基于改进阻抗控制的自适应曲面乳腺超声扫描方法
China Mechanical Engineering（2021）
摘要
针对机器人辅助超声扫描中皮肤曲面贴合的问题,分析了扫描过程中超声探头和皮肤表面的相互作用,并根据其力学规律建立了一种基于改进阻抗控制的扫描算法,以保证探头和皮肤表面之间的法向接触力基本恒定,进而使得扫描过程中超声探头和皮肤表面始终保持法向垂直;根据超声探头的历史轨迹数据,提出了改进阻抗控制的扫描算法来加强曲面贴合的效果;通过乳腺体模和实际人体的测试实验,来验证所提控制算法在曲面自适应贴合问题上的表现性能以及自动扫描方法的完整性.实验结果表明:改进阻抗控制的扫描算法可以取得较佳的恒力控制效果,法向接触力偏差低于±0.2 N,且显著提高了探头转角的跟踪效果,平均转角跟踪误差从4.9°下降到2.2°.乳腺体模和人体活体实验佐证了所提控制算法的有效性和超声扫描的完整性.
更多关键词
ultrasound,improved impedance control,breast
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