發(fā)布時間：2021-12-30 21:08

　　隨著我國經濟的迅速發(fā)展,我國的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)取得了很大的進步,醫(yī)療服務領域的供給能力和技術裝備水平有了全面的提高。與此同時,也爆發(fā)出很多問題。在醫(yī)學操作中,例如醫(yī)學載玻片的制作、染色等一系列的操作過程中,不可避免地會產生大量的廢渣、廢液、廢棄物等醫(yī)療垃圾,而傳統(tǒng)的對醫(yī)學垃圾的處理是通過人工方式將醫(yī)療垃圾帶離實驗室等場所,這一過程不可避免地會將身體暴露在醫(yī)療垃圾環(huán)境中,面臨直接接觸的風險,操作員的頻繁出入實驗室也會面臨污染這一問題。針對上述問題本文提出基于機器視覺的醫(yī)療垃圾桶識別抓取方法研究,采用全自動化系統(tǒng)代替人工操作,系統(tǒng)分為整體方案設計、視覺定位檢測模塊以及AGV（Automated Guided Vehicle）移動平臺的地圖創(chuàng)建三大部分。1)、給出系統(tǒng)整體方案設計,完成視覺方案的硬件選型設計及搭建,根據實際需求實現完成AGV和機械臂的硬件選型搭建,并設計了醫(yī)療垃圾桶的專用夾具,最終確定了系統(tǒng)的軟件環(huán)境。2)、視覺定位檢測模塊主要完成工業(yè)相機的標定,并根據醫(yī)療垃圾桶的特征提出醫(yī)療垃圾桶的識別定位方法,為了防止空桶回收及回收不及時造成的醫(yī)療垃圾溢出等情況,提出醫(yī)療垃圾桶的容量狀態(tài)檢測... 

【文章來源】：齊魯工業(yè)大學山東省

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

ABBFlexPicker快速分揀機器人

齊魯工業(yè)大學碩士學位論文521世紀以來，可移動機械手臂開始了蓬勃的發(fā)展，逐漸被應用于醫(yī)療、運輸、排爆等領域。2003年，美國的“勇氣”號、“機遇”號火星探測車發(fā)射成功，被用于火星上尋找曾經存在液態(tài)水的證據。如圖1.2，火星探測車外型是一個裝有輪子的輪式移動機械臂，通過計算機作為主控系統(tǒng)，使用雙目攝像頭作為整個系統(tǒng)的“眼睛”用于收集圖像和避障，通過機械臂作為主題系統(tǒng)的手臂，以及各種傳感器等的輔助配合實現為期90天的火星科學研究工作。圖1.2美國火星“勇氣”號、“機遇”號國內對移動機器人的研究始于上世紀80年代，目前為止取得了一定的成績，清華大學、浙江大學和北京理工大學等高校聯合研究的第一代無人自主移動車ATB-1的誕生標志著我國移動機器人的研究進入一個嶄新的階段[29]。1988年清華大學配合國家863項目研制的THMR移動機器人，已經可以實現自動避障、停止功能，并且實現自動跟蹤轉彎的切唬2013年“月兔”號月球車成功與嫦娥三號完成分離并成功登錄月球，玉兔號呈長方形盒狀，最上方共裝有四臺導航、全景相機，中間位置放置了兩片可以打開的太陽能電池板，移動部分則是由能夠獨立驅動的共6個輪形移動裝置實現，與玉兔號內部的光譜成像儀、點陣激光器等十幾套高端探測儀器相配合，最終完成了月球的探測任務。中國科學技術大學自主研發(fā)的“可佳”作為只能服務型機器人于2014年在巴西RoboCop機器人比賽中，以絕對的優(yōu)勢戰(zhàn)勝傳統(tǒng)的機器人強隊荷蘭隊、德國隊，首次奪得服務機器人的世界冠軍。2018年，浙江大學開發(fā)了一款四足機器人命名為“絕影”，如圖1.3，展現了中國在機器人技術方面的最新成果。在國家的大力支持下，我國的移動機器人產業(yè)發(fā)展迅猛，移動機器人也不僅僅局限于工業(yè)生產及科研領域，在醫(yī)療、航天等

第1章緒論6圖1.3“絕影”四足機器人針對差分AGV的導航問題，南京航空航天大學機電工程學院對AGV建立了運動模型，并采用了基于多傳感器的慣性制導方法。提出了數據融合導航與避障的模型和算法。提高了自動導引車的導航精度和導航性能[30]。為了解決雙輪驅動差速轉向AGV的跟蹤問題，洪杰唐[31]等對AGV進行運動學建模，然后以偏差為輸入，左右驅動輪速度差為輸出，設計了PID控制器，實現良好的直線和圓軌跡跟蹤性能。近年來，基于視覺的移動機器人取得了國內外人員的廣泛研究，并且提出了大量的理論和方法，但是在針對醫(yī)療垃圾回收方案上還存在一定的空白，如何針對醫(yī)療垃圾桶的特點實現精確目標定位抓取，完成轉運，將會對醫(yī)療垃圾回收及環(huán)境保護產生重要的影響。1.3本文主要內容根據無人化病理實驗室的醫(yī)療垃圾回收轉運要求，需對病理制片驗片過程中產生的醫(yī)療廢棄物進行自主回收操作，將裝滿的醫(yī)療垃圾桶轉運至指定回收地點。本文提出一種攝像頭、四軸機械臂、AGV等主要部件組成的針對醫(yī)療垃圾桶識別抓取的系統(tǒng)，根據攝像頭拍攝的圖像，通過基于HSV色彩空間閾值分割、輪廓面積閾值分割完成垃圾桶圖像的提取，提出基于直線檢測的醫(yī)療垃圾桶識別定位方法與基于最小外接矩形的醫(yī)療垃圾筒識別定位方法相結合，完成對醫(yī)療垃圾桶的精確定位，并提高了識別的穩(wěn)定性。為了防止空桶回收或者回收不及時造成的醫(yī)療垃圾溢出的情況，提出一種醫(yī)療垃圾桶桶內垃圾含量狀態(tài)檢測方法。針對像素坐標與空間機械臂坐標的轉換提出坐標轉換方案，通過機械臂及針對醫(yī)療垃圾桶的夾具設計完成醫(yī)療垃圾桶的夾取方案；通過AGV地圖創(chuàng)建實現精確導航避障，完成醫(yī)療垃圾桶的轉運操作。整個環(huán)節(jié)將通過socket實現相互之間的通信。本文的具體內容分為以下幾章：第一

【參考文獻】：
期刊論文
[1]醫(yī)療廢物管理[J].   中國護理管理. 2019(08)
[2]生態(tài)文明視域下基層醫(yī)療機構醫(yī)療垃圾管理現狀及其影響因素研究[J]. 許超杰,樊祜璽,劉淼,李靜.  臨床醫(yī)藥實踐. 2019(05)
[3]空間直線擬合的加權極坐標法[J]. 史翔,趙超英,劉萬科.  測繪地理信息. 2019(02)
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[5]基于ROS的小車自主建圖與路徑規(guī)劃[J]. 董文康,陳少斌,黃宴委.  福建電腦. 2018(12)
[6]基于激光信息的移動機器人SLAM研究[J]. 柳俊城,李迪,翁瀟文.  自動化與儀表. 2018(06)
[7]城市醫(yī)療廢物處置技術的應用研究[J]. 趙鳳.  中國環(huán)保產業(yè). 2018(05)
[8]探究智能移動機器人的現狀及展望[J]. 武雨飛.  中國戰(zhàn)略新興產業(yè). 2018(12)
[9]基于ROS系統(tǒng)自主路徑規(guī)劃與避障小車的研究[J]. 李陽,盧健,何耀幀.  科技風. 2018(04)
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碩士論文
[1]基于低成本激光傳感器移動機器人SLAM研究與實現[D]. 趙淑強.山東大學 2017
[2]基于改進遺傳算法的單目相機標定和目標定位的研究[D]. 張夢洋.揚州大學 2017
[3]配電線路維護機器人目標識別和定位研究[D]. 丁棋炳.南京理工大學 2017
[4]攝像機標定方法的研究[D]. 舒娜.南京理工大學 2014



本文編號：3558966