一种带图像识别目标跟踪的X射线防护设备的制作方法

本发明涉及图像识别与x射线防护设备技术领域，特别涉及一种带图像识别目标跟踪的x射线防护设备。

背景技术：

x射线防护设备主要用于医院放射科dr室在给病人拍照时，防护病人不需要拍照的其它部位不受x射线照射；病人在拍照时，dr机会根据拍照的部位进行移动。

目前，自动跟踪dr机x射线防护设备，主要是采用激光测距传感器或者拉绳传感器进行dr机的移动检测，x射线防护设备再将铅板移动到相应位置进行遮挡。激光测距传感器或者拉绳传感器都需要在机器外部另外增加一个传感器模块，采用有线或者无线传输的方式与主机连接，这就导致设备布置不方便，增加了设备成本，提高了系统复杂度。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种带图像识别目标跟踪的x射线防护设备。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种带图像识别目标跟踪的x射线防护设备，包括一图像特征目标、一图像采集单元、一图像处理单元、一控制器单元、一执行机构单元；所述图像采集单元与图像处理单元电性连接，将图像数据传输给所述图像处理单元进行处理；所述图像处理单元与所述控制器单元连接，将识别到的图像特征目标坐标数据传输给控制器单元进行处理；所述控制器单元与执行机构单元连接，将控制指令传输给执行机构单元进行移动操作。

较佳地，所述带图像识别目标跟踪的x射线防护设备还包括一电源模块，该电源模块依次给图像采集单元、图像处理单元、控制器单元、执行机构单元供电。

较佳地，所述电源模块包括一电源、一恒压电路、一降压电路、一稳压电路；所述恒压电路将电源输出的电压恒定用于输出12v直流电源，对应的降压电路将恒压电路输出12v直流电源降压至5v，在通过稳压电路稳定至3.5v。较佳地，所述恒压电路包括电源防倒灌电路、恒压控制芯片、电源稳压电路、电源续流电路、第一滤波电路、第一电压反馈电路；所述电源经电源防倒灌电路与恒压控制芯片电源输入端连接，所述电源稳压电路、电源续流电路、第一电压反馈电路分别与恒压控制芯片对应的控制端连接，所述恒压控制芯片输出端经第一滤波电路与降压电路连接。

较佳地，所述降压电路包括第二滤波电路、电流续流电路、第二电压反馈电路、第三滤波电路、降压芯片及其外围电路；所述降压芯片的电源端与第一滤波电路连接，所述第二滤波电路、第二电压反馈电路、电流续流电路一端与降压芯片的对应端连接；所述电流续流电路另一端分别与第二电压反馈电路另一端、第三滤波电路一端连接；所述第三滤波电路另一端与稳压电路连接。

所述稳压电路包括：第四滤波电路、稳压芯片及其外围电路；所述稳压芯片的电源端与第三滤波电路另一端连接；所述稳压芯片的输出端输与第四滤波电路连接供下级电路供电。

较佳地，所述图像特征目标选自二维码图标、特定颜色图标、特点形状图标中的一种或多种。

较佳地，所述图像采集单元包括摄像头电路；该摄像头电路设为摄像头光感芯片ov7725及其外围电路；所述摄像头电路的摄像头自彩色摄像头、灰度摄像头、红外摄像头中的一种。

较佳地，所述图像处理单元包括一mpu电路，该mpu电路设为stm32f765vgt6芯片及其外围电路，该stm32f765vgt6芯片对应端与摄像头光感芯片ov7725对应端电性连接，用于图像识别处理。

较佳地，所述控制器单元包括mcu电路，该mcu电路设为stm32f103芯片及其外围电路，所述stm32f103芯片对应端与stm32f765vgt6芯片对应端电性连接，用于提供电机控制信号。

较佳地，所述执行机构单元包括电机驱动模块与电机驱动信号电路；该电机驱动信号电路包括第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路、j18插座、驱动电源电路、j19插座；所述第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、第三电机驱动电路的输入端均对应与stm32f765vgt6芯片电性连接，输出端经j18插座与外部电机连接；所述驱动电源电路经j19插座与外部电机电源连接。

采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：本发明设计的恒压电路，降压电路，稳压电路对应具有恒压、降压、稳压功能，能对电源的电压进行恒压、降压、稳压处理；具有图像识别处理功能，通过图像特征目标对目标图像进行识别，摄像头将采集的数据发送给图像处理单元，进而实现图像识别处理功能；在通过mcu电路与mcu电路对目标的坐标位置数进行处理，然后控制电机进行相应运动从而达到跟踪的目的；另x射线防护设备不需要在机器外增加传感器模块，机器布置更加方便；不需要在机器外增加传感器模块，节省了相应的成本；不需要在机器外增加传感器模块，不用与外部设备进行有线或者无线的数据传输，降低了系统复杂度。

附图说明

图1为本发明模块示意图一；

图2为本发明模块示意图二；

图3为本发明摄像头电路图；

图4为本发明mpu模块电路原理图；

图5为本发明mcu模块电路原理图；

图6为本发明电机驱动模块信号电路原理

图7为本发明电源电路原理图；

图8为本发明降压电路与稳压电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步说明。

实施例1：

参照图1，一种带图像识别目标跟踪的x射线防护设备，包括一图像特征目标(s101)、一图像采集单元(s102)、一图像处理单元(s103)、一控制器单元(s104)、一执行机构单元(s105)；所述图像采集单元(s102)与图像处理单元(s103)电性连接；所述图像处理单元(s103)与控制器单元(s104)电性连接；所述控制器单元(s104)与执行机构单元(s105)电性连接。

所述图像采集单元(s102)实时传输图像数据给图像处理单元(s103)，当图像处理单元(s103)识别到图像特征目标(s101)出现的时候，将图像特征目标(s101)的坐标数据传输给控制器单元(s104)进行进一步处理；然后控制器单元(s104)将相应的控制指令发送给执行机构单元(s105)进行移动操作；最后执行机构单元(s105)根据控制指令，将机器移动到相应的位置。

实施例2：

参照图2，一种带图像识别目标跟踪的x射线防护设备，包括一图像特征目标(s201)、一摄像头(s202)、一mpu模块(s203)、一mcu模块(s204)、一电机驱动模块(s205)、一电机(s206)与一电源模块(s207)。

所述摄像头(s202)与mpu模块(s203)通过csi接口连接，实时传输图像数据给mpu模块(s203)进行处理。

所述mpu模块(s203)与mcu模块(s204)通过uart接口连接，实时传输图像特征目标(s201)的坐标位置数据给mcu模块(s204)进行处理。

所述mcu模块(s204)与电机驱动模块(s205)通过gpio接口连接，实时传输控制指令给电机驱动模块(s205)执行。

所述电机驱动模块(s205)与电机(s206)通过电缆连接，将控制指令转变为相应的机械运动。

所述电源模块(s207)通过电缆分别与摄像头(s202)、mpu模块(s203)、mcu模块(s204)、电机驱动模块(s205)、电机(s206)连接，提供电力支持。

本发明工作原理：

摄像头(s102)实时传输图像数据给图像处理单元(s103)，当图像处理单元(s103)识别到图像特征目标(s101)出现的时候，将图像特征目标(s101)的坐标数据传输给控制器单元(s104)进行进一步处理；然后控制器单元(s104)将相应的控制指令发送给执行机构单元(s105)进行移动操作；最后执行机构单元(s105)根据控制指令，将机器移动到相应的位置；

摄像头(s202)实时传输图像数据给mpu模块(s203)进行处理mpu模块(s203)将识别到图像特征目标(s101)的坐标位置数据传输给mcu模块(s204)进行处理，mcu模块(s204)再将时传输控制指令给电机驱动模块(s205)执行，电机(s206)再将控制指令转变为相应的机械运动。

参照图3，该摄像头的电路图中的u2为摄像头光感芯片ov7725，用于光感应传感；

c12、c19、c20、c18、c15、c17、c16为电容，用于电源滤波；

r4为电阻，用于电流限流；

r3为电阻，用于下拉电平；

rn4a、rn4b为电阻，用于上拉电平电流限流。

参照图4，该mpu模块电路图中的u1为mpu芯片stm32f765vgt6，用于图像识别处理；

c11、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c13、c48、c49为电容，用于电源滤波；

c40、c41为电容，用于晶振负载匹配；

rn2a为电阻，用于电流限流；

rn2b为电阻，用于提供下拉电平；

l1为电感，用于电源滤波；

y1为晶振，用于提供震荡信号给mpu模块。

参照图5，该mcu电路图中的u14为mcu芯片stm32f103，用于提供电机控制信号；

j3为插座，用于外部功能模块拓展；

r88、r91、r92为电阻，用于电流限流；

r94、r95为电阻，用于提供上拉电平电流限流；

r89为电阻，用于提供下拉电平；

led1为发光二极管，用作指示灯。

参照图6，所述驱动电源电路的输出端通过j19插座对应与外部电机的电源连接。

所述第一电机驱动电路包括一r198、一r199、一r200、一q21；所述r198电阻一端与stm32f103芯片对应端电性连接，另一端分别与r199电阻一端、q21三极管第一端电性连接；所述r199电阻另一端接地；所述q21三极管的第二端与r200电阻一端电性连接，第三端接地；所述r200电阻另一端与j18第二连接端电性连接。

所述第二电机驱动电路包括一r201、一r202、一r203、一q22；所述r203电阻一端与stm32f103芯片对应端电性连接，另一端分别与r204电阻一端、q22三极管第一端电性连接；所述r204电阻另一端接地；所述q22三极管的第二端与r201电阻一端电性连接，第三端接地；所述r201电阻另一端与j18第四连接端电性连接。

所述第三电机驱动电路包括一r204、一r205、一r206、一q23；所述r205电阻一端与stm32f103芯片对应端电性连接，另一端分别与r206电阻一端、q23三极管第一端电性连接；所述r206电阻另一端接地；所述q23三极管的第二端与r202电阻一端电性连接，第三端接地；所述r202电阻另一端与j18第六连接端电性连接；所述j18插座第一、三、五端对应与外部电机连接连接；所述j18插座为header3x2插座。

所述驱动电源电路包括一d35；所述j19插座第一端接地，第二端与d35一端连接，该d35另一端与外部电机的电源连接。

所述j18插座，用于连接电机驱动模块。

所述j19插座，用于连接电机驱动模块电源。

所述d35二极管，用于电源防倒灌。

所述r198、r199、r200、r201、r202、r203、r204、r205、r206电阻，用于电流限流。

所述q21、q22、q23三极管，用于电平信号隔离

参照图7，该12v电源附图中，所述恒压控制芯片的型号为h6205，用于输出12v直流电源。

所述电源防倒灌电路包括d1二极管，用于防止电源倒灌。

所述电源稳压电路包括d2稳压二极管，用于电源稳压。

所述电源续流电路包括d3、d6二极管，用于电源续流。

所述第一滤波电路包括c3、c2、c23、c24、c20、c21、c22电容，用于电源滤波。

所述第一电压反馈电路包括r23、r29、r32、r33、r34电阻，用于电压反馈匹配。

所述恒压电路还包括r10电阻、r26电阻、l1电感；该r10为电阻，用于电流限流，r26电阻用于12v电源旁路放电、l1电感用于电源蓄能。

所述d1二极管一端与电源电性连接，另一端分别与c3电容一端、c2电容一端、r10一端、u1恒压芯片h6205第一连接端、u1恒压芯片h6205第九连接端电性连接；所述c3电容另一端接地；所述c2电容另一端接地；所述r10电阻另一端分别与d2二极管负极、c23电容一端、d3二极管负极、u1恒压芯片h6205第二连接端电性连接；所述d2二极管正极分别与c23电容另一端、c24电容一端、r33电容一端、r34电容一端、l1电感一端、u1恒压芯片h6205第六连接端、r23电阻一端电性连接；所述c24电容另一端与u1恒压芯片h6205第二五连接端电性连接；所述r33电阻另一端与u1恒压芯片h6205第三连接端电性连接；所述r34电阻另一端分别与u1恒压芯片h6205第四连接端、r29电阻一端电性连接；所述r23电阻另一端分别与u1恒压芯片h6205第七连接端、u1恒压芯片h6205、d6二极管负极电性连接；所述d6二极管正极分别与r29电阻另一端、接地线、c20电容电容一端、c21电容一端、c22电容一端、r26电阻一端连接；所述d3二极管正极分别与r32电阻一端、l1电感另一端、c20电容另一端、c21电容另一端、vdd12v输入端、c22电容另一端、r26电阻另一端电性连接；所述r32电阻另一端与u1恒压芯片h6205第三连接端电性连接。

参照图8，该3.3v和5v电源附图：

所述第二电压反馈电路包括r50、r52电阻，用于电压反馈匹配。

所述第二滤波电路包括c43、c27、c30、c31、c44、c45为电容，用于电源滤波。

第三滤波电路包括c46电容与r53电阻，用于电源滤波。

所述电流续流电路包括l2电感，用于电流续流。

所述降压芯片型号为ame5268，用于5v稳压；

所述稳压芯片型号为lm1117_3.3，用于3.3v稳压。

所述降压电路还包括一r48电阻，用于电流限流。

所述vdd12v输出端分别与r48电阻一端、u5降压芯片ame5268第二连接端电性连接；所述r48电阻另一端与u5降压芯片ame5268第七连接端电性连接；所述c43电容一端与u5降压芯片ame5268第八连接端电性连接，另一端分别与u5降压芯片ame5268第四连接端、u5降压芯片ame5268第九连接端电性连接；所述滤波电路与u5降压芯片ame5268第六连接端电性连接；所述c26电容一端与u5降压芯片ame5268第一连接端电性连接，另一端分别与l2电感一端、u5降压芯片ame5268第三连接端电性连接；所述l2电感另一端分别与r50电阻一端、c27电容第一端、c30电容第一端、vdd5v输入端电性连接；所述c27电容第二端与c30电容第二端均对应接地；所述r50电阻另一端分别与u5降压芯片ame5268第五连接端、r52电阻一端连接；所述r52电阻另一端接地；所述滤波电路包括一c46电容与r53电阻，所述c46电容一端与u5降压芯片ame5268第六连接端电性连接，另一端与r53电阻电性连接；所述r53电阻另一端接地；所述c31电容一端与vdd5v输出端、c30电容第一端电性连接，另一端接地；所述u7稳压芯片lm1117_3.3第一连接端接地；u7稳压芯片lm1117_3.3第二连接端分别与u7稳压芯片lm1117_3.3第四连接端、c44电容、c45电性、vdd3.5v输入端电性连接；u7稳压芯片lm1117_3.3第三连接端分别与c31电容一端、vdd5v输出端、c30电容第一端电性连接；所述c31电容另一端接地。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。