JP2019158871A - 自動尿追跡方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)構造と位置決め移動モードが複雑である。その結果、ステッピングモータは、セクター走査モードにて非接触式温度センサを移動するよう、非接触式温度センサを駆動しなければならない。
(2)尿の点位置の座標を最初に演算する必要があり、続いて尿回収装置が尿を追跡し、回収するが、装置全体の設置と尿回収・追跡部材の精度に対する要求が高くなる。
(3)尿を特定するだけでも環境及び他の要因が大きく影響する。
(1)本発明は、画像認識に基づく自動尿追跡方法に関する。この方法は、尿、尿回収装置、及びトイレが差異画像特徴を有する現象を用い、便器内側の画像を収集するために画像センサを使用し、尿回収装置の移動機能を生じさせるために画像中の尿及び回収・追跡部材を認識する。上記尿回収装置は、上記の方法により自動的に尿を追跡することができる。その結果、便器に接触したときではなく便器に入ったときに、尿回収装置によって尿が自動的に追跡され回収される。これにより、尿サンプルの相互汚染が回避され、健康データ分析の精度が改善する。
(2)尿回収装置の回収・追跡部材が画像中の尿と一致すると、尿回収装置は移動を中止する。この方法では、尿と追跡部材を同時に認識するためにフィードバック制御アルゴリズムが使用される。このとき尿の特定位置を演算する必要がない。これにより、回収・追跡部材による尿の追跡精度が大幅に改善され、尿を特定するためだけのアルゴリズムにおける、尿の追跡における追跡部材の精度に係る影響が取り除かれる。この方法は、精度と反応速度がより優れる。
(3)制御されたトイレにおけるバックグラウンドの差とセンサの差による影響を取り除くために、制御アルゴリズムの入力として差異画像が使用される。
(4)本発明に係る尿追跡装置は、尿の位置、又は、尿及び回収・追跡部材の位置情報を取得するために画像センサを使用する。ステッピングモータにより駆動する非接触式温度センサを用いたセクター走査モードにおいて非接触式温度センサを移動させなければならない既存の尿追跡装置と比較すると、本発明に係る尿追跡装置は、構造がシンプルであり、追跡移動モードがシンプルであり、精度が高く、応答速度が速い。
図2に示すように、自動尿追跡方法は以下のステップを含む。
S1:画像センサによる便器内側の画像の取得。便器内側の画像は、便器中に尿が存在することを示す画像を含む。
S2:画像処理による尿の認識。特に、尿の画像特徴に基づく閾値の設定。:閾値に基づく尿特徴(urine characteristics)のピクセル点の決定。:画像の各ピクセルと閾値との比較。:閾値よりも大きいピクセルのカウント。閾値よりも大きいピクセルのエリアは尿に対応する。:画像中の最大値を有するピクセル位置に基づく便器中の尿の位置の計算。
S3:尿の位置に基づく尿回収装置の制御。この結果、回収・追跡部材が尿を追跡する。
図3に示すように、自動尿追跡方法は以下のステップを含む。
S1:画像センサによる便器内側の画像の取得。便器内側の画像は尿及び回収・追跡部材を示す画像を含む。
S2:画像処理による、尿及び回収・追跡部材の特定。特に、尿及び回収・追跡部材の画像特徴に基づく尿及び回収・追跡部材それぞれの閾値の設定。:閾値と取得画像中のそれぞれのピクセル点との比較。:回収・追跡部材の閾値よりも大きいピクセルのカウント。閾値よりも大きいピクセルのエリアは回収・追跡部材に対応する。:尿の閾値よりも大きく、尿回収装置の閾値よりも小さいピクセルのカウント。閾値の範囲内のピクセルエリアは尿に対応する。
S3:画像中の回収・追跡部材と尿の位置の違いに基づいて、回収・追跡部材が尿の方向へ移動。
実施形態1のステップS1の前に、さらに以下のステップS0を含む。
実施形態2のステップS1の前に、さらに以下のステップS0を含む。
差異画像を取得するために取得画像データからバックグラウンド画像を毎回差し引かれる。これにより実施形態4のS2が置換される。2値画像が生成される。2値画像は、差異画像を2値化処理することにより得られる。2値化処理方法では、閾値よりも大きい画像中の点が1に設定され、閾値よりも小さい画像中の点が0に設定される。
ここで、rは、縦座標の起点から直線までの垂直距離を示す。θは、rとm軸との狭角を示す。
ここで、u(k)は尿回収装置のk番目の出力である。u(k−1)は、(k−1)番目の出力である。Kpは比例係数である。Kiは整数係数である。ekはk番目の差異である。
実施形態2、4、5のうち任意の実施形態をベースとして、ステップS4が追加される。ステップS4は、画像中で回収・追跡部材が尿に一致するまでS1、S2、及びS3を繰り返す。そして、回収・追跡部材は移動を中止する(特に図4に記載)。
Claims (12)
- 画像センサ及び尿回収装置を内側壁に備えたトイレに適用可能な自動尿追跡方法であって、
上記尿回収装置の液体回収ヘッドは、回収・追跡部材であり、尿の追跡と回収を同時に行うために使用され、
S1:画像センサを介して便器内側の画像を取得するステップと、
上記便器内側の上記画像は、尿の画像、又は、上記尿及び上記回収・追跡部材を同時に示す画像を含み、
S2:上記画像を処理することによって、上記尿を特定する、又は、上記尿及び上記回収・追跡部材を同時に特定するステップと、
S3:上記画像の特定結果に従って、上記回収・追跡部材により上記尿を追跡移動するステップと、を含む自動尿追跡方法。 - S2において、上記尿を特定するために、取得された上記画像中のそれぞれのピクセル点が上記尿の画像特徴を介して設定された閾値と比較され、
又は、上記尿及び上記回収・追跡部材を特定するために、取得された上記画像中のそれぞれのピクセル点が上記尿及び上記回収・追跡部材の画像特徴を介して設定された閾値とそれぞれ比較される、請求項1に記載の自動尿追跡方法。 - S1の前にバックグラウンド画像が最初に取得され、当該バックグラウンド画像は、上記便器内側中に上記尿及び回収・追跡部材が存在しないときに取得された画像であり、
S2において、差異画像を生成するために上記画像が最初に処理され、当該差異画像は、上記バックグラウンド画像が取得された後の、上記便器内側の取得された上記画像と上記バックグラウンド画像との差異である、請求項1又は2に記載の自動尿追跡方法。 - S2において、2値画像を生成するために上記差異画像を2値化処理し、上記尿及び上記回収・追跡部材のそれぞれの特徴関数に従って上記2値画像をハフ変換し、2組の特徴関数をハフ変換して得られる最大値に従って上記尿の列数字及び上記回収・追跡部材の列数字が特定される、請求項3に記載の自動尿追跡方法。
- S4:上記回収・追跡部材が上記画像中の上記尿に一致し、当該回収・追跡部材が移動を停止するまで上記S1、S2、及びS3を繰り返すステップをさらに含む、請求項1から4の何れか1項に記載の自動尿追跡方法。
- 上記尿の上記特徴関数は縦線を示し、
上記回収・追跡部材の上記特徴関数は、当該回収・追跡部材の位置と形状に関連する幾何学曲線を示す、請求項4に記載の自動尿追跡方法。 - 自動尿追跡装置であって、
上記自動尿追跡装置は、スマートトイレであり、
上記スマートトイレの内側壁に画像センサ及び尿回収装置が取り付けられ、
上記尿回収装置の液体回収ヘッドは、回収・追跡部材であり、尿の追跡と回収を同時に行うために使用される、自動尿追跡装置。 - メモリ、プロセッサ、及びコンピュータ・プログラムを含み、
上記コンピュータ・プログラムは、上記メモリに記録され、上記プロセッサ上で実行可能であり、
上記プロセッサは、上記コンピュータ・プログラムを実行するときに、請求項1から6の何れか1項の方法に係るステップを実行する、請求項7に記載の自動尿追跡装置。 - 上記画像センサは、赤外線画像センサ又は可視光画像センサである、請求項7又は8に記載の自動尿追跡装置。
- 上記画像センサは、上記スマートトイレの左側壁又は右側壁に取り付けられ、
上記尿回収装置は、上記スマートトイレの上記左側壁又は上記右側壁に取り付けられ、
及び/又は、
上記画像センサは、上記スマートトイレの前側壁又は後側壁に取り付けられ、
上記尿回収装置は、上記スマートトイレの上記前側壁又は上記後側壁に取り付けられる、請求項7又は8に記載の自動尿追跡装置。 - 上記回収・追跡部材にはカラーマークが設けられている、請求項7又は8に記載の自動尿追跡装置。
- 上記スマートトイレは医療用尿検出装置に交換される、請求項7から11の何れか1項に記載の自動尿追跡装置。
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