CN113262397A - 一种驱动式皮肤光照射设备 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种驱动式皮肤光照射设备，包括图像采集装置、控制系统、驱动装置、光源和至少一组导轨机构；驱动装置与导轨机构驱动连接，用于为导轨机构的运动提供驱动力；每组导轨机构上设置有对应的光源，光源与导轨机构活动连接；在驱动装置的驱动作用下，光源能够在对应的导轨机构的带动下在平面内转动；图像采集装置用于获取皮肤组织的目标图像，目标图像对应的待照射区域中包括待照射的目标组织；控制系统用于根据目标图像生成第一照射路径和第一目标驱动参数，基于第一目标驱动参数控制驱动装置对至少一组导轨机构进行驱动，以使光源沿第一照射路径移动并进行照射处理。本公开能够降低对光源中照射单元的照射能量密度要求，降低设备成本。

Description

一种驱动式皮肤光照射设备
技术领域
本公开涉及医美技术领域，尤其涉及一种驱动式皮肤光照射设备。
背景技术
光照射设备在皮肤消融、嫩肤、祛痘、祛斑和脱毛等医美领域具有广阔的应用前景。目标采用的光照射设备在进行相关的医美过程中，普遍采用同时照射的方式实现设备出光口处的皮肤照射处理，不利于提高设备的照射能量密度和散热。有的现有技术通过设置很多能够单独点亮的照射单元和复杂的电路结构，来实现照射单元的分时点亮，以降低设备散热需求和提高照射能量密度，但该方式对照射单元的发光效率和密度要求很高。因此，需要提供一种改进的皮肤光照射设备，以解决上述现有技术中存在的问题，改善用户体验。
发明内容
本公开提供了一种驱动式皮肤光照射设备，所述设备包括图像采集装置、控制系统、驱动装置、光源和至少一组导轨机构；
所述驱动装置与所述导轨机构驱动连接，用于为所述导轨机构的运动提供驱动力；每组导轨机构上设置有对应的光源，所述光源与导轨机构活动连接；在所述驱动装置的驱动作用下，所述光源能够在对应的导轨机构的带动下在平面内转动；
所述图像采集装置用于获取皮肤组织的目标图像，所述目标图像对应的待照射区域中包括待照射的目标组织；
所述控制系统用于根据所述目标图像生成遍历所述待照射区域中的目标组织的第一照射路径和所述第一照射路径对应的第一目标驱动参数；基于所述第一目标驱动参数控制所述驱动装置对所述至少一组导轨机构进行驱动，以使所述光源在所述至少一组导轨机构的带动下沿所述第一照射路径移动；以及，控制所述光源在沿所述第一照射路径移动时，对所述待照射区域内的目标组织进行照射处理。
本公开提供的驱动式皮肤光照射设备具有如下技术效果：
本公开的皮肤组织光照射设备设置了图像采集装置、控制系统、驱动装置、光源和导轨机构，图像采集装置能够获取待照射区域的目标图像，控制系统能够基于该目标图像生成照射路径和对应的驱动参数，且控制系统通过控制驱动装置的驱动参数，使导轨机构能够带动光源在平面内转动，以使光源相对于待照射区域沿照射路径移动，进而实现光源对待照射区域中目标组织的定点照射处理，在提高单位能量密度，减少单位时间内光源能耗和降低散热需求的同时，降低对照射单元的照射能量密度要求，能够适用于大部分光源类型，且导轨机构结构简单，易于安装校准和驱动控制，简化安装调校步骤，降低生产和使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案和优点，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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它附图。
图1是本公开实施例提供的一种驱动式皮肤光照射设备的结构示意图；
图2是图1中导轨机构的结构示意图；
图3是本公开实施例提供的另一种驱动式皮肤光照射设备的结构示意图；
图4是图3中导轨机构的结构示意图；
图5是本公开实施例提供的另一种驱动式皮肤光照射设备的结构示意图；
图6是图5中导轨机构的结构示意图；
图7是本公开实施例提供的一种移动导轨的结构示意图；
图8是本公开实施例提供的一种第一照射路径的示意图；
图9是本公开实施例提供的另一种第一照射路径的示意图；
图10是本公开实施例提供的另一种第一照射路径的示意图；
图11是本公开实施例提供的另一种第一照射路径的示意图；
图12是本公开实施例提供的另一种第一照射路径的示意图。
图中：100-图像采集装置，200-光源，310-旋转导轨，311-第一旋转导轨，312-第二旋转导轨，313-旋转导轨本体，314-螺杆，320-第一光源连接件，330-纵向移动导轨，340-导轨连接件，350-第二光源连接件，410-导轨驱动电机，411-第一导轨驱动电机，412-第二导轨驱动电机，420-光源驱动电机，500-壳体，600-待照射区域。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以下参照附图对实施例进行说明，请参考图1-12，本公开实施例提供一种驱动式皮肤光照射设备，设备包括图像采集装置100、控制系统、驱动装置、光源200和至少一组导轨机构；驱动装置与导轨机构驱动连接，用于为导轨机构的运动提供驱动力；每组导轨机构上设置有对应的光源200，光源200与导轨机构活动连接；在驱动装置的驱动作用下，光源200能够在对应的导轨机构的带动下在平面内转动；图像采集装置100用于获取皮肤组织的目标图像，目标图像对应的待照射区域600中包括待照射的目标组织；控制系统用于根据目标图像生成遍历待照射区域600中的目标组织的第一照射路径和第一照射路径对应的第一目标驱动参数；基于第一目标驱动参数控制驱动装置对至少一组导轨机构进行驱动，以使光源200在至少一组导轨机构的带动下沿第一照射路径移动；以及，控制光源200在沿第一照射路径移动时，对待照射区域内的目标组织进行照射处理。
本公开实施例中，光照射设备具有空腔，光源200能够在该空腔中运动。光源200可以为激光光源200、发光二极管光源200(Light Emitting Diode,LED)、强脉冲光源200(Intense Pulsed Light,IPL)和垂直共振腔面射型激光光源200(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser,VCSEL)中的一种或几种光源200。进一步地，设备还可以包括光学机构，用于对光源200出射的光线进行调节，包括但不限于收光、光线准直、出射方向调节和出射强度调节等，以使光源200照射于目标皮肤组织的光束为平行光束或聚焦光束。
本公开实施例中，每组导轨机构上可以设置一个或多个光源200，光源200能够在导轨机构上运动和随导轨机构的运动而在设备内运动，进而改变与待照射区域600的相对位置，需要说明的是，在一次的照射任务中，待照射区域600相对于设备整体的位置大致不会发生变化。驱动装置与导轨机构相连接，能够为导轨机构的运动提供驱动力。具体地，导轨机构能够在驱动装置提供的驱动力下在平面内转动，进而带动光源200在平面内转动。
本公开实施例中，控制系统用于控制设备整体的运行，包括但不限于接收图像采集装置100获取的目标图像和对目标图像的处理，控制光源200的照射强度、发光面积、照射单元的开闭和光学机构参数调整，生成用于控制驱动装置的驱动参数及控制驱动装置对导轨机构的驱动等。
本公开实施例中，待照射的目标组织可以包括但不限于毛囊、皮肤斑、痤疮和疤痕等。具体地，目标图像可以是包括二维信息的平面图像，也可以是包括三维信息的深度图像。当待照射区域600的面积小于等于图像采集装置100一次成像的视场范围时，可以通过图像采集装置100的一次成像得到目标图像。在一些情况下，也可以通过图像采集装置100对大于其视场范围的待照射区域600，进行分区多次成像，将分区多次成像得到的各图像进行图像拼接处理，得到目标图像。在分区多次成像过程中，通过设置预设重合位移量，使相邻两次拍摄所得到的图像具有预设范围的重合区域，在进行图像拼接处理时，基于相机拍摄图像时的位姿和位置信息对相邻两次拍摄所得到的图像进行相似度计算，确定两张图像间的重叠区域，然后根据该重叠区域对两张图像进行拼接，进而基于相类似的方式完成整张图像的拼接处理，得到目标图像。
本公开实施例中，第一照射路径可以是基于相机坐标系建立的行进路径，也可以是基于光照射设备的预设的世界坐标系建立的行进路径，针对后一种情况，需要根据相机坐标系与世界坐标系间的预设映射关系进行坐标转换，以生成基于世界坐标系的第一照射路径。进一步地，控制系统生成第一照射路径对应的第一目标驱动参数，进而使驱动装置驱动导轨机构的运动，以令设置在导轨机构上的光源200沿第一照射路径移动和对目标组织进行照射处理，在该过程中，光源200可以处于常亮状态，或者基于预设的照射方式开启和关闭，以实现第一照射路径中目标组织的遍历照射。需要说明的是，光源200的移动可以指光源200整体移动，或者是光源200中部分组件的移动，例如照射单元的移动等。
综上，本公开的皮肤组织光照射设备设置了图像采集装置100、控制系统、驱动装置、光源200和导轨机构，图像采集装置100能够获取待照射区域600的目标图像，控制系统能够基于该目标图像生成照射路径和对应的驱动参数，且控制系统通过控制驱动装置的驱动参数，使导轨机构能够带动光源200在平面内转动，以使光源200相对于待照射区域600沿照射路径移动，进而实现光源200对待照射区域600中目标组织的定点照射处理，在提高单位能量密度，减少单位时间内光源200能耗和降低散热需求的同时，降低对光源200中照射单元的照射能量密度要求，能够适用于大部分光源200类型，且导轨机构结构简单，易于安装校准和驱动控制，简化安装调校步。
基于上述部分或全部实施方式，在一些情况下，请参考图1-2，导轨机构包括旋转导轨310，光源200设置在旋转导轨310上；在驱动装置的驱动作用下，旋转导轨310能够以其长度方向上的一端为转动中心在平面内转动，进而带动对应的光源200在平面内转动。
在实际应用中，每组导轨机构包括一个旋转导轨310，每个旋转导轨310上设有一个或多个光源200。旋转导轨310能够以其长度方向上的某位置为旋转中心在平面内转动，优选地，以其长度方向上的一端为转动中心，便于旋转导轨310的安装，且能够增加光源200的照射覆盖范围。请参考图1，设备还包括壳体500，旋转导轨310的长度方向上的一端转动连接在壳体500的内壁上。相应的，旋转导轨310能够以其连接在壳体500上的一端为转动中心，在xy平面内来回转动，进而带动连接的光源200在xy平面内转动，xy平面可以为与设备出光口平面平行的平面。如此，能够快速的改变光源200与待照射区域600的相对位置，便于对待照射区域600不同位置的照射处理。
在一些实施例中，请参考图1-2，驱动装置包括导轨驱动电机410和光源驱动电机420；导轨驱动电机410与旋转导轨310驱动连接，导轨驱动电机410用于为旋转导轨310在平面内的转动提供驱动力；光源驱动电机420与旋转导轨310或第一光源连接件320驱动连接，光源驱动电机420用于为第一光源连接件320在旋转导轨310的长度方向上的往复运动提供驱动力。
本公开实施例中，导轨机构还包括用于固定连接光源200的第一光源连接件320，第一光源连接件320与旋转导轨310活动连接；在光源驱动电机420的驱动作用下，第一光源连接件320能够带动对应的光源200沿旋转导轨310的长度方向做往复运动。
在一些实施例中，请参考图7，旋转导轨310和第一光源连接件320螺接。具体地，旋转导轨的长度方向上设有螺杆314，第一光源连接件320套设在螺杆314上并设有内螺纹，光源驱动电机420提供的驱动力能够使螺杆314转动，进而使第一光源连接件320带动光源200在螺杆314上沿上述长度方向做往复运动。在另一些实施例中，旋转导轨310设有滑轨，第一光源连接件320滑动连接在滑轨内，光源驱动电机420与第一光源连接件320相连接，能够直接驱动第一光源连接件320在滑轨内做往复运动。
如此，利用旋转导轨310在平面内的旋转，以及第一光源连接件320在旋转导轨310长度方向上的来回移动，实现了光源200在设备内腔中的二维运动，进而能够实现光源200对待照射区域600中目标组织的遍历照射。
在一些情况下，旋转导轨310上也可以包括多个第一光源连接件320，进而设置多个光源200，多个光源200能够在同一旋转导轨310上来回移动，进行协同照射，有效提高照射效率。
在另一些实施例中，光照射设备包括不止一组导轨机构，每组导轨机构包括一个旋转导轨310和活动连接在旋转导轨310上的第一光源连接件320。各组导轨机构可以在设备内分区设置，其各自的活动范围覆盖设备出光口的不同区域，以避免导轨旋转时发生碰撞。或者各组导轨机构在空间上分层设置，以防止导轨旋转时的碰撞，各组导轨机构各自的活动范围所覆盖的出光口区域可以有重叠；相应的，各旋转导轨310可以均活动连接在设备的壳体500上，并均以其与壳体500连接的一端为转动中心进行转动，或者，一组导轨机构的旋转导轨310可以转动连接在壳体500上，另一旋转导轨310可以与该旋转导轨310转动连接，并以该连接端为转动中心。
请参考图3-4，光照射设备包括在空间上分层设置的两组导轨机构，第一导轨机构中的第一旋转导轨311的长度方向上的一端转动连接在壳体500上，并以该端为转动中心；第一旋转导轨311的长度方向上的另一端与第二旋转导轨312的长度方向上的一端转动连接，第二旋转导轨312以其与第一旋转导轨311的连接端为转动中心；且第二旋转导轨312设置在第一旋转导轨311的下方，实现分层设置。如此，能够扩大旋转导轨310的覆盖范围，且有利于灵活控制光源200的位置变换。进一步地，第一旋转导轨311上设有一个第一光源连接件320，与光源200固定连接，第二旋转导轨312上设有另一第一光源连接件320，与另一光源200固定连接，在各自对应的导轨驱动电机410的驱动作用下，各旋转导轨310能够在z向上的不同平面内转动，进而带动各光源200在不同的平面内运动。
基于上述部分或全部实施方式，在另一些情况下，请参考图5-6，导轨机构还包括纵向移动导轨330，纵向移动导轨330的长度方向上的一端活动连接在旋转导轨310上，纵向移动导轨330的长度方向上的另一端朝向待照射区域600，光源200设置在纵向移动导轨330上；在驱动装置的驱动作用下，旋转导轨310能够以其长度方向上的一端为转动中心在平面内转动，进而带动纵向移动导轨330和光源200在平面内转动。
在实际应用中，驱动装置包括第一导轨驱动电机411、第二导轨驱动电机412和光源驱动电机420；第一导轨驱动电机411用于为旋转导轨310在平面内的转动提供驱动力；第二导轨驱动电机412用于为纵向移动导轨330沿旋转导轨310的长度方向上的往复运动提供驱动力；光源驱动电机420用于为第二光源连接件350在纵向移动导轨330的长度方向上的往复运动提供驱动力。第一导轨驱动电机411与旋转导轨310驱动连接，第二导轨驱动电机412与旋转导轨310或导轨连接件340驱动连接。
在实际应用中，导轨机构还包括导轨连接件340，导轨连接件340与旋转导轨310活动连接，纵向移动导轨330朝向旋转导轨310的一端与导轨连接件340固定连接，在第二导轨驱动电机412的驱动作用下，导轨连接件340能够沿旋转导轨310的长度方向做往复运动，进而带动纵向移动导轨330相对于旋转导轨310移动。
在一些实施例中，与光源连接件和旋转导轨310的连接方式相类似的，旋转导轨310和导轨连接件340螺接。具体地，旋转导轨310的长度方向上设有螺杆314，导轨连接件340套设在螺杆314上并设有内螺纹，第二导轨驱动电机412提供的驱动力能够使螺杆314转动，进而使导轨连接件340带动纵向移动导轨330在螺杆314上沿上述长度方向做往复运动。在另一些实施例中，旋转导轨310设有滑轨，导轨连接件340滑动连接在滑轨内，第二导轨驱动电机412与导轨连接件340相连接，能够直接驱动导轨连接件340在滑轨内做往复运动。
在实际应用中，导轨机构还包括与纵向移动导轨330活动连接的第二光源连接件350，光源200固定连接在第二光源连接件350上；在驱动装置的驱动作用下，第二光源连接件350能够带动光源200沿纵向移动导轨330的长度方向做往复运动，进而增加或缩短光源200与待照射区域600间的纵向距离。这里的纵向可以是指与旋转导轨310的转动平面相垂直的方向。
进一步地，光源驱动电机420与纵向移动导轨330或第二光源连接件350驱动连接，第二光源连接件350与纵向移动导轨330的连接方式，以及光源驱动电机420对纵向移动导轨330或第二光源连接件350的驱动方式与前述实施例相类似，在此不再赘述。需要说明的是，旋转导轨310与第一光源连接件320的连接方式，纵向移动导轨330与第二光源连接件350的连接方式，以及纵向移动导轨330和导轨连接件340的连接方式不限于上述描述，可以为其它能够实现沿导轨长度方向进行往复运动的连接方式，本公开在此不做限制。
在一些情况下，请参考图5-6，设备包括一组导轨机构，旋转导轨310的长度方向上的一端转动连接在壳体500上，一个纵向移动导轨330通过导轨连接件340活动连接在旋转导轨310上，纵向移动导轨330上还设置光源连接件，用于连接光源200。在第一导轨驱动电机411的驱动作用下，旋转导轨310能够在xy平面内转动，进而带动纵向移动导轨330和光源200转动，在第二导轨驱动电机412的驱动作用下，纵向移动导轨330能够沿旋转导轨310的长度方向做往复运动，进而带动光源200在旋转导轨310的长度方向上来回移动；此外，纵向移动导轨330的长度方向沿与xy平面垂直的z方向设置，在光源驱动电机420提供的驱动力下，光源200能够在光源连接件的带动下沿z向来回移动。如此，实现光源200在设备内腔中的三维运动，以照射待照射区域600中的不同位置。
在另一些情况下，一个旋转导轨310上设置多个导轨连接件340，进而连接多个纵向移动导轨330，纵向移动导轨330与光源200一一对应设置，如此，通过设置多个纵向移动导轨330和相应的光源200，能够提高照射效率。
在另一些情况下，光照射设备包括多组导轨机构，每组导轨机构包括一个旋转导轨310和设置在旋转导轨310上的一个或多个纵向移动导轨330。如前所述的，多组导轨机构可以分区设置，不同旋转导轨310的转动范围可以覆盖设备出光口的不同区域，即能够覆盖xy平面的不同区域，以使旋转导轨310上连接的光源200能够照射至待照射区域600中的不同子区域。在一个实施例中，可以将设备的一个侧面分割为多个子区域，每个区域中布置一组导轨机构，通过旋转导轨310的转动范围和旋转导轨310的长度限制对应的光源200在其子区域内移动。或者，多组导轨机构分层设置在光照射设备内，各旋转导轨310在各自的空间层内转动，以覆盖设备的出光口区域。或者，也可以是通过分区和分层结合的方式设置多组导轨机构，本公开在此不做限制。如此，通过设置多组导轨机构和/或多个纵向移动导轨，以增加光源数量和扩大光源移动范围，有效提高设备照射效率且有利于设备在大面积照射处理上的应用。
基于上述部分或全部实施方式，本公开实施例中，控制系统包括；图像识别装置：用于基于目标组织的先验特征对目标图像进行目标组织特征识别，得到待照射区域600中的目标组织对应的第一待照射点集合和第一待照射点集合的特征信息；第一待照射点集合的特征信息包括第一待照射点位置信息；路径规划装置：用于根据第一待照射点位置信息进行遍历路径规划，得到遍历第一待照射点集合中的各第一待照射点的第一照射路径；控制装置：用于基于第一照射路径、第一待照射点位置信息、导轨机构运行参数和驱动装置运行参数生成第一目标驱动参数；基于第一目标驱动参数控制驱动装置对导轨机构进行驱动和基于第一待照射点位置信息控制光源200的开闭，以使光源200在导轨机构的带动下沿第一照射路径移动并对各第一待照射点进行遍历照射处理。
本公开实施例中，目标组织的先验特征可以基于目标组织的类别确定，针对特定的目标组织，该先验特征可以是现有技术中常规使用的组织特征。举例来说，当目标组织为毛囊时，上述先验特征可以包括毛囊边缘特征及中心点特征等，如包括但不限于毛囊内是否含毛发、毛囊区域色素分布和毛囊形状等。
在实际应用中，待照射点集合为需要进行照射处理的待照射点的集合，待照射点可以与目标组织一一对应，一个目标组织也可以对应于多个待照射点或一个待照射点对应于多个目标组织，例如当目标组织为毛囊时，一个待照射点可以对应于一个毛囊，或一个待照射点对应于多个毛囊。需要说明的是，目标组织与待照射点的对应关系可以根据目标组织的特征和属性确定，待照射点的面积、待照射点间的距离等可以基于光斑尺寸和设备扫描步长等参数确定。
在实际应用中，第一待照射点位置信息包括第一待照射点集合中各第一待照射点各自的坐标信息，当目标图像为二维图像时，该坐标信息为二维坐标，基于该二维坐标生成的第一照射路径包括二维信息，相应的，导轨机构可以仅包括前述的旋转导轨310，光源200通过第一光源连接件320直接设置在旋转导轨310上，即光源200在旋转导轨310和第一光源连接件320的带动下能够实现相对于待照射区域600的二维移动。控制系统基于第一目标驱动参数能够控制驱动装置对导轨机构进行驱动，以使光源200在旋转导轨310和第一光源连接件320带动下基于预设顺序沿第一照射路径进行二维移动，进而使出射光线遍历照射第一照射路径中的第一待照射点。当目标图像为三维图像时，该坐标信息为三维坐标，第一照射路径可以包括三维位置信息，在一些情况下，控制装置能够根据第一照射路径和第一待照射点位置信息调节光源200的发光强度，以光强变化补偿和适应纵向位置变化，如当某第一待照射点与待照射区域600间的纵向距离大于前一第一待照射点与待照射区域600间的纵向距离，可以增强光源200的发光光强，以补偿该纵向距离的增加，相应的，光源200可以通过第一光源连接件320直接设置在旋转导轨310上；在另一些情况下，如前所述，导轨机构包括旋转导轨310和纵向移动导轨330，光源200能够在驱动装置的驱动作用下在纵向移动导轨330的长度方向上来回移动，进而增加和缩短与待照射区域600间的纵向距离，这里的纵向指附图中的z方向，通过光源200的纵向移动、纵向移动导轨330在旋转导轨310上的移动、以及旋转导轨310在平面内的转动，实现光源200的三维运动，光源200能够基于待照射点的三维坐标沿第一照射路径移动，实现对皮肤上目标组织的精准照射。
在实际应用中，可以预先对光源200的扫描步长点位置和控制系统用于控制驱动装置的驱动参数进行标定，以生成扫描步长点位置与驱动参数间的对应关系，进而可以根据该对应关系控制导轨机构的运动。
在一些实施例中，基于目标组织的先验特征对目标图像进行目标组织特征识别，得到待照射区域600中的目标组织对应的第一待照射点集合和第一待照射点集合的特征信息可以具体包括：调用图像分割算法对目标图像进行目标组织图像分割，得到目标图像中的各目标组织区域和各目标组织区域的特征信息。根据目标组织的先验特征检验各目标组织区域是否有效，将检测结果为是的目标组织区域确定为有效目标组织区域。在实际应用中，可以采用先验特征网络对个目标组织区域进行有效性检验。然后，根据目标组织与待照射点的对应关系和检测结果为是的目标组织区域对应的特征信息，生成第一待照射点集合和第一待照射点集合的特征信息。
在一个实施例中，目标组织为毛囊，相应的，毛囊与待照射点的对应关系为一一对应或一个待照射点对应多个毛囊，则第一待照射点集合中第一待照射点的数量取决于目标图像中识别的到毛囊区域数量和毛囊分布。
需要说明的是，也可以采用训练好的图像分割模型进行目标组织图像分割，不同的目标组织可以对应不同的机器学习模型。或者，也可以基于角点检测算法等对目标图像进行目标组织特征识别，得到目标图像中的各目标组织区域和各目标组织区域的特征信息。在一些情况下，目标组织为毛囊时，相应的毛囊分割模型可以是基于边缘检测算子(如一阶梯度算子、二阶梯度算子)构建的分割模型，也可是基于深度CNN网络构建的分割模型(包括但不限于U-Net、Mask-RCNN等)，相应的，上述先验特征网络可与上述毛囊分割模型融合，通过先验知识，约束毛囊集合的生成，即约束第一待照射点集合的生成。
在一些实施例中，当目标组织与待照射点一一对应时，第一待照射点位置信息为基于目标组织中心点计算得到的中心点位置信息，如毛囊中心点位置信息。
在一些实施例中，图像识别装置还用于在基于目标组织的先验特征对目标图像进行目标组织特征识别之前，对目标图像的预处理，该预处理可以具体包括图像增强，举例来说，可以采用灰度图直方图均衡化等进行图像增强，例如频域增强或几何尺度增强等。需要说明的是，图像增强方法不限于上述描述，可以是其它能够实现本公开的目标组织特征识别的图像增强方法，本公开在此不做限制。进一步地，目标图像的预处理还可以包括但不限于图像降噪、图像旋转、尺寸调整、图像非均匀校正或灰度归一化等。
在实际应用中，路径规划装置根据第一待照射点位置信息进行遍历路径规划的方法可以具体包括：根据第一待照射点位置信息确定第一待照射点集合中的待照射起点。基于光源200的扫描参数信息和第一待照射点位置信息，生成自待照射起点起始的、迂回式遍历扫描第一待照射点的行进路线。然后，将迂回式遍历扫描第一待照射点的行进路线作为第一照射路径。在一些情况下，可以默认目标图像的某一拐角(如左上方拐角)上的第一待照射点的位置为待照射起点。在另一情况下，可以基于预先设置的默认起始位置和第一待照射点位置信息确定待照射起点；具体地，可以将与默认起始位置间的距离最小的第一待照射点位置作为待照射起点。
在一些实施例中，扫描参数信息可以包括光源200的预设初始扫描方向，第一照射路径为自待照射起点起始的、沿预设初始扫描方向迂回式逐行或迂回式逐列扫描的行进路线。请参考图8，图8示出了一个实施例中的第一照射路径，图8中方框区域为目标图像的图像区域，图中的各点为第一待照射点，图中的箭头方向表征预设扫描方向，相应的，第一照射路径如图中连接各点的连线所示。
进一步地，在另一些实施例中，第一照射路径为自待照射起点起始的、沿预设初始扫描方向迂回式隔行扫描的行进路线，举例来说，相邻扫描行间可以包括一行或一行以上的第一待照射点。如此，在实现第一待照射点的遍历照射的同时，增加相邻扫描行间的间距，以降低使用者痛感。
在一些实施例中，扫描参数信息可以包括光源200的扫描步长信息，该光源200的扫描步长信息由导轨机构运行参数限定，举例来说，导轨机构运行参数包括旋转导轨310的最小转角，以及第一光源连接件320在旋转导轨310上移动的最小步长和/或第二光源连接件350在纵向移动导轨330上移动的最小步长等。相应的，基于上述的遍历路径规划方法，上述的基于第一照射路径、第一待照射点位置信息、导轨机构运行参数和驱动装置运行参数生成第一目标驱动参数，可以具体包括：1)根据待照射起点和扫描步长信息确定光源200在第一照射路径上的各扫描步长点。2)根据第一待照射点位置信息检测各扫描步长点各自预设范围内的第一待照射点数量。3)若检测到预设范围内的第一待照射点数量大于预设数量，标记对应的扫描步长点为第一照射路径上的目标扫描点。4)根据各目标扫描点的位置信息和上述标定得到的扫描步长点与驱动参数间的对应关系生成第一目标驱动参数。
进一步地，根据第一目标驱动参数控制导轨机构的运动，以使出射光线遍历第一照射路径中的各待照射点，光源200可以是常亮状态或高频闪烁状态。或者可以控制光源200在无第一待照射点的位置为关闭状态，当光源200移动至待照射点位置时，开启光源200并照射预设时长。在实际应用中，可以根据检索到的目标扫描点预先生成第一照射路径上各扫描步长点的光源200通断标志，从而控制光源200的通断。具体地，将目标扫描点标记为光源200通电标志位。在一些实施例中，预设数量可以为1。通过控制光源200的移动，能够使光源200的出射光线以扫描步长为单位沿第一照射路径移动，在该移动过程中，通过预先生成的光源200通断标志控制光源200中光源200的开启和关闭，以实现第一待照射点的定点照射。
在实际应用中，路径规划装置根据第一待照射点位置信息进行遍历路径规划的方法还可以具有另外一种方式，具体可以包括：根据第一待照射点位置信息确定第一待照射点集合中的待照射起点。基于第一待照射点位置信息标记待照射区域600中的非照射区域；非照射区域为不具有第一待照射点且对应的皮肤面积大于预设面积的区域，或者非照射区域为长/宽大于预设长度的区域。基于光源200的扫描参数信息和第一待照射点位置信息，生成自待照射起点起始的、迂回式遍历扫描第一待照射点且沿非照射区域边界绕行的行进路线。然后，将迂回式遍历扫描第一待照射点且沿非照射区域边界绕行的行进路线作为第一照射路径。
在一些实施例中，可以对非照射区域和需照射区域进行编码，如非照射区域的编码为0，需照射区域的编码为1。请参考图9，图9示出了一个实施例中的第一照射路径，图中方框区域为目标图像的图像区域，灰色矩形区域表征非照射区域，该区域内不包括待照射的目标组织，图中的各点为第一待照射点，第一照射路径如图中连接各点的连线所示，图9中的箭头表征光源200的扫描行进方向。
在一些实施例中，扫描参数信息可以包括光源200的预设初始扫描方向，第一照射路径为自待照射起点起始的、沿预设初始扫描方向迂回式逐行或迂回式逐列扫描的、且沿非照射区域边界绕行的行进路线。具体地，相邻扫描行或相邻扫描列间的间距可以是扫描步长，也可以是根据相邻两行或两列的第一待照射点间的间距确定的距离，例如等于相邻两行或两列的第一待照射点间的间距。
在实际应用中，路径规划装置根据第一待照射点位置信息进行遍历路径规划的方法还可以具有另外一种方式，具体可以包括：根据第一待照射点位置信息确定第一待照射点集合中的各第一待照射起点。调用遍历搜索算法，根据第一待照射点位置信息对第一待照射点集合中的各第一待照射点进行最短距离计算，并基于最短距离计算结果标记各第一待照射点的照射序列。然后，根据各第一待照射点的照射序列生成第一照射路径。
在一些实施例中，遍历搜索算法可以包括但不限于Dijkstra算法、SPFA算法、Floyd算法和Johnson算法等。
在一些实施例中，通过遍历搜索算法对各第一待照射点进行最短距离计算，并基于最短距离计算结果对生成的各第一待照射点进行编码，进而根据编码生成照射序列。
在一个实施例中，根据第一待照射点位置信息，默认待照射起点为目标图像左上方的第一个第一待照射点位置。用于计算最短距离的遍历搜索算法的表达式可以为：
Lm＝gm+hm+fm (一)
其中，Lm为路径估计函数，gm为第一待照射点m(节点m)到待照射起点的距离；hm为节点m到待照射终点的最小距离估计，其中fm表征约束函数，无约束条件时，fm＝0；默认情况下，第一照射路径限定为逐行扫描模式(或逐列)，fm与对应第一待照射点位置m(x,y)的纵轴位置强相关(如等价于毛囊位置坐标中的纵轴位置)，通过计算当前节点与下一节点之间的纵轴距离来限定光源200出射的光线近似逐行扫描。
具体地，建立待照射起点到其它各第一待照射点的距离信息，通过一个距离参数(如distance[n-1])记录完成一次遍历时各节点间的距离，计算出最短距离，并通过一个编码(如scan_node[n-1])标记有效的遍历位置。基于上述公式(一)计算待照射起点到当前节点m的距离估计函数Lm，从待照射起点开始计算每个节点的L值，并选择最优L值，将存储该L值(如存入scan_node)，然后搜索下一节点。重复迭代上述计算过程，在迭代过程中，除去已完成的节点，从剩余节点中搜寻距离最小，直到下一节点成为新的目标点，最终完成遍历搜索过程，基于上述编码生成照射序列。请参考图10，图10示出了一个实施例中的第一照射路径，图中虚线方框区域为目标图像的图像区域，图中的各点为第一待照射点，第一照射路径如图中连接各点的连线所示，箭头表征扫描方向或行进方向，该实施例中，基于数字1-9对各第一特征点进行编码标记，数字1表征待照射起点，数字9表征待照射终点。当仅包括一个光源200时，控制光源200出射的光线自待照射起点基于照射序列顺序执行照射任务，至完成待照射终点的照射处理。
进一步地，在另一实施例中，在各第一待照射点的照射序列中，相邻的第一待照射点间的距离大于等于预设距离。实际使用过程中，对相邻的待照射点进行连续照射时，两个连续照射的待照射点太近时，存在同一皮肤区域过度照射的风险，因此需要限定连续两个待照射点的距离，即一个节点至相邻的下一节点间的距离不能小于预设距离Th。
在一种情况下，可以默认待照射起点为目标图像左上方的第一个第一待照射点位置，用于计算最短距离的遍历搜索算法的表达式同上述公式(一)。不同的是，上述约束条件函数中的fm＝am+bm，其中，am为扫描方式的约束函数(例如逐行或逐列)，bm为最小距离代价函数，bm最简洁的表达方式为:
Figure BDA0003048679040000111
上述约束函数计算量最小，可较好满足照射处理过程中的实时性需求，为满足更高精准的边界约束条件，约束系数a可基于反sigmoid函数确定。
Figure BDA0003048679040000112
具体地，基于与前述生成照射序列实施例中相类似的计算方式，对加入约束条件fm的距离估计函数Lm进行遍历搜索计算，得到在扫描顺序上相邻的第一待照射点间距离大于等于预设距离Th的第一照射路径。同样以图10中各第一待照射点为例，基于本实施例的计算方法得到的第一照射路径(如图11所示)。
基于上述部分或全部实施方式，在实际应用中，当光照射设备包括一个光源200时，控制系统基于第一目标驱动参数控制驱动装置中的各驱动电机对各自的导轨或连接件进行驱动，以使光源200沿第一照射路径行进。
在一些情况下，当光照射设备包括两个或两个以上的光源200，控制系统还用于将待照射区域600分割为多个待照射子区域，待照射区域600的分割方式可以基于导轨机构的结构设置，相应的，第一照射路径包括各待照射子区域各自对应的第一照射子路径，第一目标驱动参数包括各第一照射子路径各自对应的第一子目标驱动参数，第一照射子路径分别与待照射子区域和第一子目标驱动参数一一对应；控制系统还用于根据各第一子目标驱动参数控制驱动装置对导轨机构进行驱动，以使各光源200沿各自对应的第一照射子路径行进，实现各第一待照射点的照射处理。举例来说，当多组导轨机构分区设置在设备中时，可以基于导轨机构的各组分区，将待照射区域600分割为多个待照射子区域，基于各待照射子区域各自对应的第一子目标驱动参数可以控制相应的导轨机构和光源200的移动，以使各光源200沿各自对应的第一照射子路径移动并进行照射处理。
在另一些情况下，当光照射设备包括两个或两个以上的光源200时，控制系统还用于基于第一目标驱动参数控制各光源200、以及其各自对应的导轨(包括固定导轨和移动导轨)、导轨连接件340和光源连接件协同完成对第一照射路径的遍历。
举例来说，请参考图8和图9，在迂回式遍历路径的场景下，控制系统可以基于第一目标驱动参数控制驱动装置分别对导轨机构进行驱动，以使各光源200以第一照射路径中的不同位置作为待照射起点，协同遍历第一照射路径中的各第一待照射点；例如，可以将图8中的左上角的第一待照射点作为一个待照射起点，控制一个光源200自该点开始沿图中的箭头方向开始扫描，将图8中右下角的第一待照射点作为另一待照射起点，控制另一光源200自该点开始沿图中的箭头反方向开始扫描，至两道出射光线协同完成图中各第一待照射点的照射处理。
在另一个示例中，请参考图12，可以控制一个光源200在对应的导轨机构的带动下从待照射起点1开始基于第一照射路径和照射序列，按图12中箭头的扫描方向进行顺序照射处理，控制另一光源200在对应的导轨机构的带动下从待照射终点9开始基于第一照射路径，按图中箭头的逆方向和照射序列的逆序进行逆序照射处理，如此，完成各第一待照射点的协同照射。
在又一个示例中，控制系统可以根据第一目标驱动参数控制驱动装置对一组或多组导轨机构进行驱动，以使一个或多个光源200分别以第一照射路径中随机选取的对应的第一待照射点为终点进行移动，并对该对应的第一待照射点进行照射处理，在完成每个第一待照射点的照射处理后，将其标记为已处理，循环该过程至控制一个或多个光源200完成第一照射路径中各第一待照射点的照射处理。
基于上述部分或全部实施方式，本公开实施例中，图像采集装置100还用于获取已照射区域的待评估图像；待照射区域600包括已照射区域；图像识别装置还用于：基于目标组织的先验特征和皮肤健康状态的先验特征对待评估图像进行目标组织特征识别和皮肤健康评估，得到已照射区域中的残留目标组织对应的第二待照射点集合和第二待照射点集合的特征信息；第二待照射点集合的特征信息包括第二待照射点位置信息和残留目标组织的健康评估结果；路径规划装置还用于：根据第二待照射点位置信息和健康评估结果进行遍历路径规划，得到遍历第二待照射点集合中需重复照射的第二待照射点的第二照射路径；控制装置还用于：基于第二照射路径、第二待照射点位置信息、导轨机构运行参数和驱动装置运行参数生成第二目标驱动参数；基于第二目标驱动参数控制驱动装置对导轨机构进行驱动，以使光源200沿第二照射路径移动；以及，基于第二待照射点位置信息控制光源200的开闭，以使光源200对需重复照射的第二待照射点进行遍历照射处理。
在实际应用中，已照射区域可以与待照射区域600完全重叠，也可以为待照射区域600内的某一区域；待评估图像可以在对应待照射区域600的照射处理过程中获取，也可以是在对应待照射区域600的第一次照射处理完成后获取。需要说明的是，待评估图像的获取方式与目标图像的获取方式相类似。
在实际应用中，第二待照射点集合和第二待照射点集合的特征信息与前述的第一待照射点集合和第一待照射点集合的特征信息的获取方式相类似，不同之处在于，第二待照射点集合的特征信息还包括残留目标组织的健康评估结果。皮肤健康状态的先验特征可以包括红肿特征或创口特征等，基于该皮肤健康状态的先验特征可以确定已照射区域的健康评估结果，如确定是否存在红肿和红肿位置等。
在实际应用中，根据健康评估状况和第二待照射点位置信息判断各第二待照射点是否满足被照射条件，若判断结果为是，将满足被照射条件的第二待照射点作为用于生成第二照射路径的第二目标照射点，基于各第二目标照射点的位置信息，根据前述的第二照射路径的生成方式，生成第二照射路径。具体地，被照射条件包括，第二待照射点周围的预设范围内是否存在创伤区，如红肿区或创口区，若存在，则确定第二待照射点不满足被照射条件。
在实际应用中，第二目标驱动参数的生成方式与第一目标驱动参数相类似，在此不再赘述。
在一些情况下，皮肤组织需要相隔一段时间后进行状态评估，以确定目标组织是否达到预设的照射处理效果，例如在脱毛场景下，评估被照射处理过的毛囊是否失活。然而，相隔一段时间后，同一皮肤区域的皮肤状态和特征可能会产生比较大的变化，单独通过图像特征匹配的方法对照射前后的图像不能很好的进行匹配，进而不能进行精准的照射效果评估。为了完成已处理区域的定位，图像识别装置还用于：对待评估图像和目标图像进行图像匹配，得到目标图像中与待评估图像相匹配的图像区域。基于第一待照射点集合的特征信息，确定第一待照射点集合中的相匹配的图像区域对应的第一目标照射点和第一目标照射点的特征信息。然后，提取第一目标照射点的特征信息和第二待照射点集合的特征信息间的差异信息，并根据差异信息生成已照射区域的照射评估结果。
在实际应用中，差异信息可以包括达到预设照射效果的照射点位置和照射点数量，如失活毛囊对应的待照射点位置和数量，以及照射处理后，皮肤中的创伤区面积、位置和数量，例如，由照射处理引起的红肿区域、面积和数量等。根据上述信息可以生成包括照射处理完成度和健康状态评估等信息的照射评估结果。在一些实施例中，可以显示该照射评估结果，改善用户体验。
在一些情况下，还可以在第一次照射处理前进行皮肤区域状态的初始评估，进而可以通过比对初始评估结果和照射处理后的评估结果，得到照射效果评估结果。相应的，图像采集装置100在获取待照射区域600的目标图像之前还可以用于：获取包括待照射区域600和待照射区域600周围的肢体特征区域的第一评估图像。
在实际应用中，第一评估图像对应的皮肤区域面积大于目标图像对应的皮肤区域面积。肢体特征区域可以例如为肢体关节等具有明显的、易识别特征的肢体区域，如手肘、腕关节、踝关节等，也可以是如黑色素痣等的特异性特征。第一评估图像可以通过多次拍摄拼接而成，也可以是通过一次成像得到的。
相应的，图像采集装置100在获取已照射区域的待评估图像之前还可以用于：获取包括已照射区域和肢体特征区域的第二评估图像。在实际应用中，第二评估图像与第一评估图像对应于大致相同的皮肤区域，至少包括与第一评估图像相同的两处或两处以上的肢体特征区域。
进一步地，上述对待评估图像和目标图像进行图像匹配，得到目标图像中与待评估图像相匹配的图像区域包括：获取肢体特征区域在第一评估图像中的位置信息、肢体特征区域在第二评估图像中的位置信息、目标图像在第一评估图像中的位置信息和待评估图像在第二评估图像中的位置信息。基于肢体特征区域在第一评估图像中的位置信息和肢体特征区域在第二评估图像的位置信息，构建第一评估图像和第二评估图像间图像对应关系。然后，根据目标图像在第一评估图像中的位置信息、待评估图像在第二评估图像中的位置信息和图像对应关系，对待评估图像和目标图像进行图像匹配，得到目标图像中与待评估图像相匹配的图像区域。
在实际应用中，通过对第一评估图像和第二评估图像进行图像配准，能够确定待评估图像和目标图像间的位置对应关系，进而确定目标图像中与待评估图像相匹配的图像区域。进一步地，为使相匹配的图像区域的定位更加精准，还可以进一步对目标图像中的相匹配的图像区域和待评估图像进行图像配准，以校正前述确定的相匹配的图像区域，进而更准确的定位第一目标照射点和确定对应的特征信息。
基于上述部分或全部实施方式，在一些情况下，设备所覆盖的表面组织区域的范围较大，超出图像采集装置100的成像范围，可以分次完成表面组织区域的图像采集和目标组织的照射处理，相应的，若设备包括两个或两个以上光源200，图像采集装置100还用于获取与当前待照射区域600相邻的待照射区域600对应的相邻目标图像；控制系统还用于根据相邻目标图像生成相邻的待照射区域600对应的第三照射路径；检测两个或两个以上光源200中是否存在空闲光源200；若检测结果为是，根据空闲光源200对应的导轨机构运行参数和驱动装置运行参数，以及第三照射路径生成第三目标驱动参数；以及，基于第三目标驱动参数控制空闲光源200对应的驱动装置对导轨机构进行驱动，以使空闲光源200在导轨机构的带动下沿第三照射路径移动。
在一些情况下，可以利用图像采集装置100连续获取相邻目标图像，以生成各相邻待照射区域600各自的第三照射路径和照射任务，可以基于先进先出的方式，基于多个光源200组件生成光源200队列，基于光源200队列中的光源200排序进行照射任务分配和光源200调度。举例来说，当前目标图像对应的待照射区域600可由第一光源200、第二光源200和第三光源200协同处理，第一光源200最先完成当前目标图像中的相应的照射操作，则最先进入光源200队列，光源200排序为1，第二光源200第二个进入光源200对列，光源200排序为2，第三光源200的光源200排序为3。相应的，在相邻待照射区域600的照射路径和偏转参数生成后，即相应的照射任务生成后，基于1-3的顺序依次调度第一光源200、第二光源200和第三光源200对相邻待照射区域600进行照射处理。需要说明的是，生成光源200队列和光源200调度的方式不限于上述描述，本公开在此不做限制。
在实际应用中，图像识别装置还用于对目标图像和相邻目标图像进行相似度计算，得到相似度计算结果；根据相似度计算结果确定目标图像与相邻目标图像间的重叠区域；以及基于相邻目标图像中的重叠区域之外的非重叠区域生成第三照射路径。
需要说明的是相邻目标图像的获取方式与目标图像获取方式相类似，第三照射路径的确定方式也与前述第一照射路径的确定方式相类似，空闲的光源200组件对第三待照射点的遍历照射方式也与前述的对第一待照射点的遍历照射方式相类似，在此不再赘述。
在一些实施例中，为避免漏照，可以通过摄像参数的设置，令相邻目标图像与目标图像具有重叠区域；相应的，图像识别装置还用于对目标图像和相邻目标图像进行相似度计算，得到相似度计算结果。根据相似度计算结果确定目标图像和相邻目标图像间的重叠区域。路径规划装置还用于基于相邻目标图像中的重叠区域之外的非重叠区域确定第三照射路径。具体地，可以通过上述相似度计算，确定出两次目标图像和相邻目标图像间的重合度，进而确定重叠区域，从而完成相邻两个待照射区域600的拼接。如此，避免重复区域内的重复照射。具体地，可以通过设置摄像参数，使图像采集装置100在相邻两次的拍摄过程中，利用限定图像采集装置100的机械位置来限定其两次拍摄的图像之间的间距，保证两次拍摄的照片有一定位移量dx,y的重合，避免因两次拍摄间距过大而造成漏照。
综上，本公开的皮肤组织光照射设备设置了图像采集装置、控制系统、驱动装置、光源和导轨机构，图像采集装置能够获取待照射区域的目标图像，控制系统能够基于该目标图像生成照射路径和对应的驱动参数，且控制系统通过控制驱动装置的驱动参数，使导轨机构能够带动光源在平面内转动，以使光源相对于待照射区域沿照射路径移动，进而实现光源对待照射区域中目标组织的定点照射处理，在提高单位能量密度，减少单位时间内光源能耗和降低散热需求的同时，降低对光源中照射单元的照射能量密度要求，能够适用于大部分光源类型，且导轨机构结构简单，易于安装校准和驱动控制，简化安装调校步。
实施例1
请参考图1，2和7，本实施例提供一种驱动式皮肤光照射设备，设备包括图像采集装置100、控制系统、驱动装置、光源200和一组导轨机构；驱动装置与导轨机构驱动连接，用于为导轨机构的运动提供驱动力；每组导轨机构上设置有对应的光源200，光源200与导轨机构活动连接；在驱动装置的驱动作用下，光源200能够在对应的导轨机构的带动下在平面内转动；图像采集装置100用于获取皮肤组织的目标图像，目标图像对应的待照射区域600中包括待照射的目标组织；控制系统用于根据目标图像生成遍历待照射区域600中的目标组织的第一照射路径和第一照射路径对应的第一目标驱动参数；基于第一目标驱动参数控制驱动装置对至少一组导轨机构进行驱动，以使光源200在至少一组导轨机构的带动下沿第一照射路径移动；以及，控制光源200在沿第一照射路径移动时，对待照射区域内的目标组织进行照射处理。
请参考图1-2，图像采集装置100设置在导轨机构上，与待照射区域600相对设置。导轨机构包括一个旋转导轨310和第一光源连接件320，第一光源连接件320与光源200固定连接且活动连接在旋转导轨310上。旋转导轨310长度方向上的一端转动连接在壳体500的内壁上，另一端为自由端，旋转导轨310能够以其与壳体500连接的一端为转动中心在xy平面内转动，进而带动光源200移动，第一光源连接件320能够带动光源200在旋转导轨310的长度方向上来回移动，如此，实现光源200在二维平面内的移动，以对待照射区域600的不同位置进行照射处理。
驱动装置包括导轨驱动电机410和光源驱动电机420，导轨驱动电机410设置在旋转导轨310上，用于对旋转导轨310在xy平面内的转动提供驱动力，光源驱动电机420设置在旋转导轨310的一端，用于对第一光源连接件320在旋转导轨310的长度方向上的来回移动提供驱动力。需要说明的是，图像采集装置100的位置不限于上述描述，也可以设置设备壳体500内壁等位置上。
请参考图7，旋转导轨310和第一光源连接件320螺接。具体地，移动导轨的长度方向上设有螺杆314，第一光源连接件320套设在螺杆314上并设有内螺纹，光源驱动电机420提供的驱动力能够使螺杆314转动，进而使第一光源连接件320带动光源200结构在螺杆314上沿上述长度方向做往复运动。
在一些情况下，旋转导轨310上也可以设置两个或两个以上光源200和对应的第一光源连接件320(未图示)，两个或两个以上光源200能够分别沿旋转导轨310的长度方向来回移动，多个光源200可以设置在一个移动轨道中，或旋转导轨310可以设置多个平行的移动轨道，每个移动轨道中设置一个第一光源连接件320和一个光源200。
本实施例中，控制系统基于目标驱动参数控制导轨驱动电机410和光源驱动电机420对导轨机构进行驱动，以实现光源200相对于待照射区域600在设备空腔内、沿照射路径进行二维移动，并对待照射区域600中各待照射点进行遍历照射。
此外，本实施例的设备中的控制系统结构、照射处理方式等基于前述相关部分内容设置，在此不再赘述。
实施例2
请参考图3和4，本实施例提供一种驱动式皮肤光照射设备，设备包括图像采集装置100、控制系统、驱动装置、光源200和两组导轨机构；驱动装置与导轨机构驱动连接，用于为导轨机构的运动提供驱动力；每组导轨机构上设置有对应的光源200，光源200与导轨机构活动连接；在驱动装置的驱动作用下，光源200能够在对应的导轨机构的带动下在平面内转动；图像采集装置100用于获取皮肤组织的目标图像，目标图像对应的待照射区域600中包括待照射的目标组织；控制系统用于根据目标图像生成遍历待照射区域600中的目标组织的第一照射路径和第一照射路径对应的第一目标驱动参数；基于第一目标驱动参数控制驱动装置对至少一组导轨机构进行驱动，以使光源200在至少一组导轨机构的带动下沿第一照射路径移动；以及，控制光源200在沿第一照射路径移动时，对待照射区域内的目标组织进行照射处理。
需要说明的是，本实施例基于上述实施例1，与实施例1的相类似之处在此不再赘述，本实施例的方案与实施例1不同之处如下：
请参考图3-4，两组导轨机构在设备内腔中分层设置的，第一导轨机构中的第一旋转导轨311的长度方向上的一端转动连接在壳体500上，并以该端为转动中心；第一旋转导轨311的长度方向上的另一端与第二旋转导轨312的长度方向上的一端转动连接，第二旋转导轨312以其与第一旋转导轨311的连接端为转动中心；且第二旋转导轨312设置在第一旋转导轨311的下方，实现分层设置。如此，能够扩大旋转导轨310的覆盖范围，且有利于灵活控制光源200的位置变换。进一步地，第一旋转导轨311上设有一个第一光源连接件320，与光源200固定连接，第二旋转导轨312上设有另一第一光源连接件320，与另一光源200固定连接。
在各自对应的导轨驱动电机410的驱动作用下，各旋转导轨310能够在z向上的不同xy平面内转动，进而带动各光源200在不同的平面内运动，在各自对应的光源驱动电机420的驱动作用下，各光源200沿各自对应的旋转导轨310的长度方向做往复运动。进而实现两个光源200相对于待照射区域600在设备空腔内、沿照射路径进行二维移动，协同完成待照射区域600中各待照射点的遍历照射。
此外，本实施例的设备中的控制系统结构、照射处理方式等基于前述相关部分内容设置，在此不再赘述。
实施例3
请参考图5-6，本实施例提供一种驱动式皮肤光照射设备，设备包括图像采集装置100、控制系统、驱动装置、光源200和一组导轨机构；驱动装置与导轨机构驱动连接，用于为导轨机构的运动提供驱动力；每组导轨机构上设置有对应的光源200，光源200与导轨机构活动连接；在驱动装置的驱动作用下，光源200能够在对应的导轨机构的带动下在平面内转动；图像采集装置100用于获取皮肤组织的目标图像，目标图像对应的待照射区域600中包括待照射的目标组织；控制系统用于根据目标图像生成遍历待照射区域600中的目标组织的第一照射路径和第一照射路径对应的第一目标驱动参数；基于第一目标驱动参数控制驱动装置对至少一组导轨机构进行驱动，以使光源200在至少一组导轨机构的带动下沿第一照射路径移动；以及，控制光源200在沿第一照射路径移动时，对待照射区域内的目标组织进行照射处理。
需要说明的是，本实施例基于上述实施例1或2，光照射设备的结构与连接方式与实施例1或2的相类似之处在此不再赘述，本实施例的方案与实施例1或2不同之处如下：
导轨机构包括一个旋转导轨310、一个纵向移动导轨330、导轨连接件340和第二光源连接件350，导轨连接件340与纵向移动导轨330的长度方向上的一端固定连接并活动连接在旋转导轨310上，第二光源连接件350与光源200固定连接并活动连接在纵向移动导轨330上，纵向移动导轨330的长度方向上的另一端朝向待照射区域600。旋转导轨310长度方向上的一端转动连接在壳体500的内壁上，另一端为自由端，旋转导轨310能够以其与壳体500连接的一端为转动中心在xy平面内转动，进而带动纵向移动导轨330移动，导轨连接件340能够带动纵向移动导轨330沿旋转导轨310的长度方向(z方向)来回移动，第二光源连接件350能够带动光源200在z方向上来回移动，如此，实现光源200在三维空间内的移动，以对待照射区域600的不同位置进行照射处理。
驱动装置包括第一导轨驱动电机411、第二导轨驱动电机412和光源驱动电机420；第一导轨驱动电机411设置在旋转导轨310上，用于为旋转导轨310在平面内的转动提供驱动力；第二导轨驱动电机412设置在旋转导轨310的长度方向上的一端，第二导轨驱动电机412用于为纵向移动导轨330沿旋转导轨310的长度方向上的往复运动提供驱动力；光源驱动电机420设置在纵向移动导轨330的长度方向上的一端，用于为第二光源连接件350在纵向移动导轨330的长度方向上的往复运动提供驱动力。第一导轨驱动电机411与旋转导轨310驱动连接，第二导轨驱动电机412与旋转导轨310驱动连接。
可以理解的是，本实施例中导轨连接件340与旋转导轨310间的连接方式或相对运动方式，第二光源连接件350与纵向移动导轨330间的连接方式或相对运动方式，与实施例1中第一光源连接件320与旋转导轨310间的连接方式或相对运动方式相类似，在此不再赘述。
本实施例中，控制系统基于目标驱动参数控制第一导轨驱动电机411、第二导轨驱动电机412和光源驱动电机420对导轨机构进行驱动，以使旋转导轨310在xy平面内转动，纵向移动导轨330沿旋转导轨310的长度方向移动，以及使光源200在z方向上移动，进而实现光源200相对于待照射区域600在设备空腔内、沿照射路径进行三维移动，并对待照射区域600中各待照射点进行遍历照射。
此外，本实施例的设备中的控制系统结构、照射处理方式等基于前述相关部分内容设置，在此不再赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、服务器和存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上仅为本公开的较佳实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种驱动式皮肤光照射设备，其特征在于，所述设备包括图像采集装置(100)、控制系统、驱动装置、光源(200)和至少一组导轨机构；
所述驱动装置与所述导轨机构驱动连接，用于为所述导轨机构的运动提供驱动力；每组导轨机构上设置有对应的光源(200)，所述光源(200)与导轨机构活动连接；在所述驱动装置的驱动作用下，所述光源(200)能够在对应的导轨机构的带动下在平面内转动；
所述图像采集装置(100)用于获取皮肤组织的目标图像，所述目标图像对应的待照射区域(600)中包括待照射的目标组织；
所述控制系统用于根据所述目标图像生成遍历所述待照射区域(600)中的目标组织的第一照射路径和所述第一照射路径对应的第一目标驱动参数；基于所述第一目标驱动参数控制所述驱动装置对所述至少一组导轨机构进行驱动，以使所述光源(200)在所述至少一组导轨机构的带动下沿所述第一照射路径移动；以及，控制所述光源(200)在沿所述第一照射路径移动时，对所述待照射区域(600)内的目标组织进行照射处理。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述导轨机构包括旋转导轨(310)，所述光源(200)设置在所述旋转导轨(310)上；
在所述驱动装置的驱动作用下，所述旋转导轨(310)能够以其长度方向上的一端为转动中心在所述平面内转动，进而带动对应的光源(200)在所述平面内转动。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述导轨机构还包括用于固定连接光源(200)的第一光源连接件(320)，所述第一光源连接件(320)与所述旋转导轨(310)活动连接；
在所述驱动装置的驱动作用下，所述第一光源连接件(320)能够带动对应的光源(200)沿所述旋转导轨(310)的长度方向做往复运动。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述导轨机构还包括纵向移动导轨(330)，所述纵向移动导轨(330)的长度方向上的一端活动连接在所述旋转导轨(310)上，所述纵向移动导轨(330)的长度方向上的另一端朝向所述待照射区域(600)，所述光源(200)设置在所述纵向移动导轨(330)上；
在所述驱动装置的驱动作用下，所述旋转导轨(310)能够以其长度方向上的一端为转动中心在所述平面内转动，进而带动所述纵向移动导轨(330)和所述光源(200)在所述平面内转动。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述导轨机构还包括与所述纵向移动导轨(330)活动连接的第二光源连接件(350)，所述光源(200)固定连接在所述第二光源连接件(350)上；
在所述驱动装置的驱动作用下，所述第二光源连接件(350)能够带动所述光源(200)沿所述纵向移动导轨(330)的长度方向做往复运动，进而增加或缩短所述光源(200)与所述待照射区域(600)间的纵向距离。
6.根据权利要求2或3中任一所述的设备，其特征在于，所述驱动装置包括导轨驱动电机(410)和光源驱动电机(420)；所述导轨驱动电机(410)用于为所述旋转导轨(310)在所述平面内的转动提供驱动力；所述光源驱动电机(420)用于为所述第一光源连接件(320)在所述旋转导轨(310)的长度方向上的往复运动提供驱动力。
7.根据权利要求2、4或5中任一所述的设备，其特征在于，所述驱动装置包括第一导轨驱动电机(411)、第二导轨驱动电机(412)和光源驱动电机(420)；所述第一导轨驱动电机(411)用于为所述旋转导轨(310)在所述平面内的转动提供驱动力；所述第二导轨驱动电机(412)用于为所述纵向移动导轨(330)沿所述旋转导轨(310)的长度方向上的往复运动提供驱动力；所述光源驱动电机(420)用于为所述第二光源连接件(350)在所述纵向移动导轨(330)的长度方向上的往复运动提供驱动力。
8.根据权利要求2-5中任一所述的设备，其特征在于，所述设备还包括壳体(500)，所述旋转导轨(310)的长度方向上的一端转动连接在所述壳体(500)的内壁上。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制系统包括；
图像识别装置：用于基于所述目标组织的先验特征对所述目标图像进行目标组织特征识别，得到所述待照射区域(600)中的目标组织对应的第一待照射点集合和所述第一待照射点集合的特征信息；所述第一待照射点集合的特征信息包括第一待照射点位置信息；
路径规划装置：用于根据所述第一待照射点位置信息进行遍历路径规划，得到遍历所述第一待照射点集合中的各第一待照射点的第一照射路径；
控制装置：用于基于所述第一照射路径、所述第一待照射点位置信息、导轨机构运行参数和驱动装置运行参数生成所述第一目标驱动参数；基于所述第一目标驱动参数控制所述驱动装置对所述导轨机构进行驱动和基于所述第一待照射点位置信息控制所述光源(200)的开闭，以使所述光源(200)在所述导轨机构的带动光源(200)下沿所述第一照射路径移动光源(200)并对所述各第一待照射点进行遍历照射处理。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述图像采集装置(100)还用于获取已照射区域的待评估图像；所述待照射区域(600)包括所述已照射区域；
所述图像识别装置还用于：基于所述目标组织的先验特征和皮肤健康状态的先验特征对所述待评估图像进行目标组织特征识别和皮肤健康评估，得到所述已照射区域中的残留目标组织对应的第二待照射点集合和所述第二待照射点集合的特征信息；所述第二待照射点集合的特征信息包括第二待照射点位置信息和所述残留目标组织的健康评估结果；
所述路径规划装置还用于：根据所述第二待照射点位置信息和所述健康评估结果进行遍历路径规划，得到遍历所述第二待照射点集合中需重复照射的第二待照射点的第二照射路径；
所述控制装置还用于：基于所述第二照射路径、所述第二待照射点位置信息、导轨机构运行参数和驱动装置运行参数生成第二目标驱动参数；基于所述第二目标驱动参数控制所述驱动装置对所述导轨机构进行驱动，以使所述光源(200)沿所述第二照射路径移动；以及，基于所述第二待照射点位置信息控制所述光源(200)的开闭，以使所述光源(200)对所述需重复照射的第二待照射点进行遍历照射处理。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括两个或两个以上光源(200)；所述图像采集装置(100)还用于获取与当前待照射区域(600)相邻的待照射区域(600)对应的相邻目标图像；
所述控制系统还用于根据所述相邻目标图像生成所述相邻的待照射区域(600)对应的第三照射路径；检测所述两个或两个以上光源(200)中是否存在空闲光源(200)；若检测结果为是，根据所述空闲光源(200)对应的导轨机构运行参数和驱动装置运行参数，以及所述第三照射路径生成第三目标驱动参数；以及，基于所述第三目标驱动参数控制所述空闲光源(200)对应的驱动装置对所述导轨机构进行驱动，以使所述空闲光源(200)在所述导轨机构的带动下光源(200)沿所述第三照射路径移动。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述图像识别装置还用于对所述目标图像和所述相邻目标图像进行相似度计算，得到相似度计算结果；根据所述相似度计算结果确定所述目标图像与所述相邻目标图像间的重叠区域；以及基于所述相邻目标图像中的所述重叠区域之外的非重叠区域生成所述第三照射路径。
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CN118237280A (zh) * 2024-05-27 2024-06-25 南昌大学 一种光学影像测量装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117653913A (zh) * 2023-10-19 2024-03-08 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 一种伤口处理装置及其使用方法
CN118237280A (zh) * 2024-05-27 2024-06-25 南昌大学 一种光学影像测量装置
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