[发明专利]一种基于RGBD相机的呼吸监测装置及其呼吸监测方法

权利要求书

1.一种基于RGBD相机的呼吸监测装置，其特征在于，包括标记物(1)、RGBD相机(2)、相机支架(3)、含有处理器的运算模块(4)，所述相机支架(3)与RGBD相机(2)连接，所述RGBD相机(2)与含有处理器的运算模块(4)电气连接，所述RGBD相机(2)用于对拍摄标记物(1)的图像信息，所述标记物(1)用于固定在病人的胸腹部位。

2.根据权利要求1所述基于RGBD相机的呼吸监测装置，其特征在于，所述RGBD相机(2)由RGB相机和深度相机组成。

3.一种基于RGBD相机的呼吸监测方法，基于权利要求1所述基于RGBD相机(2)的呼吸监测装置,其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、标记物(1)的选取：所述标记物(1)为轻质量小球；

步骤2、RGBD相机(2)以俯视的角度对准病标记物(1)进行拍照得到RGBD图像；

步骤3、RGBD图像处理：含有处理器的运算模块(4)对RGBD图像进行处理得到标记物(1)表面的一系列准确点云数据，所述点云数据表示为(x_i，y_i，z_i)，所述i＝1,2,3...n；

步骤4、标记物(1)的球心空间坐标的提取：采用最小二乘的方法，建立目标函数为所述a,b,c为标记物(1)的球心空间坐标，R为标记物(1)的半径，将点云数据(x_i，y_i，z_i)和i＝1,2,3...n代入目标函数从而求解出目标函数J最小值对应的a、b、c，所述(a，b，c)即为标记物(1)的球心空间坐标；

步骤5、输出病人呼吸的曲线和相位值：RGBD相机(2)以俯视的角度对准病标记物(1)进行连续不断拍照，依次重复步骤3、步骤4，得到一系列标记物(1)的球心空间坐标，经过滤波处理后，可以输出病人呼吸的曲线和相位值。

4.根据权利要求3所述基于RGBD相机的呼吸监测方法，其特征在于，所述标记物(1)的颜色与病人皮肤要有明显区分，所述标记物(1)底部附有粘贴或者吸附结构。

5.根据权利要求3所述基于RGBD相机的呼吸监测方法，其特征在于，所述步骤2中，RGBD图像包括RGB图像和深度图像。

6.根据权利要求5所述基于RGBD相机的呼吸监测方法，其特征在于，所述RGBD图像处理包括RGB图像处理和深度图像处理，

所述RGB图像处理的步骤为：含有处理器的运算模块(4)先通过颜色滤波的方式在RGB图像中去除掉与标记物(1)颜色不一致的无关部分或者将RGB图像转化为灰度图像，采用阈值滤波进行滤波，然后选用求取图像中所有的连通域，并针对标记物(1)的外形特征对无关的噪声进行滤除，从而最终得到标记物(1)在RGB图像中的位置；

所述深度图像处理的步骤为：含有处理器的运算模块(4)先将标记物(1)在RGB图像中的位置坐标映射到深度图像中，得到标记物(1)在深度图像中的像素位置，同时深度图像中每个像素点的数据代表该点的深度信息，然后通过相机的成像原理，从而得到在相机坐标系下标记物(1)表面点的一系列空间坐标，得到一系列初步点云数据，然后将明显远离点云中心的点去除，从而得到一系列准确点云数据。

7.根据权利要求6所述基于RGBD相机的呼吸监测方法，其特征在于，所述标记物(1)的外形特征包括形状和大小。