仿真调试平台软件在工业CT系统研制中应用.pdfVIP

仿真调试平台软件在工业CT系统研制中的应用 肖永顺，邬映臣 清华大学工程物理系粒子技术与辐射成像教育部重点实验室北京100084 摘要-本文介绍了工业cr硬件组成和扫描硬件控制系统．论述了在工业cr系统软件研制 过程中，为仿真工业(Tr基本硬件设备而开发的系统仿真调试平台软件。该软件为应 用软件的设计和调试提供开拉平台支持，有效减小对工业cr硬件依赣．可大大提高 系统软件研发速度．缩短工业cT系统研制周期． 关健词t工业CT．系统仿真，软件设计 引盲 工业CT的硬件系统通常由射线潭、机械扫描系统、探测器系统、数据采集系统、计算 机系统以盈屏蔽设施等辅助设备组成．是一个组成复杂的系统．(1口其中，计算机系统又包 括触发模块嵌^式软件、扫描控制工控软件以及数据获取和重建检查应用软件．工业CT软 件系统需要安全、合理、有序的控制各硬件系统以及系统之间的运行，使得工业CT软件系 统的编写和调试成为一个比较复杂的过程，开发{再试工作在很大程度上璺依藏于工业CT硬 件系统．需要在工业CT现场获得硬件平台支持．研制工作带来了诸多困难．严重影响着研 制进度．随着工业CT系统研制工作不断深入．软件功能和软件系统复杂性不断增加．对软 件的优化升级工作提出了新的挑醴∞．设计开发工业CT系统仿真调试平台软件是一项促进 工业CT工作软件开发与调试工作的重要基础性工作∞． 论文在介绍工业CT硬件和软件组成咀及工业CT工作过程基础上，设计工业CT仿真 调试平台软件系统框架，对软件模块及接口设计、功能划分、数据传输进行分析．研究仿真 平台、状态监控程序和三维图像演示程序的软件实现方法∞． 1工业CT系统蜃理及组成 工业cT系统分为六个分系统：加速器分系统，探测嚣分系统(成像屏)、敫据获墩分 系统、扫描装置分系统，扫描控制分系统、重建与检葺分系统，工业CT的组成及各系统的 互联如图1所示。 图1工业CT的组成厦互联关系 加速嚣分系统受控产生高能x射线脉冲；扫描装置分系统承戴桩{盘物体并使其按照一 定的扫描方式在X射线柬流区运动：探测器分系统获取透过被检物体的×射线脉冲．转化 成电信号并送到数据获取分系统：数据获取分系统将探测器传递来的电信号转换成投髟数据 井传递给重建检查分系统i扫描控制分系统负责扫描装置的运动控制和安全防护莲镇：重建 检查分系统协调整个系统的运行操作和进行被检物体图像的检查．断层图像的重建，罔像散 据的处理存储等工作。 工业CT的工作过程为：被检测物体簧于放射源和探测器阵列之何．源和探测器相对于被 检测物体旋转一周．探测器采集信号经放大、AID转换实时传送到计算机进行重建处理， 得到物体一个横断面的图像．然后检测物体沿纵轴方向平移，重复以上过程．可以得到另一 位置横断面图像．多个横断面图像经过图像重建系统的处理后可以进行物件内部的三维图象 重建． 2工业cT仿真调试平台款件总体设计 设计工业CT仿真调试平台的核心问题是用计算机软件和网络通讯替代工业cT各硬件 系统及其与软件系统的接13，为软件开茇和调试提供仿真平台支持。工业CT软件与硬件之 问存在着数据传递，接口控制的关系，因此仿真平台需提供与硬件系统一致的接口。 在仿真调试平台上，为了同时进行多路仿真软件的调试、接入和比较．设计仿真状态监 控程序用于总体的控制，显示各路仿真的进度和状态．并且编写三维图像演示程序，形象展 示工业cT的工作情况。仿真调试平台软件框架如圈2所示． 圈 窭豳：蚕j里臣垂五j亘五夏 ，艇量I t上弋上。 f硬科一 ‘：红≯ 扫描I驴i． 杯g：嚣 硬件仿真横疆 … ＼ ， ． ．■ 仿真状态盖莓·一1 ’、．一三墼墨鲨。’， 圈2仿真调试平台软件框架 将仿真监控程序设计为主程序，另外建立硬件仿真模块和三维图像演示程序．仿真模块 为DLL动态链接库文件，供程序加载．硬件仿真模块与