一种基于时序轨迹点的CT床运动控制方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于时序轨迹点的CT床的运动控制方法，包括：接收第一段轨迹点数据；接收启动运动指令，控制电机进入运动状态并执行第一段轨迹点数据；反馈具有电机启动时间信息的状态字数据；接收基于状态字数据的第二段轨迹点数据；接收轨迹运行数据；依次执行第一段轨迹点数据与第二段轨迹点数据之后，执行轨迹运行数据，控制电机进行相应的轨迹运动。本发明专利技术消除了网络延时对电机运行精度的影响，提高了控制精度。本发明专利技术还公开了一种基于时序轨迹点的CT床的运动控制系统。

CT bed movement control method based on timing track point and system thereof

The invention discloses a control method, a CT based on the temporal locus of bed movement includes: receiving a first trajectory data; receiving the starting motion instructions and control the motor in motion and executing the first trajectory data; with state feedback data motor start time information; receiving second point trajectory data the word based on the data; receiving track data; after the implementation of the first trajectory data and the second point trajectory data sequentially, track operation data, control the motor to the corresponding trajectory. The invention eliminates the influence of network delay on the operation precision of the motor, and improves the control accuracy. The invention also discloses a motion control system of the CT bed based on the timing track point.

【技术实现步骤摘要】
一种基于时序轨迹点的CT床运动控制方法及其系统
本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种基于时序轨迹点的CT床运动控制方法及其系统。
技术介绍
目前，在计算机断层扫描成像系统(CT，ComputedTomography)中，对CT床的控制主要是采用闭环式驱动器对电机进行直接控制，为了使电机能够在精确的时间点运行，就需要高精度的时钟和实时系统以在精确的时间点发生运动控制命令。如果让CT床在某一时刻启动开始运行，并按照规划的位置和速度运行，现有的方法是在启动时刻发送运动的命令。在分布式的系统中，数据传输的过程中会产生网络延时。现有的方法需要考虑网络延时，网络延时将对控制器发送启动命令以及CT床的运动轨迹的精确度造成负面影响。所以控制器发送启动命令的时间需要精确控制，且网络延时影响了CT床的控制精度。现有的CT床的运动精度依赖于系统的实时性，扫描系统的设计较为复杂。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中运动控制系统复杂、依赖于系统的实时性、控制精度低等缺陷，提出了一种基于时序轨迹点的CT床运动控制方法及其系统。本专利技术提出了一种基于时序轨迹点的CT床运动控制方法，包括：接收第一段轨迹点数据；接收启动运动指令，控制电机进入运动状态并执行所述第一段轨迹点数据；反馈具有所述电机启动时间信息的状态字数据；接收基于所述状态字数据的第二段轨迹点数据；接收轨迹运行数据；依次执行所述第一段轨迹点数据与第二段轨迹点数据之后，执行所述轨迹运行数据，控制所述电机进行相应的轨迹运动。本专利技术还提出了一种基于时序轨迹点的CT床运动控制系统，包括控制单元、运动控制器和电机，其特征在于：所述控制单元向所述运动控制器发送第一段轨迹点数据和启动运动指令，控制所述电机进入运动状态并执行所述第一段轨迹点数据；所述运动控制器将具有所述电机启动时间信息的状态字数据反馈至所述控制单元；所述控制单元根据所述状态字数据向所述运动控制器发送第二段轨迹点数据，然后发送轨迹运行数据；所述运动控制器在执行所述第二段轨迹点数据以控制所述电机之后，执行所述轨迹运行数据，控制所述电机进行轨迹运动。其中，所述控制单元与所述运动控制器保持时间同步。其中，所述运动控制器具有内部缓存区；所述内部缓存区至少能存储2个数据点长度的数据。其中，所述运动控制器具有内部缓存区；所述内部缓存区存储接收到的所述第一段轨迹点数据、第二段轨迹点数据与轨迹运行数据中的至少一个。其中，所述第一段轨迹点数据和第二段轨迹点数据为运动位置与速度等于零的数据。其中，所述控制单元发送的所述第二段轨迹点数据的时间长度为T2，其表达式为：T2＝Ts-T0-T1其中，Ts表示所述电机实际需要开始运行的时刻；T0表示所述电机的启动时间；T1表示所述控制单元发送的所述第一段轨迹点数据的时间长度。其中，所述运动控制器向所述控制单元反馈所述运动控制器的状态信息。其中，所述状态信息包括所述运动控制器中内部缓存区的空余数据点个数或者当前执行的数据点个数。本专利技术的运动控制器能够返回电机启动的时间，该过程中返回的时间精度为微秒级。本专利技术的运动控制器具有内部缓存区来存储接收到的轨迹点，使控制单元无需与电机实时通信，控制点只需与运动控制器保持时间上的同步即可。本专利技术不需要考虑网络延时对于控制精度的影响，使控制系统的设计结构得到了简化。本专利技术能够精确地控制电机的启动时间。本专利技术通过获取电机启动的时间戳计算轨迹点数据，电机执行轨迹点数据并在精确地准时启动。本专利技术消除了在数据传输过程中网络延时对于电机控制的影响。本专利技术能够精确地控制CT床的运动轨迹。本专利技术能够准时启动电机，并使电机根据轨迹运行数据运动，消除了由于网络延时对电机的运动状态的影响，提高了CT床的运动轨迹的精确度。附图说明图1是本专利技术中基于时序轨迹点的CT床运动控制方法的流程图。图2是本专利技术中基于时序轨迹点的CT床运动控制系统的结构图。图3是基于时序轨迹点的CT床运动控制方法的时序示意图。图4是运动控制器反馈状态信息的流程图。具体实施方式结合以下具体实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明。实施本专利技术的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本专利技术没有特别限制内容。图1至图4中，1-控制单元，2-运动控制器，3-电机。图2显示的是基于时序轨迹点的CT床运动控制系统的结构图。控制单元1与运动控制器2保持时间同步。运动控制器2能够控制电机3的工作状态。运动控制器2至少具有2个数据点长度的内部缓存区存储接收到的轨迹点数据(dummydata)，用于存储相应的轨迹点数据。本专利技术的基于时序轨迹点的CT床运动控制方法，如图1所示，包括：步骤一：接收第一段轨迹点数据。步骤二：接收启动运动指令，控制电机3进入运动状态并执行第一段轨迹点数据。步骤三：反馈具有电机3启动时间信息的状态字数据。步骤四：接收基于状态字数据的第二段轨迹点数据。步骤五：接收轨迹运行数据。步骤六：依次执行第一段轨迹点数据与第二段轨迹点数据之后，执行轨迹运行数据，控制电机3进行相应的轨迹运动。控制单元1发送的第一段轨迹点数据和第二段轨迹点数据均为运动位置与速度等于零的数据，电机3执行第一段轨迹点数据和第二段轨迹点数据时保持静止。第二段轨迹点数据根据电机3的实际需要运动时刻、第一段轨迹点数据的时间长度以及状态字数据中的时间信息计算得出时间长度，第二段轨迹点数据的时间长度为：T2＝Ts-T0-T1；其中，T2表示控制单元发送的第二段轨迹点数据的时间长度；Ts表示电机3实际需要运行的时刻；T0表示状态字数据中电机3的启动时间；T1表示控制单元发送的第一段轨迹点数据的时间长度。进一步地，运动控制器2能实时或按一定周期地向控制单元1反馈状态信息，包括其内部缓存区中的空余数据点个数或当前正在被执行的数据点个数。例如，运动控制器2实时向控制单元1反馈状态信息，控制单元1可随时了解内部缓存区的情况，并判断是否发送轨迹点数据；或者每当执行步骤四之前，运动控制器2向控制单元1反馈其内部缓存器的存储情况，控制单元1根据运动控制器2的存储情况可判断是否向运动控制器2发送轨迹运行数据。内部缓存区可存储第一段轨迹点数据、第二段轨迹点数据与轨迹运行数据中的至少一个。例如，运动控制器2的内部缓存区能够存储K个数据点。控制单元1向运动控制器2发送第二段轨迹点数据后，电机3在执行内部缓存区里的数据点(第一段轨迹点数据和第二段轨迹点数据)的运行轨迹。运动控制器2可以实时或按一定周期的向控制单元1发送内部缓存区状态，即当前内部缓存区中空余的数据点个数，或者当前内部缓存区中正在执行的数据点个数。若正在执行的数据点个数为K，则内部缓存区中没有空余数据点，若正在执行的数据点个数小于K，则内部缓存区中有空余数据点。如图4所示，若当前内部缓存区中没有空余数据点，则电机3继续执行内部缓存区里的数据点。电机3重复执行上述数据点，直到当前内部缓存区中有空余数据点，则控制单元1向运动控制器2发送轨迹运行数据，并存入内部缓存区的空余数据点中。电机3采用先进先出的方式执行内部缓存区中的数据点，电机3按照内部缓存区中存储的数据点的先后顺序依次执行第一段轨迹点数据、第二段轨迹点数据与轨迹运行数据。本实施例中，运动控制器2采用Copley_ack本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时序轨迹点的CT床运动控制方法，其特征在于，包括：接收第一段轨迹点数据；接收启动运动指令，控制电机(3)进入运动状态并执行所述第一段轨迹点数据；反馈具有所述电机(3)启动时间信息的状态字数据；接收基于所述状态字数据的第二段轨迹点数据；所述第二段轨迹点数据的时间长度表示为：T2＝Ts‑T0‑T1；其中，T2表示第二段轨迹点数据的时间长度；Ts表示所述电机(3)实际需要开始运行的时刻；T0表示所述电机(3)的启动时间；T1表示所述控制单元(1)发送的所述第一段轨迹点数据的时间长度；接收轨迹运行数据；依次执行所述第一段轨迹点数据与第二段轨迹点数据之后，执行所述轨迹运行数据，控制所述电机(3)进行相应的轨迹运动。

【技术特征摘要】
1.一种基于时序轨迹点的CT床运动控制方法，其特征在于，包括：接收第一段轨迹点数据；接收启动运动指令，控制电机(3)进入运动状态并执行所述第一段轨迹点数据；反馈具有所述电机(3)启动时间信息的状态字数据；接收基于所述状态字数据的第二段轨迹点数据；所述第二段轨迹点数据的时间长度表示为：T2＝Ts-T0-T1；其中，T2表示第二段轨迹点数据的时间长度；Ts表示所述电机(3)实际需要开始运行的时刻；T0表示所述电机(3)的启动时间；T1表示所述控制单元(1)发送的所述第一段轨迹点数据的时间长度；接收轨迹运行数据；依次执行所述第一段轨迹点数据与第二段轨迹点数据之后，执行所述轨迹运行数据，控制所述电机(3)进行相应的轨迹运动。2.一种基于时序轨迹点的CT床运动控制系统，包括控制单元(1)、运动控制器(2)和电机(3)，其特征在于：所述控制单元(1)向所述运动控制器(2)发送第一段轨迹点数据和启动运动指令，控制所述电机(3)进入运动状态并执行所述第一段轨迹点数据；所述运动控制器(2)将具有所述电机(3)启动时间信息的状态字数据反馈至所述控制单元(1)；所述控制单元(1)根据所述状态字数据向所述运动控制器(2)发送第二段轨迹点数据，然后发送轨迹运行数据；所述控制单元(1)发送的所述第二段轨迹点数据的时间长度为T2，其表达式为：T2＝Ts-T0-T1；其中，Ts表示所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭珍珠，
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