[發明專利]加速器機架旋轉角度測量系統、方法及放射治療設備

有效

• 申請號: 201911004194.1
• 申請日: 2019-10-22
• 公開（公告）號: CN110812710B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 文虎兒;黃思盛;姚毅
• 申請（專利權）人: 蘇州雷泰智能科技有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 郭帥

1.一種加速器機架旋轉角度測量系統，其特征在于，包括：多組紅外雙目相機和四個紅外點光源，所述多組紅外雙目相機等間隔地安裝于加速器的機架上，所述四個紅外點光源安裝于所述加速器的床板上，

所述四個紅外點光源包括：位于所述床板的靠近所述機架的一邊的中心處的第一紅外點光源；位于所述第一紅外點光源的遠離所述機架的一側的第二紅外點光源、第三紅外點光源和第四紅外點光源，所述第二紅外點光源、所述第三紅外點光源和所述第四紅外點光源位于沿與所述一邊平行延伸的同一豎直線上，并且所述第二紅外點光源、所述第三紅外點光源和所述第四紅外點光源等間距設置。

2.根據權利要求1所述的加速器機架旋轉角度測量系統，其特征在于，所述多組紅外雙目相機中的每一組紅外雙目相機均由兩個相同的紅外相機構成，并且每個紅外相機的焦距為12 mm，所述兩個相同的紅外相機之間的距離為10 cm，所述兩個相同的紅外相機同步采集的幀率為30 Hz。

3.根據權利要求1所述的加速器機架旋轉角度測量系統，其特征在于，所述四個紅外點光源中的每一個紅外點光源均為紅外LED點光源，所述紅外LED點光源的LED燈管的直徑為3mm，紅外波長為850 nm。

4.根據權利要求1所述的加速器機架旋轉角度測量系統，其特征在于，所述豎直線與所述第一紅外點光源之間的距離為30 cm，并且所述第二紅外點光源與所述第三紅外點光源以及所述第三紅外點光源與所述第四紅外點光源之間的間距均為20 cm。

5.一種加速器機架旋轉角度測量方法，其特征在于，用于根據權利要求1至4中任一項所述的加速器機架旋轉角度測量系統，所述方法包括：

勻速旋轉加速器的機架；

使所述機架上的多組紅外雙目相機中的旋轉處于所述機架的頂端最高位置的一組紅外雙目相機同步采集四個紅外點光源的圖像；

實時提取該一組紅外雙目相機所采集的圖像中的第一紅外點光源；

計算所述第一紅外點光源在左相機坐標系下的三維坐標，該一組紅外雙目相機包括彼此相同的左相機和右相機，所述左相機坐標系為基于所述左相機的坐標系；

通過預先獲得的床板坐標系相對于基于所述左相機的坐標系的變換矩陣，計算所述左相機坐標系相對于所述床板坐標系的三維坐標，所述床板坐標系以所述第一紅外點光源為坐標原點建立的坐標系，所述床板坐標系的y軸為第二紅外點光源、第三紅外點光源和第四紅外點光源所位于的豎直線的延伸方向，所述床板坐標系的x軸為與所述豎直線的延伸方向垂直的方向；

通過預設算法計算出所述機架的擺角平面以及由所述第一紅外點光源的三維坐標點組成的圓弧圓心，包括：通過最小二乘法擬合計算所述機架的擺角平面以及所述第一紅外點光源的三維坐標點組成的圓弧圓心；

計算出多個時刻下所述第一紅外點光源的三維坐標點到所述圓弧圓心的向量；

通過求解所述向量的夾角來計算獲得所述機架的旋轉角度。

6.根據權利要求5所述的加速器機架旋轉角度測量方法，其特征在于，在所述勻速旋轉加速器的機架之前，所述方法還包括：

對所述機架上的多組紅外雙目相機中每一組紅外雙目相機進行分別標定，以獲取對應的標定參數，所述標定參數包括所述左相機和所述右相機的焦距、所述左相機和所述右相機相對于該一組紅外雙目相機的軸心的偏移量；

分別計算所述床板坐標系相對于基于所述左相機的坐標系的變換矩陣和基于所述右相機的坐標系的變換矩陣；

對所述多組紅外雙目相機進行聯合標定，以獲得每個左相機之間的變換矩陣。

7.根據權利要求6所述的加速器機架旋轉角度測量方法，其特征在于，所述對所述機架上的多組紅外雙目相機中每一組紅外雙目相機進行分別標定，以獲取對應的標定參數，包括：

根據所述機架上的多組紅外雙目相機中每一組紅外雙目相機的拍攝對象在物理世界上的坐標與在該每一組紅外雙目相機所采集的圖像上的坐標之間的關系矩陣來計算標定參數。