一種步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法、裝置和成像系統(tǒng)制造方法及圖紙

本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法，通過對(duì)當(dāng)前周期內(nèi)探頭達(dá)到勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)的實(shí)際計(jì)步值進(jìn)行獲取，并基于該實(shí)際計(jì)步值與預(yù)設(shè)步數(shù)，可以得到當(dāng)前周期該步進(jìn)電機(jī)在加速區(qū)造成的丟步和減速區(qū)造成的過沖等導(dǎo)致的步數(shù)誤差，進(jìn)而在下一周期中采用該步數(shù)誤差進(jìn)行步數(shù)補(bǔ)償，即可解決無碼盤的步進(jìn)電機(jī)在快速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中出現(xiàn)的角度偏移的問題，保證探頭在勻速區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)位置與期望一致，維持其在預(yù)設(shè)的區(qū)域進(jìn)行圖像采集，不發(fā)生角度偏移，并且，能夠在保證探頭在勻速區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確度的前提下，提高步進(jìn)電機(jī)在勻速區(qū)的速度。

Automatic calibration method, device and imaging system of stepping motor

A method for automatically calibrating step provided by the application of the stepper motor, the actual step based on the current period to probe uniform area of the center point when the value of acquisition, and based on the actual step value and preset number of steps can be obtained as a result of overshoot step error of the stepping motor in the current cycle the acceleration area and deceleration areas caused by the lost step, and then in the next cycle the number of steps of step error compensation, can be solved without encoder stepper motor in the fast rotation occurred in the process of angle offset problems, ensure that the probe in the uniform region of the moving position consistent with expectations, to maintain its the image acquisition in the preset area, no angle offset, and to guarantee the probe movement in uniform area accuracy, improve the stepper motor speed in uniform region.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法、裝置和成像系統(tǒng)
本申請(qǐng)屬于應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)的四維超聲成像領(lǐng)域，尤其涉及一種步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法、裝置和成像系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著超聲成像技術(shù)的發(fā)展，4D(fourdimension，4維)超聲成像開始應(yīng)用。4D超聲技術(shù)就是采用3D(3維)超聲圖像加上時(shí)間維度參數(shù)，該技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)獲取三維圖像，超越了傳統(tǒng)超聲的限制。目前國(guó)內(nèi)外四維超聲成像系統(tǒng)所采用的容積探頭，主要還是以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭、通過扇形擺動(dòng)掃描目標(biāo)空間區(qū)域的機(jī)械扇掃探頭。采用這種機(jī)械扇掃探頭的成像系統(tǒng)，在探頭超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)之外，需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)探頭來回掃描的步進(jìn)馬達(dá)控制系統(tǒng)。超聲系統(tǒng)在控制探頭發(fā)射和接收超聲波的同時(shí)，還要通過馬達(dá)控制系統(tǒng)來控制探頭持續(xù)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而可以在不同角度的切面上獲取二維圖像，并且用來合成三維圖像。探頭的往復(fù)運(yùn)動(dòng)通常有以下幾個(gè)階段：正向加速區(qū)、正向勻速區(qū)、正向減速區(qū)、反向加速區(qū)、反向勻速區(qū)、反向減速區(qū)。探頭在勻速區(qū)(正向勻速區(qū)和反向勻速區(qū))采集的二維數(shù)據(jù)被用來合成三維圖像。現(xiàn)有技術(shù)方案一般是控制探頭進(jìn)行連續(xù)掃描二維圖像，同時(shí)控制探頭按照上述六個(gè)階段進(jìn)行持續(xù)的擺動(dòng)，系統(tǒng)通過判斷探頭擺動(dòng)時(shí)所處的位置來截取勻速區(qū)采集的二維圖像。當(dāng)前4D超聲探頭內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)一般采用無碼盤，但是，步進(jìn)電機(jī)如果轉(zhuǎn)度過快，會(huì)造成加速區(qū)間丟步，減速區(qū)間過沖(即在期望的停止位置無法完全停住)，因此會(huì)造成成像的勻速運(yùn)動(dòng)區(qū)間探頭的擺動(dòng)角度發(fā)生偏移，造成成像扭曲失真。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本申請(qǐng)的目的在于提供一種步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法、裝置和成像系統(tǒng)，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)在加速丟步減速過沖時(shí)，對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，以使得探頭在勻速運(yùn)動(dòng)區(qū)間的擺動(dòng)角度保持穩(wěn)定。一種步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法，包括：獲取當(dāng)前周期探頭達(dá)到預(yù)設(shè)勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)實(shí)際計(jì)步值；依據(jù)所述實(shí)際計(jì)步值、預(yù)設(shè)步數(shù)以及預(yù)設(shè)算法，計(jì)算得到下一周期的第一補(bǔ)償步數(shù)；基于上一周期計(jì)算得到的第二補(bǔ)償步數(shù)對(duì)所述步進(jìn)電機(jī)的丟步和/或過沖進(jìn)行補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)所述步進(jìn)電機(jī)進(jìn)入勻速區(qū)時(shí)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭維持在預(yù)設(shè)區(qū)域進(jìn)行圖像采集。上述的方法，優(yōu)選的，所述獲取當(dāng)前周期探頭達(dá)到預(yù)設(shè)勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)實(shí)際計(jì)步值之前，還包括：獲取探頭在勻速區(qū)的預(yù)設(shè)步數(shù)和預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)速度；依據(jù)所述預(yù)設(shè)步數(shù)以及所述預(yù)設(shè)速度，計(jì)算得到驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)的脈沖參數(shù)；依據(jù)所述脈沖參數(shù)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，使得所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)。上述的方法，優(yōu)選的，所述依據(jù)所述實(shí)際計(jì)步值、預(yù)設(shè)步數(shù)以及預(yù)設(shè)算法，計(jì)算得到下一周期的第一補(bǔ)償步數(shù)，具體包括：獲取上一周期計(jì)算得到的第二補(bǔ)償步數(shù)，所述第二補(bǔ)償步數(shù)用于在本周期的預(yù)設(shè)區(qū)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行步數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償；依據(jù)所述第二補(bǔ)償步數(shù)、所述實(shí)際計(jì)步值以及所述預(yù)設(shè)步數(shù)，計(jì)算得到第一補(bǔ)償步數(shù)。上述的方法，優(yōu)選的，基于上一周期計(jì)算得到的第二補(bǔ)償步數(shù)對(duì)所述步進(jìn)電機(jī)的丟步和/或過沖進(jìn)行補(bǔ)償，包括：當(dāng)所述步進(jìn)電機(jī)的速度達(dá)到所述預(yù)設(shè)速度時(shí)，控制所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭采用所述第二補(bǔ)償步數(shù)在勻速區(qū)運(yùn)行。上述的方法，優(yōu)選的，獲取探頭達(dá)到勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)實(shí)際計(jì)步值，包括：當(dāng)接收中心點(diǎn)反饋信號(hào)時(shí)，判定所述探頭達(dá)到勻速區(qū)的中心點(diǎn)；獲取所述探頭達(dá)到勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)的實(shí)際計(jì)步值。一種步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，包括：獲取單元，用于獲取當(dāng)前周期探頭達(dá)到預(yù)設(shè)勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)實(shí)際計(jì)步值；計(jì)算單元，用于依據(jù)所述實(shí)際計(jì)步值、預(yù)設(shè)步數(shù)以及預(yù)設(shè)算法，計(jì)算得到下一周期的第一補(bǔ)償步數(shù)；補(bǔ)償單元，用于基于上一周期計(jì)算得到的第二補(bǔ)償步數(shù)對(duì)所述步進(jìn)電機(jī)的丟步和/或過沖進(jìn)行補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)所述步進(jìn)電機(jī)進(jìn)入勻速區(qū)時(shí)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭維持在預(yù)設(shè)區(qū)域進(jìn)行圖像采集。上述的裝置，優(yōu)選的，還包括預(yù)處理單元，用于：獲取探頭在勻速區(qū)的預(yù)設(shè)步數(shù)和預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)速度；依據(jù)所述預(yù)設(shè)步數(shù)以及所述預(yù)設(shè)速度，計(jì)算得到驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)的脈沖參數(shù)；依據(jù)所述脈沖參數(shù)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，使得所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)。上述的裝置，優(yōu)選的，所述計(jì)算單元，具體用于：獲取上一周期計(jì)算得到的第二補(bǔ)償步數(shù)，所述第二補(bǔ)償步數(shù)用于在本周期的預(yù)設(shè)區(qū)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行步數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償；依據(jù)所述第二補(bǔ)償步數(shù)、所述實(shí)際計(jì)步值以及所述預(yù)設(shè)步數(shù)，計(jì)算得到補(bǔ)償步數(shù)。上述的裝置，優(yōu)選的，補(bǔ)償單元具體用于：當(dāng)所述步進(jìn)電機(jī)的速度達(dá)到所述預(yù)設(shè)速度時(shí)，控制所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭采用所述第二補(bǔ)償步數(shù)在勻速區(qū)運(yùn)行。一種成像系統(tǒng)，包括：超聲探頭，用于發(fā)射超聲波，并接收遇到阻礙物反射的超聲波；超聲發(fā)射驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)所述超聲探頭發(fā)射超聲波；步進(jìn)電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)探頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行；如上述任一項(xiàng)所述的步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，所述自動(dòng)校準(zhǔn)裝置通過所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器控制所述步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行圖像處理器，用于依據(jù)所述超聲探頭接收到的超聲波生成圖像。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)提供了一種步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法，包括：獲取當(dāng)前周期探頭達(dá)到預(yù)設(shè)勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)實(shí)際計(jì)步值；依據(jù)所述實(shí)際計(jì)步值、預(yù)設(shè)步數(shù)以及預(yù)設(shè)算法，計(jì)算得到下一周期的第一補(bǔ)償步數(shù)；基于上一周期計(jì)算得到的第二補(bǔ)償步數(shù)對(duì)所述步進(jìn)電機(jī)的丟步和/或過沖進(jìn)行補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)所述步進(jìn)電機(jī)進(jìn)入勻速區(qū)時(shí)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭維持在預(yù)設(shè)區(qū)域進(jìn)行圖像采集。采用該方法，通過對(duì)當(dāng)前周期內(nèi)探頭達(dá)到勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)的實(shí)際計(jì)步值進(jìn)行獲取，并基于該實(shí)際計(jì)步值與預(yù)設(shè)步數(shù)，可以得到當(dāng)前周期該步進(jìn)電機(jī)在加速區(qū)造成的丟步和減速區(qū)造成的過沖等導(dǎo)致的步數(shù)誤差，進(jìn)而在下一周期中基于該補(bǔ)償步數(shù)控制探頭的運(yùn)動(dòng)步數(shù)，而采用該步數(shù)誤差在下一周期進(jìn)行步數(shù)補(bǔ)償，即可解決無碼盤的步進(jìn)電機(jī)在快速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中出現(xiàn)的角度偏移的問題，保證探頭在勻速區(qū)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)位置與期望一致，維持其在預(yù)設(shè)的區(qū)域進(jìn)行圖像采集，不發(fā)生角度偏移，并且，能夠在保證探頭在勻速區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確度的前提下，提高步進(jìn)電機(jī)在勻速區(qū)的速度。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法實(shí)施例1的流程圖；圖2為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法實(shí)施例2的流程圖；圖3為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法實(shí)施例3的流程圖；圖4為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法實(shí)施例4的流程圖；圖5為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法實(shí)施例5的流程圖；圖6為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置實(shí)施例的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N成像系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N成像系統(tǒng)的使用場(chǎng)景的流程圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。首先，對(duì)本申請(qǐng)中涉及的幾個(gè)名詞進(jìn)行解釋。4D超聲成像：傳統(tǒng)超聲顯示人體內(nèi)部的二維圖像。4D超聲成像技術(shù)通本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：獲取當(dāng)前周期探頭達(dá)到預(yù)設(shè)勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)實(shí)際計(jì)步值；依據(jù)所述實(shí)際計(jì)步值、預(yù)設(shè)步數(shù)以及預(yù)設(shè)算法，計(jì)算得到下一周期的第一補(bǔ)償步數(shù)；基于上一周期計(jì)算得到的第二補(bǔ)償步數(shù)對(duì)所述步進(jìn)電機(jī)的丟步和/或過沖進(jìn)行補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)所述步進(jìn)電機(jī)進(jìn)入勻速區(qū)時(shí)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭維持在預(yù)設(shè)區(qū)域進(jìn)行圖像采集。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括：獲取當(dāng)前周期探頭達(dá)到預(yù)設(shè)勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)實(shí)際計(jì)步值；依據(jù)所述實(shí)際計(jì)步值、預(yù)設(shè)步數(shù)以及預(yù)設(shè)算法，計(jì)算得到下一周期的第一補(bǔ)償步數(shù)；基于上一周期計(jì)算得到的第二補(bǔ)償步數(shù)對(duì)所述步進(jìn)電機(jī)的丟步和/或過沖進(jìn)行補(bǔ)償，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)所述步進(jìn)電機(jī)進(jìn)入勻速區(qū)時(shí)，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭維持在預(yù)設(shè)區(qū)域進(jìn)行圖像采集。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲取當(dāng)前周期探頭達(dá)到預(yù)設(shè)勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)實(shí)際計(jì)步值之前，還包括：獲取探頭在勻速區(qū)的預(yù)設(shè)步數(shù)和預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)速度；依據(jù)所述預(yù)設(shè)步數(shù)以及所述預(yù)設(shè)速度，計(jì)算得到驅(qū)動(dòng)所述步進(jìn)電機(jī)的脈沖參數(shù)；依據(jù)所述脈沖參數(shù)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，使得所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述依據(jù)所述實(shí)際計(jì)步值、預(yù)設(shè)步數(shù)以及預(yù)設(shè)算法，計(jì)算得到下一周期的第一補(bǔ)償步數(shù)，具體包括：獲取上一周期計(jì)算得到的第二補(bǔ)償步數(shù)，所述第二補(bǔ)償步數(shù)用于在本周期的預(yù)設(shè)區(qū)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行步數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償；依據(jù)所述第二補(bǔ)償步數(shù)、所述實(shí)際計(jì)步值以及所述預(yù)設(shè)步數(shù)，計(jì)算得到第一補(bǔ)償步數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于上一周期計(jì)算得到的第二補(bǔ)償步數(shù)對(duì)所述步進(jìn)電機(jī)的丟步和/或過沖進(jìn)行補(bǔ)償，包括：當(dāng)所述步進(jìn)電機(jī)的速度達(dá)到所述預(yù)設(shè)速度時(shí)，控制所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)探頭采用所述第二補(bǔ)償步數(shù)在勻速區(qū)運(yùn)行。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取探頭達(dá)到勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)實(shí)際計(jì)步值，包括：當(dāng)接收中心點(diǎn)反饋信號(hào)時(shí)，判定所述探頭達(dá)到勻速區(qū)的中心點(diǎn)；獲取所述探頭達(dá)到勻速區(qū)的中心點(diǎn)時(shí)的實(shí)際計(jì)步值。6.一種步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)校準(zhǔn)裝置，其特...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：董仲博，李海華，王文超，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：沈陽東軟醫(yī)療系統(tǒng)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：遼寧,21