一种角膜自动定位及检测系统及方法_3

文档序号:9679724阅读:来源:国知局
件101包含定位屏1011和光源1012,所述光源1012设置在所述定位屏1011的相对于所述图像识别系统102的后方。
[0077]其中,本发明实施例对所述定位屏1011的材质不作限定,可以根据需要进行选择,为了对角膜包装体中的角膜进行准确定位,示例性的,在实际应用中,可以在所述定位屏1011上设置一个二维坐标系,坐标系的X轴为该定位屏1011下框边、Y轴为与下边框相邻的所述定位屏11的左框边,在该定位屏1011上的任意位置都可以利用该坐标系中的坐标(X,y)来标识。例如,在实际应用中,背景光透过夹持组件40夹持的角膜包装体在该定位屏1011上形成图像时,记录该图像中每个像素点处于坐标系中的位置A(xl,yl),B(x2,y2)
yn)。
[0078]其中,本发明实施例对定位屏1011的后方的光源1012的具体颜色不作限定,只要所述光源1012能够提供背景光使得该背景光透过夹持组件40夹持的角膜包装体时在定位屏1011上能够形成图像即可。
[0079]进一步优选的,为了获取定位更加准确的角膜定位图像,所述摄像头的中心位置设置在所述定位屏1011的垂直中心线上。参见图4b,示例性的,可以采用同一个十字模板2,来校准图像识别系统102即摄像头的中心位置与所述定位屏1011的中心位置是否正对设置,优选的,该十字模板2以乙酸盐墨打印。
[0080]其中,本发明实施例对所述角膜包装体的材料、形状和尺寸不作具体限定,优选的,为了方便背景组件提供的背景光透过装有角膜的所述角膜包装体时形成图像,优选的,本发明实施例的角膜包装体采用表面光滑的透明匀质材料,使得当背景组件101提供的背景光能够直接穿透位于角膜包装体中的角膜使其形成图像。
[0081]其中,计算机定位系统是以计算机为中心,采用数学技术方法,对一个系统前端获取的图像按照特定目的进行相应的处理。包括各种输入、输出及显示设备在内的数字图像处理系统上进行的,是将连续的模拟图像变成离散的数字图像后,用建立在特定的物理模型和数学模型基础上编制的程序控制,运行并实现种种要求的处理。该计算机定位系统可以采用现有技术来实现,本发明实施例对此不作限制。
[0082]参见图4c,示例性的,本发明实施例的计算机定位系统100包括:
[0083]图像采集模块1011,用于采集图像识别系统获取所述图像中每个像素点的参数信息;
[0084]图像分析模块1012,用于根据设定的参数阈值范围,获取所述图像中所述参数信息满足所述阈值范围的像素点;
[0085]图像定位模块1013,用于将所述满足所述阈值范围的像素点的坐标确定为所述角膜的位置。
[0086]示例性的,以所述角膜定位为例,通过图像采集模块采集到摄像头获取到的通过背景光形成的位于定位屏上的图像,将所述图像转换为24位RGB图像,即获取图像中每个像素点的参数信息,所述参数信息至少包含图像以像素为单位的宽度Bw、高度Bh、图像分辨率Bf和坐标;优选的,本发明以图像中的每个像素的坐标为例进行说明,通过采集模块获取位于坐标系中各个图像像素点的坐标位置,通过将位于坐标系中每个像素点对应的坐标位置与预先设置的坐标位置进行比较,选取符合预设的坐标位置阈值范围的每个像素点的坐标位置,将符合要求的像素点的坐标定位所述角膜的位置。
[0087]其中,预先设置的坐标位置可以为计算机定位系统预先设置的也可以为根据位于坐标系中各个图像像素点的坐标之间的相互关系获取到的。
[0088]示例性的,用于根据设定的参数阈值范围,获取所述图像中所述参数信息满足所述阈值范围的像素点,还包括:
[0089]根据位于坐标系中每个像素点对应的坐标位置将所述图像的像素点进行分类,将坐标位置满足一定约束条件的像素点划为一类,例如,位于坐标系中的某些像素点满足一定的线性约束条件,将该满足线性约束条件及在线性约束条件偏移量附近的像素点划为一类,选取符合线性约束条件及在线性约束条件偏移量附近的像素点在坐标系中对应的坐标位置,将符合要求的像素点的坐标定位所述角膜的位置。
[0090]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。
[0091]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。
[0092]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。
[0093]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夹持组件40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1011之间,当所述角膜包装体移至所述图像识别系统和所述背景组件1011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1011提供背景光,也可以通过手动方式使的背景组件1011提供背景光,本发明实施例对此不作限制。
[0094]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机械手401夹持的角膜包装体在所述定位屏1011中形成图像。
[0095]综上所述,在角膜自动定位及检测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,减少了在角膜自动定位及检测系统中的人工干预,能够提交角膜定位的准确性。
[0096]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101及图像识别系统之间及当所述图像识别系统检测所述透光窗口 4014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透光窗口 4014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。
[0097]其中,所述主控制系统可以包括一个或多个微处理器、存储器、用户接口、网络接口以及通信总线。
[0098]通信总线用于控制角膜自动定位及检测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。
[0099]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自动定位及检测方法对应的程序指令/模块及机械控制系统控制所述夹持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/模块或计算机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。
[0100]微处理器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夹持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。
[0?0?] 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。
[0102]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,在实际应用中通过微处理器调用存储于所述主控制系统中的应用程序,就可以完成整个操作过程。
[0103]进一步的,所述检测仪为镭射光学检测仪,所述角膜的光学性能是指角膜的透明度,所述角膜的透明度包括雾度、全透过率以及透视清晰度。在上述实施例中,为了检测角膜包装体中角膜的光学性能,检测仪20可以为镭射光学检测仪,镭射光学检测仪是一台用于测量薄膜、及其他透明材料外观的台式高精密仪器,采用了垂直照射样品表面的测量方法,即使用一个球状物体(0°/散射)测量透过的光线的散射角度,获取检测角膜的透明度,其中,角膜的透明度包括全过率、雾度(朦胧指数)以及透视清晰度。且镭射光学检测仪具有精度高、可靠性好、开机即可操作等优点,使测量得到的角膜透明度具有较高的准确性,且测量过程耗时较短,效率较高。
[0104]进一步可选的,参见图1,方便统一管理,本发明实施例提供的自动检测系统,还包括样品台50,所述样品台50用于放置角膜包装体(图中未画出),角膜定位装置10、检测仪20、多个产品收集工位30、夹持组件40和主控制系统。
[0105]其中,对所述样品台50的具体结构不做限定,该样品台50设置于机械手初始位置的下方,如图6所示样品台50上设置有限位槽501,限位槽501位于第一夹板4012与所述第二夹板4013处于夹紧状态时,第一夹板4012与所述第二夹板4013之间夹缝的正下方。
[0106]示例的,在实际应用中将角膜包装体沿着所述样品台50的限位槽501移动至所述机械手401初始位置的下方。该限位槽501的宽度与所述角膜包装体的厚度相同。可以通过人工将角膜包装体沿限位槽501移动也可以通过主控制系统沿着限位槽501将角膜包装体移动至机械手401初始位置下方,本发明实施例对此不作限制。
[0107]本发明实施例对所述预设的初始化状态不进行限定,在实际需要过程中可以根据实际情况进行设置,当然,该预设的初始化状态可以是主控制系统控制所述机械控制系统将所述机械手401移动至预设的初始化状态,也可以是机械控制系统接收用户输入的定位指令,根据定位指令将所述机械手401移动至预设的初始化状态,当然所述机械手401预设的初始化状态也可以是机械手401在夹持组件5上任意的一个状态,例如,在当前时刻定位之前的前一次定位后的状态。
[0108]示例的,在实际应用中将角膜包装体沿着所述样品台50的限位槽501移动至所述机械手401初始位置的下方。该限位槽501的宽度与所述角膜包装体的厚度相同。可以通过人工
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