一种可空中成像交互的智能七步洗手系统的制作方法

本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种可空中成像交互的智能七步洗手系统。

背景技术：

1、医疗机构不仅是治病救人的地方，同样是各种细菌病毒集中甚至传播的地方，院感防控显得尤为重要和紧迫。而手卫生是控制医院感染的关键。大量资料显示，保持手卫生可以有效预防控制病原体传播，从而降低院感的发生率，是最基本、最简单且行之有效的手段。

2、现有的智能七步洗手系统控制技术是通过手指接触屏幕上的图形按钮，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编辑的程式驱动各种连接装置。由于受到病毒肆虐的影响，此种控制方式发生交叉感染的风险很大，因此人们对应用场合中无接触式化要求越来越高，因此亟需一种可空中成像交互的智能七步洗手系统来改变这一现状。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种可空中成像交互的智能七步洗手系统。其优点在于实现多屏互动，整体过程不存在任何接触，如临其境，用户体验感好，保障了手部清洁，解决了触摸按键交叉感染的痛点，为防控保驾护航。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，包括七步洗手系统和空中成像交互系统，所述空中成像交互系统包括空显模组，所述空显模组包括控制组件、空气成像组件、触摸组件、触觉反馈组件以及虚拟屏幕，所述控制组件是微控制单元，所述空气成像组件是显示器，所述触摸组件是红外探测网，所述触觉反馈组件是超声波触觉装置，所述空气成像组件、触摸组件、触觉反馈组件均与控制组件连接；所述七步洗手系统包括工控模组和自吸泵组件；

4、所述工控模组包括8k人工智能标准主板和10.1寸屏幕模组；标准主板含各种外部接口，屏幕模组通过mipi连接至主板接口；全局摄像头和广角摄像头通过usb3.0连接至主板，实现人脸采集和手势识别采集；其中hdmi接口外接空显模组，多屏异显，usb3.0接口连接至空显模组进行数据通讯；主板rs232接口连接至自吸泵控制板，对自吸泵组件启停进行控制，空显模组作为外设，工控模组的图像信息接入到空显模组，空显模组的指令信息传输到工控模组，由工控模组控制自吸泵动作；

5、所述控制组件用于检测预设信号时，向空气成像组件发送信号，空气成像组件与控制组件连接，用于在接收到信号时在空气中形成虚拟屏幕，所述触摸组件与控制组件连接，用于在虚拟屏幕的表面形成探测网，并在检测到触摸信号时，向控制组件发送触摸点的坐标，所述控制组件还用于在接收到坐标时向触觉反馈组件发送坐标。

6、本发明进一步设置为，所述空显模组和工控模组通过软件系统进行控制，所述软件系统包括双屏异显异触处理，在startactivity接口参数中指定屏幕display id，activity将在指定屏幕上直接启动显示。activity的多显示器支持需要设备支持，同时application或者activity需要支持分屏属性，同时也对adb shell进行了扩展，以支持多个显示器。

7、本发明进一步设置为，所述模拟辅助显示设备通过打开设置中的显示hdmi打开双显开关，用adb输入触发命令input keyevent2425可以看到双屏异显。

8、本发明进一步设置为，所述软件系统包括如下操作步骤：

9、步骤一：启动软件主界面的时，同时启动一个异显界面，异显界面显示于空显模组上，异显界面部署两个按钮，分别是“人脸注册”和“打开水阀”按钮，异显界面启动的同时打开硬件串口；

10、步骤二：点击异显界面“人脸注册”按钮时，启动主板软件“人脸注册”进程；

11、步骤三：点击异显界面“打开水阀”按钮时，启动硬件串口ttys0发送数据事件。

12、本发明进一步设置为，所述空中成像交互系统中的摄像头类的传感器位于交互模组的位置，它的位置左右视场角正好可以看见用户交互时候的手部信息，从而将点击的位置转换为交互信息传给主控系统，通过负折射平板透镜dct-plate，应用光场重构原理，将发散的光线在空中重新汇聚，实现不需要介质承载的实像，结合空中成像系统的交互控制技术，实现人与空中实像的直接交互。

13、本发明进一步设置为，所述空中成像系统功能主要分为用户界面模块、深度识别交互模块、红外触摸交互模块和无介质空中成像模块。

14、本发明进一步设置为，所述深度识别交互模块使用的是硬件传感器，它是手势交互的重要基础，它包含了实像平面的标定、手势骨骼识别、鼠标模拟控制，这些功能是组成交互系统的基础，其中标定的准确度决定了交互的准确度，手势骨骼识别的准确度又决定了标定的准确度。

15、本发明进一步设置为，所述红外交互模块主要包含协议的分析，以及根据协议的内容进行通信等功能；所述无介质空中成像模块是通过负折射率平板透镜来实现无介质空中成像，所述用户界面模块是用于给用户展示功能，选择参数的。

16、本发明进一步设置为，所述洗手系统的工作流程包括如下步骤：

17、步骤一：手部画面处于屏幕中央，并开始洗手；若手部画面不在屏幕中央则提示调整手部位置；

18、步骤二：屏幕显示当前洗手步骤和正确姿势，按照提示洗手，并计算洗手分数，洗完跳至下一步骤，相关显示同上，每一步的间隔时间在设置中设定；

19、步骤三：最后一步洗完后提示洗手已完成，计算分数，屏幕显示综合得分和每一步分数；

20、步骤四：评分界面待机三分钟，默认返回待机界面，也可点击按钮选择返回主界面或重新进行评估；左上角在人脸识别成功时显示洗手人，未人脸识别时显示默认图像。

21、本发明的有益效果为：该可空中成像交互的智能七步洗手系统，将可交互空中成像技术应用在七步洗手应用场景，将触摸屏替换为空气屏，让用户在不接触实物的情况下，点击空中屏幕，即可完成“人脸注册、出水、停水”等常规操作，空中画面实时交互，实现多屏互动，整体过程不存在任何接触，如临其境，用户体验感好，保障了手部清洁，解决了触摸按键交叉感染的痛点，为防控保驾护航，还能提高洗手动作评价的客观性，有利于实施有效监督，提高手势类型检测的速度和准确率，提高评价的合理性。

技术特征：

1.一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，其特征在于，包括七步洗手系统和空中成像交互系统，所述空中成像交互系统包括空显模组，所述空显模组包括控制组件、空气成像组件、触摸组件、触觉反馈组件以及虚拟屏幕，所述控制组件是微控制单元，所述空气成像组件是显示器，所述触摸组件是红外探测网，所述触觉反馈组件是超声波触觉装置，所述空气成像组件、触摸组件、触觉反馈组件均与控制组件连接；所述七步洗手系统包括工控模组和自吸泵组件；

2.根据权利要求1所述的一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，其特征在于，所述空显模组和工控模组通过软件系统进行控制，所述软件系统包括双屏异显异触处理，在startactivity接口参数中指定屏幕display id，activity将在指定屏幕上直接启动显示。activity的多显示器支持需要设备支持，同时application或者activity需要支持分屏属性，同时也对adb shell进行了扩展，以支持多个显示器。

3.根据权利要求2所述的一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，其特征在于，所述模拟辅助显示设备通过打开设置中的显示hdmi打开双显开关，用adb输入触发命令inputkeyevent2425可以看到双屏异显。

4.根据权利要求3所述的一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，其特征在于，所述软件系统包括如下操作步骤：

5.根据权利要求1所述的一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，其特征在于，所述空中成像交互系统中的摄像头类的传感器位于交互模组的位置，它的位置左右视场角正好可以看见用户交互时候的手部信息，从而将点击的位置转换为交互信息传给主控系统，通过负折射平板透镜dct-plate，应用光场重构原理，将发散的光线在空中重新汇聚，实现不需要介质承载的实像，结合空中成像系统的交互控制技术，实现人与空中实像的直接交互。

6.根据权利要求1所述的一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，其特征在于，所述空中成像系统功能主要分为用户界面模块、深度识别交互模块、红外触摸交互模块和无介质空中成像模块。

7.根据权利要求6所述的一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，其特征在于，所述深度识别交互模块使用的是硬件传感器，它是手势交互的重要基础，它包含了实像平面的标定、手势骨骼识别、鼠标模拟控制，这些功能是组成交互系统的基础，其中标定的准确度决定了交互的准确度，手势骨骼识别的准确度又决定了标定的准确度。

8.根据权利要求7所述的一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，其特征在于，所述红外交互模块主要包含协议的分析，以及根据协议的内容进行通信等功能；所述无介质空中成像模块是通过负折射率平板透镜来实现无介质空中成像，所述用户界面模块是用于给用户展示功能，选择参数的。

9.根据权利要求1所述的一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，其特征在于，所述洗手系统的工作流程包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种可空中成像交互的智能七步洗手系统，涉及医疗器械技术领域，包括七步洗手系统和空中成像交互系统，所述空中成像交互系统包括空显模组，所述空显模组包括控制组件、空气成像组件、触摸组件、触觉反馈组件以及虚拟屏幕，所述控制组件是微控制单元，所述空气成像组件是显示器，所述触摸组件是红外探测网，所述触觉反馈组件是超声波触觉装置，所述空气成像组件、触摸组件、触觉反馈组件均与控制组件连接；所述七步洗手系统包括工控模组和自吸泵组件。本发明实现多屏互动，整体过程不存在任何接触，如临其境，用户体验感好，保障了手部清洁，解决了触摸按键交叉感染的痛点，为防控保驾护航。

技术研发人员：傅强,张会中,王明,许建国,张艳茹,何方,陈可欣,朱冠兰
受保护的技术使用者：合肥德铭电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25