[發明專利]基于模板匹配與算數平均的咽后壁視觸識別裝置

在審

• 申請號: 202111147202.5
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113842172A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 吳楠;賈碩;安娜;時澳麗
• 申請（專利權）人: 北京清智圖靈科技有限公司
• 主分類號: A61B10/00
• 分類號: A61B10/00;A61B34/30;G06K9/00;G06K9/46;G06K9/62;G06T7/73
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種基于模板匹配與算數平均的咽后壁視觸識別裝置，包括：咽后壁視覺信息處理模塊，用于采用基于模板匹配的咽后壁視覺信息處理，完成咽后壁的空間坐標區域確定，并從攝像頭坐標系映射到世界坐標系；咽拭子觸覺信息處理模塊，用于采用基于算數平均的咽拭子觸覺信息處理，分析咽拭子的接觸力覺，完成咽后壁的深度坐標區域的校正，獲取有效采集所需的最小力覺，同時避免對口腔內壁組織的過度損傷；識別與定位模塊，綜合咽后壁的空間坐標區域、校正后的深度坐標區域實現咽后壁的空間識別和定位。本發明通過機器視覺、力感觸覺，引入機器人技術進入口咽拭子采樣流程，視觸融合精準完成咽后壁(口咽拭子采集部位)的準確識別與定位。

技術領域

本發明涉及醫學檢測、咽拭子采集、醫療機器人等領域，尤其涉及一種基于模板匹配與算數平均的咽后壁視觸識別裝置，該裝置通過視觸信息綜合處理，機器人智能完成咽試子采集部位——咽后壁的準確識別與定位，為機器人高效便捷地完成咽拭子采樣提供技術支撐。

背景技術

口咽拭子是一種從咽喉處收集鼻腔分泌物的臨床測試樣本的方法，對采集樣本進行分析，以確定是否存在生物體或其他疾病的臨床標記。面對COVID-19、SARS等新發突發傳染病疫情，咽拭子采樣是疫情防控的有效手段。目前口咽試子采樣均采用人工方式，醫護人員需全天穿戴防護服工作，采樣工作負荷高，消耗大量醫療人力資源。引入機器人技術進入口咽拭子采樣流程，替代醫護人員完成咽試子采集，具有重要的現實需求和社會意義。

咽后壁(口咽試子采集部位)的準確識別與定位是機器人咽拭子采樣面對的核心問題。目前通常的解決方案為機器人遠程遙操作，醫護人員在后端通過視頻和力感設備遠程確認咽后壁位置。其本質還是人工確認，對于醫護人員的學習曲線高，醫護人員工作負荷下降十分有限。

發明內容

本發明提供了一種基于模板匹配與算數平均的咽后壁視觸識別裝置，本發明針對新冠疫情期間的核酸檢測咽拭子采樣需求，引入機器人技術進入口咽拭子采樣流程，設計了基于模板匹配的咽后壁視覺信息處理、基于算數平均的咽拭子觸覺信息處理，通過機器視覺、力感觸覺，完成口咽拭子區域的準確智能識別，為機器替代人完成咽拭子自動采樣提供重要信息參考，推進人機共融智能操作的新型咽拭子采樣模式，詳見下文描述：

第一方面，一種基于模板匹配與算數平均的咽后壁視觸識別裝置，所述識別裝置包括：

咽后壁視覺信息處理模塊，用于采用基于模板匹配的咽后壁視覺信息處理，完成咽后壁的空間坐標區域確定，并從攝像頭坐標系映射到世界坐標系；

咽拭子觸覺信息處理模塊，用于采用基于算數平均的咽拭子觸覺信息處理，分析咽拭子的接觸力覺，完成咽后壁的深度坐標區域的校正，獲取有效采集所需的最小力覺，同時避免對口腔內壁組織的過度損傷；

識別與定位模塊，綜合咽后壁的空間坐標區域、校正后的深度坐標區域實現咽后壁的空間識別和定位。

第二方面，一種基于模板匹配與算數平均的咽后壁視觸識別裝置，所述裝置包括：處理器和存儲器，所述存儲器中存儲有程序指令，所述處理器調用存儲器中存儲的程序指令以使裝置執行以下步驟：

采用基于模板匹配的咽后壁視覺信息處理，完成咽后壁的空間坐標區域確定，并從攝像頭坐標系映射到世界坐標系；

采用基于算數平均的咽拭子觸覺信息處理，分析咽拭子的接觸力覺，完成咽后壁的深度坐標區域的校正，獲取有效采集所需的最小力覺，同時避免對口腔內壁組織的過度損傷；

綜合咽后壁的空間坐標區域、校正后的深度坐標區域實現咽后壁的空間識別和定位。

第三方面，一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序包括程序指令，所述程序指令被處理器執行時使所述處理器執行第二方面中的處理器中的步驟。

本發明提供的技術方案的有益效果是：