一种活微生物在线AI监测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及微生物监测技术领域，公开了一种活微生物在线AI监测系统，包括：样本获取模块、激光发射组件、样本转动组件、图像采集模块、分析统计模块，基于预设微生物样本库和分析统计模块，启动激光发射组件得到不同波长的激光，再利用样本转动组件实现不同波长的激光的不同比例组合，如此可以得到指定数量的透过的水体样本的激光的对应三维数字图像，再根据三维数字图像的数字特征和基于AI技术训练的分析统计模块，可以快速的获取三维数字图像中的微生物种类和种类类目，有助于高效准确的在线监测判定微生物污染程度和污染类别；另外，本发明专利技术还可以在手卫生微生物检测、医药微生物检测、食品微生物检测、防疫消杀检测等领域进行微生物检测。行微生物检测。

【技术实现步骤摘要】
一种活微生物在线AI监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及微生物监测
，具体涉及一种活微生物在线AI监测系统及方法。

技术介绍

[0002]微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。水中微生物会对水质产生极大影响，因此水环境治理时必须对水样中的微生物种类进行微生物检测检测和统计。
[0003]微生物检测，是通过采样棉试子采集自然界中空间环境物表等或者目标水体水样，然后放进无菌生理盐水试管中作为水样标本进行成分解析和微生物种类分析，以确定该空间环境物表的微生物数量，有助于判定微生物污染程度和污染类别。
[0004]除了通过在目标水体中采集水体样本之外，还可以采用类似的方式进行手卫生微生物检测、医药微生物检测、食品微生物检测、防疫消杀检测等。现有微生物种类检测方式主要为通过微生物传感器、通过光学显微镜观察、或采用培养皿将水样中的微生物培养为菌落进行特征观察的方式进行种类统计。
[0005]以上三种微生物种类统计方式均存在各自的缺陷：
[0006]微生物传感器识别的微生物种类少、误差大；
[0007]光学显微镜单次观察范围小，水样中微生物的密度较低时极难被观察到；
[0008]培养皿将微生物培育为菌落则会因为多种微生物在同一培养皿中互相竞争吞噬、合并、混淆特征等问题导致观察到的微生物种类与实际误差较大。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种活微生物在线AI监测系统及方法，所要解决的技术问题为：
[0010]如何提供一种能够更加准确的检测微生物种类的监测系统。
[0011]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0012]一种活微生物在线AI监测系统，包括：
[0013]样本获取模块，用于获取目标水体的水体样本；
[0014]激光发射组件，用于向所述水体样本发射预设波长的激光；
[0015]样本转动组件，用于驱动所述水体样本转动，同时改变穿过所述水体样本的不同波长所述激光的比例；
[0016]图像采集模块，用于采集穿过所述水体样本的所述激光的光信号，并获取所述光信号的三维数字图像；
[0017]分析统计模块，基于预设微生物样本库，分析比对所述三维数字图像的数字特征，获取所述三维数字图像中的微生物种类和种类类目；
[0018]所述分析统计模块为经过训练的神经网络模型。
[0019]优选的，所述图像采集模块与所述样本转动组件和激光发射组件呈预设距离放
置。
[0020]优选的，所述激光发射组件包括激光灯和可进行旋转的转盘，所述激光灯发射预设波长的激光，所述转盘设置于激光灯下方，且所述转盘上开设有通孔，所述转盘通过通孔对激光灯进行不同比例的覆盖用于对水体样本发射不同光束比例的预设波长的激光。
[0021]优选的，所述样本转动组件设置在样本检测盒内，所述样本转动组件包括电机，所述电机与样本检测盒内固定连接，所述电机输出轴端固定连接有齿轮一，所述齿轮一啮合放置台，所述齿轮一顶部固定连接有转轴，所述转轴远离齿轮一的一端固定连接有齿轮二，所述齿轮二啮合转盘，所述放置台上放置有所述水体样本。
[0022]优选的，所述分析统计模块包括：
[0023]提取模块，用于提取所述三维数字图像的数字特征；
[0024]对比模块，用于比对所述数字特征与预设微生物样本库中预设特征参数；
[0025]匹配统计模块，用于匹配获取所述三维数字图像中的微生物种类，基于所述预设特征参数，对比每个所述三维数字图像的所述数字特征，对所述数字图像中的微生物进行分类，获取所述三维数字图像中的微生物种类和种类类目。
[0026]优选的，基于三维建模算法，对所述预设波长的激光的光信号建立三维分类模型，获取所述光信号的三维数字图像。
[0027]优选的，所述水体样本的微生物种类类目m：
[0028]其中，为微生物种类名称集合，为第一次检测获得的微生物种类名称集合，为第二次检测获得的微生物种类名称集合，为第i次检测获得的微生物种类名称集合；合；为第i次检测时获得的类微生物的数量，若所述为0，则剔除这一项，为出现的次数，为类微生物在n次检测后的平均数量。
[0029]一种活微生物在线AI监测方法，所述方法包括：
[0030]获取目标水体的水体样本，将水体样本放置在样本转动组件上；
[0031]通过样本转动组件驱动放置台和激光发射组件上的转盘转动，放置台转动改变水体样本内微生物的位置状态，激光发射组件的激光灯在转盘的旋转下改变预设波长的激光的光束比例，采集转动后的穿过水体样本的激光的光信号，并获取光信号的三维数字图像；
[0032]基于预设微生物样本库，分析比对三维数字图像的数字特征，获取三维数字图像中的微生物种类和种类类目；
[0033]完成一次检测之后，记录这一次的微生物种类和种类类目，再次通过样本转动组件转动放置台和转盘，改变水体样本内微生物的位置状态和预设波长的激光的光束占比，对水体样本进行i次检测，综合i次检测的结果得出水体样本微生物种类和种类类目。
[0034]本专利技术的有益效果：
[0035]1、该活微生物在线AI监测系统及方法，通过样本转动组件转动可带动水体样本转动，水体样本转动使得样本中的水发生流动，水发生流动的同时带动水里的微生物进行移动，一方面可防止水内微生物沉淀堆积对种类检测造成干扰，同时使微生物处于悬浮状态，各类微生物分散开来，从而便于进行激光照射和图像采集，提高微生物种类的准确性，另一方面微生物的位置发生移动，使得激光可以对微生物的多方位进行照射，通过采集激光穿过微生物的多方位的光信号，并获取多方位的光信号的三维数字图像与预设微生物样本库的三维数字图像的数字特征进行比对，提高了微生物种类判定的准确性。
[0036]2、该活微生物在线AI监测系统及方法，通过激光发射组件与样本转动组件配合，在放置台转动的同时转盘与其进行同步转动，即微生物位置状态与设置的不同波长的激光发射出的光束的占比进行同步动态调节，增加了微生物的分析比对过程，进一步提高了检测微生物种类的准确性。
附图说明
[0037]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0038]图1为本专利技术的活微生物在线AI监测系统模块连接示意图；
[0039]图2为本专利技术激光发射组件与样本转动组件连接示意图；
[0040]图3为本专利技术的图2的正视结构示意图；
[0041]图4为本专利技术的激光发射组件俯视结构示意图。
[0042]附图说明：1、电机；2、齿轮一；3、放置台；4、转轴；5、齿轮二；6、转盘；7、激光灯；8、通孔。
具体实施方式
[0043]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活微生物在线AI监测系统，其特征在于，包括：样本获取模块，用于获取目标水体的水体样本；激光发射组件，用于向所述水体样本发射预设波长的激光；样本转动组件，用于驱动所述水体样本转动，同时改变穿过所述水体样本的不同波长所述激光的比例；图像采集模块，用于采集穿过所述水体样本的所述激光的光信号，并获取所述光信号的三维数字图像；分析统计模块，基于预设微生物样本库，分析比对所述三维数字图像的数字特征，获取所述三维数字图像中的微生物种类和种类类目；所述分析统计模块为经过训练的神经网络模型。2.根据权利要求1所述的活微生物在线AI监测系统，其特征在于，所述图像采集模块与所述样本转动组件和激光发射组件呈预设距离放置。3.根据权利要求2所述的活微生物在线AI监测系统，其特征在于，所述激光发射组件包括激光灯（7）和可进行旋转的转盘（6），所述激光灯（7）发射预设波长的激光，所述转盘（6）设置于激光灯（7）下方，且所述转盘（6）上开设有通孔（8），所述转盘（6）通过通孔（8）对激光灯（7）进行不同比例的覆盖用于对水体样本发射不同光束比例的预设波长的激光。4.根据权利要求3所述的活微生物在线AI监测系统，其特征在于，所述样本转动组件设置在样本检测盒内，所述样本转动组件包括电机（1），所述电机（1）与样本检测盒内固定连接，所述电机（1）输出轴端固定连接有齿轮一（2），所述齿轮一（2）啮合放置台（3），所述齿轮一（2）顶部固定连接有转轴（4），所述转轴（4）远离齿轮一（2）的一端固定连接有齿轮二（5），所述齿轮二（5）啮合转盘（6），所述放置台（3）上放置有所述水体样本。5.根据权利要求4所述的活微生物在线AI监测系统，其特征在于，所述分析统计模块包括：提取模块，用于提取所述三维数字图像的数字特征；对比模块，用于比对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳爱芳，钟敬祥，陈祖辉，王昊，张红，骆训武，徐勇，李德华，刘明勇，单殳月，谭浩阳，
申请(专利权)人：东莞市东部中心医院，
类型：发明
国别省市：