一种X光机运动轨迹规划方法与装置，所述方法包括：设定在机架摆位时控制X光机的X射线发生装置和X射线接收装置进行运动各自所要达到的目标位置；在所述X射线发生装置和X射线接收装置运动过程中，实时获取所述X射线发生装置和X射线接收装置的当前位置；若所述当前位置与目标位置不一致，则以人工势场法计算所述X射线发生装置和X射线接收装置的各运动轴速度；基于计算出的所述各运动轴速度控制所述X射线发生装置和X射线接收装置进行运动。本发明专利技术技术方案能够实现X光机在机架摆位时简单、快捷地规划出既平滑又安全，且适合多目标同时运动时的运动路径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及X射线摄影系统
，特别涉及一种X光机运动轨迹规划方法与 装置。
技术介绍
目前市场上部分医用数字化X射线摄影值R，Digital Radiography)系统在机架 摆位时采用了电动一键到位功能，在电动过程中需要解决路径规划和防碰撞问题。 现有技术中，DR系统采用的一键到位路径规划方法一般为路径插值算法，通过在 当前位置和目标位置之间计算出中间位置点来避开障碍，能够确保一定的安全性，而且该 算法简单易行，针对于运动较为简单的X光机有一定优势，但是运动路径被分割为多条直 线，轨迹不够平滑。若是仅仅追求运动轨迹的平滑性，则又无法确保在机架摆位时X光机的 相关部件运动过程中的安全性。 此外，现有技术中通常采用的静态路径规划算法，难W解决多目标同时运动时路 径复杂变化的问题。 因此，现有技术无法实现X光机在机架摆位时简单、快捷地规划出既平滑又安全， 且适合多目标同时运动时的运动路径。
技术实现思路
本专利技术要解决的是现有技术规划X光机在机架摆位时的运动路径不够平滑和安 全，且无法解决多目标同时运动时路径复杂变化的问题。 为解决上述问题，本专利技术技术方案提供一种X光机运动轨迹规划方法，包括： 设定在机架摆位时控制X光机的X射线发生装置和X射线接收装置进行运动各自 所要达到的目标位置； 在所述X射线发生装置和X射线接收装置运动过程中，实时获取所述X射线发生 装置和X射线接收装置的当前位置； 若所述当前位置与目标位置不一致，则W人工势场法计算所述X射线发生装置和 X射线接收装置的各运动轴速度； 基于计算出的所述各运动轴速度控制所述X射线发生装置和X射线接收装置进行 运动。 可选的，所述W人工势场法计算所述X射线发生装置和X射线接收装置的各运动 轴速度包括： 将所述X射线发生装置和X射线接收装置互为各自运动至目标位置途中的障碍 物； W所述X射线发生装置的旋转中必为球必，且能完全容纳所述X射线发生装置的 球形区域作为所述X射线发生装置的碰撞区域； W所述X射线接收装置的旋转中必为球必，且能完全容纳所述X射线接收装置的 球形区域作为所述X射线接收装置的碰撞区域。 可选的，所述W人工势场法计算所述X射线发生装置和X射线接收装置的各运动 轴速度还包括： 分别计算所述X射线发生装置和X射线接收装置各自运动至目标位置途中所有障 碍物的排斥力； 分别计算所述X射线发生装置和X射线接收装置各自目标位置的吸引力； 分别计算所述X射线发生装置和X射线接收装置各自所对应排斥力与吸引力的合 力； 根据所述合力计算所述X射线发生装置和X射线接收装置的各运动轴速度。 可选的，所述分别计算所述X射线发生装置和X射线接收装置各自运动至目标位 置途中所有障碍物的排斥力包括：[002引若Dft小于或等于Dmax，则； 其中，DpT为所述X射线发生装置的碰撞区域或所述X射线接收装置的碰撞区域与 其障碍物的碰撞区域之间的距离，δ;κχχ和技PTZ分别是DpT在X轴方向和Z轴方向的分量，Dm。、 为障碍物开始排斥的最大距离阔值，fWx和马^分别为所述X射线发生装置或所述X射线 接收装置在X轴方向的排斥力和在Z轴方向的排斥力，Κρ为比例系数。可选的，所述分别计算所述X射线发生装置和X射线接收装置各自目标位置的吸 引力包括： 若Dg大于或等于Dmin，则： 其中，fgwK.、?；。。!/分别为所述X射线发生装置或所述X射线接收装置在X轴方向 目标位置的吸引力和在Ζ轴方向目标位置的吸引力，Kg为比例系数，Dmi。为当前位置与目标 位置之间的距离偏差阔值，〇,。。1为所述X射线发生装置或所述X射线接收装置的当前位置 与相应目标位置之间的距离，Df。。为吸引力最小阔值，DgDdM和分别是0,。。1在X轴方向 和Z轴方向的分量。 可选的，所述根据所述合力计算所述X射线发生装置和X射线接收装置的各运动 轴速度包括： 其中，Vx、fz分别为所述X射线发生装置或所述X射线接收装置在X轴和z轴方 向的速度，起为所述X射线发生装置或所述X射线接收装置在X轴和Z轴方向的合 力，Ky为力与速度的转换比例系数，、iUz分别为X轴和Z轴方向的最大速度。 可选的，所述X射线发生装置包括球管和限束器，所述X射线接收装置包括内置平 板探测器的胸片盒。 为解决上述问题，本专利技术技术方案还提供一种X光机运动轨迹规划装置，包括： 设定单元，适于设定在机架摆位时控制X光机的X射线发生装置和X射线接收装 置进行运动各自所要达到的目标位置； 位置获取单元，适于在所述X射线发生装置和X射线接收装置运动过程中，实时获 取所述X射线发生装置和X射线接收装置的当前位置； 计算单元，适于在所述当前位置与目标位置不一致时，W人工势场法计算所述X 射线发生装置和X射线接收装置的各运动轴速度； 控制单元，适于基于计算出的所述各运动轴速度控制所述X射线发生装置和X射 线接收装置进行运动。 与现有技术相比，本专利技术的技术方案至少具有W下优点： 在X光机的机架摆位执行一键到位时，通过人工势场法计算X光机中X射线发生 装置和X射线接收装置的各运动轴速度，并W此进行实时速度的控制，从而能够在解决防 碰撞问题（确保安全性）的前提下，使得一键到位的路径相比于普通的点到点路径插值算 法更加平滑，且相比于静态路径规划算法，能够解决多目标同时运动时路径复杂变化的问 题。 通过将X光机的机架形态转换为简单的形状模型，并按照该形状模型确定W人工 势场法进行相关计算过程中X射线发生装置和X射线接收装置各自的碰撞区域，如此使X 光机中X射线发生装置和X射线接收装置的旋转运动将不会影响碰撞区域的形状和位置， 从而实现了 X射线发生装置旋转速度和X射线接收装置旋转速度与其他各个轴速度之间的 解禪，使得相关计算更为简单和快捷。 由于X光机一键到位过程中，X射线发生装置和X射线接收装置均为通过固定的 导轨沿X轴或Z轴方向做直线运动，因此在应用上避开了人工势场法所存在的局部极小问 题。【附图说明】 图1是本专利技术技术方案提供的X光机运动轨迹规划方法的流程示意图； 图2是通过人工势场法进行路径规划的原理示意图； 图3是本专利技术实施例的X光机当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种X光机运动轨迹规划方法，其特征在于，包括：设定在机架摆位时控制X光机的X射线发生装置和X射线接收装置进行运动各自所要达到的目标位置；在所述X射线发生装置和X射线接收装置运动过程中，实时获取所述X射线发生装置和X射线接收装置的当前位置；若所述当前位置与目标位置不一致，则以人工势场法计算所述X射线发生装置和X射线接收装置的各运动轴速度；基于计算出的所述各运动轴速度控制所述X射线发生装置和X射线接收装置进行运动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王炜，王维，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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