Software pro kontrolu robotů

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

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

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Software pro kontrolu robotů

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

Software for robots control.

Popis výsledku anglicky

Hardware control: The PLC has been programmed to monitor the hardware states of the imaging unit components. Moreover, it recognizes the system critical states such as overheating and shuts down the relevant hardware for protection and troubleshooting diagnostics. In Robot control software: A tool has been developed to read each robot calibrated kinematic model and simulate the robots’ geometry for various imaging and irradiation scans. The tool can precisely simulate the position of each robot joint and link before running the scan. Therefore, this tool will be used to help the user choosing the scan ranges.

Druh

R - Software

CEP obor

—

OECD FORD obor

20204 - Robotics and automatic control

Projekt

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

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2020

Kód důvěrnosti údajů

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

Interní identifikační kód produktu

Software pro kontrolu robotů

Technické parametry

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.

Ekonomické parametry

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.

IČO vlastníka výsledku

04753437

Název vlastníka

Radalytica