基于ARM的摆位控制系统研究与实现

发布时间：2017-09-19 09:12

  本文关键词：基于ARM的摆位控制系统研究与实现

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【摘要】：放射治疗从传统的常规治疗已经发展到了精确放射治疗模式,放疗精确导航技术应运而生。本文分析了目前放疗导航技术的现状,然后提出本文主要研究工作是基于双目视觉定位的OPS导航系统,研制自动控制加速器治疗床的装置,帮助放疗师完成摆位操作,从而达到放射治疗自动摆位的目的。本文研制了一种具有上位机、下位机和机械装置的辅助摆位控制系统,系统配合OPS红外定位导航系统使用,能够自动摆位到0.5mm的精度范围。上位机软件基于MFC开发,上位机软件与OPS系统软件通信,获得实时空间点坐标。其主要工作包括分析处理坐标信息、自动摆位控制、生成控制指令并发送给下位机。下位机基于ARM微控制器开发,包括RS232串口通信电路、舵机控制电路及电源等,下位机主要通过控制舵机来操作加速器治疗床的控制面板。本文还结合两款医用直线加速器的特点,设计相应的机械盒子以放置电路板、控制单元。实验调试阶段,本文尽可能的运用多种实验方法,检测硬件电路以及软件算法的准确性和稳定性。经过临床测试,最终得到结论该系统能够准确的和OPS系统交互,并且能完成自动化摆位,精度符合要求,节约了摆位时间。该方案是创新性设计,软件操作简单,硬件安装方便,具有低成本低功耗的特点。
【关键词】：放射治疗 摆位 OPS导航系统 ARM控制器 自动控制
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH774
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题背景9-11
• 1.1.1 肿瘤的现状和发展趋势9
• 1.1.2 现有的肿瘤治疗手段9-11
• 1.1.3 放疗技术现状与发展11
• 1.2 放疗导航技术11-12
• 1.3 本文的主要研究工作12-13
• 1.4 论文的组织结构13-16
• 第二章 系统总体设计16-23
• 2.1 系统功能需求16-18
• 2.2 摆位系统总体设计和框架18-20
• 2.3 ARM芯片的选型20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 硬件设计与实现23-43
• 3.1 硬件开发环境23-24
• 3.2 LPC1768微处理器24-30
• 3.2.1 系统电源电路25-28
• 3.2.2 系统时钟电路28-29
• 3.2.3 系统复位电路29-30
• 3.3 串行通信模块接口30-32
• 3.4 舵机控制模块32-35
• 3.5 调试端口JTAG35-36
• 3.6 PCB布局36-37
• 3.7 机械结构设计37-42
• 3.8 本章小结42-43
• 第四章 软件设计与实现43-55
• 4.1 系统软件设计方案43
• 4.2 初始数据测量43-45
• 4.3 自动摆位算法45-49
• 4.3.1 方向控制决策46-47
• 4.3.2 舵机PWM脉宽决策47-48
• 4.3.3 自我学习完善映射表48-49
• 4.4 串口通信49-51
• 4.4.1 UART底层编程配置49-50
• 4.4.2 通信协议50-51
• 4.5 上位机软件实现51-52
• 4.6 下位机软件实现52-54
• 4.7 本章小结54-55
• 第五章 系统安装与测试55-61
• 5.1 现场安装55-56
• 5.2 系统功能测试56-60
• 5.3 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 结论61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位发表的论文68-69

【参考文献】

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本文编号：880768