X光機運動軌跡規劃方法與裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及X射線攝影系統技術領域，特別涉及一種X光機運動軌跡規劃方法與 裝置。
【背景技術】
[0002] 目前市場上部分醫用數字化X射線攝影值R，Digital Radiography)系統在機架 擺位時采用了電動一鍵到位功能，在電動過程中需要解決路徑規劃和防碰撞問題。
[0003] 現有技術中，DR系統采用的一鍵到位路徑規劃方法一般為路徑插值算法，通過在 當前位置和目標位置之間計算出中間位置點來避開障礙，能夠確保一定的安全性，而且該 算法簡單易行，針對于運動較為簡單的X光機有一定優勢，但是運動路徑被分割為多條直 線，軌跡不夠平滑。若是僅僅追求運動軌跡的平滑性，則又無法確保在機架擺位時X光機的 相關部件運動過程中的安全性。
[0004] 此外，現有技術中通常采用的靜態路徑規劃算法，難W解決多目標同時運動時路 徑復雜變化的問題。
[0005] 因此，現有技術無法實現X光機在機架擺位時簡單、快捷地規劃出既平滑又安全， 且適合多目標同時運動時的運動路徑。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的是現有技術規劃X光機在機架擺位時的運動路徑不夠平滑和安 全，且無法解決多目標同時運動時路徑復雜變化的問題。
[0007] 為解決上述問題，本發明技術方案提供一種X光機運動軌跡規劃方法，包括：
[0008] 設定在機架擺位時控制X光機的X射線發生裝置和X射線接收裝置進行運動各自 所要達到的目標位置；
[0009] 在所述X射線發生裝置和X射線接收裝置運動過程中，實時獲取所述X射線發生 裝置和X射線接收裝置的當前位置；
[0010] 若所述當前位置與目標位置不一致，則W人工勢場法計算所述X射線發生裝置和 X射線接收裝置的各運動軸速度；
[0011] 基于計算出的所述各運動軸速度控制所述X射線發生裝置和X射線接收裝置進行 運動。
[0012] 可選的，所述W人工勢場法計算所述X射線發生裝置和X射線接收裝置的各運動 軸速度包括：
[0013] 將所述X射線發生裝置和X射線接收裝置互為各自運動至目標位置途中的障礙 物；
[0014] W所述X射線發生裝置的旋轉中必為球必，且能完全容納所述X射線發生裝置的 球形區域作為所述X射線發生裝置的碰撞區域；
[0015] W所述X射線接收裝置的旋轉中必為球必，且能完全容納所述X射線接收裝置的 球形區域作為所述X射線接收裝置的碰撞區域。
[0016] 可選的，所述W人工勢場法計算所述X射線發生裝置和X射線接收裝置的各運動 軸速度還包括：
[0017] 分別計算所述X射線發生裝置和X射線接收裝置各自運動至目標位置途中所有障 礙物的排斥力；
[0018] 分別計算所述X射線發生裝置和X射線接收裝置各自目標位置的吸引力；
[0019] 分別計算所述X射線發生裝置和X射線接收裝置各自所對應排斥力與吸引力的合 力；
[0020] 根據所述合力計算所述X射線發生裝置和X射線接收裝置的各運動軸速度。
[0021] 可選的，所述分別計算所述X射線發生裝置和X射線接收裝置各自運動至目標位 置途中所有障礙物的排斥力包括：
[002引若Dft小于或等于Dmax，則；
[0023]
[0024] 其中，DpT為所述X射線發生裝置的碰撞區域或所述X射線接收裝置的碰撞區域與 其障礙物的碰撞區域之間的距離，δ;κχχ和技PTZ分別是DpT在X軸方向和Z軸方向的分量，Dm。、 為障礙物開始排斥的最大距離闊值，fWx和馬^分別為所述X射線發生裝置或所述X射線 接收裝置在X軸方向的排斥力和在Z軸方向的排斥力，Κρ為比例系數。
[00巧]可選的，所述分別計算所述X射線發生裝置和X射線接收裝置各自目標位置的吸 引力包括：
[0026] 若Dg大于或等于Dmin，則：
[0029] 其中，fgwK.、?；。。!/分別為所述X射線發生裝置或所述X射線接收裝置在X軸方向 目標位置的吸引力和在Ζ軸方向目標位置的吸引力，Kg為比例系數，Dmi。為當前位置與目標 位置之間的距離偏差闊值，〇,。。1為所述X射線發生裝置或所述X射線接收裝置的當前位置 與相應目標位置之間的距離，Df。。為吸引力最小闊值，DgDdM和分別是0,。。1在X軸方向 和Z軸方向的分量。
[0030] 可選的，所述根據所述合力計算所述X射線發生裝置和X射線接收裝置的各運動 軸速度包括：
[0031]
[0032]
[0033] 其中，Vx、fz分別為所述X射線發生裝置或所述X射線接收裝置在X軸和z軸方 向的速度，起為所述X射線發生裝置或所述X射線接收裝置在X軸和Z軸方向的合 力，Ky為力與速度的轉換比例系數，、iUz分別為X軸和Z軸方向的最大速度。
[0034] 可選的，所述X射線發生裝置包括球管和限束器，所述X射線接收裝置包括內置平 板探測器的胸片盒。
[0035] 為解決上述問題，本發明技術方案還提供一種X光機運動軌跡規劃裝置，包括：
[0036] 設定單元，適于設定在機架擺位時控制X光機的X射線發生裝置和X射線接收裝 置進行運動各自所要達到的目標位置；
[0037] 位置獲取單元，適于在所述X射線發生裝置和X射線接收裝置運動過程中，實時獲 取所述X射線發生裝置和X射線接收裝置的當前位置；
[0038] 計算單元，適于在所述當前位置與目標位置不一致時，W人工勢場法計算所述X 射線發生裝置和X射線接收裝置的各運動軸速度；
[0039] 控制單元，適于基于計算出的所述各運動軸速度控制所述X射線發生裝置和X射 線接收裝置進行運動。
[0040] 與現有技術相比，本發明的技術方案至少具有W下優點：
[0041] 在X光機的機架擺位執行一鍵到位時，通過人工勢場法計算X光機中X射線發生 裝置和X射線接收裝置的各運動軸速度，并W此進行實時速度的控制，從而能夠在解決防 碰撞問題（確保安全性）的前提下，使得一鍵到位的路徑相比于普通的點到點路徑插值算 法更加平滑，且相比于靜態路徑規劃算法，能夠解決多目標同時運動時路徑復雜變化的問 題。
[0042] 通過將X光機的機架形態轉換為簡單的形狀模型，并按照該形狀模型確定W人工 勢場法進行相關計算過程中X射線發生裝置和X射線接收裝置各自的碰撞區域，如此使X 光機中X射線發生裝置和X射線接收裝置的旋轉運動將不會影響碰撞區域的形狀和位置， 從而實現了 X射線發生裝置旋轉速度和X射線接收裝置旋轉速度與其他各個軸速度之間的 解禪，使得相關計算更為簡單和快捷。
[0043] 由于X光機一鍵到位過程中，X射線發生裝置和X射線接收裝置均為通過固定的 導軌沿X軸或Z軸方向做直線運動，因此在應用上避開了人工勢場法所存在的局部極小問 題。
【附圖說明】
[0044] 圖1是本發明技術方案提供的X光機運動軌跡規劃方法的流程示意圖；
[0045] 圖2是通過人工勢場法進行路徑規劃的原理示意圖；
[0046] 圖3是本發明實施例的X光機