基于视觉的中医按摩机器人穴位定位与跟踪系统

山东建筑大学硕士学位论文题目

基于视觉的中医按摩机器人穴位定位与跟踪系统

国家“８６３竹资助项目（Ｎｏ．２０１０ＡＡ０４０２０１）

计：学位论文６６页

表格７个

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指导教师：釜室堡

学院院长：毯挂壹

学位论文完成日期：２Ｑ１２生垒且

原创性声明

的学位论文是拳人在导师的指导下，独立进行研究取得的成

内容外，论文中不舍其他人已经发表或撰写过的研究成果，

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山东建筑大学硕士学位论文

摘要

中医推拿是我国医学的重要组成部分，它是以我国医学理论为指导，以经络腧穴学说为基础，以按摩为主要施治，是用来防病、治病和消除疲劳的一种重要手段。目前，随着我国老龄化人口的增多和生活压力的增大，需要中医推拿的人越来越多，国内医院有经验的推拿师资源已不能满足社会的需求，而将中医推拿理论和机器人技术相结合开发出更加智能的按摩机器人将是解决这一问题的最优方案。由于中医按摩机器人面对的是大量不同体型特征的病人和老年人，在每个按摩对象的身体特征各不相同的情况下，中医按摩机器人若采用示教或离线编程的方式工作，这对机器人的工作效率提出了严峻的挑战。因此，开发出更加智能和灵活的按摩机器人已经成为一种迫切要求。

机器人视觉技术是机器视觉的一个重要研究领域。它是以计算机视觉理论和数字图像处理技术为基础而发展起来的一门新兴学科，它打破了传统机械臂采用示教和离线编程的方式，不需要预先对机器人的运动进行编程，大大提高了机械臂的灵活性，可以广泛应用于家用服务机器人和工业机器人等领域。本文以四自由度中医按摩机器人为研究对象，利用基于位置的视觉伺服控制方法分别研究了中医按摩机器人对且标的识别和跟踪，使按摩手能自动移动到穴位点位置，并获得了一些重要的研究成果和结论。本文的主要研究内容包括以下几个方面。

（１）通过对中医按摩机器人的机械结构及参数的深入分析，运用Ｄ．Ｈ表示法为其求取了变换矩阵，建立中医按摩机器人运动学模型，完成了正运动学方程的求解，并求解出了运动学方程的逆解，得到了机械手在基坐标系下的位置与关节转动变量之问的关系。

（２）通过对摄像机成像原理的分析和理解，结合当前的摄像机标定方法，提出了一种方便快捷的单目视觉测量的摄像机标定方法。降低了对实验条件的要求，简化了机器人和摄像机的标定过程，并通过实验验证了该方法的可行性。

（３）针对人体背部穴位的识别和定位，本文对传统的图像匹配算法进行了详细的分析，对比它们的优缺点。并在此基础上，本文以实际人工标志为目标，分别提出了基于快速相关灰度归一化图像匹配的穴位定位新方法和基于ＳＩＦＴ特征匹配的穴位定位新方法。并对实际图像进行了实验分析，实验结果表明：设计的这两种穴位定位方法有较好的稳定性。（４）本文在深入分析了腿部特征和Ｈｏｕｇｈ变换原理的基础上，提出了一种基于概率

Ｈｏｕｇｈ算法的腿

对腿部人工标志

达到了理想的效Ⅱ

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