CN112084282A - 机器人行进地图的更新方法及手术室物品传输系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手术室物品管理技术领域，具体涉及机器人行进地图的更新方法，包括以下步骤：根据行进区域的实际地理环境建立环境地图；在实际地理环境内布置机器人采集装置，对机器人的移动位置进行统计；将统计的移动位置与环境地图进行匹配，在环境地图上确定移动位置的真实位置；将最新的真实位置与环境地图进行融合，完成机器人行进地图的更新。通过本发明的上述技术方案可实现机器人运行路径的识别和更新，从而使得机器人获得可自动导航的确定路线，通过对机器人位置操控方式的改变有效提高物品传输的效率。同时本发明中还请求保护手术室物品传输系统和方法，具有同样的技术效果，并结合计算机信息技术和远程物流技术，实现智能化管理运输机器人和物品仓库。

Description

机器人行进地图的更新方法及手术室物品传输系统和方法

技术领域

本发明涉及手术室物品管理技术领域，具体涉及机器人行进地图的更新方法及手术室物品传输系统和方法。

背景技术

随着人们生活质量的不断提高，人民的医疗需求逐渐增加，医院智能化体系建设的步伐需要跟得上人民的需求，而手术室作为医院治疗的重要场所，传统手术室主要依靠人工进行管理的方式逐渐满足不了需求，推进医院智能化建设的关键一步就是实现手术室的智能化管理。

手术室的物品运输问题一直是影响手术室智能化建设的重要因素，越来越多的医院引进新型智能产品用于手术中物品运输，实现智能的物流传输系统，物流传输系统具体是指借助信息技术、光电技术、机械传动装臵等一系列技术和设施，在设定的区域内运输物品的传输系统。

手术室物品智能传输系统可以保证敏感物品的安全温柔的传输；极大提高医院效率，减少病人等候时间，提高病人服务质量；提供客观的成本节省，将人工的传输减到最少；将专业医务人员从繁琐的传输工作中解脱出来，专注于病人护理；由于来回时间加快，提供了设置集中护理点的可能和好处；由于实现“物流”代替“人流”，提供病人和医务人员一个安静舒适的就医环境。

然而，现在的手术室智能运输管理系统还存在以下问题：目前多采用机器人进行物品的传输，但是由于每次任务执行过程中路线存在差异，人工对机器人进行位置操控的方式降低了物品传输的效率，如何实现机器人运行路线的自动更新成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种机器人行进地图的更新方法，及采用上述更新方法的手术室物品传输系统和方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明中提供了一种机器人行进地图的更新方法，从而有效解决背景技术中的问题，同时，本发明中还请求保护手术室物品传输系统和方法，具有同样的技术效果。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种机器人行进地图的更新方法，包括以下步骤：

S01：根据行进区域的实际地理环境建立环境地图；

S02：在所述实际地理环境内布置机器人采集装置，对所述机器人的移动位置进行统计；

S03：将步骤S02中统计的所述移动位置与所述环境地图进行匹配，在所述环境地图上确定所述移动位置的真实位置；

S04：将最新的所述真实位置与所述环境地图进行融合，完成机器人行进地图的更新。

进一步地，所述机器人采集设备为激光雷达设备, 在所述实际地理环境内按照设定间距布置。

进一步地，所述机器人采集设备包括：

RFID标签，安装于所述机器人上，并发出定位信号；

参考标签；在所述实际地理环境内按照设定间距布置，发出参考信号；

阅读器：接收所述定位信号和参考信号；

RFID处理单元，根据所述参考信号和定位信号进行机器人所述真实位置的确定。

进一步地，通过所述定位信号和参考信号的强度差值进行所述机器人的定位。

进一步地，步骤S03前，对所述实际位置的采集结果进行去噪。

一种手术室物品智能传输系统，包括：

物品仓库，存储手术室所需各类物品；

物品回收区，收集手术室使用完成的废弃物；

机器人仓库，存储用于对物品进行运输的机器人；

管理中心，位于手术室内，发出至少明确物品种类、数量、位置和人员信息的指令；

机器人任务调度中心，接收所述指令后调用指定机器人，且向所述指定机器人传递所述指令，完成物品或废弃物的传输，其中，所述机器人的行进地图通过以上所述的机器人行进地图的更新方法进行更新。

进一步地，所述物品仓库内包括若干独立的储物柜，所述储物柜包括：

柜体，用于实现指定类型物品的存放；

电子锁，安装于所述柜体的门体处；

无线信号收发装置，与所述管理中心进行无线通讯，通过对所述电子锁的控制实现所述门体的开关。

进一步地，还包括身份识别单元，所述身份识别单元包括：

RFID标签，分别安装于所述机器人和人员身上，发出对所述机器人和人员信息进行唯一识别的身份信号；

仓库阅读器，设置于所述物品仓库的门禁位置处；

手术室阅读器，设置于所述手术室的门禁位置处；

机器人阅读器，设置于所述机器人上；

RFID处理单元，根据所述仓库阅读器和手术室阅读器所读取的机器人上所述RFID标签发出的信号，控制是否允许所述机器人通过，以及，根据所述人员身上所述RFID标签发出的信号，控制是否允许取用物品。

进一步地，所述机器人上还包括报警装置，用于在自身身份识别失败，或人员的身份识别失败时进行报警。

一种手术室物品智能传输方法，包括以下步骤：

A01：人员通过管理中心向机器人任务调度中心发出指令，所述指令中至少明确物品种类、数量、位置和人员身份信息；

A02：所述机器人任务调度中心将所述指令转送给所指定的机器人；

A03：所指定的机器人确认收到任务，并通过自动导航到达物品仓库取用种类和数量的物品，或者，到达手术室内指定位置拾取废弃物品；

A04：所述机器人取到物品后通过自动导航将物品送到指定位置，并在人员身份确认后完成物品的传输，或者，将废弃物送入物品回收区；

其中，所述机器人自动导航中的行进地图通过以上所述的机器人行进地图的更新方法进行更新。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

通过本发明的上述技术方案可实现机器人运行路径的更新，从而使得机器人获得可自动导航的确定路线，通过对机器人位置操控方式的改变有效提高物品传输的效率。同时本发明中还请求保护手术室物品传输系统和方法，具有同样的技术效果，并结合计算机信息技术和远程物流技术，实现智能化管理运输机器人和物品仓库。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为机器人行进地图的更新方法的流程图；

图2为机器人采集设备的一种实施方式的框架图；

图3为手术室物品传输系统的物品传输方法的流程图；

图4为手术室物品智能传输系统的结构示意图；

图5为管理中心控制机器人的过程流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，机器人行进地图的更新方法，包括以下步骤：

S01：根据行进区域的实际地理环境建立环境地图；

S02：在实际地理环境内布置机器人采集装置，对机器人的移动位置进行统计；

S03：将步骤S02中统计的移动位置与环境地图进行匹配，在环境地图上确定移动位置的真实位置；

S04：将最新的真实位置与环境地图进行融合，完成机器人行进地图的更新。

通过本发明的上述技术方案可实现机器人运行路径的更新，从而使得机器人获得可自动导航的确定路线，通过对机器人位置操控方式的改变有效提高物品传输的效率。地图更新完成后可实现后续的持续使用，除机器人的行进路线改变外，机器人可始终按照上述行进地图进行物品的输送。

在步骤S02中，机器人的移动可通过多种方式实现，例如人工控制的方式，只需确保移动的路线可供以后多次物品传输使用即可，作为上述实施例的优选，机器人采集装置可采用以下实施方式实现：

实施方式一:

机器人采集设备为激光雷达设备，在实际地理环境内按照设定间距布置，通过激光的持续发生实现测距，可以以激光雷达设备的设置位置为基准确定机器人的实时位置，当然此过程需要多个激光雷达设备共同实现。

实施方式二：

如图2所示，机器人采集设备包括：RFID标签，安装于机器人上，并发出定位信号；参考标签；在实际地理环境内按照设定间距布置，发出参考信号；阅读器：接收定位信号和参考信号；RFID处理单元，根据参考信号和定位信号进行机器人真实位置的确定。具体地，通过定位信号和参考信号的强度差值进行机器人的定位。

在本实施方式中，与上述实施方式近似，只需在实际地理环境内按照设定间距布置参考标签，阅读器即可根据参考标的签参考信号和机器人上RFID标签的定位信号的差值判断参考标签与RFID标签之间的间距，从而起到与上述实施方式中本质相同的距离比较原理。

作为上述实施例的优选，步骤S03前，对实际位置的采集结果进行去噪，从而提高实际位置的准确性。

一种手术室物品传输系统，包括：

物品仓库，存储手术室所需各类物品；

物品回收区，收集手术室使用完成的废弃物；

机器人仓库，存储用于对物品进行运输的机器人；

管理中心，位于手术室内，发出至少明确物品种类、数量、位置和人员信息的指令；本发明中的管理中心利用物联网技术和电子信息传输技术对机器人进行定位、远程物流技术对手术室物品仓库进行远程操控、计算机信息技术对整个传输系统进行合理安排任务，向机器人任务调度中心下达命令。

机器人任务调度中心，接收指令后调用指定机器人，且向指定机器人传递指令，完成物品或废弃物的传输，其中，机器人的行进地图通过如上所述的机器人行进地图的更新方法进行更新。

采用上述手术室物品传输系统的物品传输方法，如图3所示，包括以下步骤：

A01：人员通过管理中心向机器人任务调度中心发出指令，指令中至少明确物品种类、数量、位置和人员身份信息；

A02：机器人任务调度中心将指令转送给所指定的机器人；

A03：所指定的机器人确认收到任务，并通过自动导航到达物品仓库取用指定种类和数量的物品，或者，到达手术室内指定位置拾取废弃物品；

A04：机器人取到物品后通过自动导航将物品送到指定位置，并在人员身份确认后完成物品的传输，或者，将废弃物送入物品回收区；

其中，机器人自动导航中的行进地图通过如上所述的机器人行进地图的更新方法进行更新。

如图4所示，本发明中的机器人仓库可存放各种手术物品运输机器人，机器人根据种类不同拥有不同大小的储物容器，同时安装触屏显示器，对机器人的任务、状态可视化，具体的，机器人可根据运输物品的不同分类主要包括：

手术一次性用品运输机器人：体积小、速度较快，收到指令后及时去物品仓库取得一次性用品，较快送达，然后回到机器人仓库，中途不用接收其他任务，较快的循环利用率。

可回收用品运输机器人：底盘小巧灵活，可独立顺畅运行在医院污物通道以及公共区域，对手术后的可回收器械及时回收，采用防水外壳，支持台洗手术可回收用品，提高可回收用品的流转率。

衣物用品运输机器人：机身干燥防水，运行在医院洁净通道，保持医护人员的衣物尽可能少接触细菌。

麻醉机运输机器人：体积大，功率大，可携带无菌包、被服包、器械包等大体积用品，内部装载毒麻药存储柜，需要二次验证才可以使用机器内的特殊药品，保证运输过程中特殊药品的安全性。

回收废物机器人：自带称重功能，垃圾盘自动装卸，采用耐磨耐脏易清洗的材料，对医疗垃圾转运一体化。

针对物品仓库，存储手术室过程中所需的各种物品，也可分为普通用品仓库、无菌用品仓库以及器械仓库。

针对机器人调度中心，其作为管理中心和机器人之间的中间件，先接收来自管理中心的指令，再根据质量零指派相应的机器人执行相应的任务，调用机器人后还可及时向管理中心反馈实际执行命令情况。

其中，物品仓库取用指定种类和数量的物品主要在手术前进行，过程如图5所示，而机器人到达手术室内指定位置拾取废弃物品主要在手术后进行，其中，物品回收区包括清洁回收区和垃圾处理区，针对不同的废弃物进行区分即可。

为了实现物品的清洁有序性，提高手术效率且有效保证手术安全，提高手术室物流系统的智能化程度，物品仓库内包括若干独立的储物柜，储物柜包括：柜体，用于实现指定类型物品的存放；电子锁，安装于柜体的门体处；无线信号收发装置，与管理中心进行无线通讯，通过对电子锁的控制实现门体的开关。

为了保证整个物品运输系统指令执行的正确性和运输过程中手术室内的清洁性，还包括身份识别单元，从而避免物品运输发生错乱的情况，具体地，身份识别单元包括：RFID标签，分别安装于机器人和人员身上，发出对机器人和人员信息进行唯一识别的身份信号；仓库阅读器，设置于物品仓库的门禁位置处；手术室阅读器，设置于手术室的门禁位置处；机器人阅读器，设置于机器人身上；RFID处理单元，根据仓库阅读器和手术室阅读器所读取的机器人上RFID标签发出的信号，控制是否允许机器人通过，以及，根据人员身上RFID标签发出的信号，控制是否允许取用物品。

具体地，在实施过程中，当机器人需要进入物品仓库时，物品仓库的仓库阅读器对机器人身份进行识别；当机器人需要进入手术室时，手术室阅读器对机器人身份进行识别；当人员需要自机器人取用物品时，通过机器人阅读器对人员信息进行识别，从而可有效保证物品传递的准确性。

作为上述实施例的优选，机器人上还包括报警装置，用于在自身身份识别失败，即无法进入指定区域时，或人员的身份识别失败时，即取用物品的人员错误时，进行报警。

在实施过程中，机器人可根据自己的服务周期，在手术所需物品传输完成后进入术后处理区域执行废弃物的传输，从而提高物品的传输效率，如果术后没有任务，直接返回机器人仓库，等待下一次命令。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.机器人行进地图的更新方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：根据行进区域的实际地理环境建立环境地图；

S02：在所述实际地理环境内布置机器人采集装置，对所述机器人的移动位置进行统计；

S03：将步骤S02中统计的所述移动位置与所述环境地图进行匹配，在所述环境地图上确定所述移动位置的真实位置；

S04：将最新的所述真实位置与所述环境地图进行融合，完成机器人行进地图的更新。

2.根据权利要求1所述的机器人行进地图的更新方法，其特征在于，所述机器人采集设备为激光雷达设备，在所述实际地理环境内按照设定间距布置。

3.根据权利要求1所述的机器人行进地图的更新方法，其特征在于，所述机器人采集设备包括：

RFID标签，安装于所述机器人上，并发出定位信号；

参考标签；在所述实际地理环境内按照设定间距布置，发出参考信号；

阅读器：接收所述定位信号和参考信号；

RFID处理单元，根据所述参考信号和定位信号进行机器人所述真实位置的确定。

4.根据权利要求3所述的机器人行进地图的更新方法，其特征在于，通过所述定位信号和参考信号的强度差值进行所述机器人的定位。

5.根据权利要求1所述的机器人行进地图的更新方法，其特征在于，步骤S03前，对所述实际位置的采集结果进行去噪。

6.一种手术室物品传输系统，其特征在于，包括：

物品仓库，存储手术室所需各类物品；

物品回收区，收集手术室使用完成的废弃物；

机器人仓库，存储用于对物品进行运输的机器人；

管理中心，位于手术室内，发出至少明确物品种类、数量、位置和人员信息的指令；

机器人任务调度中心，接收所述指令后调用指定机器人，且向所述指定机器人传递所述指令，完成物品或废弃物的传输，其中，所述机器人的行进地图通过权利要求1中所述的机器人行进地图的更新方法进行更新。

7.根据权利要求6所述的手术室物品传输系统，其特征在于，所述物品仓库内包括若干独立的储物柜，所述储物柜包括：

柜体，用于实现指定类型物品的存放；

电子锁，安装于所述柜体的门体处；

无线信号收发装置，与所述管理中心进行无线通讯，通过对所述电子锁的控制实现所述门体的开关。

8.根据权利要求6所述的手术室物品传输系统，其特征在于，还包括身份识别单元，所述身份识别单元包括：

RFID标签，分别安装于所述机器人和人员身上，发出对所述机器人和人员信息进行唯一识别的身份信号；

仓库阅读器，设置于所述物品仓库的门禁位置处；

手术室阅读器，设置于所述手术室的门禁位置处；

机器人阅读器，设置于所述机器人上；

RFID处理单元，根据所述仓库阅读器和手术室阅读器所读取的机器人上所述RFID标签发出的信号，控制是否允许所述机器人通过，以及，根据所述人员身上所述RFID标签发出的信号，控制是否允许取用物品。

9.根据权利要求8所述的手术室物品传输系统，其特征在于，所述机器人上还包括报警装置，用于在自身身份识别失败，或人员的身份识别失败时进行报警。

10.一种手术室物品传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

A01：人员通过管理中心向机器人任务调度中心发出指令，所述指令中至少明确物品种类、数量、位置和人员身份信息；

A02：所述机器人任务调度中心将所述指令转送给所指定的机器人；

A03：所指定的机器人确认收到任务，并通过自动导航到达物品仓库取用指定种类和数量的物品，或者，到达手术室内指定位置拾取废弃物品；

A04：所述机器人取到物品后通过自动导航将物品送到指定位置，并在人员身份确认后完成物品的传输，或者，将废弃物送入物品回收区；

其中，所述机器人自动导航中的行进地图通过权利要求1中所述的机器人行进地图的更新方法进行更新。

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