碰撞检测方法及系统、存储介质、电子设备及机器人系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种碰撞检测方法及系统、存储介质、电子设备及机器人系统。

背景技术

手术机器人的设计理念是采用微创伤的方式精准地实施复杂的外科手术。在传统的手术操作面临种种局限的情况下发展出现了手术机器人，手术机器人突破了人眼的局限，其能够利用立体成像技术将人体内部的器官更加清晰地呈现给施术者。并且对于一些人的手部无法伸入的狭小区域，手术机器人仍可控制手术器械完成挪动、摆动、夹持及360°转动，并可避免抖动，提高手术精确度，进一步达到创口小、出血少、术后恢复快、极大地缩短手术对象术后住院时间的优势。因此，手术机器人深受广大医患的青睐，广泛应用于各自临床手术中。

手术机器人在运行过程中，其机械臂发生碰撞会对手术的正常进行造成不利影响。因此，有必要对机械臂进行碰撞检测，进而及时响应并采取保护措施，以防止对对手术造成障碍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碰撞检测方法及系统、存储介质、电子设备及机器人系统，以及时地对机械臂进行碰撞检测。

为实现上述目的，本发明提供了一种碰撞检测方法，包括如下步骤：

获取机械臂的至少部分关节的实际加速度；

根据所述实际加速度判断相应的所述关节是否发生碰撞。

可选地，根据所述实际加速度判断相应的所述关节是否发生碰撞的步骤包括：

根据机械臂的运动学模型及所述实际加速度计算相应的所述关节受到的碰撞力；

判断所述碰撞力是否为零，若所述碰撞力为零，则判定所述关节未发生碰撞，若所述碰撞力不为零，则判定所述关节发生碰撞。

可选地，根据所述实际加速度判断相应的所述关节是否发生碰撞的步骤包括：

根据机械臂的运动学模型计算所述关节在未发生碰撞时的理论加速度；

判断所述理论加速度与所述实际加速度是否相等，若所述理论加速度与所述实际加速度相等，则判定所述关节未发生碰撞，若理论加速度与所述实际加速度不相等，则判定所述关节发生碰撞。

可选地，判定所述关节发生碰撞之后，所述碰撞检测方法还包括：判断所述关节的碰撞类型。

可选地，手术操作装置包括多条所述机械臂；

判断所述关节的碰撞类型的步骤具体包括：

判断所述关节是否发生系统内部碰撞，若是，则继续判断所述系统内部碰撞的类型；所述系统内部碰撞包括所述手术操作装置的不同的所述机械臂之间的碰撞或所述机械臂的内部碰撞。

可选地，判断所述关节是否发生系统内部碰撞的步骤具体包括：

判断是否获得在碰撞点处的等值且反向的两个碰撞力，若是，则判定所述关节发生系统内部碰撞，若否，则判定所述关节未发生系统内部碰撞。

可选地，当判断所述关节发生系统内部碰撞，且一条所述机械臂上存在发生碰撞的所述关节时，判定所述关节发生机械臂的内部碰撞；或者，

当判断所述关节发生系统内部碰撞，且至少两条所述机械臂上存在发生碰撞的所述关节时，判断所述关节所发生的系统内部碰撞的类型的步骤具体包括：

获取发生碰撞的所述关节在碰撞发生后的瞬时速度；

判断位于不同的所述机械臂上且发生碰撞的所述关节的所述瞬时速度是否相等，若存在位于不同的所述机械臂上且发生碰撞的至少两个所述关节的所述瞬时速度相等，则判定所述瞬时速度相等的至少两个所述关节所在的所述机械臂之间发生碰撞；若所有发生碰撞的所述关节的所述瞬时速度均不相等，则判定所述关节发生机械臂的内部碰撞。

可选地，所述机械臂的内部碰撞包括所述机械臂的连杆与相应的所述关节的限位块之间发生碰撞。

可选地，所述机械臂具有目标位姿，当至少一个所述关节发生碰撞时，所述碰撞检测方法还包括：

以所述关节所受到的碰撞力为零作为约束条件，规划发生碰撞的所述关节所在的机械臂的运动轨迹，以使得所述机械臂沿所述运动轨迹运动时能够抵达所述目标位姿。

为实现上述目的，本发明还提供了一种碰撞检测系统，包括：

传感器组件，包括多个加速度传感器，多个所述加速度传感器分别设置在至少一条所述机械臂的至少部分关节上，所述加速度传感器用于获取相应的所述关节的实际加速度；以及，

控制单元，与所述加速度传感器通信连接，并被配置用于执行如前任一项所述的碰撞检测方法。

为实现上述目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，当所述程序被执行时，执行如前所述的碰撞检测方法。

为实现上述目的，本发明还提供了一种电子设备，包括处理器和如前所述的计算机可读存储介质，所述处理器用于执行所述计算机可读存储介质上所存储的程序。

为实现上述目的，本发明还提供了一种手术机器人系统，包括：

至少一条机械臂，所述机械臂包括多个关节；

传感器组件，包括多个加速度传感器，多个所述加速度传感器分别设置在至少一条所述机械臂的至少部分所述关节上，所述加速度传感器用于获取相应的所述关节的实际加速度；以及，

控制单元，与所述传感器组件通信连接，并被配置用于执行如前所述的碰撞检测方法。

可选地，所述加速度传感器设置在相应关节的转动连杆上，且所述加速度传感器的灵敏轴的延伸方向与相应的所述关节的转动连杆的长度方向以及所述关节的中心轴线的延伸方向相互垂直。

与现有技术相比，本发明的碰撞检测方法及系统、可读存储介质、电子设备及机器人系统具有如下优点：

前述的碰撞检测方法包括如下步骤：获取机械臂的至少部分关节的实际加速度；根据所述实际加速度判断相应的所述关节是否发生碰撞。该碰撞检测方法可以直接判断所述机械臂发生碰撞的关节，进而能够根据实际情况从关节层面进行响应并提供较佳的保护策略。

前述的碰撞检测系统包括传感器组件和控制单元，所述传感器组件包括多个加速度，多个所述加速度传感器分别设置在至少一条所述机械臂的至少部分关节上，所述加速度传感器用于相应的所述关节的实际加速度；所述控制单元与所述传感器组件通信连接，并被配置用于执行所述碰撞检测方法。将所述加速度传感器安装于机械臂的关节上，并用于获取相应的所述关节的实际加速度，进而进行碰撞检测，所述加速度传感器的体积极小，不会对机械臂的动作产生不利影响，也不会增加所述机械臂的布置难度。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的应用场景示意图；

图2是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的一条机械臂的结构示意图，图示中的机械臂具有四个关节，其中三个关节上设置有加速度传感器；

图3是本发明根据一实施例所提供碰撞检测方法的流程图；

图4是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的机械臂的关节上所安装的加速度传感器的灵敏轴与机械臂的连杆及关节的中心轴线之间的位置关系；

图5是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的机械臂的关节上所安装的加速度传感器的灵敏轴与重力方向的关系，图示中灵敏轴与重力方向重合；

图6是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的机械臂的关节上所安装的加速度传感器的灵敏轴与重力方向的关系，图示中灵敏轴与重力方向之间形成角度为θ的夹角；

图7是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的机械臂在运行过程中，对机械臂的关节进行碰撞检测的详细流程图；

图8是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的机械臂的局部结构示意图，图中标识了连杆的质心M；

图9是本发明根据另一实施例所提供的手术机器人系统的机械臂在运行过程中，对机械臂的关节进行碰撞检测的流程图；

图10是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的机械臂在运行过程中，控制单元与加速度传感器及机械臂的连接关系示意图；

图11是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的两条机械臂发生碰撞时的示意图；

图12是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的机械臂发生内部碰撞时的示意图；

图13是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的两条机械臂发生碰撞时，通过显示单元进行显示的示意图；

图14是本发明根据一实施例所提供的手术机器人系统的机械臂发生内部碰撞时，通过显示单元进行显示时的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，以下说明内容的各个实施例分别具有一或多个技术特征，然此并不意味着使用本发明者必需同时实施任一实施例中的所有技术特征，或仅能分开实施不同实施例中的一部或全部技术特征。换句话说，在实施为可能的前提下，本领域技术人员可依据本发明的公开内容，并视设计规范或实作需求，选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地实施多个实施例中部分或全部的技术特征的组合，借此增加本发明实施时的弹性。

如在本说明书中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，复数形式“多个”包括两个以上的对象，除非内容另外明确指出外。如在本说明书中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外，以及术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

图1是本发明实施例所提供的手术机器人系统的应用场景示意图。如图1所示，所述手术机器人系统包括控制端和执行端，所述控制端包括医生控制台和设置在所述医生控制台上的医生端控制装置100，所述医生端控制装置100包括第一显示装置110，所述第一显示装置110为沉浸式显示装置。所述执行端包括患者端控制装置(图中未示出)、手术操作装置200、第二显示装置300等设备。其中，所述患者端控制装置可与所述手术操作装置200集成于一体，且所述手术操作装置200包括多个机械臂210，至少一个所述机械臂210用于连接图像获取装置(图中未示出)，所述图像获取装置用于获取感兴趣的区域或装置的图像信息，至少一个所述机械臂210用于连接手术器械400，所述手术器械400用于在患者的手术区域内执行手术操作。进一步地，所述手术机器人系统还包括一控制单元500(请参考图10中的标注)，所述控制单元500可与所述机械臂210、所述图像获取装置、所述第一显示装置110、所述第二显示装置300通信连接。所述控制单元500可设置在所述患者端控制装置处，或设置在医生端控制装置处，或一部分设置在所述患者端控制装置处，另一部分设置在所述医生端控制装置处，或者完全独立于所述患者端控制装置及所述医生端控制装置。也就是说，本发明对所述控制单元500的具体设置方式不作限定，只要其能够执行相关功能即可。

利用所述手术机器人系统执行手术时，需要实时地对所述机械臂210执行碰撞检测，以及时发现碰撞，进而可以对碰撞进行响应并采取保护措施，减少甚至消除因碰撞对手术进程所造成的不利影响。

如图2所示，所述机械臂210包括多个关节211，于本发明实施例中，请参考图3，所述碰撞检测方法包括如下的步骤S100和步骤S200。所述步骤S100为：获取所述机械臂210的至少部分所述关节211的实际加速度。所述步骤S200为：根据所述实际加速度判断相应的所述关节211是否发生碰撞。该碰撞检测方法可以直接判断所述机械臂210发生碰撞的所述关节211，进而能够根据实际情况从关节层面进行响应并提供较佳的保护策略。

请继续参考图2，所述机械臂210的至少部分所述关节211上设置加速度传感器600。如此，可通过所述加速度传感器600获取相应的所述关节211的实际加速度。所述加速度传感器600的体积极小，其安装于所述机械臂210的所述关节211上，不会对所述机械臂210的动作造成干扰，并且，也不会增加所述机械臂210的各个部件的布置难度。

所述机械臂210包括多个依次连接的连杆212，每个所述连杆212用于形成至少一个所述关节211。以图2所示为例，所述机械臂210包括多个连杆212，多个所述连杆212分别为第一连杆212a、第二连杆212b、第三连杆212c和第四连杆212d，且所述第一连杆212a的一端与机械臂基座(图中未示出)转动连接，所述第一连杆212a、所述第二连杆212b、所述第三连杆212c及所述第四连杆212d还依次转动连接。其中，所述第一连杆212a与所述机械臂基座的连接点处形成为第一关节211a，所述第一关节211a具有第一中心轴线(图2中未示出)，所述第一中心轴线的延伸方向与所述第一连杆212a的长度方向垂直，以使得所述第一连杆212a能够在电机(图中未示出)的驱动下相对于所述机械臂基座绕所述第一中心轴线旋转。所述第二连杆212b与所述第一连杆212a的连接点处形成为第二关节211b，所述第二关节211b具有第二中心轴线(图2中未示出)，所述第二中心轴线的延伸方向与所述第一连杆212a及所述第二连杆212b的长度方向垂直，以使得所述第二连杆212b能够在电机的驱动下相对于所述第一连杆212a绕所述第二中心轴线旋转。所述第三连杆212c与所述第二连杆212b的连接处形成为第三关节211c，且所述第三关节211c具有第三中心轴线(图2中未示出)，所述第三中心轴线的延伸方向与所述第二连杆212b及所述第三连杆212c的长度方向垂直，以使得所述第三连杆212c能够在电机的驱动下相对于所述第二连杆212b绕所述第三中心轴线旋转。所述第四连杆212d与所述第三连杆212c的连接点处形成为第四关节211d，且所述第四关节211d具有第四中心轴线(图2中未示出)，所述第三中心轴线的延伸方向与所述第三连杆212c及所述第四连杆212d的长度方向垂直，以使得所述第四连杆212d能够在电机的驱动下相对于所述第三连杆212c绕所述第四中心轴线旋转。在此，所述第一连杆212a可以被称之为所述第一关节211a的转动连杆以及所述第二关节211b的固定连杆，所述第二连杆212b被称之为所述第二关节211b的转动连杆以及所述第三关节211c的固定连杆，所述第三连杆212c被称之为所述第三关节211c的转动连杆及所述第四关节211d的固定连杆，所述第四连杆212d被称之为所述第四关节211d的转动连杆。

本实施例中，如图4所示，“至少部分所述关节211上设置加速度传感器600”是指，至少部分所述关节211的所述转动连杆上设置加速度传感器600，也即所述加速度传感器600安装于相应的所述关节211的转动连杆上，进一步优选所述加速度传感器安装于所述转动连杆的靠近相应所述关节的位置处，且所述加速度传感器600的灵敏轴610的延伸方向与相应的所述关节211的中心轴线(图4中以点A标识所述中心轴线)的延伸方向及所述转动连杆的长度方向垂直。这样设置，使得所述灵敏轴610的延伸方向为相应的所述转动连杆旋转时所形成的圆的切线方向，因此所述灵敏轴610的加速度与所述转动连杆的加速度的方向相同，也即所述灵敏轴610的加速度的方向与所述关节211的实际加速度的方向相同。所述加速度传感器600所输出的加速度是所述灵敏轴610的加速度，其是重力在所述灵敏轴610上产生的加速度与所述关节211的实际加速度之和。因此，所述步骤S100中，可以直接通过所述加速度传感器600所输出的加速度减去重力在所述灵敏度610上所产生的加速度来得到所述关节211的实际加速度。本领域技术人员知晓，如图5所示，当所述灵敏轴610与重力方向重合时，重力在所述灵敏轴610上产生的加速度为重力加速度g，如图6所示，当所述灵敏轴610的延伸方向与重力方向呈一角度为θ的夹角时，重力在所述灵敏轴610产生的加速度为gcosθ，θ可以根据所述转动连杆旋转时的关节角及所述机械臂210的构型得到。

另外，需要说明的是，图2中仅示出一个所述机械臂210，且所述机械臂210上所述第一关节211a的转动连杆、所述第二关节211b的转动连杆和所述第三关节211d的所述转动连杆上设置所述加速度传感器600，如此，可以对所述第一关节211a、所述第二关节211b及所述第四关节211d进行碰撞判断，但对于未设置所述加速度传感器的所述第三关节211c的所述转动连杆来说，无法判断所述第三关节211c是否发生了碰撞。因此，为了检测所有所述机械臂21上的每个所述关节21a是否发生碰撞，优选在所有所述机械臂210的所有关节211的转动连杆上均设置所述加速度传感器600。从而，所述检测方法的所述步骤S100即为获取所有所述关节211的实际加速度，进而可以对每个所述关节211是否发生碰撞进行判断。

所述步骤S200中，可以采用不同的方式来判断所述关节211是否发生碰撞。可选地，如图7所示，在一些实施例中，所述步骤S200具体包括步骤S210和步骤S220，所述步骤S210为：根据机械臂的运动学模型和所述实际加速度信息计算相应的所述关节211所受到的碰撞力。所述步骤S220为：根据所述碰撞力判断所述关节是否发生碰撞。具体是判断所述碰撞力是否为零，若所述碰撞力为零，则判定所述关节211未发生碰撞，若所述碰撞力不为零，则判定所述关节211发生碰撞。

所述机械臂210的运动学模型为：

所述机械臂210的运动学模型可通过如下方式推导。

图8示出了所述机械臂210的第i关节211i及第i连杆212i的示意图。所述第i连杆212i质心M处的速度为v

式中T的含义为矩阵转置，

所述机械臂210的动能k为各个所述连杆212的动能之和：

由于

此外，所述第i连杆212i的势能u

式中，

定义函数|为：

且所述机械臂210的运动方程为：

式中，τ为n×1力矩矢量。将所述运动方程带入所述定义函数即可得到所述机械臂210的运动学模型，且模型中，

应知晓，所述机器人运动学模型及其推导过程为本领域公知，是本领域技术人员可以习知的内容。

或者，在另一些实施例中，如图9所示，所述步骤S200可包括步骤S230和步骤S240，所述步骤S230为：根据所述机械臂210的运动学模型计算所述关节211未发生碰撞时的理论加速度，也即以τ

本实施例中，所述步骤S100和所述步骤S200均可以通过所述手术机器人系统的控制单元500来执行。也即所述控制单元500与所述加速度传感器600通信连接，以在所述步骤S100中接收所述加速度传感器600所采集的所述实际加速度，并计算所述关节211的实际加速度，之后在所述步骤S200中执行所述步骤S210和所述步骤S220，或者执行所述步骤S230和所述步骤S240。故而，如图10所示，所述控制单元500至少包括信息接收模块510和数据处理模块520，且还优选包括信息输出模块530，其中所述信息接收模块510与所述加速度传感器600通信连接，以接收所述实际加速度，所述数据处理模块520与所述信息接收模块510通信连接，以用于根据所述实际加速度判断相应的所述关节是否发生碰撞，所述信息输出模块530与所述数据处理模块520通信连接，以接收判断结果并输出。输出的判断结果可通过显示模块例如所述第一显示装置110和/或所述第二显示装置300进行显示。

每一条所述机械臂210具有相应的目标位姿，当所述机械臂210运动至相应位姿时，连接于所述机械臂210上的所述手术器械400或所述图像采集装置可以执行相应的操作。因此，请返回参考图3，当判定至少一条所述机械臂210的至少一个所述关节211发生碰撞时，所述检测方法还对碰撞作出响应，具体是所述检测方法还包括步骤S300：以所述关节211所受到的碰撞力为零作为约束条件，对发生碰撞的所述关节211所在的所述机械臂210进行运动轨迹规划，以得到新的运动轨迹，所述新的运动轨迹的起始位姿可以是发生碰撞时所述机械臂210的位姿，所述新的运动轨迹的终止位姿是所述目标位姿。之后，通过控制所述机械臂210沿新的所述运动轨迹运动，以避免发生重复发生碰撞，并使得所述机械臂210能够顺利地抵达所述目标位姿。

同样地，所述步骤S300也可以通过所述控制单元500执行。请返回参考图10，所述控制单元500还包括轨迹计算模块540，所述轨迹计算模块540与所述数据处理模块520通信连接，以在接收碰撞判断结果，并在接收到所述关节211发生碰撞的判断结果后，对发生碰撞的所述关节211所在的所述机械臂210进行运动轨迹规划。所述轨迹计算单元540还与所述信息输出模块530通信连接，以使得所述信息输出模块530接收所述新的运动轨迹，并将所述新的运动轨迹发送至所述机械臂210，以控制所述机械臂210沿所述新的运动轨迹运动。优选地，所述轨迹计算单元540还可以与所述显示装置(即所述第一显示装置110和/或所述第二显示装置300)通信连接，以将所述新的运动轨迹发送至所述显示装置显示。

本领域技术人员知晓，实践中，所述关节211可能发生系统内部碰撞，也可以发生其他类型的碰撞。所述系统内部碰撞是指发生在所述手术操作装置200的内部的碰撞，包括但不限于如图11所示的不同的所述机械臂210之间发生碰撞、及所述机械臂210的内部碰撞中的至少一种，如图12所示，所述机械臂210的内部碰撞包括所述连杆212与相应的所述关节211的限位块213之间发生碰撞，此时所述关节211达到运动极限。所述其他类型的碰撞包括所述关节211与所述手术操作装置200以外的其他物体发生碰撞，其他物体例如是病床、所述第一显示装置300、呼吸机、手术室的墙壁、甚至是患者的身体等。

因此，在一个优选的实施例中，如图3、图7及图9所示，所述碰撞检测方法还包括步骤S400：判断所述关节211的碰撞类型。具体地，所述步骤S400包括步骤S410和步骤S420，所述步骤S410为：判断所述关节211是否发生系统内部碰撞。其具体为：判断所述信息接收模块510是否获得在碰撞点处的等值且反向的两个碰撞力，若是，则判定所述关节211发生所述系统内部碰撞，若否，则判定所述关节211未发生所述系统内部碰撞力。这是因为，所述关节211发生碰撞时，实际上存在两个碰撞点，且两个所述碰撞点在世界坐标系下具有相同的坐标。力的作用是相互的，因此两个所述碰撞点也即同一坐标下会存在等值且反向的两个碰撞力。对于所述系统内部碰撞来说，两个所述碰撞点均在所述手术操作装置200的所述机械臂210上，具体地，对于不同的机械臂210之间发生的碰撞来说，一个所述碰撞点在一个所述机械臂210上，另一个所述碰撞点在另一条所述机械臂210上，对于所述机械臂210的内部碰撞来说，一个所述碰撞点在所述关节211上，另一个所述碰撞点位于所述关节211的限位块213上。而对于其他类型的碰撞来说，只有一个所述碰撞点位于所述手术操作装置200上。通常，所述机械臂210上还设置有力矩传感器以感测所述机械臂210所受到的力矩，且该力矩传感器可以与所述控制单元50的所述信息接收模块510连接，但其他物体上一般不会设置力矩传感器。因此，若所述信息接收模块510接收到在所述碰撞点处的两个等值且反向的碰撞力(例如图11中所示的力f1和力f2)时，则可以判定所述关节211发生所述系统内部碰撞，若所述信息接收模块510只接收到所述碰撞点处的一个碰撞力，则可以判定所述关节211是与其他物体发生碰撞。

在判断所述关节211发生所述系统内部碰撞之后，执行所述步骤S420：判断所述系统内部碰撞的类型。具体地，当只有一条所述机械臂210上存在发生碰撞的所述关节211时，可以直接判定所述关节211发生所述机械臂210的内部碰撞。由于两个物体发生碰撞后的瞬时速度相等，因此当至少两条所述机械臂210上存在发生碰撞的所述关节211时，可通过如下的步骤S411(图中未示出)和步骤S412(图中未示出)判定所述系统内部碰撞的类型。所述步骤S411为：获取发生碰撞的所述关节211在碰撞发生后的瞬时速度，该瞬时速度可通过设置在所述关节211上的位置传感器获取。所述步骤S412为：判断位于不同的所述机械臂210上且发生碰撞的所述关节211的所述瞬时速度是否相等，若存在位于不同的所述机械臂210上且发生碰撞的至少两个所述关节211的所述瞬时速度相等，则判定所述瞬时速度相等的至少两个所述关节211所在的所述机械臂210之间发生碰撞，若所有发生碰撞的所述关节211的所述瞬时速度均不相等，则判定所述关节211发生所述机械臂210的内部碰撞。

优选地，所述步骤S400及所述步骤S500在所述步骤S200之后以及所述步骤S300之前执行，且针对不同的碰撞类型，在所述步骤S300中，所述控制单元500(具体是路径计算模块540)可执行不同的运动轨迹规划策略。详细来说，当所述机械臂210的所述关节211与外部物体发生碰撞，以及发生不同的所述机械臂210之间的碰撞时，所述控制单元500可以针对相应的所述机械臂210上的所有关节211进行运动轨迹规划。当所述关节211发生所述机械臂210的内部碰撞时，所述控制单元500可仅对发生碰撞的所述关节211进行运动轨迹规划，以实现对所述机械臂210的运动轨迹规划。

可以理解的是，当所述关节211发生碰撞，且所述控制单元500在所述步骤S300执行完毕时，所述显示模块可进行如图13及图14的显示，也即，所述显示装置可通过图像显示碰撞且还可通过文字(如图13或图14所示)、语音或灯光等任意合适的方式提示碰撞类型、新的运动轨迹，以及请施术者按照新的运动轨迹控制所述机械臂210运动等。

进一步地，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有程序，当所述程序被执行时，执行前述的碰撞检测方法。

进一步地，本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和如前所述的计算机可读存储介质，所述处理器用于执行所述计算机可读存储介质上所存储的程序。

再进一步地，本发明实施例还提供了一种碰撞检测系统，所述碰撞检测系统包括传感器组件和控制单元，所述传感器组件包括多个所述加速度传感器600，多个所述加速度传感器600分别设置在至少一条所述机械臂210的至少部分关节上，所述加速度传感器600用于获取相应的所述关节211的实际加速度。所述控制单元与所述加速度传感器600通信连接，并被配置用于执行如前所述的碰撞检测方法。这里，“多个所述加速度传感器600分别设置在至少一条所述机械臂210的至少部分关节上”是指，多个所述加速度传感器600分别设置在至少一条所述机械臂210的至少部分关节的转动连杆上。

虽然本发明披露如上，但并不局限于此。本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。