本发明涉及机器人，特别涉及一种基于数字孪生的足底按摩和辅助超声诊断机器人。
背景技术：
1、足底按摩机器人是中医按摩机器人的一种，是目前中医智能化医疗装备研究的热点，它根据推拿经络穴位学说研制的，体现出中医的特色和创新。然而，当前穴位的识别和定位在很大程度上仍依赖于从业者的手法技能，且从业者对患者进行按摩时比较容易因重复劳动而造成患者穴位识别、定位不准确,从而使得诊疗效果不佳的问题。穴位精准定位的难题是制约中医医疗装备智能化、现代化发展的瓶颈，对中医智能医疗装备的研发而言，控制系统和硬件实现相对来说都已成熟，而人体穴位的智能识别和定位是智能医疗仪器的核心技术和难点，对提高此类装备的疗效具有举足轻重的作用。加之当代社会中老年人群亚健康和肥胖对足部按摩需求增大，所以就急需一种能够精准定位穴位的中医按摩机器人来满足需求。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于数字孪生的足底按摩和辅助超声诊断机器人，解决了现有技术中按摩穴位定位不准确、按摩效果差的技术问题，实现了提高按摩穴位定位、提高按摩效果的技术效果。
2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种基于数字孪生的足底按摩和辅助超声诊断机器人，包括数字孪生系统、交互控制器和足底按摩机器人实体，所述数字孪生系统通过以太网与足底按摩机器人实体进行信号连接，并进行机器人模型建立，所述数字孪生系统会根据机器人模型进行运动轨迹、按摩力度等蚕食进行定位和方针，同时根据预先建立的足部模型完成机器人对足底穴位的识别和定位，同时将按摩力度、按摩轨迹等参数标定，随后通过交互控制器进行协同控制。
4、作为改进，所述数字孪生系统采用unity 3d、solidworks或nx7.0等软件均可实现按机械臂尺寸和关节旋转比例1:1建立按摩机器人的数字孪生系统，在数字孪生系统内部完成机器人模型的建立，运动轨迹、按摩力度等参数的标定和仿真，所述交互控制器根据预先建立的足部模型完成机器人对足底穴位的识别和定位，同时完成按摩力度的参数标定。
5、作为改进，所述数字孪生系统与交互控制器采用以太网接口、modbustcp协议建立通讯后，将数字孪生系统的标定参数下发给交互控制器；交互控制器与按摩机器人实体通过can通讯，将数字孪生系统下发的控制参数传递给足底按摩机器人实体，按摩机器人实体将实际的运行信息上传给交互控制器，有交互控制器转发给数字孪生系统，完成数字孪生系统与按摩机器人实体的协同控制。交互控制器完成单目摄像头1和单目摄像头2的图像信息获取，足部支撑机构的控制及尺寸信息获取，将数据实时传递给数字孪生系统。
6、作为改进，所述数字孪生系统接收交互控制器上传的来自于单目相机1的足部5视角图像信息采用dreamgaussian算法完成足部三维图像重建，并将足部模型引入数字孪生系统。
7、作为改进，所述足底按摩机器人实体还包括多个单目摄像头，所述单目摄像头对足底、足背、足左右两侧和足跟方向等五个视角完成图像信息获取并将图像信息上传至交互控制器，用于足部三维图的重建数据获取，所述单目摄像头在穴位定位后会对目标穴位进行持续跟踪。
8、作为改进，所述交互控制器采用yolo v8(you only look once version8)和rcf模型完成来自于单目摄像头图像分割和物体边缘检测，提取了足部支撑机构和足部的边缘尺寸等信息，并完成足部穴位识别与定位；交互控制器将按摩头的选择设定、按摩力度、按摩方式的选择等参数下发给足底按摩机器人，并由足底按摩机器人完成足底按摩。
9、作为改进，所述足底按摩机器人的按摩结构带有超声探头，所述超声探头采用主流的无线线阵型超声探头，可以实时将超声图像数据无线传递给交互控制器，交互控制器采用灰度阈值法将超声图像进行有效分割，即可识别足底患病区域(足底筋膜炎的超声表现：1.跟骨附着点处(跟骨内侧)足底筋膜增厚；2.足底筋膜回声减低；3.筋膜周围水肿；4.筋膜清晰度下降。)；交互控制器将足底患病区域的位置信息等参数下发给按摩机器人，按摩机器人在按摩时对此区域采用辅助加热按摩头，配置消炎止疼的外用药剂有针对性的进行按摩。
10、本发明的有益效果为：足底按摩机器人通过采用yolo v8和rcf算法以及数字孪生系统自动完成对足部的定位以及穴位的识别，从而提高穴位定位精准度，通过将足底按摩机器人与超声诊断装置结合，可以有效检测出具体穴位位置，同时也方便查询足部病症，从而进一步提高按摩效果。
1.一种基于数字孪生的足底按摩和辅助超声诊断机器人，其特征在于，包括数字孪生系统、交互控制器和足底按摩机器人实体，所述数字孪生系统通过以太网与足底按摩机器人实体进行信号连接，并进行机器人模型建立，所述数字孪生系统会根据机器人模型进行运动轨迹、按摩力度等蚕食进行定位和方针，同时根据预先建立的足部模型完成机器人对足底穴位的识别和定位，同时将按摩力度、按摩轨迹等参数标定，随后通过交互控制器进行协同控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的足底按摩和辅助超声诊断机器人，其特征在于，所述数字孪生系统采用unity 3d、solidworks或nx7.0等软件均可实现按机械臂尺寸和关节旋转比例1:1建立按摩机器人的数字孪生系统，在数字孪生系统内部完成机器人模型的建立，运动轨迹、按摩力度等参数的标定和仿真，所述交互控制器根据预先建立的足部模型完成机器人对足底穴位的识别和定位，同时完成按摩力度的参数标定。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的足底按摩和辅助超声诊断机器人，其特征在于，所述数字孪生系统与交互控制器采用以太网接口、modbustcp协议建立通讯后，将数字孪生系统的标定参数下发给交互控制器；交互控制器与按摩机器人实体通过can通讯，将数字孪生系统下发的控制参数传递给足底按摩机器人实体，按摩机器人实体将实际的运行信息上传给交互控制器，有交互控制器转发给数字孪生系统，完成数字孪生系统与按摩机器人实体的协同控制。交互控制器完成单目摄像头1和单目摄像头2的图像信息获取，足部支撑机构的控制及尺寸信息获取，将数据实时传递给数字孪生系统。
4.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的足底按摩和辅助超声诊断机器人，其特征在于，所述数字孪生系统接收交互控制器上传的来自于单目相机1的足部5视角图像信息采用dreamgaussian算法完成足部三维图像重建，并将足部模型引入数字孪生系统。
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的足底按摩和辅助超声诊断机器人，其特征在于，所述足底按摩机器人实体还包括多个单目摄像头，所述单目摄像头对足底、足背、足左右两侧和足跟方向等五个视角完成图像信息获取并将图像信息上传至交互控制器，用于足部三维图的重建数据获取，所述单目摄像头在穴位定位后会对目标穴位进行持续跟踪。
6.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生的足底按摩和辅助超声诊断机器人，其特征在于，所述交互控制器采用yolo v8(you only look once version8)和rcf模型完成来自于单目摄像头图像分割和物体边缘检测，提取了足部支撑机构和足部的边缘尺寸等信息，并完成足部穴位识别与定位；交互控制器将按摩头的选择设定、按摩力度、按摩方式的选择等参数下发给足底按摩机器人，并由足底按摩机器人完成足底按摩。
7.根据权利要求5所述的一种基于数字孪生的足底按摩和辅助超声诊断机器人，其特征在于，所述足底按摩机器人的按摩结构带有超声探头，所述超声探头采用主流的无线线阵型超声探头，可以实时将超声图像数据无线传递给交互控制器，交互控制器采用灰度阈值法将超声图像进行有效分割，即可识别足底患病区域(足底筋膜炎的超声表现：1.跟骨附着点处(跟骨内侧)足底筋膜增厚；2.足底筋膜回声减低；3.筋膜周围水肿；4.筋膜清晰度下降。)；交互控制器将足底患病区域的位置信息等参数下发给按摩机器人，按摩机器人在按摩时对此区域采用辅助加热按摩头，配置消炎止疼的外用药剂有针对性的进行按摩。
