CN116113368A - 用于控制辐射扫描仪定位的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种示例扫描仪定位控制系统包括：显示器；处理器；以及计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括计算机可读指令，这些计算机可读指令当被执行时使该处理器：经由该显示器输出辐射源、辐射检测器和工件定位器的布置的第一视觉表示；识别要对该辐射源、该辐射检测器或该工件定位器中的至少一个的布置做出的改变；基于要对该布置做出的改变来经由该显示器输出该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器的布置的第二视觉表示；以及控制扫描仪定位系统以基于该改变来物理地移动该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器中的该至少一个。

Description

用于控制辐射扫描仪定位的系统和方法
相关申请
本申请要求于2020年6月8日提交的名称为“SYSTEMS AND METHODS TO CONTROLRADIATION SCANNER POSITIONING[用于控制辐射扫描仪定位的系统和方法]”的美国专利申请顺序号16/895,767的权益。美国专利申请顺序号16/895,767的全部内容通过援引明确并入本文。
背景技术
本公开内容总体上涉及射线照相术，并且更具体地涉及用于控制辐射扫描仪定位的系统和方法。
X射线扫描系统涉及朝向被测设备或物体引导高强度辐射以获得可能无法使用其他扫描系统(例如，超声波、可见光等)获得的一个或多个图像。X射线扫描系统可以具有取决于X射线扫描系统中的部件的相对布置的多个参数。
发明内容
公开了用于控制辐射扫描仪定位的系统和方法，其基本上通过至少一张附图展示并且结合该至少一张附图描述，如同在权利要求中更完整地阐述的那样。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，本公开内容的这些和其他特征、方面和优点将得到更好的理解，贯穿附图，同样的附图标记表示同样的零件，在附图中：
图1展示了根据本公开内容的各方面的可以使用扫描仪定位控制系统来控制的示例X射线扫描系统。
图2是图1的示例X射线扫描系统和扫描定位控制系统的框图。
图3展示了可以用于实施扫描仪定位控制系统的示例界面，示出了X射线扫描系统的一个或多个部件的当前布置的第一视觉表示以及代表对该一个或多个部件的当前布置的改变的第二布置。
图4展示了可以用于实施扫描仪定位控制系统的示例界面，示出了X射线扫描系统的一个或多个部件的当前布置的第一视觉表示、代表对该一个或多个部件的当前布置的改变的第二布置、以及可以用于限定工件定位器的位置和/或取向改变的示例引导图形。
图5展示了可以用于实施扫描仪定位控制系统的示例界面，示出了X射线扫描系统的一个或多个部件的当前布置的第一视觉表示、代表对该一个或多个部件的当前布置的改变的第二布置、以及第一布置与第二布置之间的示例轨迹。
图6展示了可以用于实施扫描仪定位控制系统的示例界面，示出了包括机器人操纵器的X射线扫描系统的一个或多个部件的当前布置的第一视觉表示以及代表对该一个或多个部件的当前布置的改变的第二布置。
图7是根据本公开内容的各方面的代表示例机器可读指令的流程图，这些示例机器可读指令可以由图2的示例计算设备执行以执行数字X射线成像。
图8是可以用于实施图2的扫描仪定位控制系统的示例计算系统的框图。
附图不一定按比例绘制。在适当情况下，类似或相同的附图标记用于表示类似或相同的部件。
具体实施方式
常规扫描仪定位系统涉及提供用于部件定位的各个模式的控件的用户界面。例如，常规扫描仪定位系统可以包括代表X射线发射器的高度的数字和范围、代表操纵器的高度的数字和范围、和/或代表X射线接收器的高度的数字和范围。然而，操作这些控件的人可能不清楚因界面上的数字的改变而导致的最终位置。因此，常规扫描仪定位系统可能涉及由操作员为确定期望的定位从而实现期望的扫描所作出的大量试错。
所公开的扫描仪定位控制系统和方法提供明显更简单的界面，该界面使得操作员能够在实施扫描系统的改变之前看到对X射线发射器、操纵器、X射线检测器和/或扫描系统的任何其他部件的布置的推荐改变。在一些示例中，扫描仪定位控制系统和方法提供在定位调整之前的开始位置以及在定位调整之后的结束位置两者的可视图形。在一些示例中，扫描仪定位控制系统和方法可以计算并显示相关的指标，比如部件之间的距离的数值测量值和/或其他位置测量值、计算出的焦距和/或不清晰度参数、和/或任何其他信息。因此，操作员可以经由界面操纵部件的虚拟表示，直到获得期望的布置或定位为止，此时操作员可以命令扫描仪定位控制系统经由扫描系统的适当致动器实施改变。
所公开的示例扫描仪定位控制系统包括：显示器；处理器；以及计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括计算机可读指令，这些计算机可读指令当被执行时使该处理器：经由该显示器输出辐射源、辐射检测器和工件定位器的布置的第一视觉表示；识别要对该辐射源、该辐射检测器或该工件定位器中的至少一个的布置做出的改变；基于要对该布置做出的改变来经由该显示器输出该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器的布置的第二视觉表示；以及控制扫描仪定位系统以基于该改变来物理地移动该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器中的至少一个。
在一些示例扫描仪定位控制系统中，该第一视觉表示包括以下项中的至少一个：该辐射源的当前位置在参考平面上的投影；该辐射检测器的当前位置在该参考平面上的投影；该工件定位器的当前位置在该参考平面上的投影；或定位在该工件定位器上的零件基于该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器的当前位置在该辐射检测器上的投影。在一些示例扫描仪定位控制系统中，该第二视觉表示包括以下项中的至少一个：该辐射源的基于要对该布置做出的改变的已改变位置在该参考平面上的投影；该辐射检测器的基于要对该布置做出的改变的已改变位置在该参考平面上的投影；该工件定位器的基于要对该布置做出的改变的已改变位置在该参考平面上的投影；或定位在该工件定位器上的该零件基于要对该布置做出的改变在该辐射检测器上的投影。
在一些示例扫描仪定位控制系统中，这些计算机可读指令使该处理器通过控制以下项中的至少一个来控制该扫描仪定位系统：包围结构，该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器被围在该包围结构中；该包围结构的门；该包围结构的边界；辐射源、该辐射检测器或该工件定位器中的至少一个的运动极限；运动范围，涉及辐射源、该辐射检测器或该工件定位器中的至少一个的碰撞在该运动范围中发生的可能性小于阈值；滤光轮；准直器；或快门。
在一些示例扫描仪定位控制系统中，这些计算机可读指令使该处理器访问该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器的当前位置，并且基于这些位置来确定该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器的布置的第一视觉表示。在一些示例扫描仪定位控制系统中，该第一视觉表示包括由该辐射源发射的辐射的当前焦点或基于要对该布置做出的改变的已更新焦点的表示中的至少一个。在一些示例扫描仪定位控制系统中，这些计算机可读指令使该处理器在要对该布置做出的改变之后确定该辐射检测器的放大率、不清晰度参数或焦距中的至少一个。
在一些示例扫描仪定位控制系统中，这些计算机可读指令使该处理器：识别该辐射源、该辐射检测器或该工件定位器中的至少一个在扫描操作期间要遵循的轨迹，该轨迹具有该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器的开始布置以及该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器的结束布置；经由该显示器输出包括该开始布置和该结束布置的第三视觉表示；以及在该扫描操作期间控制该扫描仪定位系统以基于从该开始布置到该结束布置的该轨迹来物理地移动该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器中的至少一个。在一些示例扫描仪定位控制系统中，该第三视觉表示在视觉上表示该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器中的至少一个在该开始布置与该结束布置之间的位置改变或取向改变中的至少一个。在一些示例扫描仪定位控制系统中，该第一视觉表示和该第二视觉表示是三维表示。
在一些示例扫描仪定位控制系统中，这些计算机可读指令使该处理器确定该辐射源、该辐射检测器或该工件定位器中的至少一个的运动范围，其中，该第一视觉表示或该第二视觉表示中的至少一个包括该范围的表示。在一些示例扫描仪定位控制系统中，这些计算机可读指令使该处理器确定与对该布置的改变相关联的运动是否将使该辐射源、该辐射检测器或该工件定位器中的至少一个超过该运动范围的极限。
在一些示例扫描仪定位控制系统中，该第一视觉表示或该第二视觉表示中的至少一个包括固持在该工件定位器上的工件的表示。在一些示例扫描仪定位控制系统中，该第一视觉表示或该第二视觉表示中的至少一个包括机器人臂的表示、该工件定位器的移动的原点或代表对该布置的改变的一个或多个向量。在一些示例扫描仪定位控制系统中，这些计算机可读指令用于使该处理器基于该布置以及要对该布置做出的改变来经由该显示器输出该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器的中间布置的第三视觉表示。
在一些示例扫描仪定位控制系统中，该第一视觉表示或该第二视觉表示中的至少一个包括包围结构、包围结构门、滤光轮、辐射源准直器或辐射源快门中的至少一个。在一些示例扫描仪定位控制系统中，这些计算机可读指令使该处理器确定该布置的辐射检测器的放大率、不清晰度参数或焦距中的至少一个。一些示例扫描仪定位控制系统包括用户输入设备，其中，这些计算机可读指令使该处理器基于经由该用户输入设备的一个或多个输入来识别要对该布置做出的该改变。
一些其他所公开的示例扫描仪定位系统包括：显示器；处理器；以及计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括计算机可读指令，这些计算机可读指令当被执行时使该处理器：基于辐射源、辐射检测器和工件定位器的布置来呈现该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器的三维表示；响应于改变该布置的命令而呈现对该布置的改变；以及基于包括这些呈现的改变的该呈现的布置来控制该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器的位置和取向。
又一些所公开的示例扫描仪定位控制系统包括：显示器；处理器；以及计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括计算机可读指令，这些计算机可读指令当被执行时使该处理器：经由该显示器输出辐射源、辐射检测器和工件定位器的第一状态的第一视觉表示；基于该第一视觉表示的建模操作来识别要对该第一状态做出的改变；经由该显示器输出该辐射源、该辐射检测器的反映该建模操作的第二状态的第二视觉表示；以及控制扫描仪定位系统以将该辐射源、该辐射检测器和该工件定位器中的该至少一个物理地移动到在该第二状态中表示的位置。
图1展示了可以使用扫描仪定位控制系统来控制的示例X射线扫描系统100。示例X射线扫描系统100可以用于执行无损测试(NDT)和/或任何其他扫描应用。示例X射线扫描系统100被配置成将X射线102从X射线发射器104穿过工件108(例如，被测物体)引导到X射线检测器106。在图1的示例中，工件定位器110固持或固定工件108，并且使工件108移动和/或旋转，使得工件108的期望部分和/或取向位于X射线辐射102的路径中。
如下文更详细讨论的，可以使用一个或多个致动器将X射线发射器104、X射线检测器106和/或工件定位器110中的任一个定位和/或重新定向。X射线发射器104、X射线检测器106和/或工件定位器110的相对重新定位可以产生不同效果，比如改变焦距、改变焦点、改变不清晰度参数、改变放大率(例如，X射线发射器与X射线检测器之间的距离跟X射线发射器与工件定位器或工件之间的距离之比)、改变工件108被扫描的一部分和/或其他效果。
X射线扫描系统100进一步包括包围结构112，X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110被围在该包围结构中。包围结构112包括一个或多个门114或其他进入开口以(例如)插入或移除工件108、对包围结构112内的部件中的任一个执行维修和/或以其他方式进入包围结构112的内部。
图1的X射线检测器106基于入射X射线辐射(例如，由X射线发射器104生成并且朝向X射线检测器106被引导)来生成数字图像。示例X射线检测器106可以包括荧光透视检测系统和数字图像传感器，该数字图像传感器被配置成经由交光间接地接收图像和/或可以使用传感器面板(例如，CCD面板、CMOS面板等)来实施，该传感器面板被配置成直接接收X射线并且生成数字图像。在其他示例中，X射线检测器106可以使用固态面板，该固态面板耦接到交光屏并且具有与交光屏的多个部分相对应的像素。示例固态面板可以包括CMOS X射线面板和/或CCD X射线面板。
工件定位器110的示例实施方式包括机械操纵器，比如具有线性和/或旋转致动器的台板。其他示例工件定位器110可以包括机器人操纵器，比如具有6个自由度(DOF)的机器人臂。
虽然图1的示例包括X射线发射器104和X射线检测器106，但在其他示例中，扫描系统100可以使用其他波长的辐射来执行扫描。
图2是图1的示例X射线扫描系统100和扫描定位控制系统200的框图。如上文所讨论的，示例X射线扫描系统100包括X射线发射器104、X射线检测器106、工件定位器110。示例X射线扫描系统100进一步包括源致动器116、检测器致动器118和定位器致动器120。
图2的X射线扫描系统100通信地耦接到扫描仪定位控制系统200。在一些示例中，可编程逻辑控制器(PLC)202或其他接口设备可以将扫描仪定位控制系统200耦接到X射线扫描系统100。例如，PLC 202可以使得个人计算机或其他通用计算设备能够与扫描系统100的致动器116至120和/或(多个)传感器进行通信(例如，命令这些致动器和/或传感器、从中获得信息)。
图2的示例扫描仪定位控制系统200包括一个或多个处理器204、存储器206和/或(多个)其他计算机可读存储设备、显示器208、通信电路系统210和一个或多个输入设备212。扫描仪定位控制系统200控制X射线发射器104的定位(例如，经由源致动器116)、X射线检测器106的定位(例如，经由检测器致动器118)和/或工件定位器110和/或工件108的定位(例如，经由定位器致动器120)。为了减少在对部件104至110进行定位中涉及的试错，示例扫描仪定位控制系统200经由显示器208输出X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110的当前布置以及X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110基于由操作员(例如，经由(多个)输入设备212)进行的布置的操纵的已更新布置两者的视觉表示。(多个)示例操作员输入设备212包括按钮、开关、模拟操纵杆、拇指触垫、跟踪球和/或任何其他类型的用户输入设备。
扫描仪定位控制系统200控制X射线发射器104，从X射线检测器106接收数字图像，和/或将数字图像输出到显示设备208。附加地或可替代地，扫描仪定位控制系统200可以将数字图像存储到存储设备。扫描仪定位控制系统200可以将数字图像作为数字视频输出以辅助实时无损测试和/或存储数字静止图像。
在图2的示例中，扫描仪定位控制系统200显示当前布置和已更新布置的三维表示。图3展示了可以用于实施扫描仪定位控制系统200的示例界面300，该界面示出了X射线扫描系统100的部件304a、306a、308a的当前布置302的第一视觉表示以及代表对部件304a至308a的当前布置302的改变的第二布置310(例如，已更新的部件306b、308b)。
使用(多个)输入设备212，示例扫描仪定位控制系统200可以识别要对X射线发射器104、工件定位器110和/或X射线检测器106中的至少一个的当前布置(例如，(多个)位置和/或(多个)取向)做出的(多个)改变。基于经由(多个)输入设备212识别的对当前布置302的(多个)改变，扫描仪定位控制系统200显示已更新布置的视觉表示。可以(例如，经由(多个)输入设备212)操纵示例界面300以改变部件304a、306a、308a的位置和/或取向和/或界面300的视角(例如，在界面300上观看布置302、310所沿着的相机角度)。当操作员操纵一个或多个部件304a、306a、308a的位置和/或取向时，扫描仪定位控制系统200可以生成对应的已修改部件和/或在维持(多个)部件304a、306a、308a在当前布置302中的相同位置和/或取向的同时改变已修改部件的位置。
在操作示例中，操作员可以操纵光标或其他输入设备212以在界面300上移动工件定位器110(例如，部件306a)。例如，操作员可以在界面300中点击并拖动部件306a以调整位置和/或取向，这通过在界面300上创建、定位和定向已更新部件306b来反映。在图3的所展示示例中，部件306a表示工件定位器110的当前位置并且保持在相同位置和取向中，而已更新部件306b表示要对工件定位器110的位置和/或取向做出的改变。操作员可以重复地调整已更新部件306b的位置和/或取向，直到获得期望的位置和/或取向为止。当部件306b的期望定位时。类似地，操作员可以通过点击并拖动部件308a以调整位置和/或取向来在界面中将X射线检测器106重新定位和/或重新定向，这由已更新部件308b表示。
扫描仪定位控制系统200进一步控制扫描仪定位系统(例如，经由PLC 202控制致动器116、118、120)以基于由已更新布置310表示的改变来物理地移动X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110。当经由界面300获得部件304a、306a、308a和/或已更新部件304b、306b、308b的期望布置时，操作员(例如，经由PLC 202)命令扫描仪定位控制系统200移动X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110。响应于实施已改变位置的命令，(多个)处理器204计算部件304a、306a、308a在当前布置302中的位置与已更新部件306b、308b在已更新布置310中的位置之间的路径。(多个)处理器204然后(例如，经由PLC 202)命令源致动器116、检测器致动器118和/或定位器致动器120移动X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110。在一些示例中，PLC 202可以基于由扫描仪定位控制系统200传送的坐标信息来计算路径。
为了帮助操作员确定X射线发射器104、X射线检测器106和/或工件定位器110的期望位置，示例扫描仪定位控制系统200可以包括界面300上的附加视觉表示，比如：X射线发射器部件304a的当前位置在参考平面314上的投影312；X射线检测器部件308a的当前位置在参考平面314上的投影316；工件定位器部件306a的当前位置在参考平面314上的投影318；X射线发射器部件304a的基于要对布置302做出的(多个)改变的已改变位置在参考平面314上的投影；X射线检测器部件308b的基于要对布置302做出的(多个)改变的已改变位置在参考平面314上的投影320；工件定位器部件306b的基于要对布置302做出的(多个)改变的已改变位置在参考平面314上的投影。附加地或可替代地，扫描仪定位控制系统200可以计算X射线束的焦点322并且将该焦点投射到X射线检测器部件308a的当前位置上和/或X射线检测器部件308b的已更新位置上。
示例参考平面314和/或一个或多个其他参考平面通过在特定平面中显示部件304a、306a、308a的相对当前位置和/或部件306b、308b的相对已更新位置来帮助操作员，该特定平面可能使操作员难以精确地感知部件之间的空间关系。
附加地或可替代地，示例扫描仪定位控制系统200可以包括界面300上的视觉表示以将零件投射到X射线检测器上以将扫描可视化。示例可视化可以包括定位在工件定位器部件306a上的零件基于当前布置而在X射线检测器部件308a上的投影和/或定位在工件定位器部件306b上的零件基于要对布置302做出的(多个)改变在X射线检测器部件上的投影。为了生成投影，示例扫描仪定位控制系统200可以使用图形处理来确定定位在工件定位器部件306a、306b上的工件对来自X射线发射器部件304a的当前位置的所发射X射线的遮蔽(可以基于确定的准直器、能量水平和/或X射线发射器的任何其他方面)。可以在界面300中依据工件的3D模型并且基于工件定位器部件306a、306b的当前或已改变位置来呈现该工件。
除了X射线发射器部件、X射线检测器部件、工件定位器部件和/或工件之外，示例扫描仪定位控制系统200还可以在视觉表示中包括以下项中的任一个：包围结构112的门114；包围结构112的边界；部件304a、306a、308a的运动极限；部件304a、306a、308a的运动范围，碰撞发生的可能性在该运动范围中小于阈值可能性；滤光轮；准直器；快门；和/或可以是可移动的和/或影响部件304a、306a、308a的位置和/或取向的任何其他元件。
示例扫描仪定位控制系统200可以访问X射线发射器104、X射线检测器106和/或工件定位器110的当前位置以基于这些位置来确定辐射源、X射线发射器104、X射线检测器106和/或工件定位器110的布置的第一视觉表示。为了确定当前布置302(例如，X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110的位置)，示例扫描系统100可以包括(多个)位置传感器122，这些位置传感器确定X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110的位置，并且(例如，经由PLC 202)将位置传送到扫描仪定位控制系统200。扫描仪定位控制系统200可以存储三维坐标系，该三维坐标系包括X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110中的每一个可以位于其内的位置范围。使用从(多个)位置传感器122接收的位置信息，扫描仪定位控制系统200确定X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110在由界面300限定的坐标系或参考系内的位置和/或(多个)任何其他部件在其中的位置。
作为示例，可以使用线性致动器来控制X射线发射器104。扫描仪定位控制系统200可以存储X射线发射器104的与坐标系相对应的位置的校准范围。(多个)位置传感器122可以输出X射线发射器104沿着线性致动器的范围的长度的位置的数值，使得扫描仪定位控制系统200可以将X射线发射器的所感测到的位置转化为界面300中的坐标系。通过存储相对于坐标系的类似位置范围，扫描仪定位控制系统200可以确定X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110的相应位置，并且转化这些位置以在界面300中呈现当前布置302。
所检测到的位置可以进一步用于确定并显示辅助信息，比如在参考平面314上的投影、X射线和/或工件在X射线检测器部件308a上的投影、X射线检测器焦距、放大水平(例如，缩放)、不清晰度参数和/或可以从X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110的当前位置得到的任何其他信息。
虽然上述示例提到线性致动器，但任何其他(多个)类型的(多个)致动器或(多个)操纵器可以用于物理地定位和/或操纵X射线发射器104、X射线检测器106、工件定位器110、工件和/或任何其他部件。例如，(多个)致动器116、118、120可以包括6自由度机器人操纵器、旋转致动器(例如，直接旋转、蜗轮旋转等)和/或任何其他类型的致动器。
图4展示了可以用于实施扫描仪定位控制系统200的示例界面400，示出了X射线扫描系统100的一个或多个部件的当前布置402的第一视觉表示、代表对该一个或多个部件的当前布置402的改变的已更新布置404的第二视觉表示以及可以用于限定工件定位器110的位置和/或取向的改变的示例引导图形406。
在图4的示例中，扫描仪定位控制系统200显示工件定位器部件408a的当前位置以及工件定位器部件408b基于对工件定位器部件408b的位置的改变的已更新位置。接近于已更新工件定位器部件408b，扫描仪定位控制系统200显示引导图形406以使得用户能够容易地识别对工件定位器部件408b的位置和取向的准许修改。图4中的示例引导图形406展示了平移引导(例如，在X方向、Y方向和Z方向上)和旋转图形(例如，在工件定位器部件408b的平面中的顺时针旋转和逆时针旋转)。
图5展示了可以用于实施扫描仪定位控制系统200的示例界面500，示出了X射线扫描系统的一个或多个部件的当前布置502的第一视觉表示、该一个或多个部件的已更新布置504的第二视觉表示以及第一布置与第二布置之间的示例轨迹506。
示例扫描仪定位控制系统200可以识别由X射线发射器104、X射线检测器106、工件定位器110和/或界面500中的任何其他部件在当前布置502与已更新布置504之间要遵循的轨迹。可以在将部件从当前布置502移动到已更新布置504时和/或在扫描操作期间实施轨迹506。扫描仪定位控制系统200输出轨迹506在界面500上的视觉表示，这使得操作员能够更容易地确定是否将实施期望的轨迹，并且更容易地识别在遵循轨迹506的部件之间是否会发生碰撞。
在一些示例中，扫描仪定位控制系统200使得操作员能够调整轨迹的全部或部分和/或需要由扫描仪定位控制系统200使用不同寻路技术来计算轨迹506。
特别是在轨迹506并非线性时，示例扫描仪定位控制系统200可以使致动器116、118、120的控制适应于实施期望的轨迹。例如，示例扫描仪定位控制系统200可以将致动分解成多个分段致动以在X射线扫描系统100中实施，而不是命令由PLC 202实施已更新位置。
附加地或可替代地，在一些示例中，扫描仪定位控制系统200可以包括在时间上发生在当前布置502与已更新布置504之间的中间布置和/或包括当前布置502和多个已更新布置的一系列状态。这样的中间布置和/或布置顺序可以对操作员是有用的以图形化和控制部件布置的复杂顺序，这可能涉及多个移动方向和/或旋转方向、不同部件在不同时间移动和/或任何其他改变。
图6展示了可以用于实施扫描仪定位控制系统200的示例界面600，示出了包括机器人操纵器604以实施工件定位器110的X射线扫描系统100的一个或多个部件的当前布置602的第一视觉表示以及该一个或多个部件的已更新布置606的第二视觉表示。如在上述示例中，界面600可以显示机器人操纵器604的轨迹、机器人操纵器604的运动范围、机器人操纵器604的位置在一个或多个参考平面上的投影和/或涉及机器人操纵器604的中间布置和/或布置顺序。
附加地或可替代地，扫描仪定位控制系统200可以在界面600上显示机器人操纵器604的原点或配置，以使得操作员能够具有从其确定机器人操纵器604的位置的参考点。如同当前布置602和/或已更新布置606一样，示例扫描仪定位控制系统200可以显示原点配置在一个或多个参考平面上的投影。原点配置可以进一步涉及由机器人操纵器604固持和操纵的工件。
在一些示例中，扫描仪定位控制系统200可以确定并显示6DOF机器人操纵器的一个或多个关节的运动范围极限608。在一些示例中，扫描仪定位控制系统200可以使得操作员能够操纵运动范围极限608，这使扫描仪定位控制系统200在实施从当前布置602到已更新布置606的改变时约束机器人操纵器604的运动。
如果扫描仪定位控制系统200确定与从当前布置602到已更新布置606的改变相关联的运动将使X射线发射器104、X射线检测器106、工件定位器110和/或任何其他部件中的任一个超过运动范围极限(例如，运动范围极限608)，则示例扫描仪定位控制系统200可以尝试计算从当前布置602到已更新布置606的不超过运动范围极限608的不同轨迹和/或告知操作员将超过运动范围极限608。
当执行测试时，示例扫描仪定位控制系统200可以存储与所捕获的扫描图像相关联的定位信息。所存储的定位信息可以包括如用于生成并显示当前布置的信息类似的信息。定位信息可以稍后用于比如在显示器208上在视觉上表示当捕获图像时X射线发射器104、X射线检测器106、工件定位器110、工件108和/或任何其他部件的布置。附加地或可替代地，示例扫描仪定位控制系统200可以存储并取得涉及扫描过程的布置顺序的方法，这些方法也可以以与本文所公开的当前布置、已更新布置和/或布置顺序类似的方式被图形化。
图7是代表示例机器可读指令700的流程图，这些示例机器可读指令可以由图2的示例扫描仪定位控制系统200执行以执行数字X射线成像。示例指令700可以由(多个)示例处理器204执行和/或作为指令存储在存储器206和/或(多个)其他存储设备中。
在框702处，扫描仪定位控制系统200确定包括辐射源(例如，X射线发射器104)、辐射检测器(例如，X射线检测器106)、工件定位器(例如，工件定位器110)和/或被测零件(例如，工件108)的(多个)位置的当前布置。例如，扫描仪定位控制系统200可以接收或访问来自图2的(多个)位置传感器122的位置测量值和/或基于从X射线发射器104、X射线检测器106和工件定位器110的(多个)已知或原点位置的位置改变来监测位置。
在框704处，扫描仪定位控制系统200显示包括X射线发射器104、X射线检测器106、工件定位器110和/或工件108的当前位置的当前布置(例如，图3的当前布置302)的视觉表示。例如，扫描仪定位控制系统200可以经由显示器208在界面300中显示部件304a、306a、308a。
在框706处，扫描仪定位控制系统200确定是否已接收到用于改变X射线发射器104、X射线检测器106、工件定位器110和/或工件108的(多个)位置的输入。例如，扫描仪定位控制系统200可以从(多个)输入设备212接收一个或多个输入以在界面300中使部件304a、306a、308a移动。附加地或可替代地，(多个)输入可以改变还未实施的已更新位置(例如，已更新部件306b、308b)，而非作用于部件304a、306a、308a的当前位置。
如果已接收到用于改变(多个)位置的输入(框706)，则在框708处，扫描仪定位控制系统200基于(多个)改变来确定已更新布置。例如，扫描仪定位控制系统200可以确定X射线发射器104、X射线检测器106、工件定位器110和/或工件108的(多个)已改变位置、和/或这些部件在参考平面314上的投影。
在框710处，扫描仪定位控制系统200基于对当前布置的(多个)所确定改变来确定更新焦点、已更新放大率和/或已更新不清晰度参数。
在框712处，扫描仪定位控制系统200显示已更新布置(例如，已更新布置310)的视觉表示，该已更新布置包括比如已更新部件306b、308b等的(多个)已改变位置。
在显示已更新布置的视觉表示(框712)之后和/或如果尚未接收到用于改变(多个)位置的输入(框706)，则在框714处，扫描仪定位控制系统200确定是否实施对当前布置302的(多个)更新。例如，扫描仪定位控制系统200可以确定是否已经由(多个)输入设备212接收到实施(多个)已改变位置的命令。如果不实施更新(框712)，则控制返回到框706以等待对当前和/或已更新布置的改变。
如果实施更新(框712)，则在框716处，扫描仪定位控制系统200确定X射线发射器104、X射线检测器106、工件定位器110和/或工件108从当前布置302到已更新布置310的轨迹。例如，扫描仪定位控制系统200可以确定在当前布置302的部件位置(例如，基于所确定的位置)与已更新布置310的部件位置(例如，基于所命令的位置)之间行进的一个或多个路径，以及由扫描仪定位控制系统200存储的致动路径。
在框718处，扫描仪定位控制系统200基于所确定的轨迹来确定是否预测到碰撞。例如，扫描仪定位控制系统200可以监测涉及X射线发射器104、X射线检测器106、工件定位器110、工件108、包围结构、门和/或系统100中的任何其他部件的潜在碰撞的轨迹。
如果预测到碰撞(框718)，则在框720处，扫描仪定位控制系统200生成潜在碰撞警告并且不实施对布置的更新。在一些其他示例中，扫描仪定位控制系统200可以尝试计算用于实施已更新布置的替代轨迹和/或致动顺序。控制返回到框706以准许操作员提供用于改变已更新布置以便避免碰撞的(多个)输入。
如果未预测到碰撞(框718)，则在框722处，扫描仪定位控制系统200控制扫描仪定位系统(例如，致动器116至120、PLC 202)以基于(多个)改变来物理地移动X射线发射器104、X射线检测器106和/或工件定位器110。例如，扫描仪定位控制系统200可以直接控制(多个)致动器116至120，经由PLC 202控制(多个)致动器116至120，和/或将已更新位置提供到PLC 202以准许PLC 202实施改变。控制返回到框702以计算并显示新的当前布置。
图8是可以用于实施图2的扫描仪定位控制系统200的示例计算系统800的框图。示例计算系统800可以使用个人计算机、服务器、智能手机、膝上型计算机、工作站、平板计算机和/或任何其他类型的计算设备来实施。
图8的示例计算系统800包括处理器802。示例处理器802可以是来自任何制造商的任何通用中央处理单元(CPU)。在一些其他示例中，处理器802可以包括一个或多个专用处理单元，比如具有ARM内核的RISC处理器、图形处理单元、数字信号处理器和/或芯片上系统(SoC)。处理器802执行机器可读指令804，这些机器可读指令可以本地存储在处理器处(例如，在所包括的高速缓存或SoC中)、存储在随机存取存储器806(或其他易失性存储器)中、存储在只读存储器808(或比如闪存存储器等其他非易失性存储器)中、和/或存储在大容量存储设备810中。示例大容量存储设备810可以是硬盘驱动器、固态存储驱动器、混合驱动器、RAID阵列和/或任何其他大容量数据存储设备。
总线812实现处理器802、RAM 806、ROM 808、大容量存储设备810、网络接口814和/或输入/输出接口816之间的通信。
示例网络接口814包括硬件、固件和/或软件以将计算系统800连接到比如互联网等通信网络818。例如，网络接口814可以包括符合IEEE 802.X的无线和/或有线通信硬件以用于发射和/或接收通信内容。
图8的示例I/O接口816包括硬件、固件和/或软件以将一个或多个输入/输出设备820连接到处理器802，从而向处理器802提供输入和/或从处理器802提供输出。例如，I/O接口816可以包括用于与显示设备接口连接的图形处理单元、用于与一个或多个符合USB标准的设备接口连接的通用串行总线端口、FireWire、现场总线和/或任何其他类型的接口。(多个)示例I/O设备820可以包括键盘、小键盘、鼠标、跟踪球、指向设备、麦克风、音频扬声器、光学介质驱动器、多点触控触摸屏、手势辨识接口、显示设备(例如，(多个)显示设备118、212)、磁性介质驱动器和/或任何其他类型的输入和/或输出设备。
示例计算系统800可以经由I/O接口816和/或(多个)I/O设备820访问非暂时性机器可读介质822。图8的机器可读介质822的示例包括光盘(例如，致密光盘(CD)、数字通用/视频光盘(DVD)、蓝光光盘等)、磁性介质(例如，软盘)、便携式存储介质(例如，便携式闪存驱动器、安全数字(SD)卡等)和/或任何其他类型的可移除的和/或安装的机器可读介质。
可以由(多个)网络接口814和/或(多个)I/O接口816支持和/或使用的示例无线接口、协议和/或标准包括：无线个人局域网(WPAN)协议，比如蓝牙(IEEE 802.15)；近场通信(NFC)标准；无线局域网(WLAN)协议，比如WiFi(IEEE 802.11)；蜂窝标准，比如2G/2G+(例如，GSM/GPRS/EDGE和IS-95或cdmaOne)和/或2G/2G+(例如，CDMA2000、UMTS和HSPA)；4G标准，比如WiMAX(IEEE 802.16)和LTE；超宽带(UWB)等。可以由(多个)网络接口814和/或(多个)I/O接口816支持和/或使用以便与(多个)显示设备212通信的示例有线接口、协议和/或标准包括以太网(IEEE 802.3)、光纤分布式数据接口(FDDI)、综合业务数字网(ISDN)、有线电视和/或互联网(ATSC、DVB-C、DOCSIS)、基于通用串行总线(USB)的接口等。
处理器802、(多个)网络接口814和/或(多个)I/O接口816可以执行信号处理操作，比如(例如)滤波、放大、模数转换和/或数模转换、基带信号的上变频/下变频、编码/解码、加密/解密、调制/解调和/或任何其他适当的信号处理。
计算系统800可以使用用于无线通信的一个或多个天线和/或用于有线通信的一个或多个有线端口。(多个)天线可以是适合于用于通信的无线接口和/或协议所需要的频率、功率水平、分集和/或其他参数的任何类型的天线(例如，定向天线、全向天线、多输入多输出(MIMO)天线等)。(多个)端口可以包括适合于通过计算系统800所支持的有线接口/协议进行的通信的任何类型的连接器。例如，(多个)端口可以包括双绞线以太网端口、USB端口、HDMI端口、无源光网络(PON)端口和/或用于与有线或光学电缆接口连接的任何其他合适端口。
可以用硬件、软件、和/或硬件和软件的组合来实现本方法和系统。可以以集中方式在至少一个计算系统中实现本方法和/或系统，或者以不同的元件遍布在若干互连计算系统上的分布式方式实现本方法和/或系统。适应于执行本文所描述的方法的任何种类的计算系统或其他装置都是适合的。硬件与软件的典型组合可以包括具有程序或其他代码的通用计算系统，该程序或其他代码当被加载和执行时控制该计算系统使得该计算系统执行本文所描述的方法。另一典型实施方式可以包括专用集成电路或芯片。一些实施方式可以包括非暂时性机器可读(例如，计算机可读)介质(例如，闪存驱动器、光盘、磁存储盘等)，该非暂时性机器可读介质上存储有可由机器执行的一行或多行代码，从而使机器执行如本文所描述的过程。如本文中所使用的，术语“非暂时性机器可读介质”被定义为包括所有类型的机器可读存储介质并且不包括传播信号。
如本文所使用的，术语“电路”和“电路系统”是指物理电子部件(即，硬件)以及可以配置硬件、由硬件执行和/或以其他方式与硬件相关联的任何软件和/或固件(“代码”)。如本文中所使用的，例如，特定的处理器和存储器在执行第一一行或多行代码时可以构成第一“电路”，而在执行第二一行或多行代码时可以构成第二“电路”。如本文所使用的，“和/或”是指列表中由“和/或”连接的多个项中的任何一项或多项。作为示例，“x和/或y”是指三元素集合{(x),(y),(x,y)}中的任何元素。换句话说，“x和/或y”是指“x和y中的一个或两个”。作为另一示例，“x、y和/或z”是指七元素集合{(x),(y),(z),(x,y),(x,z),(y,z),(x,y,z)}中的任何元素。换句话说，“x、y和/或z”是指“x、y和z中的一个或多个”。如本文所使用的，术语“示例性”是指用作非限制性示例、实例或图示。如本文所使用的，术语“譬如(e.g.)”和“例如(for example)”引出一个或多个非限制性示例、实例或图示的列表。如本文所使用的，当电路系统包括执行某一功能所必需的硬件和代码(如果有必要)时，电路系统“可操作”以执行该功能，而无论该功能的执行是被禁用或未被启用(例如，通过用户可配置的设置、出厂调整等)。
虽然已参考某些实施方式描述了本方法和/或系统，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本方法和/或系统的范围的情况下，可以进行各种改变并且可以替换等效物。例如，所公开的示例的框和/或部件可以被组合、分割、重新布置和/或以其他方式被修改。另外，在不脱离本公开内容的范围的情况下，可以做出许多修改以使特定情况或材料适应于本公开的教导。因此，本方法和/或系统不限于所公开的特定实施方式。替代地，本方法和/或系统将包括无论是从字面上还是依据等同原则都落入所附权利要求的范围内的所有实施方式。

Claims (20)

1.一种扫描仪定位控制系统，包括：
显示器；
处理器；以及
计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括计算机可读指令，所述计算机可读指令当被执行时使所述处理器：
经由所述显示器输出辐射源、辐射检测器和工件定位器的布置的第一视觉表示；
识别要对所述辐射源、所述辐射检测器或所述工件定位器中的至少一个的布置做出的改变；
基于要对所述布置做出的所述改变来经由所述显示器输出所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器的布置的第二视觉表示；以及
控制扫描仪定位系统以基于所述改变来物理地移动所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器中的所述至少一个。
2.如权利要求1所述的扫描仪定位控制系统，其中，所述第一视觉表示包括以下项中的至少一项：所述辐射源的当前位置在参考平面上的投影；所述辐射检测器的当前位置在所述参考平面上的投影；所述工件定位器的当前位置在所述参考平面上的投影；或定位在所述工件定位器上的零件基于所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器的当前位置在所述辐射检测器上的投影。
3.如权利要求1所述的扫描仪定位控制系统，其中，所述第二视觉表示包括以下项中的至少一项：所述辐射源的基于要对所述布置做出的所述改变的已改变位置在所述参考平面上的投影；所述辐射检测器的基于要对所述布置做出的所述改变的已改变位置在所述参考平面上的投影；所述工件定位器的基于要对所述布置做出的所述改变的已改变位置在所述参考平面上的投影；或定位在所述工件定位器上的所述零件基于要对所述布置做出的所述改变在所述辐射检测器上的投影。
4.如权利要求1所述的扫描仪定位控制系统，其中，所述计算机可读指令使所述处理器通过控制以下项中的至少一项来控制所述扫描仪定位系统：包围结构，所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器被围在所述包围结构中；所述包围结构的门；所述包围结构的边界；所述辐射源、所述辐射检测器或所述工件定位器中的至少一个的运动极限；运动范围，涉及所述辐射源、所述辐射检测器或所述工件定位器中的至少一个的碰撞在所述运动范围中发生的可能性小于阈值；滤光轮；准直器；或快门。
5.如权利要求1所述的扫描仪定位控制系统，其中，所述计算机可读指令使所述处理器访问所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器的当前位置，并且基于所述位置来确定所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器的布置的第一视觉表示。
6.如权利要求1所述的扫描仪定位控制系统，其中，所述第一视觉表示包括由所述辐射源发射的辐射的当前焦点或基于要对所述布置做出的所述改变的已更新焦点的表示中的至少一个。
7.如权利要求1所述的扫描仪定位控制系统，其中，所述计算机可读指令使所述处理器在要对所述布置做出的所述改变之后确定所述辐射检测器的放大率、不清晰度参数或焦距中的至少一个。
8.如权利要求1所述的扫描仪定位系统，其中，所述计算机可读指令使所述处理器：
识别所述辐射源、所述辐射检测器或所述工件定位器中的至少一个在扫描操作期间要遵循的轨迹，所述轨迹具有所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器的开始布置以及所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器的结束布置；
经由所述显示器输出包括所述开始布置和所述结束布置的第三视觉表示；以及
在所述扫描操作期间控制所述扫描仪定位系统以基于从所述开始布置到所述结束布置的所述轨迹来物理地移动所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器中的所述至少一个。
9.如权利要求8所述的扫描仪定位系统，其中，所述第三视觉表示在视觉上表示所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器中的至少一个在所述开始布置与所述结束布置之间的位置改变或取向改变中的至少一个。
10.如权利要求1所述的扫描仪定位系统，其中，所述第一视觉表示和所述第二视觉表示是三维表示。
11.如权利要求1所述的扫描仪定位系统，其中，所述计算机可读指令使所述处理器确定所述辐射源、所述辐射检测器或所述工件定位器中的至少一个的运动范围，其中，所述第一视觉表示或所述第二视觉表示中的至少一个包括所述范围的表示。
12.如权利要求11所述的扫描仪定位系统，其中，所述计算机可读指令使所述处理器确定与对所述布置的改变相关联的运动是否将使所述辐射源、所述辐射检测器或所述工件定位器中的至少一个超过所述运动范围的极限。
13.如权利要求1所述的扫描仪定位系统，其中，所述第一视觉表示或所述第二视觉表示中的至少一个包括固持在所述工件定位器上的工件的表示。
14.如权利要求1所述的扫描仪定位系统，其中，所述第一视觉表示或所述第二视觉表示中的至少一个包括机器人臂的表示、所述工件定位器的移动的原点或代表对所述布置的改变的一个或多个向量。
15.如权利要求1所述的扫描仪定位系统，其中，所述计算机可读指令用于使所述处理器基于所述布置以及要对所述布置做出的所述改变来经由所述显示器输出所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器的中间布置的第三视觉表示。
16.如权利要求1所述的扫描仪定位系统，其中，所述第一视觉表示或所述第二视觉表示中的至少一个包括包围结构、包围结构门、滤光轮、辐射源准直器或辐射源快门中的至少一个。
17.如权利要求1所述的扫描仪定位系统，其中，所述计算机可读指令使所述处理器确定所述布置的辐射检测器的放大率、不清晰度参数或焦距中的至少一个。
18.如权利要求1所述的扫描仪定位系统，进一步包括用户输入设备，其中，所述计算机可读指令使所述处理器基于经由所述用户输入设备的一个或多个输入来识别要对所述布置做出的所述改变。
19.一种扫描仪定位系统，包括：
显示器；
处理器；以及
计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括计算机可读指令，所述计算机可读指令当被执行时使所述处理器：
基于辐射源、辐射检测器和工件定位器的布置来呈现所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器的三维表示；
响应于改变所述布置的命令而呈现对所述布置的改变；以及
基于包括所述呈现的改变的所述呈现的布置来控制所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器的位置和取向。
20.一种扫描仪定位控制系统，包括：
显示器；
处理器；以及
计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括计算机可读指令，所述计算机可读指令当被执行时使所述处理器：
经由所述显示器输出辐射源、辐射检测器和工件定位器的第一状态的第一视觉表示；
基于所述第一视觉表示的建模操作来识别要对所述第一状态做出的改变；
经由所述显示器输出所述辐射源、所述辐射检测器的反映所述建模操作的第二状态的第二视觉表示；以及
控制扫描仪定位系统以将所述辐射源、所述辐射检测器和所述工件定位器中的所述至少一个物理地移动到在所述第二状态中表示的位置。
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