本发明专利技术公开了一种用于咽拭子机器采样的有效性判定装置，所述装置包括：视觉识别摄像头，用于基于多任务神经网络实现被检测人员识别，并与射频器识别的身份证信息对比，确保采样者位于机器前方且为本人；头托，内置传感器用于实时检测采样过程中头部是否一直固定；抛物双曲面设计的咬口器，用于暴露采样者咽后壁，还设置有压舌板避免采样过程中舌部运动；带有力觉传感器的采样机构，用于实时检测拭子后端的力度数据，防止采样细胞的数量不足；工控机，用于负责流程控制，采样有效性的判定。本发明专利技术基于多任务神经网络对被检测人员进行识别，并与射频器识别的身份证信息进行对比，有效防止冒充采样的风险。效防止冒充采样的风险。效防止冒充采样的风险。
【技术实现步骤摘要】
一种用于咽拭子机器采样的有效性判定装置
[0001]本专利技术涉及医学检测、咽拭子采样、医疗机器人等领域，为机器人高效便捷地完成咽拭子采样任务提供技术和信息支持，尤其涉及一种用于咽拭子机器采样的有效性判定装置。
技术介绍
[0002]口咽拭子是一种从咽喉处收集鼻腔分泌物的临床测试样本的方法，对采样样本进行分析，以确定是否存在生物体或其他疾病的临床标记。相比与鼻咽拭子采样，口咽拭子采样是一项相对简单的检测方法。但面对COVID
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19、SARS等新发或突发的传染病疫情，口咽拭子采样同时存在巨大交叉感染风险，给医护人员心理和生理带来巨大压力，采用机器人方式替代人工采样是重要趋势。
[0003]不同于人工采样，咽拭子机器采样的有效性难以判定。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供了一种用于咽拭子机器采样的有效性判定装置，本专利技术基于多任务神经网络对被检测人员进行识别，并与射频器识别的身份证信息进行对比，有效防止冒充采样的风险，详见下文描述：一种用于咽拭子机器采样的有效性判定装置，所述装置包括：
[0005]视觉识别摄像头，用于基于多任务神经网络实现被检测人员识别，并与射频器识别的身份证信息对比，确保采样者位于机器前方且为本人；
[0006]头托，内置传感器用于实时检测采样过程中头部是否一直固定；抛物双曲面设计的咬口器，用于暴露采样者咽后壁，还设置有压舌板避免采样过程中舌部运动；
[0007]带有力觉传感器的采样机构，用于实时检测拭子后端的力度数据，防止采样细胞的数量不足；
[0008]工控机，用于负责流程控制，采样有效性的判定。
[0009]其中，所述工控机包括：
[0010]采样模块，用于利用射频信息采样器采样到被试者的身份信息；
[0011]第一判断模块，用于判断所述身份信息是否有效，如果是，执行第二判断模块；
[0012]第二判断模块，用于判定识别到的人脸与所述身份信息是否为同一人，如果是，执行第三判断模块；
[0013]第三判断模块，用于检查被试者是否正确佩戴咬口器，如果是，执行第四判断模块；
[0014]第四判断模块，用于检查被试者的头部是否放置在头托上压紧传感器，如果是，执行第五判断模块；
[0015]第五判断模块，用于获取力反馈数据，判断采样机构是否移出阈值距离，如果是，执行第六判断模块；
[0016]第六判断模块，拭子末端到达咽后壁，并进行旋转采样，用于判断采样机构是否采
集到有效的力反馈数据，如果是，采样有效。
[0017]在一种实施方式中，所述视觉识别摄像头基于多任务神经网络，所述多任务神经网络包括：依次级联的人脸区域建议网络、优化网络、及输出网络；
[0018]所述人脸区域建议网络生成候选窗口，用于对经过金字塔处理后的视频图像进行初步人脸区域选取，生成多张人脸及疑似人脸的候选框；
[0019]所述优化网络包括全连接层，用于通过人脸边框回归和人脸关键点定位对候选框进行筛选；
[0020]所述输出网络，用于输出最终的人脸区域。
[0021]在一种实施方式中，所述头托包括：头托支架，所述头托支架上设置有柱形槽和矩形槽，
[0022]在所述柱形槽中设置有弹簧，在所述矩形槽中设置有微动开关，所述微动开关通过头托支架上的第一孔位连接电源线；
[0023]所述电源线连接航空插头，所述微动开关上设置有下巴垫，所述下巴垫通过自带的第二孔位与弹簧连接；所述头托支架的顶部还设置有额部支撑。
[0024]在一种实施方式中，所述抛物双曲面设计的咬口器包括：牙齿位置定位模块、双曲面口腔支撑模块和压舌模块，
[0025]在所述双曲面口腔支撑模块的上部和下部分别设置有牙齿位置定位模块，所述双曲面口腔支撑模块的下部又与所述压舌模块连接；所述牙齿位置定位模块、双曲面口腔支撑模块和压舌模块一体成型。
[0026]在一种实施方式中，所述带有力觉传感器的采样机构包括：底部支架，
[0027]所述底部支架的顶部设置有旋转舵机，所述旋转舵机通过法兰固定力传感器；所述法兰与轴承架的后部连接，轴承架的前部安装有直线轴承；
[0028]所述直线轴承与微动开关支架的底部定位连接，用于触发力传感器，所述微动开关支架的前部用于固定微动开关；
[0029]所述微动开关支架的前部还与拭子架固定连接，所述拭子架的上部嵌入弹簧片用于固定咽拭子。
[0030]本专利技术提供的技术方案的有益效果是：
[0031]1、本专利技术设计了由摄像头、力感头托、咬口器、力感采样机构构成的咽拭子机器采样有效性判定装置，通过保证采样人员处于有效位置、采样区域(咽后壁)的充分暴露、采样动作的必要力度，可有效判定单次采样的有效性情况；
[0032]2、本专利技术利用视觉技术，基于多任务神经网络完成被检测人员识别，并与射频器识别的身份证信息对比，确保采样者位于机器前方且为本人，有效防止冒充采样的风险；
[0033]3、本专利技术设计了含有压力传感器的头托，内置传感器可实时检测采样过程中头部是否一直放置在头托上，头托的上下部分具有小角度错位，使得采样人员的头部略微后倾，确保采样人员处于正确位置；
[0034]4、本专利技术设计了抛物双曲面咬口器，在正确佩戴后，可充分暴露采样者的咽后壁，通过压舌板可有效避免采样过程中舌部运动的干扰，避免有效性误判；
[0035]5、本专利技术设计的带有力觉传感器的采样机构，其能实时检测拭子后端的力度数据，避免采样的上壁细胞不足，机构只有在丝杠移动一定范围后反馈回合理信息才判定有
效性。
附图说明
[0036]图1为一种咽拭子机器采样的有效性判定装置的工作示意图；
[0037]图2为采样有效性的判定示意图；
[0038]图3为一种咽拭子机器采样的有效性判定装置的另一结构示意图；
[0039]图4为多任务神经网络人脸检测的结构示意图；
[0040]图5为多任务网络的流程图；
[0041]图6为含有压力传感器的头托结构的示意图；
[0042]图7为含有压力传感器的头托结构的主视图；
[0043]图8为咬口器的三维示意图；
[0044]图9为咬口器的尺寸示意图；
[0045]图10咬口器的另一尺寸示意图；
[0046]图11为带有力觉传感器的采样机构的结构示意图；
[0047]图12为旋转舵机的示意图。
[0048]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0049]1：视觉识别摄像头；2：头托；
[0050]3：咬口器；4：采样机构；
[0051]5：工控机6：处理器；
[0052]7：存储器8：总线；
[0053]9：头托支架10：弹簧；
[0054]11：微动开关；12：下巴垫；
[0055]13：电源线14：航空插头
[0056]15：额部支撑；16本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于咽拭子机器采样的有效性判定装置，其特征在于，所述装置包括：视觉识别摄像头，用于基于多任务神经网络实现被检测人员识别，并与射频器识别的身份证信息对比，确保采样者位于机器前方且为本人；头托，内置传感器用于实时检测采样过程中头部是否一直固定；抛物双曲面设计的咬口器，用于暴露采样者咽后壁，还设置有压舌板避免采样过程中舌部运动；带有力觉传感器的采样机构，用于实时检测拭子后端的力度数据，防止采样细胞的数量不足；工控机，用于负责流程控制，采样有效性的判定。2.根据权利要求1所述的一种用于咽拭子机器采样的有效性判定装置，其特征在于，所述工控机包括：采样模块，用于利用射频信息采样器采样到被试者的身份信息；第一判断模块，用于判断所述身份信息是否有效，如果是，执行第二判断模块；第二判断模块，用于判定识别到的人脸与所述身份信息是否为同一人，如果是，执行第三判断模块；第三判断模块，用于检查被试者是否正确佩戴咬口器，如果是，执行第四判断模块；第四判断模块，用于检查被试者的头部是否放置在头托上压紧传感器，如果是，执行第五判断模块；第五判断模块，用于获取力反馈数据，判断采样机构是否移出阈值距离，如果是，执行第六判断模块；第六判断模块，拭子末端到达咽后壁，并进行旋转采样，用于判断采样机构是否采集到有效的力反馈数据，如果是，采样有效。3.根据权利要求1所述的一种用于咽拭子机器采样的有效性判定装置，其特征在于，所述视觉识别摄像头基于多任务神经网络，所述多任务神经网络包括：依次级联的人脸区域建议网络、优化网络、及输出网络；所述人脸区域建议网络生成候选窗口，用于对经过金字塔处理后的视频图像进行初步人脸区域选取，生成多张人脸及疑似人脸的候选框；所述优化网络包括全连接层，用于通过人脸边框回归和人脸关键点定位对候选框进行筛选；所述输出网络，用于输出最终的人脸区域。4.根据权利要求1所述的一种用于咽拭子机器采样的有效性...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾硕，吴楠，安娜，
申请(专利权)人：北京清智图灵科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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