所示的機器人系統(tǒng)11中，每個照相機22、23配屬有自己的坐標(biāo)系KK1、 KK2。在照相機22或23轉(zhuǎn)動時，對應(yīng)的坐標(biāo)系KK1或KK2也隨照相機轉(zhuǎn)動。因此，可以通過調(diào)節(jié) 相應(yīng)的照相機22或23,從而調(diào)整照相機坐標(biāo)系KK1或KK2的取向。例如照相機23可以繞其軸 42轉(zhuǎn)動?；蛘撸障鄼C坐標(biāo)系KK1或KK2的取向可以由使用者借助控制裝置25通過坐標(biāo)變換 來任意調(diào)適，從而不一定必須調(diào)整該照相機。
[0073]另外，照相機坐標(biāo)系KK1和KK2的取向也應(yīng)該分別關(guān)于各自照相機22、23是相同的。 照相機22的坐標(biāo)系KK1的X軸和被引入患者13中的照相機23的坐標(biāo)系KK2的X軸例如能分別 指向各自照相機22、23的拍攝方向。屏幕29的坐標(biāo)系KB的取向也與坐標(biāo)系KK1、KK2的取向一 致，在此，屏幕29上的坐標(biāo)系ΚΒ是取向固定的。例如ΚΒ的ζ軸總是豎直朝上，X軸垂直于屏幕 面指向屏幕29內(nèi)部。當(dāng)由照相機23拍攝的物體例如在坐標(biāo)系ΚΚ1的ζ方向上移動時，該物體 也在屏幕29上在屏幕坐標(biāo)系ΚΒ中的ζ方向上移動。機器人系統(tǒng)11自動識別末端執(zhí)行器17、21 位于何處且相應(yīng)控制它。當(dāng)末端執(zhí)行器17、21被移入或移出患者13時，與各自末端執(zhí)行器 17、21相關(guān)的坐標(biāo)系最好被自動改變。
[0074]采集區(qū)域36配屬有坐標(biāo)系KG。該坐標(biāo)系可以根據(jù)屏幕29的坐標(biāo)系ΚΒ來取向，但不 一定必須如此。但坐標(biāo)系KG的y軸最好基本平行于屏幕29的坐標(biāo)系ΚΒ的y軸取向。坐標(biāo)系KG 的X軸基本關(guān)于使用者正面向前。
[0075] 但末端執(zhí)行器17、21的實際空間運動一般未與在屏幕29上顯示的運動方向一致， 且也未與進行控制的手30L、30R的空間運動方向一致。即，末端執(zhí)行器17、21在照相機坐標(biāo) 系KK1或KK2內(nèi)被控制。根據(jù)照相機22或23取向而定，照相機坐標(biāo)系KK1或KK2也具有不同的 空間取向。即，在坐標(biāo)系KG的z方向上的手運動雖然造成末端執(zhí)行器在各自照相機坐標(biāo)系 KK1或KK2的z方向上運動。但末端執(zhí)行器的實際空間運動取決于照相機坐標(biāo)系KK1或KK2的z 軸的空間取向。
[0076]坐標(biāo)系KK1和KK2的位置和取向（X軸、y軸和z軸的取向）為機器人系統(tǒng)11或控制單 元25所知且能通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換被換算成全球機器人坐標(biāo)系KR。因此，每個坐標(biāo)系KK1、KK2、KB、 KG中的所有物理參數(shù)可以借助坐標(biāo)轉(zhuǎn)換被換算成另一個坐標(biāo)系的相應(yīng)參數(shù)。因此，例如點 Q1L和Q1R的位置可以通過在全球機器人坐標(biāo)系KR中的矢量來描述。所述點Q1L和Q1R的位置 也可以從機器人坐標(biāo)系KR被轉(zhuǎn)換至各自照相機22、23的坐標(biāo)系KK1和KK2中。因而，控制裝置 25可以將手30U30R的在坐標(biāo)系KG內(nèi)所獲得的運動參數(shù)換算成用于在各自照相機坐標(biāo)系 KK1或KK2內(nèi)被操作的末端執(zhí)行器17、21的控制參量。
[0077] 末端執(zhí)行器17、21的取向、位置和張角可以按照與手30L、30R相似的方式通過圖像 采集系統(tǒng)22、23、25來確定。張角例如可以通過兩個工作件之間的角度來確定，如圖3所示。 末端執(zhí)行器17、21的取向可以通過矢量V2L和V2R來確定，且末端執(zhí)行器17和21的位置可以 通過鉸接點Q1L或Q1R的位置來限定。如果如前所定義的那樣，手矢量V1L和V1R分別以半角α L、aR在拇指和食指之間延伸，那么與之相似地有利規(guī)定:末端執(zhí)行器矢量V2L或V2R以半張 角q>L、cpR在各自輔助件35L、35R的兩個工作件之間延伸。這些參數(shù)可以在任一坐標(biāo)系KK1、 KK2、KR中被描述。通過這種方式，可以獲得多樣性冗余信息，其可被相互比較用以控制。
[0078] 為了識別末端執(zhí)行器17、21的位置、取向和張角，利用存在于機器人系統(tǒng)11內(nèi)的數(shù) 據(jù)。因此，例如控制單元25可以依據(jù)機器人手臂14的姿態(tài)來確定末端執(zhí)行器17的位置。另 外，因為控制單元25產(chǎn)生用于末端執(zhí)行器17、21的控制指令，因此控制單元也知道各個末端 執(zhí)行器17、21的取向和張角。
[0079] 在用于其中一個所述末端執(zhí)行器17、21的手勢控制啟動之后，相關(guān)的末端執(zhí)行器 17、21可由手操作。只要進行控制的手30L、30R位于采集區(qū)域36內(nèi)，則由使用者完成的控制 設(shè)定被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的控制指令。但如果進行控制的手30L或30R移出采集區(qū)域36,則手勢控 制功能最好被中斷。即，末端執(zhí)行器17、21被停止。因此可以排除末端執(zhí)行器17、21執(zhí)行不希 望有的動作。
[0080] 在執(zhí)行了新的比較過程之后，相關(guān)的末端執(zhí)行器17、21又可被啟動。
[0081] 圖7示出用于控制圖1-圖6的機器人系統(tǒng)11的方法的各個方法步驟。在步驟S1中， 使兩手30L、30R移入采集區(qū)域36;在步驟S2中借助照相機28來采集。在步驟S3中進行兩手取 向的確定，在這里確定矢量V1L、V1R。在步驟S4中，末端執(zhí)行器17、21的取向被確定，且矢量 V2L、V2R被確定。接著在步驟S5中是取向的理想-實際比較。
[0082] 在步驟S6中，兩手30L、30R的位置被確定，且確定相應(yīng)的點P1L、P1R。接著在步驟S7 中是確定末端執(zhí)行器的位置，在此，點P2L和P2R被確定。最后在步驟S8中是位置的理想-實 際值比較。
[0083]步驟S9描述了手指張角的確定，其中，該角度aL、aR被確定。相應(yīng)地隨后在步驟S10 中確定末端執(zhí)行器17、21的張角。最后在步驟S11中是張角或開合度的理想-實際值比較。
[0084]在所述取向、位置和/或張角有偏差的情況下，在步驟S12中向使用者輸出執(zhí)行校 準(zhǔn)的指示。一旦獲得至少一個實際值與各自對應(yīng)的理想值的一致，則手勢控制被啟用。機器 人系統(tǒng)11隨后識別使用者所完成的人工控制設(shè)定并根據(jù)該設(shè)定來控制末端執(zhí)行器17、21。 [0085]當(dāng)手30L或30R的參數(shù)不再與末端執(zhí)行器17、21的各自參數(shù)一致時，末端執(zhí)行器17、 21的控制裝置最好被停用(步驟S15)。最好也在進行控制的手30L、30R已移動離開采集區(qū)域 36時，停用末端執(zhí)行器17、21。
[0086]當(dāng)重新運行用于使各參數(shù)一致的程序時，末端執(zhí)行器17、21又可被啟動或作動。如 果手已離開采集區(qū)域36,則手必須先又回到采集區(qū)域36中（見步驟S1)。只要在兩手位于采 集區(qū)域36內(nèi)時存在與中斷觸發(fā)者的至少一個參數(shù)的不一致，可直接繼續(xù)進行各自參數(shù)的重 新確定(見步驟S2、S3、S6和S9)。
[0087]圖7所示的步驟可以存在控制裝置25內(nèi)的存儲介質(zhì)上，因而該控制裝置25可以隨 時執(zhí)行。
【主權(quán)項】
1. 一種用于控制機器人系統(tǒng)（11)的控制裝置(25,28,29)，該機器人系統(tǒng)具有至少一個 機器人手臂（14,18)，在該機器人手臂上固定有具有末端執(zhí)行器（17,21)的外科器械（15， 19)， 其中，該控制裝置(25，28，29)包括圖像采集系統(tǒng)（25，28)，該圖像采集系統(tǒng)記錄至少一 只手(30L，30R)的控制設(shè)定值并分析和轉(zhuǎn)化為用于該機器人系統(tǒng)（11)的一個或多個部件的 相應(yīng)控制指令， 其特征是， 設(shè)有控制單元(25)，該控制單元確定該外科器械（15,19)的末端執(zhí)行器（17,21)的取向 和/或位置和/或張角作為一個或多個第一參數(shù)，而且還確