[发明专利]基于摄像头标定和图像识别的尿液检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于摄像头标定和图像识别的尿液检测方法：由摄像机主动视觉标定方法得到摄像机坐标系的自动检测摄像头的坐标，根据自动检测摄像头和自动滴液针头的相对位置得到自动滴液针头的坐标；由图像识别圆形法得到尿液检测卡各个圆心图像坐标系的坐标，移动运动装置使得尿液检测卡各个圆心坐标与自动滴液针头的坐标一致，自动滴液针头向尿液检测卡各个圆形中心滴下测试液进行检测。本发明的尿液检测产品装置一次检测可以同时检测PH、蛋白、隐血、比重、葡萄糖、酮体、尿胆原、硝酸盐、白细胞。本发明可以大规模检测不同患者的尿液，灵敏度高，特异性强，检测耗时短，快速高效，操作简便，结果准确可靠，对环境及仪器均无特殊要求。

技术领域

本发明涉及尿液检测设备，具体地指一种基于摄像头标定和图像识别的尿液检测方法及装置。

背景技术

尿液检查，包括尿常规分析、尿液中有形成分检测(如尿红细胞、白细胞等)、蛋白成分定量测定、尿酶测定等。尿液检查对临床诊断、判断疗效和预后有着十分重要的价值。

应用多联试纸条对尿液进行快速筛查分析，即尿常规。试纸条法(dipstickmethodology)是一种简便、快速的尿液筛查方法。目前常规尿液试纸条检查项目有pH、蛋白、隐血、比重、葡萄糖、酮体、尿胆原、硝酸盐、白细胞，有的试纸条还整合有胆红素和维生素C等。

试纸条法只能一次一个患者尿液的指标检测。因此，需要一种灵敏度高，特异性强，快速高效，操作简便，对环境及仪器均无特殊要求的大规模检测仪器。

发明内容

本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种基于摄像头标定和图像识别的尿液检测方法及装置。

本发明提供了一种基于摄像头标定和图像识别的尿液检测方法：由摄像机主动视觉标定方法得到摄像机坐标系的自动检测摄像头的坐标，根据自动检测摄像头和自动滴液针头的相对位置得到自动滴液针头的坐标；由图像识别圆形法得到尿液检测卡的各个圆心图像坐标系的坐标，移动运动装置使得尿液检测卡的各个圆心坐标与自动滴液针头的坐标一致，自动滴液针头向尿液检测卡的各个圆形中心滴下测试液进行检测。

本发明基于摄像头标定和图像识别的尿液检测方法需要解决图像像素坐标系与摄像机坐标系的变换关系。

摄像机坐标系中的一物点p在图像像素坐标系中像点p_f坐标为：

因此可得物点p与图像像素坐标系中图像像点p_f的变换关系为：

其中，f_x＝fs_x，f_y＝fs_y分别定义为X和Y方向的等效焦距。f_x、f_y、u₀、v₀这4个参数只与摄像机内部结构有关，因此称为摄像机的内部参数。u₀，v₀是图像中心(光轴与图像平面的交点)坐标，u，v是物点p在图像坐标系中的坐标。

摄像机标定法一般有传统摄像机标定方法、主动视觉摄像机标定方法、摄像机自标定方法三种方法。本发明使用摄像机主动视觉标定方法来标定摄像机坐标。

摄像机主动视觉标定方法：将摄像机转换为设置位置----〉获得机器坐标----〉圆拟合，像点坐标计算----〉拟合成功----〉理想模型的参数估计。

本发明摄像机主动视觉标定方法采用具有高位置精度的圆孔阵列的靶标件标定模板来标定，靶标件标定模板的特征为各圆孔圆心组成的4×5点阵，各圆孔直径为3mm，点阵间距L＝35mm，具体标定过程如下：