一种美容辅助系统、基于该系统的三维座标信息采集方法及其美容方法与流程

本发明涉及美容领域，尤其涉及一种美容辅助系统。

背景技术：

随着时代的发展，以超声波、射频、热量、压力等物理能量对皮肤进行非入侵式美容和减肥美容的手法得到了广泛应用，其原理大都是通过安装在治疗手具内部的装置发出物理能量(声波能、光能、电磁能、热能、机械能等)，通过手具的治疗面传导到皮肤进入体内的治疗部位，并且手工移动美容仪手具更换治疗部位。实质上，治疗部位的表面积较大，但美容仪手具的治疗表面积小，为了使所有治疗皮肤表面都得到能量的作用，在工作中需要不断移动发出能量的手具更换作用表面位置的方式来实现。

由于现有的技术限制，在进行美容时，需要在治疗皮肤表面先行画上辅助图形，随后根据辅助图形提示，不断移动美容仪手具更换作用表面的位置，从而对用户进行美容。现有的画辅助图形操作方式耗时较多，且难以保证治疗部位的准确性，导致治疗效果较差，故仍存在较大的改善空间。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种美容辅助系统、基于该系统的三维座标信息采集方法及其美容方法，具有可便捷地对操作人员提供辅助的优点。

为实现上述目的，本发明可以通过以下技术方案予以实现：

一种美容辅助系统，包括控制主机以及手具，还包括视频采集设备以及投影设备，所述手具上设置有能量发生装置，所述视频采集设备与控制主机的输入端电性连接，所述投影设备与控制主机的输出端电性连接，所述手具与控制主机控制连接。

更优的，所述视频采集设备设置有3个，所述视频采集设备的拍摄角度各不相同。

更优的，还包括定位装置。

更优的，所述定位装置为超声波定位模块，所述超声波定位模块包括超声波发生器以及超声波接收器，所述超声波接收器与被治疗人员相对固定，所述手具上亦设置有超声波接收器，所述超声波发生器以及超声波接收器均与控制主机电性连接。

更优的，所述超声波发生器设置有3个，所述超声波发生器的输出角度各不相同。

更优的，所述定位装置为射频定位模块，所述射频定位模块包括射频发生器以及射频接收器，所述射频接收器与被治疗部位相对固定，所述手具上亦设置有射频接收器，所述射频发生器以及射频接收器均与控制主机电性连接。

更优的，所述手具以及与治疗部位相对固定的位置上均设置有姿态传感器，所述姿态传感器均与控制主机的输入端电性连接。

更优的，所述能量发生装置为聚焦超声波换能器。

本发明还提供了一种美容辅助系统的三维座标信息采集方法，该方法包括以下步骤：

第一步，调整投影设备和视频采集设备，保证投影设备和视频采集设备以不同的方向对准需治疗人员的治疗部位；

第二步，控制主机通过视频采集设备得到治疗部位的图片；

第三步，控制主机通过投影设备，向治疗部位照射特定的定位图标，并记录定位图标的形状、颜色和在投影设备中的输出像素位置；

第四步，保证与第二步拍摄角度相同情况下，控制主机再次通过视频采集设备得到治疗部位的图片；

第五步，控制主机通过扫描和对比同一视频采集设备在第二步和第四步拍摄的图片，找到定位图标在视频采集设备采集的图片中的像素位置，通过几何运算，得到治疗部位表面投影定位图标处的三维座标信息；

第六步，重复第二步至第五步，即可得到治疗部位所有表面点的三维座标数据。

本发明还提供了一种美容辅助系统的辅助美容方法，该方法包括以下步骤：

第一步，在治疗部位相对固定的位置放置姿态传感器，固定视频采集设备、投影设备与定位装置；

第二步，启动控制主机；

第三步，视频采集设备拍摄治疗部位的图片，输入到控制主机；

第四步，包括权利要求9所述的三维座标信息采集方法，通过该方法，得到治疗部位三维坐标数据位置；

第五步，操作人员根据三维坐标数据，与控制主机交互选定治疗区域，投影设备在需治疗人员上投影出治疗部位操作提示图；

第六步，操作人员根据提示图放置手具到治疗部位的具体位置；

第七步，控制主机控制手具通过能量发生装置发出能量；

第八步，控制主机通过定位装置、固定特征标志物以及姿态传感器，实时感知手具与治疗部位的相对位置和方向并记录；

第九步，控制主机根据预设的治疗的需要，生成下一步的辅助提示图像并输出到投影设备，把实时操作提示图像投影到被治疗部位上；

第十步，操作人员在提示图像的辅助下重复第六步至第九步直到完成完整的治疗。

本发明的优点在于：控制主机通过视频采集设备感知治疗部位表面的三维信息，同时根据治疗需要，生成提示图形，通过投影输出设备以照射在治疗部位形成图像，以达到提示操作人员进行更精确操作目的，其大幅度地提高了操作人员的工作效率。

附图说明

图1是本发明的具体结构图。

附图标记：1、控制主机；2、手具；3、视频采集设备；4、投影设备；5、能量发生装置；6、超声波发生器；7、超声波接收器；8、姿态传感器。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步的说明：

实施例1：

一种美容辅助系统，如图1所示，包括控制主机1以及手具2。该辅助系统还包括视频采集设备3、投影设备4以及定位装置，同时在手具2上设有能量发生装置5。其中，视频采集设备3与控制主机1的输入端电性连接，投影设备4与控制主机1的输出端电性连接，手具2与控制主机1控制连接。

视频采集设备可以设置一个，这种情况下，视频采集设备与投影设备以不同方向对准治疗部位，所述两设备相互配合按照后述的方法采集治疗部位表面三维信息；

视频采集设备可以设置两个，这种情况下，视频采集设备以不同方向对准治疗部位，按照后述的方法进行采集数据的同时，两个视频设备连接视觉定位装置进一步提高采集治疗部位三维数量信息的精度；

视频采集设备设置三个的情况，就是在两个视频采集设备的基础上，在与投影设备方向尽量相同的方向上再设置一个视频采集设备，进一步采集投影在治疗部位表面投影的图像，以对投影图像进行修正。

本实施例中，视频采集设备3设置有3个，且每一个视频采集设备3所拍摄的角度均不相同，故控制主机1能够得到不同角度的数据进行综合处理，从而得出更为精确的三维数据。

系统工作时，视频采集设备3将所拍摄到的数据输入到控制主机1，控制主机1对数据进行分析计算，运用公知的视觉定位技术，从而对治疗部位以及手具2进行定位。

但是，运用视觉定位时，要求控制主机1处理速度高，若控制主机1处理速度慢，定位时间亦会较慢，为提高系统的整体综合性能，系统的设置还包括定位装置。

定位装置为超声波定位模块，超声波定位模块包括超声波发生器6以及超声波接收器7，其中超声波接收器7与被治疗人员相对固定，另外在手具2上亦设置有超声波接收器7。超声波发生器6设置有3个，且所有超声波发生器6的输出角度各不相同，故超声波接收器7能够得到不同的反馈数据，这样的设置使得定位效果更为准确，超声波发生器6以及超声波接收器7均与控制主机1电性连接。

在实际使用，超声波发生器6、视频采集设备3以及投影设备4，均通过支架呈固定形式安装设置。

更优的，手具2上的能量发生装置5可为聚焦超声波换能器5或射频电极或光输出装置或震动器或冷热装置，在本实施例中，手具2上的能量发生装置5为聚焦超声波换能器5。另外在手具2上设置有姿态传感器8，同时在与需治疗人员的治疗部位相对固定的位置上，亦设有姿态传感器8，姿态传感器8均与主机电性连接。姿态传感器8用于感知手具2和治疗部位的姿态，从而感知能量输出相对于治疗部位表面的方向，这样的设置进一步提升了系统的精确度。

基于该系统的三维座标信息采集方法，是通过投影设备4在治疗部位表面投影定位图标，并在与投影方向不同角度采集视频图像相结合的方式，该方法包括以下步骤：

第一步，调整投影设备4和视频采集设备3，保证投影设备4和视频采集设备3以不同的方向对准需治疗人员的治疗部位；

第二步，控制主机1通过视频采集设备3得到治疗部位的图片；

第三步，控制主机1通过投影设备4，向治疗部位照射特定的定位图标，并记录定位图标的形状、颜色和在投影设备4中的输出像素位置；

第四步，保证与第二步拍摄角度相同情况下，控制主机1再次通过视频采集设备3得到治疗部位的图片；

第五步，控制主机1通过扫描和对比同一视频采集设备3在第二步和第四步拍摄的图片，找到定位图标在视频采集设备3采集的图片中的像素位置，通过几何运算，得到治疗部位表面投影定位图标处的三维座标信息；

第六步，重复第二步至第五步，即可得到治疗部位所有表面点的三维座标数据。

主机1得到治疗部位表面的三维座标数据后，最终将操作提示图通过投影设备4精确投影到被治疗人员治疗部位表面上。

根据投影设备4所投影的操作提示图形，操作人员将手具2上聚焦超声波换能器5的超声波输出面与治疗部位的皮肤表面接触，操作控制主机1，启动聚焦超声波换能器5输出聚焦超声波，控制主机1通过超声波定位装置与姿态传感器8获取手具2与治疗部位的相对位置，并实时记录操作位置与输出的能量值，并与预设的能量作用位置与预设的能量值大小进行对比，从而对下一步的操作通过在治疗部位投影出相应的图像作出提示，操作人员在实时图像的提示下，治疗操作更精确接近治疗所需，增强美容效果。

本发明的美容辅助系统的操作步骤如下：

操作者在治疗部位的皮肤表面涂上润滑剂或耦合剂，

第一步，在治疗部位相对固定的位置放置姿态传感器8，固定视频采集设备3、投影设备4与定位装置；

第二步，启动控制主机1；

第三步，视频采集设备3拍摄治疗部位的图片，输入到控制主机1；

第四步，通过前述的三维座标信息采集方法，得到治疗部位三维坐标数据位置；

第五步，操作人员根据三维坐标数据，与控制主机1交互选定治疗区域，投影设备4在需治疗人员上投影出治疗部位操作提示图；

第六步，操作人员根据提示图放置手具2到治疗部位的具体位置；

第七步，控制主机1控制手具2通过能量发生装置5发出能量；

第八步，控制主机1通过定位装置、固定特征标志物以及姿态传感器8，实时感知手具2与治疗部位的相对位置和方向并记录；

第九步，控制主机1根据预设的治疗的需要，生成下一步的辅助提示图像并输出到投影设备4，把实时操作提示图像投影到被治疗部位上；

第十步，操作人员在提示图像的辅助下重复第六步至第九步直到完成完整的治疗。

在本发明中，定位装置的设置，还有第二种实施方法：

定位装置为射频定位模块，射频定位模块包括射频发生器以及射频接收器，其中，射频接收器与被治疗人员相对固定，在手具2上亦设置有射频接收器。射频发生器设置有3个，且所有射频发生器的输出角度各不相同，故射频接收器能够得到不同的反馈数据，这样的设置使得定位效果更为准确，射频发生器以及射频接收器均与控制主机1电性连接。

在实际使用时，射频发生器以及射频接收器，均通过支架呈固定形式安装设置，且安装位置分别与实施例1中超声波发生器6以及超声波接收器7的安装位置相同。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上技术方案以及构思，做出其它各种等效的改变以及变形，而所有的这些改变和变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。