骨折患者使用的坐便器的制作方法

本发明是申请号为201710559177.9、申请日为2017年7月11日、发明名称为“骨折患者使用的坐便器及方法”的专利的分案申请。

本发明涉及医用坐便器领域，尤其涉及一种骨折患者使用的坐便器。

背景技术：

现在市场上的坐便器的冲水原理基本是直冲式和虹吸式两种大类。虹吸式中又分旋涡式虹吸和喷射式虹吸。

直冲式坐便器是利用水流的冲力来排出便便，一般池壁较陡，存水面积较小，这样水力集中，便圈周围的落下的水力加大，冲污效率高。

优点：直冲式坐便器冲水管路简单，路径短，管径粗(一般直径在9至10厘米)，利用水的重力加速度就可以把便便冲干净，冲水的过程短，与虹吸式相比从冲污能力上来说，直冲式座便器没有返水弯采取直冲，容易冲下较大的污物，在冲刷过程中不容易造成堵塞，卫生间里不用备置纸篓。从节水方面来说，也比虹吸式坐便器好。

缺点：直冲式坐便器最大的缺陷就是冲水声大，还有由于存水面较小，易出现结垢现象，防臭功能也不如虹吸式座便器，另外，直冲式坐便器目前在市场上品种比较少，选择面不如虹吸式座便器大。

虹吸式坐便器的结构是排水管道呈“∽”型，在排水管道充满水后会产生一定的水位差，借冲洗水在便器内的排污管内产生的吸力将便便排走，由于虹吸式坐便器冲排不是借助水流冲力，所以池内存水面较大，冲水噪音较小。

医用坐便器指的是专门在医护环境下为患者的使用而设计的坐便器。骨折患者往往行动不便，难以像正常人那样灵活行动。因此，需要在原有坐便器上增加更多的辅助功能，以方便骨折的行动不便患者的使用，当前的医用坐便器并不存在这些辅助功能。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种骨折患者使用的坐便器操控系统及方法，设计了一套通过使用者手势对坐便器座垫宽度以及坐便器升降高度的自动化控制，关键点在于，通过包括手势识别设备的各个处理设备和各个检测设备完成对使用者手势的识别，并采用信号转换设备，用于接收所述当前手势，并将所述当前手势转换为相应的手势控制指令。

根据本发明的一方面，提供了一种骨折患者使用的坐便器，所述坐便器安装这样的操控系统，所述系统包括：

底座下降设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为降低坐便器高度时，自动下降坐便器底座；

底座升起设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为上升坐便器高度时，自动升起坐便器底座；

座垫拓宽设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为拓宽坐便器座垫时，自动拓宽坐便器座垫以增加坐便器座垫宽度；

座垫收缩设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为收缩坐便器座垫时，自动收缩坐便器座垫以减少坐便器座垫宽度。

更具体地，在所述骨折患者使用的坐便器操控系统中，还包括：

自动冲水设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为自动冲水指令时，实现坐便器池内的自动冲水。

更具体地，在所述骨折患者使用的坐便器操控系统中，还包括：

紧急呼叫设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为紧急呼叫指令时，自动启动紧急呼叫服务。

更具体地，在所述骨折患者使用的坐便器操控系统中，还包括：

空气净化设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为自动净化空气时，自动启动空气净化器以完成对坐便器周围环境的空气净化。

更具体地，在所述骨折患者使用的坐便器操控系统中，还包括：

自动断电设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为自动断电指令时，自动切断所述系统的供电电源；

球形摄像头，包括摄像支架、滤光片、高清图像传感器、镜头、闪光灯和亮度传感器，所述亮度传感器用于检测周围环境亮度，所述闪光灯与所述亮度传感器连接，用于基于所述亮度传感器的输出确定具体的闪光动作，所述镜头在所述滤光片和所述高清图像传感器之间，所述摄像支架用于固定所述滤光片、所述高清图像传感器、所述镜头、所述闪光灯和所述亮度传感器，所述球形摄像头用于对坐便器上的人员进行高清图像数据采集，以获取高清人员图像，

噪声复杂度检测设备，与所述球形摄像头连接，用于接收所述高清人员图像，对所述高清人员图像进行噪声复杂度检测以确定并输出图像噪声复杂度；

图像分块设备，与所述噪声复杂度检测设备连接，用于接收所述图像噪声复杂度和所述高清人员图像，并基于所述图像噪声复杂度对所述高清人员图像进行分块处理以获得多个图像块，其中，所述图像噪声复杂度越高，对所述高清人员图像进行分块处理所获得的图像块的数量越多；

自适应滤波设备，与所述图像分块设备连接，用于接收所述多个图像块，对每一个图像块执行以下处理：对每一个图像块进行噪声类型分析以获得主要噪声类型，基于主要噪声类型确定对应类型滤波器对图像块进行滤波处理以获得滤波块；所述自适应滤波设备还将所有滤波块进行组合以获得并输出组合滤波图像；

关键点定位设备，与所述自适应滤波设备连接以获得所述组合滤波图像，基于5个基准关键点形状分别在所述组合滤波图像确定5个关键点当前位置，其中，在5个关键点当前位置中，每一个关键点当前位置为对应关键点相对于右臂中指指尖当前位置的相对位置，5个基准关键点为人体右臂中5个关键点的基准图像，5个关键点中包括右臂中指指尖；

关键点参考设备，用于基于右臂骨骼模型和右臂关节模型建立人体右臂模型，自所述人体右臂模型处提取5个关键点并分别确定5个关键点参考位置；

手势识别设备，分别与所述关键点定位设备和所述关键点参考设备连接，用于确定每一个关键点当前位置到对应关键点参考位置的偏移矢量以获得5个偏移矢量，基于所述5个偏移矢量确定当前手势，其中，在5个关键点参考位置中，每一个关键点参考位置为对应关键点相对于人体右臂模型中中指指尖的相对位置；

信号转换设备，与所述手势识别设备连接，用于接收所述当前手势，并将所述当前手势转换为相应的手势控制指令。

根据本发明的另一方面，还提供了一种骨折患者使用的坐便器操控方法，所述方法包括：

接收手势控制指令；

当手势控制指令为降低坐便器高度时，自动下降坐便器底座；

当手势控制指令为上升坐便器高度时，自动升起坐便器底座；

当手势控制指令为拓宽坐便器座垫时，自动拓宽坐便器座垫以增加坐便器座垫宽度；

当手势控制指令为收缩坐便器座垫时，自动收缩坐便器座垫以减少坐便器座垫宽度。

更具体地，在所述骨折患者使用的坐便器操控方法中，还包括：

当手势控制指令为自动冲水指令时，实现坐便器池内的自动冲水。

更具体地，在所述骨折患者使用的坐便器操控方法中，还包括：

当手势控制指令为紧急呼叫指令时，自动启动紧急呼叫服务。

更具体地，在所述骨折患者使用的坐便器操控方法中，还包括：

当手势控制指令为自动净化空气时，自动启动空气净化器以完成对坐便器周围环境的空气净化。

更具体地，在所述骨折患者使用的坐便器操控方法中，在接收手势控制指令之前，还包括：

使用球形摄像头，包括摄像支架、滤光片、高清图像传感器、镜头、闪光灯和亮度传感器，所述亮度传感器用于检测周围环境亮度，所述闪光灯与所述亮度传感器连接，用于基于所述亮度传感器的输出确定具体的闪光动作，所述镜头在所述滤光片和所述高清图像传感器之间，所述摄像支架用于固定所述滤光片、所述高清图像传感器、所述镜头、所述闪光灯和所述亮度传感器，所述球形摄像头用于对坐便器上的人员进行高清图像数据采集，以获取高清人员图像，

使用噪声复杂度检测设备，与所述球形摄像头连接，用于接收所述高清人员图像，对所述高清人员图像进行噪声复杂度检测以确定并输出图像噪声复杂度；

使用图像分块设备，与所述噪声复杂度检测设备连接，用于接收所述图像噪声复杂度和所述高清人员图像，并基于所述图像噪声复杂度对所述高清人员图像进行分块处理以获得多个图像块，其中，所述图像噪声复杂度越高，对所述高清人员图像进行分块处理所获得的图像块的数量越多；

使用自适应滤波设备，与所述图像分块设备连接，用于接收所述多个图像块，对每一个图像块执行以下处理：对每一个图像块进行噪声类型分析以获得主要噪声类型，基于主要噪声类型确定对应类型滤波器对图像块进行滤波处理以获得滤波块；所述自适应滤波设备还将所有滤波块进行组合以获得并输出组合滤波图像；

使用关键点定位设备，与所述自适应滤波设备连接以获得所述组合滤波图像，基于5个基准关键点形状分别在所述组合滤波图像确定5个关键点当前位置，其中，在5个关键点当前位置中，每一个关键点当前位置为对应关键点相对于右臂中指指尖当前位置的相对位置，5个基准关键点为人体右臂中5个关键点的基准图像，5个关键点中包括右臂中指指尖；

使用关键点参考设备，用于基于右臂骨骼模型和右臂关节模型建立人体右臂模型，自所述人体右臂模型处提取5个关键点并分别确定5个关键点参考位置；

使用手势识别设备，分别与所述关键点定位设备和所述关键点参考设备连接，用于确定每一个关键点当前位置到对应关键点参考位置的偏移矢量以获得5个偏移矢量，基于所述5个偏移矢量确定当前手势，其中，在5个关键点参考位置中，每一个关键点参考位置为对应关键点相对于人体右臂模型中中指指尖的相对位置；

使用信号转换设备，与所述手势识别设备连接，用于接收所述当前手势，并将所述当前手势转换为相应的手势控制指令；

其中，在接收手势控制指令之后，所述方法还包括当手势控制指令为自动断电指令时，自动切断所述系统的供电电源。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的骨折患者使用的坐便器操控系统的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的骨折患者使用的坐便器操控方法的步骤流程图。

附图标记：1底座下降设备；2底座升起设备；3座垫拓宽设备；4座垫收缩设备；s21接收手势控制指令；s22当手势控制指令为降低坐便器高度时，自动下降坐便器底座；s23当手势控制指令为上升坐便器高度时，自动升起坐便器底座；s24当手势控制指令为拓宽坐便器座垫时，自动拓宽坐便器座垫以增加坐便器座垫宽度；s25当手势控制指令为收缩坐便器座垫时，自动收缩坐便器座垫以减少坐便器座垫宽度

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的骨折患者使用的坐便器操控系统及方法的实施方案进行详细说明。

跟随时尚潮流的脚步，很多人再选购坐便器时也开始分为注重其外观，而忽略了其实质。实际上应通过以下几种方式实现对坐便器的选择。

第一招：观察座便器的光泽度，光泽度较高的产品，致密性越高，越容易清洁卫生。这是因为瓷质的好坏和坐便器的寿命有直接的关系，烧成温度越高越均匀，瓷质越好。

第二招：看釉面是否均匀，消费者可以询问店家，排污口是否施釉，甚至可以把手伸进排污口，摸返水湾是否有釉面。挂污的罪魁祸首是釉面差，顾客可以用手摸，合格的釉面一定是手感细腻的。消费者可以挑剔一点，摸一摸釉面转角的地方(阴角阳角)，釉面用得很薄的话，在转角的地方就会不均匀，就会露底，摸起来就会很粗糙。”

第三招：座便器的冲洗方式，座便器冲的干净与否和它的冲水方式有直接关系。现在国内的座便器，主要有二种冲水方式，直冲式和虹吸式。直冲式座便器利用冲水时冲水的自身重力，将污物从座便器存水弯中压出以实现排污，优点是排污能力强；而虹吸式座便器则利用冲水时坐便器排污管道中产生的虹吸力，将污物从座便器存水弯中吸出而达到排污的目的，优点是冲水的时候避免溅水，缸体冲洗效果更干净。

第四招：座便器的用水量，节水方法有两种，一种是节水用水量，一种是通过废水再利用达到节水。节水坐便器与普通坐便器功能一样，必须兼具省水、维持洗净功能及输送排泄物的功能，目前的市场上打着节水口号但产品技术与实际效果并不如意的产品不在少数，选购时需分外注意。

当前的坐便器无法实现在用户手势控制下对坐便器的各项操作。为了克服上述不足，本发明搭建了一种骨折患者使用的坐便器操控系统及方法，能够解决上述技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的骨折患者使用的坐便器操控系统的结构方框图，所述系统包括：

底座下降设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为降低坐便器高度时，自动下降坐便器底座；

底座升起设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为上升坐便器高度时，自动升起坐便器底座；

座垫拓宽设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为拓宽坐便器座垫时，自动拓宽坐便器座垫以增加坐便器座垫宽度；

座垫收缩设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为收缩坐便器座垫时，自动收缩坐便器座垫以减少坐便器座垫宽度。

接着，继续对本发明的骨折患者使用的坐便器操控系统的具体结构进行进一步的说明。

所述骨折患者使用的坐便器操控系统中还可以包括：自动冲水设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为自动冲水指令时，实现坐便器池内的自动冲水。

所述骨折患者使用的坐便器操控系统中还可以包括：紧急呼叫设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为紧急呼叫指令时，自动启动紧急呼叫服务。

所述骨折患者使用的坐便器操控系统中还可以包括：空气净化设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为自动净化空气时，自动启动空气净化器以完成对坐便器周围环境的空气净化。

所述骨折患者使用的坐便器操控系统中还可以包括：

自动断电设备，用于接收手势控制指令，并当手势控制指令为自动断电指令时，自动切断所述系统的供电电源；

球形摄像头，包括摄像支架、滤光片、高清图像传感器、镜头、闪光灯和亮度传感器，所述亮度传感器用于检测周围环境亮度，所述闪光灯与所述亮度传感器连接，用于基于所述亮度传感器的输出确定具体的闪光动作，所述镜头在所述滤光片和所述高清图像传感器之间，所述摄像支架用于固定所述滤光片、所述高清图像传感器、所述镜头、所述闪光灯和所述亮度传感器，所述球形摄像头用于对坐便器上的人员进行高清图像数据采集，以获取高清人员图像，

噪声复杂度检测设备，与所述球形摄像头连接，用于接收所述高清人员图像，对所述高清人员图像进行噪声复杂度检测以确定并输出图像噪声复杂度；

图像分块设备，与所述噪声复杂度检测设备连接，用于接收所述图像噪声复杂度和所述高清人员图像，并基于所述图像噪声复杂度对所述高清人员图像进行分块处理以获得多个图像块，其中，所述图像噪声复杂度越高，对所述高清人员图像进行分块处理所获得的图像块的数量越多；

自适应滤波设备，与所述图像分块设备连接，用于接收所述多个图像块，对每一个图像块执行以下处理：对每一个图像块进行噪声类型分析以获得主要噪声类型，基于主要噪声类型确定对应类型滤波器对图像块进行滤波处理以获得滤波块；所述自适应滤波设备还将所有滤波块进行组合以获得并输出组合滤波图像；

关键点定位设备，与所述自适应滤波设备连接以获得所述组合滤波图像，基于5个基准关键点形状分别在所述组合滤波图像确定5个关键点当前位置，其中，在5个关键点当前位置中，每一个关键点当前位置为对应关键点相对于右臂中指指尖当前位置的相对位置，5个基准关键点为人体右臂中5个关键点的基准图像，5个关键点中包括右臂中指指尖；

关键点参考设备，用于基于右臂骨骼模型和右臂关节模型建立人体右臂模型，自所述人体右臂模型处提取5个关键点并分别确定5个关键点参考位置；

手势识别设备，分别与所述关键点定位设备和所述关键点参考设备连接，用于确定每一个关键点当前位置到对应关键点参考位置的偏移矢量以获得5个偏移矢量，基于所述5个偏移矢量确定当前手势，其中，在5个关键点参考位置中，每一个关键点参考位置为对应关键点相对于人体右臂模型中中指指尖的相对位置；

信号转换设备，与所述手势识别设备连接，用于接收所述当前手势，并将所述当前手势转换为相应的手势控制指令。

图2为根据本发明实施方案示出的骨折患者使用的坐便器操控方法的步骤流程图，所述方法包括：

接收手势控制指令；

当手势控制指令为降低坐便器高度时，自动下降坐便器底座；

当手势控制指令为上升坐便器高度时，自动升起坐便器底座；

当手势控制指令为拓宽坐便器座垫时，自动拓宽坐便器座垫以增加坐便器座垫宽度；

当手势控制指令为收缩坐便器座垫时，自动收缩坐便器座垫以减少坐便器座垫宽度。

接着，继续对本发明的骨折患者使用的坐便器操控方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述骨折患者使用的坐便器操控方法还可以包括：当手势控制指令为自动冲水指令时，实现坐便器池内的自动冲水。

所述骨折患者使用的坐便器操控方法还可以包括：当手势控制指令为紧急呼叫指令时，自动启动紧急呼叫服务。

所述骨折患者使用的坐便器操控方法还可以包括：当手势控制指令为自动净化空气时，自动启动空气净化器以完成对坐便器周围环境的空气净化。

在所述骨折患者使用的坐便器操控方法中，在接收手势控制指令之前，还包括：

使用球形摄像头，包括摄像支架、滤光片、高清图像传感器、镜头、闪光灯和亮度传感器，所述亮度传感器用于检测周围环境亮度，所述闪光灯与所述亮度传感器连接，用于基于所述亮度传感器的输出确定具体的闪光动作，所述镜头在所述滤光片和所述高清图像传感器之间，所述摄像支架用于固定所述滤光片、所述高清图像传感器、所述镜头、所述闪光灯和所述亮度传感器，所述球形摄像头用于对坐便器上的人员进行高清图像数据采集，以获取高清人员图像，

使用噪声复杂度检测设备，与所述球形摄像头连接，用于接收所述高清人员图像，对所述高清人员图像进行噪声复杂度检测以确定并输出图像噪声复杂度；

使用图像分块设备，与所述噪声复杂度检测设备连接，用于接收所述图像噪声复杂度和所述高清人员图像，并基于所述图像噪声复杂度对所述高清人员图像进行分块处理以获得多个图像块，其中，所述图像噪声复杂度越高，对所述高清人员图像进行分块处理所获得的图像块的数量越多；

使用自适应滤波设备，与所述图像分块设备连接，用于接收所述多个图像块，对每一个图像块执行以下处理：对每一个图像块进行噪声类型分析以获得主要噪声类型，基于主要噪声类型确定对应类型滤波器对图像块进行滤波处理以获得滤波块；所述自适应滤波设备还将所有滤波块进行组合以获得并输出组合滤波图像；

使用关键点定位设备，与所述自适应滤波设备连接以获得所述组合滤波图像，基于5个基准关键点形状分别在所述组合滤波图像确定5个关键点当前位置，其中，在5个关键点当前位置中，每一个关键点当前位置为对应关键点相对于右臂中指指尖当前位置的相对位置，5个基准关键点为人体右臂中5个关键点的基准图像，5个关键点中包括右臂中指指尖；

使用关键点参考设备，用于基于右臂骨骼模型和右臂关节模型建立人体右臂模型，自所述人体右臂模型处提取5个关键点并分别确定5个关键点参考位置；

使用手势识别设备，分别与所述关键点定位设备和所述关键点参考设备连接，用于确定每一个关键点当前位置到对应关键点参考位置的偏移矢量以获得5个偏移矢量，基于所述5个偏移矢量确定当前手势，其中，在5个关键点参考位置中，每一个关键点参考位置为对应关键点相对于人体右臂模型中中指指尖的相对位置；

使用信号转换设备，与所述手势识别设备连接，用于接收所述当前手势，并将所述当前手势转换为相应的手势控制指令；

其中，在接收手势控制指令之后，所述方法还包括当手势控制指令为自动断电指令时，自动切断所述系统的供电电源。

另外，图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。

由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。

常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。

采用本发明的骨折患者使用的坐便器操控系统及方法，针对现有技术中医用环境下无法基于患者手势完成对坐便器操作的技术问题，通过采用手势识别设备，用于确定每一个关键点当前位置到对应关键点参考位置的偏移矢量以获得5个偏移矢量，基于所述5个偏移矢量确定当前手势，其中，在5个关键点参考位置中，每一个关键点参考位置为对应关键点相对于人体右臂模型中中指指尖的相对位置；通过信号转换设备，与所述手势识别设备连接，用于接收所述当前手势，并将所述当前手势转换为相应的手势控制指令，从而能够基于人体手势实现对坐便器的各项控制。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。