[发明专利]一种胶囊自动导航系统及导航方法

权利要求书

1.一种胶囊自动导航系统，其特征在于，包括胶囊内镜控制器，所述胶囊内镜控制器包括自动检查控制装置；

还包括与自动检查控制装置电连接的磁控装置；

所述自动检查控制装置包括捕获胶囊模块、胶囊姿态获取模块、胶囊图像位置识别模块以及胶囊基本动作检查模块；

所述捕获胶囊模块用于捕捉胶囊，姿态获取模块用于获取胶囊姿态；胶囊图像位置识别模块用于对胶囊采集到的图片实时进行解剖位置的识别，胶囊基本动作检查模块用于控制胶囊基本动作；

所述磁控装置包括多自由度的机械手臂、带动机械手臂运动的电机以及永磁铁；

所述自动检查控制装置捕获胶囊位置，调整胶囊姿态并结合胶囊图像位置识别模块进行导航，自动检查控制装置控制机械手臂牵引胶囊运动到指定解剖位置，并在各个解剖位置完成检查，通过图像位置识别模块完成下一解剖位置的检查直到完成所有解剖位置的自动检查。

2.如权利要求1所述的胶囊自动导航系统，其特征在于，还包括反馈模块，所述反馈模块分别与自动检查控制装置的其他模块互联，反馈模块用于监测胶囊运动情况是否可控，即是否与外部机械手臂设定运动符合以及胶囊是否处于受机械手臂控制状态，根据胶囊内部磁传感器中的磁场数据来进行判断，若随着机械手臂运动，胶囊磁传感器中的磁场数据逐渐减少，则说明胶囊运动不可控，该次机械手臂运动无效；反之，则说明胶囊运动可控并有效。

3.一种胶囊自动导航方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，待检人员吞服胶囊，捕获胶囊模块对胶囊进行捕获；

S2，利用姿态获取模块获取并调整胶囊姿态，寻找并识别解剖位置；

S3，利用机械手臂带动磁体运动并牵引胶囊运动到指定解剖位置，并实时对胶囊运动状态进行实时监控和/或校正；

S4，控制胶囊对指定解剖位置的消化道壁进行检查；

S5，调整胶囊姿态，寻找下一解剖位置；

S6，重复步骤S2至S5，直到完成所有解剖部位的检查；

S7，检查结束，系统复位。

4.如权利要求3所述的胶囊自动导航方法，其特征在于，解剖位置的识别的方法为：

选取数据：选取胶囊已经拍摄的其运行区域不同位置的多张图像，每一张图像对应的运行区域位置可辨认且图像不带有拍摄时间先后顺序特征；

将选取的图像进行分类，并对分类后的图像添加表示其不同位置的标记，将标记后的图像分为训练集和测试集，所述训练集中图像和测试集中图像无重叠；

对位置识别网络模型进行预训练：采用自然场景数据进行网络模型权重初始化，在初始化基础上使用已有的包含海量样本的数据集训练调节网络权重，使深度网络适应各种自然场景的分类；

对位置识别网络模型逐层调节：采用预训练模型和训练集中不同位置图像对网络逐层调节训练，具体为先锁定模型的卷积层，训练全链接层，从上到下逐层放开卷积层进行训练，获得位置识别网络模型并设定为当前深度网络模型；

利用训练集对当前深度网络模型进行训练，利用测试集测试训练后的当前深度网络模型得到当前深度网络模型的识别精度、灵敏度、特异性之一或它们的任意组合，判断识别精度、灵敏度、特异性是否符合预设要求，若是，则确定训练后的当前网络模型为完成训练的深度网络模型，若否，则确定对训练后的当前深度网络模型进行调整后得到的深度网络模型为当前深度网络模型，继续利用所述训练集对当前深度网络模型进行训练；

使用胶囊进行检查时，将胶囊内镜采集的图片输入至训练完成的深度网络模型，得到深度网络模型输出的该图片对应的位置。