中文摘要：

本课题围绕基于多运动模式复合的柔性针靶向穿刺的一些关键技术展开，分析了针刺组织的动力学特点，研究了摩擦接触机理，建立了基于二阶锥线性互补法的三维摩擦力计算模型。提出了基于快速微幅振动模式与传统运动模式相叠加的进针策略，并推导了多运动模式复合下的动力学模型，减少了由于组织变形给穿刺精度带来的影响。课题提出了检测软组织变形的结构光三维视觉动态测量新方法，并首创了一种基于现场标定的新型标定方法。课题提出了一种基于病灶区域形状特征分析的穿刺自动进针算法，推导了基于核变换的病灶区域识别方法。并利用snake算法提取病灶区域轮，通过分析多边形的凹凸性，根据病灶区域与穿刺针的相对位置关系及可能的入针点是否适合进针等信息进行进针引导。并在此基础上，提出以一种基于视觉诱导场的S形双弧线障碍物规避路径规划算法。最后，提出了基于专家技能强化学习的机器人自动针刺手术策略规划新方法。通过对专家技能和经验的强化学习，机器人能模仿该专家规划出针刺轨迹的最佳行为策略，为机器人在复杂针刺手术过程中的实时智能避障和靶向治疗提供了技术基础。