一种角膜定位系统及定位方法_3

文档序号:9532114阅读:来源:国知局
置,将符合要求的像素点的坐标定位所述角膜的位置。
[0074]需要说明的是,该线性约束条件可以通过系统预设也可以根据各个像素点在坐标系中的分散规律获取。
[0075]或以坐标系中某一最佳的像素点为中心及预设的某一阈值为偏移量绘制圆形区域,将落在该圆形区域内的像素点划为一类,选取落在该圆形区域内的像素点的坐标位置,将符合要求的像素点的坐标定位所述角膜的位置。
[0076]需要说明的是,该最佳的像素点可以为预设设置的像素点也可以为根据各个像素点在坐标系中对应的位置关系选取的最符合要求的像素点,对于偏移量,本发明不作限制,在实际应用中,用户可以根据自己的需求通过系统预设,也可以根据各个像素点在坐标系中的分布选取。
[0077]本发明的一优选实施例中,为了对角膜定位过程中各个操作过程进行自动化控制,减少角膜定位过程中的人工干预,本发明实施例的角膜定位系统还包括主控制系统以及与所述主控制系统连接的机械控制系统,所述机械控制系统与所述机械臂组件电连接,用于控制所述机械臂组件将透明且盛有角膜的角膜包装体移至所述图像识别系统和所述背景组件之间;
[0078]所述主控制系统分别与所述图像识别系统以及计算定位系统电连接,用于控制所述图像识别系统和计算定位系统,当所述机械臂组件将所述角膜包装体移至所述图像识别系统和所述背景组件之间时,获取所述角膜包装体在所述背景光的作用下形成的图像;以及,对所述图像识别系统获取的图像进行分析计算,获得所述角膜的位置信息。
[0079]需要说明的是,本发明实施例在实际应用过程中,机械控制系统根据主控制系统发送的控制信号控制所述机械臂组件5将所述角膜包装体移至所述图像识别系统7和所述背景组件1之间,当所述角膜包装体移至所述图像识别系统7和所述背景组件1之间时,机械控制系统将所述角膜包装体移至所述图像识别系统7和所述背景组件1之间的信号反馈给所述主控制系统,此时,可以通过所述主控制系统控制背景组件1提供背景光,也可以通过手动方式使的背景组件1提供背景光,本发明实施例对此不作限制。
[0080]优选的,本发明实施例可以通过背景组件提供颜色一致的背景光,以便所述背景光透过所述夹持组件53夹持的角膜包装体在所述定位屏11中形成图像。
[0081]综上所述,在角膜定位系统的整个操作过程中,通过所述机械控制系统对各个操作过程进行自动化控制,减少了在角膜定位系统中的人工干预,能够提交角膜定位的准确性。
[0082]其中,所述的机械控制系统采用嵌入式Arcus控制器,该Arcus控制器具有8个数字输入端口和8个数字输出端口,输入端口用于从主控制系统获取指令将角膜包装体移动至背景组件1及图像识别系统7之间及当所述图像识别系统7检测所述定位窗532的中心位置坐标与所述预设的中心坐标不匹配时,即存在偏差时,通过Arcus控制器根据所述偏差对所述定位窗532的中心位置进行调整。输出端口用于根据所述主控制系统发送的指令向所述主控制系统反馈完成状态。
[0083]其中,所述主控制系统14可以包括一个或多个微处理器13、存储器、用户接口、网络接口以及通信总线。
[0084]通信总线用于控制角膜定位系统中各组成部件之间的通信。用户接口用于插接外部设备,例如触摸屏、鼠标及键盘等,以接收用户输入的信息。网络接口用于所述控制器与外部进行互相通信,该网络接口主要包括有线接口和无线接口。
[0085]存储器可用于存储软件程序以及模块,数据库,如本发明实施例中所述的角膜定位方法对应的程序指令/模块及机械控制系统控制所述机械臂组件带动所述角膜包装体沿水平方向移动或沿竖直方向移动所对应的程序指令/模块或背景组件提供背景光对应的程序指令/模块或计算定位系统对所述图像识别系统获取的图像进行分析计算的程序指令/模块。存储器可包括高速随机存储器,还可包括非易失性存储器,如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中,存储器可进一步包括相对于微处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至所述控制设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0086]微处理器13通过运行存储在存储器内的软件程序指令以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如,处理器通过调用存储器中的角膜脱定位的应用程序,以实现快速而准确的实现角膜定位过程,通过调用存储器中的机械控制系统控制所述机械臂组件移动对应的程序指令/模块,以实现带动所述角膜包装体沿水平方向移动或沿竖直方向移动的过程。
[0087]优选的,本发明的微处理器采用Arduino pro,该Arduino pro的输出接Arcus控制器的数字输入端口,Arduino pro的输入接主控制系统。
[0088]综上所述,上述主控制系统在控制过程中,能够对各个操作步骤中的实现自动化控制,仅将设定好的操作程序输入给所述主控制系统14,在实际应用中通过微处理器13调用存储于所述主控制系统14中的应用程序,就可以完成整个操作过程。
[0089]实施例二:
[0090]参见图8,另一方面,本发明实施例还提供了一种角膜定位方法,应用于上述实施例所述的角膜定位系统,包括以下步骤:
[0091]S101、在初始位置通过机械臂组件5夹持住装有待定位角膜的角膜包装体;
[0092]S102、通过机械臂组件将所述角膜包装体移动至图像识别系统7和背景组件1之间;
[0093]S103、通过所述背景组件1提供背景光,并通过图像识别系统获取所述角膜包装体在所述背景光的作用下形成的图像;
[0094]S104、利用计算定位系统对所述图像识别系统获取的图像进行分析计算,获得所述角膜的位置信息。
[0095]本发明实施例提供的角膜定位方法,当需要对透明且盛有待定位角膜的角膜包装体中的角膜定位时,在初始位置先通过机械臂组件夹持住透明且盛有待定位角膜的角膜包装体,然后通过机械臂组件将角膜包装体移动至图像识别系统和背景组件之间,然后通过背景组件提供颜色一致的背景光,并通过图像识别系统获取背景组件透过机械臂组件夹持的角膜包装体的背景光形成的图像;最后,利用计算定位系统对图像识别系统获取的图像进行分析计算,获取角膜的位置信息。本角膜定位方法不仅可以提高角膜定位的孔准确性,而且降低了工人劳动量。
[0096]其中,所述机械臂组件包括水平移动组件52、竖直移动组件51和夹持组件53,所述水平移动组件52可带动竖直移动组件51和夹持组件53沿平行于所述定位屏11表面的水平方向往复移动,所述竖直移动组件51可带动夹持组件53沿平行于所述定位屏11表面的竖直方向往复移动;所述水平移动组件52包括第一驱动件、水平导轨、设置于所述水平导轨内的水平丝杠、以及与所述水平丝杠配合的第一螺母,所述第一螺母与所述水平导轨滑动连接,所述第一驱动件可带动所述水平丝杠转动,所述竖直移动组件与所述第一螺母固定连接;所述竖直移动组件包括第二驱动件、竖直导轨、设置于所述竖直导轨内的竖直丝杠、以及与所述竖直丝杠配合的第二螺母,所述第二螺母与所述竖直导轨滑动连接,所述第二驱动件可带动所述竖直丝杠转动;
[0097]参见图9,示例性的,对于步骤S102具体可以通过以下步骤实现:
[0098]S1021、开启所述第二驱动件,所述第二驱动件驱动所述竖直丝杠转动,带动所述夹持组件从所述初始位置沿平行于所述定位屏表面的竖直移动,在所述角膜包装体与所述图像识别系统和所述背景组件的处于相同高度时,关闭所述第二驱动件;
[0099]S1022、开启所述第一驱动件,所述第一驱动件驱动所述水平丝杠转动,带动所述竖直移动组件和所述夹持组件沿平行于所述定位屏表面的水平方向移动,在所述角膜包装体位于所述图像识别系统和所述背景组件之间时,关闭所述第一驱动件。
[0100]进一步的,为了方便机械臂组件带动角膜包装体沿水平方向或者竖直方向移动,优选的,支撑部件,第一夹持部件,第二夹持部件,复位部件和驱动部件;
[0101]其中,所述第一夹持部件和第二夹持部件的中心部位分别设置有定位窗;所述第一夹持部件固定于所述支撑部件上,所述第一夹持部件和所述第二夹持部件相对设置,且所述第一夹持部件和所述第二夹持部件之间通过复位部件连接,所述驱动部件包括电机,所述电机的输出轴连接有摆臂,所述摆臂远离所述电机输出轴的一端与所述第二夹持部件抵靠;
[0102]示例性的,步骤S101可以具体通过以下步骤实现:
[0103]S1011、在所述电机关闭,所述第二夹持部件和所述第一夹持部件在所述复位部件的作用下呈现打开状态时,将所述装有待定位角膜的角膜包装体放置于所述第一夹持部件与所述第二夹持部件之间并保持;
[0104]其中,所述电机关闭时,施加在所述第二夹持部件和所述第一夹持部件上的外力消失,所述第二夹持部件和所述第一夹持部件在复位部件的作用下恢复至初始位置,此时的第一夹持部件与第二夹持部件依靠复位部件自身的弹力处于打开状态,当所述第一夹持部件与所述第二夹持部件处于打开状态时,第一夹持部件与所述第二夹持部件之间的距离应该大于等于所述角膜包装体的厚度。
[0105]S1012、开启所述电机,所述电机的输出轴带动所述摆臂向靠近所述第二夹持部件的方向摆动,所述摆臂推动所述第二夹持部件向所述第一夹持部件的方向转动,直至所述第一夹持部件和第二夹持部件相贴合。
[0106]其中,通过开启所述电机,向所述摆臂施加外力,摆臂在所述电机的带动下转动从而带动摆臂挤压所述第二夹持部件朝向所述第一夹持部件转动,进而使得位于所述第一夹持部件与所述第二夹持部件之间的复位部件被挤压从而所述第一夹持部件与所述第二夹持部件将所述透明且盛有待定位角膜的角膜包装体夹紧。
[0107]进一步的,所述角膜包装体位于所述图像识别系统和所述背景组件之间是指:所述夹持组件的定位窗的中心位置与所述定位屏的中心位置正对。为了更好的获取角膜定位的准确性,对所述定位窗的大小及位置不作限定,只要当角膜包装体位于所述图像识别系统和所述背景组件之间时,通过水平移动组件52和竖直移动组件51使得所述夹持组件53的定位窗532的中心位置与所述定位屏11的中心位置正对即可,即
[0108]参见图10,示例性的,步骤S104具体可以通过以下步骤实现:
[0109]S1041、所述图像识别系
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