[发明专利]基于机器视觉的面部器官定位方法及相关设备

说明书

本申请提供了一种基于机器视觉的面部器官定位方法及相关设备，其中该方法包括：控制机械臂向检测对象移动，根据激光雷达数据得到检测对象的人脸图像；获取人脸图像中的第一解剖标记点，基于第一解剖标记点得到检测对象的目标器官的位置信息；在机械臂与人脸的距离小于等于预设值，且人脸不存在遮挡的情况下，根据激光雷达数据得到检测对象的第一人脸区域图像；获取第二解剖标记点，基于第二解剖标记点得到目标器官的位置信息；在检测对象的人脸存在遮挡的情况下，根据激光雷达数据得到检测对象的第二人脸区域图像；获取第三解剖标记点，以及基于第三解剖标记点得到目标器官的位置信息。本申请实施例有利于提高人体面部器官定位的精度。

技术领域

本申请涉及机器视觉技术在医疗健康领域的应用，尤其涉及一种基于机器视觉的面部器官定位方法及相关设备。

背景技术

随着新冠肺炎防疫的常态化，以及国家对基层医疗单位、农村地区等防疫能力提升的要求，鼻咽拭子采样逐步向基层地区普及。现阶段，鼻咽拭子采样多依赖于医护人员的手工操作，不同的采集手法使得获取的样本质量存在较大差异。更为重要的是，在采集过程中，检测对象含有病原体的飞沫通过咳嗽或喷嚏散发到空气中及采集人身上，对于含有新冠病毒阳性的患者或者潜伏期的病例，会严重增加医护人员的感染风险。针对这些情况，部分团队开发了基于人机协作的采样机器人，但是该方案依赖于操作人员对机器的控制，采样的效率不高。此外，也有部分研究团队开发的采样机器人可以采用特殊结构的辅助标记鼻夹标识鼻子位置，通过机器视觉自动识别面部结构和鼻孔位置；也可以采用结构光导航系统，在检测对象上固定光学定标记，以结构光摄像机为传感器进行3D(3-dimension，三维)成像，对获取到的二维平面信息和深度信息进行分析标记，实现鼻孔的定位。然而，目前的方案在采样过程中要求检测对象保持姿态，但是采样机器人在应用过程中，难免会遇到检测对象复杂多样的行为和突发状况，这就导致定位精度较低。

发明内容

针对上述问题，本申请提供了一种基于机器视觉的面部器官定位方法及相关设备，有利于提高人体面部器官定位的精度。

为实现上述目的，本申请实施例第一方面提供了一种基于机器视觉的面部器官定位方法，应用于人体生物样本采集装置，该人体生物样本采集装置包括机械臂，该方法包括：

控制机械臂向检测对象移动，根据获取到的激光雷达数据得到检测对象的人脸图像；

获取人脸图像中的第一解剖标记点，基于第一解剖标记点得到检测对象的目标器官的位置信息；

在机械臂与检测对象的人脸的距离小于等于预设值，且检测对象的人脸不存在遮挡的情况下，根据获取到的激光雷达数据得到检测对象的第一人脸区域图像；

根据第一解剖标记点和第一人脸区域图像得到第二解剖标记点，基于第二解剖标记点得到目标器官的位置信息；

在检测对象的人脸存在遮挡的情况下，根据获取到的激光雷达数据得到检测对象的第二人脸区域图像；

基于第二人脸区域图像中未被遮挡的第一解剖标记点得到第三解剖标记点，以及基于第三解剖标记点得到目标器官的位置信息。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，基于第一解剖标记点得到检测对象的目标器官的位置信息，包括：

采用第一解剖标记点对人脸图像进行面部器官分割，得到目标器官的初始位置信息；

根据目标器官的初始位置信息从第一解剖标记点中确定出目标第一解剖标记点；

根据目标第一解剖标记点得到目标器官的位置信息。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，根据目标第一解剖标记点得到目标器官的位置信息，包括：

以目标第一解剖标记点构建目标坐标系；

在目标坐标系中，采用目标第一解剖标记点的坐标计算得到目标器官的中心点的位姿信息；