确定口腔采样部位的方法、采样机器人及计算机存储介质技术

本申请实施例公开了一种确定口腔采样部位的方法、采样机器人及计算机存储介质，用于更加准确地确定口腔的采样部位的具体位置。本申请实施例包括：根据口腔三维空间模型表示的口腔部位之间的位置关系以及嘴部的测量坐标、咽后壁的测量坐标，估算扁桃体的预测坐标，并将扁桃体的预测坐标与扁桃体的测量坐标进行对比，根据对比结果确定待输出的扁桃体的坐标，从而当扁桃体的图像识别出错或者无法识别扁桃体的具体位置时，可以根据扁桃体的坐标的估算结果确定出更加准确的扁桃体的坐标，确保了扁桃体采样的准确性，提高了自动化咽拭子采样的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
确定口腔采样部位的方法、采样机器人及计算机存储介质
本申请实施例涉及机器人自动化领域，具体涉及一种确定口腔采样部位的方法、采样机器人及计算机存储介质。
技术介绍
人体医学检测的一种具体检测手段是口腔检测，具体可以使用咽拭子对口腔内的某些采样部位进行采样。其中，机器人自动化咽拭子采样成为一种趋势，自动化咽拭子采样主要是对口腔的采样部位进行采样，例如对扁桃体、咽后壁等部位进行采样。机器人在采样过程中根据图像检测算法和图像分割算法识别和测量采样部位的具体位置，进而对识别到的采样部位进行采样。但是，在实际操作中，由于扁桃体体积小，结构简单，特征少且边界不明显，这导致图像检测算法和图像分割算法难以准确地识别出扁桃体的具体位置，例如识别不到扁桃体的具体位置或者出现错误识别，从而影响口腔咽拭子的采样。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种确定口腔采样部位的方法、采样机器人及计算机存储介质，用于更加准确地确定口腔的采样部位的具体位置。本申请实施例第一方面提供了一种确定口腔采样部位的方法，所述方法应用于采样机器人，所述采样机器人包括摄像头；所述采样机器人用于对口腔中的扁桃体进行采样，所述摄像头用于采集口腔图像，所述口腔图像包括扁桃体、嘴部及咽后壁的图像；所述方法包括：在预先建立的口腔三维空间模型中根据所述摄像头采集到的口腔图像确定所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标以及所述扁桃体的测量坐标；根据所述口腔三维空间模型表示的口腔部位之间的位置关系以及所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标，估算所述扁桃体的预测坐标；将所述扁桃体的预测坐标与所述扁桃体的测量坐标进行对比，根据对比结果确定待输出的所述扁桃体的坐标。本申请实施例第二方面提供了一种采样机器人，所述采样机器人包括摄像头；所述采样机器人用于对口腔中的扁桃体进行采样，所述摄像头用于采集口腔图像，所述口腔图像包括扁桃体、嘴部及咽后壁的图像；所述采样机器人包括：确定单元，用于在预先建立的口腔三维空间模型中根据所述摄像头采集到的口腔图像确定所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标以及所述扁桃体的测量坐标；估算单元，用于根据所述口腔三维空间模型表示的口腔部位之间的位置关系以及所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标，估算所述扁桃体的预测坐标；输出单元，用于将所述扁桃体的预测坐标与所述扁桃体的测量坐标进行对比，根据对比结果确定待输出的所述扁桃体的坐标。本申请实施例第三方面提供了一种采样机器人，所述采样机器人包括摄像头；所述采样机器人用于对口腔中的扁桃体进行采样，所述摄像头用于采集口腔图像，所述口腔图像包括扁桃体、嘴部及咽后壁的图像；所述采样机器人包括：处理器、存储器、总线、输入输出设备；所述处理器与所述存储器、输入输出设备相连；所述总线分别连接所述处理器、存储器以及输入输出设备；所述处理器用于在预先建立的口腔三维空间模型中根据所述摄像头采集到的口腔图像确定所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标以及所述扁桃体的测量坐标；根据所述口腔三维空间模型表示的口腔部位之间的位置关系以及所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标，估算所述扁桃体的预测坐标；将所述扁桃体的预测坐标与所述扁桃体的测量坐标进行对比，根据对比结果确定待输出的所述扁桃体的坐标。本申请实施例第四方面提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质中存储有指令，该指令在计算机上执行时，使得计算机执行前述第一方面的方法。从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：本申请实施例中，可以根据口腔三维空间模型表示的口腔部位之间的位置关系以及嘴部的测量坐标、咽后壁的测量坐标，估算扁桃体的预测坐标，并将扁桃体的预测坐标与扁桃体的测量坐标进行对比，根据对比结果确定待输出的扁桃体的坐标，从而当扁桃体的图像识别出错或者无法识别扁桃体的具体位置时，可以根据扁桃体的坐标的估算结果确定出更加准确的扁桃体的坐标，确保了扁桃体采样的准确性，提高了自动化咽拭子采样的安全性和可靠性。附图说明图1为本申请实施例中采样机器人的结构示意图；图2为本申请实施例中采样机器人一个组件的局部放大示意图；图3为本申请实施例中确定口腔采样部位的方法一个流程示意图；图4为本申请实施例中确定口腔采样部位的方法另一流程示意图；图5为本申请实施例中口腔三维空间模型的一种结构示意图；图6为本申请实施例中采样机器人一个结构示意图；图7为本申请实施例中采样机器人另一结构示意图。具体实施方式本申请实施例提供了一种确定口腔采样部位的方法、采样机器人及计算机存储介质，用于更加准确地确定口腔的采样部位的具体位置。请参阅图1及图2，其中图2为图1所示的采样机器人结构中组件10的局部放大示意图，本申请实施例中采样机器人的结构包括：本申请实施例中，采样机器人可用于对目标物体的采样部位进行自动化采样，例如在咽拭子口腔采样过程中对扁桃体进行采样，该扁桃体可以是左扁桃体和/或右扁桃体。其中，组件10的组成包括采样部件101、夹持装置103等，夹持装置103用于夹持采样部件101以提供采样部件101的运动支撑点，采样部件101用于对采样部位进行采样。在具体的应用场景中，采样部件101的末端可连接采样材料102，在采样机器人的控制下，采样部件101带动采样材料102对采样部位进行擦拭以采集采样部位的待检测样本，该采样材料102可以是棉签、拭子等采样材料。其中，采样部件101可以由柔性材料制成，从而使得采样部件101在擦拭采样部位时受到外界的作用力而产生一定程度的形变，以避免对采样部位造成损伤。柔性材料具体可以是弹性树脂、橡胶等材料。夹持装置103可以是任意的能够为采样部件101提供运动支撑点的装置，具体的，夹持装置103可以是直线电机(linearmotor)等装置。本申请实施例的采样机器人还包括摄像头105，摄像头105用于采集采样部位的图像，以便于采样机器人根据该图像控制采样部件的采样轨迹和运动过程。优选的，摄像头105可以是深度相机。与普通相机相比，普通的彩色相机所拍摄到的图像仅能看到相机视角内的所有物体，但是图像所记录的数据不包含这些物体与相机的距离，而深度相机则恰恰解决了该问题，通过深度相机获取到的图像，能准确知道图像中每个点与摄像头的距离，再加上每一点在2D图像中的坐标，就能获取图像中每个点的三维坐标，通过三维坐标就能还原真实场景，实现场景建模等应用。本申请实施例正是利用深度相机的特性，根据多组人体口腔样本的结构建立口腔的三维空间模型。当采样部位的光照条件不足以使摄像头105采集到清晰的图像时，本申请实施例的采样机器人还可配置光照装置104，光照装置104发出的光线照射采样部位，从而改善采样部位的光照条件，提高摄像头105采集图像的清晰度。优选的，光照装置104可由LED灯等光源材料组成。除上述的各个部件之外，采样机器人还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定口腔采样部位的方法，其特征在于，所述方法应用于采样机器人，所述采样机器人包括摄像头；所述采样机器人用于对口腔中的扁桃体进行采样，所述摄像头用于采集口腔图像，所述口腔图像包括扁桃体、嘴部及咽后壁的图像；/n所述方法包括：/n在预先建立的口腔三维空间模型中根据所述摄像头采集到的口腔图像确定所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标以及所述扁桃体的测量坐标；/n根据所述口腔三维空间模型表示的口腔部位之间的位置关系以及所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标，估算所述扁桃体的预测坐标；/n将所述扁桃体的预测坐标与所述扁桃体的测量坐标进行对比，根据对比结果确定待输出的所述扁桃体的坐标。/n

【技术特征摘要】
1.一种确定口腔采样部位的方法，其特征在于，所述方法应用于采样机器人，所述采样机器人包括摄像头；所述采样机器人用于对口腔中的扁桃体进行采样，所述摄像头用于采集口腔图像，所述口腔图像包括扁桃体、嘴部及咽后壁的图像；
所述方法包括：
在预先建立的口腔三维空间模型中根据所述摄像头采集到的口腔图像确定所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标以及所述扁桃体的测量坐标；
根据所述口腔三维空间模型表示的口腔部位之间的位置关系以及所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标，估算所述扁桃体的预测坐标；
将所述扁桃体的预测坐标与所述扁桃体的测量坐标进行对比，根据对比结果确定待输出的所述扁桃体的坐标。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述口腔三维空间模型表示的口腔部位之间的位置关系以及所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标，估算所述扁桃体的预测坐标，包括：
根据所述咽后壁的测量坐标以及所述扁桃体的测量坐标计算所述扁桃体至所述咽后壁之间的距离lpt，根据所述嘴部的测量坐标以及所述扁桃体的测量坐标计算所述扁桃体至所述嘴部之间的距离lmt；
根据所述位置关系的表达式tx＝A·tz+B、ty＝py估算所述扁桃体的坐标，获得所述扁桃体的预测坐标的x轴坐标值tx、y轴坐标值ty以及z轴坐标值tz；
其中，px、py、pz分别为所述咽后壁的测量坐标的x轴坐标值、y轴坐标值以及z轴坐标值；

且其中，mx、my、mz分别为所述嘴部的测量坐标的x轴坐标值、y轴坐标值以及z轴坐标值；
Δ为一元二次方程的根的判别式。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述口腔三维空间模型表示的口腔部位之间的位置关系以及所述嘴部的测量坐标、所述咽后壁的测量坐标，估算所述扁桃体的预测坐标，包括：
根据所述位置关系的表达式tz＝a(px-mx)+b·px+c·mx+e·pz+f·mz、ty＝py、tx＝g(pz-mz)+h·px+i·mx估算所述扁桃体的坐标，获得所述扁桃体的预测坐标的x轴坐标值tx、y轴坐标值ty以及z轴坐标值tz；
其中，px、py、pz分别为所述咽后壁的测量坐标的x轴坐标值、y轴坐标值以及z轴坐标值；mx、mz分别为所述嘴部的测量坐标的x轴坐标值以及z轴坐标值；
参数a、b、c、d、e、f、g、h、i的值分别由拟合算法拟合扁桃体样本的坐标与咽后壁样本的坐标及嘴部样本的坐标之间的函数关系而获得。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据对比结果确定待输出的所述扁桃体的坐标，包括：
当所述扁桃体的预测坐标与所述扁桃体的测量坐标之间的差异值在预设阈值范围内时，确定所述扁桃体的测量坐标为所述待输出的所述扁桃体的坐标；
当所述差异值不在所述预设阈值范围内时，确定所述扁桃体的预测坐标为所述待输出的所述扁桃体的坐标。


5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述口腔三维空间模型的x轴的方向为人脸所在平面的横轴所对应的方向、y轴的方向为人脸所在平面的纵轴所对应的方向、z轴的方向为所述扁桃体至所述摄像头之间的距离所对应的方向。


6.一种采样机器人，其特征在于，所述采样机器人包括摄像头；所述采样机器人用于对口腔中的扁桃...

【专利技术属性】
技术研发人员：高庆，陈勇全，王启文，池楚亮，
申请(专利权)人：香港中文大学深圳，深圳市人工智能与机器人研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44