激光测距仪校正沿旋转台轴向机械振动误差的CT成像系统

激光测距仪校正沿旋转台轴向机械振动误差的ct成像系统
技术领域
1.本实用新型涉及ct成像技术领域，具体涉及激光测距仪校正沿旋转台轴向机械振动误差的ct成像系统。


背景技术：

2.x射线ct系统是利用x射线在不同角度下扫描被探测物体，根据物体各部分密度随x射线衰减不同的原理，通过图像重建算法直接重建物体内部结构的设备。由于图像重建算法基于精确的扫描几何模型建立，实际扫描过程中ct系统的几何误差会大大影响重建图像的质量，旋转台的机械振动就是ct系统几何误差的重要来源之一。具体来说，会对ct图像重建造成较大影响且最难校正的是沿旋转台轴向的机械振动误差，它主要包括：台面沿轴向的位移误差和台面绕两正交径向的偏摆误差。
3.目前，通常是通过更加精密的机械加工来减小旋转台在绕轴向旋转扫描过程中的机械振动。但是精密的机械加工也伴随着很高的制造成本。因此，如何设计一套能在图像重建时自动校正沿旋转台轴向机械振动误差的ct系统，是一个有待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的是提供即能获得小焦斑、又可得到准平行光的微区残余应力测试仪器。
5.本实用新型的目的是通过这样实现的：
6.激光测距仪校正沿旋转台轴向机械振动误差的ct成像系统包括x射线光源、旋转台、ccd探测器和由机械臂控制的激光测距仪；
7.将x射线光源、旋转台、ccd探测器依次放置于光轴，激光测距仪位于旋转台上方，对旋转台的台面上的扫描物体进行测距。
8.本实用新型提出的激光测距仪校正沿旋转台轴向机械振动误差的ct成像系统，在旋转台的上方增加了可由机械臂控制移动的激光测距仪，在不同的旋转角度下，通过测量激光测距仪与旋转台台面之间的相对距离可标定沿旋转台轴向的机械振动误差。由于激光测距仪测得的数据可与ccd探测器采集到的x射线投影信息一起实时地经由数据采集系统传输至计算机设备，该ct系统能够在进行图像重建时自动校正沿旋转台轴向的机械振动误差。
9.激光测距的精度可达0.001mm。
10.相对于ct系统的一次曝光时间，进行一次激光测距的时间可忽略不计。
11.相比于其他使用标定体模校正旋转台机械振动误差的方法，本实用新型的优势在于：
12.(1)不用进行工序繁杂的标定体模制作；
13.(2)激光本身不会对x射线扫描过程造成干扰，因此标定过程可与物体扫描过程同步进行；
14.(3)同步进行物体扫描和旋转台机械振动误差标定的方式比先标定机械振动误差再扫描物体的方式精确。
附图说明
15.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
16.图1为本实用新型结构示意图；
17.图2为本实用新型沿旋转台轴向机械振动误差的分解示意图；
18.图3为本实用新型旋转台平面上三个测距点的位置示意图。
具体实施方式
19.以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的使用范围。
20.如图1所示，激光测距仪校正沿旋转台轴向机械振动误差的ct成像系统包括x射线光源1、旋转台2、ccd探测器3和由机械臂控制的激光测距仪4；
21.将x射线光源1、旋转台2、ccd探测器3依次放置于光轴，激光测距仪4位于旋转台2上方，对旋转台2的台面上的扫描物体5进行测距。
22.系统即在扫描物体5的同时标定沿旋转台2轴向的机械振动误差，并根据此误差校正各角度下的投影数据，完成精确的ct图像重建。
23.图2示出了沿旋转台2轴向的机械振动误差，包括：旋转台2台面沿轴向的位移误差δh和台面绕x、y径向的偏摆误差δα、δβ。为了将激光测距仪测得的距离信息分解成δh、δα和δβ三部分，应依次对旋转台台面上的三个点进行测距。
24.图3示出了旋转台2平面上三个测距点的位置。三个测距点排列在以旋转台2的旋转中心o为圆心且半径r已知的圆面上。若记圆心o与测距点a、b和c的连线为oa、ob和oc，则0a与ob垂直，oc与oa、ob的夹角为135
°
。在旋转台2旋转第一圈时，使用激光测距仪4对a点测距；在旋转台2旋转第二、三圈时，使用激光测距仪4分别对b、c点测距。
25.本实用新型的ct成型系统，与现有技术相比，大大降低了旋转台机械振动误差对重建的ct图像的影响。
26.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。


技术特征：
1.激光测距仪校正沿旋转台轴向机械振动误差的ct成像系统，其特征在于，包括x射线光源(1)、旋转台(2)、ccd探测器(3)和由机械臂控制的激光测距仪(4)；将x射线光源(1)、旋转台(2)、ccd探测器(3)依次放置于光轴，激光测距仪(4)位于旋转台(2)上方，对旋转台(2)的台面上的扫描物体(5)进行测距。

技术总结
本实用新型提供激光测距仪校正沿旋转台轴向机械振动误差的CT成像系统包括X射线光源、旋转台、CCD探测器和由机械臂控制的激光测距仪；将X射线光源、旋转台、CCD探测器依次放置于光轴，激光测距仪位于旋转台上方，对旋转台的台面上的扫描物体进行测距。本实用新型通过在旋转台上方设置激光测距仪，在进行物体的扫描的同时标定沿旋转台轴向的机械振动误差，进而自动校正CT扫描的投影数据，精确地实现CT图像重建。像重建。像重建。


技术研发人员：王曌 刘志国 张爽 王鑫 杜泽霖 潘凯 周鹏
受保护的技术使用者：北京师范大学
技术研发日：2021.01.11
技术公布日：2021/11/30