[发明专利]一种内科病床

摘要

本发明涉及一种内科病床，包括病床和防坠落报警系统，所述系统包括超声波探测设备、CMOS传感设备、人体检测设备、软垫驱动设备和飞思卡尔MC9S12芯片，飞思卡尔MC9S12芯片分别与超声波探测设备、CMOS传感设备、人体检测设备和软垫驱动设备连接，人体检测设备与CMOS传感设备连接，用于基于CMOS传感设备拍摄的高清侧面图像判断病床侧面是否存在人体，飞思卡尔MC9S12芯片用于基于人体检测设备和超声波探测设备的检测结果控制软垫驱动设备。通过本发明，能够准确判断出内科病人是否从病床坠落。

主权项

一种内科病床，包括病床和防坠落报警系统，所述系统包括超声波探测设备、CMOS传感设备、人体检测设备、软垫驱动设备和飞思卡尔MC9S12芯片，飞思卡尔MC9S12芯片分别与超声波探测设备、CMOS传感设备、人体检测设备和软垫驱动设备连接，人体检测设备与CMOS传感设备连接，用于基于CMOS传感设备拍摄的高清侧面图像判断病床侧面是否存在人体，飞思卡尔MC9S12芯片用于基于人体检测设备和超声波探测设备的检测结果控制软垫驱动设备；其特征在于，所述系统还包括：超声波探测设备，位于病床床板的一侧，用于探测是否有物体从病床床板的一侧经过，并在探测到有物体从病床床板的一侧经过时，发出物件掠过信号；无线通信设备，与飞思卡尔MC9S12芯片连接，包括无线接收子设备和无线发送子设备，用于在接收到坠落触发信号或坠落预警信号时通过无线通信链路将坠落触发信号或坠落预警信号发送到远端的病房服务中心；显示设备，与飞思卡尔MC9S12芯片连接，用于显示与坠落触发信号或坠落预警信号相应的文字信息；重量变化率检测设备，位于病床床板下侧面位置，包括重量检测仪和计时器，重量检测仪用于实时检测病床床板上的负载重量，重量变化率检测设备基于重量检测仪的输出和计时器的输出确定病床床板上的负载重量变化率，当负载重量变化率大于预设变化率时，发出重量变化预警信号，当负载重量变化率小于等于预设变化率时，发出重量变化正常信号；CMOS传感设备，位于病床床板的一侧，背向病床侧面以水平拍摄方向拍摄以获得高清侧面图像；空域图像增强设备，与CMOS传感设备连接以接收高清侧面图像，包括直接灰度变换子设备和直方图修正子设备，直接灰度变换子设备与CMOS传感设备连接，用于对高清侧面图像执行直接灰度变换处理以获得第一增强图像，直方图修正子设备与直接灰度变换子设备连接，用于接收第一增强图像，并对第一增强图像执行直方图修正处理以获得第二增强图像，其中，直接灰度变换处理采用对数函数对高清侧面图像的每一个像素值进行运算，将运算后的每一个像素值组成第一增强图像，直方图修正处理通过改变直方图的形状来改变第一增强图像的灰度布局以增强第一增强图像，获得第二增强图像；维纳滤波设备，与空域图像增强设备的直方图修正子设备连接，用于接收第二增强图像，并对第二增强图像执行第一滤波处理以获得第一滤波图像，其中第一滤波处理用于使得第一滤波图像与第二增强图像的均方误差最小以去除第二增强图像中的斑点噪声和白噪声；改进型中值滤波设备，与维纳滤波设备连接以获得第一滤波图像，包括噪声检测子设备、模块选择子设备和滤波处理子设备，噪声检测子设备与维纳滤波设备连接，通过对第一滤波图像的像素点的灰度值进行分析以确定每一个噪声分布区域的分布半径，并将各个噪声分布区域的分布半径中的最大值作为最大分布半径输出，模块选择子设备与噪声检测子设备连接，用于接收最大分布半径，并基于最大分布半径选择进行中值滤波的滤波模块，滤波处理子设备分别与维纳滤波设备和模块选择子设备连接，用于基于选择的滤波模块对第一滤波图像进行中值滤波处理以获得第二滤波图像，其中中值滤波处理包括对于第一滤波图像内每一个像素点作为目标像素点进行以下处理：以目标像素点在第一滤波图像内的位置作为选择的滤波模块的形心在第一滤波图像内取出多个像素点作为多个参考像素点，取多个参考像素点的像素值中的最大值和最小值以作为像素最大值和像素最小值，确定像素最大值和像素最小值的平均值以作为像素平均值，针对每一个参考像素点，如果其像素值小于像素平均值，则用0代替其像素值，如果其像素值大于等于像素平均值，则保留其像素值，最后将多个参考像素点的像素值的平均值作为目标像素点的像素值输出；人体检测设备，与改进型中值滤波设备连接，将第二滤波图像中像素点灰度值在人体灰度值范围内的所有像素点组成人体子图像，当人体子图像所占据的像素点的总数大于等于预设像素点数量时，发出存在人体信号，否则，发出无人体信号；软垫驱动设备，与飞思卡尔MC9S12芯片连接，用于在接收到坠落触发信号时，控制软垫展开结构实现软垫主体的伸出展开操作；软垫展开结构，与软垫驱动设备连接，包括水平伸缩结构和收缩结构，水平伸缩结构用于将软垫主体从病床下方位置水平伸出到病床一侧，收缩结构与水平伸缩结构连接，用于在水平伸缩结构完成伸出操作后，将软垫主体展开；软垫主体，与软垫展开结构连接，常态为位于病床下方位置并处于收缩状态，用于在处于展开状态时对病床坠落人体进行保护；太阳能检测设备，位于病房所在楼宇的外墙上，用于实时检测当前的太阳能强度；供电设备，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，切换开关分别与太阳能检测设备、太阳能供电器件和蓄电池连接，当蓄电池的剩余电量不足且当前的太阳能强度高于等于预设强度时，切换到太阳能供电器件以由太阳能供电器件供电，电压转换器与切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压，其中太阳能供电器件位于病房所在楼宇的外墙上，太阳能供电器件包括太阳能光伏板；无线充电设备，分别与太阳能检测设备和蓄电池连接，当蓄电池的剩余电量不足且当前的太阳能强度低于预设强度时，与附近的无线充电终端建立连接以启动无线充电操作，无线充电设备还与电压转换器连接以实现电压转换；飞思卡尔MC9S12芯片，分别与CMOS传感设备、软垫驱动设备、重量变化率检测设备、人体检测设备和超声波探测设备连接，当接收重量变化预警信号后，启动CMOS传感设备，随后在接收到存在人体信号且接收到物件掠过信号时，发出坠落触发信号，在接收到无人体信号且接收到物件掠过信号时，发出坠落预警信号，以及未接收到物件掠过信号而只接收到存在人体信号，发出坠落预警信号；MS存储卡，用于预先存储了预设强度、预设像素点数量和预设变化率；其中，模块选择子设备基于最大分布半径选择进行中值滤波的滤波模块包括：最大分布半径越大，选择的进行中值滤波的滤波模块越大，最大分布半径越小，选择的进行中值滤波的滤波模块越小；其中，模块选择子设备中供选择的滤波模块包括3×3，5×5，7×7和9×9。