实验室自动化流水线变轨方法与流程

本发明属于全自动样本处理，具体涉及实验室自动化流水线变轨方法。

背景技术：

1、现在实验室自动化系统发展非常迅速，但这种自动化流水线设备对于场地要求比较大，且多采用单管样本托移栽传送样本，进行单管样本进样并单管分析检测，效率较低，无法串联更多的分析设备，并且这种变轨方式使得样本在每个变轨装置处只能“单向”变轨，也即样本只能由运输轨道变轨到测试轨道，或者样本只能由测试轨道变轨到运输轨道。

2、综上所述，如何实现双向的变轨，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供实验室自动化流水线变轨方法，以解决现有技术的问题。

2、本发明其中一方案提供了一种实验室自动化流水线变轨方法，所述方法包括：

3、获取样本的图像信息和当前变轨装置的运行状态信息，所述变轨装置用于变换所述样本在第一流水线、第二流水线上的运行轨迹，所述样本通过样本架固定；

4、使用标签识别算法对所述图像信息进行处理得到对应当前样本的标签信息；并使用目标检测算法对所述图像信息进行处理得到对应当前样本的位置信息；

5、根据所述标签信息、所述位置信息，确定对应所述样本的样本变轨路径；

6、使用路径规划算法根据所述样本变轨路径、所述变轨装置的运行状态信息，计算得到所述变轨装置的变轨动作指令；

7、通过拍摄模块获取所述样本的实时数据，并基于所述实时数据控制所述变轨装置的变轨速度，所述实时数据包括样本液位高度、样本姿态信息；

8、基于所述变轨动作指令和所述变轨速度驱动所述变轨装置，对所述样本进行所述第一流水线与所述第二流水线之间的移动变轨；

9、其中，所述通过拍摄模块获取所述样本的实时数据，并基于所述实时数据控制所述变轨装置的变轨速度，具体包括：

10、基于所述拍摄模块拍摄所述样本的实时图像数据并进行图像预处理；

11、通过边缘检测算法提取所述样本的液位轮廓，并基于所述样本的液位轮廓计算所述样本液位高度；

12、将所述样本液位高度与预设的液位阈值进行比较匹配，得到液位匹配结果；

13、根据所述液位匹配结果，确定对应所述变轨装置的变轨速度。

14、在本方案中，可以使样本架由第一流水线变轨至第二流水线，也可以使样本架保持在第一流水线或多个第二流水线之间按预定顺序移动，也即本装置可根据样本架的实际需求进行变轨操作。

15、通过获取实时数据，可根据样本在试管内的实际的液位高度调整变轨装置在承载样本进行移动时的变轨速度，即当液位高度处于较低的液位阈值时，可以在预设变速区间内加快变轨装置的处理速度，提高样本的变轨速度，使得单位时间内的处理效率增高；或者，当试管内的液位高度处于较高的液位阈值时，可以在预设变速区间内降低变轨装置的处理速度，提高样本变轨过程中的稳定性，避免试管内的样本的液位过高，导致在移动过程中洒出，提高变轨的安全性。

16、综上所述，本发明所提供的实验室自动化流水线变轨设备，可以根据样本架的实际需求进行变轨操作，以快速灵活的进行样本分配操作，且本装置的变轨操作简单、可进行推广。

17、在本发明其中一个优选方案中，所述确定对应所述样本的样本变轨路径包括：

18、基于所述标签信息匹配对应所述样本的初始变轨路径，并获取所述初始变轨路径中的若干个路径节点；

19、基于当前样本的位置信息计算当前样本与路径节点之间的距离，输出距离最近的路径节点为路径起点；

20、根据所述路径起点和所述初始变轨路径，确定所述样本变轨路径。

21、在本发明其中一个优选方案中，所述变轨装置包括第一方向位移组件、第二方向位移组件，所述第二方向位移组件设置于所述第一方向位移组件上，所述第一方向位移组件驱动所述第二方向位移组件沿第一方向做往返移动；所述第二方向位移组件的运输所述样本架的承载面与所述第一流水线、所述第二流水线平齐；所述第一方向位移组件的移动路径对应所述第一流水线、所述第二流水线的输入端口或输出端口，所述第一方向位移组件用于将所述样本架从所述第一流水线移动至所述第二流水线进行样本处理、将已完成样本处理的所述样本架从所述第二流水线移动至所述第一流水线。

22、在本发明其中一个优选方案中，所述第二方向位移组件包括双向输送链，所述双向输送链带动所述样本架做正向或反向移动，用于将所述样本输入或输出所述变轨装置；

23、所述第二方向位移组件设置于所述第一方向位移组件上，所述第一方向位移组件包括第一安装座、第一滑动块、第一驱动电机；所述第一安装座设置有第一滑动槽，所述第一滑动块设置于所述第一滑动槽内，所述第一驱动电机通过第一传动件与所述第一滑动块滑动连接，用于驱动所述第一滑动块沿第一方向移动，带动所述第二方向位移组件沿第一方向做正向或反向移动，用于将所述样本架输入或输出所述第一流水线。

24、在本发明其中一个优选方案中，所述变轨装置还包括旋转组件，所述旋转组件设置于所述第一方向位移组件与所述第二方向位移组件之间；

25、所述第二方向位移组件包括单向输送链，所述单向输送链带动所述样本架沿第二方向单向移动，用于将所述样本输入或输出所述变轨装置；

26、所述第二方向位移组件设置于所述旋转组件上，所述旋转组件沿一旋转轴运行带动所述第二方向位移组件旋转，用于调整所述第二方向位移组件的输出方向；

27、所述旋转组件设置于所述第一方向位移组件上，所述第一方向位移组件包括第一安装座、第一滑动块、第一驱动电机；所述第一安装座设置有第一滑动槽，所述第一滑动块设置于所述第一滑动槽内，所述第一驱动电机通过第一传动件与所述第一滑动块滑动连接，用于驱动所述第一滑动块沿第一方向移动，带动所述第二方向位移组件沿第一方向做正向或反向移动，用于将所述样本输入或输出所述第一流水线。

28、在本发明其中一个优选方案中，所述拍摄模块包括第一拍摄组件、第二拍摄组件，所述第一拍摄组件设置于所述变轨装置朝向所述第一流水线的一侧，所述第二拍摄组件设置于所述变轨装置朝向所述第二流水线的一侧；

29、所述第一拍摄组件、所述第二拍摄组件均包括摄像头及补光灯。

30、在本方案中，第一拍摄组件用于获取样本从第一流水线进入所述变轨装置时的实时数据，即第一拍摄组件用于样本在从第一流水线变轨至第二流水线时；第二拍摄组件用于获取样本从第二流水线进入所述变轨装置时的实时数据，即第二拍摄组件用于样本在从第二流水线变轨至第一流水线时、或样本在若干条第二流水线之间依次变轨；同时通过配置补光灯，用于避免由于光照不足导致的图像模糊，减少画面死角，便于实时数据的获取。

31、在本发明其中一个优选方案中，还包括基于所述样本的实时数据，启动锁定机制，用于在变轨过程中锁定进入所述变轨装置内的样本架。

32、在本发明其中一个优选方案中，所述锁定机制采用机械夹紧装置；所述机械夹紧装置包括驱动元件、可伸缩夹爪，所述驱动元件与所述可伸缩夹爪传动连接，所述可伸缩夹爪贯穿设置于所述变轨装置的侧壁；

33、或者，所述锁定机制采用电磁锁。

34、在本方案中，锁定机制可以帮助样本架在变轨过程中稳定地保持在变轨装置中，防止因为速度不匹配、重心不稳等问题导致的样本架翻倒、掉落等情况发生。

35、在本发明其中一个优选方案中，所述基于所述拍摄模块拍摄所述样本的实时图像数据并进行图像预处理包括：

36、对所述实时图像数据进行灰度化；

37、对灰度化后的所述实时图像数据进行降噪；

38、通过retinex算法对降噪后的所述实时图像数据进行图像增强。

39、在本发明其中一个优选方案中，所述方法还包括基于所述实时数据中的所述样本姿态信息，评估所述样本的姿态：

40、提取用于容纳所述样本的试管的特征数据和几何特征，特征数据包括边缘、交点、轮廓、纹理，所述几何特征包括形状、大小、方向；

41、根据所述几何特征匹配对应所述试管的三维模型，并通过所述特征数据评估所述试管的姿态角度；

42、若所述姿态角度超出预设安全标准，发出预设报警提示。

43、在本方案中，通过发出预设报警提示，能够进一步保证样本在变轨过程中出现意外状态时的及时报警，降低设备停机的影响。