一种手持式超声采集方法

本发明涉及超声采集，尤其是涉及一种手持式超声采集方法。

背景技术：

1、手持式超声探测器在医学、工业、科研和生产等领域有广泛应用，其应用通常需要精确定位待检测物体的位置，并获得高质量的超声图像。

2、传统的手持式超声采集方法需要经验丰富的操作员来处理手持式探头的角度和位置以及调整超声波的频率、幅度和方向等参数，这种方法存在使用门槛高、操作复杂、易受操作员技能水平影响等问题。

3、现有的手持式超声采集方法，当面对不同位置的待测物时，无法确保超声波能够精确照射到待测物体，待检测物体位置的检测不准确，容易导致形成的超声图像不清晰。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了实现对待检测物体位置和状态的自动识别和精确定位而提供的一种手持式超声采集方法，根据待检测物体位置和状态自动调节超声探头参数，通过调整手持式超声探头的角度和位置以适应待检测物体的具体位置，这种对待测物体的位置定制化的调整有助于确保超声波束能够精确地照射到目标区域，从而获得更准确的回波信号。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种手持式超声采集方法，方法包括：

4、步骤1、设置待检测物体，获取待检测物体位置，根据所述待检测物体位置调整手持式超声探头的角度和位置；

5、步骤2、根据所述待检测物体位置，基于手持式超声探头获取待检测物体图像，向待检测物体发射超声波；

6、步骤3、接收所述待检测物体对超声波的回波，并将所述回波输入模拟或数字信号处理器以得到预处理数据；

7、步骤4、对所述预处理数据进行解析，生成所述待检测物体的超声图像；

8、步骤5、将所述超声图像以有线或无线方式传输至终端。

9、进一步地，所述步骤1的具体步骤为：

10、步骤11、设置待检测物体，获取探头的位置以及待检测物体的位置；

11、步骤12、结合待检测物体的位置和探头的位置，得到待检测物体的空间位置；

12、步骤13、根据待检测物体的空间位置计算待检测物体位置的三维坐标；

13、步骤14、根据待检测物体位置的三维坐标，计算出探头需要调整的方向和角度；

14、步骤15、根据探头需要调整的方向和角度对探头的运动轨迹进行规划和控制。

15、进一步地，步骤13具体为：

16、步骤131、获取步骤11的探头的位置以及待检测物体的位置，计算探头和待检测物体之间的距离；

17、步骤132、根据探头和待检测物体之间的距离确定待检测物体的水平坐标；

18、步骤133、确定待检测物体的垂直坐标；

19、步骤134、根据水平坐标、垂直坐标和声波传播路径的长度得到待检测物体位置的三维坐标；

20、其中，待检测物体的x轴坐标为：x＝d×tan(θ)；

21、待检测物体的y轴坐标为y＝0：

22、待检测物体的z轴坐标为z＝d：

23、其中d表示探头和待测物体之间的距离；θ是探头发射超声波的角度；x轴、y轴和z轴分别为探头的横向扫描方向、探头的垂直扫描方向和探头的轴线方向，探头的横向扫描方向表示超声波束在水平面上的扫描方向，探头的垂直扫描方向表示超声波束在垂直面上的扫描方向，探头的轴线方向表示超声波的传播方向。

24、进一步地，步骤14具体为：

25、步骤141、将待检测物体位置的三维坐标作为向量v，将探头需要调整的方向表示为向量n，计算两个向量的内积，确定探头需要调整的方向；

26、步骤142、使用向量的叉乘计算探头需要调整的角度。

27、进一步地，所述两个向量的内积为：

28、

29、其中，α表示向量v和向量n之间的夹角。

30、进一步地，所述需要调整的角度为：

31、

32、

33、其中，nx和nz分别表示向量n在水平方向和垂直方向上的分量，θx表示探头需要调整的水平角度，ny表示向量n在垂直方向上的分量，θy表示探头需要调整的垂直角度。

34、进一步地，步骤15具体为：

35、步骤151、获取探头需要调整的方向和角度，以及探头和待检测物体之间的距离；

36、步骤152、根据所述探头需要调整的方向和角度，以及探头和待检测物体之间的距离确定探头运动轨迹和速度；

37、步骤153、根据探头运动轨迹和速度，建立探头运动的数学模型；

38、步骤154、根据探头运动的数学模型，将探头的运动轨迹分解成离散的运动步骤，将每个运动步骤转化为具体的控制指令。

39、进一步地，步骤2具体为：

40、步骤21、通过调整后的探头对待检测物体进行拍摄，并通过图像处理技术进行目标跟踪或者目标识别，以确定待检测物体的第一位置信息；

41、步骤22，根据待检测物体的第一位置信息，利用调整后的探头获取待检测物体图像，并将所述待检测物体图像进行立体成像，以获取所述待检测物体的立体图像；

42、步骤23，根据待检测物体的立体图像，向待检测物体发射超声波。

43、进一步地，步骤3具体为：

44、步骤31、接收所述待检测物体对超声波的回波，基于传感器将回波信号转化为电信号；

45、步骤32、使用滤波器对电信号进行滤波以去除多余的信号分量，得到滤波信号，对所述滤波信号进行放大，以得到放大信号，将所述放大信号进行去噪，以得到去噪信号，将所述去噪信号传递至模拟或数字信号处理器，得到预处理数据。

46、进一步地，步骤4具体为：

47、步骤41、采用模拟数字转换器或数据采集卡，将模拟信号或数字信号采样和量化，转换成数字信号；

48、步骤42、通过图像重构技术，对所述数字信号进行处理，生成待检测物体的超声图像，所述待检测物体的超声图像为物体横截面、纵截面或者三维超声图像中的一种或多种。

49、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

50、本发明可以实现对待检测物体位置和状态的自动识别和精确定位，并根据其位置和状态自动调节超声探头参数，通过调整手持式超声探头的角度和位置以适应待检测物体的具体位置，这种对待测物体的位置定制化的调整有助于确保超声波束能够精确地照射到目标区域，从而获得更准确的回波信号，优化超声波的发射和接收方式，从而获取高质量的超声图像，并将其传输至终端，实现了对待检测物体的快速、准确、无损检测和成像。

技术特征：

1.一种手持式超声采集方法，其特征在于，方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种手持式超声采集方法，其特征在于，所述步骤1的具体步骤为：

3.根据权利要求2所述的一种手持式超声采集方法，其特征在于，步骤13具体为：

4.根据权利要求3所述的一种手持式超声采集方法，其特征在于，步骤14具体为：

5.根据权利要求4所述的一种手持式超声采集方法，其特征在于，所述两个向量的内积为：

6.根据权利要求5所述的一种手持式超声采集方法，其特征在于，所述需要调整的角度为：

7.根据权利要求4所述的一种手持式超声采集方法，其特征在于，步骤15具体为：

8.根据权利要求1所述的一种手持式超声采集方法，其特征在于，步骤2具体为：

9.根据权利要求1所述的一种手持式超声采集方法，其特征在于，步骤3具体为：

10.根据权利要求1所述的一种手持式超声采集方法，其特征在于，步骤4具体为：

技术总结本发明涉及一种手持式超声采集方法，方法包括：步骤1、设置待检测物体，获取待检测物体位置，根据所述待检测物体位置调整手持式超声探头的角度和位置；步骤2、根据所述待检测物体位置，基于手持式超声探头获取待检测物体图像，向待检测物体发射超声波；步骤3、接收所述待检测物体对超声波的回波，并将所述回波输入模拟或数字信号处理器以得到预处理数据；步骤4、对所述预处理数据进行解析，生成所述待检测物体的超声图像；步骤5、将所述超声图像以有线或无线方式传输至终端。与现有技术相比，本发明具有实现了对待检测物体的快速、准确、无损检测和成像等优点。技术研发人员：谢锋,刘成成,李博艺,他得安受保护的技术使用者：复旦大学技术研发日：技术公布日：2024/8/5