一种OCT系统振动抑制方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及OCT技术领域，特别涉及一种OCT系统振动抑制方法及装置。所述方法包括：测量OCT系统运动过程中的振动参数，得到所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f；基于所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f和预设的输入整形器，计算得到所述输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti；基于所述开环步进电机的加速度

【技术实现步骤摘要】
一种OCT系统振动抑制方法及装置


[0001]本申请涉及OCT
，特别涉及一种OCT系统振动抑制方法及装置。

技术介绍

[0002]OCT(Optical Coherence Tomography，光学相干层析成像)是一种高灵敏度、高分辨率、高速度、无入侵的成像方式，已被广泛应用于眼底疾病领域，对眼底疾病的诊断及病情监测有着重要意义，且逐渐成为某些眼底疾病诊断的金标准。
[0003]OCT主要由成像系统和自动移动平台组成，自动移动平台负责控制成像系统的升降、平移、调焦等，其运动性能的好坏直接影响着眼底图像采集的快速性和精确性。自动移动平台包括三轴运动机构和用于提供动力的电机，三轴运动机构包括升降丝杠和平移丝杠，通过丝杠传动可实现X、Y、Z三轴运动，作为示例可参考图1所示，图1为OCT系统组成示意图，注意图1中只画出了XY某一方向的平移丝杠。
[0004]升降丝杠负责成像系统的升高和降低，但也因为这一机构的存在，在OCT系统中引入了柔性部件，而柔性部件的引入使得电机带动成像系统做平移运动时，成像系统会不可避免的产生振动，从而导致成像精度变差，稳定时间变长，另外OCT系统的振动还会激发桌面上其他物品(如显示器)的振动，从而影响眼部的医疗诊断效果及用户体验。在一种现有技术中，可以采用步进电机的速度S型规划控制，这在一定程度上能抑制步进电机的低频振动，但其也只能用来抑制步进电机本身的振动，对抑制柔性负载端的振动几乎没有效果；在另一种现有技术中，可在机械系统上增加机械阻尼机构，从而可以抑制特定运动工况下的成像系统振动，然而这种做法只能针对特定工况，且每套OCT系统都要额外增加机械阻尼机构，导致每套OCT系统成本的上升。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种OCT系统振动抑制方法及装置，用以解决现有技术中存在的COT系统振动的问题。
[0006]第一方面，本申请提供了一种OCT系统振动抑制方法，所述OCT系统振动的电机为开环步进电机，所述方法包括：
[0007]测量OCT系统运动过程中的振动参数，得到所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f；
[0008]基于所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f和预设的输入整形器，计算得到所述输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti；
[0009]基于所述开环步进电机的加速度
‑
时间参数，得到所述开环步进电机的第一位置曲线，并将所述三脉冲序列及时滞与所述第一位置曲线进行卷积运算，以得到第二位置曲线；
[0010]对所述第二位置曲线进行二阶求导，得到所述开环步进电机的调整后的加速度
‑
时间参数；
[0011]基于所述调整后的加速度
‑
时间参数对所述开环步进电机进行控制。
[0012]可选地，测量OCT系统运动过程中的振动参数，得到所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f的步骤包括：
[0013]采用固定在所述OCT系统机架上的加速度计，定时采集所述OCT系统在运动过程中XYZ轴的振动数据，其中，所述加速度计通过刚性连接的方式固定在所述OCT系统的机架上，所述加速度计的轴向与所述机架规定的轴向相同；
[0014]基于所述OCT系统在运动过程中XYZ轴的振动数据，采用自由衰减法计算所述OCT系统的机械阻尼比ξ；
[0015]对所述OCT系统在运动过程中XYZ轴的振动数据进行傅里叶变换，得到所述OCT系统的振动频率f。
[0016]可选地，所述输入整形器为零振动微分ZVD输入整形器或极不灵敏EI输入整形器。
[0017]可选地，若所述输入整形器为ZVD输入整形器，则基于所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f和预设的输入整形器，计算得到所述输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti的步骤包括：
[0018]采用以下公式：
[0019][0020]计算得到ZVD输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti，其中，i＝1，2，3，T为被控对象的振动周期T＝2π/ω
d
，其总时滞为1个振动周期T；
[0021]若所述输入整形器为EI输入整形器，则基于所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f和预设的输入整形器，计算得到所述输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti的步骤包括：
[0022]预设灵敏度经验值V
exp
，并采用以下公式：
[0023][0024]计算得到EI输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti，其中，i＝1，2，3，T为所述OCT系统的振动周期。
[0025]可选地，基于所述开环步进电机的加速度
‑
时间参数，得到所述开环步进电机的第一位置曲线，并将所述三脉冲序列及时滞与所述第一位置曲线进行卷积运算，以得到第二位置曲线的步骤包括：
[0026]基于所述开环步进电机的加速时间t1，加速度a1；匀速时间t2，最大速度v
m
；减速时
间t3，加速度
‑
a3，得到所述开环步进电机的第一位置曲线函数：
[0027][0028]将所述三脉冲序列及时滞与所述第一位置曲线函数进行卷积处理，得到所述开环步进电机的第二位置曲线函数：
[0029][0030]对所述第二位置曲线进行二阶求导，得到所述开环步进电机的调整后的加速度
‑
时间参数的步骤包括：
[0031]对进行二阶求导，得到加速度函数为：
[0032][0033]第二方面，本申请提供了一种OCT系统振动抑制装置，所述OCT系统振动的电机为开环步进电机，所述装置包括：
[0034]测量单元，用于测量OCT系统运动过程中的振动参数，得到所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f；
[0035]计算单元，用于基于所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f和预设的输入整形器，计算得到所述输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti；
[0036]卷积单元，用于基于所述开环步进电机的加速度
‑
时间参数，得到所述开环步进电机的第一位置曲线，并将所述三脉冲序列及时滞与所述第一位置曲线进行卷积运算，以得到第二位置曲线；
[0037]求导单元，用于对所述第二位置曲线进行二阶求导，得到所述开环步进电机的调整后的加速度
‑
时间参数；
[0038]控制单元，用于基于所述调整后的加速度
‑
时间参数对所述开环步进电机进行控制。
[0039]可选地，测量OCT系统运动过程中的振动参数，得到所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f时，所述测量单元具体用于：
[0040]采用固定在所述OCT系统机架上的加速度计，定时采集所述OCT系统在运动过程中XYZ轴的振动数据，其中，所述加速度计通过刚性连接的方式固定在所述OCT系统的机架上，
所述加速度计的轴向与所述机架规定的轴向相同；
[0041]基于所述OCT系统在运动过程中XYZ轴的振动数据，采用自由衰减法计算所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种OCT系统振动抑制方法，其特征在于，所述OCT系统振动的电机为开环步进电机，所述方法包括：测量OCT系统运动过程中的振动参数，得到所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f；基于所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f和预设的输入整形器，计算得到所述输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti；基于所述开环步进电机的加速度
‑
时间参数，得到所述开环步进电机的第一位置曲线，并将所述三脉冲序列及时滞与所述第一位置曲线进行卷积运算，以得到第二位置曲线；对所述第二位置曲线进行二阶求导，得到所述开环步进电机的调整后的加速度
‑
时间参数；基于所述调整后的加速度
‑
时间参数对所述开环步进电机进行控制。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，测量OCT系统运动过程中的振动参数，得到所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f的步骤包括：采用固定在所述OCT系统机架上的加速度计，定时采集所述OCT系统在运动过程中XYZ轴的振动数据，其中，所述加速度计通过刚性连接的方式固定在所述OCT系统的机架上，所述加速度计的轴向与所述机架规定的轴向相同；基于所述OCT系统在运动过程中XYZ轴的振动数据，采用自由衰减法计算所述OCT系统的机械阻尼比ξ；对所述OCT系统在运动过程中XYZ轴的振动数据进行傅里叶变换，得到所述OCT系统的振动频率f。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入整形器为零振动微分ZVD输入整形器或极不灵敏EI输入整形器。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，若所述输入整形器为ZVD输入整形器，则基于所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f和预设的输入整形器，计算得到所述输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti的步骤包括：采用以下公式：计算得到ZVD输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti，其中，i＝1，2，3，T为被控对象的振动周期T＝2π/ω
d
，其总时滞为1个振动周期T；若所述输入整形器为EI输入整形器，则基于所述OCT系统的机械阻尼比ξ和振动频率f和预设的输入整形器，计算得到所述输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti的步骤包括：预设灵敏度经验值V
exp
，并采用以下公式：
计算得到EI输入整形器三脉冲序列Ai及时滞ti，其中，i＝1，2，3，T为所述OCT系统的振动周期。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的方法，其特征在于，基于所述开环步进电机的加速度
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时间参数，得到所述开环步进电机的第一位置曲线，并将所述三脉冲序列及时滞与所述第一位置曲线进行卷积运算，以得到第二位置曲线的步骤包括：基于所述开环步进电机的加速时间t1，加速度a1；匀速时间t2，最大速度v
m
；减速时间t3，加速度
‑
a3，得到所述开环步进电机的第一位置曲线函数：将所述三脉冲序列及时滞与所述第一位置曲线函数进行卷积处理，得到所述开环步进电机的第二位置曲线函数：对所述第二位置曲线进行二阶求导，得到所述开环步进电机的调整后的加速度
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时间参数的步骤包括：对进行二阶求导，得到加速度函数为：6.一种OCT系统振动抑制装置，其特征在于，所述OCT系统振动的电机为开环步进电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，汪霄，
申请(专利权)人：图湃北京医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：