[发明专利]一种基于机器视觉的颈椎活动度测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的颈椎活动度测量系统，其特征是，包括：

头盔、三个相机及计算机；

其中，头盔的顶部、后部、左部或右部分别设置有直线靶标，直线靶标以不同的颜色表示，三个靶标分别有对应的三个相机拍摄；

相机拍摄被测人员头盔上的直线靶标的图像，相机将拍摄的图像传输至计算机；

计算机识别出靶标直线并计算出三个靶标直线和像素坐标系的v轴夹角，通过夹角与阈值的关系确定颈椎前屈/后伸活动度、颈椎左侧屈/右侧屈活动度及左旋转/右旋转活动度；

所述相机采集被测人员做最大尺度的颈部前屈/后伸运动时的图像，所述相机将采集的图像传输至所述计算机，所述计算机识别出靶标直线并计算出三个靶标直线和像素坐标系的v轴夹角θ₁、θ₂和θ₃，当θ₁和θ₂小于设定阈值t，则记录θ₃为颈椎前屈/后伸活动度，否则所述计算机提醒被测人员减少左右侧屈、左右旋转方向的运动。

2.如权利要求1所述的一种基于机器视觉的颈椎活动度测量系统，其特征是，所述头盔是正方体结构，头盔后部、顶部、右部分别有一个线型靶标，靶标分别是红、绿、蓝色，靶标两端点是正方体边缘中点；

所述计算机连接声音模块，声音模块用于提示测量者测量步骤、提醒测量者正确佩戴头盔及当测量者在颈椎活动度测量过程动作不合理时提醒测量者纠正动作重新测量。

3.一种基于机器视觉的颈椎活动度测量方法，其特征是，包括：

相机拍摄被测人员头盔上的靶标图像；

相机将拍摄的靶标图像传输至计算机，识别出靶标直线并计算出三个靶标直线和像素坐标系的v轴夹角，通过夹角与阈值的关系确定颈椎前屈/后伸活动度、颈椎左侧屈/右侧屈活动度及左旋转/右旋转活动度；

相机采集被测人员做最大尺度的颈部前屈/后伸运动时的图像，识别出靶标直线并计算出三个靶标直线和像素坐标系的v轴夹角θ₁、θ₂和θ₃，当θ₁和θ₂小于设定阈值t，则记录θ₃为颈椎前屈/后伸活动度，否则系统提醒测量者减少左右侧屈、左右旋转方向的运动。

4.如权利要求3所述的一种基于机器视觉的颈椎活动度测量方法，其特征是，被测人员头部所佩戴的头盔的顶部、后部及左侧或右侧分别设置有相机，记为第一相机、第二相机及第三相机；

其中，第一相机坐标系x轴、第二相机坐标系z轴与第三相机坐标系x轴平行；

第一相机坐标系y轴、第二相机坐标系z轴与第三相机坐标系x轴平行；

第一相机坐标系z轴、第二相机坐标系y轴和第三相机坐标系y轴平行。

5.如权利要求3所述的一种基于机器视觉的颈椎活动度测量方法，其特征是，在被测人员进行颈椎活动度测量时，被测人员端坐，保证头盔4个下边缘处于同一水平面且与被测人员双眉平行，头盔前部的靶标直线与被测人员人脸中轴线重合。

6.如权利要求3所述的一种基于机器视觉的颈椎活动度测量方法，其特征是，在被测人员进行颈椎活动度测量时，三个直线靶标所在的头盔平面与对应的拍摄靶标的三个相机的相机坐标系xoy面平行。

7.如权利要求3所述的一种基于机器视觉的颈椎活动度测量方法，其特征是，相机采集被测人员做最大尺度的颈部左侧屈/右侧屈运动时的图像，识别出靶标直线并计算出三个靶标直线和像素坐标系的v轴夹角θ₁、θ₂和θ₃，当θ₁和θ₃小于设定阈值t，则记录θ₂为颈椎左侧屈/右侧屈活动度，否则系统提醒测量者减少前后伸、左右旋转方向的运动。