[发明专利]面向医疗场景基于图像的力测量定位装置及其测量定位方法

说明书

本发明公开一种面向医疗场景基于图像的力测量定位装置及其测量定位方法，同时可以基于图像控制远程机械设备的移动，大大简化了远程医疗操作的复杂度，同时该方式实现简单，降低了成本。本发明力测量定位装置克服了远程控制设备制造和维护成本较高的问题，结合图像的方式，可以很容易计算出力的大小和方向，同时通过这种装置将医疗设备的移动和力的施加结合在一起，避免了复杂的操作，并具有较好的抗干扰性能，也能适应各种使用环境。

技术领域

本发明属于机械设备测量定位技术领域，具体涉及一种面向医疗场景基于图像的力测量定位装置及其测量定位方法。

背景技术

随着机器人技术的发展，远程医疗已经成为一种可能并且在稳定发展中，但是远程医疗的操控设备极大的增加了医疗人员的控制难度，因此医疗人员还需要花费大量的经历去学习如何进行设备的控制，增加了远程医疗的成本。很多研究开始使用其他易操作的设备去替代繁琐的控制设备，这些易操作的设备需要考虑两个问题：1.如何控制远程机械设备的移动；2.如何控制远程机械设备施加的外力大小。

传统的远程医疗设备和系统更多关注于远程诊断，如公开号为CN106650213A的中国专利提出一种远程医疗系统，通过多传感器在采集远程的用户身体数据，从而生成用户的医疗健康数据，并且可以进行远程报警以及进行远程诊断。这种远程医疗诊断系统可以便捷人们的生活，避免用户必须前往指定地点就医的问题，解决了用户看病难的问题，但是该远程医疗设备仅仅是对用户进行诊断，对于存在轻微问题的用户可以通过提供建议帮助就诊，而对于存在严重问题的时候还是需要前往指定地点就医，当本地的医疗条件无法到达需求的时候，有可能会耽误用户的病情，因此通过可以远程控制的远程医疗设备，可以让技术高超的医生通过远程控制来实行相关手术操作，及时解决用户的问题。

此外，对于医疗场景的压力测量问题，主要有如下两种方式：第一种方式是通过精确的压力传感器采集压力信息，如公开号为CN014490380B的中国专利提出的血管内血压压力测量导丝，通过压力传感器实时测量血管内血压的测量导丝。第二种方式通过计算弹性物体形变，并通过计算形变量的方式计算实际压力大小，或者通过流体等方式等价直接计算出压力的大小，如公开号为CN105073003B的中国专利提出的压力测量系统，通过一个压力转换器和一个可被流体填充的测量室，通过流体测量室中流体量从而计算出压力的大小。上述方法确实可以准确方便的计算所需部位的压力大小，但是并不适合远程医疗的远程控制场景，对于此场景不仅需要计算出压力的大小，还需要实现控制装置的移动和定位。

因此本发明提出了一种面向医疗场景基于图像的力测量定位装置，并给出了具体的测量方法，该力的测量装置通过可发生弹性形变的棋盘格和笔头凸出的控制笔来进行远程设备的控制，并通过两个摄像头采集对应位置的图像，计算棋盘格的像素形变量计算力的大小，并通过对笔头的定位从而完成对远程控制设备的定位，从而可以实现远程医疗场景中的远程控制，大大简化了远程医疗操作的复杂度，同时该方式实现简单，降低了成本。本发明力测量定位装置克服了远程控制设备制造和维护成本较高的问题，结合图像的方式，可以很容易计算出力的大小和方向，同时通过这种装置将医疗设备的移动和力的施加结合在一起，避免了复杂的操作，并具有较好的抗干扰性能，也能适应各种使用环境，具有一定的应用价值。

发明内容

本发明针对远程医疗场景，提出一种面向医疗场景基于图像的力测量定位装置及其测量定位方法，同时可以基于图像控制远程医疗机械设备的移动，大大简化了远程医疗操作的复杂度，同时该方式实现简单，降低了成本。

一种面向医疗场景基于图像的力测量定位装置，包括测力触摸板、遥控笔以及两个摄像头，所述测力触摸板放置在平面上，所述遥控笔通过笔头与测力触摸板进行接触；当医疗机械设备通过遥控笔施加外力到测力触摸板上使其发生凹陷形变时，测力触摸板利用摄像头拍摄得到的形变图像通过计算机视觉根据形变程度计算出外力的大小及方向。

进一步地，所述测力触摸板由弹性材料制成，且其表面绘制有N×N个阵列排布的方格，所述方格用于定位和识别，N为大于1的自然数。