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隨著科技的進(jìn)步和人類生活水平的提高,人們對醫(yī)療保健給以越來越多的重視和研究,按摩機(jī)器人正是在這種背景下發(fā)展起來的一個集推拿學(xué)、機(jī)械學(xué)、力學(xué)、圖形學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科為一身的新興事物。
準(zhǔn)確的穴位是按摩推拿治療效果的保障,但在按摩過程中,患者不可避免地會移動身體,這會造成機(jī)器人的定位不準(zhǔn)確,按摩的穴位發(fā)生偏差,以至于降低按摩效果。視覺定位跟蹤系統(tǒng)利用科學(xué)級相機(jī)獲取圖像,并對圖像進(jìn)行處理,判斷患者在按摩過程中是否發(fā)生移動,實(shí)現(xiàn)對按摩穴位的動態(tài)跟蹤,保證了按摩穴位的準(zhǔn)確性。下面具體解說下該系統(tǒng)。
視覺定位跟蹤系統(tǒng)由科學(xué)級相機(jī)、鏡頭、圖像處理裝置、機(jī)器人
1. 圖像采集。
本文選用了美國FLI公司的ML8050系列的專業(yè)相機(jī)，分辨率高達(dá)： 3296 x 2472并配有進(jìn)口鏡頭，操作環(huán)境可達(dá)到：-30º C - 45º C，而且還可以實(shí)現(xiàn)每秒十幾幀的幀速率。拍攝速度和精度都達(dá)到了要求。
首先在患者身上需要檢測的穴位處粘貼一個帶顏色的紙張。在本次測試中使用灰色背景的紙，點(diǎn)是紅色，直徑為1cm。通過科學(xué)級相機(jī)拍攝一張圖片，在圖片中找到穴位點(diǎn)，記錄穴位點(diǎn)的坐標(biāo)以及該像素點(diǎn)的RGB值。但是同樣的顏色在光源不理想的情況下RGB值也會略有偏差。所以要給被檢測點(diǎn)的RGB值增加一定的閾值。
2. 圖像處理
在機(jī)器人穴位定位之前，需要對拍攝到的圖像進(jìn)行預(yù)處理，以增強(qiáng)圖像中有用的信息，減少或者去除無用或者有害的成分。圖像預(yù)處理過程除去了圖像中的噪聲并把圖像按尺寸規(guī)整化，依靠數(shù)學(xué)形態(tài)法的腐蝕操作對邊緣進(jìn)行細(xì)化，將邊緣細(xì)化為一條單像素寬的線。
3. 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
4. 圖像處理好了之后再傳輸給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)把指令傳給機(jī)器人，機(jī)器人再開始定位穴位按摩。
若在按摩中，患者發(fā)生了移動，這時需要視覺系統(tǒng)發(fā)送消息，通知上位機(jī)進(jìn)行按摩位置的調(diào)整。機(jī)器人針對患者移動情況可以分兩步進(jìn)行。
第一步，判斷患者是否移動。因?yàn)橐路蛘咂つw的移動以及床體的震動很容易使得監(jiān)測點(diǎn)發(fā)生偏移，所以，假設(shè)患者移動5mm一下，都認(rèn)為患者沒有移動。這樣只要在檢測點(diǎn)的圓周上取點(diǎn)進(jìn)行檢測，即可判斷患者是否發(fā)生了移動。
第二步，如果檢測到患者發(fā)生了移動。計(jì)算所有被監(jiān)測點(diǎn)的坐標(biāo)，上位機(jī)通過一定的比例將檢測到的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為按摩手控制器相對應(yīng)的坐標(biāo)以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)按摩位置的動態(tài)跟蹤。
北京薩爾笛科技有限公司已經(jīng)成功代理美國FLI公司的ML8050系列科學(xué)級相機(jī)。除此之外還代理了很多產(chǎn)品，能滿足大多數(shù)醫(yī)療項(xiàng)目。北京盈美智科技發(fā)展有限公司代理工業(yè)相機(jī)，主要用于工業(yè)等領(lǐng)域。詳情請登錄我們的網(wǎng)站：www.scientificimaging.cn。www.cnimage.com聯(lián)系電話：18901085836。
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