一种关节定位识别系统技术方案

本发明专利技术涉及一种关节定位识别系统，包括：信息处理单元、图像采集单元、机器人控制单元及轴控制单元，其中，图像采集单元及机器人控制单元分别与信息处理单元通过无线网络进行数据交互；机器人控制单元与轴控制单元则通过CAN总线通讯连接；图像采集单元，用于采集患者的骨折数字信息；信息处理单元，用于接收图像采集单元发送的骨折数字信息，分析患者骨折处正确牵引位置信息；机器人控制单元，用于根据正确牵引位置信息，向轴控制单元发送动作指令信息；轴控制单元实现对驱动电机的控制。增加了骨科患者关节定位的可靠性与准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人视觉定位技术，尤其涉及一种关节定位识别系统。
技术介绍
应用骨科正骨设备对患者进行骨折康复治疗时，医生会根据X光片成像的骨折情况，将患者骨折部位及其相邻部位关节摆放正确位置后才进行正骨治疗，患者各关节部位的摆放准确度往往极大影响治疗效果。目前，多数骨科正骨设备采用的关节定位方式是依靠医生个人经验，人为调节各关节摆放位置。存在缺陷是：(1)关节定位精度不高，完全依靠医生个人经验去调节患者关节摆放位置，仅仅依靠感觉，无法实现精确定位，对治疗效果产生很大影响(2)关节摆放位置调节耗时费力。在以往正骨治疗前，医生需反复调节患者关节摆放位置。治疗过程中，如关节摆放位置出现变化，需重新调节。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术骨科正骨设备中在对病人关节定位时存在的定位准确度不高和寻找定位目标较慢的问题，提出一种关节定位识别系统。为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案为：一种关节定位识别系统，包括：信息处理单元、图像采集单元、机器人控制单元及轴控制单元，其中，图像采集单元及机器人控制单元分别与信息处理单元通过无线网络进行数据交互；机器人控制单元与轴控制单元则通过CAN总线通讯连接；图像采集单元，用于采集患者的骨折数字信息；信息处理单元，用于接收图像采集单元发送的骨折数字信息，分析患者骨折处正确牵引位置信息；机器人控制单元，用于根据正确牵引位置信息，向轴控制单元发送动作指令信息；轴控制单元实现对驱动电机的控制。优选的，图像采集单元包括图像获取单元和图像转换单元，图像获取单元用于获取患者骨折图像；图像转换单元用于接收患者骨折处图像，将该图像转换为包含像素点的数字信息。优选的，信息处理单元包括一数字信息接收单元、专家信息存储单元及信息比较单元；数字信息接收单元接收所述图像采集单元发送的包含像素点的数字信息；信息比较单元同时获取该数字信息和预先保存在专家信息存储单元中的专家信息，将两个信息相比较，得到关节正确牵引位置信息。优选的，还包括一视觉处理单元，该视觉处理单元与信息处理单元通过以太网通讯连接。优选的，视觉处理单元实时获取正在校正过程中的患者骨折信息，并抽取当前患者关节处的特征信息，将该特征信息传送回信息处理单元，信息处理单元将该特征信息跟之前的正确牵引位置信息进行比较，按照比较结果重新规划牵引位置信息。本专利技术较现有技术具有如下的有益效果：1、本专利技术技术方案相对于以往关节定位方式，克服了以往依靠人为定位关节位置准确度不高、耗时费工缺陷，增加了骨科患者关节定位的可靠性与准确性。2、本专利技术应用信息处理单元与机器人控制器组成的机器人双主板控制系统，将运动控制与其他控制功能分开，在控制层次上更加分明，同时在软件编程上也更加利于实现模块化。附图说明图1为本专利技术实施例一种关节定位识别系统结构图。具体实施方式下面结合具体实施例及附图对本专利技术作进一步详细说明。下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术的技术方案，而不应当理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本专利技术的限制。本专利技术提供一种关节定位识别系统。如图1所示，本专利技术一实施例关节定位识别系统包括：信息处理单元100、图像采集单元200、机器人控制单元300及轴控制单元500。其中，图像采集单元200及机器人控制单元300分别与信息处理单元100通过无线网络进行数据交互；机器人控制单元300与轴控制单元500则通过CAN总线通讯连接。图像采集单元200采集患者的骨折数字信息；信息处理单元100接收图像采集单元发送的骨折数字信息，分析患者骨折处正确牵引位置信息；机器人控制单元300根据正确牵引位置信息，向轴控制单元500发送动作指令信息；轴控制单元500实现对驱动电机的控制。优选的，上述关节定位识别系统还包括一视觉处理单元400，该视觉处理单元400与信息处理单元通过以太网通讯连接。所述视觉处理单元400实时获取正在校正过程中的患者骨折信息，并抽取当前患者关节处的特征信息，将该特征信息传送回信息处理单元100，信息处理单元100将该特征信息跟之前的正确牵引位置信息进行比较，按照比较结果重新规划牵引位置信息。下面将对本专利技术提出的一种关节定位识别系统各组成部分及工作原理作进一步详细描述。图像采集单元200，包括图像获取单元201和图像转换单元202，图像获取单元201用于获取患者骨折图像；图像转换单元202用于接收患者骨折处图像，利用X光数字成像与处理技术，将该图像转换为包含像素点的数字信息。信息处理单元100根据图像采集单元200发送的骨折图像信息，分析患者骨折处正确牵引位置信息。具体的，该信息处理单元100包括一数字信息接收单元101、专家信息存储单元102及信息比较单元103。数字信息接收单元101接收图像采集单元200发送的包含像素点的数字信息；信息比较单元103同时获取该数字信息和预先保存在专家信息存储单元102中的专家信息，将两个信息相比较，得到关节正确牵引位置信息。机器人控制单元300将正确的牵引位置信息，通过指令方式发送给轴控制单元。轴控制单元500根据机器人控制单元300发送的指令信息，对各驱动电机进行控制。进一步的，该关节定位识别系统还包括一视觉处理单元400，所述视觉处理单元400实时获取正在校正过程中的患者骨折信息，并抽取当前患者关节处的特征信息，将该特征信息传送回信息处理单元100中的信息比较单元103，信息比较单元103将该特征信息跟之前的正确牵引位置信息进行比较，将按照比较结果重新规划的牵引位置信息再次发送给机器人控制单元300实现对驱动电机的控制。本专利多用于骨科正骨设备。此外，还可以应用于神经外科手术、内科手术等医用设备上。针对于不同应用，只需根据实际需求增加或减少板卡和部分手术器具，无需更改系统的情况下即能实现精确定位。如在神经外科手术系统中，将视觉定位控制系统与神经外科手术系统整合即能实现手术过程中对手术器械的跟踪定位。虽然本专利技术参照当前的较佳实施方式进行了描述，但本领域的技术人员应能理解，上述较佳实施方式仅用来解释和说明本专利技术的技术方案，而并非用来限定本专利技术的保护范围，任何在本专利技术的精神和原则范围之内，所做的任何修饰、等效替换、变形、改进等，均应包含在本专利技术的权利要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种关节定位识别系统，其特征在于，包括：信息处理单元、图像采集单元、机器人控制单元及轴控制单元，其中，图像采集单元及机器人控制单元分别与信息处理单元通过无线网络进行数据交互；机器人控制单元与轴控制单元则通过CAN总线通讯连接；图像采集单元，用于采集患者的骨折数字信息；信息处理单元，用于接收图像采集单元发送的骨折数字信息，分析患者骨折处正确牵引位置信息；机器人控制单元，用于根据正确牵引位置信息，向轴控制单元发送动作指令信息；轴控制单元实现对驱动电机的控制。

【技术特征摘要】
1.一种关节定位识别系统，其特征在于，包括：信息处理单元、
图像采集单元、机器人控制单元及轴控制单元，其中，图像采集单元
及机器人控制单元分别与信息处理单元通过无线网络进行数据交互；
机器人控制单元与轴控制单元则通过CAN总线通讯连接；
图像采集单元，用于采集患者的骨折数字信息；
信息处理单元，用于接收图像采集单元发送的骨折数字信息，分
析患者骨折处正确牵引位置信息；
机器人控制单元，用于根据正确牵引位置信息，向轴控制单元发
送动作指令信息；
轴控制单元实现对驱动电机的控制。
2.如权利要求1所述的关节定位识别系统，其特征在于，所述
图像采集单元包括图像获取单元和图像转换单元，图像获取单元用于
获取患者骨折图像；图像转换单元用于接收患者骨折处图像，将该图
像转换为包含像素点的数字信息。
3.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，徐方，陈廷辉，陈睿，周楠，邓德智，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21