CN103129783B - 用于分配物品的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于快速地和精确地分配预定数量的离散物品的方法，所述方法包括：操作传送器以朝着成像装置输送多个物品，其中所述物品布置在单层中并且并行地输送所述物品中的至少一些；操作所述成像装置以连续地俘获在所述传送器的端部的正下方的区域的图像，使得从所述传送器掉落的物品在轨迹中时记录在所述图像中；实时地处理所述图像以连续地确定下落物品的数量；在所述下落物品的数量达到预定数量之前停止所述传送器，同时继续确定所述下落物品的数量直到物品停止从所述传送器惯性地掉落；以及自动地分配附加量的物品以完成所述预定数量的物品。

Description

用于分配物品的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于将多个离散物品分配成组（或“批次”）的装置和方法，每个组包含预定数量的所述物品。

背景技术

经常需要将颗粒物质的物品分配成已知量的批次。例子包括将药片、药丸、胶囊、种子、糖果或类似物分配到瓶、袋或其它容器中，将钻石原石分拣到样本数量大约相等的包装物或容器中，从而允许不同的估价师估计整体的品质和价值，等等。

在一些分配任务中，完成容器不得包含小于预定数量的物品。例如，当分配某些药丸时，可能必须提供完整的治疗周期，因此必须在每个容器中提供至少预定数量的物品。

在另一方面，被分配物品可能是昂贵的，因此如果太多的容器包含多于预定数量的物品，则它转化为物品的供应商或包装机构的直接损失。

在许多分配机器中，物品沿着传送器输送，在传送器的端部它们下落或以另外方式收集在容器中。因此，如果物品成单列放置到传送器上，则简单计数或称重机构可以提供满意的结果。然而，这样的机构固有地更慢并且因此能够分配的物品少于在不设置这样的限制的情况下物品自由地放置在传送器上。

此外，一些分配机器也利用各种屏障，一旦已达到期望量，所述屏障用于物理地防止物品从传送器掉落。

授予Smith的、名称为“用于控制离散物件分拣器/计数器的进给速度的方法和装置（Methods and apparatus for controlling the feed rate of adiscrete object sorter/counter）”的美国专利第5,473,703号公开了一种控制器，所述控制器调节振动器以预定振幅振荡进料杯直到传感器阵列感测到第一物件。控制器然后调节振荡器以更低振幅振荡进料杯并且监测其它物件的感测。正被感测的物件之间的时间间隔被监测并且控制器调节振动器以更低或更高振幅振荡进料杯以保持恒定的进给速度。感测到的物件的计数保持并且与预定最大计数比较。当物件的计数等于小于最大计数的预定数量时，控制器调节振动器以更低振幅振荡进料杯以降低进给速度。当物件的计数等于最大计数时，控制器启动闭合滑槽的闸门。

授予Geltser等人的、名称为“用于进给、计数和分配离散物件的系统的盒（Cassettes for systems which feed,count and dispense discreteobjects）”的美国专利第6,659,304号公开了一种用于物件计数和分配系统的高容量盒，其尤其包括朝着出口孔成单列进给离散物件的结构。

授予Hebron等人的、名称为“整合自动药物分配方法和装置（Integratedautomated drug dispenser method and apparatus）”的美国专利第6,449,927号尤其公开了一种单分控制，所述单分控制是药物以近似单列方式移动通过罐所借助的过程。用于单分控制的机构由加速斜坡和分配斜坡的宽度提供。通过提供适当的斜坡宽度，防止药物以不同于近似单列的方式移动。适当的斜坡宽度实际上可以是一个以上的宽度，并且例如可以是从最大宽度渐缩到最小宽度的宽度。基于药物尺寸和形状设计用于特定药物的罐也可能是优选的。药物尺寸和形状可以用于选择适当的斜坡宽度。通过相对于水平成角地保持药物在其上移动的加速斜坡和分配斜坡表面可以有助于单分控制。该角可以被选择成使得最靠近罐的中心的斜坡表面的边缘在水平面之上，与最远离罐的中心的斜坡表面的边缘交叉。

Hebron还公开了为了最小化填充时间，缓慢地增加驱动频率直到它接近传感器的最大检测速度。药物计数是在固定采样时间内记录的离散整计数。移动平均数用作预测最后药物将何时通过传感器下落的基础。当药物计数接近总计数时，作为计数机构的采样时间的分数预测终止填充的时间。当到达终止的估计时间时终止由振动分配器产生的罐或使用单位料仓的振动。在计数是一个或两个短固体药物的预期情况下，驱动机构作为最后使用的频率重启持续短时间脉冲，例如25毫秒至100毫秒。然后关闭驱动机构至少直到下一个药物计数记录。如果计数仍然短，则重复该过程。

授予Ogawa等人的、名称为“振动杯、振动杯进料器和真空淀积装置（Vibrating bowl,vibrating bowl feeder,and vacuum deposition apparatus）”的欧洲专利申请第1,852,372号尤其公开了一种振动杯和类似物，其能够精确地计数待进给的物件的数量，每单位时间将物件逐个地精确地引向外部位置，并且通过简单对准机构将物件集体地对准到进给通道上的中间点处的行或排中。

授予Gerold等人的、名称为“自动丸分配装置（Authomatedpill-dispensing apparatus）”的美国专利申请公告第2003/022291号尤其公开了一种有用于自动分配固体丸的散装储存单元，其包括具有长度、上游端部和下游端部的轨道，当振动轨道时轨道适合于在纵向方向上沿着它的长度进给丸。储存单元包括定位在轨道之上并且具有用于将丸丢落到上游端部上的料斗，储存单元包括在允许经单分的丸从下游端掉落的打开位置和防止丸从轨道掉落的闭合位置之间可移动的门。当闭合到闭合位置并且移动到闭合位置时，门平行于纵向方向移动使得当门休止于闭合位置时部分地传递离开下游端部的任何丸被推回到轨道上。

授予Chambers的、名称为“自动丸分配装置（Authomatedpill-dispensing apparatus）”美国专利申请公告第2010/0205002号尤其公开了丸沿着振动进料杯的螺旋边缘向上前进并且穿过单分器。继续以大体单列方式，每个丸逐一地从振动进料杯的出口边缘掉落到丸分配路径的上部分中。当丸穿过上部分时，它们也穿过由第一和第二传感器对提供的光束。然后丸继续向下通过分配路径的下部分（通常是分配滑槽）。在穿过分配滑槽之后，丸穿过分配颈部并且从丸分配装置离开进入丸瓶中。一旦已分配期望数量的丸，控制器发信号通知振动基本单元打开。而且，丸限位机构由控制器启动以防止靠近出口边缘定位的任何附加丸下落到分配路径的上部分中。

授予Ishizuka的、名称为“自动高速丸计数装置（Automatic high-speedpill counting apparatus）”的美国专利第6,449,927号尤其公开了一种装置，所述装置包括：圆柱形丸料斗，其具有丸出口和在基板中的中心孔；旋转分离进料器，其安装在圆柱形丸料斗中并且可拆卸地装配在位于基板的中心孔中的轴上，进料器包括直径较小的上部分和直径较大的下部分，直径较大的下部分具有的外径近似等于丸料斗的下部分的内径，多个竖直通孔形成于直径较大的下部分的外圆周中并且允许与丸出口对准以用于竖直地容纳多个丸，所述多个竖直通孔在它们的下部分扩大，环形狭缝在直径较大的下部分的外圆周中形成于这样的位置使得从底部基本容纳一个丸；以及丸分离板，其在丸出口之上安装在圆柱形丸料斗上并且具有松散地装配在狭缝中的向内突出尖端。该装置可以快速并且精确地计数丸，同时防止料斗的圆柱形部分的内壁变脏并且防止丸被污损。

授予Lerner的、名称为“具有分配器的物品处理系统（Article handlingsystem with dispenser）”的美国专利第4,382,527号尤其公开了在用于分配经称重的或经计数的物品的系统中，物品由振动传送器从供应料斗进给以保持杯状进料斗中的物品的受控水平。在称重器实施例中，物品初始从进料斗通过两个排出口排出到储料桶中。称重单元监测桶中的物品的重量并且当桶中的物品的重量开始接近预定重量时发信号通知门闭合排出口中的一个。当桶中的物品的重量更接近预定重量时称重单元随后发信号通知进料斗驱动器减慢它的进给动作。进料斗排出口彼此靠近布置在门控制开口将提供物品的快速、大批进给的位置处，同时其它开口将提供单列细流进给。在计数器实施例中，使用具有单排出口的进料斗使得物品可以经过来自进料斗的单列经过计数器单元到达装料桶。

授予Kazumi等人的、名称为“颗粒材料排出装置（Granular materialdischarging device）”的日本专利第2,132,011号在其出版的英文摘要中公开了通过响应负荷变化选择振动频率或基于每个振动频率的负荷和流速的被测量数据选择进料器使得在使用振动进料器的药物定量排出装置中使流速恒定而改善排出控制精度。该装置包括中央处理单元，所述中央处理单元响应输入散装材料的类型在振动频率、负荷和流速当中选择相关数据，例如D1。基于从重量测量装置输出的负荷信号SL从数据D1选择对应于当前负荷的最佳频率，并且对应于频率信号的AC电源经由D/A转换电路、集成电路、V/F转换电路和动力驱动电路进给到电磁部段；振动进料器在预设频率下操作，并且使流速近似恒定。可以根据该构造改善排出控制精度。

一些分配和包装机器包括用于确定被收集物件的实际数量的计数机构。通过监测中断光源照射到像素化阵列上的物件，能够计数正在倒入的物件。

例如在授予Pinto等人的、名称为“用于光学地计数离散物件的方法和装置（Method and apparatus for optically counting discrete obj ects）”的美国专利5,768,327中公开了这样的机构。Pinto描述了一种物件计数器，其包括具有截头圆锥形截面的进料漏斗，所述进料漏斗的窄端部联接到具有大致矩形横截面的大致竖直进料通道。一对线性光学传感器阵列沿着进料通道的相邻正交侧布置并且相应的一对准直光源沿着进料通道的相对相邻侧布置使得每个阵列中的每个传感器接收来自相应光源的光。置于进料漏斗中的物件下落到进料通道中并且当它们穿过进料通道时在阵列内的传感器上投射阴影。优选地根据各种保守准则独立地处理来自两个线性光学阵列的每一个的输出，并且由此获得两个物件计数。两个保守计数中的较高者作为准确计数被接受并且显示在数值显示器上。在另一个实施例中，提供四个传感器阵列和光源。第三和第四传感器阵列和相应的光源位于第一和第二阵列的下游。独立地处理传感器阵列的每一个的输出并且最高保守计数作为准确计数被接受并且显示在数值显示器上。

授予Prozek等人的、名称为“用于离散物件的识别和计数的方法和装置（Method and apparatus for the recognition and counting of discreteobjects）”的美国专利第5,317,645号尤其公开了一种装置，其用于当各种尺寸和形状的离散物件在无序流动中行进通过该装置时对它们进行计数。该装置包括传感器阵列，所述传感器阵列包括以线性方式布置的多个光电检测器。离散物件穿越传感器阵列。通过利用传感器阵列作为用于获得关于离散物件的信息的手段，该装置以预定时间间隔采样传感器阵列，检查通过采样产生的图像的各种轮廓，并且基于预定标准确定图像是否表示一个或更多个物件。

授予Satoru等人的、名称为“用于分拣具有至少两个不同阈值水平的颗粒物件的方法和装置（Method and apparatus for sorting granular objectswith at least two different threshold levels）”的欧洲专利第1,083,007号尤其公开了一种用于分拣不同尺寸的物品的方法和系统，其中以连续形式流动的颗粒物件由光照射。来自固态图像装置的最后产生的像元信号由为了检测第一水平的颗粒物件的缺陷部分确定的预定光亮度的阈值二元化，并且以上像元信号也由为了检测第二水平的缺陷部分确定的预定光亮度的阈值二元化。第二水平用于比第二水平更深的颜色的色调。当从二元化像元检测到缺陷像元信号时，指定在中心位置处的缺陷颗粒物件的像元并且输出分拣信号以作用于对应于指定中心位置处的像元的缺陷颗粒物件的中心位置。可以有效地丢弃具有对产品价值产生影响（即使尺寸小）的深色部分的颗粒物件。通过不分拣出具有小且颜色淡并且因此不对产品价值产生影响的缺陷部分的颗粒物件而改善分拣产量。

因此在本领域中需要一种分配装置和方法，其提供以精确、快速和高效的方式将预定量的物品分配到每个组中。

发明内容

根据实施例，提供了一种用于快速地和精确地分配预定数量的离散物品的方法，所述方法包括：操作传送器以朝着成像装置输送多个物品，其中所述物品布置在单层中并且并行地输送所述物品中的至少一些；操作所述成像装置以连续地俘获在所述传送器的端部的正下方的区域的图像，使得从所述传送器掉落的物品在轨迹中时记录在所述图像中；实时地处理所述图像以连续地确定下落物品的数量；在所述下落物品的数量达到预定数量之前停止所述传送器，同时继续确定所述下落物品的数量直到物品停止从所述传送器惯性地掉落；以及自动地分配附加量的物品以完成所述预定数量的物品。

在一些实施例中，所述附加量的物品的自动分配包括操作辅助物品分配器以准确地分配完成所述预定数量的物品所需的物品的数量。

在一些实施例中，所述附加量的物品的自动分配包括脉动所述传送器，其中基于早期校准阶段确定脉冲的长度，在所述早期校准阶段中统计地估计脉冲长度与下落物品的比率。

在一些实施例中，在所述传送器的端部的正下方的所述区域延伸到所述传送器的端部的宽度的有效部分，使得并行地输送并且从所述传送器的端部并行地掉落的所有物品记录在所述图像中。

在一些实施例中，竖直间隙设在所述传送器的端部和所述区域的上缘之间以保证所述传送器的端部表面不记录在所述图像中。

在一些实施例中，处理所述图像以连续地确定下落物品的数量包括当物品离开所述区域时使物品计数增加一，其中当物品的顶部分出现在图像中、但是从连续图像缺失时确定离开。

在一些实施例中，处理所述图像以连续地确定下落物品的数量包括当物品进入所述区域时使物品计数增加一，其中当物品的底部分出现在图像中、但是从紧挨着的先前图像缺失时确定进入。

在一些实施例中，处理所述图像以连续地确定下落物品的数量包括：跟踪连续图像上的每个物品，从进入所述区域一直到离开所述区域；以及当每个被跟踪物品离开时使物品计数增加一，从而在偶然噪声出现在所述图像中的一个或更多个中时防止错误计数。

根据实施例，还提供了一种计数离散物品的方法，所述方法包括：提供待计数的多个物品；操作传送器以朝着成像装置输送所述物品，其中所述物品布置在单层中并且并行地输送所述物品中的至少一些；操作所述成像装置以连续地俘获在所述传送器的端部的正下方的区域的图像，使得从所述传送器掉落的物品在轨迹中时记录在所述图像中；实时地处理所述图像以连续地确定下落物品的数量；以及一旦所述处理指示没有物品下落已持续预定时期，提供下落物品的被确定总数量。

在一些实施例中，所述方法还包括一旦所述处理指示没有物品下落已持续预定时期，自动地停止所述传送器。

根据实施例，还提供了一种用于快速地和精确地分配预定数量的离散物品的装置，所述装置包括：并行输送传送器，所述并行输送传送器被配置成并行地将多个物品从料斗输送到所述传送器的端部；成像装置，所述成像装置被配置成连续地俘获在所述传送器的端部的正下方的区域的图像，使得从所述传送器掉落的物品在轨迹中时记录在所述图像中；计数装置，所述计数装置被配置成实时地处理所述图像以连续地确定下落物品的数量；致动器，所述致动器被配置成根据致动器控制命令控制所述传送器的操作；计算平台，所述计算平台被配置成接收来自所述计数装置的所述下落物品的数量以生成所述致动器控制命令，从而在所述下落物品的数量达到预定数量之前停止所述传送器，并且基于完成所述预定数量的物品所需的物品的数量生成分配器控制命令；以及辅助物品分配器，所述辅助物品分配器被配置成响应所述分配器控制命令准确地分配完成所述预定数量的物品所需的物品的数量。

在一些实施例中，所述计数装置包括图像传感器并且被配置成使用所述图像传感器的预定数量的像素行俘获所述图像，所述预定数量小于存在于所述图像传感器中的传感器行的总数量。

在一些实施例中，所述计数装置被配置成通过分析所述图像传感器的连续样本中的受到下落物品影响的传感器像素的图案确定所述下落物品的数量。

在一些实施例中，所述计数装置包括图像传感器，并且其中所述装置还包括用于提供将由下落物品反射到所述图像传感器上的光的至少一个光源。

在一些实施例中，所述装置还包括用于将从下落物品反射的光聚焦到所述成像装置上的透镜组件。

根据实施例，还提供了一种物品分配器，其包括：并行输送传送器，所述并行输送传送器被配置成以至少50个物品每秒的速率输送物品；成像装置，所述成像装置被配置成连续地俘获在所述传送器的端部的下方的区域的图像，使得从所述传送器掉落的物品在轨迹中时记录在所述图像中；计数装置，所述计数装置被配置成实时地处理所述图像以连续地确定下落物品的数量；致动器，所述致动器被配置成根据致动器控制命令控制所述传送器的操作；计算平台，所述计算平台被配置成接收来自所述计数装置的所述下落物品的数量以生成所述致动器控制命令，从而在所述下落物品的数量达到预定数量之前停止所述传送器，并且基于完成所述预定数量的物品所需的物品的数量生成分配器控制命令；以及辅助物品分配器，所述辅助物品分配器被配置成响应所述分配器控制命令以1-4个物品每秒的速率准确地分配完成所述预定数量的物品所需的物品的数量。

根据实施例，还提供了一种物品分配器，其包括：并行输送传送器；成像装置，用于当物品从所述传送器掉落时俘获物品的至少一个图像，其中当由所述成像装置俘获时多数物品定位在大致相同的平面上；计数装置，用于基于所述至少一个图像计数所述物品；以及计算平台，所述计算平台连接到所述传送器和所述计数装置，并且被配置成在连续模式中操作所述传送器直到当前批次的期望物品计数由所述计数装置指示为近似达到，并且在脉动模式中操作所述传送器以至少完成从所述期望物品计数缺失的物品的量，其中所述脉动模式包括在至少一个脉冲中启动所述传送器，所述脉冲具有预先确定的长度以作为所述传送器的操作的直接结果以及由于所述脉冲之后的惯性力间接地导致设定数量的物品从所述传送器掉落。

附图说明

在参考图中示出了示例性实施例。图中所示的部件和特征的尺寸大体上为了呈现的方便和清楚而被选择并且不必按比例显示。下面列出了图。

图1A显示了用于分配物品的机器的第一示例性实施例的示意图；

图1B显示了用于分配物品的机器的第二示例性实施例的示意图；

图2A是用于校准分配机器的方法中的步骤的流程图；

图2B是用于操作分配机器的方法中的步骤的流程图；

图2C是用于计数下落物品的成像机构的校准阶段的方法中的步骤的流程图。

图3A是用于计数从传送器掉落的物品的透镜、传感器和发光设备的示例性实施例；

图3B是用于计数从滑动区域掉落的物品的透镜、传感器和发光设备的示例性实施例；

图4A显示了从滑动区域掉落的物品的示例性快照；

图4B是在三个示例性药片的下落期间俘获的多个传感器行的示意图；以及

图5显示了传送器和辅助物品分配器的操作模式的示意图。

具体实施方式

以下描述涉及预定量的离散物品（例如种子、珠宝、药片、丸、胶囊、糖果或类似物）的快速、精确和高效分配。

由所公开的方法和装置解决的一个技术问题涉及需要将来自容器的物品分配到独立包装物中的情况，每个包装物包含相同预定数量的物品。分配必须以高精度进行，使得没有包装物包含少于预定数量的元件，从而避免顾客不满意和投诉。在另一方面，包含多于预定数量的包装物将是罕见的，因此避免浪费和商业损失。

一种技术方案是提供一种用于分配预定数量的物品的装置和方法。

所述装置可以包括诸如料斗或料仓的进料器，所述进料器可以包含将被分配的大量物品。料斗将物品释放到由致动器启动的传送器上，致动器由计算平台控制。传送器可以是传送带、振动传送器、振动滑槽、具有变化倾斜度的滑槽或用于沿着路径输送物品的任何类似机构。在一些实施例中，物品以自由方式从料斗释放，使得多个物品可以同时或以微小的时间差释放，使得第二物品可以在第一物品完全释放之前开始释放。由于传送器的运动和/或它的振动，物品变为在单层中并且以多个物品并行地行进的方式（与单列相反）随机地布置在传送器的表面上。

致动器的振动可以使物品在传送器上振动，使得它们的每一个最终呈稳定姿态。例如，一些物品（例如药片）可以成形为直圆柱体或具有至少一个大致平面的类似形状。振动可以导致药片移动使得它们的平面侧中的任何一个放置在传送器上，其中药片通常不彼此倚靠，而是每个药片的整个平面放置在传送器的表面上。不具有平面侧的物品可以根据它们的形状、重心等呈相对稳定的姿态。例如，具有圆形端部的管状胶囊可以用管状表面、而不是头部躺在传送器上。由于对称，即使胶囊围绕它的管状表面旋转，当从上方观察时它也将具有相同的投影。

当物品到达传送器的端部时，它们开始在弹道轨迹中从传送器掉落到容器或最终通向容器的轨道中。当物品开始从传送器掉落时，它们之间的间隙倾向于增加，并且先前在传送器上时彼此接触的物品倾向于分离。因此，在实施例中，成像装置连续地俘获在传送器的端部的正下方的区域（“计数区域”）的图像，使得当绝大多数物品（如果不是它们的全部的话）展开并且彼此不接触时，下落物品在轨迹中时描绘在图像中。这允许在被俘获图像的计算机化分析期间更好地计数物品。

在备选实施例中，大体上水平的传送器终止于倾斜滑动区域。物品从传送器掉落到滑动区域、滑动越过该区域并且在它的端部下落到正被填充的容器中或通向容器的轨道中。滑动区域的斜率提供沿着滑动区域行进的物品的大致相同的速度函数，并且因此在它们离开滑动区域的情况下提供物品的大致相同的下落速度。它也提供物品之间的增加间隔，并且当离开滑动区域时提供大致类似的轨迹，所以提供相对于成像装置的类似角。

在一些实施例中，除了开始时的传送器的意外加速和停止时的减速以外，致动器以恒定的特性（例如速度、振动频率、振动幅度、滑槽倾斜度和/或类似特性）移动传送器。

当物品从传送器边缘或从滑动区域掉落时它们正在被计数，并且一旦至少预定数量的物品已下落到容器中，停止传送器。在一些实施例中，预定数量是欠量，即，小于最后分配所需的物品的量，原因是考虑在传送器停止之后，一个或更多个物品可能仍然借助于惯性力通过计数区域下落到容器中。在传送器停止之后下落的（一个或更多个）物品也被计数，并且确定容器中的物品的总数量。

在实施例中，系统可以被配置成使得即使在惯性下落的情况下，被分配物品的总数量在几乎所有情况下仍然小于最后所需数量。在这些情况下，必要时控制系统在一个或更多个脉冲中再启动传送器，使得附加物品掉落并且完成最后数量。

脉冲与短启动相关，其中传送器以它的稳定速度（或其它特性）操作持续短时期。一些脉冲甚至可以短到使得传送器甚至未达到它的先前、稳定速度。典型地，脉冲可以持续一秒的若干分之一，并且导致若干物品（例如1-10个物品）从传送器或滑动区域掉落。

在每个脉冲之后确定被分配物品的累计数量，从而确定是否需要附加脉冲。一旦被分配物品的数量已达到（或超过）所需物品的数量，移除容器，并且放置且以相同方式填充新容器。

作为脉冲的替代选择，被称为辅助物品分配器的附加装置可以用于完成仍然从最后数量缺失的物品。辅助物品分配器可以包括保持储存多个物品并且机械地离散地逐一推出它们的机构。该机构可以较慢，尤其当缺失物品的数量例如为5个或更多个时。该缓慢理论地可能使整个过程低效，原因是如果每次需要附加的缓慢步骤，则由传送器进行的很快分配似乎是无用的。作为例子，传送器可以以至少大约50个物品每秒（或者在另一个实施例中，至少大约90个物品每秒）的速率分配，而根据发明人用实验进行的验证，辅助物品分配器将只能每秒分配1-4个物品。

所以，在实施例中，可以至少部分同时地执行由传送器进行的分配和由辅助物品分配器进行的分配，由此减轻或消除缓慢问题。在该实施例中，提供两个容器站台：在传送器的端部的下方的第一站台，用于接收下落物品，以及在辅助物品分配器处的第二站台，用于接收离散分配的物品。这样，当辅助物品分配器完成已经由传送器填充的容器中的缺失物品时，其它物品正在由传送器分配到第一站台处的第二容器中。当第二容器填充有欠量的物品时，它移动到第二站台进行完成，等等。

只要在第二站台处填充的时间不超过在第一站台处填充的时间，辅助物品分配器将不导致任何延迟。如果在第二站台处的时间略长于在第一站台处，则整个过程仍然可以被视为是有益的，原因是在第二站台处的大部分时间仍然不浪费。

该方法和装置可能需要针对每个类型的分配任务的校准。校准可以取决于被分配物品的特性，例如尺寸、形状、重量、相对于传送器或相对于滑动区域的摩擦系数和/或类似特性。校准也取决于装置的操作参数，例如最小或最大速度、加速度和减速度、物理尺寸和/或类似参数。

校准包括确定与装置的启动相关的一个或更多个参数，例如物品从料斗分配到传送器上的速率、控制系统启动传送器从而分配大部分所需量的初始时间长度以及完成预定量的分配所需的脉冲的持续时间。

如果使用滑动区域，则也可以确定滑动区域的长度或斜率。

在一些实施例中，脉冲的长度可以取决于容器中仍然缺失的物品的数量。例如，如果一个或两个物品缺失，则可以校准装置以启动传送器持续一个100毫秒脉冲。然而，如果20个物品缺失，则脉冲长度可以被确定为500毫秒，在这之后若干物品可能仍然缺失，因此需要另一个脉冲。当然，这些示例性值可以取决于被分配物品的类型和/或装置的操作参数而变化。

在传送器可以针对每个分配类型呈不同特性（例如速度、斜率（如果有关的话）、振动频率、振动幅度和/或类似特性）的一些实施例中，也可以在校准阶段期间确定这些特性。

除了在新类型的分配任务之前执行的校准步骤以外，也可以在正在执行分配任务的同时动态地执行校准。在一组物品已完成分配之后，表征该组的操作参数可以用于调节用于下一个组的参数。例如，如果初始校准已确定在达到最后计数之前的5个物品传送器应当停止，但是在任务期间经常发生最后计数的超量，于是然后动态校准可以设置装置以在最后计数之前的6个物品停止传送器。类似地，如果在某个点检测到与期望结果的任何偏差，可以调节其它参数。这样，尤其在具有待分配的大量组的长分配任务期间，对分配有恒定的控制，使得防止或至少减轻与初始校准的任何偏差。

用于确定已下落到容器中的物品的数量的计数装置可以以各种方式实现。在一些示例性实施例中，方法和布置可以使用由像素的行和列组成的图像传感器。

传感器可以被定位成使得传感器行大致水平地定向，并且传感器列相对于计数区域处的物品的轨迹成某个角（例如垂直于轨迹、在45°至90°之间或在90°至135°之间）倾斜。传感器可以定位在下落物品的轨迹之上或轨迹之下，即，在传送器（或滑动区域，如果它存在的话）之下。

传感器可以由与计算平台关联的控制和处理单元控制。传感器可以是互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器、电荷耦合器件（CCD）传感器或任何其它传感器。在常用实施例中，透镜位于传感器和物品的下落区域之间，并且一个或更多个可选光源（例如白光发光二极管（LED））可以将光发射到下落物品上。LED可以成角地照明下落区域使得仅仅极少的光从除了下落物品以外的物体反射，并且透镜将从下落物品反射的光聚焦到传感器上。备选地，LED可以定位在轨迹之下，使得传感器拾取下落物品的阴影。

可选地，仅仅从传感器的总行中采样传感器行的预定组，例如1-20行，使得收集传感器行的值可以被描述为通过较窄平面狭缝成像下落物品。在备选实施例中，整个传感器可以仅仅包括少量的像素行，例如1-20行。

由于物品的下落速度由于传送器速度或滑动区域是大致均匀的，因此传感器的采样速率可以被设置成使得从以平均速度下落的物品反射的光将由至少预定数量的连续传感器样本俘获。传感器上的受到物品影响的像素的数量可以取决于下落物品的形状。例如，成形为直圆柱体的药片很可能下落成使得它的平面看上去大致为圆。因此，在其中看到物品的传感器行可以产生图案，在所述图案中物品俘获在其中的第一和最后传感器样本可以包含比中间样本更少的受影响像素。

由于当每个药片下落时受其影响的传感器样本中的像素的已知图案，并且由于通常物品由于它们不彼此倚靠而独立地下落，因此由单传感器样本俘获的两个或更多个相邻的下落物品可以使用先前或连续俘获的样本进行区分。

所公开的主题的一个技术效果是提供一种方法和装置，其用于以高精度将预定数量的物品分配到容器中，使得在接近100%的情况下，包装物正好包含所需数量，并且以高效率执行任务，使得很好地利用可用资源。

现在参考图1A，该图显示了用于以高精度和高效率提供分配预定数量的物品的装置的示意图。

装置包括机器100，所述机器与计算平台104通信并且接收来自所述计算平台的控制命令。机器100包括成像（或“俘获”）装置135和将信息提供给控制和处理单元144的计数装置136。计算平台104将控制命令提供给机器100。

机器100包括储器，例如料斗或料仓112，所述储器包含将分配到容器中的多个物品116。每个容器（例如容器132）最后将包含预定数量的物品116。

在这里显示为储器的一个例子的料斗112可以包括在其下部开口114处的闸门。升高或降低闸门限制从料斗112分配到传送器120上的物品116的数量。在一些实施例中，下部开口114足够宽以允许多个物品116并行地分配到传送器120上。同时处理多个物品提供该方法和装置的快速分配和高产量。然而，本领域的技术人员将认识到可以使用本领域中已知的其它手段将物品分配到传送器120上。

传送器120可以是传送带、振动滑槽、具有变化倾斜角的滑槽或类似物。可选地，传送器120属于允许至少部分并行地、在正交于输送方向的方向上输送多个物品的形式（在下文中被称为“并行输送传送器”）。传送器120具有这样的宽度使得多个物品并行地置于它的顶表面上。

传送器120由致动器124控制，所述致动器接收来自计算平台104的命令。致动器124可以由电流、液压流体压力、气动压力或任何其它能量源操作，并且将能量转换成施加到传送器120的某种类型的运动。

致动器124的功能性取决于传送器120的性质。例如，如果传送器120是传送带，则致动器124驱动或停止皮带；如果传送器120是振动滑槽，则致动器124开始或停止振动发动机；如果传送器120是可变倾斜度滑槽，则致动器124降低或升高滑槽的一侧，等等。

在一些实施例中，致动器124导致传送器120中的振动，这导致传送器120上的物品呈某个位置。例如，如果被分配物品为圆柱形药片，则振动可以导致它们在传送器120上呈某个位置使得它们的平面侧中的一个靠在传送器120上，并且大体上每个物品部分地或完全地倚靠在另一个物品上。然而，物品可能偶尔彼此接触。

在操作时物品116沿着或跟随传送器120行进，直到传送器的端部128。

从传送器端部128，物品下落并且直接地（如图所示）或通过通向容器的轨道（未显示）到达容器132。

在一些实施例中，传送器120的致动速度和因此置于其上的物品的速度例如可以在大约2cm每秒至20cm每秒之间，例如6cm每秒。

当下落物品沿着虚拟“计数区域”129行进时它们由俘获装置135成像，所述计数区域从传送器端部128或它的略下方延伸到下方某个距离处，形成面对俘获装置的虚拟凸矩形。图像然后可以由计数装置136分析。计数装置136可以接收来自控制和处理单元164的控制命令，例如采样俘获装置135内的传感器的命令。控制和处理单元164的可以是下面详细所述的计算平台104的一部分或以另外方式与其关联。计数装置136可以将被成像数据提供给控制和处理单元164进行计数。控制和处理单元164可以将原始数据或计数结果或中间结果传送到计算平台104。

在一些实施例中，控制和处理单元164可以作为计算平台104的一部分、例如作为由计算平台104执行的应用程序实现。然而，在其它实施例中，控制和处理单元164可以独立于计算平台104或作为计数装置136的一部分实现。

下面与图3和图4A-4C关联地更详细地描述了计数装置136以及控制和处理单元164的操作。

计算平台104可以包括处理器144。处理器144可以是任何中央处理单元（CPU）、微处理器、电子电路、集成电路（IC）或类似物。备选地，计算平台可以作为硬件或可配置硬件实现，例如现场可编程门阵列（FPGA）或专用集成电路（ASIC）。在另外的其它替代选择中，处理器144可以作为针对特定处理器编写或端口连接到特定处理器的固件实现，例如数字信号处理器（DSP）或微控制器。处理器144可以用于执行计算平台104或其任何子部件所需要的数学、逻辑或任何其它指令。

在一些实施例中，计算平台108可以包括MMI（人机接口）模块148。MMI模块148可以用于接收来自机器100、计数机构140或用户的输入或将输出提供给机器100、计数机构140或用户，例如接收与校准和操作装置相关的特定用户命令或参数，存储和检索信息，提供用于分析装置的性能的输出，等等。

在一些示例性实施例中，计算平台104可以包括一个或更多个存储装置，例如存储装置152。存储装置152可以是非暂时性的（非易失性的）或暂时性的（易失性的）。例如，存储装置152可以是闪存盘、随机存取存储器（RAM）、存储芯片、光存储装置，例如CD、DVD或激光盘；磁存储装置，例如磁带、硬盘、存储区域网络（SAN）、网络附加存储（NAS）等；半导体存储装置，例如闪存装置、记忆棒，等等。在一些示例性实施例中，存储装置152可以保持下面详细所述的控制部件160的程序代码，所述程序代码可操作地导致处理器144执行与下面详细所述的图2的任何步骤关联的动作，向用户显示信息，等等。存储装置152也可以保持信息，例如对于特定类型的分配任务当操作机器时将使用的校准结果，完成容器的数量，每个容器中的物品的数量，等等。

计算平台144还可以包括与MMI模块148通信的一个或更多个输入/输出（I/O）装置156或与其关联，例如终端、显示器、键盘、输入装置等，从而与系统交互以提供用于校准机器等的指令。

可选地在校准期间，并且可选地在操作期间，例如根据从计数装置136接收的计数，计算平台144也可以执行控制部件160以用于确定和生成将提供给致动器124的控制命令。

控制部件160可以作为可以使用任何编程语言并且在任何开发环境下开发的相关计算机程序指令的一个或更多个集合实现。计算机程序指令可以存储在存储器152上并且提供给处理器144或任何其它可编程处理装置以产生机器，使得经由处理器执行的指令产生用于执行在流程图或方块图中指定的功能的手段。

计算机程序指令也可以存储在计算机可读非暂时性介质上以产生制品。下面与图2关联地更详细地描述了由控制部件160执行的步骤。

将领会计算平台144可以远离机器100、作为机器100的一部分或在它们的任何组合中被提供。

现在参考图1B，该图显示了用于提供以高精度和高效率分配预定数量的物品的装置的另一个实施例的示意图。

与图1A中相同，该装置包括机器100、在其下部开口114处具有闸门的料斗或料仓112、传送器120、致动器124、计算平台104、俘获装置135、计数装置136和容器132。

物品116释放到传送器120上，并且在操作时沿着或跟随传送器120行进，直到传送器的端部128。

从传送器端部128，物品下落到斜坡134上并且沿着该斜坡下落。将领会在一些实施例中斜坡134可以由粗制材料制造使得物品不会沿着斜坡134加速，而是它们的速度由于摩擦而保持。然而，斜坡134和物品之间的摩擦系数使得摩擦不会阻止物品滑动，并且不会导致物品滚动，因此保持接触斜坡134的物品的面不变。

当物品从斜坡134的端部138掉落以及以类似的轨迹继续它们的自由下落时斜坡134导致物品呈大致均匀的速度，使得它们相对于俘获装置135的角是类似的。

在一些实施例中，传送器120的速度和因此置于其上的物品的速度例如可以在大约2cm每秒至20cm每秒之间，例如6cm每秒。沿着斜坡134滑动的物品的速度可以相对于传送器120的速度增加并且可以达到大约20cm每秒至大约2米每秒之间，这取决于斜坡134的材料及其角。

在斜坡134的端部138，物品下落并且到达容器132。

俘获装置135被定位并且设置成当物品从斜坡134的端部138掉落时俘获它们，不同于图1A的设置，其中当物品沿着虚拟“计数区域”139行进时它们被俘获，所述计数区域从斜坡134的端部138或它的略下方延伸到下方某个距离处，形成面对俘获装置的虚拟凸矩形。以与图1A的实施例大致相同的方式分析图像并且控制和启动机器100。

现在参考图2A和2B，该图显示了用于校准和操作分配机器（例如图1中所示的分配机器）以提供物品的高精度和高效率分配、因此产生高吞吐量的方法中的步骤的流程图。

图2A显示了分配机器的校准阶段200的实施例中的步骤的流程图。可以在制造装置时执行校准阶段200，使得装置可以在出厂时带有针对物品的各种类型和/或其它参数的预设校准。附加地或备选地，可以在每个类型的分配工作之前由最终用户执行校准阶段200。用户也可以保存这些校准供以后使用。

在步骤208，启动传送器持续第一时段。在一些实施例中，第一时段足够长，从而在完成传送器120的初始、意外加速时期（其典型地持续一秒的若干分之一）之后达到下落物品的基本均匀速率。

在步骤212，确定已下落到容器中的物品的数量。下落物品也包括在传送器停止之后由于惯性力下落的物品。可以记录惯性地下落的物品的数量。将领会步骤212可以与步骤208至少部分同时地执行，原因是在物品下落时和/或在传送器停止之后可以计数物品。

在步骤216，确定第一函数，所述第一函数与连续启动期间系统的吞吐量相关，并且使传送器的操作期间和由于传送器的操作下落的物品的数量与操作传送器所需的时期关联。第一函数可以被称为连续吞吐量函数，并且可以作为查找表、作为分段函数或以任何其它方式分析地进行描述。可选地，第一函数被分成两个部分：第一部分指示传送器的操作时间和该时间期间下落的物理的数量之间的线性相关。在另一方面，第二部分指示在传送器停止之后预期由于惯性力下落的物品的数量。当然，惯性地下落的物品的数量不取决于传送器的操作时间，而是取决于它的操作特性，例如速度、振动的频率、振动的幅度、倾斜度和/或类似操作特性。作为例子，如果传送器以操作特性的某个集合操作持续X秒的时期，则下落物品的数量将为f(x)+c，其中f(x)表示正好在X秒期间下落的物品的数量，并且c表示其后惯性地下落的物品的数量，该数量是与X无关的常数。

可选地，类似于在第一函数中定义c的方式，可以使用另一个常数值解释传送器的任何加速和/或减速时期，原因还是这些加速/减速时期也不取决于X的长度。因此，函数的第一部分实际上可以被分成两个子部分，一个表示在加速/减速时期期间下落（或未下落）的物品的数量，并且另一个限定在X减去加速/减速时期期间（即，在传送器已经以它的期望操作特性操作的X的部分期间）下落的物品的数量。

在步骤220，传送器启动并且操作持续被称为脉冲时段的第二时段，第二时段明显地比第一时段短，典型地持续一秒的若干分之一，但是可选地，在一些实施例中比这更长。在步骤224，类似于以上步骤212确定在所述操作期间和由于所述操作已下落的物品的数量，包括起因于惯性下落和加速/减速时期的数量。脉冲可以与短时段相关，其中传送器以其稳定速度（或其它特性）操作持续相对短的时期。

步骤220和224可以重复一次或更多次，原因是当启动传送器持续短时期时加速/减速时期对下落物品的数量的影响可能大，这是因为加速/减速时期相对于总脉冲时间很长。

在步骤228，确定第二函数，所述第二函数与脉冲启动中的系统的吞吐量相关，还是起因于恒定的加速/减速时期和惯性下落。该函数可以被称为脉冲吞吐量函数，并且可以使传送器的启动期间和由于传送器的启动下落的物品的数量与启动传送器所需的时期关联。该函数可以作为查找表、作为分段函数或以任何其它方式分析地进行描述。

在一些实施例中，第一和第二函数可以作为单、可能分段函数被确定。

可以根据多个启动而不是每个单启动确定第一和第二函数。因此，可以统计地确定函数，同时可选地利用分析方法。

在一些实施例中，第一和第二函数被确定并且随后当传送器在恒定特性下操作时（加速和减速时间除外）被使用，例如速度、振动频率、振动幅度等。

可以按照相反顺序执行包括步骤208、212和216的确定第一函数和包括步骤220、224和288的确定第二函数。

也将领会第一和第二函数可以是物品和设置依赖的，即，分配不同的物品可以产生不同的函数。另外，可以确定机器的其它参数，例如传送器速度、频率、料斗闸门的高度等。

现在参考图2B，该图显示了分配机器的分配阶段204的实施例中的步骤的流程图。

在步骤232，启动传送器持续一定时期，所述时期被确定成使得由于启动下落的物品的数量接近、但未达到在每个容器中分配所需的物品的数量。根据在校准阶段的步骤216确定的第一吞吐量函数确定持续时间。在一些实施例中，该时期被确定成使得在大多数情况下，容器将包含少于所需数量的物品。这样的原因在于通常期望的是具有可通过增加物品进行修正的更少物品而不是分配太多物品。

在步骤236，确定已下落到容器中的物品的数量。物品的数量也包括在传送器停止之后由于惯性力下落的物品。将领会在一些实施例中当物品下落时计数它们，这在传送器处于运动中并且有时在这之后发生。

在步骤240，确定在容器中是否仍然有缺失以完成必须分配的完整量。

如果没有物品缺失（这可能是罕见的情况），则在可选的步骤242，基于在初始操作和一个或更多个脉冲期间已下落的物品的数量更新在校准步骤200设置的吞吐量函数或其参数，例如吞吐量函数中的特定点的值。类似地，如果缺失物品的数量后来变为低于或高于在校准步骤中早先设置的或在所分配的在先组中的数量，则基于初始操作和一个或更多个脉冲期间已下落的物品的数量更新吞吐量函数中的特定点的值。当分配物品的另外组时或在以后的启动中可以利用经更新的参数。将领会可以在将物品分配到一个容器中之后、在已分配多个容器之后、在完成全部分配任务之后等执行校准参数的动态更新。重复地更新函数或参数增强精度并且因此增强方法和装置的吞吐量。

无论是否已动态地更新校准参数，移除容器，并且在步骤244放置下一个容器。

如果物品仍然缺失，则在两个实施例中或在统一实施例中两个选择是可用的：在第一选择中，在步骤248，确定脉冲长度的所需持续时间，使得将由于脉冲下落的物品将接近或完成物品的所需数量。根据在校准阶段的步骤228确定的第二吞吐量函数确定持续时间。

在一些实施例中，如果容器中缺失的物品的数量或百分比超过预定值，例如大于10%的物品或10个物品缺失，则脉冲长度可以被确定成使得脉冲之后下落物品的总数量在许多情况下仍然不能完成所需数量，并且可能需要可以提供更高精度的另一个脉冲。也就是说，如果太多物品缺失，则单、长脉冲可能是不精确的并且不如多个更短脉冲。然而，如果缺失物品的数量低于阈值，则脉冲长度可以被确定成使得脉冲之后的物品的总数量将等于所需数量。

在备选实施例中，仅仅可以允许一个或更多个预定长度的脉冲，使得如果物品从容器缺失，则可以选择预定长度中的一个。如果仅仅允许一个这样的预定长度，可以省略步骤248。

因此，在步骤252可以启动传送器持续确定的或预定的脉冲长度。

在步骤256类似于上面的步骤236确定下落物品的数量，并且控制返回到步骤240。

取决于待分配的物品的使用和性质，在一些实施例中，传送器的单启动将足以保证在足够大多数情况下，被分配物品的数量在所需数量的满意范围内。然而，如果需要更大的精度，则将需要一个或更多个脉冲来实现目标使得不发生超量。

在当在步骤240中物品仍然缺失时利用的第二选择中，可以利用辅助物品分配器来分配缺失物品。现在暂时参考图5，该图描绘了该选择。首先，使用传送器502在一个操作中快速地分配较大数量的物品，例如数十、数百或数千个物品。当容器504中的物品506的数量几乎达到期望的最后数量时停止传送器502，使得即使在惯性下落之后，若干物品（例如1-10）将仍然缺失。然后使用自动手段将容器504从靠近传送器的站台A输送到靠近辅助物品分配器508的站台B。辅助物品分配器508然后典型地以比传送器502的吞吐量慢得多的速率将缺失物品510分配到容器504中。在辅助物品分配器508操作时，传送器502再次操作以填充另一个容器。该过程继续直到期望量的容器填充完成。

现在参考图2C，该图显示了用于计数下落物品的成像机构的校准阶段的实施例中的步骤的流程图。

在步骤260，启动诸如传送器的移动元件持续一个时段。

在步骤264，通过以缺省或先前设定的成像速率拍摄的多个图像俘获从滑动区域掉落的物品中的一个或更多个物品。每个图像包括成像机构的光敏传感器的一个或更多个像素行。

在步骤268，自动地或由检查样本的操作者确定其中每个下落物品被俘获的样本的数量。

在可以与步骤268一起或单独地执行的步骤272，确定每个样本中的每个下落物品影响的像素的数量。例如，相比于它影响中间行的像素的数量，具有圆形横截面的圆柱形药片影响它在其上被俘获的第一和最后传感器行上的更少像素。

在步骤276，需要时，调节俘获速率，使得每个下落物品在其中被俘获的样本的数量和每个样本中它影响的像素的数量允许以高精度检测和区分所有物品。

例如，如果俘获速率使得每个物品几乎在一个样本中被俘获，则这可能不够并且可能需要更高的速率。在另一方面，如果每个被俘获物品在比足以检测和区分下落物品更多的样本中被俘获，则可以使用更低的俘获速率以便降低计算复杂性。在一个实施例中，典型的俘获速率可以在25-100帧每秒之间。在另一个实施例中，典型的俘获速率可以在101-200帧每秒之间。在又一个实施例中，典型的俘获速率可以在201-400帧每秒之间。

将领会可以相对于启动脉冲重复步骤260、264、268、272和276不同的次数。例如，在移动元件停止之后由于惯性力掉落的物品可以具有不同于在移动元件的稳定启动期间下落的元件的速度。因此，计数装置的成像速率可以根据移动元件的启动状态而变化。

在步骤280，如果不同的启动阶段需要不同的俘获速率，则所需的俘获速率或俘获速率方案可以被确定并且用于在分配期间俘获物品。

还将领会不同形状的物品可能需要不同的成像速率。例如，为了成像可以使用较慢的俘获速率成像由每个传感器行观察持续较长时期的较大物品，而较小物品可能需要更高的成像速率。

对于具有欠平坦形状的物品，例如具有椭圆形横截面的圆柱形或任何其它形状，可以执行某个进一步的分析，原因是物品可能呈不同的位置并且以变化的图案和样本的变化数量出现，这取决于它们相对于传感器的位置。在这样的情况下，俘获速率可以被设置为对于物品的不同位置可接受的成像速率的平均值或另一个组合。

现在参考图3A，该图显示了用于上面图1A的实施例的俘获装置的实施例。当物品（例如物品116）从传送器120的端部128掉落时俘获装置俘获它们的图像。俘获装置135包括传感器300，所述传感器可以是CMOS、CCD或任何其它成像传感器。传感器可以作为像素传感器的一维或二维集合实现，每个像素包含光电检测器和放大器。如果传感器300包括二维阵列，则像素传感器的行或列可以对准或不对准。

传感器可以定位成使得它的面与虚拟计数区域处的下落物品的轨迹成大约45°至大约135°之间的角，例如90°至相切。

传感器300可以定位成使得它的中心区域（例如一个或更多个中心行）最接近传送器120的端部128。在一些示例性实施例中，传感器300的中心区域可以定位在离端部128的中心区域大约20cm至大约40cm之间的距离处。

俘获装置135还可以包括恒定地或间歇地将光发射到下落物品上的一个或更多个光源，例如光源306和308。

在间歇地发射光的实施例中，LED的脉冲长度和频率可以被选择成使得足够的光将从每个物品反射以启动传感器。

光源306和308可选地定位成使得光将不从除了已从端部128掉落的物品以外的其它物体反射或仅仅微小地反射。

俘获装置135还可以包括用于将从下落物品反射的光聚焦到传感器300上的透镜312。透镜312可选地是透镜组件，在一些实施例中所述透镜组件也可以提供光学变焦功能。

由传感器300采样的图像可以被传送到图像控制和处理单元164，所述图像控制和处理单元可以执行计数并且将数量报告给计算平台144，或者传送将由计算平台144处理的原始传感器数据。

现在参考图3B，该图显示了用于上面图1B的实施例的俘获装置135的实施例。与上面的图3A中相同，俘获装置135包括传感器300、光源306和308以及透镜312。然而，传感器300定位成使得当物品从斜坡134的端部138掉落时它俘获物品的图像。

传感器300可以定位成使得它的中心区域（例如一个或更多个中心行）最接近斜坡134的端部138。在一些示例性实施例中，传感器300的中心区域可以定位在离端部138的中心区域大约20cm至大约40cm之间的距离处。

由于惯性力，物品以与它们沿着斜坡134滑动的大致相同的姿态从端部138掉落。因此，传感器300可以大致平行于从斜坡134的端部138掉落的物品的平面，并且大致平行于斜坡134的平面的延伸。

光源306和308可以恒定地或间歇地将光发射到下落物品上，并且可以定位成使得光将不从斜坡134反射或仅仅微小地反射，而是仅仅从已从端部138掉落的物品（例如物品118）反射。

现在参考图4A，该图显示了从图1A的实施例中的传送器120的端部128或从图1B的实施例中的斜坡134的端部138掉落的多个物品的图示。由于物品在传送器120上大体上呈稳定姿态并且不彼此倚靠，并且由于它们的速度大致均匀，因此仅仅在罕见的情况下药片被成像为部分或完全重叠。因此，当考虑图4A的随后较窄水平切片时，可以检测每个下落物品。即使两个或更多个物品彼此相邻，它们仍然可以被分离，原因是当它们进入另一状态时物品之间的间隙增加以允许计数。

现在参考图4B，该图显示了传感器行的样本的连续序列。如上所述，可以利用传感器的一个或更多个行。因此，该图中所示的情况是最一般的情况，其仅仅显示像素的单行。在时间T0拍摄的样本420包括受到由序列444、448、450、452和454组成的第一物品的下缘影响的像素的窄序列444，而分别在时间T1、T2和T3拍摄的样本422、424、426和428分别显示了物品408的更宽序列448、450和452，并且在时间T4拍摄的样本428也再次显示了受到物品408影响的像素的窄序列454。

类似地，样本424、426、428、430和432的序列458、460、462、464和468分别在时间T2、T3、T4、T5和T6拍摄，其中所述序列由从第二物品反射的光产生，并且样本432、434、436、438和440的序列470、472、474、478和480分别在时间T5、T6、T7、T8和T9拍摄，其中所述序列由从第三物品反射的光产生。

使用连续俘获的传感器上的由下落物品产生的受影响像素的已知图案，分析在时间T0至T9拍摄的传感器行样本的序列，并且检测和计数三个物品。例如，区分和计数直圆柱形状可以基于它们的端部样本处的受影响像素的较低数量和中间样本处的较高数量。

将领会即使物品可以能以不同的速度下落，总体图案仍然可以是有效的，但是它可能略有变化。例如，如果物品以更高的速度下落，则它的中心部分可能在少于三个样本中出现，或者它的较窄的第一或最后样本可能缺失。因此，在一些实施例中，可以以一定的灵活性搜索图案。

也将领会如果两个或更多个物品在传感器上看上去相邻，则可以通过用受影响像素的数量除以受到单物品影响的像素的最大估计数量并且将结果舍入到较高数量而确定物品的数量。一些测量显示在大约1%的情况下两个物品可能看上去相邻，而三个或更多个物品相邻的比例明显更小，因此这样的除法可以提供满意的结果。

使用单传感器并且采样单传感器行或多个传感器行（例如20个传感器行）提供成本减小以及下落物品的高效检测。高效检测可以用于增加检测速度，因此允许每个时间单位计数更多的物品。然而在其它实施例中，可以使用两个或更多个传感器。

传感器行的分析可以由图1的控制和处理机构164或由计算平台104执行。

在一些进一步分析中，图像分析技术可以用于根据物品在传感器上的各种投影确定下落物品是完整的还是破损的。如果提供该特征，则可以忽略破损物品或从物品流移除破损物品使得容器将至少包括所需数量的适当物品。备选地，可以丢弃整个包装单元132。

例子

本公开提供了一种方法和装置，用于将物品分配到容器中并且计数被分配物品的数量，使得每个容器具有预定数量的物品。该方法允许高精度使得在大多数情况下正好分配所需数量的物品。该方法也允许正被分配到容器中的物品的高效计数，使得相关控制命令可以提供给传送器120以移动或停止。

在所分配的物品的数量略小于物品的所需数量（例如大约一个至大约十个之间的物品缺失）的情况下，然后剩余的物品可以使用不同的、可能更慢的机器分配到容器中，从而不减小所公开的机器的容器填充速度。

实验结果显示所公开的方法可以产生五万（50,000）中有少于一个物品的计数误差，使得如果例如每个容器将包含100个物品，则500个包装物中有少于一个将具有物品的错误数量。在本方法和装置的高分配速率下令人惊奇的这些结果尤其可以归因于一个或更多个参数，例如成像装置配置、它的位置和方向、具有它的两个功能的校准阶段、传送器和/或辅助物品分配器的利用以及上述的其它参数。

实验结果也提供了从具有大约70mm的宽度的传送器基本同时掉落的高达十个圆柱形药片的正确计数。

尽管已参考示例性实施例描述了本公开，但是本领域的技术人员将理解可以进行各种变化并且等效物可以替代其中的元件而不脱离本公开的范围。另外，可以进行许多修改以使特定情况、材料、步骤或部件适应于教导而不脱离本发明的实质范围。所以，所公开的主题不应当被限制到作为预期用于实施本发明的最佳模式公开的特定实施例，而是仅仅由以下权利要求限制。

在本申请的说明书和权利要求中，词语“包括”、“包含”和“具有”的每一个及其形式不必被限制到可以与该词语关联的列表中的项。

Claims (14)

1.一种用于快速地和精确地分配预定数量的离散物品的方法，所述方法包括：

操作传送器以朝着成像装置输送多个物品，其中所述物品布置在单层中并且所述物品中的至少一些被并行地输送；

操作所述成像装置以连续地俘获在所述传送器的端部的正下方的区域的图像，使得从所述传送器掉落的物品在轨迹中时记录在所述图像中；

实时地处理所述图像以连续地确定下落物品的数量；

在所述下落物品的数量达到预定数量之前停止所述传送器，同时继续确定所述下落物品的数量直到物品停止从所述传送器惯性地掉落；以及

自动地分配附加量的物品以完成所述预定数量的物品；

其中处理所述图像以连续地确定下落物品的数量包括当物品离开所述区域时使物品计数增加一，其中当物品的顶部分出现在图像中、但是从连续图像缺失时确定离开。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述附加量的物品的自动分配包括操作辅助物品分配器，以准确地分配完成所述预定数量的物品所需的物品的数量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述附加量的物品的自动分配包括脉动所述传送器，其中基于早期校准阶段确定脉冲的长度，在所述早期校准阶段中统计地估计脉冲长度与下落物品的比率。

4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括，在俘获所述图像期间，操作至少一个光源以提供将由所述下落物品反射到所述成像装置上的光。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中在所述传送器的端部的正下方的所述区域延伸到所述传送器的端部的宽度的有效部分，使得并行地输送并且从所述传送器的端部并行地掉落的所有物品记录在所述图像中。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中竖直间隙设在所述传送器的端部和所述区域的上缘之间，以保证所述传送器的端部表面不记录在所述图像中。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中处理所述图像以连续地确定下落物品的数量包括当物品进入所述区域时使物品计数增加一，其中当物品的底部分出现在图像中、但是从紧挨着的先前图像缺失时确定进入。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中处理所述图像以连续地确定下落物品的数量包括：

跟踪连续图像上的每个物品，从进入所述区域一直到离开所述区域；以及

当每个被跟踪物品离开时使物品计数增加一，从而在偶然噪声出现在所述图像中的一个或更多个中时防止错误计数。

9.一种用于快速地和精确地分配预定数量的离散物品的装置，所述装置包括：

并行输送传送器，所述并行输送传送器被配置成并行地将多个物品从料斗输送到所述传送器的端部；

成像装置，所述成像装置被配置成连续地俘获在所述传送器的端部的正下方的区域的图像，使得从所述传送器掉落的物品在轨迹中时记录在所述图像中；

计数装置，所述计数装置被配置成实时地处理所述图像以连续地确定下落物品的数量，所述计数装置包括图像传感器并且被配置成通过分析所述图像传感器的连续样本中的受到下落物品影响的传感器像素的图案来确定所述下落物品的数量；

致动器，所述致动器被配置成根据致动器控制命令控制所述传送器的操作；

计算平台，所述计算平台被配置成接收来自所述计数装置的所述下落物品的数量，以生成所述致动器控制命令，从而在所述下落物品的数量达到预定数量之前停止所述传送器，并且基于完成所述预定数量的物品所需的物品的数量生成分配器控制命令；以及

辅助物品分配器，所述辅助物品分配器被配置成响应所述分配器控制命令准确地分配完成所述预定数量的物品所需的物品的数量。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述计数装置被配置成使用所述图像传感器的预定数量的像素行俘获所述图像，所述预定数量小于存在于所述图像传感器中的传感器行的总数量。

11.根据权利要求9至10中的任一项所述的装置，其中所述计数装置包括图像传感器，并且其中所述装置还包括用于提供将由所述下落物品反射到所述图像传感器上的光的至少一个光源。

12.根据权利要求9至10中的任一项所述的装置，其中所述装置还包括用于将从下落物品反射的光聚焦到所述成像装置上的透镜组件。

13.一种物品分配器，其包括：

并行输送传送器，所述并行输送传送器被配置成以至少50个物品每秒的速率输送物品；

成像装置，所述成像装置被配置成连续地俘获在所述传送器的端部的下方的区域的图像，使得从所述传送器掉落的物品在轨迹中时记录在所述图像中；

计数装置，所述计数装置被配置成实时地处理所述图像以连续地确定下落物品的数量，所述计数装置包括图像传感器并且被配置成通过分析所述图像传感器的连续样本中的受到下落物品影响的传感器像素的图案来确定所述下落物品的数量；

致动器，所述致动器被配置成根据致动器控制命令控制所述传送器的操作；

计算平台，所述计算平台被配置成接收来自所述计数装置的所述下落物品的数量，以生成所述致动器控制命令，从而在所述下落物品的数量达到预定数量之前停止所述传送器，并且基于完成所述预定数量的物品所需的物品的数量生成分配器控制命令；以及

辅助物品分配器，所述辅助物品分配器被配置成响应所述分配器控制命令以1-4个物品每秒的速率准确地分配完成所述预定数量的物品所需的物品的数量。

14.根据权利要求13所述的物品分配器，所述物品分配器还包括用于提供将由所述下落物品反射到所述成像装置上的光的至少一个光源。