X光机运动轨迹规划方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及X射线摄影系统技术领域，特别涉及一种X光机运动轨迹规划方法与 装置。
【背景技术】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
【发明内容】
[0006] 本发明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。
[0007] 为解决上述问题，本发明技术方案提供一种X光机运动轨迹规划方法，包括：
[0008] 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；
[0009] 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；
[0010] 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；
[0011] 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。
[0012] 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：
[0013] 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；
[0014] 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；
[0015] 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。
[0016] 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：
[0017] 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；
[0018] 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；
[0019] 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；
[0020] 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。
[0021] 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；
[0023]
[0024] 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。
[00巧]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：
[0026] 若Dg大于或等于Dmin，则：
[0029] 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。
[0030] 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：
[0031]
[0032]
[0033] 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。
[0034] 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。
[0035] 为解决上述问题，本发明技术方案还提供一种X光机运动轨迹规划装置，包括：
[0036] 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；
[0037] 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；
[0038] 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；
[0039] 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。
[0040] 与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有W下优点：
[0041] 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。
[0042] 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。
[0043] 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】
[0044] 图1是本发明技术方案提供的X光机运动轨迹规划方法的流程示意图；
[0045] 图2是通过人工势场法进行路径规划的原理示意图；
[0046] 图3是本发明实施例的X光机