這里只是簡(jiǎn)單的宣傳，不一定符合您的要求，登錄公司網(wǎng)站，可以查看更多詳細(xì)信息。這里只是簡(jiǎn)略的介紹，有任何關(guān)于LabVIEW、LabVIEW開(kāi)發(fā)、LabVIEW編程、LabVIEW程序相關(guān)問(wèn)題，請(qǐng)與我們聯(lián)系。
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使用NI LabVIEW控制雙重機(jī)器人系統(tǒng)，為中風(fēng)病患提供上肢治療運(yùn)動(dòng)
概述：使用NI LabVIEW軟體為2個(gè)客制機(jī)器人執(zhí)行耐用的即時(shí)控制系統(tǒng)，機(jī)器人透過(guò)設(shè)計(jì)給治療師使用的使用者介面(UI)來(lái)溝通，以協(xié)調(diào)并協(xié)助人類(lèi)的手臂動(dòng)作。

機(jī)器人的設(shè)計(jì)
智慧氣動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)(iPAM) 是種雙重機(jī)器人系統(tǒng)，用來(lái)提供反覆的治療運(yùn)動(dòng)給因?yàn)橹酗L(fēng)而導(dǎo)致上肢運(yùn)動(dòng)有問(wèn)題者。iPAM 有2 個(gè)氣動(dòng)式機(jī)器人，特色是擁有3 個(gè)致動(dòng)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，可以控制笛卡兒空間(Cartesian space) 中機(jī)器人的末端受動(dòng)器。機(jī)器人貼住上肢的方式就像治療師進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)抓住手臂一樣：1 個(gè)機(jī)器人貼住前臂靠近手腕處，而另1 個(gè)則貼住上臂中間處。
此外，矯具(orthoses) 會(huì)抓住手臂，然后進(jìn)行3 個(gè)被動(dòng)旋轉(zhuǎn)自由度(DOF)，以確保手臂與機(jī)器人是舒適對(duì)齊的。物理治療師會(huì)手臂透過(guò)機(jī)器人的末端部位進(jìn)行治療動(dòng)作，然后記錄下這些動(dòng)作。這套系統(tǒng)會(huì)記錄下施加在手臂上的力量大小與機(jī)器人關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。之后iPAM 系統(tǒng)便會(huì)重復(fù)這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，以協(xié)助病患做完完整的動(dòng)作(如圖1)，而iPAM 提供的協(xié)助程度則可由物理治療師決定。
控制系統(tǒng)
iPAM 機(jī)器人能提供主動(dòng)力，以協(xié)助人類(lèi)手臂的運(yùn)動(dòng)。所以機(jī)器人能夠有效協(xié)調(diào)，因?yàn)殄e(cuò)誤的對(duì)齊或是對(duì)手臂施加過(guò)大的力量會(huì)導(dǎo)致疼痛或受傷。為了達(dá)成目標(biāo)，我們開(kāi)發(fā)了1 種新型控制系統(tǒng)，可以在人類(lèi)關(guān)節(jié)的DOF 運(yùn)作，而非機(jī)器人的笛卡兒端點(diǎn)。手臂簡(jiǎn)化成1 種擁有6 個(gè)DOF 的模型，其中肩膀有5 個(gè)DOF (2 種平移動(dòng)作跟3 種旋轉(zhuǎn)動(dòng)作)，而手肘則有1 個(gè)。因?yàn)? 個(gè)機(jī)器人可以各控制3 個(gè)DOF，所以可以限制上肢的6 個(gè)DOF。
人類(lèi)關(guān)節(jié)的角度不是由iPAM 直接量測(cè)，所以角度由人類(lèi)手臂與相關(guān)的機(jī)器人接觸點(diǎn)位置等已知的運(yùn)動(dòng)學(xué)資訊來(lái)預(yù)估，這只要針對(duì)人類(lèi)手臂模型進(jìn)行直接反向運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可取得。但是這個(gè)公式不能處理軟組織介面(皮膚、肌肉與輔具填料) 引起的量測(cè)誤差，也不能處理肩膀關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)奇異位置(kinematic singularity)。
因此我們使用賈氏轉(zhuǎn)置(Jacobian transpose) 方法開(kāi)發(fā)1 種新型迭代公式，這是根據(jù)手臂的前向運(yùn)動(dòng)學(xué)所開(kāi)發(fā)的，評(píng)估起來(lái)更容易。重要的是，這個(gè)方法很清楚知道有量測(cè)誤差與運(yùn)動(dòng)奇異位置的存在。為了提供手臂位置的正確評(píng)估，控制回路每次反覆運(yùn)算都會(huì)處理50 次反覆的前向運(yùn)動(dòng)，控制回路以500 Hz 的頻率運(yùn)作。這使得即時(shí)控制器有很高的運(yùn)算能力，而且有的即時(shí)效能，以力求穩(wěn)定。
將每個(gè)機(jī)器人量測(cè)的力量轉(zhuǎn)換進(jìn)入上肢協(xié)調(diào)系統(tǒng)，我們便能執(zhí)行進(jìn)入控制(admittance control) 計(jì)畫(huà)，可以針對(duì)特定的上肢關(guān)節(jié)提供協(xié)助。進(jìn)入控制計(jì)畫(huà)運(yùn)作的方式是依照治療師設(shè)定的僵硬與阻尼參數(shù)，量測(cè)每個(gè)人類(lèi)DOF 的轉(zhuǎn)矩與力量，并調(diào)整目標(biāo)關(guān)節(jié)的位置。
使用高度協(xié)助(設(shè)定為高僵硬程度) 時(shí)，機(jī)器人可以高度重現(xiàn)治療師預(yù)設(shè)的動(dòng)作。這對(duì)于幾乎無(wú)法進(jìn)行主動(dòng)動(dòng)作的病患來(lái)說(shuō)非常適合。降低協(xié)助程度(設(shè)定為較低的僵硬程度) 可以跟預(yù)設(shè)的動(dòng)作有較多的偏移差距，適合可以進(jìn)行較多主動(dòng)動(dòng)作的病患，或是當(dāng)病患的行動(dòng)性提高時(shí)。模型中每個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)助程度都可以各自調(diào)整，同時(shí)又維持動(dòng)作的協(xié)調(diào)模式。
執(zhí)行
我們使用LabVIEW Real-time Module與NI介面卡來(lái)執(zhí)行iPAM即時(shí)控制器，以發(fā)揮其訊號(hào)I/O的功能。輸入感測(cè)器擁有2個(gè)6軸力傳感器(force transducer)、6個(gè)非接觸式旋轉(zhuǎn)感測(cè)器、3個(gè)電位計(jì)以量測(cè)肩膀位置，以及數(shù)個(gè)數(shù)位輸入端子供安全開(kāi)關(guān)使用。類(lèi)比輸出訊號(hào)能控制12個(gè)成對(duì)壓力調(diào)節(jié)閥，負(fù)責(zé)在每個(gè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)低摩擦力的氣動(dòng)式汽缸。控制器完全是依照狀態(tài)運(yùn)作，讓程式碼符合邏輯、可擴(kuò)充，并容易審查。即時(shí)OS讓控制器執(zhí)行，以確保整體系統(tǒng)的可靠度與安全度。
物理治療師使用筆記型電腦做為用戶(hù)端，用UI 開(kāi)啟，提供病患所需的指示、運(yùn)動(dòng)提示與成果回饋，以跟iPAM系統(tǒng)介接。該用戶(hù)端使用TCP 協(xié)定的乙太網(wǎng)路連結(jié)與即時(shí)控制器進(jìn)行異步通訊。UI 的主要元件是工作空間的3D 呈現(xiàn)。使用LabVIEW 的OpenGL 架構(gòu)3D 圖片控制器，可以即時(shí)傳送特定任務(wù)的資訊給病患。
即時(shí)控制器擁有2 個(gè)模組：1 個(gè)處理的控制回路，以及1 個(gè)可延緩處理的通訊模組，此模組可與筆記型電腦互相傳送及接收資料。即時(shí)控制器回路以500 Hz 的頻率運(yùn)作。這結(jié)合了上肢位置的賈氏評(píng)估，以及2 個(gè)機(jī)器人使用的笛卡兒位置控制系統(tǒng)。
臨床試驗(yàn)
我們以2 次小規(guī)模的臨床研究試辦計(jì)畫(huà)來(lái)執(zhí)行iPAM 系統(tǒng)，我們找了26 位因?yàn)橹酗L(fēng)而導(dǎo)致手臂損傷的人來(lái)參加總長(zhǎng)20 小時(shí)的機(jī)器人療程。每次療程都會(huì)使用大約40 分鐘的機(jī)器人治療。在研究過(guò)程中，iPAM 在超過(guò)300 個(gè)小時(shí)的使用時(shí)間中協(xié)助進(jìn)行超過(guò)13000 種主動(dòng)動(dòng)作。病患接受系統(tǒng)的意愿很高，數(shù)名病患在手臂動(dòng)作方面也有進(jìn)步。在試驗(yàn)時(shí)沒(méi)有發(fā)生不利病患的狀況，而且即時(shí)控制器在2 次試驗(yàn)中都維持穩(wěn)定的表現(xiàn)。LabVIEW 環(huán)境的模組化本質(zhì)對(duì)本系統(tǒng)的原型制作與開(kāi)發(fā)非常有利。

使用NI VideoMASTER、labview開(kāi)發(fā)功能完整，測(cè)試快速的Set-Top-Box 自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)
概述：使用NI VideoMASTER搭配N(xiāo)I-5122示波器，來(lái)完成影像測(cè)試需求;使用LabVIEW搭配N(xiāo)I-4472或NI-4461來(lái)完成聲音測(cè)試需求。其他的測(cè)試項(xiàng)目，則選擇適當(dāng)?shù)腘I多功能資料擷取模組來(lái)快速的整合到測(cè)試系統(tǒng)中。在整合多種測(cè)試于同一測(cè)試平臺(tái)上，NI提供了良好的解決方案。

Set-top-box 測(cè)試通常包括各類(lèi)型影像與聲音訊號(hào)的輸出訊號(hào)品質(zhì)測(cè)試，網(wǎng)路測(cè)試還有其他各類(lèi)I/O測(cè)試等等。影像訊號(hào)包括分析影像于多種不同解析度，多種不同訊號(hào)介面(CAV，CVBS，S-Video)，較高階的型號(hào)還需要HDMI 或其他數(shù)位介面。常見(jiàn)的測(cè)試項(xiàng)目有Average Picture Level(APL)，Bar Line Time，K Factor，Color Bars 等等。聲音訊號(hào)測(cè)試包括類(lèi)比和數(shù)位聲音訊號(hào)測(cè)試，例如SPDIF。常見(jiàn)的測(cè)試項(xiàng)目有g(shù)ain，noise level，SNR，THD，THD+N，SINAD 等等。

在癌癥腫瘤醫(yī)療中使用NI、labview 圖形化設(shè)計(jì)平臺(tái)
概述：使用NI CompactRIO 平臺(tái)，LabVIEW 實(shí)時(shí)模塊，LabVIEW FPGA 模塊開(kāi)發(fā)一個(gè)靈活可靠的控制系統(tǒng)和用戶(hù)界面。NI圖形化開(kāi)發(fā)平臺(tái)很好的銜接了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、原型驗(yàn)證到終發(fā)布的整個(gè)過(guò)程。終的醫(yī)療設(shè)備能夠有效地減少腫瘤治療給病人生理、心理上帶來(lái)的不適。

V2 是一種可放置在醫(yī)生的辦公室或者診所里使用儀器，醫(yī)生通過(guò)冷凍的方式殺死門(mén)診病人的腫瘤，治療過(guò)程包括無(wú)痛的局部麻醉和實(shí)時(shí)- 超聲定位病灶，通過(guò)一個(gè)小切口冷凍和殺死目標(biāo)組織，術(shù)后病人也無(wú)需縫針，所以這幾乎是一個(gè)無(wú)痛的過(guò)程，與傳統(tǒng)的用在住院病人身上的外科手術(shù)或者“觀望”治療有著顯著的差別。
公司希望通過(guò)V2 的投入市場(chǎng)能夠?yàn)槿橄倌[瘤治療帶來(lái)的推進(jìn)。于是，為了趕上產(chǎn)品發(fā)布的時(shí)間表，公司計(jì)劃四個(gè)月內(nèi)開(kāi)發(fā)出V2系統(tǒng)工作原型。此外，根據(jù)投資人要求，公司還需盡快的生產(chǎn)V2 以滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要。
眾所周知，為設(shè)備編寫(xiě)固件并開(kāi)發(fā)一個(gè)定制的電路板周期很長(zhǎng)，一旦固件或者軟件層出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)導(dǎo)致額外的延遲，這對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)度是一個(gè)不利因素。由于V2是醫(yī)療儀器設(shè)備，它要求設(shè)備不可包含任何有損于系統(tǒng)性能的固件和軟件錯(cuò)誤。如果設(shè)備不能通過(guò)510（k）認(rèn)證所需的消耗性測(cè)試，整個(gè)項(xiàng)目就會(huì)失敗，并且V2 不能投放市場(chǎng)。基于這些要求，V2 需要一個(gè)非常完善且可靠的開(kāi)發(fā)方案。原計(jì)劃中如此短的開(kāi)發(fā)周期讓V2的開(kāi)發(fā)幾乎成為了“不可能完成的任務(wù)”。
Sanarus 邀請(qǐng)NI 公司的現(xiàn)場(chǎng)工程師參與方案討論，很快地意識(shí)到CompactRIO可以成為終的方案。因?yàn)榧嬗屑蒊O開(kāi)發(fā)和編程的特性，可以在很短的時(shí)間內(nèi)用它設(shè)計(jì)和并驗(yàn)證V2的功能。事實(shí)證明，使用CompactRIO的好處顯而易見(jiàn)——使用定制的方案需要數(shù)月的時(shí)間，而NI 的方案只用了幾周時(shí)間。

圖1 CompactRIO 作為控制系統(tǒng)核心
此外，由于使用定制的固件，一旦有新的需求會(huì)導(dǎo)致繁瑣的更新工作。而使用CompactRIO 的平臺(tái)，能夠不費(fèi)力的修改代碼。另外，用戶(hù)交互需要使用觸摸屏而不是鍵盤(pán)和L E D 燈，使用LabVIEW圖形化編程可以方便的在Windows下開(kāi)發(fā)觸摸屏程序。同時(shí)，使用LabVIEW的共享變量，能夠簡(jiǎn)便地管理圖形用戶(hù)界面和CompactRIO 之間的數(shù)據(jù)傳遞。由于開(kāi)發(fā)平臺(tái)非常靈活，在有新的功能需求提出時(shí)，開(kāi)發(fā)進(jìn)程也沒(méi)有耽誤。
因?yàn)镹I 的CompactRIO 通過(guò)了EMC 認(rèn)證，這也了在原型驗(yàn)證的時(shí)候無(wú)需考慮的EMC 相關(guān)設(shè)計(jì)。終發(fā)布的V2系統(tǒng)包含一個(gè)運(yùn)行Windows下LabVIEW程序的觸摸屏電腦。它接受用戶(hù)輸入并通過(guò)L a b V I E W 共享變量向C o m p a c t R I O 發(fā)送用戶(hù)指令。L a b V I E W 實(shí)時(shí)模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)CompactRIO 實(shí)時(shí)控制器的控制，通過(guò)液氮泵和純阻性加熱部件的PID 控制算法來(lái)實(shí)現(xiàn)探針溫度的控制。LabVIEW FPGA 用來(lái)管理控制這些設(shè)備必要的輸入/ 輸出信號(hào)的接口。

圖2 V2 系統(tǒng)的操作界面
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究表明，V2 能夠非常有效的殺死良性腫瘤。之后，遍布美國(guó)都有的醫(yī)療中心使用V2 系統(tǒng)。NI 幫助Sanarus 快速有效地開(kāi)發(fā)嵌入式控制系統(tǒng)，提供友好的圖形化界面兼有的品質(zhì)，并且終為安全可靠的醫(yī)治服務(wù)提供了技術(shù)保障。