超声扫查因其价格低廉、实时监测、非侵入以及无辐射等优点,已成为临床中最为普及的常规检查成像方法之一。大量的超声扫查需求导致超声科医师临床扫查任务繁重,极易遭受重复性劳力损失。因此,增加超声扫查效率,缓解超声医生扫描压力已经成为一种十分迫切的需求。本课题提出一种基于机械臂的超声伺服扫描系统,旨在辅助超声医生实施超声扫描工作,降低对操作者的依赖,减轻超声医生的劳动强度,标准化扫查流程,提高扫描操作的准确度和效率。本论文主要内容包括伺服超声扫描系统的设计、传感器数据获取与分析、机械臂伺服控制以及系统实验分析4个部分。本系统主要由视觉伺服、超声图像伺服、压力伺服三个闭环控制模块和一个数据综合分析处理模块组成。在系统设计时要考虑到各个模块之间的关系,比如任务优先级问题,在实际超声扫描时要保证病人的安全,因此把保证病人安全性的压力伺服模块优先级放在第一位,当安全任务与其他任务同时对系统发出请求时,系统会优先执行安全性任务。对于其他任务,同样要根据任务应用场景来设置不同的优先级标签。在设计系统时还需要考虑整个系统的性能,比如系统的实时性不能太低,较低的实时性会导致系统反应速度变慢、突发情况处理能力减弱、超声图像的质量变差、机械臂运动控制不顺滑等各种问题。为了增加系统的实时性,我们使用行为树来优化系统,利用行为树的结构特点,减少任务冗余问题,提高响应速度。本课题设计了仿体三维重建实验和腹部超声扫描实验来验证本系统的可行性、实时性和稳定性,实验结果表明,在Kinect、超声图像、压力传感器三个传感器反馈数据的调控下,机械臂可以安全、快速、稳定的根据目标路径,实现自主超声图像采集。