[发明专利]一种用于引导自动化毛囊采集机器的视觉系统

说明书

本发明公开了一种用于引导自动化毛囊采集机器的视觉系统，包括上位机、Matlab相机标定工具箱、棋盘标定板、高斯滤波器、双目全局摄像头和电子显微镜。双目全局摄像头和3个电子显微镜安装在自动化毛囊采集机器上，上位机上的Matlab相机标定工具箱和棋盘标定板对双目全局摄像头和3个电子显微镜进行标定，双目全局摄像头寻找到毛囊区域并指导电子显微镜对焦，电子显微镜的采集图像进行滤波、降噪处理，并转换色彩空间，3个电子显微镜筛选出目标毛囊并计算出目标毛囊和刀头的位姿，指导刀头拔取目标毛囊。本发明取代了纯手工植发，完成高效率高精度低成本的植发手术,填补国内植发机器人的技术空缺。

技术领域

本发明涉及一种用于引导自动化毛囊采集机器的视觉系统。

背景技术

被脱发困扰的人们为了重新获取一头乌黑亮丽的头发，往往会选择去美容机构进行植发手术。目前行业内的植发手术分为两类：一是广泛采用的价格亲民的纯手工植发，即完全由人工提取待培养毛囊并进行人工种植；二是价格高昂的国外植发机器人植发。

上述两种方案存在如下缺点：

对纯手工植发而言,由于植发手术提取毛囊对美容师熟练度要求较高，且手术流程繁琐精细，故纯人工植发存在效率低下和美容师误操作意外破坏头发毛囊的问题。

根据现有资料得知，国内尚无国产的植发机器人系统。植发机器人技术被收费高昂的国外公司垄断。制造一台成本低，可靠性强的国产植发机器人，亟需一套稳定的高效率高精度的机器视觉系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于引导自动化毛囊采集机器的视觉系统。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种用于引导自动化毛囊采集机器的视觉系统，包括上位机、Matlab相机标定工具箱、棋盘标定板、高斯滤波器、双目全局摄像头和电子显微镜，上位机安装有Matlab相机标定工具箱和棋盘标定板。

所述双目全局摄像头和3个电子显微镜均与上位机通讯连接，双目全局摄像头和3个电子显微镜均安装在自动化毛囊采集机器上，自动化毛囊采集机器包括粗调螺旋、滑槽、滑块、微调螺旋、微调升降部件、电子显微镜升降部件、连接臂Ⅱ和刀具。

所述粗调螺旋包括转杆、平台和步进电机Ⅰ，平台上设置有供转杆穿过的通孔Ⅰ，转杆竖直设置，转杆的上端穿过平台上的通孔Ⅰ并伸出平台的上表面，转杆与平台固定。所述平台上安装有步进电机Ⅰ，步进电机Ⅰ的输出轴通过皮带与转杆的上端传动连接。

所述滑槽呈弧形，滑槽的开口位于滑槽凹面上，转杆的下端与滑槽的外表面连接，连接点靠近滑槽的一端，这一端记为滑槽的上端。所述滑槽的上端连接有步进电机Ⅱ，步进电机Ⅱ的下表面连接有双目全局摄像头。

所述滑块安装到滑槽内，滑块上连接有皮带，该皮带与步进电机Ⅱ传动连接。

所述微调螺旋包括连接杆、转动板、带轮、圆锥滚子轴承和步进电机Ⅲ，连接杆的上端连接到滑块的下表面。所述转动板设置有供连接杆穿过的通孔Ⅱ和供步进电机Ⅲ输出轴穿过的通孔Ⅲ。所述步进电机Ⅲ安装在转动板的上表面，步进电机Ⅲ的输出轴穿过转动板的通孔Ⅲ并伸到转动板的下方。

所述连接杆的下端穿过转动板的通孔Ⅱ并伸到转动板的下方，位于转动板下方的圆锥滚子轴承的内钢圈套设并固定在连接杆上，圆锥滚子轴承外钢圈的上边缘连接在转动板的下表面。位于所述圆锥滚子轴承下方的带轮套设在连接杆上，带轮的上边缘与圆锥滚子轴承外钢圈的下边缘连接。所述带轮通过皮带与步进电机Ⅲ的输出轴传动连接。

所述电子显微镜升降部件包括步进电机Ⅳ、丝杆Ⅰ、升降圆环、限位块和连接件Ⅰ，连接件Ⅰ的上端连接在转动板的下表面，下端连接有输出端朝上的步进电机Ⅳ，步进电机Ⅳ的输出端连接有丝杆Ⅰ，丝杆Ⅰ的上端设置有限位块，限位块连接在连接件Ⅰ上。所述丝杆Ⅰ上旋入丝杆螺母Ⅰ，丝杆螺母Ⅰ的侧壁上连接有若干撑杆，若干撑杆沿丝杆螺母Ⅰ的周向间隔布置，若干撑杆连接到升降圆环的内壁上。