場傳感器輸出一個值，所述 第屯磁場傳感器組35和所述第八磁場傳感器組55分別輸出Ξ個值。所述第屯重力傳感器 組38和所述第八重力傳感器組58分別各自包括Ξ個軸向正交設(shè)置的重力傳感器，每個重 力傳感器輸出一個值，所述第屯重力傳感器組38和所述第八重力傳感器組58分別輸出Ξ 個值。
[0034] 如圖3所示，本實用新型的具體實施過程是：W下W第二角度確定模塊5為例說 明：系統(tǒng)建立一個空間坐標(biāo)系0-ΧΥΖ，該空間坐標(biāo)系的Ζ軸垂直于水平面，在該坐標(biāo)系中，W 該空間一個確定位置的第八加速度傳感器55數(shù)據(jù)為其初始數(shù)據(jù)旬狂。、Υ。、Ζ。)，第八重力傳 感器58的初始數(shù)據(jù)G。（0、0、-1)。當(dāng)設(shè)備運動時，所述第八加速度傳感器55輸出為Gi (r、 s、t)，第八重力傳感器58輸出的數(shù)據(jù)為Cl狂1、Yi、Zi)，對采集的所述第八加速度傳感器55 和所述第八重力傳感器58的實時數(shù)據(jù)Ci、Gi和其初始數(shù)據(jù)C e、G。進行歸一化處理，即，根據(jù) 所述第八加速度傳感器55和所述第八重力傳感器58的數(shù)據(jù)及其初始數(shù)據(jù)建立旋轉(zhuǎn)矩陣， 通過變換矩陣獲取所述超聲設(shè)備在空間的矢量角度。由于所述第八重力傳感器58安裝在 第二超聲設(shè)備2上，所述第八重力傳感器58繞Ξ個坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的角度即為超聲設(shè)備在空間 中與Ξ個軸的角度，若所述第八重力傳感器58繞X軸旋轉(zhuǎn)的角度為α，繞Y軸旋轉(zhuǎn)的角度 為β，繞Ζ軸旋轉(zhuǎn)的角度為丫，則所述第八重力傳感器58與^個軸的角度為（α、β、丫）。
[0035] 旋轉(zhuǎn)矩陣表示的是任意矢量繞坐標(biāo)系0-ΧΥΖ軸線旋轉(zhuǎn)時的坐標(biāo)變換，矢量繞坐標(biāo) 系0-ΧΥΖ Ξ個軸線旋轉(zhuǎn)的變換矩陣為：
[0036]
[0037]
[0038]
[00測 由此，對C。、Cl、G。、G謹(jǐn)立聯(lián)立方程：
[0040] G〇= GiXX (曰）Y ( β ) Z (丫） (1)
[0041] C〇= CiXX ( α )Υ ( β )Z (丫） (2)
[0042] 通過矩陣變換和公式（1) (2)，得到：
[0045] 由于矢量角度（α、β、丫）和第八磁場傳感器組58的空間角度并非一一對應(yīng)，例 如角度矢量（30°，60°，100°)和（-150°，120°，-80°)表示一個空間角度，為了消除運種重復(fù)的 表示，限制各個角度的取值范圍：-18〇°《〇<18〇°，-9〇°《0<9〇°，-18〇°《丫<18〇°。
[0046] 通過（3)、（4)求出α、β、丫，即所述第八重力傳感器58與Ξ個軸的角度矢量為 (α、β、丫），也即是超聲設(shè)備與S個軸的角度矢量為（α、β、丫），由此，通過超聲設(shè)備與 Ξ個軸的角度，確定了該第二超聲設(shè)備2的超聲方向。
[0047] 如圖4所示，本實用新型的優(yōu)選實施方式是：所述第二超聲設(shè)備2設(shè)置無線通訊發(fā) 生模塊25,所述第一工作設(shè)備1設(shè)置無線通訊接收模塊11。所述第一工作設(shè)備1和所述第 二超聲設(shè)備2通過無線通信進行連接。所述第一工作設(shè)備1和所述第二超聲設(shè)備2分別設(shè) 置無線通訊模塊，所述第二通訊設(shè)備2通過無線通訊發(fā)生模塊25將確定的方向信息傳送到 所述第一工作設(shè)備1，所述第一工作設(shè)備1根據(jù)無線通訊接收模塊11接收的方向信息進行 移動，當(dāng)所述第一工作設(shè)備1的方向信息與所述第二超聲設(shè)備2確定的方向信息一致時，確 定該方向為其工作方向。通過無線通信方式的配合，方便了設(shè)備的使用。
[0048] 本實用新型的優(yōu)選實施方式是：所述第一角度確定模塊31包括第一角度確定組 件34,所述第一角度確定組件34為第一巧螺儀；所述第二角度確定模塊5包括第二角度確 定組件54,所述第二角度確定組件54為第二巧螺儀。由于巧螺儀中包括多組加速度傳感 器，可W其安裝載體的空間角度，計算過程和原理與前述相同。
[0049] 本實用新型的優(yōu)選實施方式是：所述第一角度確定模塊3還包括第屯角加速度傳 感器組，所述第二角度確定模塊5還包括第八角加速度傳感器組。所述第屯角加速度傳感 器組和所述第八角加速度傳感器組各自分別包括Ξ個軸向正交的角加速度傳感器。通過角 加速度傳感器組的使用，即時確定其角加速度，通過角加速度快速確定其角度，使在移動過 程中，能快速、平滑地獲得設(shè)備角度。
[0050] 本實用新型的優(yōu)選實施方式是：所述第一工作設(shè)備1為手術(shù)設(shè)備、超聲設(shè)備、振動 設(shè)備中任意一種或多種。
[0051] 本實用新型的技術(shù)效果是：構(gòu)建一種基于超聲圖像的角度確定方法及系統(tǒng)，所述 第二超聲發(fā)生模塊21發(fā)生超聲波，所述第二超聲接收模塊22接收該超聲波，通過所述成像 模塊23生成的圖像確定位置，W所述成像模塊23確定位置的方向通過所述第二角度確定 組件34確定所述第二超聲設(shè)備2的角度；通過所述第一角度確定組件34得到所述第一工 作設(shè)備1的角度，移動所述第一工作設(shè)備1至所述第一工作設(shè)備1的角度和所述第二超聲 設(shè)備2確定的軸向角度一致時，所述第一工作設(shè)備1 W該方向工作。本實用新型的基于超 聲圖像的角度確定方法及系統(tǒng)，由第二超聲設(shè)備2的超聲成像技術(shù)形成圖像，根據(jù)圖像確 定所述第一工作設(shè)備1的方向。本實用新型的基于超聲圖像的角度確定方法及系統(tǒng)，能精 確地確定第一工作設(shè)備1的工作方向，簡便易行。
[0052] W上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細(xì)說明，不能 認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于運些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可W做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視 為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于超聲圖像的角度確定裝置，其特征在于，包括第一工作設(shè)備、第二超聲設(shè) 備、第一角度確定組件、第二角度確定組件，所述第一角度確定組件安裝在所述第一工作設(shè) 備上、所述第二角度確定組件安裝在所述第二超聲設(shè)備上，所述第二超聲設(shè)備包括第二超 聲發(fā)生模塊、第二超聲接收模塊、成像模塊，所述第二超聲發(fā)生模塊發(fā)生超聲波，所述第二 超聲發(fā)生模塊發(fā)生超聲波，所述第二超聲接收模塊接收該超聲波，通過所述成像模塊生成 的圖像指示方向，以所述成像模塊確定位置的方向通過所述第二角度確定組件確定所述第 二超聲設(shè)備的角度；通過所述第一角度確定組件得到所述第一工作設(shè)備的角度，移動所述 第一工作設(shè)備至所述第一工作設(shè)備的角度和所述第二超聲設(shè)備確定的軸向角度一致時，所 述第一工作設(shè)備以該方向工作。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于超聲圖像的角度確定裝置，其特征在于，所述第一角度確 定組件包括第一加速度傳感器組、第二加速度傳感器組、第三加速度傳感器組，所述第一加 速度傳感器組、所述第二加速度傳感器組、所述第三加速度傳感器組方向各不相同地安裝 在所述第一工作設(shè)備的軸向；所述第二角度確定組件包括第四加速度傳感器組、第五加速 度傳感器組、第六加速度傳感器組，所述第四加速度傳感器組、所述第五加速度傳感器組、 所述第六加速度傳感器組方向各不相同地安裝在所述第二超聲設(shè)備的軸向，所述第一加 速度傳感器組、所述第二加速度傳感器組、所述第三加速度傳感器組、所述第四加速度傳感 器組、所述第五加速度傳感器組、所述第六加速度傳感器組各自分別包括至少三個軸向正 交的加速度傳感器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于超聲圖像的角度確定裝置，其特征在于，所述第一角度確 定組件包括第七磁場傳感器組和第七重力傳感器組；所述第二角度確定組件包括第八磁場 傳感器組和第八重力傳感器組，所述第七磁場傳感器組和所述第八磁場傳感器組各自分 別包括三個軸向正交設(shè)置的磁場傳感器，所述第七重力傳感器組和所述第八重力傳感器組 各自分別包括三個軸向正交設(shè)置的重力傳感器。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于超聲圖像的角度確定裝置，其特征在于，所述第一角度確 定組件為第一陀螺儀；所述第二角度確定組件為第二陀螺儀。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于超聲圖像的角度確定裝置，其特征在于，所述第一角度確 定組件和所述第二角度確定組件為多軸傳感器，所述多軸傳感器包括加速度傳感器、地磁 傳感器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于超聲圖像的角度確定裝置，其特征在于，所述驗證模塊設(shè) 置在所述第一工作設(shè)備上。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述基于超聲圖像的角度確定裝置，其特征在于，所述第二超聲設(shè) 備設(shè)置無線通訊發(fā)生模塊，所述第一工作設(shè)備設(shè)置無線通訊接收模塊。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于超聲圖像的角度確定裝置，其特征在于，所述第一工作設(shè) 備為手術(shù)設(shè)備、超聲設(shè)備、振動設(shè)備中任意一種或多種。9. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述基于超聲圖像的角度確定裝置，其特征在于，所述第一角度 確定組件還包括第七角加速度傳感器組，所述第二角度確定組件還包括第八角加速度傳感 器組，所述第七角加速度傳感器組和所述第八角加速度傳感器組各自分別包括三個軸向 正交的角加速度傳感器。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于超聲圖像的角度確定裝置，所述第二超聲發(fā)生模塊發(fā)生超聲波，所述第二超聲接收模塊接收該超聲波，通過所述成像模塊生成的圖像確定位置，以所述成像模塊確定位置的方向通過所述第二角度確定組件確定所述第二超聲設(shè)備的角度；通過所述第一角度確定組件得到所述第一工作設(shè)備的角度，移動所述第一工作設(shè)備至所述第一工作設(shè)備的角度和所述第二超聲設(shè)備確定的軸向角度一致時，所述第一工作設(shè)備以該方向工作。本實用新型的基于超聲圖像的角度確定方法及系統(tǒng)，由第二超聲設(shè)備的超聲成像技術(shù)形成圖像，根據(jù)圖像確定所述第一工作設(shè)備的方向。本實用新型的基于超聲圖像的角度確定方法及系統(tǒng)，能精確地確定第一工作設(shè)備的工作方向，簡便易行。
【IPC分類】G01C1/00
【公開號】CN205300573
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】黃繼宏
【申請人】深圳市一體醫(yī)療科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2013年12月30日