校企合作毕业设计

基于视觉的采血管血液分层识别系统设计

机械工程

资助企业: 耐优生物科技(上海)有限公司

企业导师: 许广津

指导教师: 孟建军

项目成员: 伍云环,黄谢秋,金钰檬

项目海报
项目视频
项目简介

项目概述

本项目计划开发一套高通用性的机器视觉软硬件平台,用以实现多场景下的血管血液样本分类和分层识别任务。该平台可服务于医疗机构、实验室等检测场景,提高样本检测效率、降低人工错误,实现可靠的样本分类和分层识别。本项目由三个主要部分组成:样本检测硬件平台;嵌入式系统及交互模块;视觉识别模块。计划在嵌入式平台上实现图片在线标注和检测结果评估等功能,并提供具有良好交互性的用户界面。


项目目标

搭建采血管拍摄的光照系统(自然光、蓝光),采血管夹持、移动平台等机械系统;采血管夹持设备能够适应多种规格的采血管,同时夹取平稳,不发生滑落,旋转过程中采血管彼此不发生干涉;对于无法成功识别到血液区域的样本,排除率达到100%,避免由错误图像输入导致错误识别结果;对于成功识别到血液区域的样本,应避免将坏样本误判为好样本,将好样本误判为坏样本的比例小于1%;对于好样本,其白膜层分层识别精度在+1.5mm/-0mm范围内。


项目成果

l  视觉部分:

基于经验知识和K-Means聚类,对血液样本的各分层进行识别,并进一步判断其血液样本类型。根据企业需要,排除带凝胶的血液样本;针对血清样本(液面形状不规则),划分红细胞层最高层线;针对血浆样本,给出白膜层。经测试,识别正确率为98%,白膜层划分精度为0.52mm。

l  电控部分:

本项目完成了基于Jenson Nano的嵌入式采血管血液分层识别系统,能利用XYZ轴移动、旋转夹持动作达到移动采血管并拍摄图片完成目标检测的任务。基于Linux完成配套的人机交互界面使用QT开发,完成视频监视窗口、结果状态窗口、控制操作、数据库等功能,可对外传输图片、分层高度信息、条码信息、样品状态信息等。

l  硬件部分:

针对硬件平台,将其分为移动平台、垂直升降机构、夹爪夹持机构、拍摄模组和进出料机构,完成了对于各机构的设计与建模,对采血管夹取拍摄完整流程进行了仿真。对于样机实体进行加工与组装,与电控系统相联合可以实现对于不同规格采血管的夹持、采血管的移动、采血管的旋转拍摄以及从进料区夹取采血管并最终放入出料区。


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