一种输液杆的检测跟踪方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种输液杆的检测跟踪方法和装置，其方法包括：拍摄获取环境图像，并发射激光获得对应的激光点云数据；根据所述激光点云数据和所述环境图像分析确定候选输液杆；对所述候选输液杆进行跟踪确认目标输液杆，根据所述目标输液杆对应的坐标数据，计算得到所述目标输液杆的方位信息。本发明专利技术能够实现准确的检测出环境中的候选输液杆，筛选排除不符合输液杆细长形体的物体。本发明专利技术综合了激光扫描技术和视觉图像技术的优势，相对于单一检测不符合输液杆细长形体的物体，降低了检测错误率，提高了检测识别目标输液杆的准确性和可靠性。

A Detection and Tracking Method and Device for Infusion Rod

The invention provides a detection and tracking method and device for infusion rod, which includes: capturing and acquiring environmental image, and transmitting laser to obtain corresponding laser point cloud data; determining candidate infusion rod according to the laser point cloud data and the analysis of environmental image; tracking and confirming the target infusion rod according to the coordinate number of the target infusion rod; and confirming the target infusion rod according to the coordinate number of the target infusion rod. According to the calculation, the azimuth information of the target infusion rod is obtained. The invention can accurately detect candidate infusion rods in the environment and screen and exclude objects that do not conform to the slender shape of the infusion rod. The invention integrates the advantages of laser scanning technology and visual image technology, reduces the detection error rate and improves the accuracy and reliability of detecting and identifying the target infusion rod compared with a single detection of objects that do not conform to the slender shape of the infusion rod.

【技术实现步骤摘要】
一种输液杆的检测跟踪方法和装置
本专利技术涉及计算机
，尤指一种输液杆的检测跟踪方法和装置。
技术介绍
随着社会的进步、物质水平的提高以及保健意识的增强使人们对就医概念的重视与日俱增，输液杆(亦称为输液架)是吊挂药液瓶或袋配套用品，是医护必备设备，家庭或者医院对输液架或者输液杆的需求都是逐年上升。随着机器人技术的蓬勃发展，人们的生活中占据了越来越多的机器人，部分家庭或者医院开始使用机器人进行物体输送、清洁卫生等等。输液杆是一种上半部分极细，下半部分带有一个底座的物体，运用普通的激光避障传感器很难检测出这种形态的物体，机器人在工作时很容易发生碰撞到输液杆。如何准确的检测出环境中的输液杆及其所在位置，便于机器人进行有效避开输液杆是亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种输液杆的检测跟踪方法和装置，实现准确的检测出环境中的输液杆及其所在位置，便于机器人进行有效避开输液杆的目的。本专利技术提供的技术方案如下：本专利技术提供一种输液杆的检测跟踪方法，包括步骤：拍摄获取环境图像，并发射激光获得对应的激光点云数据；根据所述激光点云数据和所述环境图像分析确定候选输液杆；对所述候选输液杆进行跟踪确认目标输液杆，根据所述目标输液杆对应的坐标数据，计算得到所述目标输液杆的方位信息。进一步的，所述根据所述激光点云数据和所述环境图像分析确定候选输液杆具体包括步骤：对激光点云数据进行聚类得到对应的聚类结果；当存在与输液杆激光特征相符的目标聚类结果时，对所述环境图像进行图像识别得到对应的图像特征；当存在与输液杆图像特征相符的目标图像特征时，标记所述目标图像特征对应的物体为候选输液杆。进一步的，所述对激光点云数据进行聚类得到对应的聚类结果具体包括步骤：查找并滤除干扰数据；所述干扰数据包括噪声数据和/或干扰物对应的激光数据；对删除所述干扰数据后的激光点云数据进行聚类得到对应的聚类结果。进一步的，所述对所述候选输液杆进行跟踪确认目标输液杆，根据所述目标输液杆对应的坐标数据，计算得到所述目标输液杆的方位信息具体包括步骤：获取所述候选输液杆在激光坐标系上的激光坐标，以及所述候选输液杆在像素坐标系上的像素坐标；当预设时长内当前候选输液杆的激光坐标保持不变，且像素坐标保持不变时，确定所述当前候选输液杆为目标输液杆；根据所述目标输液杆对应的像素坐标或激光坐标，计算得到所述目标输液杆对应的方位信息。进一步的，所述根据所述目标输液杆对应的像素坐标或激光坐标，计算得到所述目标输液杆对应的方位信息具体包括步骤：获取像素坐标系与世界坐标系对应的第一转换矩阵和激光坐标系与世界坐标系对应的第二转换矩阵；根据所述第一转换矩阵和所述目标输液杆对应的像素坐标，计算得到所述目标输液杆的方位信息；或，根据所述第二转换矩阵和所述目标输液杆对应的激光坐标，计算得到所述目标输液杆的方位信息。本专利技术还提供一种输液杆的检测跟踪装置，包括：图像摄像模块、激光扫描模块和确认模块；所述图像摄像模块，用于拍摄获取环境图像；所述激光扫描模块，用于发射激光获得对应的激光点云数据；所述确认模块，分别与所述图像摄像模块和所述激光扫描模块连接，用于根据所述激光点云数据和所述环境图像分析确定候选输液杆；所述处理模块，与所述确认模块连接，用于对所述候选输液杆进行跟踪确认目标输液杆，根据所述目标输液杆对应的坐标数据，计算得到所述目标输液杆的方位信息。进一步的，所述确认模块包括：聚类处理单元、图像识别单元、确认单元；所述聚类处理单元，用于对激光点云数据进行聚类得到对应的聚类结果；所述图像识别单元，与所述聚类处理单元连接，用于当存在与输液杆激光特征相符的目标聚类结果时，对所述环境图像进行图像识别得到对应的图像特征；所述确认单元，与所述图像识别单元连接，用于当存在与输液杆图像特征相符的目标图像特征时，标记所述目标图像特征对应的物体为候选输液杆。进一步的，所述确认模块还包括：查找单元和删除单元；所述查找单元，用于查找干扰数据；所述干扰数据包括噪声数据和/或干扰物对应的激光数据；所述删除单元，与所述查找单元连接，用于删除所述干扰数据；所述聚类处理单元，与所述删除单元连接，还用于对删除所述干扰数据后的激光点云数据进行聚类得到对应的聚类结果。进一步的，所述处理模块具体包括：坐标获取单元、目标输液杆确认单元、计算单元；所述坐标获取单元，用于获取所述候选输液杆在激光坐标系上的激光坐标，以及所述候选输液杆在像素坐标系上的像素坐标；所述目标输液杆确认单元，与所述坐标获取单元连接，用于当预设时长内当前候选输液杆的激光坐标保持不变，且像素坐标保持不变时，确定所述当前候选输液杆为目标输液杆；所述计算单元，分别与所述坐标获取单元和所述目标输液杆确认单元连接，用于根据所述目标输液杆对应的像素坐标或激光坐标，计算得到所述目标输液杆对应的方位信息。进一步的，所述处理模块还包括：转换矩阵获取单元；所述转换矩阵获取单元，用于获取像素坐标系与世界坐标系对应的第一转换矩阵和激光坐标系与世界坐标系对应的第二转换矩阵；所述计算单元，分别与所述转换矩阵获取单元、所述目标输液杆确认单元和所述坐标获取单元连接，用于根据所述第一转换矩阵和所述目标输液杆对应的像素坐标，计算得到所述目标输液杆的方位信息；所述计算单元，还用于根据所述第二转换矩阵和所述目标输液杆对应的激光坐标，计算得到所述目标输液杆的方位信息。通过本专利技术提供的一种输液杆的检测跟踪方法和装置，能够实现准确的检测出环境中的候选输液杆，筛选排除不符合输液杆细长形体的物体。本专利技术综合了激光扫描技术和视觉图像技术的优势，相对于单一检测不符合输液杆细长形体的物体，降低了检测错误率，提高了检测识别目标输液杆的准确性和可靠性。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种输液杆的检测跟踪方法和装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1是本专利技术输液杆的检测跟踪方法的一个实施例的流程图；图2是本专利技术输液杆的检测跟踪方法的另一个实施例的流程图；图3是本专利技术输液杆的检测跟踪方法的另一个实施例的流程图；图4是本专利技术输液杆的检测跟踪方法的另一个实施例的流程图；图5是本专利技术输液杆的检测跟踪方法的另一个实施例的流程图；图6是本专利技术输液杆的检测跟踪方法的坐标系示意图；图7是本专利技术输液杆的检测跟踪方法的求解机器人与目标输液杆之间夹角的示意图；图8是本专利技术输液杆的检测跟踪装置的一个实施例的结构示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。本专利技术的一个实施例，如图1所示，一种输液杆的检测跟踪方法，包括：S100拍摄获取环境图像，并发射激光获得对应的激光点云数据；具体的，点云是在同一空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输液杆的检测跟踪方法，其特征在于，包括步骤：拍摄获取环境图像，并发射激光获得对应的激光点云数据；根据所述激光点云数据和所述环境图像分析确定候选输液杆；对所述候选输液杆进行跟踪确认目标输液杆，根据所述目标输液杆对应的坐标数据，计算得到所述目标输液杆的方位信息。

【技术特征摘要】
1.一种输液杆的检测跟踪方法，其特征在于，包括步骤：拍摄获取环境图像，并发射激光获得对应的激光点云数据；根据所述激光点云数据和所述环境图像分析确定候选输液杆；对所述候选输液杆进行跟踪确认目标输液杆，根据所述目标输液杆对应的坐标数据，计算得到所述目标输液杆的方位信息。2.根据权利要求1所述的输液杆的检测跟踪方法，其特征在于，所述根据所述激光点云数据和所述环境图像分析确定候选输液杆具体包括步骤：对激光点云数据进行聚类得到对应的聚类结果；当存在与输液杆激光特征相符的目标聚类结果时，对所述环境图像进行图像识别得到对应的图像特征；当存在与输液杆图像特征相符的目标图像特征时，标记所述目标图像特征对应的物体为候选输液杆。3.根据权利要求1所述的输液杆的检测跟踪方法，其特征在于，所述对激光点云数据进行聚类得到对应的聚类结果具体包括步骤：查找并滤除干扰数据；所述干扰数据包括噪声数据和/或干扰物对应的激光数据；对删除所述干扰数据后的激光点云数据进行聚类得到对应的聚类结果。4.根据权利要求1-3任一项所述的输液杆的检测跟踪方法，其特征在于，所述对所述候选输液杆进行跟踪确认目标输液杆，根据所述目标输液杆对应的坐标数据，计算得到所述目标输液杆的方位信息具体包括步骤：获取所述候选输液杆在激光坐标系上的激光坐标，以及所述候选输液杆在像素坐标系上的像素坐标；当预设时长内当前候选输液杆的激光坐标保持不变，且像素坐标保持不变时，确定所述当前候选输液杆为目标输液杆；根据所述目标输液杆对应的像素坐标或激光坐标，计算得到所述目标输液杆对应的方位信息。5.根据权利要求4所述的输液杆的检测跟踪方法，其特征在于，所述根据所述目标输液杆对应的像素坐标或激光坐标，计算得到所述目标输液杆对应的方位信息具体包括步骤：获取像素坐标系与世界坐标系对应的第一转换矩阵和激光坐标系与世界坐标系对应的第二转换矩阵；根据所述第一转换矩阵和所述目标输液杆对应的像素坐标，计算得到所述目标输液杆的方位信息；或，根据所述第二转换矩阵和所述目标输液杆对应的激光坐标，计算得到所述目标输液杆的方位信息。6.一种输液杆的检测跟踪装置，其特征在于，包括：图像摄像模块、激光扫描模块和确认模块；所述图像摄像模块，用于拍摄获取环境图像；所述激光扫描模块，用于发射激光获得对应的激光点云数据；所述确认模块，分别与所述图像摄像模块和所述激光扫描模块连接，用于根据所述激光点云数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，
申请(专利权)人：上海木木聚枞机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31