CN116115252A - 立位扫描ct安全防护系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立位扫描CT安全防护系统及方法,包括:立体CT组件,立体CT组件与装配于安装面的竖向导轨滑动装配设置;立体CT组件的内侧设有监控保护区域;深度相机,固接于安装面,且深度相机与监控保护区域对应设置;主机,与深度相机之间电连接;系统控制板,与主机之间电连接;扫描控制模块,与系统控制板电连接,扫描控制模块与立体CT组件之间电连接;运动控制模块,与系统控制板之间电连接,扫描控制模块与立体CT组件之间电连接。解决了立位CT在降低倾倒和碰撞风险影响时,难以满足负重状态影像需求,且对患者的自主意识要求高,效果不佳且存在安全隐患的问题。
Description
技术领域
本发明涉及医疗CT扫描系统技术领域,具体而言,涉及一种立位扫描CT安全防护系统及方法。
背景技术
在传统医疗CT系统中,患者承托架床多为平行于地面放置,患者平躺于承托架床板上,对于意识丧失等情况,不会带来额外的安全风险。但是,随着现代医疗应用发展,传统卧位CT功能逐渐受限,对于负重骨病或质子放疗等领域对立位要求逐渐显现,在此基础上发展出立位CT。在立位医疗CT系统中,患者立于地面,系统通过抬高患者或者移动机架实现患者扫描流程。患者在站立位情况下,可能出现立位失衡或意识丧失等情况,继而发生倾倒和碰撞风险。
现有技术中,立位CT通常采用对患者强制束缚或区域约束等方式降低由前述风险情况导致的影响。但是,患者强制束缚可能会对患者的负重状态产生改变,继而影响到采用立位CT想要实现的负重状态影像需求;而区域约束,由于约束路径在射线辐射路径范围内,因此通常为半身约束,这种半身约束方式对患者的自主意识要求较高,仍然存在较大安全隐患。
发明内容
为此,本发明提供了一种立位扫描CT安全防护系统及方法,以解决现有技术中立位CT在降低倾倒和碰撞风险影响时,难以满足负重状态影像需求,且对患者的自主意识要求较高,效果不佳且存在较大安全隐患的技术问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种立位扫描CT安全防护系统,包括:
立体CT组件,对应装配于一安装面,所述立体CT组件与装配于所述安装面的竖向导轨之间滑动装配设置;所述立体CT组件的内侧设有监控保护区域;
深度相机,固接装配于所述安装面,且所述深度相机的摄像输入端与所述监控保护区域相对应设置;
主机,输入端与所述深度相机的输出端之间通过电路相连;
系统控制板,控制输入端与所述主机的输出端之间通过电路相连;
扫描控制模块,控制输入端与所述系统控制板的控制输出端之间通过电路相连,所述扫描控制模块的控制输出端与所述立体CT组件之间通过电路相连;
运动控制模块,控制输入端与所述系统控制板的控制输出端之间通过电路相连,所述扫描控制模块的控制输出端与所述立体CT组件之间通过电路相连。
在上述技术方案的基础上,对本发明做如下进一步说明:
作为本发明的进一步方案,所述监控保护区域包括危险区域和警告区域;
所述危险区域和所述警告区域均为环形,且所述危险区域和所述警告区域依次相接续设于所述立体CT组件的内侧;环形所述警告区域的内圈与所述立体CT组件的旋转中心轴之间设有安全范围;
所述深度相机的摄像输入端与所述危险区域和所述警告区域相对应设置。
作为本发明的进一步方案,所述立体CT组件的旋转中心轴形成Y轴,人体冠状面与人体矢状面的交线与所述Y轴相重合,人体冠状面与所述安装面之间交线形成X轴,人体矢状面与所述安装面之间交线形成Z轴,X轴、Y轴、Z轴的交点形成坐标零点;
所述深度相机设有两组,两组所述深度相机分别一一对应位于所述坐标零点两侧的X轴沿Z轴方向偏移位置。
一种立位扫描CT安全防护方法,应用所述的立位扫描CT安全防护系统,包括如下过程:
设置人体监控保护区域;
深度相机采集监控保护区域的实时图像数据并发送至主机;
主机对图像数据进行对比分析,检测到人体进入监控保护区域时触发保护;
立体CT组件实施提示和报警;
立体CT组件主动停止扫描和停止运动。
作为本发明的进一步方案,所述设置人体监控保护区域,具体包括:
预设多级监控保护区域,所述监控保护区域包括警告区域和危险区域,且优先划定危险区域环形范围,再划定警告区域环形范围;
所述划定危险区域环形范围,具体包括:
对于孔径大小为w的立体CT组件,其最大移动速度为v1,其最大加速度为a,因此立体CT组件从最大移动速度到停止的最短理论时间t为:
t=(v1-0)/a=v1/a
设定人的出拳速度作为人体无意识动作的最大速度限制,并设定人的出拳速度为v2,因此对于最短理论时间t内出拳行程s为:
s=v2×t
环形危险区域基于坐标系的划定范围为w/2-v2×v1/a。
作为本发明的进一步方案,所述划定警告区域环形范围,具体包括:
设定人体最宽处为两侧最大肩宽间距对应的尺寸为n,站位人体冠状面与人体矢状面的交线与Y轴之间误差预留e,按照坐标系划分警告区域的下限为以n/2+e为半径的圆,环形警告区域的上限为环形危险区域的下限。
作为本发明的进一步方案,所述主机对图像数据进行对比分析,检测到人体进入监控保护区域时触发保护,具体包括:
对人体站位异常形成的一异常点P根据Y轴坐标进行理论计算运动分析;
Py为通过深度相机得到的异常点P在坐标系中对应Y轴的坐标信息,根据结构设计及传感器反馈,定义立体CT组件的上表面距地面距离为Hg,立体CT组件的下表面距地面距离为Hg’,将距离值Hg与Hg’变换到XYZ坐标系中,装配于安装面的深度相机的安装高度为Yc,可知:
立体CT组件的上表面在坐标系中对应Y轴的坐标为Yg=Yc-Hg;
立体CT组件的下表面在坐标系中对应Y轴的坐标为Yg’=Yc-Hg’;
对异常点P的Y轴坐标Py叠加立体CT组件的运动方向进行分析:
当立体CT组件沿Y轴正向运动时,Py>Yg’时,异常点P位于立体CT组件的正向运动范围内,判定可能存在射线安全风险或运动安全风险;
当立体CT组件沿Y轴负向运动时,Py<Yg时,异常点P位于立体CT组件的正向运动范围内,判定可能存在射线安全风险或运动安全风险。
据此判断出异常点P在Y轴方向是否处于监控保护区域内。
作为本发明的进一步方案,所述主机对图像数据进行对比分析,检测到人体进入监控保护区域时触发保护,具体还包括:
对人体站位异常形成的一异常点P根据X轴坐标进行理论计算运动分析;
定义深度相机的基线长度为Lb,且深度相机通过校准后得到焦距为F;
深度相机的中心安装于其基线中线与X轴之间的交点F1,且深度相机在X轴的坐标值为X;计算深度相机的一个图像传感器中心的X轴坐标为:
A1=X+Lb/2
定义异常点P在XYZ坐标系的坐标为(Px,Py,Pz),Px即为异常点P对应于X轴的坐标;
通过深度相机获得异常点P的深度值为D,深度值即为异常点P沿Y轴方向到X轴的垂直距离,异常点P在图像传感器的投影点为某个像素点M,其在图像传感器上的像素坐标为(Mx1,Mz1);
图像传感器的像素分辨率为Ax×Az,其中,Ax为X轴方向的像素点数,Az为Z轴方向的像素点数;单个像素点的面积大小为Axs×Axs,根据像素点边长尺寸Axs与投影点M在图像传感器上的像素坐标Mx1,以投影点M更为靠近的图像传感器一端进行像素起始计数时,计算得到该投影点M在X轴上与图像传感器该端之间的距离M1为:
M1=Axs×Mx1
该投影点M与图像传感器中心的距离为:
M2=Axs×Ax/2-M1=Axs×(Ax/2-Mx1)
如此能够得到该投影点M在坐标系中X轴的坐标X1为:
X1=A1+M2=X+Lb/2+Axs×(Ax/2-Mx1)
根据相似三角形定理,得到等式:
D/F=(X1-Px)/M2
进而得到异常点P的X轴坐标Px为:
Px=X1-M2×D/F=A1+M2-M2×D/F=A1+M2(1-D/F)
=X+Lb/2+Axs×(Ax/2-Mx1)(1-D/F)
依据Px大小判断异常点P在X轴方向是否处于监控保护区域内。
作为本发明的进一步方案,所述立体CT组件实施提示和报警,具体包括:
监测到人体进入警告区域时,立体CT组件设备实施图像提示和语音警告。
作为本发明的进一步方案,所述立体CT组件主动停止扫描和停止运动,具体包括:
监测到人体进入危险区域时,立体CT组件设备触发主动保护停止扫描和设备运动。
本发明具有如下有益效果:
该系统及方法通过深度相机有效基于立体CT组件实现对于人体体位的主动监控和识别,增强了系统的风险识别能力,并借助系统风险监控识别有效实现对人体的主动保护,提升了系统功能安全性和实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的立位扫描CT安全防护系统的整体架构示意图。
图2为本发明实施例提供的立位扫描CT安全防护系统的正视应用状态结构示意图。
图3为本发明实施例提供的立位扫描CT安全防护系统的侧视应用状态结构示意图。
图4为本发明实施例提供的立位扫描CT安全防护方法的整体流程示意图。
图5为本发明实施例提供的立位扫描CT安全防护方法的功能原理示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
深度相机1、相机视野区11;
主机2; 系统控制板3; 扫描控制模块4; 运动控制模块5;
立体CT组件6、警告区域61、危险区域62。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效,显然,所描述的实施例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。
本说明书所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1至图3所示,本发明实施例提供了一种立位扫描CT安全防护系统,包括深度相机1、主机2、系统控制板3、扫描控制模块4、运动控制模块5和立体CT组件6,用以通过深度相机1有效基于立体CT组件实现对于人体a体位的主动监控和识别,增强了系统的风险识别能力,并借助系统风险监控识别有效实现对人体a的主动保护,提升了系统功能安全性。具体设置如下:
请参考图2和图3,所述立体CT组件6的上方具有一个安装面,且所述立体CT组件6与装配于所述安装面的竖向导轨之间滑动装配设置。
以所述立体CT组件6的旋转中心轴作为Y轴,以人体a冠状面与所述安装面之间交线作为X轴,以人体a矢状面与所述安装面之间交线作为Z轴,冠状面与矢状面的交线与Y轴重合,以XYZ轴的交点作为坐标零点0。
所述深度相机1固接装配于所述安装面,且所述深度相机1设有至少两组,用以更为保证人体a各方向的有效光路;由于深度相机1的光线无法穿透人体a且存在光学透视关系,以及相机视野区11中心线处于人体矢状面时,会存在较严重的光路遮挡,因此,所述深度相机1对应位于人体a的头部上方外侧。
根据《中国成年人人体尺寸(GB/T 10000-1988)》4.4节中对于中国成年人尺寸的描述,以矢状面和冠状面的交线为中心轴的人体a,其最外端为两侧最大肩宽处(覆盖99%的人群),以此为标准设置两组深度相机1,两组所述深度相机1分别位于X轴,且每组所述深度相机1均位于大于最大肩宽位置外侧二分之一最大肩宽距离的位置,即-X和X位置。
优选地,为了避免胸腹的厚度影响,两组所述深度相机1分别沿Z轴方向偏移,即-Z和Z位置,同时人体a处于两组所述深度相机1共同的相机视野区11内,且所述深度相机1垂直于所述安装面的方向无人体遮挡。
请参考图1至图3,所述立体CT组件6的内侧依次相接续设有环形危险区域62和环形警告区域61,且环形所述警告区域61的内圈与所述立体CT组件6的旋转中心轴之间设有安全范围;所述深度相机1的摄像输入端对应于所述危险区域62和所述警告区域61,并以此产生监测数据。
请参考图1,所述深度相机1的输出端通过数据线与所述主机2的输入端之间电连接,用以可实时将深度相机1的监测数据发送至主机2进行数据分析;所述主机2的输出端与所述系统控制板3的控制输入端之间通过电路相连,用以将分析后的数据结果与执行指令发送至系统控制板3;所述系统控制板3的控制输出端分别与所述扫描控制模块4和所述运动控制模块5之间通过电路相连,且所述扫描控制模块4和所述运动控制模块5分别与所述立体CT组件6之间通过电路相连,用以以此实现通过系统控制板3基于接收到的数据结果与执行指令分别发送至扫描控制模块4和运动控制模块5,并由扫描控制模块4和运动控制模块5进一步对立体CT组件6进行曝光与运动扫描功能的控制。
如图4至图5所示,本发明实施例还提供了一种立位扫描CT安全防护方法,具体包括如下过程:
S100:设置人体a监控保护区域;
具体为,预设多级监控保护区域,所述监控保护区域包括警告区域61和危险区域62。由于作为保护的核心目标是防止运动碰撞和挤压,因此在人体a接触到立体CT组件6设备前应停止运动,且由于保护的有效性取决于设备的运动控制能力,因此优先定义可接受的危险区域62范围,再确定警告区域61。
其中,对于危险区域62的划定:
对于孔径大小为w的立体CT组件6,其最大移动速度为v1,其最大加速度为a,因此立体CT组件6从最大移动速度到停止的最短理论时间t为:
t=(v1-0)/a=v1/a
由于正常情况下人的无意识动作速度不会超过人的出拳速度,因此可以人的出拳速度作为人体无意识动作的最大速度限制,根据统计学原理,可得出普通人出拳的拳速为v2,因此对于最短理论时间t内出拳行程s为:
s=v2×t
因此,危险区域62基于XZ轴坐标系的划定范围为w/2-v2×v1/a,整个危险区域62为环形区域。
一实施例:立体CT组件6的孔径w为1.2m,其最大移动速度v1为0.05m/s,最大加速度a为1m/s2,人出拳的拳速v2为5m/s,代入上述式w/2-v2×v1/a计算,得到危险区域62范围为350mm到600mm的环形区间范围。
对于警告区域61的划定:
警告区域61综合考虑人体a的尺寸和站位误差。根据统计学原理,人体a最宽处(两侧最大肩宽间距)尺寸为n,人体a站位冠状面与矢状面的交线与Y轴之间误差预留e,按照坐标系划分规则,定义警告区域61下限为以n/2+e为半径的圆,警告区域61上限为危险区域62下限。
整个警告区域61为环形区域。
继续结合上述实施例,假定人体a最宽处尺寸n为500mm,人体a站位误差e预留50mm,那么警告区域62应为300mm到350mm的环形区间范围。
S200:深度相机1采集监控保护区域的实时图像数据并发送至主机2;
具体为,深度相机1以一定帧率实时向主机2发送监测到的监控保护区域图像数据。
S300:主机2对数据进行对比分析,检测到人体a进入监控保护区域时触发保护;
具体为,主机2对监控保护区域内的图像数据信息进行对比分析,当监控保护区域出现异常点时,触发保护机制。
请参考图5,对人体a站位异常形成的一异常点P分别根据X轴和Y轴坐标进行理论计算分析。
对异常点P根据Y轴坐标进行运动分析:
Py为通过深度相机1得到的异常点P在坐标系中对应Y轴的坐标信息,根据结构设计及传感器反馈,定义立体CT组件6的上表面距地面距离为Hg,立体CT组件6的下表面距地面距离为Hg’,将距离值Hg与Hg’变换到XYZ坐标系中,前述设计中已知装配于安装面的深度相机1的安装高度为Yc,可知:
立体CT组件6的上表面在坐标系中对应Y轴的坐标为Yg=Yc-Hg;
立体CT组件6的下表面在坐标系中对应Y轴的坐标为Yg’=Yc-Hg’。
为判断出异常点P在Y轴方向是否处于安全范围内,对异常点P的Y轴坐标Py叠加立体CT组件6的运动方向进行分析:
当立体CT组件6沿Y轴正向运动时,Py>Yg’时,异常点P位于立体CT组件6的正向运动范围内,判定可能存在射线安全风险或运动安全风险;
当立体CT组件6沿Y轴负向运动时,Py<Yg时,异常点P位于立体CT组件6的正向运动范围内,判定可能存在射线安全风险或运动安全风险。
据此判断出异常点P在Y轴方向是否处于监控保护区域内。
对异常点P根据X轴坐标进行运动分析:
定义深度相机1的基线长度为Lb,且深度相机1通过校准后得到焦距为F。
深度相机1的中心安装于其基线中线与X轴之间的交点F1,且深度相机1在X轴的坐标值为X。计算深度相机1的一个图像传感器A中心的X轴坐标为:
A1=X+Lb/2
定义异常点P在XYZ坐标系的坐标为(Px,Py,Pz),Px即为异常点P对应于X轴的坐标。
通过深度相机1获得异常点P的深度值为D,深度值即为异常点P沿Y轴方向到X轴的垂直距离,异常点P在图像传感器A的投影点为某个像素点M,其在图像传感器A上的像素坐标为(Mx1,Mz1)。
图像传感器A的像素分辨率为Ax×Az,其中,Ax为X轴方向的像素点数,Az为Z轴方向的像素点数;单个像素点的面积大小为Axs×Axs,根据像素点边长尺寸Axs与投影点M在图像传感器A上的像素坐标Mx1,以投影点M更为靠近的图像传感器A一端进行像素起始计数时,计算得到该投影点M在X轴上与图像传感器A该端之间的距离M1为:
M1=Axs×Mx1
该投影点M与图像传感器A中心的距离为:
M2=Axs×Ax/2-M1=Axs×(Ax/2-Mx1)
如此能够得到该投影点M在坐标系中X轴的坐标X1为:
X1=A1+M2=X+Lb/2+Axs×(Ax/2-Mx1)
根据相似三角形定理,得到等式:
D/F=(X1-Px)/M2
进而得到异常点P的X轴坐标Px为:
Px=X1-M2×D/F=A1+M2-M2×D/F=A1+M2(1-D/F)
=X+Lb/2+Axs×(Ax/2-Mx1)(1-D/F)
依据Px大小判断异常点P在X轴方向是否处于监控保护区域内。
S400:立体CT组件6实施提示和报警;
进入警告区域61时,立体CT组件6设备实施图像提示和语音警告。
S500:立体CT组件6主动停止扫描和停止运动。
进入危险区域62时,立体CT组件6设备触发主动保护停止扫描和设备运动,即可。
虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种立位扫描CT安全防护系统,其特征在于,包括:
立体CT组件,对应装配于一安装面,所述立体CT组件与装配于所述安装面的竖向导轨之间滑动装配设置;所述立体CT组件的内侧设有监控保护区域;
深度相机,固接装配于所述安装面,且所述深度相机的摄像输入端与所述监控保护区域相对应设置;
主机,输入端与所述深度相机的输出端之间通过电路相连;
系统控制板,控制输入端与所述主机的输出端之间通过电路相连;
扫描控制模块,控制输入端与所述系统控制板的控制输出端之间通过电路相连,所述扫描控制模块的控制输出端与所述立体CT组件之间通过电路相连;
运动控制模块,控制输入端与所述系统控制板的控制输出端之间通过电路相连,所述扫描控制模块的控制输出端与所述立体CT组件之间通过电路相连。
2.根据权利要求1所述的立位扫描CT安全防护系统,其特征在于,
所述监控保护区域包括危险区域和警告区域;
所述危险区域和所述警告区域均为环形,且所述危险区域和所述警告区域依次相接续设于所述立体CT组件的内侧;环形所述警告区域的内圈与所述立体CT组件的旋转中心轴之间设有安全范围;
所述深度相机的摄像输入端与所述危险区域和所述警告区域相对应设置。
3.根据权利要求1所述的立位扫描CT安全防护系统,其特征在于,
所述立体CT组件的旋转中心轴形成Y轴,人体冠状面与人体矢状面的交线与所述Y轴相重合,人体冠状面与所述安装面之间交线形成X轴,人体矢状面与所述安装面之间交线形成Z轴,X轴、Y轴、Z轴的交点形成坐标零点;
所述深度相机设有两组,两组所述深度相机分别一一对应位于所述坐标零点两侧的X轴沿Z轴方向偏移位置。
4.一种立位扫描CT安全防护方法,其特征在于,应用如权利要求1-3任一项所述的立位扫描CT安全防护系统,包括如下过程:
设置人体监控保护区域;
深度相机采集监控保护区域的实时图像数据并发送至主机;
主机对图像数据进行对比分析,检测到人体进入监控保护区域时触发保护;
立体CT组件实施提示和报警;
立体CT组件主动停止扫描和停止运动。
5.根据权利要求4所述的立位扫描CT安全防护方法,其特征在于,
所述设置人体监控保护区域,具体包括:
预设多级监控保护区域,所述监控保护区域包括警告区域和危险区域,且优先划定危险区域环形范围,再划定警告区域环形范围;
所述划定危险区域环形范围,具体包括:
对于孔径大小为w的立体CT组件,其最大移动速度为v1,其最大加速度为a,因此立体CT组件从最大移动速度到停止的最短理论时间t为:
t=(v1-0)/a=v1/a
设定人的出拳速度作为人体无意识动作的最大速度限制,并设定人的出拳速度为v2,因此对于最短理论时间t内出拳行程s为:
s=v2×t
环形危险区域基于坐标系的划定范围为w/2-v2×v1/a。
6.根据权利要求5所述的立位扫描CT安全防护方法,其特征在于,
所述划定警告区域环形范围,具体包括:
设定人体最宽处为两侧最大肩宽间距对应的尺寸为n,站位人体冠状面与人体矢状面的交线与Y轴之间误差预留e,按照坐标系划分警告区域的下限为以n/2+e为半径的圆,环形警告区域的上限为环形危险区域的下限。
7.根据权利要求6所述的立位扫描CT安全防护方法,其特征在于,
所述主机对图像数据进行对比分析,检测到人体进入监控保护区域时触发保护,具体包括:
对人体站位异常形成的一异常点P根据Y轴坐标进行理论计算运动分析;
Py为通过深度相机得到的异常点P在坐标系中对应Y轴的坐标信息,根据结构设计及传感器反馈,定义立体CT组件的上表面距地面距离为Hg,立体CT组件的下表面距地面距离为Hg’,将距离值Hg与Hg’变换到XYZ坐标系中,装配于安装面的深度相机的安装高度为Yc,可知:
立体CT组件的上表面在坐标系中对应Y轴的坐标为Yg=Yc-Hg;
立体CT组件的下表面在坐标系中对应Y轴的坐标为Yg’=Yc-Hg’;
对异常点P的Y轴坐标Py叠加立体CT组件的运动方向进行分析:
当立体CT组件沿Y轴正向运动时,Py>Yg’时,异常点P位于立体CT组件的正向运动范围内,判定可能存在射线安全风险或运动安全风险;
当立体CT组件沿Y轴负向运动时,Py<Yg时,异常点P位于立体CT组件的正向运动范围内,判定可能存在射线安全风险或运动安全风险;
据此判断出异常点P在Y轴方向是否处于监控保护区域内。
8.根据权利要求7所述的立位扫描CT安全防护方法,其特征在于,
所述主机对图像数据进行对比分析,检测到人体进入监控保护区域时触发保护,具体还包括:
对人体站位异常形成的一异常点P根据X轴坐标进行理论计算运动分析;
定义深度相机的基线长度为Lb,且深度相机通过校准后得到焦距为F;
深度相机的中心安装于其基线中线与X轴之间的交点F1,且深度相机在X轴的坐标值为X;计算深度相机的一个图像传感器中心的X轴坐标为:
A1=X+Lb/2
定义异常点P在XYZ坐标系的坐标为(Px,Py,Pz),Px即为异常点P对应于X轴的坐标;
通过深度相机获得异常点P的深度值为D,深度值即为异常点P沿Y轴方向到X轴的垂直距离,异常点P在图像传感器的投影点为某个像素点M,其在图像传感器上的像素坐标为(Mx1,Mz1);
图像传感器的像素分辨率为Ax×Az,其中,Ax为X轴方向的像素点数,Az为Z轴方向的像素点数;单个像素点的面积大小为Axs×Axs,根据像素点边长尺寸Axs与投影点M在图像传感器上的像素坐标Mx1,以投影点M更为靠近的图像传感器一端进行像素起始计数时,计算得到该投影点M在X轴上与图像传感器该端之间的距离M1为:
M1=Axs×Mx1
该投影点M与图像传感器中心的距离为:
M2=Axs×Ax/2-M1=Axs×(Ax/2-Mx1)
如此能够得到该投影点M在坐标系中X轴的坐标X1为:
X1=A1+M2=X+Lb/2+Axs×(Ax/2-Mx1)
根据相似三角形定理,得到等式:
D/F=(X1-Px)/M2
进而得到异常点P的X轴坐标Px为:
Px=X1-M2×D/F=A1+M2-M2×D/F=A1+M2(1-D/F)
=X+Lb/2+Axs×(Ax/2-Mx1)(1-D/F)
依据Px大小判断异常点P在X轴方向是否处于监控保护区域内。
9.根据权利要求8所述的立位扫描CT安全防护方法,其特征在于,
所述立体CT组件实施提示和报警,具体包括:
监测到人体进入警告区域时,立体CT组件设备实施图像提示和语音警告。
10.根据权利要求9所述的立位扫描CT安全防护方法,其特征在于,
所述立体CT组件主动停止扫描和停止运动,具体包括:
监测到人体进入危险区域时,立体CT组件设备触发主动保护停止扫描和设备运动。
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