一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备制造技术

本发明专利技术公开了一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备。底座为单片机构成的智能蓝牙小车，两侧设有转向轮，支持小车运作；底座上端设有三根能支撑置物盘的伸缩杆，伸缩杆上装设重量感应装置，能根据物品的实际重量调节合适高度；小车底座核心部件为STC89C52芯片，控制小车运行，具有较强兼容性；此外，底座还装设有蓝牙感应模块、红外避障模块、红外检测循迹模块等。本装置在进行物资传输工作时，使用蓝牙模块将小车与PC端逻辑串联，通过神经网络训练，实现手势对智能小车的控制，在传染病场所代替医务人员进行医疗物资的传输，减少医患间和医务人员间的直接接触，防止交叉感染，进一步推动智慧医疗的发展。动智慧医疗的发展。动智慧医疗的发展。

【技术实现步骤摘要】
一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备


[0001]本专利技术涉及智慧医疗
，特别涉及一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备。

技术介绍

[0002]近年来，随着人工智能技术的不断发展，计算机在人们生活中占据越来越重要的地位，人机交互技术也被充分利用。伴随着人机交互技术的发展，人们对其高效性、便捷性的要求也逐渐提高。不同于计算机软件和硬件等技术的飞速发展，人机交互技术发展相对缓慢，传统简便常规的交互方式已显示出局限性，无法满足人们日益增长对交互多样性的需求。
[0003]手势是一种十分自然且较为常用的语义表达方式，通过手势可以对计算机设备进行智能化控制，让人们摆脱传统的操作方式(鼠标、键盘等)，使设备具有便携性。目前最常用的手势识别技术有基于模块匹配的手势识别技术、基于隐马尔科夫模型的手势识别技术以及基于神经网络的手势识别技术等。手势识别的发展历程经历了可穿戴设备和计算机视觉两个主要阶段，其中可穿戴设备的手势识别系统主要通过内部传感器发射出的电子信号分析判断手势目前的运动形态，然而可穿戴设备价格昂贵，且便携性差，在应用推广中较为困难。
[0004]人工智能技术的进步使得发展基于计算机视觉的手势识别系统成为可能，在人工智能研究领域中逐渐出现了一个新热点——基于计算机视觉的手势识别。近年来，计算机视觉技术发展非常迅速，基于视觉的手势识别技术在人工智能领域有较大的比重，主要应用于HCI、VR等场景。传统的识别方法准确率偏低(如Hu、HOG、SIFT)，复杂环境下，系统鲁棒性较差，一般的人工操作特征提取方式无法像深度学习一样，能很好地表达产品内部基本特点，如若用于模拟人类大脑，就可获得手关节运动的一些特征变化。深度学习算法主要应用于手势估计、手势识别、手语翻译等领域，并且它已成为一种新的发展趋势。
[0005]截至目前，全球新冠肺炎累计确诊超过1亿人，200余个国家和地区有确诊病例，众多国家宣布进入紧急状态，亚洲、欧洲、美洲相继成为重灾区，工厂停工、商店停业、学校停课，世界经济正在遭受前所未有的巨大挑战，这是1945年二战结束以来，全球经济体系面临的最大整体威胁。在经济全球化的今天，任何一件产品都可能是多个国家协作的产物，是全球产业链整体价值的体现。
[0006]在各大医院，为防止医务人员交叉感染，医疗物资传输问题迫在眉睫，目前各医院采取病房内外不同监管人员的方法来避免内外人员的直接接触，但医护人员数量有限，仍不能很好地遏制接触。基于以上背景，设计出一种智慧医疗背景下通过手势交互控制的物资传输设备，可将其运用于新冠疫情等传染病医疗场所，防止直接接触导致交叉感染。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的在于提供一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备，可以有效
解决
技术介绍
中的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0009]一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备，底座为金属开发板，其两侧设有能360度旋转的转向轮，以底座正中间为中心点，前、后两端装有三根支撑置物盘的伸缩杆，其特征在于，在底座上方的置物盘可以承受的重量已进行多次测试，且伸缩杆可以根据物品实际重量调节适当的高度，防止物品掉落。底座包含电源开关、串口通信设备、总控模块、电压输出设备以及实现关键技术的USB转TTL串口，整个设备通过供电端口提供合适电压，保证内外供电均衡。
[0010]优选的，所述智能小车的控制源为STC89C52芯片，该芯片属于51单片机系列，具有较强兼容性、实用性。
[0011]优选的，所述底座前端设有STC89C52单片机IO口，能更好地适应小车控制模式由遥控向手势交互式控制转变。
[0012]优选的，所述底座上部装有红外避障模块，在小车运行过程中，能较快检测出四周障碍物，防止小车因障碍物干扰导致物资无法及时传输。
[0013]优选的，所述底座上部装有红外循迹模块，在接收到PC端手势指令基础上，对所行路线进行测算，基于时间和空间两个维度为小车规划最短路径。
[0014]优选的，所述显示结构包括LED模块，根据手势指令，显示小车运行状态，此外，小车还配有按键模块，防止因信号紊乱导致故障。
[0015]优选的，所述控制结构包括蓝牙串口，与PC端蓝牙模块进行信号传输，读取手势信号，控制小车执行相应命令。
[0016]优选的，所述小车操作模块关键技术为基于卷积神经网络的计算机视觉技术，通过手势特征采集、图像处理、手势训练及测试，实现手势与指令的精准匹配。
[0017]优选的，所述智能小车分别由“OK”、“指向左边”、“指向右边”及“空白背景或除前三种手势外的其他手势”四种方式控制小车执行“前进”、“左转”、“右转”、“停止”的命令。
[0018]优选的，所述设备具有较强的便捷性、实用性，能够适用于设备需求量大，使用时长短的场所，如新冠等传染病的医疗场所，能有效减少直接接触，降低交叉感染概率。
[0019]优选的，所述应用场景包含但不仅限于以上所述。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0021](1)本专利技术所选用的基础框架解决了传统框架的弊端。由于传统的识别方法需要手工提取图像特征，当手势表达方式发生改变时，识别率会明显降低。本专利技术采用基于TensorFlow的Keras框架进行卷积神经网络搭建，可对手势自主采集，并进行模型训练。
[0022](2)本专利技术所选用的操作方式能够解决较多现实问题。首先，手势是聋哑人与正常人进行交流的重要途径，在很多情况下，正常人并不具备手语理解能力，如果能利用智能设备对聋哑人的手语进行翻译，将会大大提高聋哑人与正常人的交流效率；其次，在智慧医疗研究领域，可通过手势来遥控机器人完成精细化操作，以降低手术操作的风险。
[0023](3)本专利技术所提供的一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备具有较强的实用性、便捷性，适用场景更为广泛。目前，市面上已经出现各类物资传输设备，如海底捞智能机器人、无人机等，根据市场调查显示，如上所述的物资传输设备制作过程繁琐、原材料昂贵，导致成本过高，不适用于设备需求量大，使用时长短的场所。与现有设备相比，本专利技术通过
手势控制，既解决了成本过高的问题，同时操作步骤简单，在本专利技术所列举的应用场景中能有效地减少交叉感染，为医疗场所物资传输提供了巨大便利。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的模型概念图。
[0025]图2为本专利技术的结构示意图。
[0026]图3为本专利技术的PC端控制台及操作命令集。
[0027]图中1
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电源开关，2
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串口通信设备，3
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总控模块，4
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电压输出设备，5
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USB转TTL串口，6
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模块下载端口，7
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供电端口，8
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电源切换模块，9
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红外信号输入模块，10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备，底座(31)为金属开发板，其两侧设有能360度旋转的转向轮(30)，以底座(31)正中间为中心点，前、后两端装有三根支撑置物盘(29)的伸缩杆(32)，其特征在于，在底座(31)上方的置物盘(29)可以承受的重量已进行多次测试，且伸缩杆(32)可以根据物品实际重量调节适当高度，防止物品掉落。底座(31)包含电源开关(1)、串口通信设备(2)、总控模块(3)、电压输出设备(4)以及实现关键技术的USB转TTL串口(5)，整个设备通过供电端口(7)提供合适电压，保证内外供电均衡。2.根据权利要求1所述的一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备，其特征在于，所述智能小车控制源为STC89C52芯片(25)，该芯片属于51单片机系列，具有较强兼容性、实用性。3.根据权利要求1所述的一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备，其特征在于，所述底座(31)的前端设有STC89C52单片机IO口(15)，能更好的适应小车控制模式由遥控向手势交互式控制转变。4.根据权利要求1所述的一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备，其特征在于，所述底座(31)上部装有红外避障模块(20)，在小车运行过程中，能较快检测出四周障碍物，防止小车因障碍物干扰导致物资无法及时传送。5.根据权利要求4所述的一种智慧医疗背景下交互式物资传输设备，其特征在于，所述底座(31)上部装有红外循迹模块(19)，在接收到PC端手势指令基...

【专利技术属性】
技术研发人员：周新民，刘俊杰，谢宝，鲍娜娜，闫志深，
申请(专利权)人：湖南工商大学，
类型：发明
国别省市：