基于Unity與單片機(jī)的DR可交互仿真教學(xué)工作站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2022-01-12 23:08
目前醫(yī)學(xué)影像設(shè)備相關(guān)課程見(jiàn)習(xí)時(shí)存在資源短缺,難以操作等缺陷,而仿真教學(xué)設(shè)備體積龐大、造價(jià)昂貴、仿真度低。為解決上述問(wèn)題,設(shè)計(jì)一套DR可交互仿真教學(xué)工作站,將DR轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)Unity軟件中的三維模型,并通過(guò)串口通信實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)三維模型的操作控制;同時(shí)利用VB6. 0與Access2012制作DR設(shè)備操作界面系統(tǒng)。工作站軟硬件結(jié)合的設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)從DR設(shè)備原理知識(shí)、基礎(chǔ)控制、擺位訓(xùn)練到DR設(shè)備操作界面系統(tǒng)的教學(xué)、訓(xùn)練以及考核。通過(guò)將實(shí)驗(yàn)課的多個(gè)考察項(xiàng)目整合統(tǒng)一,工作站實(shí)現(xiàn)了一站化、小型化、網(wǎng)絡(luò)化,功能完善、易于普及,通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的教學(xué)使用驗(yàn)證與對(duì)比分析,結(jié)果顯示工作站效果顯著,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有重要意義。
【文章來(lái)源】:實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2019,38(08)北大核心
【文章頁(yè)數(shù)】:5 頁(yè)
【部分圖文】:
總體結(jié)構(gòu)圖
第38卷電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5V單電源供電。串口通信模塊能夠滿足RS-232串口電壓,使得單片機(jī)與上位機(jī)可以正常通信[7]。單片機(jī)控制模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后,通過(guò)串口通信模塊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)演示模型通信,串口通信模塊電路如圖3所示。圖3串口通信模塊3工作站軟件設(shè)計(jì)3.1上位機(jī)設(shè)備演示模型本仿真教學(xué)工作站的設(shè)計(jì)參數(shù)3臨床一線標(biāo)準(zhǔn)的DR實(shí)體,利用3D-max軟件制作三維模型,如圖4所示。將三維模型按照功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化分割后轉(zhuǎn)換為FBX格式導(dǎo)入至Unity軟件中。在Unity環(huán)境中[8],通過(guò)編寫(xiě)Scripts代碼驅(qū)動(dòng)3D模型顯示DR的基本運(yùn)動(dòng)工作流程,主要包括機(jī)架運(yùn)動(dòng)、機(jī)頭旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)、燈絲預(yù)熱、曝光[9]以及人體擺位、照射野開(kāi)關(guān)、大小及角度調(diào)節(jié)[10-11]等功能。圖4上位機(jī)DR設(shè)備演示模型其中,Head腳本通過(guò)射線檢測(cè)機(jī)頭距離掃描床、人體模型的距離和區(qū)域,從而控制照射野的開(kāi)關(guān)與縮放以及輻射頭的運(yùn)動(dòng)。同時(shí),通過(guò)動(dòng)作函數(shù)實(shí)現(xiàn)DR各軸的平移、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、燈絲預(yù)熱、曝光等動(dòng)作。部分代碼如下:publicvoidSetHengZhouXPos(floatValue){HengZhou.position=newVector3(Value,HengZhou.position.y,HengZhou.position.z);}//橫軸左右移動(dòng)publicvoidSetHeadRotation(floatValue){Head.eulerAngles=newVector3(Head.eulerAngles.x,Head.eulerAngles.y,Value);RotationYText.text=Value.ToString("f0");}//機(jī)頭旋轉(zhuǎn)publicvoidOpenCircle(){GameObjec
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Unity 3D的船舶制造虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建[J]. 朱安慶,胡安超. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2018(06)
[2]基于單片機(jī)的外裝遙控開(kāi)關(guān)燈裝置[J]. 費(fèi)杰,盧夢(mèng)潔,錢(qián)昊楠,吳立夫. 電子技術(shù)與軟件工程. 2017(23)
[3]醫(yī)學(xué)影像設(shè)備仿真教學(xué)系統(tǒng)的建立與實(shí)踐[J]. 王輝,胡俊峰,時(shí)梅林,劉琳琳,唐鶴云,唐慧. 中國(guó)醫(yī)學(xué)教育技術(shù). 2017(03)
[4]基于52單片機(jī)的CCD驅(qū)動(dòng)程序和電路設(shè)計(jì)[J]. 王改芳,吳有才. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2017(05)
[5]仿真數(shù)字胃腸機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 胡智慧,朱錢(qián)成,胡俊峰. 中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2016(01)
[6]基于MAX232實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與CPU通信[J]. 梁天太,周英杰,張澤,劉慧慧. 新技術(shù)新工藝. 2015(08)
[7]DR攝影技術(shù)在放射科的應(yīng)用價(jià)值[J]. 黃江華,鄧榮花,雍大德. 影像技術(shù). 2013(05)
[8]數(shù)字X線機(jī)擺位操作訓(xùn)練仿真系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J]. 王玉玨,胡俊峰,唐鶴云,趙杰,鞏萍,唐慧,馬惠穎. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù). 2012(05)
[9]虛擬仿真教學(xué)在《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)》教學(xué)中的研究與應(yīng)用[J]. 齊現(xiàn)英,魯雯,韓豐談,劉慧琴,曹允希. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2012(01)
[10]基于A/D轉(zhuǎn)換器件ADC0809的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)[J]. 趙波,楊迎春. 內(nèi)蒙古石油化工. 2010(23)
本文編號(hào):3585620
【文章來(lái)源】:實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2019,38(08)北大核心
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總體結(jié)構(gòu)圖
第38卷電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5V單電源供電。串口通信模塊能夠滿足RS-232串口電壓,使得單片機(jī)與上位機(jī)可以正常通信[7]。單片機(jī)控制模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理后,通過(guò)串口通信模塊實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)演示模型通信,串口通信模塊電路如圖3所示。圖3串口通信模塊3工作站軟件設(shè)計(jì)3.1上位機(jī)設(shè)備演示模型本仿真教學(xué)工作站的設(shè)計(jì)參數(shù)3臨床一線標(biāo)準(zhǔn)的DR實(shí)體,利用3D-max軟件制作三維模型,如圖4所示。將三維模型按照功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化分割后轉(zhuǎn)換為FBX格式導(dǎo)入至Unity軟件中。在Unity環(huán)境中[8],通過(guò)編寫(xiě)Scripts代碼驅(qū)動(dòng)3D模型顯示DR的基本運(yùn)動(dòng)工作流程,主要包括機(jī)架運(yùn)動(dòng)、機(jī)頭旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極啟動(dòng)、燈絲預(yù)熱、曝光[9]以及人體擺位、照射野開(kāi)關(guān)、大小及角度調(diào)節(jié)[10-11]等功能。圖4上位機(jī)DR設(shè)備演示模型其中,Head腳本通過(guò)射線檢測(cè)機(jī)頭距離掃描床、人體模型的距離和區(qū)域,從而控制照射野的開(kāi)關(guān)與縮放以及輻射頭的運(yùn)動(dòng)。同時(shí),通過(guò)動(dòng)作函數(shù)實(shí)現(xiàn)DR各軸的平移、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、燈絲預(yù)熱、曝光等動(dòng)作。部分代碼如下:publicvoidSetHengZhouXPos(floatValue){HengZhou.position=newVector3(Value,HengZhou.position.y,HengZhou.position.z);}//橫軸左右移動(dòng)publicvoidSetHeadRotation(floatValue){Head.eulerAngles=newVector3(Head.eulerAngles.x,Head.eulerAngles.y,Value);RotationYText.text=Value.ToString("f0");}//機(jī)頭旋轉(zhuǎn)publicvoidOpenCircle(){GameObjec
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[5]仿真數(shù)字胃腸機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 胡智慧,朱錢(qián)成,胡俊峰. 中國(guó)醫(yī)療設(shè)備. 2016(01)
[6]基于MAX232實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與CPU通信[J]. 梁天太,周英杰,張澤,劉慧慧. 新技術(shù)新工藝. 2015(08)
[7]DR攝影技術(shù)在放射科的應(yīng)用價(jià)值[J]. 黃江華,鄧榮花,雍大德. 影像技術(shù). 2013(05)
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[9]虛擬仿真教學(xué)在《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)》教學(xué)中的研究與應(yīng)用[J]. 齊現(xiàn)英,魯雯,韓豐談,劉慧琴,曹允希. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2012(01)
[10]基于A/D轉(zhuǎn)換器件ADC0809的數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)[J]. 趙波,楊迎春. 內(nèi)蒙古石油化工. 2010(23)
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