[發明專利]一種超聲探測成像方法與裝置

無效

• 申請號: 201410144020.6
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103954966A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 韋崗;寧更新
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89;G01S7/481
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及一種探測范圍靈活可調的超聲探測技術，特別涉及一種超聲探測成像方法與裝置。

背景技術

隨著科技日益發展，對探測區域要求靈活多變且要對探測物體內部特性進行探測的超聲探測技術也顯得越來越重要，這類探測技術在工業、醫療、安全以及科研領域都有著廣泛應用，像是工業超聲檢測、醫療超聲探測等等都離不開探測區域靈活多變的超聲探測技術。因此，高精度、低成本、探測區域靈活的超聲探測技術顯得尤為重要和迫切。目前針對物體內部信息進行掃描探測主要采用線陣探測和面陣探測兩種方式。線陣探測方式是指將探測元件排列成一行，然后通過被探測物體和改行探測元件的相對勻速運動（一般是被探測物體勻速運動）進行對探測物體的逐行連續掃描，進而將一行行的圖像進行拼接等處理，將多行線陣圖像組成面陣圖像。而面陣探測方式是指將探測元件直接排成一個矩陣，用排列好的探測元件直接對被探測物體進行探測得到面陣圖像。面陣探測方式比較直觀、探測速度快，但所需探測元件比較多，成本較高，而且每行的探測元件一般比線陣少故探測精度也受到限制；線陣探測方式只有一行探測元件，因此可以布置相對面陣密集的探測元件以達到該行有較高的探測精度，但線陣探測方式需要進行圖像的拼接因此需要較為復雜的圖像處理方法。超聲探測技術從探測方式也分為手動探測和自動探測。手動探測的探測區域靈活可變，但是由于不知道超聲探頭的準確位置，導致探測后處理的圖像拼接上帶來很大麻煩，使得探測后處理算法復雜，成像準確性不高。自動探測由于知道超聲探頭的位置信息，很容易處理探測后處理的圖像拼接問題，但是這種探測一般探測區域是固定的。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種超聲探測成像方法，該方法利用了可折疊多級旋轉超聲探頭進行區域掃描，可折疊多級旋轉超聲探頭在步進電機的驅動下按照固定時間間隔采集探測區域信息，進行成像，最后通過圖像處理技術實現各行圖像的拼接。

本發明的另一目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種實現超聲探測成像方法的裝置，該裝置采用了線陣探測技術，結構簡單，在區域掃描中超聲探頭定位準確，易于操作，方便控制，精度高。

本發明的首要目的通過下述技術方案實現：一種超聲探測成像方法，包括以下步驟：

步驟1、步進電機驅動可折疊多級旋轉超聲探頭，所述可折疊多級旋轉超聲探頭的超聲探頭發射超聲信號，采集超聲回波探測信號并傳給探測主機；

步驟2、信號處理模塊對超聲探頭的位置信息進行定位計算，將位置信息傳給探測主機；

步驟3、探測主機對拾取的超聲回波探測信號進行成像，并根據位置信息進行圖像拼接，獲得探測目標的圖像；

步驟4、探測主機將得到的圖像通過圖像顯示器顯示出來；

在步驟2中，進行所述定位計算的方法包括以下步驟：

步驟21、步驟1中所述的可折疊多級旋轉超聲探頭具有n個步進電機和n-1個支桿，n為大于2的正整數；第n-1支桿L_n-1的左端通過第n-1步進電機O_n-1與吸盤1相連接，第n-1支桿L_n-1的右端通過第n-2步進電機O_n-2與第n-2支桿L_n-2的左端相連接，第n-2支桿L_n-2的右端通過第n-3步進電機O_n-3與第n-3支桿L_n-3的左端相連接，依此類推，直到第2支桿L₂的右端通過第1步進電機O₁與第1支桿L₁的左端相連接，第1支桿L₁的右端通過步進電機O與超聲探頭L的左端相連接，超聲探頭L的右端設為R；

步驟22、固定吸盤1，設第n-1步進電機O_n-1點的坐標為坐標原點（0，0），并在坐標原點建立平面直角坐標系，第n-1支桿L_n-1與水平正方向的夾角為α，第n-2支桿L_n-2與水平正方向的夾角為β，依此類推，直到超聲探頭L與水平正方向的夾角為r，則第n-2步進電機O_n-2點的坐標為o_n-2(x_n-2,y_n-2)：