CN107352210B - 基于托盘的病理切片自动搬运装置及方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于托盘的病理切片自动搬运装置，包含切片托盘、切片仓库、执行机构；其中，所述执行机构包括搬运机械手；所述切片托盘上设置有切片固定槽；所述切片托盘可拆卸放置在切片仓库内；所述搬运机械手能够将切片托盘从切片仓库内运出。为实现执行机构的自动运行，本发明还提供了一种切片托盘自动搬运控制驱动模块，包含如下模块：复位模块：令执行机构复位；获取模块：获取切片托盘的位置；取出模块：根据切片托盘的位置，控制执行机构取出切片托盘。此外，还提供了一种切片托盘自动搬运控制驱动方法。本发明中控制驱动模块能够根据操作指令驱动搬运机械手自动完成切片托盘的取出、搬运、放置等操作。
Description
技术领域
本发明涉及机械设计、机电控制、机器视觉等领域，具体地，涉及用于全自动数字病理仪器的自动切片装载的装置，特别是一种基于托盘的病理切片自动搬运装置。
背景技术
近年来科研、医疗、食品工业等各行业的快速发展，对显微镜的自动化程度要求越来越高，尤其是对于高度集成化和自动化的数字病理切片扫描成像装置，并且迫切需要实现自动化的切片托盘取放功能，以配合设备实现高速扫描成像的功能。目前已经商业化的数字病理切片扫描仪均采用一次性可装夹多片切片的切片托盘，但是对于切片托盘的取放大多采用人工的方式，影响了数字病理切片扫描仪的自动化操作流程及扫描成像的速度。
公开号为CN205898830U的专利文献，提供了一种病理切片的自动加载装置，包括切片容器、切片平台和推柄；所述的切片容器设置于切片平台上方，切片容器的下端开口，切片容器下端开口边缘处与切片平台之间形成间隙；所述的推柄厚度小于或等于切片容器下端开口处到切片平台的距离，推柄可以穿过切片容器下端的所述间隙来回滑动来运送切片。该病理切片的自动加载装置减轻了病理医生的工作量，还能够集成到自动化病理切片相关设备，加快开发进度。但该专利文献提供的技术方案，只能一次输送一个切片，而且由于结构的局限性，很难应用到大型的切片储存和搬运系统中。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于托盘的病理切片自动搬运装置及方法与系统。
根据本发明提供的切片托盘自动搬运控制驱动方法，包含如下步骤：
复位步骤：令执行机构复位；
获取步骤：获取切片托盘的位置；
取出步骤：根据切片托盘的位置，控制执行机构取出切片托盘。
优选地，所述获取步骤包含：
彩色图像获取步骤：获取存储切片托盘的切片仓库的全景彩色图像GrayImageM×N(x，y)；
其中GrayImageM×N(x，y)表示切片仓库的二维全景彩色图像，下标M×N是该二维图像的分辨率，(x，y)是该二维图像的像素坐标，其中0≤x≤M，0≤y≤N；
通道分离步骤：将全景彩色图像GrayImageM×N(x，y)分离为红、绿、蓝三个颜色通道的图像，得到灰度化的蓝色通道图像BlueM×N(x，y)、灰度化的绿色通道图像GreenM×N(x，y)、灰度化的红色通道图像RedM×N(x，y)这三张图片；
图片分割步骤：将所述三张图片按照切片仓库中的切片托盘安装槽位分别分割出K个检测窗口；其中，所述切片托盘安装槽位与检测窗口一一对应；K为正整数；
二值化统计步骤：分别对所述蓝色通道图像、绿色通道图像、红色通道图像中位于检测窗口位置的图像进行二值化，并统计各检测窗口内的白点数量得到蓝色通道矩阵Tblue[K]、绿色通道矩阵Tgreen[K]、红色通道矩阵Tred[K]；
其中，Tblue[K]表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；Tgreen[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；Tred[K]表示表示红色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；
对比检测步骤：调用阈值矩阵TBlue[K]、TGreen[K]、TRed[K]，并计算：
Detectblue[K]＝Tblue[K]-TBlue[K]
Detectgreen[K]＝Tgreen[K]-TGreen[K]
Detectred[K]＝Tred[K]-TRed[K]；
其中，TBlue[K]表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；TGreen[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；TRed[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；
Detectblue[K]表示蓝色通道图像的检测矩阵；Detectgreen[K]表示绿色通道图像的检测矩阵；Detectred[K]表示红色通道图像的检测矩阵；
判定步骤：判断检测矩阵Detectblue[K]、Detectgreen[K]、Detectred[K]中是否有大于等于设定阈值的元素，如果有，则判定该元素所对应检测窗口的切片托盘安装槽位上存在切片托盘；如果没有，则判定在各个检测窗口对应的切片托盘安装槽位上均不存在切片托盘；
所述切片托盘自动搬运控制驱动方法，还包括如下步骤：
误判检测步骤：判断执行机构是否取出切片托盘；如果是，则返回所述复位步骤继续执行；如果否，则结束流程。
本发明还提供了一种切片托盘自动搬运控制驱动模块，包含如下模块：
复位模块：令执行机构复位；
获取模块：获取切片托盘的位置；
取出模块：根据切片托盘的位置，控制执行机构取出切片托盘。
优选地，所述获取模块包含：
彩色图像获取模块：获取存储切片托盘的切片仓库的全景彩色图像GrayImageM×N(x，y)；
其中GrayImageM×N(x，y)表示切片仓库的二维全景彩色图像，下标M×N是该二维图像的分辨率，(x，y)是该二维图像的像素坐标，其中0≤x≤M，0≤y≤N；
通道分离模块：将全景彩色图像GrayImageM×N(x，y)分离为红、绿、蓝三个颜色通道的图像，得到灰度化的蓝色通道图像BlueM×N(x，y)、灰度化的绿色通道图像GreenM×N(x，y)、灰度化的红色通道图像RedM×N(x，y)这三张图片；
图片分割模块：将所述三张图片按照切片仓库中的切片托盘安装槽位分别分割出K个检测窗口；其中，所述切片托盘安装槽位与检测窗口一一对应；K为正整数；
二值化统计模块：分别对所述蓝色通道图像、绿色通道图像、红色通道图像中位于检测窗口位置的图像进行二值化，并统计各检测窗口内的白点数量得到蓝色通道矩阵Tblue[K]、绿色通道矩阵Tgreen[K]、红色通道矩阵Tred[K]；
其中，Tblue[K]表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；Tgreen[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；Tred[K]表示表示红色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；
对比检测模块：调用阈值矩阵TBlue[K]、TGree[K]、TRed[K]，并计算：
Detectblue[K]＝Tblue[K]-TBlue[K]
Detectgreen[K]＝Tgreen[K]-TGreen[K]
Detectred[K]＝Tred[K]-TRed[K]；
其中，TBlue[K]表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；TGre[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；TRed[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；
Detectblue[K]表示蓝色通道图像的检测矩阵；Detectgreen[K]表示绿色通道图像的检测矩阵；Detectred[K]表示红色通道图像的检测矩阵；
判定模块：判断检测矩阵Detectblue[K]、Detectgreen[K]、Detectred[K]中是否有大于等于设定阈值的元素，如果有，则判定该元素所对应检测窗口的切片托盘安装槽位上存在切片托盘；如果没有，则判定在各个检测窗口对应的切片托盘安装槽位上均不存在切片托盘；
所述切片托盘自动搬运控制驱动模块，还包括如下模块：
误判检测模块：判断执行机构是否取出切片托盘；如果是，执行机构由复位模块控制继续运行；如果否，则结束运行。
本发明还提供了一种基于托盘的病理切片自动搬运装置，包含切片托盘、切片仓库、执行机构；其中，所述执行机构包括搬运机械手；
所述切片托盘上设置有切片固定槽；
所述切片托盘可拆卸放置在切片仓库内；
所述搬运机械手能够将切片托盘从切片仓库内运出。
优选地，还包含控制器；
所述控制器包括上述的切片托盘自动搬运控制驱动模块；
所述控制器通过所述切片托盘自动搬运控制驱动模块对搬运机械手进行控制。
优选地，所述切片托盘包含弹性件；
当切片放置在所述切片固定槽内时，弹性件受到切片的接触挤压而处于压缩状态。
优选地，所述搬运机械手包含钩爪、安装板、导向爪机构、推拉电磁铁；
所述钩爪与所述安装板铰接；
所述安装板的一侧安装有所述推拉电磁铁；
所述推拉电磁铁包含主轴与线圈；
所述推拉电磁铁的主轴能够驱动钩爪执行复位及扬起动作；
所述导向爪机构位于所述安装板的下端；
所述导向爪机构包含导向爪；
所述导向爪上开有导向槽。
优选地，所述切片托盘沿长度方向的一端设置有托盘挡块；
所述切片托盘能够沿所述导向槽滑动；
所述钩爪与所述托盘挡块匹配；
钩爪与导向槽能够限制托盘沿托盘的长度方向的位移。
优选地，所述导向爪机构还包含导向爪盖板、滚珠以及弹性件；
所述导向爪盖板与所述导向爪紧密贴合；
所述滚珠通过弹性件与导向爪盖板相连；
所述滚珠能够与切片托盘接触；
滚珠与切片托盘接触时，弹性件为压缩状态。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明提供的切片托盘包含多个切片槽，可一次装夹多片病理切片；
2、本发明中搬运机械手配备有摄像头和红外线传感器，分别用于检测切片仓库中的存储状态、机械手的抓取状态，能够自动获取托盘位置并进行误判检测；
3、本发明中控制驱动模块能够根据操作指令驱动搬运机械手自动完成切片托盘的取出、搬运、放置等操作；
4、可集成于大型数字病理切片扫描仪中，以实现无人值守多切片搬运自动化，可减轻病理医生劳动强度，提高病理切片扫描仪的工作效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明的硬件构成示意图；
图2是本发明的切片托盘结构图；
图3是本发明切片仓库、X-Y-Z位移台与摄像头视野范围示意图；
图4是本发明的自动搬运机械手结构主视图；
图5是本发明的自动搬运机械手结构立体图；
图6是本发明提供的切片托盘自动搬运控制驱动方法流程图。
图中示出：
切片托盘1 弹簧推块13
搬运机械手2 导向槽14
控制驱动模块3 导向爪盖板15
弹簧舌4 导向爪16
弹簧舌盖板5 切片17
托盘凸起6 定位孔18
钩爪7 导向边缘19
安装板8 X-Y-Z位移台20
摄像头9 切片托盘盒21
推拉电磁铁10 切片仓库22
推拉电磁铁主轴101 切片仓库转台23
推拉电磁铁线圈102 滚珠24
红外传感器11 钩爪固定板25
连接槽12 球面六角螺母26
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例中，本发明提供的基于托盘的病理切片自动搬运装置，包含切片托盘1、切片仓库22、执行机构，其中，所述执行机构包括搬运机械手2。切片仓库22共有4个仓位，每个仓位可装载2个切片托盘盒21，每个切片托盘盒21内有10个切片托盘安放槽位，切片托盘1可拆卸放置在所述切片托盘安放槽位内。切片仓库22下方设置有切片仓库转台23，使得切片仓库22能够围绕中心转轴旋转，以保证搬运机械手2正对切片托盘盒21进行搬运操作。优选地，切片仓库内也可以设置一个或多个仓位，每个仓位内切片托盘盒21的数量、托盘盒21内切片托盘安放槽位数量也可以是其他正整数，使用时根据实际需求进行调整。
如图3所示，本实施例中，切片托盘1上设置有4个切片固定槽，每个切片固定槽内可装夹一个切片17，切片固定槽的一端设置有弹簧舌安装槽，弹簧舌4的一端通过两个弹簧连接在弹簧舌安装槽的内壁，另一端为自由端，能够伸出或缩回弹簧舌安装槽，弹簧还原状态下，弹簧舌4伸入到所述切片固定槽内，当装入切片后17后，弹簧受压缩，通过弹簧舌4将切片17紧压在的切片固定槽另一端的壁面上。为防止弹簧舌4或弹簧在收到挤压时产生径向的位移，本实施例中还设置了弹簧舌盖板5，弹簧舌盖片5安装在弹簧舌安装槽的上方，覆盖所有弹簧舌4并将弹簧舌4约束在弹簧舌安装槽内。优选地，切片托盘1也可以设置一个或多个切片固定槽。优选地，弹簧舌盖片5可以分成多段进行安装，此方案适用于切片托盘1过长时，弹簧舌盖片5容易因为尺寸加工误差导致难以装配，或者因自身过长而在使用时容易折断的情况。优选地，弹簧舌4与弹簧构成的切片固定结构也可以用其他弹性件代替，比如弹性片或者可伸缩的折叠弹性板等。进一步优选地，弹簧舌安装槽上还可以设置导向机构，限制弹簧舌4或其他类型的弹性件的径向位移，例如，在弹簧舌安装槽的槽壁上开设导向凹槽，弹簧舌4的两边卡入凹槽中，弹簧舌4与导向凹槽之间仅能产生轴向的相对位移，这样便可省去弹簧舌盖板5的设置。优选地，切片托盘1的一端设置两个圆形的定位孔18，在切片托盘1放置到载物台或其他位置时可起到勾出托盘及定位的作用
搬运机械手2能够将切片托盘1从切片仓库22内取出。本实施例中，搬运机械手2包含钩爪7、安装板8、导向爪机构、推拉电磁铁10。钩爪7与安装板8铰接，钩爪7能够绕连接轴进行复位与扬起动作，铰接处设置有复位弹簧，复位状态下钩爪7爪端压下。两个钩爪7通过钩爪固定板25相连，钩爪固定板25上开有狭长形的连接槽12。切片托盘1相对定位孔18所在位置的另一端设置两个托盘凸起6，钩爪7与所述托盘凸起6相匹配。安装板8的一侧安装有所述推拉电磁铁10，推拉电磁铁主轴101上设置有球面六角螺母26，推拉电磁铁主轴101在球面六角螺母26以下的部分能够插入到所述连接槽12中，所述复位状态下球面六角螺母26与钩爪固定板25之间相互接触但不存在作用力。推拉电磁铁线圈102未通电时，驱动钩爪7复位；推拉电磁铁线圈102通电后，电磁铁主轴101带动球面六角螺母26将钩爪固定板25向下压，钩爪7的爪端向上扬起。
导向爪机构位于所述安装板的下端，导向爪机构包含导向爪16、导向爪盖板15、滚珠24以及弹性件。导向爪16上开有导向槽14，切片托盘1能够沿导向槽14滑动。为防止切片托盘1在导向槽14中产生沿切片托盘1宽度方向的位移，切片托盘1的边缘厚度不变，但沿长度延伸方向存在高度差，较高的一段边缘形成导向边缘19。导向边缘19插入导向槽14，导向边缘至托盘底面的延伸部分与导向爪16相对的内侧面接触，以限制切片托盘1宽度方向的位移。如图4所示，导向爪盖板15与导向爪16紧密贴合，导向爪16和导向爪盖板15之间加工有螺纹孔，导向爪盖板15上端面固定有螺钉，螺纹孔底部滚珠24露出少部分，通过螺钉支撑弹簧使得弹簧推动滚珠24露出伸入导向槽14，当切片托盘1插入导向槽14中时，弹簧受到压缩，滚珠24对导向边缘19产生压力，进而起到辅助定位的作用，此外该结构能够减小切片托盘1与导向槽14之间摩擦。优选地，所述弹簧还可以是比如弹性片一类的弹性件，弹性件的一端也可以是直接连接在导向爪盖板15或者导向爪16上。进一步优选地，可以去掉弹簧，在导向槽14内设置滚轮结构，减小摩擦的效果更佳，但相应的，定位作用将有所降低。
搬运机械手2搬运切片托盘1过程中，切片托盘1到位以后前后端分别受到钩爪7以及导向槽14底面的限制，防止脱落。本实施例中，为方便切片托盘1的取出，还在导向爪机构上设置了弹簧推块13，切片托盘1在导向槽14内运动一定深度后，弹簧推块13将会被压缩；搬运过程中钩爪7处于复位状态，弹簧推块13保持压缩状态；需要取出切片托盘1时，钩爪7扬起，弹簧推块13将切片托盘1弹出。
如图1所示，实施例中，本发明提供的基于托盘的病理切片自动搬运装置还包含X-Y-Z位移平台20，该位移平台包含X、Y、Z三个相互垂直的运动轴可实现三自由度的位移，所述的搬运机械手2安装于X-Y-Z位移平台20的Y轴上。自动搬运机械手2可沿Y轴方向前后移动，以执行切片托盘1的取放动作。
本发明还设置了控制驱动模块3，用于对切片托盘进行自动搬运。实施例中，控制驱动模块3包含复位模块、获取模块以及取出模块。其中：复位模块用于令执行机构复位，所述执行机构包含了搬运机械手2，复位的具体位置由设备使用者指定；获取模块用于获取切片托盘1的位置；取出模块则根据切片托盘1的位置，控制搬运机械手2取出切片托盘1，X-Y-Z位移平台20上设置有前端限位开关，当搬运机械手2运动到前端限位开关限定位置时，推拉电磁铁10开始通断电动作。获取模块又包含彩色图像获取模块、通道分离模块、图片分割模块、二值化统计模块、对比检测模块以及判定模块。
彩色图像获取模块：获取存储切片托盘1的切片仓库22的全景彩色图像GrayImageM×N(x，y)；其中GrayImageM×N(x，y)表示切片仓库的二维全景彩色图像，M×N是该二维图像的分辨率，(x，y)是该二维图像的像素坐标，其中0≤x≤M，0≤y≤N。实施例中，切片仓库彩色图像通过彩色图像获取模块驱动安装在安装板8一侧的摄像头9拍摄获取，本实施例中使用的摄像头9的型号为ELP公司的USBFHD01M，同时为摄像头9配备了一枚ELP2.1mm Lens型号的广角镜头，经过实验确定，当摄像机9距离切片仓库22正面300mm左右时，可拍摄切片仓库22的全景照片。
通道分离模块：将全景彩色图像GrayImageM×N(x，y)分离为红、绿、蓝三个颜色通道的图像，可得到灰度化的蓝色通道图像BlueM×N(x，y)、灰度化的绿色通道图像GreenM×N(x，y)、灰度化的红色通道图像RedM×N(x，y)三张图片。
图片分割模块：将所述三张图片按照切片仓库中的切片托盘安装槽位分别分割出K个检测窗口，检测窗口的数量为K，窗口位置、形状可自行调整，所述切片托盘安装槽位与检测窗口一一对应，K为正整数；例如，在实施例中，切片托盘盒21内有10个切片托盘安装槽，因此将每张切片托盘盒部分的图片分割成10个检测窗口，每个检测窗口对应一个切片托盘安装槽。
二值化统计模块：分别对所述蓝色通道图像、绿色通道图像、红色通道图像中位于检测窗口位置的图像进行二值化，并统计各检测窗口内的白点数量得到蓝色通道矩阵Tblue[K]、绿色通道矩阵Tgreen[K]、红色通道矩阵Tred[K]。其中，Tblue[K]表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；Tgreen[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；Tred[K]表示表示红色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量。
对比检测模块：调用阈值矩阵TBlue[K]、TGreen[K]、TRed[K]，并计算：
Detectblue[K]＝Tblue[K]-TBlue[K]
Detectgreen[K]＝Tgreen[K]-TGreen[K]
Detectred[K]＝Tred[K]-TRed[K]；
其中，TBlue[K]表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；TGree[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；TRed[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；Detectblue[K]表示蓝色通道图像的检测矩阵；Detectgreen[K]表示绿色通道图像的检测矩阵；Detectred[K]表示红色通道图像的检测矩阵。
判定模块：判断检测矩阵Detectblue[K]、Detectgreen[K]、Detectred[K]中是否有大于等于设定阈值的元素，如果有，则判定该元素所对应检测窗口的切片托盘安装槽位上存在切片托盘1；如果没有，则判定在各个检测窗口对应的切片托盘安装槽位上均不存在切片托盘1。
控制驱动模块3还包含误判检测模块，用于判断搬运机械手2是否取出切片托盘1；实施例中，X-Y-Z位移平台20的Y轴上还设置有后端限位开关，当搬运机械手2运动至后端限位开关位置时，启动误判检测模块。如果判定已取出，执行机构由复位模块控制继续运行；如果判定未取出，停止控制驱动模块3工作，而且还可以使用警示灯或者蜂鸣器报警。如图5所示，实施例中，在安装板8上安装了红外传感器11，用于探测搬运机械手2上有没有切片托盘1。优选地，所述传感器除了红外传感器，还可以是其他类型的传感器，例如激光传感器、超声波传感器等。
工作原理：
(1)控制驱动模块3命令搬运机械手2复位，复位的具体位置由设备使用者指定；
(2)摄像头9在控制驱动模块3的控制下拍摄其所面对的切片托盘盒21的全景图像，并将图片传送至控制驱动模块3，并调用获取模块获取切片托盘在切片仓库中的位置；
(3)控制驱动模块3控制搬运机械手2移动至与待取切片托盘1匹配的位置，并将推拉电磁铁10通电，钩爪7扬起，同时搬运机械手2前伸至由前端限位开关限定的位置，控制驱动模块3对推拉电磁铁断电，推拉电磁铁10的主轴102在复位弹簧的作用下复位，钩爪7即可钩住切片托盘的凸起6。
(4)搬运机械手2将切片托盘1从切片托盘盒21中拖出，搬运机械手2复位并触动后端的限位开关，控制驱动模块3调用红外线传感器11感知当前机械手2是否将切片托盘1取出，如果没有取出，表明控制驱动模块3的程序出现故障，停止该模块工作，并使用警示灯或者蜂鸣器报警；如果已将切片托盘1取出，执行机构由复位模块控制继续运行。
以上对本发明提供的基于托盘的病理切片自动搬运装置与切片托盘自动搬运控制驱动模块进行了说明，相应地，本发明还提供了一种切片托盘自动搬运控制驱动方法。
本发明提供的切片托盘自动搬运控制驱动方法包含如下步骤：复位步骤：令执行机构复位；获取步骤：获取切片托盘的位置；取出步骤：根据切片托盘的位置，控制执行机构取出切片托盘。
所述获取步骤包含：彩色图像获取步骤：获取存储切片托盘的切片仓库的全景彩色图像GrayImageM×N(x，y)；其中GrayImageM×N(x，y)表示切片仓库的二维全景彩色图像，M×N是该二维图像的分辨率，(x，y)是该二维图像的像素坐标，其中0≤x≤M，0≤y≤N。通道分离步骤：将全景彩色图像GrayImageM×N(x，y)分离为红、绿、蓝三个颜色通道的图像，可得到灰度化的蓝色通道图像BlueM×N(x，y)、灰度化的绿色通道图像GreenM×N(x，y)、灰度化的红色通道图像RedM×N(x，y)三张图片；图片分割步骤：将所述三张图片按照切片仓库中的切片托盘安装槽位分别分割出K个检测窗口，检测窗口的数量为K，窗口位置、形状可自行调整；其中，所述切片托盘安装槽位与检测窗口一一对应；K为正整数；二值化统计步骤：分别对所述蓝色通道图像、绿色通道图像、红色通道图像中位于检测窗口位置的图像进行二值化，并统计各检测窗口内的白点数量得到蓝色通道矩阵Tblue[K]、绿色通道矩阵Tgreen[K]、红色通道矩阵Tred[K]；其中，Tblue[K]表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；Tgreen[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；Tred[K]表示表示红色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；对比检测步骤：调用阈值矩阵TBlu[K]、TGreen[K]、TRed[K]，并计算：
Detectblue[K]＝Tblue[K]-TBlue[K]
Detectgreen[K]＝Tgreen[K]-TGreen[K]
Detectred[K]＝Tred[K]-TRed[K]；
其中，TBlue[K]表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；TGreen[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；TRed[K]表示表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；Detectblue[K]表示蓝色通道图像的检测矩阵；Detectgreen[K]表示绿色通道图像的检测矩阵；Detectred[K]表示红色通道图像的检测矩阵；判定步骤：判断检测矩阵Detectblue[K]、Detectgreen[K]、Detectred[K]中是否有大于等于设定阈值的元素，如果有，则判定该元素所对应检测窗口的切片托盘安装槽位上存在切片托盘；如果没有，则判定在各个检测窗口对应的切片托盘安装槽位上均不存在切片托盘；所述切片托盘自动搬运控制驱动方法，还包括如下步骤：误判检测步骤：判断执行机构是否取出切片托盘；如果是，则返回所述复位步骤继续执行；如果否，则结束流程。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的切片托盘自动搬运控制驱动模块及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (7)
1.一种切片托盘自动搬运控制驱动方法，其特征在于，包含如下步骤：
复位步骤：令执行机构复位；
获取步骤：获取切片托盘的位置；
取出步骤：根据切片托盘的位置，控制执行机构取出切片托盘；
所述获取步骤包含：
彩色图像获取步骤：获取存储切片托盘的切片仓库的全景彩色图像；
其中表示切片仓库的二维全景彩色图像，下标/>是该二维图像的分辨率，/>是该二维图像的像素坐标，其中/>；
通道分离步骤：将全景彩色图像分离为红、绿、蓝三个颜色通道的图像，得到灰度化的蓝色通道图像/>、灰度化的绿色通道图像/>、灰度化的红色通道图像/>这三张图片；
图片分割步骤：将所述三张图片按照切片仓库中的切片托盘安装槽位分别分割出K个检测窗口；其中，所述切片托盘安装槽位与检测窗口一一对应；K为正整数；
二值化统计步骤：分别对所述蓝色通道图像、绿色通道图像、红色通道图像中位于检测窗口位置的图像进行二值化，并统计各检测窗口内的白点数量得到蓝色通道矩阵、绿色通道矩阵/>、红色通道矩阵/>；
其中，表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；/>表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；/>表示红色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；
对比检测步骤：调用阈值矩阵、/>，并计算：
；
其中，表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；/>表示红色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；
表示蓝色通道图像的检测矩阵；/>表示绿色通道图像的检测矩阵；/>表示红色通道图像的检测矩阵；
判定步骤：判断检测矩阵、/>、/>中是否有大于等于设定阈值的元素，如果有，则判定该元素所对应检测窗口的切片托盘安装槽位上存在切片托盘；如果没有，则判定在各个检测窗口对应的切片托盘安装槽位上均不存在切片托盘；
所述切片托盘自动搬运控制驱动方法，还包括如下步骤：
误判检测步骤：判断执行机构是否取出切片托盘；如果是，则返回所述复位步骤继续执行；如果否，则结束流程。
2.一种切片托盘自动搬运控制驱动模块，其特征在于，包含如下模块：
复位模块：令执行机构复位；
获取模块：获取切片托盘的位置；
取出模块：根据切片托盘的位置，控制执行机构取出切片托盘；
所述获取模块包含：
彩色图像获取模块：获取存储切片托盘的切片仓库的全景彩色图像；
其中表示切片仓库的二维全景彩色图像，下标/>是该二维图像的分辨率，/>是该二维图像的像素坐标，其中/>；
通道分离模块：将全景彩色图像分离为红、绿、蓝三个颜色通道的图像，得到灰度化的蓝色通道图像/>、灰度化的绿色通道图像/>、灰度化的红色通道图像/>这三张图片；
图片分割模块：将所述三张图片按照切片仓库中的切片托盘安装槽位分别分割出K个检测窗口；其中，所述切片托盘安装槽位与检测窗口一一对应；K为正整数；
二值化统计模块：分别对所述蓝色通道图像、绿色通道图像、红色通道图像中位于检测窗口位置的图像进行二值化，并统计各检测窗口内的白点数量得到蓝色通道矩阵、绿色通道矩阵/>、红色通道矩阵/>；
其中，表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；/>表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；/>表示红色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量；
对比检测模块：调用阈值矩阵、/>，并计算：
；
其中，表示蓝色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；表示绿色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；/>表示红色通道图像在K个检测窗口内二值化后的白点数量阈值；
表示蓝色通道图像的检测矩阵；/>表示绿色通道图像的检测矩阵；/>表示红色通道图像的检测矩阵；
判定模块：判断检测矩阵、/>、/>中是否有大于等于设定阈值的元素，如果有，则判定该元素所对应检测窗口的切片托盘安装槽位上存在切片托盘；如果没有，则判定在各个检测窗口对应的切片托盘安装槽位上均不存在切片托盘；
所述切片托盘自动搬运控制驱动模块，还包括如下模块：
误判检测模块：判断执行机构是否取出切片托盘；如果是，执行机构由复位模块控制继续运行；如果否，则结束运行。
3.一种基于托盘的病理切片自动搬运装置，其特征在于，包含切片托盘、切片仓库、执行机构；其中，所述执行机构包括搬运机械手；
所述切片托盘上设置有切片固定槽；
所述切片托盘可拆卸放置在切片仓库内；
所述搬运机械手能够将切片托盘从切片仓库内运出；
还包含控制器；
所述控制器包括权利要求2所述的切片托盘自动搬运控制驱动模块；
所述控制器通过所述切片托盘自动搬运控制驱动模块对搬运机械手进行控制。
4.根据权利要求3所述的基于托盘的病理切片自动搬运装置，其特征在于，所述切片托盘包含弹性件；
当切片放置在所述切片固定槽内时，弹性件受到切片的接触挤压而处于压缩状态。
5.根据权利要求3所述的基于托盘的病理切片自动搬运装置，其特征在于，所述搬运机械手包含钩爪、安装板、导向爪机构、推拉电磁铁；
所述钩爪与所述安装板铰接；
所述安装板的一侧安装有所述推拉电磁铁；
所述推拉电磁铁包含主轴与线圈；
所述推拉电磁铁的主轴能够驱动钩爪执行复位及扬起动作；
所述导向爪机构位于所述安装板的下端；
所述导向爪机构包含导向爪；
所述导向爪上开有导向槽。
6.根据权利要求5所述的基于托盘的病理切片自动搬运装置，其特征在于，所述切片托盘沿长度方向的一端设置有托盘挡块；
所述切片托盘能够沿所述导向槽滑动；
所述钩爪与所述托盘挡块匹配；
钩爪与导向槽能够限制托盘沿托盘的长度方向的位移。
7.根据权利要求5所述的于托盘的病理切片自动搬运装置，其特征在于，所述导向爪机构还包含导向爪盖板、滚珠以及弹性件；
所述导向爪盖板与所述导向爪紧密贴合；
所述滚珠通过弹性件与导向爪盖板相连；
所述滚珠能够与切片托盘接触；
滚珠与切片托盘接触时，弹性件为压缩状态。
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