基于藍牙和DSP的家用醫(yī)療保健智能機器人設(shè)計

　?、畔到y(tǒng)通過驅(qū)動電機和轉(zhuǎn)向電機控制機器人的運動,轉(zhuǎn)向電機利用數(shù)字羅盤的信息作為反饋量進行PID控制。

　?、撇捎脨哿⑿?Ericsson)公司的ROK101007型電路作為藍牙無線通信模塊,實現(xiàn)智能機器人與上位機PC的通信和與其他基于藍牙模塊的醫(yī)療保健儀器的通信。

　?、侵С諫PRS的GSM無線通信模塊支持數(shù)據(jù)、語音、短信息和傳真服務(wù),采用手機通信方式與遠端醫(yī)療監(jiān)控中心通信。

　?、扔捎赥MS320C54x只有1個串行口,而藍牙模塊、GSM無線模塊、數(shù)字羅盤和視覺聽覺等感覺功能傳感器模塊都是采用RS-232異步串行通信,所以必須設(shè)計1個多選一串口通信模塊進行轉(zhuǎn)換處理。當(dāng)TMS320C54x需要藍牙無線通信模塊的數(shù)據(jù)時通過電路選通;當(dāng)TMS320C54x需要某個傳感器模塊的數(shù)據(jù)時,關(guān)斷上次無線通信模塊的選通,同時選通該次傳感器模塊。這樣,各個模塊就完成了與TMS320C54x的串口通信。

3主要醫(yī)療保健功能的實現(xiàn)

　　智能機器人對于數(shù)字化家庭的醫(yī)療保健可以提供如下的服務(wù):

　?、裴t(yī)療監(jiān)護

　　通過集成有藍牙模塊的醫(yī)療傳感器對家庭成員的主要生理參數(shù)如心電、血壓、體溫、呼吸和血氧飽和度等進行實時檢測,通過機器人的處理系統(tǒng)提供本地結(jié)果。

　?、七h程診斷和會診

　　通過機器人的視覺和聽覺等感覺功能,將采集的視頻、音頻等數(shù)據(jù)結(jié)合各項生理參數(shù)數(shù)據(jù)傳給遠程醫(yī)療中心,由醫(yī)療中心的專家進行遠程監(jiān)控,結(jié)合醫(yī)療專家系統(tǒng)對家庭成員的健康狀況進行會診,即提供望(視頻)、聞、問(音頻)、切(各項生理參數(shù))的服務(wù)。

　　3.1 機器人視覺與視頻信號的傳輸

　　機器人采集的視頻信號有2種作用:提供機器人視覺;將采集到的家庭成員的靜態(tài)圖像和動態(tài)畫面?zhèn)鹘o遠程醫(yī)療中心。

　　機器人視覺的作用是從3維環(huán)境圖像中獲得所需的信息并構(gòu)造出環(huán)境對象的明確而有意義的描述。視覺包括3個過程:

　?、艌D像獲取。通過視覺傳感器(立體影像的CCDCAMERA)將3維環(huán)境圖像轉(zhuǎn)換為電信號。

　　⑵圖像處理。圖像到圖像的變換,如特征提取。

　?、菆D像理解。在處理的基礎(chǔ)上給出環(huán)境描述。

　　通過視頻信號的傳輸,遠程醫(yī)療中心的醫(yī)生可以實時了解家庭成員的身體狀況和精神狀態(tài)。智能機器人根據(jù)醫(yī)生的需要捕捉適合醫(yī)療保健和診斷需求的圖像,有選擇地傳輸高分辨率和低分辨率的圖像。在醫(yī)療保健的過程中,對于圖像傳送有2種不同條件的需求:
⑴醫(yī)生觀察家庭成員的皮膚、嘴唇、舌面、指甲和面部表情的顏色時,需要傳送靜態(tài)高清晰度彩色圖像;采用的方法是間隔一段時間(例如5分鐘)傳送1幅高清晰度靜態(tài)圖像。

　?、漆t(yī)生借助動態(tài)畫面查看家庭成員的身體移動能力時,可以傳送分辨率較低和尺寸較小的圖像,采用的方法是進行合理的壓縮和恢復(fù)以保證實時性。