CN114642586A - 一种艾灸理疗智能机器人系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种艾灸理疗智能机器人系统及其操作方法，涉及艾灸理疗技术领域，所述艾灸理疗智能机器人系统包括：人机语音智能问答单元，用于询问用户身体情况，从而得到用户身体基本情况信息。本发明采用更全面的人工智能复合技术，通过自动激光指示器可以对穴位进行精确的标记，这样可以提高艾灸机器人的艾灸精度，同时由于预先保存了机器人在该穴位详细的三维坐标位置，可以使机器人在中断后能够自动恢复，且通过穴位相机可以对穴位进行实时拍照，实时计算穴位位置并与机器人手臂末端位置比较，判断穴位位置是否发生偏移，如果偏移，手臂末端实时调整位置以使手臂末端位置处于穴位正上方合适位置，从而实现穴位实时追踪。

Description

一种艾灸理疗智能机器人系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及艾灸理疗技术领域，尤其涉及一种艾灸理疗智能机器人系统及其操作方法。

背景技术

目前传统施灸方法，一般需要通过理疗师进行询问或观察身体健康状况(包括面部、舌头等)或通过把脉、量血压以及闻(气味等)方式进行人工诊断，确定穴位位置主要通过医师手指测量判断，随后手动点燃艾制品、手持艾制品对穴位进行施灸，而施灸距离及温度根据体感舒适度手工调整，这样由于每个医师的医疗知识参差不齐，导致分析和把脉等诊断信息不标准，对穴位的定位不精准，对距离和温度无法精确测量，不客观，影响理疗效果，因此艾灸机器人孕育而生，可以解决上述问题。

但是目前现有的艾灸机器人无法覆盖全身穴位，且穴位定位精度较差，同时无法自动启停，即施灸中断后，无法自动恢复，同时还无法对穴位实时自动追随，并且无APP查询健康信息及理疗报告等，功能简单受限，实用性较差，需要进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种艾灸理疗智能机器人系统及其操作方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种艾灸理疗智能机器人系统，所述艾灸理疗智能机器人系统包括：

人机语音智能问答单元，用于询问用户身体情况，从而得到用户身体基本情况信息，方便后续分析；

相机单元，用于获取用户的面部图像数据以及舌部图像数据，从而辅助诊断；

血压脉搏测量单元，用于对用户的血压脉搏进行精确的测量，并对用户的血压脉搏数据进行保存；

光反射波采集单元，用于采集用户的手指光反射波信息，同时将所述手指光反射波信息进行持久化保存；

云服务器，用于储存所述身体基本情况信息、面部图像数据、舌部图像数据、血压脉搏数据和手指光反射波信息，并通过大数据对上述身体基本情况信息、面部图像数据、舌部图像数据、血压脉搏数据和手指光反射波信息进行分析，得出诊断结果和需施灸的穴位集合以及自动生成理疗方案；

3D建模单元，与所述相机单元相连接，通过图像检索、分割、提取和融合，并通过参数化曲面建模方法对人体进行3D建模，生成人体三维图，并根据人体三维图生成穴位立体坐标系；

理疗床单元，用于对用户进行图像采集和分析，提取用户身体特征点，并作为坐标系基准点，随后结合上述穴位立体坐标系确定穴位位置；

自动激光指示器，与所述理疗床单元相连接，用于对所述穴位位置进行激光标记指示；

艾灸机器人，与所述自动激光指示器和云服务器相连接，可根据激光标记指示来移动至穴位位置，并结合所述理疗方案来进行艾灸治疗；

移动终端APP，与所述云服务器连接，用于登录录入个人相关资料，也可替代他人录入资料，并且用户可通过手机相机对面部舌部进行自拍照，通过云服务器自动对图片进行分析并初步生成健康报告，也可对面部皮肤进行分析，给出面部护理保养建议。

为了提高泛用性，本发明改进有，在所述移动终端APP中，所述移动终端APP包括IOS应用和Android应用。

为了方便在线操作，本发明改进有，在所述移动终端APP中，用户可以在线预约进行线下体验，并进行线上下单对理疗、食疗方案结算，还可以方便随时查询个人和授权的关联用户健康数据、理疗记录、费用记录等。

为了提高便捷性，本发明改进有，在所述人机语音智能问答单元中，所述人机语音智能问答单元包括人机语音对话功能。

一种艾灸理疗智能机器人的操作方法，包括如下步骤：

S1，诊断，首先，通过人机语音智能问答单元询问用户状态，再通过相机对面部舌部拍照后，然后通过血压脉搏量测设备进行自动测量，随后用户将手指放入光反射波采集设备进行数据采集，接下来将这些信息上传至服务器，云服务器根据健康大数据进行云分析，得出诊断结果和需施灸的穴位集合，以及自动生成理疗方案；

S2，建模，随后通过相机对人体进行扫描，全身扫描完成后，通过图像检索、分割、提取和融合操作对图像进行处理，并通过参数化曲面建模方法对人体进行3D建模，生成人体三维图，进而生成穴位立体坐标系，然后将穴位立体坐标系上传至云服务器保存；

S3，穴位标记，用户平躺于理疗床上，启动理疗床正上方的相机对人体二次拍照，然后对照片进行分析，并提取特征点作为坐标系基准点，再结合上一步骤中的穴位立体坐标系来确定每个穴位的位置，然后由自动激光指示器对施灸的穴位进行穴位引导以实现穴位标记，机器人手臂运动到穴位位置并进行自动调整，然后保存机器人在该穴位详细的三维坐标位置；

S4，理疗，对机器人手臂末端的艾制品进行自动点火后，结合上一步骤保存的穴位三维坐标位置和所述理疗方案进行理疗，机器人根据云端定义的除烟除灰频率进行实时计算并进行除烟灰动作，然后机器人同步移动到穴位所在的位置正上方后，实时采集穴位表面的温度、距离穴位的安全距离，如果温度传感器侦测的值与预设温度有偏差，机器人手臂会自动调整高度以确保穴位表面温度达到预设值，机器人手臂末端安装穴位相机，对穴位进行实时拍照，实时计算穴位位置并与机器人手臂末端位置比较，判断穴位位置是否发生偏移，如果偏移，手臂末端实时调整位置以使手臂末端位置处于穴位正上方合适位置，从而实现穴位实时追踪，如果拍照分析找不到穴位位置，说明穴位位置偏移很大，超出相机视野范围，开始报警，直至穴位处于相机视野内，机器人然后继续调正位置，并对穴位进行施灸，直到该穴位施灸结束，并且在一个穴位施灸完成后，根据云数据下载的本次理疗的穴位进行筛查，判断是否有未施灸的穴位，如果有，则机器人手臂运动到下一穴位位置进行施灸，如果没有，则本次艾灸结束。

为了提高安全性，本发明改进有，在S4步骤中，所述机器人对安全距离的判断主要通过测距传感器实时采集机器人手臂末端与穴位距离，若超出安全距离值，则机器人自动调整手臂高度以确保距离处于安全值之内，若温度和距离发生冲突，比如距离安全但温度不够，则以安全距离为第一优先级。

为了提高安神效果，本发明改进有，在S4步骤中，在施灸过程中，可根据云数据下载的对应穴位所选定的音乐自动循环播放，进而舒缓用户心情。

为了提醒工作人员，本发明改进有，在S4步骤中，若艾制品点火失败，则进行语音报警并进行二次点火。

相比于现有技术，本发明采用更全面的人工智能复合技术，通过自动激光指示器可以对穴位进行精确的标记，这样可以提高艾灸机器人的艾灸精度，同时由于预先保存了机器人在该穴位详细的三维坐标位置，可以使机器人在中断后能够自动恢复，且通过穴位相机可以对穴位进行实时拍照，实时计算穴位位置并与机器人手臂末端位置比较，判断穴位位置是否发生偏移，如果偏移，手臂末端实时调整位置以使手臂末端位置处于穴位正上方合适位置，从而实现穴位实时追踪，而通过移动终端APP则可以实时查询理疗前后所有相关数据信息以及食疗以及健康康复详细配套方案，实用性较高，进步性显著。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

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为本发明提出一种艾灸理疗智能机器人的操作方法中诊断步骤流程图；

图2为本发明提出一种艾灸理疗智能机器人的操作方法中建模步骤流程图；

图3为本发明提出一种艾灸理疗智能机器人的操作方法中理疗步骤流程图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参阅图1-3，一种艾灸理疗智能机器人系统，艾灸理疗智能机器人系统包括：

人机语音智能问答单元，用于询问用户身体情况，从而得到用户身体基本情况信息，方便后续分析；

相机单元，用于获取用户的面部图像数据以及舌部图像数据，从而辅助诊断；

血压脉搏测量单元，用于对用户的血压脉搏进行精确的测量，并对用户的血压脉搏数据进行保存；

光反射波采集单元，用于采集用户的手指光反射波信息，同时将手指光反射波信息进行持久化保存；

云服务器，用于储存身体基本情况信息、面部图像数据、舌部图像数据、血压脉搏数据和手指光反射波信息，并通过大数据对上述身体基本情况信息、面部图像数据、舌部图像数据、血压脉搏数据和手指光反射波信息进行分析，得出诊断结果和需施灸的穴位集合以及自动生成理疗方案；

3D建模单元，与相机单元相连接，通过图像检索、分割、提取和融合，并通过参数化曲面建模方法对人体进行3D建模，生成人体三维图，并根据人体三维图生成穴位立体坐标系；

理疗床单元，用于对用户进行图像采集和分析，提取用户身体特征点，并作为坐标系基准点，随后结合上述穴位立体坐标系确定穴位位置；

自动激光指示器，与理疗床单元相连接，用于对穴位位置进行激光标记指示；

艾灸机器人，与自动激光指示器和云服务器相连接，可根据激光标记指示来移动至穴位位置，并结合理疗方案来进行艾灸治疗；

移动终端APP，与云服务器连接，用于登录录入个人相关资料，也可替代他人录入资料，并且用户可通过手机相机对面部舌部进行自拍照，通过云服务器自动对图片进行分析并初步生成健康报告，也可对面部皮肤进行分析，给出面部护理保养建议。

本实施例中，在移动终端APP中，移动终端APP包括IOS应用和Android应用，这样可以提高泛用性，使得IOS和安卓用户均可以享受服务，实用性较高。

本实施例中，在移动终端APP中，用户可以在线预约进行线下体验，并进行线上下单对理疗、食疗方案结算，还可以方便随时查询个人和授权的关联用户健康数据、理疗记录、费用记录等，通过提前预约可以方便用户规划合理的时间，而通过费用记录等则可以方便用户进行记账管理。

本实施例中，在人机语音智能问答单元中，人机语音智能问答单元包括人机语音对话功能，人机语音更加人性化，操作更加便捷。

实施例二

参阅图1-3，一种艾灸理疗智能机器人的操作方法，包括如下步骤：

S1，诊断，首先，通过人机语音智能问答单元询问用户状态，再通过相机对面部舌部拍照后，然后通过血压脉搏量测设备进行自动测量，随后用户将手指放入光反射波采集设备进行数据采集，接下来将这些信息上传至服务器，云服务器根据健康大数据进行云分析，得出诊断结果和需施灸的穴位集合，以及自动生成理疗方案；

S2，建模，随后通过相机对人体进行扫描，全身扫描完成后，通过图像检索、分割、提取和融合操作对图像进行处理，并通过参数化曲面建模方法对人体进行3D建模，生成人体三维图，进而生成穴位立体坐标系，然后将穴位立体坐标系上传至云服务器保存；

S3，穴位标记，用户平躺于理疗床上，启动理疗床正上方的相机对人体二次拍照，然后对照片进行分析，并提取特征点作为坐标系基准点，再结合上一步骤中的穴位立体坐标系来确定每个穴位的位置，然后由自动激光指示器对施灸的穴位进行穴位引导以实现穴位标记，机器人手臂运动到穴位位置并进行自动调整，然后保存机器人在该穴位详细的三维坐标位置；

S4，理疗，对机器人手臂末端的艾制品进行自动点火后，结合上一步骤保存的穴位三维坐标位置和理疗方案进行理疗，机器人根据云端定义的除烟除灰频率进行实时计算并进行除烟灰动作，然后机器人同步移动到穴位所在的位置正上方后，实时采集穴位表面的温度、距离穴位的安全距离，如果温度传感器侦测的值与预设温度有偏差，机器人手臂会自动调整高度以确保穴位表面温度达到预设值，机器人手臂末端安装穴位相机，对穴位进行实时拍照，实时计算穴位位置并与机器人手臂末端位置比较，判断穴位位置是否发生偏移，如果偏移，手臂末端实时调整位置以使手臂末端位置处于穴位正上方合适位置，从而实现穴位实时追踪，如果拍照分析找不到穴位位置，说明穴位位置偏移很大，超出相机视野范围，开始报警，直至穴位处于相机视野内，机器人然后继续调正位置，并对穴位进行施灸，直到该穴位施灸结束，并且在一个穴位施灸完成后，根据云数据下载的本次理疗的穴位进行筛查，判断是否有未施灸的穴位，如果有，则机器人手臂运动到下一穴位位置进行施灸，如果没有，则本次艾灸结束。

本实施例中，在S4步骤中，机器人对安全距离的判断主要通过测距传感器实时采集机器人手臂末端与穴位距离，若超出安全距离值，则机器人自动调整手臂高度以确保距离处于安全值之内，若温度和距离发生冲突，比如距离安全但温度不够，则以安全距离为第一优先级；

这样可以有效提高施灸过程中的安全性，避免烫伤用户，同时以安全距离为最高优先级的方式也可以进一步提高安全性。

本实施例中，在S4步骤中，在施灸过程中，可根据云数据下载的对应穴位所选定的音乐自动循环播放，进而舒缓用户心情，通过音乐的辅助，可以起到养神的效果。

本实施例中，在S4步骤中，若艾制品点火失败，则进行语音报警并进行二次点火，点火失败后可以及时通过工作人员检查处理。

从上述实施例可以看出，本发明采用更全面的人工智能复合技术，通过自动激光指示器可以对穴位进行精确的标记，这样可以提高艾灸机器人的艾灸精度，同时由于预先保存了机器人在该穴位详细的三维坐标位置，可以使机器人在中断后能够自动恢复，且通过穴位相机可以对穴位进行实时拍照，实时计算穴位位置并与机器人手臂末端位置比较，判断穴位位置是否发生偏移，如果偏移，手臂末端实时调整位置以使手臂末端位置处于穴位正上方合适位置，从而实现穴位实时追踪，而通过移动终端APP则可以实时查询理疗前后所有相关数据信息以及食疗以及健康康复详细配套方案，实用性较高，进步性显著。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种艾灸理疗智能机器人系统，其特征在于，所述艾灸理疗智能机器人系统包括：

人机语音智能问答单元，用于询问用户身体情况，从而得到用户身体基本情况信息，方便后续分析；

相机单元，用于获取用户的面部图像数据以及舌部图像数据，从而辅助诊断；

血压脉搏测量单元，用于对用户的血压脉搏进行精确的测量，并对用户的血压脉搏数据进行保存；

光反射波采集单元，用于采集用户的手指光反射波信息，同时将所述手指光反射波信息进行持久化保存；

云服务器，用于储存所述身体基本情况信息、面部图像数据、舌部图像数据、血压脉搏数据和手指光反射波信息，并通过大数据对上述身体基本情况信息、面部图像数据、舌部图像数据、血压脉搏数据和手指光反射波信息进行分析，得出诊断结果和需施灸的穴位集合以及自动生成理疗方案；

3D建模单元，与所述相机单元相连接，通过图像检索、分割、提取和融合，并通过参数化曲面建模方法对人体进行3D建模，生成人体三维图，并根据人体三维图生成穴位立体坐标系；

理疗床单元，用于对用户进行图像采集和分析，提取用户身体特征点，并作为坐标系基准点，随后结合上述穴位立体坐标系确定穴位位置；

自动激光指示器，与所述理疗床单元相连接，用于对所述穴位位置进行激光标记指示；

艾灸机器人，与所述自动激光指示器和云服务器相连接，可根据激光标记指示来移动至穴位位置，并结合所述理疗方案来进行艾灸治疗；

移动终端APP，与所述云服务器连接，用于登录录入个人相关资料，也可替代他人录入资料，并且用户可通过手机相机对面部舌部进行自拍照，通过云服务器自动对图片进行分析并初步生成健康报告，也可对面部皮肤进行分析，给出面部护理保养建议。

2.根据权利要求1所述的艾灸理疗智能机器人系统，其特征在于：在所述移动终端APP中，所述移动终端APP包括IOS应用和Android应用。

3.根据权利要求1所述的艾灸理疗智能机器人系统，其特征在于：在所述移动终端APP中，用户可以在线预约进行线下体验，并进行线上下单对理疗、食疗方案结算，还可以方便随时查询个人和授权的关联用户健康数据、理疗记录、费用记录等。

4.根据权利要求1所述的艾灸理疗智能机器人系统，其特征在于：在所述人机语音智能问答单元中，所述人机语音智能问答单元包括人机语音对话功能。

5.一种艾灸理疗智能机器人的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，诊断，首先，通过人机语音智能问答单元询问用户状态，再通过相机对面部舌部拍照后，然后通过血压脉搏量测设备进行自动测量，随后用户将手指放入光反射波采集设备进行数据采集，接下来将这些信息上传至服务器，云服务器根据健康大数据进行云分析，得出诊断结果和需施灸的穴位集合，以及自动生成理疗方案；

S2，建模，随后通过相机对人体进行扫描，全身扫描完成后，通过图像检索、分割、提取和融合操作对图像进行处理，并通过参数化曲面建模方法对人体进行3D建模，生成人体三维图，进而生成穴位立体坐标系，然后将穴位立体坐标系上传至云服务器保存；

S3，穴位标记，用户平躺于理疗床上，启动理疗床正上方的相机对人体二次拍照，然后对照片进行分析，并提取特征点作为坐标系基准点，再结合上一步骤中的穴位立体坐标系来确定每个穴位的位置，然后由自动激光指示器对施灸的穴位进行穴位引导以实现穴位标记，机器人手臂运动到穴位位置并进行自动调整，然后保存机器人在该穴位详细的三维坐标位置；

S4，理疗，对机器人手臂末端的艾制品进行自动点火后，结合上一步骤保存的穴位三维坐标位置和所述理疗方案进行理疗，机器人根据云端定义的除烟除灰频率进行实时计算并进行除烟灰动作，然后机器人同步移动到穴位所在的位置正上方后，实时采集穴位表面的温度、距离穴位的安全距离，如果温度传感器侦测的值与预设温度有偏差，机器人手臂会自动调整高度以确保穴位表面温度达到预设值，机器人手臂末端安装穴位相机，对穴位进行实时拍照，实时计算穴位位置并与机器人手臂末端位置比较，判断穴位位置是否发生偏移，如果偏移，手臂末端实时调整位置以使手臂末端位置处于穴位正上方合适位置，从而实现穴位实时追踪，如果拍照分析找不到穴位位置，说明穴位位置偏移很大，超出相机视野范围，开始报警，直至穴位处于相机视野内，机器人然后继续调正位置，并对穴位进行施灸，直到该穴位施灸结束，并且在一个穴位施灸完成后，根据云数据下载的本次理疗的穴位进行筛查，判断是否有未施灸的穴位，如果有，则机器人手臂运动到下一穴位位置进行施灸，如果没有，则本次艾灸结束。

6.根据权利要求5所述的艾灸理疗智能机器人的操作方法，其特征在于：在S4步骤中，所述机器人对安全距离的判断主要通过测距传感器实时采集机器人手臂末端与穴位距离，若超出安全距离值，则机器人自动调整手臂高度以确保距离处于安全值之内，若温度和距离发生冲突，比如距离安全但温度不够，则以安全距离为第一优先级。

7.根据权利要求5所述的艾灸理疗智能机器人的操作方法，其特征在于：在S4步骤中，在施灸过程中，可根据云数据下载的对应穴位所选定的音乐自动循环播放，进而舒缓用户心情。

8.根据权利要求5所述的艾灸理疗智能机器人的操作方法，其特征在于：在S4步骤中，若艾制品点火失败，则进行语音报警并进行二次点火。

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