[发明专利]一种机器人头部手势控制方法及系统

说明书

本发明公开一种机器人头部手势控制方法及系统。所述方法通过识别被测人员手部的手势形状，获得手势形状识别结果；当手势形状识别结果为第一手势形状时，将所述机器人中设置的跟踪标志位置位，触发所述机器人进入跟踪准备状态；当手势形状识别结果为第二手势形状且所述跟踪标志位已被置位时，所述机器人跟踪所述被测人员的手部动作进行头部旋转运动；当手势形状识别结果为第三手势形状时，将所述跟踪标志位清零，停止所述机器人的所述头部旋转运动，所述机器人头部固定于停止位置。所述方法及系统通过被测人员的不同手势来控制机器人进行相应的动作，能够真实模拟实际的医患之间的交互操作，为医生提供了良好有效的中医旋转类手法练习平台。

技术领域

本发明涉及机器双目视觉技术领域和医疗设备技术领域，特别是涉及一种机器人头部手势控制方法及系统。

背景技术

随着社会的发展，越来越多的人受到颈椎病的困扰。目前采用的颈椎病的治疗方法主要是保守治疗，其中中医旋转类手法作为一种操作简单、见效快的治疗方法被广泛采用。中医旋转类手法可以分为自定位、预加载、快速动作、恢复四个步骤，以右侧旋转类手法为例：患者端坐位，颈部自然放松，医者采用按法、揉法、滚法等手法放松颈部软组织5-10min；让患者头部主动水平旋转至极限角度，最大屈曲后再旋转，达到固定感；医生以肘部托患者下颌，轻轻向上牵引3-5s；让患者放松肌肉，肘部用短力快速向上提拉；操作成功后可以听到一声或多声弹响；应用提、拿等手法再次将颈部肌肉放松。

在临床操作的自定位步骤中，患者首先需要跟随医生的手势来转动头部，以达到自身的生理极限角度，然后在该角度位置进行中医旋转类手法治疗。然而患者的头颈部是比较脆弱的地方，在中医旋转类手法治疗过程中，需要医生能够进行力度和位置准确的按摩治疗，因此需要医生进行大量的中医旋转类手法练习。目前中医旋转类手法培训中采用机器人来模拟颈椎病人以为医生提供练习平台，但是控制机器人采用的方法主要为使用遥控器遥控操作，采用遥控器控制机器人的头部转到需要的位置。然而在临床实际操作中，患者是需要跟随医生的手势来转动头部，以达到自身的生理极限角度的，因此采用遥控器控制机器人的头部转到需要位置的办法在临床应用中不能模拟实际的医患之间的交互操作。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人头部手势控制方法及系统，使机器人可以根据被测人员的手势进行动作，真实模拟实际的医患之间的交互操作，以为医生提供练习平台。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种机器人头部手势控制方法，所述方法包括：

识别被测人员手部的手势形状，获得所述手势形状识别结果；所述手势形状识别结果包括第一手势形状、第二手势形状和第三手势形状；

当所述手势形状识别结果为所述第一手势形状时，将所述机器人中设置的跟踪标志位置位，触发所述机器人进入跟踪准备状态，准备开始跟踪所述被测人员的手部动作；

当所述手势形状识别结果为所述第二手势形状且所述跟踪标志位已被置位时，所述机器人跟踪所述被测人员的手部动作进行头部旋转运动；

当所述手势形状识别结果为所述第三手势形状时，将所述跟踪标志位清零，停止所述机器人的所述头部旋转运动，所述机器人头部固定于停止位置。

可选的，所述识别被测人员手部的手势形状，获得所述手势形状识别结果，具体包括：

获取所述被测人员手部的彩色图像和深度图像；

根据所述彩色图像和所述深度图像得到手势前景图；

根据所述手势前景图识别出所述被测人员的手势形状，获得所述手势形状识别结果。

可选的，所述根据所述彩色图像和所述深度图像得到手势前景图，具体包括：

采用阈值分割算法对所述深度图像进行处理，提取灰度值在设定范围内的图像区域作为前景区域；