一种基于多通道信息融合感知的胶囊机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多通道融合感知的胶囊机器人系统，包括微处理器和终端设备，还包括：拍摄模块，获取胶囊机器人在胃肠道内的图像数据信号；检测模块，获取胶囊机器人的运动数据信号和环境数据信号；通信模块，用于微处理器与终端设备之间的信号传输；驱动模块，用于驱动胶囊机器人在胃肠道内部的运动；微处理器包括存储模块、配置模块、提取模块以及融合模块，分别对检测到的图像数据信号、运动数据信号以及环境数据信号进行存储、预处理、特征提取以及归类融合，并输出标准信号至终端设备，进而控制胶囊机器人在胃肠道内运动。本申请通过对多传感器信息的融合，控制胶囊机器人的运动行径和运动状态，实现对病灶处细致的图像采集和观察。像采集和观察。像采集和观察。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多通道信息融合感知的胶囊机器人系统


[0001]本申请涉及胶囊机器人
，尤其是涉及一种基于多通道信息融合感知的胶囊机器人系统。

技术介绍

[0002]随着科学技术的快速发展，胶囊机器人的出现是体内介入检查与治疗与医学技术的新突破，是一种能进入人体胃肠道进行医学探查和治疗的智能化微型工具，对医学工程的发展产生了极大的影响。
[0003]现有技术中，大部分的胶囊机器人都通过内部设置的图像拍摄器，利用胃肠道自身的蠕动，来获取胃肠道内部图像信息导出至终端设备。但此种方式所采集到的肠道信息较为单一，并且由于不能控制胶囊机器人在肠道内的行径，无法对病灶处进行细致的图像采集和观察，从而影响医生对病情的诊断。
[0004]为此我们提出一种基于多通道信息融合感知的胶囊机器人系统用于解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于多通道信息融合感知的胶囊机器人系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本申请提供的一种基于多通道信息融合感知的胶囊机器人系统采用如下的技术方案：
[0007]一种基于多通道信息融合感知的胶囊机器人系统，包括微处理器和终端设备，还包括：
[0008]拍摄模块，位于胶囊机器人的内部，用于拍摄胶囊机器人在胃肠道内的图像数据信号，并将采集到的图像数据信号传输至所述微处理器；
[0009]检测模块，包括运动传感器和环境传感器，所述运动传感器位于胶囊机器人的内部，用于检测胶囊机器人在胃肠道内的实时运动状态，并将采集到的运动数据信号传输至所述微处理器；
[0010]所述环境传感器位于胶囊机器人的内部，用于检测胶囊机器人所在部位胃肠道的环境状态，并将采集到的环境数据信号传输至所述微处理器；
[0011]通信模块，位于胶囊机器人的内部，用于所述微处理器与所述终端设备之间的信号传输；
[0012]驱动模块，位于胶囊机器人的表面，用于接收所述微处理器输出的控制信号后驱动胶囊机器人在胃肠道内部运动；
[0013]所述微处理器，位于胶囊机器人的内部，所述微处理器包括存储模块、配置模块、提取模块以及融合模块；
[0014]所述存储模块的输入端与所述拍摄模块和所述检测模块信号连接，用于接收图像
数据信号、运动数据信号以及环境数据信号并进行存储；
[0015]所述配置模块的输入端与所述存储模块的输出端信号连接，用于将存储模块存储的图像数据信号、运动数据信号以及环境数据信号进行预处理后输出标准检测信号；
[0016]所述提取模块的输入端与所述配置模块的输出端信号连接，用于接收标准检测信号后进行特征提取后输出标准特征信号；
[0017]所述融合模块的输入端和输出端分别与所述提取模块的输出端和所述通信模块信号连接，用于接收标准特征信号后进行归类融合后输出标准信号至所述通信模块，所述通信模块接收标准信号后将标准信号输至所述终端设备，所述终端设备接收标准信号后输出控制信号至所述驱动模块，控制胶囊机器人在胃肠道内的运动。
[0018]通过采用上述技术方案，利用拍摄模块采集胶囊机器人在胃肠道内部的图像信息后输出图像数据信号至微处理器，利用检测模块的运动传感器和环境传感器分别获得胶囊机器人在胃肠道内部的运动状态和环境状态并输出运动数据信号和环境数据信号，通过微处理器对检测到的图像数据信号、运动数据信号、以及环境数据信号进行分析、融合和使用，通过各个数据信号之间的相互协调和互补的优势，帮助胶囊机器人更好地理解周围环境和进行自主导航，避免了单一传感器的不确定性和局限性，从而有效提整个胶囊机器人系统的实用性和有效性。
[0019]优选的，所述拍摄模块包括图像传感器和图像处理器，所述图像传感器位于胶囊机器人的表面，用于采集胃肠道的内部图像并输出图像信号；所述图像处理器与所述图像传感器信号连接，用于接收图像信号后进行模数转换和灰度值处理，并经过压缩后输出图像数据信号至所述存储模块中。
[0020]通过采用上述技术方案，图像传感器在胃肠道内部会获取大量的图像信号，在对图像信号处理时，需要对图像信号进行一系列的运算，在这个过程中，通过图像处理器将图像信号按照一定的模数进行转换，可以将信号分割成多个小段，从而方便进行运算；再利用图像处理器对图像信号进行灰度值处理，从而在不影响图像分隔的情况下，有效降低图片的处理参数，保留最有用的图像信息；从而提高整个胶囊机器人系统的高效性。
[0021]优选的，所述环境传感器包括温度传感器和压力传感器，所述温度传感器位于胶囊机器人内部，用于检测胶囊机器人在胃肠道内的实时温度，并将采集到的温度数据信号传输至所述存储模块；所述压力传感器位于胶囊机器人内部，用于检测胶囊机器人所在部分胃肠道内壁的压力，并将采集到的压力数据信号传输至所述存储模块。
[0022]通过采用上述技术方案，胃肠道内部有各种消化酶，温度的高低会影响消化酶的工作效率，从而影响胃肠道的消化功能，利用温度传感器获取胶囊机器人在胃肠道内的实时温度，根据温度数据信号采取相应措施对胃肠道的温度进行调节，使胃肠道内的消化酶在最适宜的温度环境中工作。利用压力传感器对胃肠道的内壁进行测压获取压力数据信号，以检查内外括约肌、盆底以及直肠功能的协调性，从而得到患者胃肠道动力功能状况。
[0023]优选的，所述配置模块包括筛选单元、转换单元以及归一处理单元；所述筛选单元用于对图像数据信号、运动数据信号、温度数据信号以及压力数据信号进行数据筛选并去除图像数据信号、运动数据信号、温度数据信号以及压力数据信号中的异常值和重复无效信号；所述转换单元用于对筛选过的图像数据信号、运动数据信号、温度数据信号以及压力数据信号进行数据转换，转换为适配特征提取的形式；所述归一处理单元用于对转换过的
图像数据信号、运动数据信号、温度数据信号以及压力数据信号进行数据归一化处理，输出标准检测信号。
[0024]通过采用上述技术方案，利用配置模块采集到的图像数据信号、运动数据信号、温度数据信号以及压力数据信号进行预处理，检测出异常数据值和重复数据，保证了数据的准确性和完整性，有助于提高后续数据融合过程的精度和性能。
[0025]优选的，所述提取模块包括提取处理器，所述提取处理器中内置有特征提取算法，基于特征提取算法对图像数据信号、运动数据信号、温度数据信号以及压力数据信号进行图像处理和机器学习，提取出标准检测信号中有用的特征信息，并输出标准特征信号。
[0026]通过采用上述技术方案，利用提取处理器中内置的特征提取算法，对标准检测信号进行特征提取，可以将输入的标准检测信号转化为更简洁、更有意义的特征向量，从而减少数据的复杂度；同时，在特征提取的过程中，可以将标准检测信号转化为更具有区分性的特征向量，从而提高分类的准确率；帮助我们进一步理解数据，发现数据中的规律和模式，从而为我们提供更准确的决策层数据融合。
[0027]优选的，所述融合模块包括归类单元和计算处理单元，所述归类单元用于对图像数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多通道信息融合感知的胶囊机器人系统，包括微处理器(1)和终端设备(2)，其特征在于：还包括：拍摄模块(3)，位于胶囊机器人的内部，用于拍摄胶囊机器人在胃肠道内的图像数据信号，并将采集到的图像数据信号传输至所述微处理器(1)；检测模块(4)，包括运动传感器(41)和环境传感器(42)，所述运动传感器(41)位于胶囊机器人的内部，用于检测胶囊机器人在胃肠道内的实时运动状态，并将采集到的运动数据信号传输至所述微处理器(1)；所述环境传感器(42)位于胶囊机器人的内部，用于检测胶囊机器人所在部位胃肠道的环境状态，并将采集到的环境数据信号传输至所述微处理器(1)；通信模块(5)，位于胶囊机器人的内部，用于所述微处理器(1)与所述终端设备(2)之间的信号传输；驱动模块(6)，位于胶囊机器人的表面，用于接收所述微处理器(1)输出的控制信号后驱动胶囊机器人在胃肠道内部运动；所述微处理器(1)，位于胶囊机器人的内部，所述微处理器(1)包括存储模块(11)、配置模块(12)、提取模块(13)以及融合模块(14)；所述存储模块(11)的输入端与所述拍摄模块(3)和所述检测模块(4)信号连接，用于接收图像数据信号、运动数据信号以及环境数据信号并进行存储；所述配置模块(12)的输入端与所述存储模块(11)的输出端信号连接，用于将存储模块(11)存储的图像数据信号、运动数据信号以及环境数据信号进行预处理后输出标准检测信号；所述提取模块(13)的输入端与所述配置模块(12)的输出端信号连接，用于接收标准检测信号后进行特征提取后输出标准特征信号；所述融合模块(14)的输入端和输出端分别与所述提取模块(13)的输出端和所述通信模块(5)信号连接，用于接收标准特征信号后进行归类融合后输出标准信号至所述通信模块(5)，所述通信模块(5)接收标准信号后将标准信号输至所述终端设备(2)，所述终端设备(2)接收标准信号后输出控制信号至所述驱动模块(6)，控制胶囊机器人在胃肠道内的运动。2.根据权利要求1所述的一种基于多通道信息融合感知的胶囊机器人系统，其特征在于：所述拍摄模块(3)包括图像传感器(31)和图像处理器(32)，所述图像传感器(31)位于胶囊机器人的表面，用于采集胃肠道的内部图像并输出图像信号；所述图像处理器(32)与所述图像传感器(31)信号连接，用于接收图像信号后进行模数转换和灰度值处理，并经过压缩后输出图像数据信号至所述存储模块(11)中。3.根据权利要求1所述的一种基于多通道信息融合感知的胶囊机器人系统，其特征在于：所述环境传感器(42)包括温度传感器(421)和压力传感器(422)，所述温度传感器(421)位于胶囊机器人内部，用于检测胶囊机器人在胃肠道内的实时温度，并将采集到的温度数据信号传输至所述存储模块(11)；所述压力传感器(422)位于胶囊机器人内部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳春，张宏达，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：