基于表面热成像传感的 3D 电外科手术过程内域温度估计的无限维自适应边界观测器
计算机视觉与模式识别
2022-11-02 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
我们提出了一种新颖的 3D 自适应观测器框架，用于确定电外科手术中的皮下有机组织温度。该观测器结构利用实时红外热像仪获得的逐点 2D 表面温度读数进行参数估计与温度场观测。我们引入了一种解耦参数自适应与估计的新方法，其中参数估计可实时运行，而观测器回路以较慢时间尺度运行。为此，我们提出了一种称为基于注意力的抗噪平均的新参数估计方法，利用表面热成像时间序列直接估计组织扩散率。我们的观测器包含基于该扩散率自适应律的实时参数自适应组件，以及基于 sensed 表面温度的 Luenberger 型校正器。在本文中，我们还提出了一种适应机器人手术环境的新模型结构，其中将电外科热分布建模为涉及新非线性输入映射的紧支撑幅值与速度控制热源。我们利用真实离体猪组织实验数据在仿真中展示了该自适应观测器的满意性能。
引用
@article{arxiv.2211.00515,
title = {Infinite-Dimensional Adaptive Boundary Observer for Inner-Domain Temperature Estimation of 3D Electrosurgical Processes using Surface Thermography Sensing},
author = {Hamza El-Kebir and Junren Ran and Martin Ostoja-Starzewski and Richard Berlin and Joseph Bentsman and Leonardo P. Chamorro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.00515},
year = {2022}
}
备注
Paper accepted to the 2022 IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2022)