Software for robots control.

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F04753437%3A_____%2F20%3AN0000005" target="_blank" >RIV/04753437:_____/20:N0000005 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="https://www.irradion.com/" target="_blank" >https://www.irradion.com/</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Software pro kontrolu robotů

Original language description

V rámci této etapy byla řešena softwarová část robotického zobrazovacího systému, a to ovládání hardwaru, řízení pohybu robotů, funkce pro 2D a 3D zobrazovací modality a byla vytvořena první verze uživatelského rozhraní. V oblasti softwaru pro řízení robotů byly vytvořeny softwarové knihovny pro synchronizované ovládání obou robotů. Pro zajištění přesného a opakovatelného polohování byl vyvinut kalibrační algoritmus, který slouží k optimalizaci relativní vzdálenosti mezi oběma roboty. Díky tomu je umožněna přesná koordinace pohybu těchto dvou robotů a další geometrickou kalibrací polohy rentgenky a detektoru je zajištěna kvalita akvizice RTG dat, pro 2D i 3D zobrazování. Skener je naprogramován pro vyšetřování různými technikami transmisních zobrazovacích metod, a to pro získání: • 2D obrazových dat a • 3D tomografických dat (CT). Příslušná programová vrstva zaznamenává aktuální pozice a orientace robotů poskytované senzory zabudovanými v robotických ramenech, které se ukládají se získanými daty ze zobrazovacího detektoru pro následné zpracování obrazu. Pro jednoduché ovládání veškerých funkcí bylo vytvořeno uživatelské rozhraní, které umožňuje uživateli snadno provádět kalibraci celého systému, 2D i 3D zobrazovací techniky a pokročilé zpracování obrazu s nástrojem pro zpracování spektrálních dat a identifikaci podobných materiálů. Funkčnost softwaru pro řízení robotů byla otestována na měření 2D spektrálního skenu kalibračního vzorku plastifikované myši.

Czech name

Software pro kontrolu robotů

Czech description

V rámci této etapy byla řešena softwarová část robotického zobrazovacího systému, a to ovládání hardwaru, řízení pohybu robotů, funkce pro 2D a 3D zobrazovací modality a byla vytvořena první verze uživatelského rozhraní. V oblasti softwaru pro řízení robotů byly vytvořeny softwarové knihovny pro synchronizované ovládání obou robotů. Pro zajištění přesného a opakovatelného polohování byl vyvinut kalibrační algoritmus, který slouží k optimalizaci relativní vzdálenosti mezi oběma roboty. Díky tomu je umožněna přesná koordinace pohybu těchto dvou robotů a další geometrickou kalibrací polohy rentgenky a detektoru je zajištěna kvalita akvizice RTG dat, pro 2D i 3D zobrazování. Skener je naprogramován pro vyšetřování různými technikami transmisních zobrazovacích metod, a to pro získání: • 2D obrazových dat a • 3D tomografických dat (CT). Příslušná programová vrstva zaznamenává aktuální pozice a orientace robotů poskytované senzory zabudovanými v robotických ramenech, které se ukládají se získanými daty ze zobrazovacího detektoru pro následné zpracování obrazu. Pro jednoduché ovládání veškerých funkcí bylo vytvořeno uživatelské rozhraní, které umožňuje uživateli snadno provádět kalibraci celého systému, 2D i 3D zobrazovací techniky a pokročilé zpracování obrazu s nástrojem pro zpracování spektrálních dat a identifikaci podobných materiálů. Funkčnost softwaru pro řízení robotů byla otestována na měření 2D spektrálního skenu kalibračního vzorku plastifikované myši.

Type

R - Software

CEP classification

—

OECD FORD branch

20204 - Robotics and automatic control

Project

<a href="/en/project/7D19002" target="_blank" >7D19002: Portable Small Animal Particle Irradiation and Imaging Unit</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2020

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

Software pro kontrolu robotů

Technical parameters

Centrální PLC řídí základní funkce hardwarových komponentů zobrazovacího systému: rentgenky, detektoru, chladícího zařízení, řídícího počítače robotů a robotů. PLC tak umožňuje vypnutí a zapnutí systému, nastavení expozičních parametrů na rentgence (napětí a proud) či zajišťuje napájení jednotlivých komponentů. PLC je navíc naprogramováno tak, aby sledovalo stav hardwaru pomocí čidel (napětí, teplotní), stav bezpečnostního spínače a zaznamenalo bezpečnostní výstrahy robotů. Dokáže tak rozpoznat kritické stavy systému jako je např. přehřátí a vypne příslušné hardwarové zařízení pro ochranu a diagnostiku problému. Hardwarové ovládací příkazy jsou přístupné prostřednictvím hlavního softwaru. V oblasti softwaru pro řízení robotů byly vytvořeny softwarové knihovny pro synchronizované ovládání obou robotů. Cílem softwaru pro řízení pohybu je, aby zobrazovací nástroje upevněny na robotických ramenech byly polohovány přesně naproti sobě, tak aby RTG záření vždy dopadalo na detektor a bylo umožněno RTG zobrazování. Pro zajištění přesného a opakovatelného polohování byl vyvinut kalibrační algoritmus, který slouží k optimalizaci relativní vzdálenosti mezi oběma roboty. Díky tomu je možná přesná koordinace pohybu těchto dvou robotů a další geometrickou kalibrací polohy rentgenky a detektoru je zajištěna kvalita akvizice RTG dat, pro 2D i 3D zobrazování. V základním 2D módu skeneru, tzv. „Parallax mód“, se pohybuje pouze robot nesoucí detektor, zatímco rentgenka zůstává ve stejné pozici a pouze se natáčí tak, aby paprsek vždy směřoval na detektor (simuluje použití RTG zdroje s velkým emisním úhlem). Robotická ramena umožňují flexibilitu úhlu pohledu rentgenového zobrazování, včetně získání dat pro zobrazovací modalitu výpočetní tomografie (CT). Pro získání 3D obrazových dat rotují robotická ramena s rentgenkou a protilehlým detektorem kolem vyšetřovaného zvířete a je tak získána řada projekcí z různých úhlů. Příslušná programová vrstva zaznamenává aktuální pozice a orientace robotů poskytované senzory zabudovanými v robotických ramenech, které se ukládají se získanými daty ze zobrazovacího detektoru pro následné zpracování obrazu. Jednotlivé naměřené obrázky je tak možné přesně spojit do jednoho finálního 2D obrazu vyšetřované myši nebo matematickou rekonstrukcí projekcí z různých úhlů vytvořit 3D tomografický obraz. Pro jednoduché ovládání veškerých funkcí bylo vytvořeno uživatelské rozhraní, které umožňuje uživateli snadno provádět kalibraci celého systému, 2D i 3D zobrazovací techniky a pokročilé zpracování obrazu s nástrojem pro zpracování spektrálních dat a identifikaci podobných materiálů. Funkce uživatelského rozhraní zahrnují: • kalibraci systému, • ovládání polohy a rotace robotů, • nastavení rozsahu skenování, • nastavení parametrů RTG a detektoru, • ovládací prvky skenování (start / stop), • náhled skenu, • načtení / uložení parametrů skenování, • zpracování obrazu.

Economical parameters

Náklady na ostatní zboží a služby ve výši 1.506.884,-- Kč byly tvořeny zejména externí výrobou přesných mechanických dílů pro přístroj Protonový tracker a pro pokračování vývojových prací na Robotickém zobrazovacím subsystému, konkrétně k mechanickým částím pro umožnění 3D zobrazovací techniky – výpočetní tomografie, a službami v oblasti softwarových knihoven a vývoje uživatelského rozhraní.

Owner IČO

04753437

Owner name

Radalytica