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
Corindus使用MATLAB和Simulink金宝app开发了用于导管控制的CorPath GRX平台,并使用Simulink real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,所以我为我们身后的机器人开发了控制系统,GRX用于引导导管控制和操作。当我来的时候,我做的第一件事就是开始建模系统,并模拟它们。我在Simulink中模拟这些。金宝app我开始设计所有的控制法则在手头的产品上。
我所要做的就是尽可能地对系统建模,理解,让数学正确,让算法正确,模拟它们。然后当我们需要一个平台来运行它时,我用了Speedgoat和现成的放大器。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活体测试的工作系统,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。同时,Speedgoat支持执行精确时间协议的能力。金宝app所以我必须设计一个系统来利用MathWorks所提供的PTP支持。金宝app
我们以为可以通过加密网络同步时钟。所以我们面临的挑战不仅是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。所以我开发的系统可以让我们来回发送数据包,而高速山羊完全没有意识到。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。我想用精确时间协议。问题是你不能有一个精确时间协议的时钟。
所以我们所做的是,我们选择在每个地点设置两个时钟。然后我们就能知道这两个点之间在任何时候的延时。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在不同类型的延迟下是否可以安全地完成干预,以描述这些结果的特征。然后我们可以用它来安全地确保医生不会有太大的延误。
但是我们有一个网真系统,所以你基本上可以联系到对方。我们在两个站点之间建立了一条隧道,这样我们就知道我们所有的系统都在运行。然后我们基本上把本地和远端都提出来。接下来你看到的是视频。你有实时荧光,你有血液动力学来监测病人的健康状况。你知道延时是多少。
所以我有了机器人中使用的马达的连续时间模型。很明显,我模拟了运动学和一些与幻灯片有关的物理,就像一个导尿管控制。
在控制方面,我们建立了所有的离散算法。其中大部分是使用运行在Simulink环境中的嵌入式MATLAB块编写的。金宝app
然后你会把模拟的植物替换掉然后你就得到了真正的机器人。然后你会在机器人上用Simulink实时运行这些算法。金宝app你实际上是在和机器人一起工作,所以当我知道它在机器人上时,它会做我期望的事情。
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