化療藥物配置機(jī)器人的機(jī)械臂視覺(jué)系統(tǒng)研究.pdf

1、靜脈藥物治療是目前臨床上常用的治療手段,靜脈藥物的配置對(duì)配置環(huán)境與護(hù)士勞動(dòng)強(qiáng)度都提出了較高的要求,目前以PIVAS(靜脈藥物配置中心)為最佳解決方案,提高了靜脈藥物配置質(zhì)量,但護(hù)士勞動(dòng)強(qiáng)度及身體防護(hù)仍存在很大問(wèn)題,如用于癌癥患者的化療藥物對(duì)操作人員傷害較大;同時(shí),化療藥物的配置精度對(duì)治療效果影響很大。為提升化療藥物的配置質(zhì)量,并保護(hù)醫(yī)護(hù)人員身體,我們提出化療藥物配置機(jī)器人的研究:機(jī)器人以機(jī)械臂為中心,根據(jù)配藥需求自動(dòng)完成各種化療藥物的精

2、確配置。因化療藥物的品種及配藥流程多,藥物選擇安全性要求高,配藥精度需高于95％,機(jī)械臂的視覺(jué)系統(tǒng)十分關(guān)鍵,尤其是配藥模塊的高精度定位是視覺(jué)模塊的核心功能,對(duì)于配藥機(jī)器人的精度及安全性具有決定意義。
　　本文首先分析化療藥物配置機(jī)器人的配藥流程,完成對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)主要元器件的選型,并在此基礎(chǔ)上提出建立基于單目視覺(jué)的等距離偽雙目圖像采集方式,通過(guò)研究該種方式下圖像坐標(biāo)與空間坐標(biāo)的內(nèi)在關(guān)系,建立一種基于簡(jiǎn)化模型的目標(biāo)特征位姿轉(zhuǎn)換算法,達(dá)到

3、規(guī)避復(fù)雜的空間矩陣換算、提高定位精度的效果。此外,在等距離偽雙目圖像采集模式下,采用基于主動(dòng)視覺(jué)的相機(jī)標(biāo)定方法,確定相機(jī)的外參數(shù)。
　　然后闡述了算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程的圖像處理關(guān)鍵技術(shù)。上位軟件對(duì)接收到的圖像進(jìn)行預(yù)處理,比較灰度直方圖均衡和灰度直方圖拉伸兩種不同方式下的灰度變換效果,確定灰度直方圖拉伸模式下的灰度變換處理方法;在此基礎(chǔ)上，完成基于閾值化方法的灰度圖像分割和基于最小二乘法的直線(xiàn)輪廓擬合,得到目標(biāo)特征點(diǎn)在圖像中的位置信息。為提