CN112957041B - 基于血管图像的采血机器人控制方法及装置 - Google Patents

基于血管图像的采血机器人控制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于血管图像的采血机器人控制方法及装置，其中控制方法包括：获取第一血管图像；对第一血管图像进行增强处理得第二血管图像；将第二血管图像投影于待采血血管区域，投影于待采血血管区域的图像为第三血管图像；基于第三血管图像获取血管穿刺入针点数据，血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系产生；控制采血机器人的机械臂带动其末端的采血针朝向血管穿刺入针点数据所定位的目标位置进行穿刺采血。本发明通过三维重建的方式得到目标用户空间坐标系，血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系得到，使入针点具有三维特征，以利于解决现有技术中入针点二维定位无法精准控制入针力度、角度与速度等问题，实现采血机器人智能精准采血。

Description

基于血管图像的采血机器人控制方法及装置
技术领域
本发明属于人工智能技术领域，具体涉及一种基于血管图像的采血机器人控制方法及装置。
背景技术
目前的临床采血现状，基本依赖医护人员自身的经验，通过对被采血人员的观察来对血管进行识别与采血。然而，医护人员并不能保证每次的采血工作都准确有效，或因为医护人员本身经验不足、或因为被采血人皮下脂肪过于厚实、又或是因为被采血人年龄较大，血管脆弱等实际客观情的存在。人工采血的成功率和病患体验屡受诟病。
此外，医护人员在进行人工采血的过程中也存在一定的感染风险，特别是一些中小医院的医护人员，为了加快采血操作的进度，往往存在防护措施不到位、操作流程不规范等一系列问题，而这些也使得医护人员暴露在乙肝病毒、丙肝病毒、艾滋病毒等病毒的概率大为提升。
目前已有的采血相关研究更多的是在辅助采血相关领域，还未有智能采血的设备。因此，发明一种基于近红外血管识别技术、并对目标血管选择入针点之后，对目标采血区域进行三维重建，转换多个空间坐标系为共用的用户坐标系，使机器人能智能自主的对入针点及采血时的力度、速度和角度进行精准定位与穿刺，让采血操作完成的更加有效、准确，还能降低病患的心理负担，减轻整个流程的痛苦感，进而提升病患的采血体验，同时，更能从根本解决医护人员采血过程中的感染风险。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种采血机器人的控制方法及装置，其能够通过三维重建的方式得到目标用户空间坐标系，血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系得到，使入针点具有三维特征，以利于解决现有技术中入针点二维定位无法精准控制入针力度、角度与速度等问题，实现采血机器人智能精准采血，有效避免穿刺失误，减少患者痛苦及人力成本。
为了解决上述问题，本发明提供一种基于血管图像的采血机器人控制方法，包括：
血管图像获取步骤，获取待采血血管区域的图像，获取的所述待采血血管区域的图像为第一血管图像；
血管图像增强步骤，对所述第一血管图像进行增强处理得第二血管图像；
血管图像投影步骤，将所述第二血管图像投影于所述待采血血管区域，投影于所述待采血血管区域的图像为第三血管图像；
入针定位参数获取步骤，基于所述第三血管图像获取血管穿刺入针点数据，所述血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系产生；
穿刺执行步骤，控制采血机器人的机械臂带动其末端的采血针朝向所述血管穿刺入针点数据所定位的目标位置进行穿刺采血。
优选地，所述目标用户空间坐标系采用如下方式获取：
获取近红外双目结构光摄像头拍摄画面的图像坐标系以及具有所述待采血血管区域的手臂所在的世界坐标系；
基于所述图像坐标系与所述世界坐标系进行相互转换实现三维重建，得到第一用户坐标系；
获取采血机器人的机械臂所在的第二用户坐标系；
对所述第一用户坐标系与所述第二用户坐标系进行坐标换算得到所述目标用户空间坐标系。
优选地，所述坐标换算包括归一化处理。
优选地，所述三维重建采用如下方式获取：
采用近红外双目结构光摄像头获取所述第三血管图像，经过双目影像校正对齐得到近红外深度图；
对所述近红外双目结构光摄像头的内外参数进行标定并结合所述近红外深度图，将所述图像坐标系映射到所述世界坐标系中从而获得所述第一用户坐标系。
优选地，
在所述机械臂运动到所述目标位置的过程中，包括：
通过测距激光获取所述采血针与所述目标位置之间的实时距离Ls，当Ls小于预设距离值时，关闭测距激光；
获取所述采血针与所述目标位置之间的位置偏差及入针角度偏差，当所述位置偏差及入针角度偏差符合预设条件时，控制所述采血针入针并开始采血；当所述位置偏差或入针角度偏差不符合预设条件时，通过测距激光持续进行动态调整，直至符合预设条件或在所述位置偏差或入针角度偏差超过预设参数极值而停止。
优选地，所述增强处理包括图像平滑算法处理；和/或，血管形态学处理算法，将具有连接趋势的血管连接为一根；和/或，去除所述第一血管图像中的背景区域；和/或，图像二值化操作。
本发明还提供一种基于血管图像的采血机器人控制装置，包括：
血管图像获取单元，用于获取待采血血管区域的图像，获取的所述待采血血管区域的图像为第一血管图像；
血管图像增强单元，用于对所述第一血管图像进行增强处理得第二血管图像；
血管图像投影单元，用于将所述第二血管图像投影于所述待采血血管区域，投影于所述待采血血管区域的图像为第三血管图像；
入针定位参数获取单元，用于基于所述第三血管图像获取血管穿刺入针点数据，所述血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系产生；
穿刺执行单元，控制采血机器人的机械臂带动其末端的采血针朝向所述血管穿刺入针点数据所定位的目标位置进行穿刺采血。
优选地，所述目标用户空间坐标系采用如下方式获取：
获取近红外双目结构光摄像头拍摄画面的图像坐标系以及具有所述待采血血管区域的手臂所在的世界坐标系；
基于所述图像坐标系与所述世界坐标系进行相互转换实现三维重建，得到第一用户坐标系；
获取采血机器人的机械臂所在的第二用户坐标系；
对所述第一用户坐标系与所述第二用户坐标系进行坐标换算得到所述目标用户空间坐标系。
优选地，所述坐标换算包括归一化处理。
优选地，所述三维重建采用如下方式获取：
采用近红外双目结构光摄像头获取所述第三血管图像，经过双目影像校正对齐得到近红外深度图；
对所述近红外双目结构光摄像头的内外参数进行标定并结合所述近红外深度图，将所述图像坐标系映射到所述世界坐标系中从而获得所述第一用户坐标系。
本发明提供的一种采血机器人的控制方法及装置，通过三维重建的方式得到目标用户空间坐标系，血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系得到，使入针点具有三维特征，以利于解决现有技术中入针点二维定位无法精准控制入针力度、角度与速度等问题，实现采血机器人智能精准采血，有效避免穿刺失误，减少患者痛苦及人力成本。
附图说明
图1为本发明实施例的基于血管图像的采血机器人控制方法的步骤示意图；
图2为本发明实施例的基于血管图像的采血机器人控制装置的结构示意图；
图3本发明实施例的基于血管图像的采血机器人控制方法的操作处理流程示意图。
具体实施方式
结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，提供一种基于血管图像的采血机器人控制方法，包括：
S100：血管图像获取步骤，获取待采血血管区域的图像，获取的所述待采血血管区域的图像为第一血管图像；
S200：血管图像增强步骤，对所述第一血管图像进行增强处理得第二血管图像；
具体的，获取待采血血管区域的血管光信号，例如可以通过向待采血血管区域投射近红外光的方式激发产生，因为血液里的血红蛋白对特定波长的红外光吸收比周边组织更强，通过收集反射光和散射光，从而能够获取待采血血管区域的血管光信号，待采血血管区域例如待采血人员的肘部区域；对获取的血管光信号处理形成待采血血管区域的所述第一血管图像(即待采血血管区域的原始图片)并对第一血管图像进行图像增强处理得到第二血管图像(即处理后图片)，具体例如，通过光电传感器将接受到的所述血管光信号转换成相应的电信号，经过信号加强处理后，再用模数转换器将电信号转换为对应的数字信号，从而完成待采血血管区域的图像采集，对第一血管图像进行图像增强处理后的第二血管图像能够使相应位置的静脉血管显示的更好；
S300：血管图像投影步骤，将所述第二血管图像投影于所述待采血血管区域，投影于所述待采血血管区域的图像为第三血管图像，具体的，使用微型投影仪将处理后的血管图，即所述第二血管图像投影至待采血血管区域，使得待采血血管区域皮肤表面的静脉血管能够清晰显示，为后续的采血入针操作提供指引，以提高入针成功率，从而提升被采血人的体验感；
S400：入针定位参数获取步骤，基于所述第三血管图像获取血管穿刺入针点数据，所述血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系产生；
S500：穿刺执行步骤，控制采血机器人的机械臂带动其末端的采血针朝向所述血管穿刺入针点数据所定位的目标位置进行穿刺采血。
该技术方案能够通过三维重建的方式得到目标用户空间坐标系，血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系得到，使入针点具有三维特征，以利于解决现有技术中入针点二维定位无法精准控制入针力度、角度与速度等问题，实现采血机器人智能精准采血，有效避免穿刺失误，减少患者痛苦及人力成本。
在一些实施方式中，所述目标用户空间坐标系采用如下方式获取：获取近红外双目结构光摄像头拍摄画面的图像坐标系以及具有所述待采血血管区域的手臂所在的世界坐标系；基于所述图像坐标系与所述世界坐标系进行相互转换实现三维重建，得到第一用户坐标系；获取采血机器人的机械臂所在的第二用户坐标系；对所述第一用户坐标系与所述第二用户坐标系进行坐标换算得到所述目标用户空间坐标系。
进一步的，所述坐标换算包括归一化处理。
更进一步的，所述三维重建采用如下方式获取：采用近红外双目结构光摄像头获取所述第三血管图像，经过双目影像校正对齐得到近红外深度图；对所述近红外双目结构光摄像头的内外参数进行标定并结合所述近红外深度图，将所述图像坐标系映射到所述世界坐标系中从而获得所述第一用户坐标系。
具体例如，使用近红外光源向被测空间(也即所述待采血血管区域所在空间)中投射亮度不均和随机分布的点状结构光，通过近红外双目摄像头成像，将得到所得的手臂及血管双目影像经过极线校正后使两张图像位于同一平面且互相平行，再进行双目稠密匹配(即对像素点进行匹配)，根据匹配结果计算每个像素的深度，从而重建出对应的近红外深度图，这里得到的近红外深度图为点云格式，可以得到物体(具体例如待采血手臂)在空间中的面形特征及相关深度，从而能够控制机械臂精确控制入针角度符合待采血血管角度，并按照待采血区域具有的曲面特征控制机械臂移动，从而避免针头误伤采血皮肤以及无法准确进行空间定位的问题。
通过相机(也即所述近红外双目结构光摄像头)内外参数的标定过程，建立近红外双目结构光摄像头拍摄画面的图像像素位置(图像坐标系)与待采血手臂及血管所在的物体空间位置(即世界坐标系)之间的关系。操作流程为根据摄像机模型(也即摄像机坐标系)，由已知特征点的坐标求解摄像机的模型参数，从而可以从图像出发恢复出空间点三维坐标，主要原理为使用张正友标定法获取摄像机的内参和外参矩阵(同时也会得到每一幅标定图像的选择和平移矩阵)，使用内参和外参系数对相机拍摄的图像进行矫正，得到畸变相对很小的手臂图像，即可根据图像坐标系中的坐标映射到世界坐标系真实坐标，从而快速的定位血管所在区域及入针点所在坐标(也即前述的入针点数据)。在基于世界坐标系与图像坐标系完成互相转换之后，便基于图像坐标数据在世界坐标系与图像坐标系中的值进行三维重建，三维重建后得到所述第一用户坐标系，所述第一用户坐标系与机械臂所述的第二用户坐标系(也即机械臂用户坐标系，其与三维重建得到的第一用户坐标系仅起点不同，所在空间相同)通过坐标换算，得到智能采血机器人使用的目标用户空间坐标系(即根据第一用户坐标系与目标用户空间坐标系，将机械臂位置坐标信息所在的第二用户坐标系与血管所在的第一用户坐标系归一化至所述目标用户空间坐标系)，并按照目标用户空间坐标系给出的血管入针点数据及机械臂所在位置用于采血穿刺。
在一些具体实施方式中，在所述机械臂运动到所述目标位置的过程中，包括：通过测距激光获取所述采血针与所述目标位置之间的实时距离Ls，当Ls小于预设距离值(具体的预设距离值可以通过多次操作的方式获取经验值)时，关闭测距激光(测距激光在距离过近时检测误差较大)，进而实现了所述采血针的控制位置的预定位，此时，进一步通过微距摄像机获取所述采血针与所述优选入针点之间的位置偏差及入针角度偏差，进而对采血针与优选入针点的相对位置(距离或者角度)进行实时微调，当所述位置偏差及入针角度偏差符合预设条件时，控制所述采血针入针并开始采血；当所述位置偏差或入针角度偏差不符合预设条件时，通过测距激光持续进行动态调整，直至符合预设条件或在所述位置偏差或入针角度偏差超过预设参数极值(也即位置偏差极值及入针角度偏差极值，下同)而停止。所述预设条件例如包括：针头与被采血人的表面皮肤夹角为最适宜入针操作的30度角，针头与最适宜血管的夹角为零。
优选地，所述增强处理包括图像平滑算法处理；和/或，血管形态学处理算法(例如开运算及闭运算)，将具有连接趋势的血管连接为一根；和/或，去除所述第一血管图像中的背景区域；和/或，图像二值化操作。
根据本发明的实施例，还提供一种采血机器人的控制装置，包括：
血管图像获取单元，用于获取待采血血管区域的图像，获取的所述待采血血管区域的图像为第一血管图像；
血管图像增强单元，用于对所述第一血管图像进行增强处理得第二血管图像；
具体的，获取待采血血管区域的血管光信号，例如可以通过向待采血血管区域投射近红外光的方式激发产生，因为血液里的血红蛋白对特定波长的红外光吸收比周边组织更强，通过收集反射光和散射光，从而能够获取待采血血管区域的血管光信号，待采血血管区域例如待采血人员的肘部区域；对获取的血管光信号处理形成待采血血管区域的所述第一血管图像(即待采血血管区域的原始图片)并对第一血管图像进行图像增强处理得到第二血管图像(即处理后图片)，具体例如，通过光电传感器将接受到的所述血管光信号转换成相应的电信号，经过信号加强处理后，再用模数转换器将电信号转换为对应的数字信号，从而完成待采血血管区域的图像采集，对第一血管图像进行图像增强处理后的第二血管图像能够使相应位置的静脉血管显示的更好；
血管图像投影单元，用于将所述第二血管图像投影于所述待采血血管区域，投影于所述待采血血管区域的图像为第三血管图像，具体的，使用微型投影仪将处理后的血管图，即所述第二血管图像投影至待采血血管区域，使得待采血血管区域皮肤表面的静脉血管能够清晰显示，为后续的采血入针操作提供指引，以提高入针成功率，从而提升被采血人的体验感；
入针定位参数获取单元，用于基于所述第三血管图像获取血管穿刺入针点数据，所述血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系产生；
穿刺执行单元，用于控制采血机器人的机械臂带动其末端的采血针朝向所述血管穿刺入针点数据所定位的目标位置进行穿刺采血。
该技术方案能够通过三维重建的方式得到目标用户空间坐标系，血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系得到，使入针点具有三维特征，以利于解决现有技术中入针点二维定位无法精准控制入针力度、角度与速度等问题，实现采血机器人智能精准采血，有效避免穿刺失误，减少患者痛苦及人力成本。
在一些实施方式中，所述目标用户空间坐标系采用如下方式获取：获取近红外双目结构光摄像头拍摄画面的图像坐标系以及具有所述待采血血管区域的手臂所在的世界坐标系；基于所述图像坐标系与所述世界坐标系进行相互转换实现三维重建，得到第一用户坐标系；获取采血机器人的机械臂所在的第二用户坐标系；对所述第一用户坐标系与所述第二用户坐标系进行坐标换算得到所述目标用户空间坐标系。
进一步的，所述坐标换算包括归一化处理。
更进一步的，所述三维重建采用如下方式获取：采用近红外双目结构光摄像头获取所述第三血管图像，经过双目影像校正对齐得到近红外深度图；对所述近红外双目结构光摄像头的内外参数进行标定并结合所述近红外深度图，将所述图像坐标系映射到所述世界坐标系中从而获得所述第一用户坐标系。
具体例如，使用近红外光源向被测空间(也即所述待采血血管区域所在空间)中投射亮度不均和随机分布的点状结构光，通过近红外双目摄像头成像，将得到所得的手臂及血管双目影像经过极线校正后使两张图像位于同一平面且互相平行，再进行双目稠密匹配(即对像素点进行匹配)，根据匹配结果计算每个像素的深度，从而重建出对应的近红外深度图，这里得到的近红外深度图为点云格式，可以得到物体(具体例如待采血手臂)在空间中的面形特征及相关深度，从而能够控制机械臂精确控制入针角度符合待采血血管角度，并按照待采血区域具有的曲面特征控制机械臂移动，从而避免针头误伤采血皮肤以及无法准确进行空间定位的问题。
通过相机(也即所述近红外双目结构光摄像头)内外参数的标定过程，建立近红外双目结构光摄像头拍摄画面的图像像素位置(图像坐标系)与待采血手臂及血管所在的物体空间位置(即世界坐标系)之间的关系。操作流程为根据摄像机模型(也即摄像机坐标系)，由已知特征点的坐标求解摄像机的模型参数，从而可以从图像出发恢复出空间点三维坐标，主要原理为使用张正友标定法获取摄像机的内参和外参矩阵(同时也会得到每一幅标定图像的选择和平移矩阵)，使用内参和外参系数对相机拍摄的图像进行矫正，得到畸变相对很小的手臂图像，即可根据图像坐标系中的坐标映射到世界坐标系真实坐标，从而快速的定位血管所在区域及入针点所在坐标(也即前述的入针点数据)。在基于世界坐标系与图像坐标系完成互相转换之后，便基于图像坐标数据在世界坐标系与图像坐标系中的值进行三维重建，三维重建后得到所述第一用户坐标系，所述第一用户坐标系与机械臂所述的第二用户坐标系(也即机械臂用户坐标系，其与三维重建得到的第一用户坐标系仅起点不同，所在空间相同)通过坐标换算，得到智能采血机器人使用的目标用户空间坐标系(即根据第一用户坐标系与目标用户空间坐标系，将机械臂位置坐标信息所在的第二用户坐标系与血管所在的第一用户坐标系归一化至所述目标用户空间坐标系)，并按照目标用户空间坐标系给出的血管入针点数据及机械臂所在位置用于采血穿刺。
在一些具体实施方式中，在所述机械臂运动到所述目标位置的过程中，包括：通过测距激光获取所述采血针与所述目标位置之间的实时距离Ls，当Ls小于预设距离值(具体的预设距离值可以通过多次操作的方式获取经验值)时，关闭测距激光(测距激光在距离过近时检测误差较大)，进而实现了所述采血针的控制位置的预定位，此时，进一步通过微距摄像机获取所述采血针与所述优选入针点之间的位置偏差及入针角度偏差，进而对采血针与优选入针点的相对位置(距离或者角度)进行实时微调，当所述位置偏差及入针角度偏差符合预设条件时，控制所述采血针入针并开始采血；当所述位置偏差或入针角度偏差不符合预设条件时，通过测距激光持续进行动态调整，直至符合预设条件或在所述位置偏差或入针角度偏差超过预设参数极值(也即位置偏差极值及入针角度偏差极值，下同)而停止。所述预设条件例如包括：针头与被采血人的表面皮肤夹角为最适宜入针操作的30度角，针头与最适宜血管的夹角为零。
优选地，所述增强处理包括图像平滑算法处理；和/或，血管形态学处理算法(例如开运算及闭运算)，将具有连接趋势的血管连接为一根；和/或，去除所述第一血管图像中的背景区域；和/或，图像二值化操作。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于血管图像的采血机器人控制装置，其特征在于，包括：
血管图像获取单元，用于获取待采血血管区域的图像，获取的所述待采血血管区域的图像为第一血管图像；
血管图像增强单元，用于对所述第一血管图像进行增强处理得第二血管图像；
血管图像投影单元，用于将所述第二血管图像投影于所述待采血血管区域，投影于所述待采血血管区域的图像为第三血管图像；
入针定位参数获取单元，用于基于所述第三血管图像获取血管穿刺入针点数据，所述血管穿刺入针点数据基于目标用户空间坐标系产生；
穿刺执行单元，控制采血机器人的机械臂带动其末端的采血针朝向所述血管穿刺入针点数据所定位的目标位置进行穿刺采血；
获取近红外双目结构光摄像头拍摄画面的图像坐标系以及具有所述待采血血管区域的手臂所在的世界坐标系；
基于所述图像坐标系与所述世界坐标系进行相互转换实现三维重建，得到第一用户坐标系；
获取采血机器人的机械臂所在的第二用户坐标系；
对所述第一用户坐标系与所述第二用户坐标系进行坐标换算得到所述目标用户空间坐标系；
所述三维重建采用如下方式获取：
采用近红外双目结构光摄像头获取所述第三血管图像，经过双目影像校正对齐得到近红外深度图；
对所述近红外双目结构光摄像头的内外参数进行标定并结合所述近红外深度图，将所述图像坐标系映射到所述世界坐标系中从而获得所述第一用户坐标系。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，在所述机械臂带动其末端的采血针朝向所述血管穿刺入针点数据所定位的目标位置过程中，
通过测距激光获取所述采血针与所述目标位置之间的实时距离Ls，当Ls小于预设距离值时，关闭测距激光；
获取所述采血针与所述目标位置之间的位置偏差及入针角度偏差，当所述位置偏差及入针角度偏差符合预设条件时，控制所述采血针入针并开始采血；当所述位置偏差或入针角度偏差不符合预设条件时，通过测距激光持续进行动态调整，直至符合预设条件或在所述位置偏差或入针角度偏差超过预设参数极值而停止。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述坐标换算包括归一化处理。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述增强处理包括图像平滑算法处理；和/或，血管形态学处理算法，将具有连接趋势的血管连接为一根；和/或，去除所述第一血管图像中的背景区域；和/或，图像二值化操作。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114569201B (zh) * 2022-02-16 2023-11-17 佛山市柏康机器人技术有限公司 一种图像导航穿刺进针点检测方法及装置
CN116196106B (zh) * 2023-02-22 2024-03-26 极限人工智能有限公司 一种毛囊移植视觉辅助系统及毛囊移植机器人

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106725762A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 西安中科微光影像技术有限公司 一种自动穿刺方法
KR20190046412A (ko) * 2017-10-26 2019-05-07 임승재 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치
CN111266315A (zh) * 2020-02-20 2020-06-12 南京工程学院 基于视觉分析的矿石物料在线分拣系统及其方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106691469A (zh) * 2016-12-30 2017-05-24 西安中科微光影像技术有限公司 穿刺机构及穿刺方法
CN110881955A (zh) * 2019-12-27 2020-03-17 哈尔滨工业大学 一种基于静脉穿刺机器人的静脉血管识别系统
CN112022346B (zh) * 2020-08-31 2022-02-18 同济大学 一种全自动静脉穿刺识别一体机器人的控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106725762A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 西安中科微光影像技术有限公司 一种自动穿刺方法
KR20190046412A (ko) * 2017-10-26 2019-05-07 임승재 근적외선 모듈과 카메라를 이용한 혈관 탐지 장치
CN111266315A (zh) * 2020-02-20 2020-06-12 南京工程学院 基于视觉分析的矿石物料在线分拣系统及其方法

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