申请/专利权人：苏州健雄职业技术学院

申请日：2022-05-07

公开（公告）日：2024-05-17

公开（公告）号：CN117045194B

主分类号：A61B3/12

分类号：A61B3/12;A61B3/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.17#授权;2023.12.01#实质审查的生效;2023.11.14#公开

摘要：改进S曲线算法的激光扫描眼底相机瞳孔定位系统，对数据进行初始化，相机拍摄当前瞳孔图片，将图片传送至PC端；PC端监控软件中实时显示瞳孔定位图像及待测瞳孔的坐标位置确定XYZ移动距离；STM32通过串口获取电机三个轴移动距离；在STM32上部署速度表；判断是三段运行还是两段运行；若为两段运行则结合二分法和速度表重新确定加速时间和最大速度；根据速度表完成对步进电机控制；相机拍摄当前瞳孔图片，将图片传送至PC端；图像中瞳孔中心位置与界面中瞳孔坐标位置进行对比分析；确定瞳孔中心位置；本发明在STM32控制器上部署梯形算法和五阶多项式相结合的三段新型S型曲线算法，让相机柔性对焦，提高眼部瞳孔定位精准性。

主权项：1.一种改进S曲线算法的激光扫描眼底相机瞳孔定位系统，其特征在于：具体的定位步骤如下：步骤1：对数据进行初始化，即定义管脚、系统时钟、串口、允许串口终端定时器初始化，由给定的初始速度、最终速度、加速时间，采用梯形算法确定改进S曲线的位移量临界值；步骤2：启动硬件平台，将相机移动至受检者检测区域；步骤3：相机拍摄当前瞳孔图片，并将拍摄的图片传送至PC端；步骤4：PC端监控软件中实时显示瞳孔定位图像及待测瞳孔的坐标位置；步骤5：根据上一步骤中确定的待测瞳孔的坐标位置确定XYZ移动距离；步骤6：STM32通过串口获取电机三个轴移动距离；步骤7：将各自轴的移动距离转化为各自轴的脉冲数S，控制XYZ三个步进电机的运动；步骤8：在STM32上部署速度表，按照给定的初始速度、最终速度、加速时间拟合五阶多项式构建新型S曲线，并确定STM32给步进驱动器发送的脉冲频率；步骤9：根据步进电机的位移量和改进S曲线算法的梯形算法临界值比对，来判断是三段运行还是两段运行；步骤10：若步骤9中判断出是三段运行，则计算匀速运动时间，通过STM完成三段时间控制；在加速时间段内，将曲线离散每个ΔTi，并不断累加时间t，根据当前t值，即可查表获得当前速度值；通过控制定时器的比较值确定STM32发送给步进驱动器的频率，结合速度表完成对XYZ三个步进电机的加速控制；减速段则为加速段的镜像对称控制；步骤11：步进电机带动相机移动至合适位置后，相机拍摄当前瞳孔图片，并将拍摄的图片传送至PC端；在PC端的QT软件中，先通过平均值法进行灰度计算，区分瞳孔区域和眼部其他部分；再采用二值水平卷积有效滤波，有效去除眼睫毛等图像噪声；再采用GRCD算法，计算中心和选取的三个点的距离，若任意两者之前的差值大于阈值，则为无效采样，需重新采集，直到满足条件为止，这样就确定了瞳孔中心位置，将Window下Qt程序移植到系统中；步骤12：将拍摄的图像中的瞳孔中心位置与界面中瞳孔的坐标位置进行对比分析，检查确定瞳孔位置是否在界面中心，偏差是否大于阀值，若是，则计算XYZ脉冲量，继续从步骤1开始运行；若偏差小于阀值，则停止运行；这样就确定了瞳孔中心位置；步骤13：若步骤9中判断出是二段运行，则根据8中部署的速度表，结合二分法求解加速时间，然后在STM32下计算确认两段运行的实际加速时间值及达到的最大速度值；步骤14：将曲线离散每个ΔTi，并不断累加时间t，根据当前t值，即可查表获得当前速度值；通过控制定时器的比较值确定STM32发送给步进驱动器的频率，结合速度表完成对XYZ三个步进电机的控制；步骤15：步进电机带动相机移动至合适位置后，相机拍摄当前瞳孔图片，并将拍摄的图片传送至PC端；在PC端的QT软件中，先通过平均值法进行灰度计算，区分瞳孔区域和眼部其他部分；再采用二值水平卷积有效滤波，有效去除眼睫毛等图像噪声；再采用GRCD算法，计算中心和选取的三个点的距离，若任意两者之前的差值大于阈值，则为无效采样，需重新采集，直到满足条件为止，这样就确定了瞳孔中心位置，将上述Window下Qt程序移植到系统中；步骤16：将拍摄的图像中的瞳孔中心位置与界面中瞳孔的坐标位置进行对比分析，检查确定瞳孔位置是否在界面中心，偏差是否大于阀值，若是，则计算XYZ脉冲量，继续从步骤1开始运行；若偏差小于阀值，则停止运行；这样就确定了瞳孔中心位置。

全文数据：

权利要求：

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