[发明专利]采血机器人的控制方法及装置

权利要求书

1.一种采血机器人的控制装置，其特征在于，包括：

血管识别单元，用于获取待采血血管区域图像，基于获取的待采血血管区域图像识别出其中的多根血管；

穿刺入针点确定单元，用于获取多根所述血管的几何参数，并基于所述几何参数确定穿刺目标血管，定位所述穿刺目标血管上的穿刺入针点；

穿刺路径及姿态确定单元，用于获取所述目标血管的角度信息及所述穿刺入针点的三维空间坐标，基于所述三维空间坐标规划入针路径以及入针角度；以桌面平面建立桌面三维坐标系，将所述待采血血管区域图像映射到所述桌面平面的二维坐标系，控制机械臂移动至入针点识别预备位，采用激光测距仪将激光点打到摄像头拍摄范围内，结合激光点与穿刺入针点的二维坐标信息，使得机械臂自动进行调整，将激光点自动移动至穿刺入针点位置，并且计算激光测距仪器的激光发射点在所述桌面三维坐标系中的坐标位置，结合激光测距仪坐标信息、机械臂末端俯仰角角度信息和激光测距仪返回的实时距离信息，计算得到所述穿刺入针点所对应的三维空间坐标；

穿刺执行单元，用于控制采血机器人的机械臂带动其末端的采血针依据所述入针路径以及入针角度靠近所述穿刺入针点并穿刺。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述穿刺执行单元还用于，在所述采血针执行穿刺后，判断所述采血针中是否回血，当所述采血针中回血后控制所述机械臂停止穿刺；

获取采血针针头软管处对光源光束的实时反射量，当所述实时反射量高于预设反射量时，确认采血针已经回血，控制所述机械臂停止穿刺；

当所述实时反射量不高于预设反射量时，确认采血针未回血或者穿刺不到位，控制所述机械臂继续执行穿刺。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，在所述机械臂的末端持针装置中增加了力传感器，获取采血针的穿刺实时阻力变化率，当所述穿刺实时阻力变化率大于预设阈值时，控制所述机械臂停止穿刺。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，根据已得到的穿刺入针点的三维空间坐标与血管二维图像信息，调整机械臂末端俯仰角，使得采血针针头斜切面始终保持斜面向上且采血针与皮肤表面成30°夹角，并且通过调整偏航角使得采血针与待采血血管方向一致，当采血针移动到预采血位置时，控制采血针开始穿刺。

5.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述待采血血管区域图像为近红外图像，所述血管识别单元对于多根血管通过如下步骤识别：

提高所述近红外图像的对比度，获得第一处理图像；

采用血管轮廓提取算法识别所述第一处理图像中的多根血管的轮廓，获得第二处理图像。

6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述血管识别单元对所述第二处理图像采用图像平滑算法处理；和/或，对所述第二处理图像使用血管形态学处理算法，将具有连接趋势的血管连接为一根；和/或，去除所述第二处理图像中的背景区域；和/或，对所述第二处理图像进行图像二值化操作。

7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述穿刺入针点确定单元通过以下方式进行所述穿刺入针点确定：所述几何参数包括血管的长度、直径，对长度和直径分配权数，计算每根血管加权平均值实现对每根待选血管的评分，将评分最高的待选血管确定为穿刺目标血管，所述穿刺入针点为所述穿刺目标血管靠近病患手掌的一侧的端点。