[发明专利]用于病房数据采集的机器人系统

摘要

本发明涉及一种用于病房数据采集的机器人系统，包括定位设备、电机驱动设备、数据采集设备、数据处理设备和主控制器，数据采集设备采集病房内各个医疗仪器的仪器图像和各个病人的人员图像，数据处理设备与数据采集设备连接，基于仪器图像确定对应仪器的读数，根据人员图像确定对应病人的身体状况，主控制器根据预存多个数据采集点位置和定位设备确定的机器人当前位置，确定机器人系统前往多个数据采集点的数据采集路径，根据数据采集路径向电机驱动设备发送电机驱动信号，还用于分别根据对应仪器的读数和病人的身体状况确定是否发出相应报警信号。通过本发明，能够替代护理人员对病房实现24小时监护，提高了病房监控质量和效率。

主权项

一种用于病房数据采集的机器人系统，所述机器人系统包括定位设备、电机驱动设备、数据采集设备、数据处理设备和主控制器，所述数据采集设备采集病房内各个医疗仪器的仪器图像和各个病人的人员图像，所述数据处理设备与所述数据采集设备连接，基于所述仪器图像确定对应仪器的读数，根据所述人员图像确定对应病人的身体状况，所述主控制器与所述定位设备、所述电机驱动设备和所述数据处理设备分别连接，根据预存的多个数据采集点位置和所述定位设备确定的所述机器人的当前位置，确定所述机器人系统前往所述多个数据采集点的数据采集路径，根据所述数据采集路径向所述电机驱动设备发送电机驱动信号，还用于分别根据所述对应仪器的读数和所述病人的身体状况确定是否发出相应报警信号；其特征在于，所述机器人系统还包括：静态存储器，用于预先存储了各种医疗仪器的图像模板、各种医疗仪器的指针阈值和病人的各种医疗特征阈值，还用于预先存储仪器上限灰度阈值、仪器下限灰度阈值、人员上限灰度阈值和人员下限灰度阈值，所述各种医疗特征阈值包括肤色阈值和姿态不规范度阈值，所述仪器上限灰度阈值和所述仪器下限灰度阈值用于将图像中的仪器和背景分离，所述人员上限灰度阈值和所述人员下限灰度阈值用于将图像中的人员和背景分离；电力供应设备，用于为所述机器人系统提供除了电力供应设备以外的各个用电设备的电力供应；无线通信设备，用于与远端的护士监控平台建立双向通信链路连接，以接收所述护士监控平台发送的控制指令；控制电机，为直流电机，与所述电机驱动设备连接，基于所述电机驱动信号调整自身的运行数据；所述定位设备通过检测病房内预设在地面上的巡视线，确定所述机器人系统的当前位置；所述数据采集设备为CCD云台高清摄像机，镜头转角为0‑240度，采集的图像分辨率为1920×1080；所述数据处理设备包括图像先期处理单元、仪器读数分析单元和病人状况分析单元，所述图像先期处理单元、所述仪器读数分析单元和所述病人状况分析单元分别采用独立的FPGA芯片来实现，所述图像先期处理单元与所述数据采集设备连接，对所述仪器图像或所述人员图像依次执行边缘增强处理、小波滤波处理和灰度化处理，以生成仪器灰度图像或人员灰度图像，所述仪器读数分析单元与所述静态存储器和所述图像先期处理单元分别连接，将所述仪器灰度图像中灰度值在所述仪器上限灰度阈值和所述仪器下限灰度阈值之间的像素识别并组成仪器子图案，将所述仪器子图像与所述各种医疗仪器的图像模板逐一匹配以获得所述仪器子图像对应的图像模板和对应的种类，基于所述仪器子图像和所述对应的图像模板的比较结果，获得所述仪器子图像中指针位置所对应的读数，所述病人状况分析单元与所述静态存储器和所述图像先期处理单元分别连接，将所述人员灰度图像中灰度值在所述人员上限灰度阈值和所述人员下限灰度阈值之间的像素识别并组成人员子图案，识别所述人员子图案中的人员的各种医疗特征；所述主控制器与所述静态存储器、所述仪器读数分析单元和所述病人状况分析单元分别连接，将所述仪器子图像中指针位置所对应的读数与所述仪器子图像对应的种类的指针阈值比较，在超出所述仪器子图像对应的种类的指针阈值时，输出仪器子图像对应的种类并输出仪器读数报警信号，将所述人员子图案中的人员的各种医疗特征与所述病人的各种医疗特征阈值按种类逐一对比，当存在病人的一种医疗特征，其对应的所述人员子图案中的人员的医疗特征超出其对应的医疗特征阈值时，输出病人的医疗特征种类并输出身体状况异常报警信号；其中，所述无线通信设备还与所述主控制器连接，用于将所述主控制器输出的仪器子图像对应的种类和仪器读数报警信号无线发送给所述护士监控平台，用于将所述主控制器输出的病人的医疗特征种类和身体状况异常报警信号无线发送给所述护士监控平台；显示设备，与所述主控制器连接，用于实时显示与所述主控制器输出的仪器子图像对应的种类和仪器读数报警信号分别对应的提示文字信息，还用于实时显示与所述主控制器输出的病人的医疗特征种类和身体状况异常报警信号分别对应的提示文字信息；语音播放设备，与所述主控制器连接，用于实时播放与所述主控制器输出的仪器子图像对应的种类和仪器读数报警信号分别对应的语音提示文件，还用于实时播放与所述主控制器输出的病人的医疗特征种类和身体状况异常报警信号分别对应的语音提示文件；将所述数据采集设备和所述数据处理设备集成在一块电路板上；所述显示设备为液晶显示器；所述语音播放设备为双声道扬声器。