[发明专利]螺旋扫查模式下超声数据与位置数据同步融合的方法

摘要

本发明公开了一种螺旋扫查模式下超声数据与位置数据同步融合的方法。超声采集板卡根据PRF控制换能器发出激励脉冲，三轴运动平台带动换能器以螺旋环绕的运动方式对圆柱类检测件进行超声无损检测，DSP在每两个激励脉冲间隔的时间内读取当前位置的超声数据和位置数据，根据超声成像的精度要求，判断当前位置的的超声数据是否符合融合条件，将符合要求的超声数据与位置数据进行同步融合。本发明实现了螺旋扫查模式下超声数据与位置数据的同步融合，在保证检测精度的条件下，精准高效。

主权项

1.螺旋扫查模式下超声数据与位置数据同步融合的方法，其特征在该方法包括以下步骤：步骤一：上位机设定超声采集板卡的PRF参数，超声采集板卡根据PRF参数控制换能器发出频率为fHz的激励脉冲，三轴运动平台带动换能器以螺旋环绕的运动方式对圆柱类检测件进行超声无损检测；步骤二：超声采集板卡的DSP在每两个激励脉冲之间收到来自超声采集板卡的FPGA一个中断请求，DSP根据中断请求读取当前位置的超声数据和三轴运动平台的直角坐标位置数据P(x,y,z)；步骤三：将每一次DSP读取到的直角坐标位置数据P(x,y,z)由直角坐标系转换到螺旋坐标系下，得到螺旋坐标位置数据转换公式为：其中，r表示三轴运动平台扫查的螺旋半径，θ表示三轴运动平台扫查的螺旋角，ξ表示三轴运动平台螺旋扫查的轴向前进距离；p_pitch表示三轴运动平台螺旋扫查的螺距；步骤四：将DSP初始读取的螺旋坐标位置数据作为螺旋坐标初始位置数据将DSP第二次读取获得的螺旋坐标位置数据作为螺旋坐标当前位置数据记录螺旋坐标初始位置数据的螺旋角作为初始螺旋角θ_p0以及螺旋坐标当前位置数据的螺旋角作为当前螺旋角θ_p1，并根据超声成像的精度要求确定融合阈值ε判断在当前螺旋角θ_p1是否进行数据融合，具体为：若||θ_p1‑θ_p0||<ε，初始螺旋角θ_p0值不变，返回步骤二将下一次读取到的直角坐标位置数据并按照步骤三转化为螺旋坐标位置数据，获取螺旋坐标位置数据中的螺旋角θ作为新的当前螺旋角θ_p1，再将新的当前螺旋角θ_p1与初始螺旋角θ_p0按照本步骤再次进行判断，若||θ_p1‑θ_p0||≥ε，将当前螺旋角θ_p1转化为对应的直角坐标位置数据P(x,y,z)，同步融合当前螺旋角θ_p1对应的直角坐标位置数据P(x,y,z)和当前的超声数据，将同步融合的数据存储在DSP的数据队列中；同时将当前螺旋角θ_p1作为新的初始螺旋角θ_p0，返回步骤二将下一次读取到的直角坐标位置数据按照步骤三转化为螺旋坐标位置数据，获取转化后的螺旋坐标位置数据中的螺旋角θ作为新的当前螺旋角θ_p1，将新的当前螺旋角θ_p1与新的初始螺旋角θ_p0再按照本步骤再次进行判断；步骤五：重复上述步骤二至步骤四，直至DSP获取在一次完整的螺旋扫查下的所有符合成像精度的数据集，结束检测。