[发明专利]一种基于人体穴位二维图像处理和三维立体定位方法

说明书

一种基于人体穴位二维图像处理和三维立体定位方法，包括以下步骤：步骤1，相机标定；步骤2，在人体穴位点上贴易于识别的标志点；步骤3，平行双目相机到指定位置拍摄贴有标志点的人体部位，获得人体在不同位置拍摄的两幅图像；步骤4，将左、右图分别进行校正后进行预处理，得到图RegionOut，并对图RegionOut进行孔洞填充；步骤5，提取左右图像中人体轮廓曲线；步骤6，机械臂手眼标定；步骤7确定机械臂坐标；相较于现有的按摩设备，定位精度更高且不受位姿影响。

技术领域

本发明属于理疗机器人技术领域，特别涉及一种基于人体穴位二维图像处理和三维立体定位方法。

背景技术

近几年随着人工智能、物联网、控制以及传感器等技术不断发展，使得机器人的应用前景也越来越广阔。理疗领域是机器人应用的一个重要方向，由于人口老龄化日益加剧，导致劳动力短缺、人力成本激增、医疗保健资源紧张等问题。在某些方面，机器比人更具优势，机器人可以基于数据和图像分析进行高精度按摩，同时也能完成繁重、重复的任务。按摩机器人不但可以减轻理疗师的体力负担，还可以解决人工成本上涨与劳动力不足带来的矛盾。因此人们逐渐将机器人技术应用于理疗按摩等领域。

基于人体穴位的按摩机器人是以中医基础理论为指导，同时结合一些按摩手法，作用于特定的穴位。该按摩机器人可以起到放松、减轻疲劳的作用。

目前市场上的按摩产品未能结合人体穴位知识对人体不同的位置来使用不同的理疗按摩方案(手法与按摩力度结合)，从而导致理疗效果不佳或按摩损伤。考虑到目前市场上按摩产品及现有发明中存在的缺点，且基于人体穴位的按摩机器人是以寻找到精确地穴位坐标为基础的，本发明提出了一种基于人体穴位二维图像处理和三维立体定位的方法。该方法采用二维图像检测轮廓曲线的算法流程，对人体背部轮廓曲线进行提取，获得中轴线与特殊点。通过对标志点进行识别，标志点中心与中轴线和特殊点的偏移，根据偏移量确定穴位名称，并经过匹配等一系列操作，获得所有标志点的三维点云。该方法首先通过视觉算法精确地定位用户的穴位，然后根据不同的穴位制定不同的理疗方案，以达到最佳的理疗效果。由于受到人体胖瘦、高矮、人体移动(异动)、胎记、姿势或者位置的调整等影响，使得穴位定位与识别难度较大。因此如何准确定位穴位成为亟待解决的关键问题。基于单纯的二维图像处理或者三维人体穴位识别定位的方式，存在精度差、效率低、可靠性不强和对穴位的描述不全面等不足，难以满足高精度的人体穴位识别定位要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于人体穴位二维图像处理和三维立体定位方法，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于人体穴位二维图像处理和三维立体定位方法，包括以下步骤：

步骤1，相机标定；

步骤2，在人体穴位点上贴易于识别的标志点；

步骤3，平行双目相机到指定位置拍摄贴有标志点的人体部位，获得人体在不同位置拍摄的左、右图像；

步骤4，将左、右图像分别进行校正后进行预处理，得到图RegionOut，并对图RegionOut进行孔洞填充；

步骤5，分别提取左、右图像中人体轮廓曲线，包括腰部曲线和肩部曲线，根据腰部曲线离散点的中值形成背部中轴曲线l_l，l_r，然后使用最小二乘法将曲线拟合成直线l_l1，l_r1；腰部曲线延长线与肩部曲线交叉点确定直线l_l2与l_r2；l_l1与l_l2，l_r1与l_r2的交点定义为特殊点分别为O_l(m_l,n_l),O_r(m_r,n_r)；