申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2022-08-02

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN115429581B

主分类号：A61G7/05

分类号：A61G7/05;F16M11/04;F16M11/18;H04N23/611

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2022.12.23#实质审查的生效;2022.12.06#公开

摘要：本发明提供了一种重症卧床患者面部状态记录仪器，涉及面部追踪技术领域。本发明通过摄像头组件采集面部图像，配合控制组件获取患者面部在摄像头坐标系下的面部位置信息和面部姿态信息，在患者面部发生运动时，针对平移运动，通过控制组件确定患者面部在病床坐标系下的面部位移信息，进而控制第一驱动组件调整半球型透明壳的位置，使患者头部位于半球型透明壳的球心；同时，针对头部姿态的变化，通过控制组件确定患者面部在球心坐标系下的面部偏转信息，进而控制第二驱动组件调整摄像头组件在半球型透明壳上的位置，使所述摄像头组件位于患者面部正前方，实现对患者面部的追踪，且设备占用空间能够大幅减小。

主权项：1.一种重症卧床患者面部状态记录仪器，其特征在于，包括：半球型透明壳，其直径不小于病床的宽度且位于病床床面上方；摄像头组件，其拍摄方向指向半球型透明壳的球心，用于获取患者的面部图像；第一驱动组件，用于驱动所述半球型透明壳相对于病床运动；第二驱动组件，用于驱动所述摄像头组件在所述半球型透明壳的外表面上运动；控制组件，用于基于面部图像计算患者面部在摄像头坐标系下的面部位置信息和面部姿态信息；还用于基于不同时刻摄像头坐标系下的面部位置信息获取病床坐标系下的面部位移信息；并基于所述病床坐标系下的面部位移信息控制第一驱动组件动作，以使患者头部位于半球型透明壳的球心；还用于基于不同时刻摄像头坐标系下的面部姿态信息获取球心坐标系下的面部偏转信息；并基于所述球心坐标系下的面部偏转信息控制第二驱动组件动作，以使所述摄像头组件位于患者面部正前方；所述第一驱动组件，包括：若干个第一连接件，所述第一连接件环绕设置在病床四周，且每个连接件均与所述半球型透明壳固定连接；x轴方向调节单元，用于驱动各个所述第一连接件沿病床坐标系的x轴方向同步平移运动；y轴方向调节单元，用于驱动各个所述第一连接件沿病床坐标系的y轴方向同步平移运动；z轴方向调节单元，用于驱动各个所述第一连接件沿病床坐标系的z轴方向同步平移运动；所述第二驱动组件，包括：第二连接件，所述摄像头组件固定安装在第二连接件上；分别安装在各个第一连接件上的牵引电机，每个所述牵引电机通过牵引绳与第二连接件连接，以通过所述牵引绳共同作用使所述摄像头组件在所述半球型透明壳的外表面上运动；基于面部图像计算患者面部在摄像头坐标系下的面部位置信息Pc和面部姿态信息Rc，包括：利用midiapipe算法检测面部特征点，并将鼻尖的位置作为在摄像头坐标系下的面部位置信息Pc；将检测到的面部特征点传入到opencv的solvePnP算法中，估计在摄像头坐标系下的面部姿态信息Rc；所述基于不同时刻摄像头坐标系下的面部位置信息Pc获取病床坐标系Tb下的面部位移信息，包括：获取第i时刻摄像头坐标系下的面部位置信息和第j时刻摄像头坐标系下的面部位置信息；利用坐标系变换将面部位置信息和转换为病床坐标系Tb下的面部位置信息和；基于病床坐标系Tb下的面部位置信息和计算得到病床坐标系Tb下的面部位移信息；基于不同时刻摄像头坐标系下的面部姿态信息获取球心坐标系下的面部偏转信息，包括：获取第i时刻摄像头坐标系下的面部姿态信息和第j时刻摄像头坐标系下的面部姿态信息；利用坐标系变换将面部姿态信息和转换为球心坐标系To下的面部姿态信息和；基于球心坐标系To下的面部姿态信息和计算得到球心坐标系To下的面部偏转信息。

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权利要求：

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