一种超声换能器导航方法、导航装置、电子设备及可读存储介质与流程

本发明涉及经颅超声刺激神经调控技术领域，且特别涉及一种用于实时高空间精度经颅超声刺激导航系统的超声换能器导航方法、导航装置电子设备及可读存储介质。

背景技术：

神经调控技术是脑功能研究和抑郁症、精神分裂症、脑卒中、帕金森症、癫痫等脑疾病治疗的重要手段。

过去几十年的时间里，已经出现了多种神经调控技术，其中，经颅超声刺激(tus)采用低频低强度的脉冲聚焦超声穿透皮肤、颅骨等头部组织，聚焦于颅内一个较小的区域，实现对该区域内(以及与该区域相关联的脑区)的神经活动的调控(增强或抑制)。

使用者无法直接观察到低频聚焦超声经过头皮和颅骨后的聚焦位置以及预设的目标靶点位置，需要一个合适的导航系统对超声换能器的摆放进行引导以实现经颅超声的焦域和目标靶点的对位。

导航系统需要引导使用者将超声换能器移动到预定的位置并保证其正确的角度朝向。在导航系统中，使用者可以通过在虚拟三维空间中自行调整视角，来观察实际超声换能器位置和角度朝向与预定超声换能器位置和角度朝向的偏差，同时通过移动实际超声换能器使两者重合，来保证超声换能器移动到了预定的位置并保持了正确的角度朝向。然而，三维的虚拟空间是通过二维导航界面在显示器上呈现的，这样的导航方式较为抽象；实际使用时，操作者正确移动超声换能器的难度较大，导航效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超声换能器导航方法、导航装置、电子设备及可读存储介质，能够从超声换能器预定角度朝向的视角以更直观的方式引导超声换能器到达预定的位置和角度朝向，降低导航过程中调整超声换能器位置和角度的难度，提高导航效率。

为达到上述目的，本发明提供一种超声换能器导航方法。所述方法包括：获取预定超声换能器的预定三维位置坐标和预定角度朝向向量，以及实际超声换能器的实时三维位置坐标和实时角度朝向向量；

根据所述实时三维位置坐标和所述预定三维位置坐标之间的坐标差，确定所述实际超声换能器和所述预定超声换能器之间的实时三维位置偏差向量；

根据所述实时角度朝向向量和所述预定角度朝向向量，确定所述实际超声换能器和所述预定超声换能器之间的实时角度朝向偏差向量。

可选的，所述方法还包括：根据所述实时三维位置偏差向量，确定所述实际超声换能器与所述预定超声换能器之间的实时深度偏差向量和实时径向平面位置偏差向量。

可选的，所述根据所述实时三维位置偏差向量，确定所述实际超声换能器与所述预定超声换能器之间的实时深度偏差向量和实时径向平面位置偏差向量，包括：根据所述实时三维位置偏差向量在所述预定角度朝向向量上的投影向量，确定所述实时深度偏差向量；根据所述实时三维位置偏差向量在垂直于所述预定角度朝向向量的平面上的投影向量，确定所述实时径向平面位置偏差向量。

可选的，所述根据所述实时三维位置偏差向量在所述预定角度朝向向量上的投影向量，确定所述实时深度偏差向量，根据所述实时三维位置偏差向量在垂直于所述预定角度朝向向量的平面上的投影向量，确定所述实时径向平面位置偏差向量，包括：将所述预定角度朝向向量和所述实时三维位置偏差向量旋转一定角度，所述角度为所述预定角度朝向向量旋转至z轴的旋转角度；根据所述实时三维位置偏差向量在z轴上的投影，确定所述实时深度偏差向量；根据所述实时三维位置偏差向量在xoy平面上的投影，确定所述实时径向平面位置偏差向量。

可选的，所述根据所述实时角度朝向向量和所述预定角度朝向向量，确定所述实际超声换能器和所述预定超声换能器之间的实时角度朝向偏差向量，包括：根据所述实时角度朝向向量在垂直于所述预定角度朝向向量的平面上的投影向量，确定所述实时角度朝向偏差向量。

可选的，所述根据所述实时角度朝向向量在垂直于所述预定角度朝向向量的平面上的投影向量，确定所述实时角度朝向偏差向量，包括：将所述预定角度朝向向量和所述实时角度朝向向量旋转一定角度，所述角度为所述预定角度朝向向量旋转至z轴的旋转角度；根据所述实时角度朝向向量在xoy平面上的投影，确定所述实时角度朝向偏差向量。

可选的，所述方法还包括：根据所述实时深度偏差向量、所述实时径向平面位置偏差向量和所述实时角度朝向偏差向量，可视化引导所述实际超声换能器到达所述预定超声换能器的位置和角度朝向。

可选的，所述根据所述深度偏差向量、所述实时径向平面位置偏差向量和所述实时角度朝向偏差向量，可视化引导所述实际超声换能器到达所述预定超声换能器的位置和角度朝向，包括：

根据深度偏差指示条指示所述深度偏差向量；根据平面瞄准环指示所述预定角度朝向向量，根据第一圆点指示所述预定超声换能器在径向平面的位置；根据第二圆点指示所述实际超声换能器在所述径向平面的位置；根据所述第二圆点和所述第一圆点的位置偏差指示所述实时径向平面位置偏差向量；根据角度偏差指示条指示所述实时角度朝向偏差向量。

可选的，所述根据深度偏差指示条指示所述深度偏差向量，包括根据所述深度偏差指示条的长短和颜色指示所述深度偏差向量。

为达到上述目的，本发明还提供一种超声换能器导航装置，包括：

获取模块，用于获取预定超声换能器的预定三维位置坐标和预定角度朝向向量，以及实际超声换能器的实时三维位置坐标和实时角度朝向向量；

第一确定模块，用于根据所述实时三维位置坐标和所述预定三维位置坐标之间的坐标差，确定所述实际超声换能器和所述预定超声换能器之间的实时三维位置偏差向量；以及

第二确定模块，用于根据所述实时角度朝向向量和所述预定角度朝向向量，确定所述实际超声换能器和所述预定超声换能器之间的实时角度朝向偏差向量。

可选的，所述超声换能器导航装置还包括：

第三确定模块，用于根据所述实时三维位置偏差向量，确定所述实际超声换能器与所述预定超声换能器之间的实时深度偏差向量；以及

第四确定模块，用于根据所述实时三维位置偏差向量，确定所述实际超声换能器与所述预定超声换能器之间的实时径向平面位置偏差向量。

可选的，所述第三确定模块，具体用于根据所述实时三维位置偏差向量在所述预定角度朝向向量上的投影向量，确定所述实时深度偏差向量；所述第四确定模块，具体用于根据所述实时三维位置偏差向量在垂直于所述预定角度朝向向量的平面上的投影向量，确定所述实时径向平面位置偏差向量。

可选的，所述第三确定模块，具体用于将所述预定角度朝向向量和所述实时三维位置偏差向量旋转一定角度，所述角度为所述预定角度朝向向量旋转至z轴的旋转角度，并根据所述实时三维位置偏差向量在z轴上的投影，确定所述实时深度偏差向量；

所述第四确定模块，具体用于将所述预定角度朝向向量和所述实时三维位置偏差向量旋转一定角度，所述角度为所述预定角度朝向向量旋转至z轴的旋转角度，并根据所述实时三维位置偏差向量在xoy平面上的投影，确定所述实时径向平面位置偏差向量。

可选的，所述第二确定模块，具体用于根据所述实时角度朝向向量在垂直于所述预定角度朝向向量的平面上的投影向量，确定所述实时角度朝向偏差向量。

可选的，所述导航装置还包括可视化引导模块，所述可视化引导模块用于根据所述实时深度偏差向量、所述实时径向平面位置偏差向量和所述实时角度朝向偏差向量，可视化引导所述实际超声换能器到达所述预定超声换能器的位置和角度朝向。

可选的，所述可视化引导模块，具体用于根据深度偏差指示条指示所述深度偏差向量；

根据平面瞄准环指示所述预定角度朝向向量，根据第一圆点指示所述预定超声换能器在径向平面的位置；

根据第二圆点指示所述实际超声换能器在所述径向平面的位置；

根据所述第二圆点和所述第一圆点的位置偏差指示所述实时径向平面位置偏差向量；以及

根据角度偏差指示条指示所述实时角度朝向偏差向量。

为达到上述目的，本发明还提供一种电子设备，包括存储器，用于存放计算机程序；以及处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时能实现上述的超声换能器导航方法的步骤。

为达到上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被一处理器执行时能实现上述的超声换能器导航方法的步骤。

与现有技术相比，本发明提供的超声换能器导航方法、导航装置、电子设备及可读存储介质的优点在于：通过获取预定超声换能器的预定三维位置坐标和预定角度朝向向量以及实际超声换能器的实时三维位置坐标和实时角度朝向向量，从而可以获取所述实际超声换能器和所述预定超声换能器之间的实时三维位置偏差向量和实时角度朝向偏差向量，通过借助实时三维位置偏差向量和实时角度朝向偏差向量，能够从超声换能器预定角度朝向的视角以更直观的方式引导超声换能器到达预定的位置和角度朝向，降低导航过程中调整超声换能器位置和角度的难度，提高导航效率。

附图说明

图1为本发明一实施方式的超声换能器导航方法的流程图；

图2为本发明中的的位置偏差和角度偏差的示意图；

图3为本发明中通过旋转简化计算位置偏差和角度偏差的示意图；

图4为本发明中的导航界面示意图；

图5为本发明中的深度偏差指示条在不同情况下的示意图；

图6为本发明一实施方式的超声换能器导航装置的方框图。

其中，附图标记如下：

预定超声换能器-100；预定角度朝向向量-110；实际超声换能器-200；实时角度朝向向量-210；实时三维位置偏差向量-300；实时角度朝向偏差向量-400；实时深度偏差向量-310；实时径向平面位置偏差向量-320；深度偏差指示条-500；平面瞄准环-600；第一圆点-700；第二圆点-800；角度偏差指示条-900；获取模块-1；第一确定模块-2；第二确定模块-3；第三确定模块-4，第四确定模块-5，可视化引导模块-6。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种超声换能器导航方法、导航装置、电子设备及可读存储介质作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图1至6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

本发明的核心思想在于提供一种超声换能器导航方法、导航装置、电子设备及可读存储介质，以解决现有的现有技术中操作者难以将超声换能器移动到预定的位置和角度朝向以及导航效率低下的问题。

为实现上述思想，本发明提供一种超声换能器导航方法，图1示意性的给出了本发明一实施方式的超声换能器导航方法的流程图，如图1所示，所述方法包括如下步骤：

s100：获取预定超声换能器的预定三维位置坐标和预定角度朝向向量，以及实际超声换能器的实时三维位置坐标和实时角度朝向向量。

在此步骤中，需要设定一组预定超声换能器预定摆放的三维位置坐标和角度朝向数据，同时需要不断实时采集实际超声换能器的多组三维位置坐标和角度朝向数据。

s200：根据所述实时三维位置坐标和所述预定三维位置坐标之间的坐标差，确定所述实际超声换能器和所述预定超声换能器之间的实时三维位置偏差向量。

在此步骤中，需要实时计算实际超声换能器的每一组实时三维位置坐标与预定超声换能器的预定三维位置坐标之间的实时三维位置偏差向量。

s300：根据所述实时角度朝向向量和所述预定角度朝向向量，确定所述实际超声换能器和所述预定超声换能器之间的实时角度朝向偏差向量。

在此步骤中，需要实时计算实际超声换能器的每一组实时角度朝向向量与所述预定超声换能器的预定角度朝向向量之间的实时角度朝向偏差向量。

本发明提供的超声换能器导航方法通过获取预定超声换能器100的预定三维位置坐标和预定角度朝向向量110以及实际超声换能器200的实时三维位置坐标和实时角度朝向向量210，从而可以获取所述实际超声换能器200和所述预定超声换能器100之间的实时三维位置偏差向量300和实时角度朝向偏差向量400，通过借助实时三维位置偏差向量300和实时角度朝向偏差向量400，能够以更直观的方式引导超声换能器到达预定的位置和角度朝向，降低导航过程中调整超声换能器位置和角度的难度，提高导航效率。

为了能够进一步地以更直观的方式引导超声换能器到达预定的位置和角度朝向，降低导航过程中调整超声换能器位置和角度的难度，如图1所示，所述方法还包括：

步骤s400：根据所述实时三维位置偏差向量，确定所述实际超声换能器与所述预定超声换能器之间的实时深度偏差向量和实时径向平面位置偏差向量。

其中所述实时径向平面位置偏差向量320的角度反映实时径向平面位置偏差的方位，向量的模长反映径向平面位置偏差的大小。由此，本发明可通过深度偏差、径向平面位置偏差和角度朝向偏差这三个参量将超声换能器导航至预定的位置和角度朝向。

需要说明的是，所述步骤s200、s300、s400的顺序是可调的，本发明并不对所述步骤s200、s300、s400的顺序进行限制，步骤s300还可以位于步骤s200之前，也可以位于步骤s400之后，也可以与步骤s200或步骤s400同时进行。

图2示意性的给出了本发明中的位置偏差和角度偏差的示意图，如图2所示，优选地，可以根据所述实时三维位置偏差向量300在所述预定角度朝向向量110上的投影向量，确定所述实时深度偏差向量310；根据所述实时三维位置偏差向量300在垂直于所述预定角度朝向向量110的平面上的投影向量，确定所述实时径向平面位置偏差向量320。由此，此种设置可以简化所述实时深度偏差向量310和所述实时径向平面位置偏差向量320的计算量。

具体地，所述预定超声换能器100的预定三维位置坐标可以用三维向量(x0,y0,z0)表示；所述实际超声换能器200的实时三维位置坐标可以用三维向量(x1,y1,z1)表示；所述预定超声换能器100的预定角度朝向向量110可以用模长为1的三维向量(δx0,δy0,δz0)表示，其中，所述实际超声换能器200的实时角度朝向向量210可以用模长为1的三维向量(δx1,δy1,δz1)表示，其中，

在本实施方式中，用表示所述预定角度朝向向量110，表示所述实时角度朝向向量210，表示所述实时三维位置偏差向量300，表示所述实时角度朝向偏差向量400，表示所述实时深度偏差向量310，表示所述实时径向平面位置偏差向量320。则：

图3示意性的给出了本发明通过旋转简化计算位置偏差和角度偏差的示意图，如图3所示，为了进一步简化所述实时深度偏差向量310和所述实时径向平面位置偏差向量320的计算量，在实际计算所述实时深度偏差向量310和所述实时径向平面位置偏差向量320时，将所述预定角度朝向向量110和所述实时三维位置偏差向量300旋转一定角度，所述角度为所述预定角度朝向向量110旋转至z轴的旋转角度；根据所述实时三维位置偏差向量300在z轴上的投影，确定所述实时深度偏差向量310；根据所述实时三维位置偏差向量300在xoy平面上的投影，确定所述实时径向平面位置偏差向量320。由此，当将所述预定角度朝向向量110和所述实时三维位置偏差向量300旋转该角度后，所述预定角度朝向向量110与z轴同向，xoy平面即为与所述预定角度朝向向量110相垂直的平面，所述实时三维位置偏差向量300在xoy平面上的投影即为所述实时径向平面位置偏差向量320，所述实时三维位置偏差向量300在z轴上的投影即为所述深度偏差向量，此时，所述深度偏差向量与z轴同向。

为了简化所述实时角度朝向偏差向量400的计算，可根据所述实时角度朝向向量210在垂直于所述预定角度朝向向量110的平面上的投影向量，确定所述实时角度朝向偏差向量400，其中所述实时角度偏差向量400的角度反映角度朝向偏差的方位，向量的模长反映角度朝向偏差的大小。

如图3所示，为了进一步简化所述实时角度朝向偏差向量400的计算，可将所述预定角度朝向向量110和所述实时角度朝向向量210旋转一定角度，所述角度为所述预定角度朝向向量110旋转至z轴的旋转角度；根据所述实时角度朝向向量210在xoy平面上的投影，确定所述实时角度朝向偏差向量400。由此，当将所述预定角度朝向向量110和所述实时角度朝向向量210旋转该角度后，所述预定角度朝向向量110与z轴同向，xoy平面即为与所述预定角度朝向向量110相垂直的平面，所述实时角度朝向向量210在xoy平面上的投影即为所述实时角度朝向偏差向量400。

所述旋转角度的计算可以通过罗德里格斯旋转公式实现，罗德里格斯旋转公式为：假设一个向量旋转一定角度后得到向量则可以通过一个3×3的旋转矩阵rw(θ)来描述该旋转过程，即

则：

其中：

在本实施方式中，需要将所述预定角度朝向向量110旋转至z轴，即带入罗德里格斯旋转公式后求得旋转矩阵rw(θ)。将所述实时三维位置偏差向量300旋转该角度后，满足(x1-x0,y1-y0,z1-z0)·rw(θ)＝(xc,yc,zc)，(xc,yc,zc)为旋转后的所述实时三维位置偏差向量300，其在xoy平面的投影即为所述实时径向平面位置偏差向量320，即所述实时径向平面位置偏差向量320为

同理将所述实时角度朝向向量210旋转该角度后，满足：

(δx1,δy1,δz1)·rw(θ)＝(xd,yd,zd)。

其中，(xd,yd,zd)为旋转后的所述实时角度朝向向量210，其在xoy平面的投影即为所述实时角度朝向偏差向量400，即所述实时角度朝向偏差向量400为

如图1所示，为了能够更进一步地以更直观地方式引导超声换能器到达预定的位置和角度朝向，本发明提供的超声换能器导航方法还包括：

步骤s500：根据所述实时深度偏差向量、所述实时径向平面位置偏差向量和所述实时角度朝向偏差向量，可视化引导所述实际超声换能器到达所述预定超声换能器的位置和角度朝向。

图4示意性的给出了本发明中的导航界面示意图，如图4所示，可在导航界面上，根据深度偏差指示条500指示所述实时深度偏差向量310；根据平面瞄准环600指示所述预定角度朝向向量110，根据第一圆点700指示所述预定超声换能器100在径向平面的位置，所述第一圆点700位于所述平面瞄准环600的中心位置；根据第二圆点800指示所述实际超声换能器200在所述径向平面的位置；根据所述第二圆点800和所述第一圆点700的位置偏差指示所述实时径向平面位置偏差向量320；根据角度偏差指示条900指示所述实时角度朝向偏差向量400。如图4所示，右侧的深度偏差指示条500表示所述实际超声换能器200的位置与预定位置的深度偏差情况；平面瞄准环600的瞄准方向为所述预定超声换能器100的角度朝向方向，位于瞄准环的中心的第一圆点700表示所述预定超声换能器100在垂直于所述预定超声换能器100角度朝向平面(即径向平面)的二维位置；第二圆点800表示所述实际超声换能器200在垂直于所述预定超声换能器100角度朝向平面(即径向平面)的实时二维位置；角度偏差指示条900表示所述实际超声换能器200角度朝向与所述预定超声换能器100角度朝向的之间的偏差方位和偏差大小。

为了便于在导航界面上区分所述预定超声换能器100和所述实际超声换能器200，所述第一圆点700和所述第二圆点800可采用不同的颜色进行显示，例如，第一圆点700可用红色进行显示，第二圆点800可用绿色进行显示。在图4中，采用不同的填充图案表示不同的颜色。

图5示意性的给出了本发明中的深度偏差指示条500在不同情况下的示意图，如图5所示，为了能够在导航界面上更加直观地显示实时深度偏差向量310，可通过深度偏差指示条500的颜色和长短来指示所述实时深度偏差向量310，在本实施方式中，实时深度偏差的计算公式为：

实时深度偏差＝(x1-x0)×δx0+(y1-y0)×δy0+(z1-z0)×δz0。

当所述实际超声换能器200还需要沿着所述预定超声换能器100的角度朝向方向继续深入时，实时深度偏差为正，如图5(a)和图5(b)所示，深度偏差指示条500显示上半部分；反之，实时深度偏差为负，如图5(d)和图5(e)所示，深度偏差指示条500显示下半部分。深度偏差指示条500的长度与实时深度偏差的绝对值的大小成正比。实时深度偏差的绝对值较大时与实时深度偏差的绝对值较小时，深度偏差指示条500显示的颜色可不一样，例如，当实时深度偏差的绝对值较大时，如图5(a)和图5(e)所示，深度偏差指示条500可显示为一种颜色，例如红色；当实时深度偏差的绝对值较小时，如图5(b)和图5(d)所示，深度偏差指示条500可显示为另一种颜色，例如黄色。当深度偏差为0时，深度偏差指示条500同时显示上、下两部分，即此时深度偏差指示条500显示全长。为了与深度偏差不为0的情况进行区分，当实时深度偏差为0时，如图5(c)所示，深度指示条的颜色可与深度偏差不为0时的颜色不同，例如当实时深度偏差为0时，深度偏差指示条500的颜色可为绿色。在图5中，采用不同的填充图案表示不同的颜色。

为了便于与所述深度偏差指示条500进行区分，如图4所示，所述角度偏差指示条900的颜色与所述深度偏差指示条500的颜色可不同，例如所述角度偏差指示条900的颜色可用蓝色表示。

当第二圆点800移动到平面瞄准环600中间的第一圆点700处，蓝色角度偏差指示条900消失，深度偏差指示条500显示全长且为绿色时，表示所述实际超声换能器200的位置和角度朝向都已经与预定位置和角度朝向相符，从而完成超声换能器的导航工作。

与上述的超声换能器导航方法相对应，本发明还提供了一种超声换能器导航装置，图6示意性的给出了本发明一实施方式的超声换能器导航装置的方框图，如图6所示，所述导航装置包括获取模块1、第一确定模块2和第二确定模块3。

其中，所述获取模块1，用于获取预定超声换能器100的预定三维位置坐标和预定角度朝向向量110，以及实际超声换能器200的实时三维位置坐标和实时角度朝向向量210。

所述第一确定模块2，用于根据所述实时三维位置坐标和所述预定三维位置坐标之间的坐标差，确定所述实际超声换能器200和所述预定超声换能器100之间的实时三维位置偏差向量300。

所述第二确定模块3，用于根据所述实时角度朝向向量210和所述预定角度朝向向量110，确定所述实际超声换能器200和所述预定超声换能器100之间的实时角度朝向偏差向量400。

优选的，所述第二确定模块3，具体可用于根据所述实时角度朝向向量210在垂直于所述预定角度朝向向量110的平面上的投影向量，确定所述实时角度朝向偏差向量400。

进一步的，所述第二确定模块3，具体可用于将所述预定角度朝向向量110和所述实时角度朝向向量210旋转一定角度，所述角度为所述预定角度朝向向量110旋转至z轴的旋转角度，根据所述实时角度朝向向量210在xoy平面上的投影，确定所述实时角度朝向偏差向量400。

优选的，如图6所示，所述超声换能器导航装置还可包括第三确定模块4和第四确定模块5。

所述第三确定模块4，用于根据所述实时三维位置偏差向量300，确定所述实际超声换能器200与所述预定超声换能器100之间的实时深度偏差向量310。

所述第三确定模块4，具体可用于根据所述实时三维位置偏差向量300在所述预定角度朝向向量110上的投影向量，确定所述实时深度偏差向量310。

优选的，所述第三确定模块4，具体可用于将所述预定角度朝向向量110和所述实时三维位置偏差向量300旋转一定角度，所述角度为所述预定角度朝向向量110旋转至z轴的旋转角度，根据所述实时三维位置偏差向量300在z轴上的投影，确定所述实时深度偏差向量310。

所述第四确定模块5，用于根据所述实时三维位置偏差向量300，确定所述实际超声换能器200与所述预定超声换能器100之间的实时径向平面位置偏差向量320。

优选的，所述第四确定模块5，具体可用于根据所述实时三维位置偏差向量300在垂直于所述预定角度朝向向量110的平面上的投影向量，确定所述实时径向平面位置偏差向量320。

进一步的，所述第四确定模块5，具体可用于将所述预定角度朝向向量110和所述实时三维位置偏差向量300旋转一定角度，所述角度为所述预定角度朝向向量110旋转至z轴的旋转角度，根据所述实时三维位置偏差向量300在xoy平面上的投影，确定所述实时径向平面位置偏差向量320。

优选的，本发明提供的导航装置还可包括可视化引导模块6，所述可视化引导模块6，用于根据所述实时深度偏差向量310、所述实时径向平面位置偏差向量320和所述实时角度朝向偏差向量400，可视化引导所述实际超声换能器200到达所述预定超声换能器100的位置和角度朝向。

进一步的，所述可视化引导模块6，具体可用于根据深度偏差指示条500指示所述深度偏差向量；根据平面瞄准环600指示所述预定角度朝向向量110，根据第一圆点700指示所述预定超声换能器100在径向平面的位置；根据第二圆点800指示所述实际超声换能器200在所述径向平面的位置；根据所述第二圆点800和所述第一圆点700的位置偏差指示所述实时径向平面位置偏差向量320；以及根据角度偏差指示条900指示所述实时角度朝向偏差向量400。

本发明提供的超声换能器导航装置通过借助实时三维位置偏差向量300和实时角度朝向偏差向量400，能够以更直观的方式引导超声换能器到达预定的位置和角度朝向，降低导航过程中调整超声换能器位置和角度的难度，提高导航效率。

基于同一发明构思，本发明还提供一种电子设备，包括存储器，用于存放计算机程序；以及处理器，用于执行所述存储器上所存放的程序时能实现上述的超声换能器导航方法的方法步骤。

另外，所述电子设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述电子设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器，例如所述电子设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述电子设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述电子设备的各种功能。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

基于同一发明构思，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被一处理器执行时能实现上述的超声换能器导航方法的方法步骤。

所述可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备，例如可以是但不限于电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、静态随机存取存储器(sram)、便携式压缩盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能盘(dvd)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所描述的计算机程序可以从可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收所述计算机程序，并转发该计算机程序，以供存储在各个计算/处理设备中的可读存储介质中。用于执行本发明操作的计算机程序可以是汇编指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。所述计算机程序可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施方式中，通过利用计算机程序的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本发明的各个方面。

综上所述，本发明提供的超声换能器导航方法、导航装置、电子设备及可读存储介质的优点在于：通过获取预定超声换能器的预定三维位置坐标和预定角度朝向向量以及实际超声换能器的实时三维位置坐标和实时角度朝向向量，从而可以获取所述实际超声换能器和所述预定超声换能器之间的实时三维位置偏差向量和实时角度朝向偏差向量，通过借助实时三维位置偏差向量和实时角度朝向偏差向量，能够从超声换能器预定角度朝向的视角以更直观的方式引导超声换能器到达预定的位置和角度朝向，降低导航过程中调整超声换能器位置和角度的难度，提高导航效率。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述描述仅是对本发明较佳实施方式的描述，并非对本发明范围的任何限定，显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。