Corindus开发远程机器人冠状动脉介入实时系统
Nicholas Kottenstette, Corindus血管机器人公司
Corindus使用MATLAB和Simulink万博1manbetx开发了导管控制的CorPath GRX平台,并使用Simulink Real-Time在Speedgoat目标上运行实时应用程序,使用Precision Time Protocol同步本地和远程站点时钟。
我成为了机器人控制系统的首席工程师,所以我为我们的机器人开发了控制系统,用于导尿管控制和操作的GRX。当我来的时候,我做的第一件事就是开始给系统建模,模拟它们。我在Simulink中模拟这些。万博1manbetx我开始设计所有与手头产品相关的控制律。
我要做的是尽可能高水平地为系统建模,理解,得到正确的数学,得到正确的算法,模拟它们。当我们需要一个平台来运行它的时候,我使用了带有现成放大器的“速羊”。在很短的时间内,我们基本上得到了一个在动物模型上进行体内测试的工作系统,以验证我们确实可以安全地在病人体内操作导管。
所以我有了一个实时视频捕捉系统。我要用JPEG压缩它。然后我将把它切碎,通过网络发送,然后重新组合图像,然后实时显示给医生看。与此同时,“速羊”支持执行精确时间协议的能力。万博1manbetx所以我必须设计一个能够利用MathWorks所拥有的PTP支持的系统。万博1manbetx
我们以为可以通过加密网络同步时钟。所以挑战不仅在于我们需要知道事件发生的时间以便对病人进行安全干预,而且我们还需要安全通道。所以我开发的这个系统可以让我们在快速山羊完全察觉不到的情况下来回发送数据包。他们以为他们在同一个网络上。
但我需要能够准确地知道事件发生的时间。我想使用精确时间协议。问题是你不能有一个时钟与精确时间协议。
所以我们选择在每个地点设置两个时钟。然后我们就知道了两个点之间在任何时候的时间延迟。我们不仅可以测量延迟,我们实际上可以注入延迟,这样我们就可以看到你是否可以安全地完成干预在各种类型的延迟下,以便描述那些结果是什么。然后我们可以用它来安全地确保医生不会有太大的延迟。
但我们有一个网真系统,所以你基本上可以联系到另一边。我们在两个地点之间建立了一条隧道,这样我们就知道所有的系统都运转正常了。然后我们会同时提到本地和远程端。接下来你看到的就是视频。你有实时荧光,你有血液动力学监测病人的健康。你很清楚时间延迟是多少。
我有机器人中使用的电机的连续时间模型。很明显,我建立了运动学模型和一些涉及到幻灯片和其他东西的物理模型,比如导尿管控制。
在控制端,我们建立了所有的离散算法。它的大部分是使用在Simulink环境中运行的嵌入式MATLAB块编写的。万博1manbetx
然后你将取代模拟的植物,然后你就有了真正的机器人。然后你会用Simulink实时在机器人上运行这些算法。万博1manbetx你实际上是在和机器人一起工作所以当我知道它装在机器人上时,它就会完全按照我的预期去做。
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