CN105973760A - 一种纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统及方法，其中检测系统包括仿真婴儿，该仿真婴儿包括内腔相通的胸腔和臀部，还包括控制处理中心、用于向被测纸尿裤表面注入尿液的尿液注入装置、用于采集纸尿裤表面图像的图像采集模块、用于照亮纸尿裤表面的光源；被测纸尿裤包裹在臀部外侧；所述图像采集模块与控制处理中心的图像分析模块相连；所述控制处理中心和显示模块相连。本发明通过仿真尿液注入装置，注入仿真婴儿尿液到包裹在臀部的纸尿裤，然后高清图像采集装置实时获取臀部图像后，并送至图像分析模块进行图像分析，以获取到尿液在纸尿裤上的扩散轨迹、速度、面积等分析指标，可以实时反应纸尿裤的性能，从而指导纸尿裤的研发、生产。

Description

一种纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统及方法

技术领域

本发明属于护理品检测技术领域，特别涉及一种纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统及方法。

背景技术

纸尿裤尿液扩散性能是衡量纸尿裤产品质量的一个重要指标参数，研发、生产需要科学检测尿液扩散轨迹指标参数。在同等环境条件下，纸尿裤扩散面积大、速度适中、轨迹正常、无侧漏、无后漏则说明纸尿裤性能越好，可以极大提升宝宝穿戴纸尿裤的舒适度，有效防止宝宝皮肤过敏、红屁股等。

然而，在卫生护理品行业，没有严谨的尿液扩散性检测仪器，更没有智能检测仪器。现有的行业内部测试扩散性能的方法主要是通过人工手感触摸来感知纸尿裤使用后两端的扩散长度，这种方法存在很大的不准确性，由于个人手法不一致性和感知的主观性，其测试出来的结果不具备严谨、权威性。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统及方法，可以客观准确地检测尿液扩散轨迹。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统，包括仿真婴儿，该仿真婴儿包括内腔相通的胸腔和臀部，还包括控制处理中心、用于向被测纸尿裤表面注入尿液的尿液注入装置、用于采集纸尿裤表面图像的图像采集模块、用于照亮纸尿裤表面的光源；被测纸尿裤包裹在臀部外侧；所述图像采集模块与控制处理中心的图像分析模块相连；所述控制处理中心和显示模块相连。

尿液注入装置模拟婴儿实际尿尿动作，通过尿液恒温模块产生恒定温度尿液，通过智能添加装置模拟婴儿尿尿过程，然后向纸尿裤正面注入恒定温度、恒定容量的尿液；图像采集模块实时采集仿真婴儿臀部图像；图像分析模块对图像采集模块的采集到的图像进行实时分析处理，获取模拟真实尿尿场景下尿液在纸尿裤上扩散的轨迹、速度、面积，然后送至显示模块呈现出来。

进一步地，还包括胸腔内的散热模块。

由于光源发热，故设置散热模块散热。

进一步地，所述尿液注入装置、光源、图像采集模块均与控制处理中心相连。

进一步地，所述散热模块与控制处理中心相连。

进一步地，所述控制处理中心和数据库相连。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种纸尿裤尿液扩散轨迹检测方法，利用所述的纸尿裤温湿度检测系统，包括以下步骤：

步骤一，在监测环境达到环境温度和湿度时，控制处理中心控制尿液注入装置向被测纸尿裤表面注入恒定温度的尿液；

步骤二，开启光源和图像采集模块，对纸尿裤表面进行实时图像采集，同时将采集到的图像送至图像分析模块；

步骤三，图像分析模块对接收到的图像进行分析，获取尿液扩散的轨迹、面积和速度，同时将分析结果送至显示模块显示。

进一步地，所述步骤二中还包括开启胸腔内的散热模块散热。

作为一种优选方式，所述图像分析算法包括以下步骤：

（a）.获取图像的一帧原始数据，获取RGB的B分量值；

（b）.逐行读取像素点的B分量值，获取相邻三个像素点的B分量值v0、v1、v2；

（c）.选取最先满足条件v0-v1>nthresh和v0-v2>nthresh的v0像素点为种子像素点Vx；并把所有满足条件v0-v1>nthresh和v0-v2>nthresh的像素点的B分量置为255；其中nthresh为B分量的阈值；

（d）.B分量为255的像素点确定为尿液扩散区域。

进一步地，所述图像分析算法包括步骤：

（e）.以（c）中找到的第一个种子像素点做为基点，逐行向左、向右同时搜索，如果搜索点的B分量值Vn=Vx,该像素点才为最后确定的尿液扩散区域的像素点。

步骤（e）主要通过从种子像素点开始，连续关联的像素点才定为真正尿液扩散区域里的像素点，目的是切割掉其他干扰的少量像素点。

本发明通过仿真尿液注入装置，注入仿真婴儿尿液到包裹在臀部的纸尿裤，然后高清图像采集装置实时获取臀部图像后，并送至图像分析模块进行图像分析，以获取到尿液在纸尿裤上的扩散轨迹、速度、面积等分析指标，可以实时反应纸尿裤的性能，从而指导纸尿裤的研发、生产。

附图说明

图1为本发明检测系统一实施例的结构示意图。

图2为图1的电路结构示意图。

图3为本发明检测方法一实施方式的流程图。

其中，1为胸腔，2为臀部，3为控制处理中心，4为尿液注入装置，5为纸尿裤，6为图像采集模块，7为光源，8为散热模块，9为图像分析模块，10为显示模块，11为数据库，12为导流管，13为电器控制板。

具体实施方式

如图1至图2所示，本发明检测系统的一实施例包括仿真婴儿，该仿真婴儿包括内腔相通的胸腔1和臀部2，还包括控制处理中心3、用于向被测纸尿裤5表面注入尿液的尿液注入装置4、用于采集纸尿裤5表面图像的图像采集模块6、用于照亮纸尿裤5表面的光源7、胸腔1内的散热模块8；被测纸尿裤5包裹在臀部2外侧；所述图像采集模块6与控制处理中心3的图像分析模块9相连；所述控制处理中心3和显示模块10相连。

图像采集模块6安装在仿真婴儿体内，为了摄像需要，婴儿体内设计安装一个可以调节亮度和角度的光源7。

所述尿液注入装置4、光源7、图像采集模块6均与控制处理中心3相连。

所述散热模块8与控制处理中心3相连。

所述控制处理中心3和数据库11相连。

图2为图1的电路结构示意图。其中控制处理中心3采用X86主板，控制处理中心3还连有操纵面板（PC/IPAD等），操纵面板兼做显示模块10；操纵面板和控制处理中心3之间采用TCP socket进行通讯。尿液注入装置4、图像采集模块6、光源7、散热模块8均通过串口与X86主板相连，图像采集模块6通过串口与X86主板的图像分析模块9相连。X86主板还与数据库11相连，控制处理中心3采集到臀部2图像后，经过分析和处理，发送至数据库11进行存档。

图像采集模块6为高清图像采集模块6，采用高清广角摄像头，以每秒15帧的帧率实时采集仿真婴儿被包括的臀部2图像，以得到纸尿裤5上尿液扩散的图像。

如图3所示，本发明检测方法的一实施方式利用所述的纸尿裤5尿液扩散轨迹检测系统，包括以下步骤：

步骤一，在监测环境达到环境温度和湿度时，控制处理中心3控制尿液注入装置4向被测纸尿裤5表面注入恒定温度的尿液；

步骤二，开启光源7和图像采集模块6，对纸尿裤5表面进行实时图像采集，同时将采集到的图像送至图像分析模块9；

步骤三，图像分析模块9对接收到的图像进行分析，获取尿液扩散的轨迹、面积和速度，同时将分析结果送至显示模块10显示。

所述步骤二中还包括开启胸腔1内的散热模块8散热。

所述图像分析算法包括以下步骤：

（a）.获取图像的一帧原始数据，获取RGB的B分量值；

（b）.逐行读取像素点的B分量值，获取相邻三个像素点的B分量值v0、v1、v2；

（c）.选取最先满足条件v0-v1>nthresh和v0-v2>nthresh的v0像素点为种子像素点Vx；并把所有满足条件v0-v1>nthresh和v0-v2>nthresh的像素点的B分量置为255；其中nthresh为B分量的阈值；该阈值通过不断进行测试而获得；

（d）.B分量为255的像素点确定为尿液扩散区域。

（e）.以（c）中找到的第一个种子像素点做为基点，逐行向左、向右同时搜索，如果搜索点的B分量值Vn=Vx,该像素点才为最后确定的尿液扩散区域的像素点。

具体而言，检测方法包括以下三个处理过程：

一，仿真尿液注入过程：

（1）在检测环境稳定（达到环境温度和湿度）时，调整尿液注入装置4中尿液的温度；

（2）当尿液注入装置4中尿液的温度达到温度阈值（人体温度）后，尿液注入装置4开始向纸尿裤5注入预设尿液量；

（3）尿液通过导流管12，进入纸尿裤5正面，完成自动注尿过程。

二，高清图像采集过程：

（1）在仿真婴儿体内安装一个可调亮度的光源7和一个高清图像采集模块6；

（2）在尿液注入到纸尿裤5后，控制处理中心3控制光源7和图像采集模块6自动开启，进行实时图像采集，采集频率为15帧/秒；

（3）把采集的实时图像，通过USB接口传输到图像分析模块9。

三，高清图像分析过程：

高清图像分析模块9运行在x86主控板上，接收来自图像采集模块6的实时图像后，通过图像分析算法对实时图像进行分析，获取尿液扩散的轨迹、面积、速度；最后把分析的结果，通过网络传输到终端显示设备，进行3D图像的显示，直观呈现给实验人员。

结合图2，本发明检测系统的具体操作过程如下：

(1). 在PC/IPAD操纵面板上设置初始参数，包括温度阈值（尿液恒定温度）、注尿容量、测试时长、婴儿姿态；

(2). 操纵面板通过TCP socket，把设置的参数传输到检测系统的x86主板；

(3). x86主板接收并保存操纵面板传输过来的参数；

(4). x86主板根据设定的参数，通过串口协议，把环境初始化的执行操作，传输到电器控制板13，电器控制板13执行对应操作；

(5). 电器控制板13控制尿液注入装置4加热尿液，恒定温度在35度左右，当温度达到35度，开始注入尿液；

(5). 开启仿真婴儿体内的光源7，开启高清图像采集模块6；

(6). 高清图像模块以15帧/秒的速度采集纸尿裤5上的尿液扩散轨迹图像；

(7). 高清图像分析模块9接收来自图像采集模块6采集的图像数据，运用图像分析算法，抓取尿液扩散的轨迹，计算扩散面积、速度；

(8). 尿液扩散轨迹通过网络传输给远端的显示模块10，以3D的形式呈现，分析面积、速度实时显示在远端设备。

Claims (9)

1. 一种纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统，其特征在于，包括仿真婴儿，该仿真婴儿包括内腔相通的胸腔（1）和臀部（2），还包括控制处理中心（3）、用于向被测纸尿裤（5）表面注入尿液的尿液注入装置（4）、用于采集纸尿裤（5）表面图像的图像采集模块（6）、用于照亮纸尿裤（5）表面的光源（7）；被测纸尿裤（5）包裹在臀部（2）外侧；所述图像采集模块（6）与控制处理中心（3）的图像分析模块（9）相连；所述控制处理中心（3）和显示模块（10）相连。

2. 如权利要求1所述的纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统，其特征在于，还包括胸腔（1）内的散热模块（8）。

3. 如权利要求1所述的纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统，其特征在于，所述尿液注入装置（4）、光源（7）、图像采集模块（6）均与控制处理中心（3）相连。

4. 如权利要求2所述的纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统，其特征在于，所述散热模块（8）与控制处理中心（3）相连。

5. 如权利要求1至5任一项所述的纸尿裤尿液扩散轨迹检测系统，其特征在于，所述控制处理中心（3）和数据库（11）相连。

6. 一种纸尿裤尿液扩散轨迹检测方法，其特征在于，利用如权利要求1至5任一项所述的纸尿裤温湿度检测系统，包括以下步骤：

步骤一，在监测环境达到环境温度和湿度时，控制处理中心（3）控制尿液注入装置（4）向被测纸尿裤（5）表面注入恒定温度的尿液；

步骤二，开启光源（7）和图像采集模块（6），对纸尿裤（5）表面进行实时图像采集，同时将采集到的图像送至图像分析模块（9）；

步骤三，图像分析模块（9）对接收到的图像进行分析，获取尿液扩散的轨迹、面积和速度，同时将分析结果送至显示模块（10）显示。

7. 如权利要求6所述的纸尿裤尿液扩散轨迹检测方法，其特征在于，所述步骤二中还包括开启胸腔（1）内的散热模块（8）散热。

8. 如权利要求6或7所述的纸尿裤尿液扩散轨迹检测方法，其特征在于，所述图像分析算法包括以下步骤：

（a）.获取图像的一帧原始数据，获取RGB的B分量值；

（b）.逐行读取像素点的B分量值，获取相邻三个像素点的B分量值v0、v1、v2；

（c）.选取最先满足条件v0-v1> nthresh和v0-v2 > nthresh的v0像素点为种子像素点Vx；并把所有满足条件v0-v1 > nthresh和v0-v2 > nthresh的像素点的B分量置为255；其中nthresh为B分量的阈值；

（d）.B分量为255的像素点确定为尿液扩散区域。

9. 如权利要求8所述的纸尿裤尿液扩散轨迹检测方法，其特征在于，所述图像分析算法包括步骤：

（e）.以（c）中找到的第一个种子像素点做为基点，逐行向左、向右同时搜索，如果搜索点的B分量值Vn=Vx,该像素点才为最后确定的尿液扩散区域的像素点。