CN111481231B - 超声检测控制方法、装置、及计算机可读存储介质 - Google Patents

超声检测控制方法、装置、及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种超声检测控制方法，应用于包括控制台的超声控制装置中，所述控制台包括操作手柄、触摸屏，所述方法包括：获取所述控制台所采集的控制数据；将所述控制数据发送给与所述超声控制装置通讯连接的超声检测装置；其中，在发送所述控制数据之前还包括处理所述控制数据，包括：将基于第一坐标系的姿态数据换算成基于第二坐标系的姿态数据，以及将基于第一坐标系的位置数据换算成基于所述第二坐标系的位置数据。本发明还提供一种超声控制装置、超声检测装置及计算机可读存储介质。本发明能够远程控制超声检测装置执行超声控制装置的控制命令，并能实现超声检测装置与病人之间的柔性交互。

Description

超声检测控制方法、装置、及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种超声检测控制方法、装置、及计算机可读存储介质。
背景技术
远程机器人控制技术主要用于控制远端机器人(例如超声检测装置)的运动，通过实时发送操作者的指令来让机器人实现特定的动作。目前的远程机器人控制技术很少会考虑机器人和人的交互。但在远程医疗领域，远端的机器人不止要实现控制端的动作，还要保持和病人的柔性交互，目前的技术还没有很好的解决方案。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种超声检测控制方法、装置、及计算机可读存储介质，能够远程控制超声检测装置执行超声控制装置的控制命令，并能实现超声检测装置与病人的柔性交互。
本发明的第一方面提供一种超声检测控制方法，应用于包括控制台的超声控制装置中，所述控制台包括操作手柄、触摸屏，所述方法包括：
获取所述控制台所采集的控制数据，其中，所述控制数据包括所述操作手柄基于第一坐标系的姿态数据和基于所述第一坐标系的位置数据；及
将所述控制数据发送给与所述超声控制装置通讯连接的超声检测装置；
其中，在发送所述控制数据之前还包括处理所述控制数据，包括：将所述基于第一坐标系的姿态数据换算成基于第二坐标系的姿态数据，以及将所述基于第一坐标系的位置数据换算成基于所述第二坐标系的位置数据。
优选地，所述控制台还包括第一力传感器，所述控制数据还包括所述第一力传感器所感测的所述操作手柄施加给所述触摸屏的第一压力值。
本发明第二方面提供一种超声检测控制方法，应用于包括执行机构的超声检测装置中，所述执行机构包括机械手臂以及探头，所述方法包括：
接收与所述超声检测装置通讯连接的超声控制装置所发送的控制数据，其中，所控制数据包括基于第二坐标系的姿态数据和基于所述第二坐标系的位置数据；及
根据所述控制数据控制所述机械手臂带动所述探头移动，包括：
控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系的姿态数据移动；
控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系的位置数据移动。
优选地，所控制数据包括第一压力值，所述执行机构还包括第二力传感器，所述根据所述控制数据控制所述机械手臂带动所述探头移动还包括：
利用所述第二力传感器感测所述探头与被测对象之间的第二压力值；及
根据所述第一压力值和第二压力值控制所述机械手臂移动所述探头。
优选地，所述根据所述第一压力值和第二压力值控制所述机械手臂移动所述探头包括：
将所述第一压力值减去所述第二压力值得到一个偏差值；
判断所述偏差值为正值、负值，还是等于0；
当所述偏差值为正值时，控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系作竖直方向的向下移动；
当所述偏差值为负值时，控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系作竖直方向的向上移动；及
当所述偏差值为0时，则不控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系作竖直方向的移动。
优选地，所述方法还包括：
利用所述第二力传感器感测所述探头所受到的横向碰撞力F；及
当所述第二力传感器感测到了所述探头所受到的横向碰撞力F时，根据所述横向碰撞力F触发力保护策略；
其中，所述根据所述横向碰撞力F触发力保护策略包括：
根据所述横向碰撞力F计算得到一个位置变化量S，其中，所述位置变化量S＝F*K，其中，F表示所述横向碰撞力的大小，K是一个已知的系数；
根据所述计算得到的位置变化量与所预设的最大位置变化量之间的大小关系，控制所述机械手臂沿所述横向碰撞力的方向带动所述探头移动预设距离，其中，当所述计算得到的位置变化量小于或者等于所述最大位置变化量时，所述预设距离等于所述计算得到的位置变化量；当所述计算得到的位置变化量大于所述最大位置变化量，所述预设距离等于所述最大位置变化量。
优选地，所述根据所述计算得到的位置变化量与所述最大位置变化量之间的大小关系，控制所述机械手臂沿所述横向碰撞力的方向带动所述探头移动预设距离包括：
根据预设的控制周期以及所述预设距离计算得到一个移动速度；
控制所述机械手臂沿所述横向碰撞力的方向以所述移动速度带动所述探头移动所述预设距离。
本发明第三方面提供一种超声控制装置，所述超声控制装置包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中所存储的计算机程序时实现所述超声检测控制方法。
本发明第四方面提供一种超声检测装置，所述超声检测装置包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述超声检测控制方法。
本发明第五方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的超声检测控制方法。
本发明实施例中所述的超声检测控制方法、装置、及计算机可读存储介质，能够远程控制超声检测装置执行超声控制装置的控制命令，并能实现超声检测装置与病人的柔性交互。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明较佳实施例提供的超声检测控制方法的应用环境架构图。
图2A举例说明超声控制装置的控制台。
图2B举例说明超声检测装置的执行机构。
图2C举例说明第一坐标系到第二坐标系的转换。
图3A是本发明较佳实施例提供的运行在超声控制装置的超声检测控制系统的示意图。
图3B是本发明较佳实施例提供的运行在超声检测装置的超声检测控制系统的示意图。
图4是本发明较佳实施例提供的超声检测控制方法的第一流程图。
图5是本发明较佳实施例提供的超声检测控制方法的第二流程图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
参阅图1所示，为本发明较佳实施例提供的超声检测控制方法的应用环境架构图。
本发明的超声检测控制方法应用在一个超声控制装置及一个超声检测装置构成的环境中。例如，由超声控制装置3和超声检测装置4构成的环境中。本实施例中，所述超声控制装置3可以远程控制所述超声检测装置4对被测对象进行医学超声检测。
本实施例中，所述超声控制装置3可以通过任何传统的有线网络及/或无线网络与超声检测装置4通讯连接。该有线网络可以为传统有线通讯的任何类型，例如因特网、局域网。该无线网络可以为传统无线通讯的任何类型，例如无线电、无线保真(WirelessFidelity,WIFI)、蜂窝、卫星、广播等。无线通讯技术可以包括，但不限于，全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)、通用分组无线业务(GeneralPacket Radio Service，GPRS)、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)，宽带码分多址(W-CDMA)、CDMA2000、IMT单载波(IMT Single Carrier)、增强型数据速率GSM演进(Enhanced Data Rates for GSM Evolution，EDGE)、长期演进技术(Long-TermEvolution，LTE)、高级长期演进技术、时分长期演进技术(Time-Division LTE，TD-LTE)、高性能无线电局域网(High Performance Radio Local Area Network，HiperLAN)、高性能无线电广域网(High Performance Radio Wide Area Network，HiperWAN)、本地多点派发业务(Local Multipoint Distribution Service，LMDS)、全微波存取全球互通(WorldwideInteroperability for Microwave Access，WiMAX)、紫蜂协议(ZigBee)、蓝牙、正交频分复用技术(Flash Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，Flash-OFDM)、大容量空分多路存取(High Capacity Spatial Division Multiple Access，HC-SDMA)、通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)、通用移动电信系统时分双工(UMTS Time-Division Duplexing，UMTS-TDD)、演进式高速分组接入(Evolved HighSpeed Packet Access，HSPA+)、时分同步码分多址(Time Division Synchronous CodeDivision Multiple Access，TD-SCDMA)、演进数据最优化(Evolution-Data Optimized，EV-DO)、数字增强无绳通信(Digital Enhanced Cordless Telecommunications，DECT)及其他。
本发明的较佳实施例中，所述超声控制装置3包括互相之间电气连接的存储器31、至少一个处理器32、至少一条通信总线33，及控制台34。所述超声检测装置4包括互相之间电气连接的存储器41、至少一个处理器42、至少一条通信总线43，及执行机构44。
本领域技术人员应该了解，图1示出的超声控制装置3和超声检测装置4的结构并不构成本发明实施例的限定，既可以是总线型结构，也可以是星形结构，所述超声控制装置3和超声检测装置4还可以分别包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件，或者不同的部件布置。例如，所述超声控制装置3和超声检测装置4还可以分别包括显示屏。
在一些实施例中，所述超声控制装置3和超声检测装置4分别包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的终端，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路、可编程门阵列、数字处理器及嵌入式设备等。
需要说明的是，所述超声控制装置3和超声检测装置4仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本发明，也应包含在本发明的保护范围以内，并以引用方式包含于此。
在一些实施例中，所述存储器31和存储器41可以分别用于存储计算机程序的程序代码和各种数据。例如，所述存储器31可以用于存储安装在所述超声控制装置3中的超声检测控制系统30，并在超声控制装置3的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。所述存储器41可以用于存储安装在所述超声检测装置4中的超声检测控制系统40，并在超声检测装置4的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。所述存储器31和存储器41可以是包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random AccessMemory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory，OTPROM)、电子擦除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他存储介质。
在一些实施例中，所述至少一个处理器32和至少一个处理器42可以分别由集成电路组成。例如，可以分别由单个封装的集成电路所组成，也可以是分别由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processingunit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述至少一个处理器32是所述超声控制装置3的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个超声控制装置3的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器31内的程序或者模块，以及调用存储在所述存储器31内的数据，以执行超声控制装置3的各种功能和处理数据，例如，控制所述超声检测装置4进行超声检测的功能(具体细节后面介绍)。所述至少一个处理器42是所述超声检测装置4的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个超声检测装置4的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器41内的程序或者模块，以及调用存储在所述存储器41内的数据，以执行超声检测装置4的各种功能和处理数据，例如执行超声检测的功能(具体细节后面介绍)。
在一些实施例中，所述至少一条通信总线33被设置为实现所述存储器31以及所述至少一个处理器32等之间的连接通信。所述至少一条通信总线43被设置为实现所述存储器41以及所述至少一个处理器42等之间的连接通信。
本实施例中，所述控制台34可以用于采集用户(例如超声医生)利用所述操作手柄341所输入的控制数据。所述控制数据用于控制所述超声检测装置4与被测对象之间的接触。具体细节后面介绍。
结合图2A所示，本实施例中，所述控制台34可以包括操作手柄341、触摸屏342以及第一力传感器343。
需要说明的是，为能使得本领域技术人员清楚了解所述控制台34的结构，在图2A中对所述超声控制装置3上的部分区域作了放大示意，以使得本领域技术人员能够清楚了解所述控制台34所包括的操作手柄341、触摸屏342以及第一力传感器343。
本实施例中，所述操作手柄341包括姿态传感器3411和控制按键3412。本实施例中，所述姿态传感器3411内置于所述操作手柄341，用于当用户在所述触摸屏342上操作所述操作手柄341的过程中(即超声医生握持所述操作手柄341在所述触摸屏342上按打图手法操作所述操作手柄341的过程中，也即是模拟超声打图操作的过程)，感测所述操作手柄341基于第一坐标系的姿态数据。在一个实施例中，所基于第一坐标系的姿态数据包括绕所述第一坐标系的X轴、Y轴、Z轴转动的数据。
在一个实施例中，参阅2A所示，所述第一坐标系的建立包括：将所述操作手柄341竖直放置时所在方向建立所述第一坐标系的OZ轴(即OZ轴铅锤向上)，沿水平向右方向建立所述第一坐标系的OX轴，以及基于垂直于OX轴和OZ轴所构成平面的方向建立OY轴。
优选地，所述姿态传感器3411可以是基于MEMS(Microelectro MechanicalSystems，微机电系统)技术的高性能三维运动姿态测量系统。
本实施例中，所述控制按键3412外设于所述控制手柄34上。本实施例中，所述控制按键3412用于检测按压信号。
本实施例中，所述触摸屏342可以是压力式触摸屏，用于当用户在所述触摸屏342上操作所述操作手柄341的过程中，输出所述操作手柄341在所述触摸屏342上的位置数据。所述位置数据可以是基于所述第一坐标系的坐标。
本实施例中，所述第一力传感器343通过连杆344与所述触摸屏342连接，用于当用户在所述触摸屏342上操作所述操作手柄341的过程中，感测操作手柄341施加给所述触摸屏342的第一压力值。在其他实施例中，所述第一力传感器343也可以直接与所述触摸屏342连接。
综合上述说明，本实施例中，所述控制台34所采集的控制数据包括：所述操作手柄341基于第一坐标系的姿态数据、所述控制按键3412所检测的按压信号、所述操作手柄341在所述触摸屏342上的位置数据、所述操作手柄341施加给所述触摸屏342的第一压力值。
结合图2B所示，本实施例中，所述超声检测装置4的执行机构44包括机械手臂441，第二力传感器442以及探头443。优选地，所述机械手臂441为六自由度机械臂。所述第二力传感器442设置在所述机械手臂441的末端，所述探头443设置于所述第二力传感器442的下方。所述第二力传感器442可以直接或者间接地连接于所述探头443。所述第二力传感器442用于当探头443与被测对象接触时，感测探头443与被测对象之间的第二压力值。
在一个实施例中，所述第二力传感器442还被设置为感测探头443所受到的横向碰撞力。
本实施例中，所述超声检测控制系统40可以根据所述控制台44所采集的所述控制数据控制所述机械手臂441的运动，从而带动探头443改变与被测对象的接触位置以及施加给被测对象的压力，进而实现不同压力下对被测对象的不同位置的超声检测。
在一个实施例中，所述超声检测控制系统40可以根据所述操作手柄341基于第一坐标系的姿态数据控制所述机械手臂441带动所述探头443基于第二坐标系移动，使得所述探头443的姿态与所述操作手柄341的姿态对应。
在一个实施例中，结合图2A、图2B，以及图2C所示，所述第二坐标系为所述第一坐标系先绕Z轴旋转-90度，再绕X轴旋转180度所得到的坐标系。需要说明的是，所述第一坐标系和第二坐标系的建立仅为举例说明，不应解释为对发明的限制。
在一个实施例中，所述超声检测控制系统40可以根据所述操作手柄341在所述触摸屏342上的位置数据控制所述机械手臂441带动所述探头443在所述第二坐标系内作相应的水平移动。
在一个实施例中，所述超声检测控制系统40可以根据所述操作手柄341施加给所述触摸屏342的第一压力值控制所述机械手臂441带动所述探头443在所述第二坐标系内沿Z轴向下或者向上移动，从而使得所述探头443可以接触到被测对象或者进一步接触被测对象以施加更大的压力。
所述超声检测控制系统40还可以根据所述控制按键3412所检测的按压信号控制所述机械手臂441带动所述探头443沿所述第二坐标系的Z轴向上运动以抬起一定高度，使得所述探头443离开被测对象，结束超声打图。
在本实施例中，超声检测控制系统30和超声检测控制系统40可以分别包括一个或多个模块，所述一个或多个模块分别存储在所述存储器31和存储器41中，并分别由至一个或多个处理器(本实施例分别为处理器32和处理器42)执行，以完成本发明。
例如，参阅图3A所示，所述超声检测控制系统30包括获取模块301、执行模块302，以及发送模块303。参阅图3B所示，所述超声检测控制系统40包括接收模块401、检测模块402，以及控制模块403。本发明所称的模块是能够完成一特定功能的计算机程序的程序段，关于各模块的详细功能将分别结合图4和图5的流程图作具体描述。
图4是本发明较佳实施例提供的超声检测控制方法的第一流程图。
在本实施例中，所述超声检测控制方法可以应用于超声控制装置3中，对于需要进行超声检测控制的超声控制装置3，可以直接在超声控制装置3上集成本发明的方法所提供的用于超声检测控制的功能，或者以软件开发工具包(Software Development Kit，SDK)的形式运行在超声控制装置3上。
如图4所示，所述超声检测控制方法具体包括以下步骤，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
步骤S11、用户握持操作手柄341在触摸屏342上模拟超声打图操作，超声控制装置3的获取模块301获取所述控制台34所采集的控制数据。在一个实施例中，所述控制数据包括所述操作手柄341基于第一坐标系的姿态数据和基于所述第一坐标系的位置数据。
在一个实施例中，参阅2A所示，所述第一坐标系的建立包括：将所述操作手柄341竖直放置时所在方向建立所述第一坐标系的OZ轴(即OZ轴铅锤向上)，沿水平向右方向建立所述第一坐标系的OX轴，以及基于垂直于OX轴和OZ轴所构成平面的方向建立OY轴。
本实施例中，所述获取模块301利用内置于所述操作手柄341的姿态传感器3411感测获得所述操作手柄341基于所述第一坐标系的姿态数据。
在一个实施例中，所述基于第一坐标系的姿态数据包括绕所述第一坐标系的X轴、Y轴、Z轴转动的数据。
所述获取模块301从所述触摸屏342获取所述操作手柄341基于所述第一坐标系的位置数据。
在一个实施例中，所述操作手柄341基于所述第一坐标系的位置数据可以是指所述操作手柄341在所述触摸屏342上基于所述第一坐标系的坐标。
在一个实施例中，所述控制数据还包括所述操作手柄341施加给所述触摸屏342的第一压力值。
所述获取模块301可以利用与所述触摸屏342连接的第一力传感器343感测获得所述第一压力值。
在一个实施例中，所述控制数据还包括所述控制按键3412所检测到的按压信号。
具体地，当用户按压了所述控制按键3412时，所述控制按键3412可以生成一个按压信号并发送给所述获取模块301。
步骤S12、超声控制装置3的执行模块302处理所述控制数据获得处理后的控制数据。
在一个实施例中，所述处理所述控制数据获得处理后的控制数据包括：
将所述基于第一坐标系的姿态数据换算成基于第二坐标系的姿态数据，以及将所述基于第一坐标系的位置数据换算成基于所述第二坐标系的位置数据。
在一个实施例中，所述第二坐标系为所述第一坐标系先绕Z轴旋转-90度，再绕X轴旋转180度所得到的坐标系。具体参阅图2A、图2B，以及图2C所示。
在一个实施例中，所述将所述基于第一坐标系的姿态数据换算成基于第二坐标系的姿态数据，以及将所述基于第一坐标系的位置数据换算成基于所述第二坐标系的位置数据包括(a1)-(a2)：
(a1)计算所述第一坐标系和所示第二坐标系之间的转换矩阵Rtrans。
在一个实施例中，所述转换矩阵
其中，
(a2)将所述基于第一坐标系的姿态数据乘以所述转换矩阵Rtrans获得所述基于第二坐标系的姿态数据，以及将所述基于第一坐标系的位置数据乘以所述转换矩阵Rtrans获得所述基于第二坐标系的位置数据。
举例而言，假设所述基于所述第一坐标系的姿态数据包括所述操作手柄341绕所述第一坐标系的X轴旋转的姿态数据。所述执行模块302则将所述操作手柄341绕所述第一坐标系的X轴旋转的姿态数据乘以所述转换矩阵Rtrans从而换算得到绕所述第二坐标系的X轴旋转的姿态数据。
在一个实施例中，所述处理所述控制数据获得处理后的控制数据还包括：
若所述控制按键3412检测到了按压信号，生成一控制指令，所述处理后的控制数据可以包括所述控制指令。
在一个实施例中，所述执行模块302可以不对所述操作手柄341施加给所述触摸屏342的第一压力值进行处理，所述处理后的控制数据仍然包括所述操作手柄341施加给所述触摸屏342的第一压力值。
步骤S13、超声控制装置3的发送模块303将所述处理后的控制数据发送给所述超声检测装置4。
在一个实施例中，所述将所述处理后的控制数据发送给所述超声检测装置4包括：
将所述基于第二坐标系的姿态数据和所述基于所述第二坐标系的位置数据发送到所述超声检测装置4。
在一个实施例中，所述将所述处理后的控制数据发送给所述超声检测装置4还包括：还将所述控制指令发送到所述超声检测装置4。
在一个实施例中，所述将所述处理后的控制数据发送给所述超声检测装置4还包括：将所述第一力传感器343所感测获得的所述操作手柄341施加给所述触摸屏342的第一压力值发送给所述超声检测装置4。
根据上述记载可知，本发明实施例的所述超声检测控制方法，通过获取所述控制台所采集的控制数据，其中，所述控制数据包括所述操作手柄基于第一坐标系的姿态数据和基于所述第一坐标系的位置数据、所述第一力传感器所感测的所述操作手柄施加给所述触摸屏的第一压力值；及将所述控制数据发送给与所述超声控制装置通讯连接的超声检测装置；其中，在发送所述控制数据之前还包括处理所述控制数据，包括：将所述基于第一坐标系的姿态数据换算成基于第二坐标系的姿态数据，以及将所述基于第一坐标系的位置数据换算成基于所述第二坐标系的位置数据，能够远程控制超声检测装置执行超声控制装置的控制命令，并能实现超声检测装置与病人的柔性交互。
图5是本发明较佳实施例提供的超声检测控制方法的第二流程图。
在本实施例中，所述超声检测控制方法可以应用于超声检测装置4中，对于需要进行超声检测控制的超声检测装置4，可以直接在超声检测装置4上集成本发明的方法所提供的用于超声检测控制的功能，或者以软件开发工具包(Software Development Kit，SDK)的形式运行在超声检测装置4上。
如图5所示，所述超声检测控制方法具体包括以下步骤，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
步骤S21、所述超声检测装置4的接收模块401接收所述超声控制装置3所发送的控制数据。
在一个实施例中，所述控制数据包括所述基于第二坐标系的姿态数据和所述基于第二坐标系的位置数据。
在一个实施例中，所述控制数据还包括所述超声控制装置3所发送的所述操作手柄341施加给所述触摸屏342的第一压力值。
在一个实施例中，所述控制数据还包括所述超声控制装置3所发送的所述控制指令。
如前面所述，所述超声控制装置3于所述控制按键3412检测到了按压信号时，生成所述控制指令，并将所述控制指令发送到所述超声检测装置4，从而使得所述接收模块401可以接收到所述控制指令。
步骤S22、所述超声检测装置4的执行模块402根据所述控制数据控制所述机械手臂441带动所述探头443移动，从而使得所述探头443可以复现用户对所述超声控制装置3的操作手柄341所执行的操作。
在一个实施例中，所述根据所述控制数据控制所述机械手臂441带动所述探头443，从而使得所述探头443可以复现用户对所述超声控制装置3的操作手柄341所执行的操作包括：
(b1)控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系的姿态数据移动，从而使得所述探头443的姿态和所示操作手柄341的姿态对应。
举例而言，假设所述基于第二坐标系的姿态数据是沿所述第二坐标系的X轴顺时针旋转60度，则控制所述机械手臂441带动所述探头443绕所述第二坐标系的X轴顺时针旋转60度。
(b2)控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系的位置数据移动，从而使得所述探头443在所述第二坐标系内可以作相应的水平移动。
(b3)利用所述执行机构44的第二力传感器442感测所述探头443与被测对象之间的第二压力值，并基于所述第一压力值和第二压力值控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系作竖直方向的移动，例如沿所述第二坐标系的Z轴移动。
需要说明的是，本实施例中的所述竖直方向是指铅锤方向。
在一个实施例中，所述基于所述第一压力值和第二压力值控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系作竖直方向的移动包括(b31)-(b36)：
(b31)将所述第一压力值减去所述第二压力值得到一个偏差值。
(b32)判断所述偏差值为正值、负值，还是等于0。其中，当所述偏差值为正值时，执行步骤(b33)；当所述偏差值为负值时，执行步骤(b34)；当所述偏差值为0时，执行步骤(b35)。
(b33)当所述偏差值为正值时，控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系作竖直方向的向下移动。例如，沿所述第二坐标系的Z轴向下移动预设距离值(例如，0.1cm、0.15cm)。
在一个实施例中，执行完步骤(b33)后还执行步骤(b36)。
(b34)当所述偏差值为负值时，控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系作竖直方向的向上移动。例如，沿所述第二坐标系的Z轴向上移动所述预设距离值。
在一个实施例中，执行完步骤(b34)后执行步骤(b36)。
(b35)当所述偏差值为0时，则不控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系作竖直方向的移动。
在一个实施例中，还包括如下步骤(b36):
(b36)从所述第二力传感器442获取所述探头443与被测对象之间的当前压力值，将所述第一压力值减去所述当前压力值得到一个当前的偏差值。以及根据所述当前的偏差值为正值、负值，还是等于0来确定执行所述步骤(b33)、(b34)，或(b35)，直至所述偏差值为0时结束流程。
在一个实施例中，当所述执行模块402利用所述第二力传感器442还感测到了所述探头443所受到的横向碰撞力F时，所述执行模块402还根据所述探头443所受到的横向碰撞力F触发力保护策略，实现超声检测装置4与病人之间的柔性交互。
在一个实施例中，所述根据所述探头443所受到的横向碰撞力F触发力保护策略包括(c1)-(c3)：
(c1)根据所述探头443所受到的横向碰撞力F计算得到一个位置变化量S，其中，所述位置变化量S＝F*K。F表示所述横向碰撞力的大小。K是一个已知的系数。
本实施例中，所述K的大小与被测对象所要检测的部位相关。举例而言，人的腹部所对应的K＝0.0001，人的甲状腺所对应的K＝0.0005。
(c2)比较所述计算得到的位置变化量与预设的最大位置变化量(例如0.003m)之间的大小关系。
(c3)根据所述计算得到的位置变化量与所述最大位置变化量之间的大小关系，控制所述机械手臂441沿所述横向碰撞力的方向带动所述探头443移动预设距离。
其中，当所述计算得到的位置变化量小于或者等于所述最大位置变化量时，所述预设距离等于所述计算得到的位置变化量。当所述计算得到的位置变化量大于所述最大位置变化量，所述预设距离等于所述最大位置变化量。
需要说明的是，设置所述最大位置变化量是为了防止探头443因为受到过大的横向碰撞力而导致所述探头443与被测对象分离，进而导致在拍摄超声图像时，所拍下的超声图像不连续。
在一个实施例中，所述根据所述计算得到的位置变化量与所述最大位置变化量之间的大小关系，控制所述机械手臂441沿所述横向碰撞力的方向带动所述探头443移动预设距离包括：
(c31)根据预设的控制周期以及所述预设距离计算得到一个移动速度。
举例而言，假设所述控制周期是8ms，所述预设距离为0.003m，则所述移动速度为0.375m/s。
(c32)控制所述机械手臂441沿所述横向碰撞力的方向以所述移动速度带动所述探头443移动所述预设距离。
在一个实施例中，所述超声检测装置4的执行模块402也可以不基于所述超声控制装置3所发送过来的控制数据控制所述探头443和被测对象之间的压力值。在一个实施例中，所述执行模块402可以将所述探头443和被测对象之间压力值调整为一个设定的数值。
在一个实施例中，所述将所述探头443和被测对象之间压力值调整为一个设定的数值包括(d1)-(d3)：
(d1)利用所述执行机构44的第二力传感器442于每个控制周期(例如8ms)内感测所述探头443与被测对象之间的实际压力值。
(d2)根据所述第二力传感器442感测的所述探头443与被测对象之间的实际压力值利用预设的位置变化量计算公式，计算位置变化量Δp，其中，位置变化量Δp＝KP*ef+Kd*Δef。
其中，Kp表示一个预设的比例值，Kd表示预设的微分增益。即Kp和Kd均为已知数。ef表示在一个控制周期内，所预设的一个目标压力值与所述第二力传感器442所感测的实际压力值之间的压力误差值。Δef表示当前控制周期所对应的压力误差值与前一控制周期所对应的压力误差值之间的误差变化量(即相邻两个控制周期所对应的压力误差值之间的差值)。
(d3)控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系沿竖直方向作出所述位置变化量Δp的改变。
需要说明的是，本实施例中的所述竖直方向是指铅锤方向。
具体地，所述控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系沿竖直方向作出所述位置变化量Δp的改变包括(d31)-(d33)：
(d31)当所述位置变化量Δp为正值时，控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系沿竖直方向向下移动Δp。
(d32)当所述位置变化量Δp为负值时，控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系沿竖直方向向上移动Δp。
(d33)当所述位置变化量Δp为0时，则不控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系作竖直方向的移动。
在一个实施例中，当所述接收模块401还接收到所述超声控制装置3所发送的所述控制指令时，所述控制模块403还控制所述机械手臂441带动所述探头443基于所述第二坐标系作竖直方向的向上移动，例如沿所述第二坐标系的Z轴向上移动指定距离，使得所述探头443离开被测对象，从而结束超声打图。
根据上述记载可知，本发明实施例的所述超声检测控制方法，通过接收与所述超声检测装置通讯连接的超声控制装置所发送的控制数据，其中，所控制数据包括基于第二坐标系的姿态数据和基于所述第二坐标系的位置数据；及根据所述控制数据控制所述机械手臂带动所述探头移动，包括：控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系的姿态数据移动；控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系的位置数据移动，能够远程控制超声检测装置执行超声控制装置的控制命令，并能实现超声检测装置与病人的柔性交互。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的计算机可读存储介质，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种超声检测控制方法，应用于包括执行机构的超声检测装置中，其特征在于，所述执行机构包括机械手臂以及探头和第二力传感器，所述方法包括：
接收与所述超声检测装置通讯连接的超声控制装置所发送的控制数据，其中，所述控制数据包括基于第二坐标系的姿态数据和基于所述第二坐标系的位置数据；及
根据所述控制数据控制所述机械手臂带动所述探头移动，包括：控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系的姿态数据移动；控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系的位置数据移动；
利用所述第二力传感器感测所述探头所受到的横向碰撞力F；及
当所述第二力传感器感测到了所述探头所受到的横向碰撞力F时，根据所述横向碰撞力F触发力保护策略，包括：根据所述横向碰撞力F计算得到一个位置变化量S，其中，所述位置变化量S＝F*K，其中，F表示所述横向碰撞力的大小，K是一个已知的系数；根据所述计算得到的位置变化量与预设的最大位置变化量之间的大小关系，控制所述机械手臂沿所述横向碰撞力的方向带动所述探头移动预设距离。
2.如权利要求1所述的超声检测控制方法，其特征在于，所述控制数据还包括所述超声控制装置的控制台的第一力传感器所感测的第一压力值，其中，所述基于第二坐标系的姿态数据是根据基于第一坐标系的姿态数据转换得到的；所述基于所述第二坐标系的位置数据是根据基于所述第一坐标系的位置数据转换得到的；所述根据所述控制数据控制所述机械手臂带动所述探头移动还包括：
利用所述第二力传感器感测所述探头与被测对象之间的第二压力值；及
根据所述第一压力值和第二压力值控制所述机械手臂移动所述探头。
3.如权利要求2所述的超声检测控制方法，其特征在于，所述根据所述第一压力值和第二压力值控制所述机械手臂移动所述探头包括：
将所述第一压力值减去所述第二压力值得到一个偏差值；
判断所述偏差值为正值、负值，还是等于0；
当所述偏差值为正值时，控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系作竖直方向的向下移动；
当所述偏差值为负值时，控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系作竖直方向的向上移动；及
当所述偏差值为0时，则不控制所述机械手臂带动所述探头基于所述第二坐标系作竖直方向的移动。
4.如权利要求1所述的超声检测控制方法，其特征在于，
当所述计算得到的位置变化量小于或者等于所述最大位置变化量时，所述预设距离等于所述计算得到的位置变化量；当所述计算得到的位置变化量大于所述最大位置变化量，所述预设距离等于所述最大位置变化量。
5.如权利要求4所述的超声检测控制方法，其特征在于，所述根据所述计算得到的位置变化量与所述最大位置变化量之间的大小关系，控制所述机械手臂沿所述横向碰撞力的方向带动所述探头移动预设距离包括：
根据预设的控制周期以及所述预设距离计算得到一个移动速度；
控制所述机械手臂沿所述横向碰撞力的方向以所述移动速度带动所述探头移动所述预设距离。
6.一种超声检测装置，其特征在于，所述超声检测装置包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中所存储的计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述超声检测控制方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述的超声检测控制方法。
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