CN110840534A - 穿刺速度规划方法、装置、穿刺设备以及计算机存储介质 - Google Patents

穿刺速度规划方法、装置、穿刺设备以及计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种穿刺速度规划方法、装置、穿刺设备以及计算机存储介质，一种穿刺速度规划方法，包括：获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置；检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置；基于所述质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为所述初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为所述目标穿刺位置的条件下，根据所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置确定穿刺规划速度。上述方法可以可以基于人体呼吸情况下穿刺对象质心的动态位置模型，综合考虑机械臂运动的时间，精准的规划出机械臂的穿刺速度，从而实现对穿刺对象的精准穿刺。

Description

穿刺速度规划方法、装置、穿刺设备以及计算机存储介质
技术领域
本发明实施例涉及医疗器械技术，尤其涉及一种穿刺速度规划方法、装置、穿刺设备以及计算机存储介质。
背景技术
随着机器人技术的发展，穿刺机器人等设备逐渐应用于肿瘤等病灶的穿刺中，但是由于穿刺过程中人体需要进行呼吸，需要穿刺的病灶位置可能会随人体呼吸进行移动，传统的自动穿刺方法无法对呼吸导致的位移进行调整，导致人体呼吸时穿刺装置不能对病灶进行精准穿刺，可能会对穿刺对象造成意外的伤害。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，本发明提供一种穿刺速度规划方法、装置、计算机设备以及存储介质，可以对穿刺速度进行自动规划，以实现对穿刺对象的精确穿刺。
第一方面，本发明实施例提供了一种穿刺速度规划方法，所述方法包括：
获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置；
检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置；
基于所述质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为所述初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为所述目标穿刺位置的条件下，根据所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置确定穿刺规划速度。
上述穿刺速度规划方法，可以基于人体呼吸情况下穿刺对象质心的动态位置模型，综合考虑机械臂运动的时间，精准的规划出机械臂的穿刺速度，从而实现对穿刺对象的精准穿刺。
在其中一个实施例中，所述根据所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置确定穿刺规划速度的步骤包括：
在预设的速度参数区间内进行离散取值，分别根据得到的各速度参数离散值与所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置计算出相应的穿刺终止时间；
查找出以所述穿刺终止时间作为变量、所述目标穿刺位置作为目标值时，满足所述质心运动模型对应的速度离散值；
根据查找到的所述速度参数离散值与所述穿刺终止时间计算穿刺规划速度。
在其中一个实施例中，所述速度参数包括穿刺加速度和/或穿刺速度。
在其中一个实施例中，所述根据得到的各速度参数离散值与所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置计算出相应的穿刺终止时间的步骤包括：
根据所述初始质心位置与所述质心运动模型确定穿刺初始时间；
根据所述初始位姿、所述目标穿刺位置以及速度参数离散值计算用于穿刺方向对准的第一穿刺时间以及用于穿刺直线运动的第二穿刺时间；
根据所述初始时间、所述第一穿刺时间以及所述第二穿刺时间确定所述穿刺终止时间。
在其中一个实施例中，所述速度参数离散值包括第一穿刺时间内的角加速度离散值以及所述第二穿刺时间内的线加速度离散值，所述根据所述初始位姿、所述目标穿刺位置以及速度参数离散值计算用于穿刺方向对准的第一穿刺时间以及用于穿刺直线运动的第二穿刺时间的步骤包括：
根据所述初始位姿和所述目标穿刺位置确定调整位姿；
根据所述角加速度离散值、所述初始位姿以及所述调整位姿计算第一穿刺时间；
根据所述线加速度离散值、所述调整位姿以及所述目标穿刺位置计算第二穿刺时间。
在其中一个实施例中，在获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置的步骤前，所述方法还包括：
获取预设时间范围内各时刻穿刺对象的质心坐标；
拟合所述质心坐标随时间变化的曲线，以得到所述质心运动模型。
在其中一个实施例中，所述拟合所述质心坐标随时间变化的曲线，以得到所述质心运动模型的步骤包括：
采用最小二乘法对各坐标维度的质心坐标进行拟合，得到各坐标维度的时间变化曲线；
基于各坐标维度的时间变化曲线确定所述质心运动模型。
第二方面，本发明实施例还提供了一种穿刺速度规划装置，所述穿刺速度规划装置包括：
数据获取模块，用于获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置；
位姿检测模块，用于检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置；
速度规划模块，用于基于所述质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为所述初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为所述目标穿刺位置的条件下，根据所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置确定穿刺规划速度。
上述穿刺速度规划装置，可以基于人体呼吸情况下穿刺对象质心的动态位置模型，综合考虑机械臂运动的时间，精准的规划出机械臂的穿刺速度，从而实现对穿刺对象的精准穿刺。
第三方面，本发明实施例还提供了一种穿刺设备，包括穿刺装置、机械臂、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序；其中，所述穿刺装置设置在所述机械臂的末端；所述处理器与所述机械臂通信连接，所述处理器用于控制所述机械臂运动以驱动所述穿刺装置进行穿刺，所述处理器还用于执行所述程序时实现如上述的穿刺速度规划方法。
上述穿刺设备，可以基于人体呼吸情况下穿刺对象质心的动态位置模型，综合考虑机械臂运动的时间，精准的规划出机械臂的穿刺速度，从而实现对穿刺对象的精准穿刺。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的穿刺速度规划方法。
附图说明
图1为一个实施例中穿刺速度规划方法的流程示意图；
图2为一个实施例中步骤根据初始位姿、初始质心位置以及目标穿刺位置确定穿刺规划速度的流程示意图；
图3为一个实施例中步骤根据得到的各速度参数离散值与初始位姿、初始质心位置以及目标穿刺位置计算出相应的穿刺终止时间的流程示意图；
图4为一个实施例中步骤根据初始位姿、目标穿刺位置以及速度参数离散值计算用于穿刺方向对准的第一穿刺时间以及用于穿刺直线运动的第二穿刺时间的流程示意图；
图5为另一个实施例中穿刺速度规划方法的流程示意图；
图6为一个实施例中步骤拟合质心坐标随时间变化的曲线，以得到质心运动模型的流程示意图；
图7为一个实施例中穿刺速度规划装置的结构示意图；
图8为一个实施例中穿刺设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为一个实施例中穿刺速度规划方法的流程示意图，如图1所示，在一个实施例中，一种穿刺速度规划方法包括：
步骤S120：获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置。
具体地，本是实施例中的穿刺速度规划方法可以应用于带有机械臂的穿刺机器人等穿刺设备中，机械臂的末端设置有用于进行穿刺的穿刺针等穿刺装置，穿刺对象一般可以为肿瘤或病灶等。在进行穿刺的过程中，需要获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置。其中，目标穿刺位置一般为穿刺对象的质心即质量中心。质心运动模型可以在穿刺前通过采集预设的时间范围内，穿刺对象的质心在CT设备坐标系内的三维坐标随时间变化的关系获得。可以理解的是，在其他实施例中，也可以将穿刺对象的几何中心或其他部分作为目标穿刺位置，当以其他位置作为目标穿刺位置时，需要获取相应位置的运动模型。
步骤S140：检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置。
具体地，在开始进行穿刺时，需要确定穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置。其中，穿刺装置末端的初始位姿包括穿刺装置末端的位置坐标，以及末端穿刺装置的方向向量。穿刺对象质心的初始质心位置即开始穿刺时穿刺对象质心所处的位置，具体可以通过CT等影像设备确定。
步骤S160：基于质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为目标穿刺位置的条件下，根据初始位姿、初始质心位置以及目标穿刺位置确定穿刺规划速度。
具体地，由于人体呼吸的作用，在开始穿刺后，穿刺对象的质心会随呼吸进行移动，可以根据质心运动模型判断穿刺时间内质心的实时位置，由于需要对质心进行精确穿刺，因此需要保证，在穿刺初始至穿刺终止时，穿刺装置的末端从初识穿刺位姿移动到目标穿刺位置，同时穿刺对象的质心也从初始质心位置移动到目标穿刺位置，从而根据质心运动模型，可以对穿刺的速度参数进行离散迭代，从而确定在穿刺时间内各时刻满足穿刺条件的速度参数，以得到穿刺规划速度。
上述穿刺速度规划方法，可以基于人体呼吸情况下穿刺对象质心的动态位置模型，综合考虑机械臂运动的时间，精准的规划出机械臂的穿刺速度，从而实现对穿刺对象的精准穿刺。
图2为一个实施例中上述步骤根据初始位姿、初始质心位置以及目标穿刺位置确定穿刺规划速度的流程示意图，如图2所示，在一个实施例中，上述步骤S160具体可以包括：
步骤S162：在预设的速度参数区间内进行离散取值，分别根据得到的各速度参数离散值与初始位姿、初始质心位置以及目标穿刺位置计算出相应的穿刺终止时间。
步骤S164：查找出以穿刺终止时间作为变量、目标穿刺位置作为目标值时，满足质心运动模型对应的速度离散值。
步骤S166：根据查找到的速度参数离散值与穿刺终止时间计算穿刺规划速度。
具体地，其中，速度参数可以包括穿刺加速度以及穿刺速度。穿刺加速度以及穿刺速度的参数区间可以根据穿刺装置和机械臂的规格、以及穿刺要求等参数确定，例如可以设置为0至机械臂的最大加速度以及0至机械臂的最大速度。首先可以根据初始质心位置在质心运动模型中确定穿刺初始时间，在预设的速度参数区间内进行离散取值，并计算相应的穿刺终止时间，以穿刺终止时间作为变量，以目标穿刺位置作为目标值进行迭代，最终筛选出满足条件的速度参数，从而计算得到各时刻的穿刺速度。
进一步的，在进行离散迭代时，获得满足穿刺条件的速度参数可能有一组或多组，也可能不存在。若仅有一组可以满足穿刺条件的速度参数时，该速度参数即位所选择的穿刺规划速度的速度参数，若存在多组可以满足穿刺条件的速度参数时，可以在其中筛选出较佳的速度参数作为所选择的穿刺规划速度的速度参数，例如可以选择其中穿刺时间最短的速度参数。若不存在满足的速度参数时，则可以调整速度参数的区间范围，或通过调整目标对象或穿刺装置的位置，直至存在速度参数可以使其满足穿刺条件。
图3为一个实施例中上述步骤根据得到的各速度参数离散值与初始位姿、初始质心位置以及目标穿刺位置计算出相应的穿刺终止时间的流程示意图，在一个实施例中，如图3所示，上述步骤S162具体可以包括：
步骤S1622：根据初始质心位置与质心运动模型确定穿刺初始时间。
步骤S1624：根据初始位姿、目标穿刺位置以及速度参数离散值计算用于穿刺方向对准的第一穿刺时间以及用于穿刺直线运动的第二穿刺时间。
步骤S1626:根据初始时间、第一穿刺时间以及第二穿刺时间确定穿刺终止时间。
具体的，可以将穿刺初始时间记为为t0,在t0时刻穿刺装置末端的位姿记为P0，P0中包括穿刺装置末端的位置坐标，以及表示穿刺装置末端指向方向的向量R0，将穿刺对象的质心的位置记为Q0，穿刺装置末端最终需要到达的目标穿刺位置记为Q1，穿刺对象的从Q0运动到Q1所需要的时间为t,将机械臂的路径分为两个阶段，第一个阶段需要机器臂调整穿刺装置末端的方向，将穿刺装置末端从当前姿态调整R0到对准穿刺对象的最终位置Q1的姿态，此阶段穿刺装置末端的调整位姿记为P1，所用时间记为第一穿刺时间t1,第二阶段是将穿刺装置末端从位姿P1沿直线运动到位置Q1，所用时间记为第二穿刺时间t2。在初始时间t0的基础上，加上第一穿刺时间t1以及第二穿刺时间t2可以得到穿刺终止时间，即初始时间t0、第一穿刺时间t1、第二穿刺时间t2、初始质心位置Q0以及目标穿刺位置Q1之间初始满足以下公式：
Figure BDA0002326783500000091
图4为一个实施例中上述步骤根据初始位姿、目标穿刺位置以及速度参数离散值计算用于穿刺方向对准的第一穿刺时间以及用于穿刺直线运动的第二穿刺时间的流程示意图，在一个实施例中，速度参数离散值包括第一穿刺时间内的角加速度离散值以及第二穿刺时间内的线加速度离散值，如图4所示，上述步骤S1624具体可以包括：
步骤S16242：根据初始位姿和目标穿刺位置确定调整位姿。
步骤S16244:根据角加速度离散值、初始位姿以及调整位姿计算第一穿刺时间。
步骤S16246:根据线加速度离散值、调整位姿以及目标穿刺位置计算第二穿刺时间。
具体地，在第一穿刺时间t1内，穿刺装置末端进调整方向，不进行位置的移动，因此在第一穿刺时间t1内的速度参数为穿刺装置的角加速度，在第二穿刺时间t2内，穿刺装置末端沿调整好的方向进行直线运动，因此在第二穿刺时间t2内的速度参数为穿刺装置的线加速度。从而可以根据初始位姿记P0以及位调整姿记P1之间的角度差，可计算各角加速度离散值所对应的第一穿刺时间t1；根据初调整姿记P1以及目标穿刺位置Q1之间的距离差，可计算各线速度离散值所对应的第二穿刺时间t2。
图5为另一个实施例中穿刺速度规划方法的流程示意图，在一个实施例中，如图5所示，在上述步骤S120前，本实施例中的穿刺速度规划方法还可以包括：
步骤S112：获取预设时间范围内各时刻穿刺对象的质心坐标。
步骤S114:拟合质心坐标随时间变化的曲线，以得到质心运动模型。
具体的，在进行穿刺前，医生可以根据依据CT等影像设备，在预设的时间范围内，得到在在各个时刻，穿刺对象的质心在CT设备坐标系内的三维坐标。具体可以将时刻记为t，将为穿刺对象的质心坐标记为[x,y,z]，采集一段时间内穿刺对象的质心坐标与时刻的对应关系，采集的每一组数据按以下结构存储：
Figure BDA0002326783500000101
从而可以得到预设时间内穿刺对象的质心坐标与时刻的对应关系，根据该对应关系拟合穿刺对象的质心坐标随时间变化曲线，从而确定穿刺对象的质心运动模型。
图6为一个实施例中上述步骤拟合质心坐标随时间变化的曲线，以得到质心运动模型的流程示意图，在一个实施例中，如图6所示，在上述步骤S1624具体可以包括：
步骤S1142：采用最小二乘法对各坐标维度的质心坐标进行拟合，得到各坐标维度的时间变化曲线。
步骤S1144:基于各坐标维度的时间变化曲线确定质心运动模型。
具体的，质心坐标随时间的变化曲线可以使用最小二乘法的方式进行拟合，具体可以将上述采集到的穿刺对象的质心坐标数据，按以下公式在每个维度拟合成二阶傅利叶阶数：
F(t)＝A0+A1cos(Ω*t)+B1sin(Ω*t)+A2cos(2*Ω*t)+B2sin(2*Ω*t)
通过拟合，求解出A0，A1，B1，B2，Ω五个参数，即确定穿刺对象的质心坐标与时间的对应方程，从而得到了穿刺对象的质心运动模型。
图7为一个实施例中穿刺速度规划装置的结构示意图，如图7所示，在一个实施例中，一种穿刺速度规划装置300包括：数据获取模块320，用于获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置；位姿检测模块340，用于检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置；速度规划模块360，用于基于质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为目标穿刺位置的条件下，根据初始位姿、初始质心位置以及目标穿刺位置确定穿刺规划速度。
上述穿刺速度规划装置300，可以基于人体呼吸情况下穿刺对象质心的动态位置模型，综合考虑机械臂运动的时间，精准的规划出机械臂的穿刺速度，从而实现对穿刺对象的精准穿刺。
可以理解的是，本发明实施例所提供的穿刺速度规划装置可执行本发明任意实施例所提供的穿刺速度规划方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。上述实施例中穿刺速度规划装置所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
图8为一个实施例中穿刺设备的结构示意图，如图8所示，在一个实施例中，提供一种穿刺设备500，包括穿刺装置、机械臂、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序；其中，所述穿刺装置设置在所述机械臂的末端；所述处理器与所述机械臂通信连接，所述处理器用于控制所述机械臂运动以驱动所述穿刺装置进行穿刺，所述处理器还用于执行如下步骤：获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置；检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置；基于质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为目标穿刺位置的条件下，根据初始位姿、初始质心位置以及目标穿刺位置确定穿刺规划速度。
具体的，穿刺设备500可以为一穿刺机器人，穿刺设备500设置有机械臂540，机械臂540可以向多维度方向运动，机械臂540的末端设置有穿刺装置520，穿刺装置520与机械臂540可以为可拆卸连接，穿刺装置520具体可以为穿刺针等装置，穿刺装置520的种类和规格可以根据实际穿刺需求确定
穿刺设备500中还包括由处理器560以及存储器，处理器500以及存储器可以设置在机械臂540的主体内部，也可以独立设置于机械臂540之外，处理器560与机械臂540通信连接，处理器560可以控制机械臂540运动，从而带动穿刺装置540进行穿刺，处理器560可以；基于质心运动模型，根据目标穿刺位置、检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置计算各时刻的穿刺速度，从而控制穿刺装置540进行穿刺，使其可以对穿刺对象的质心进行精确穿刺。
可以理解的是,本发明实施例所提供的一种穿刺设备,其处理器执行存储在存储器上的程序不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的穿刺速度规划方法中的相关操作。
进一步地，上述穿刺设备中处理器的数量可以是一个或多个，处理器与存储器可以通过总线或其他方式连接。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备/终端/服务器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
在一个实施例中，本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可以使得处理器执行如下步骤：获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置；检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置；基于质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为目标穿刺位置的条件下，根据初始位姿、初始质心位置以及目标穿刺位置确定穿刺规划速度。
可以理解的是,本发明实施例所提供的一种包含计算机程序的计算机可读存储介质,其计算机可执行的程序不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的穿刺速度规划方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例中所述的方法。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的较佳实施例及所运用技术原理，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明专利的保护范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种穿刺速度规划方法，其特征在于，包括：
获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置；
检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置；
基于所述质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为所述初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为所述目标穿刺位置的条件下，根据所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置确定穿刺规划速度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置确定穿刺规划速度的步骤包括：
在预设的速度参数区间内进行离散取值，分别根据得到的各速度参数离散值与所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置计算出相应的穿刺终止时间；
查找出以所述穿刺终止时间作为变量、所述目标穿刺位置作为目标值时，满足所述质心运动模型对应的速度离散值；
根据查找到的所述速度参数离散值与所述穿刺终止时间计算穿刺规划速度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述速度参数包括穿刺加速度和/或穿刺速度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据得到的各速度参数离散值与所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置计算出相应的穿刺终止时间的步骤包括：
根据所述初始质心位置与所述质心运动模型确定穿刺初始时间；
根据所述初始位姿、所述目标穿刺位置以及速度参数离散值计算用于穿刺方向对准的第一穿刺时间以及用于穿刺直线运动的第二穿刺时间；
根据所述初始时间、所述第一穿刺时间以及所述第二穿刺时间确定所述穿刺终止时间。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述速度参数离散值包括第一穿刺时间内的角加速度离散值以及所述第二穿刺时间内的线加速度离散值，所述根据所述初始位姿、所述目标穿刺位置以及速度参数离散值计算用于穿刺方向对准的第一穿刺时间以及用于穿刺直线运动的第二穿刺时间的步骤包括：
根据所述初始位姿和所述目标穿刺位置确定调整位姿；
根据所述角加速度离散值、所述初始位姿以及所述调整位姿计算第一穿刺时间；
根据所述线加速度离散值、所述调整位姿以及所述目标穿刺位置计算第二穿刺时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置的步骤前，所述方法还包括：
获取预设时间范围内各时刻穿刺对象的质心坐标；
拟合所述质心坐标随时间变化的曲线，以得到所述质心运动模型。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述拟合所述质心坐标随时间变化的曲线，以得到所述质心运动模型的步骤包括：
采用最小二乘法对各坐标维度的质心坐标进行拟合，得到各坐标维度的时间变化曲线；
基于各坐标维度的时间变化曲线确定所述质心运动模型。
8.一种穿刺速度规划装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取穿刺对象的质心运动模型以及目标穿刺位置；
位姿检测模块，用于检测穿刺装置末端的初始位姿以及穿刺对象质心的初始质心位置；
速度规划模块，用于基于所述质心运动模型，在满足穿刺初始时间对应的质心位置为所述初始质心位置、穿刺终止时间对应的质心位置为所述目标穿刺位置的条件下，根据所述初始位姿、所述初始质心位置以及所述目标穿刺位置确定穿刺规划速度。
9.一种穿刺设备，其特征在于，包括穿刺装置、机械臂、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序；其中，所述穿刺装置设置在所述机械臂的末端；所述处理器与所述机械臂通信连接，所述处理器用于控制所述机械臂运动以驱动所述穿刺装置进行穿刺，所述处理器还用于执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的穿刺速度规划方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的穿刺速度规划方法。
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