CN111736331B - 一种判断载玻片水平和垂直方向的方法以及使用该方法的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了本发明提供一种判断载玻片水平和垂直方向的方法以及使用该方法的装置，包括以下步骤：通过相机拍摄破片盒内的载玻片的图像；将图像通过路由器上传至上位机，上位机在图像的载玻片中心建立坐标轴，并基于坐标轴获取基准点坐标；上位机通过载玻片的基准点坐标判断载玻片的摆放水平和垂直方向；上位机将判断结果传送至MCU，MCU根据判断结果控制机械臂将载玻片进行相应的水平和垂直旋转，并按照正确的方向将载玻片放入到载物台。本发明方法极大的节省了工作人员的时间和精力，使得工作人员在放置载玻片时不需刻意的整理载玻片方向，可较为随意的放置在玻片盒内。

Description

一种判断载玻片水平和垂直方向的方法以及使用该方法的 装置

技术领域

本发明涉及自动化扫描仪器，具体涉及一种判断载玻片的水平和垂直方向的方法以及使用该方法的装置。

背景技术

现有技术中，自动化扫描病理切片的仪器存在一个问题，在开始扫描前需要将玻片整齐的放入玻片盒中，玻片的方向和正反都不能放错，否则玻片被送入到显微镜载物台上时，会发生显微镜和相机无法观察到样本或者无法聚焦的情况，但由于载玻片呈透明色，在放置时比较容易发生放反的情况。具体说明如下

通常自动化扫描仪器会根据正确方向的玻片来调整显微镜载物台的行程范围，这样每次自动化装置将玻片送至显微镜载物台上时可快速定位、自动聚焦并开始扫描样本。

反方向(同一平面)，如果玻片方向反了，则显微镜很大可能无法完整扫描样本，造成错误。

另一个平面朝上也有可能会把平面翻转，把玻片的另一面朝上放入载物台，由于载玻片有厚度，这时候是无法正常对焦的。

所以对于操作人员来说需要在扫描之前一片片的把载玻片按照预定的方向放入玻片装置中，耗时耗力而且容易出错。

对比文件：CN104574357A公开了一种确定图形姿态的系统和方法，所述图形对于视觉系统而言是已知的并经受仿射变换和变形。具有基准点的目标图像被获取。所述基准点具有仿射参数，包括自由度(DOFs)、搜索范围和搜索步长以及具有相关DOFs和步长的控制点。对每一2D仿射参数的搜索范围以及畸变控制点的DOFs进行采样，并且获取所有组合。为每一组合对粗略指定的基准点进行变换并为每一变换后的基准点算出匹配度量，生成计分表面。在此表面上计算出峰值作为潜在的候选者，其会被进一步提炼直到匹配度量得到最大化。返回超出预设分数的精化表示作为场景中的潜在图形。可选地，具有最佳分数的候选者可用作为训练基准点。对比文件中采集基准点图像，确定基准点图形姿态，与本申请方案利用基准点坐标判断物体方向，在技术方案和技术效果上还是有着较大区别。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种不限制操作人员摆放玻片的方向，每次在将玻片放入载物台前均调整为正确的方向的方法以及使用该方法的装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种判断载玻片的水平和垂直方向的方法，包括以下步骤：

步骤1：通过相机拍摄检测工位内的载玻片的图像；

步骤2：将图像通过路由器上传至上位机，上位机在载玻片图像平面建立坐标轴，并基于坐标轴获取基准点坐标；

步骤3：上位机通过载玻片的基准点坐标判断载玻片的摆放水平和垂直方向；

步骤4：上位机将判断结果传送至MCU，MCU根据判断结果控制机械臂将载玻片进行相应的水平和垂直旋转，并按照正确的方向将载玻片放入到载物台。

进一步的，所述步骤1中相机在拍摄载玻片图像前，在载玻片一角设置基准点，且基准点的颜色区别于载玻片的颜色。

进一步的，所述步骤2中基准点坐标在载玻片正放时在第四象限为(x1，-y1)，且基准点的坐标轴设在载玻片的中心，则基准点坐标包括：

a、载破片正面的基准点坐标在第四象限(x1，-y1)；

b、旋转180°后载玻片正面的基准点坐标在第二象限(-x1，y1)；

c、载玻片反面的基准点坐标在第一象限(x1，y1)；

d、旋转180°后载玻片反面的基准点坐标在第三象限(-x1，-y1)。

进一步的，所述步骤3中上位机根据预设的载玻片正放时的基准点坐标以及象限与基于坐标轴获取的基准点坐标以及象限进行比对判断出载玻片的水平和垂直方向。

本发明还提供一种采用上述方法的装置，包括相机、载玻片、玻片盒、路由器、机械臂、MCU以及上位机；所述相机通过支架固定在载玻片正上方；所述相机、上位机以及MCU均与路由器电路连接；所述上位机通过路由器分别与相机和MCU通信；所述MCU与机械臂电路连接，所述装置还包括工作台，用于承放安装其它组件。

进一步的，所述机械臂采用5轴机械臂，分别用于控制载玻片水平旋转、垂直旋转，以及x轴、y轴、z轴方向。

进一步的，所述机械臂顶部设有吸盘，用于配合机械臂完成对载玻片的旋转以及翻转。

进一步的，所述装置还包括真空泵，所述真空泵和机械臂电路连接，所述真空泵通过气管与吸盘连接；用于产生负压使得吸盘吸附载玻片。

进一步的，所述装置还包括载物台，用于承放载玻片便于对载玻片进行操作。

进一步的，所述载物台的顶部设有上宽下窄的导向槽，用于提高载玻片的放置精度。

本发明的有益效果在于：

1、本发明方法极大的节省了工作人员的时间和精力，使得工作人员在放置载玻片时不需刻意的整理载玻片方向，可较为随意的放置在玻片盒内。

2、本发明方法采用基准点判断载玻片的方向，根据预设的载玻片正放时的基准点坐标与基于坐标轴获取的基准点坐标进行极为简单的对比即可判断载玻片的方向，且能够保证判断的正确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中判断载玻片的水平和垂直方向的方法流程图。

图2是本发明实施例中判断载玻片的水平和垂直方向的装置立体结构图。

图3是本发明实施例中判断载玻片的水平和垂直方向的装置平面图。

图4是本发明实施例中在载玻片图像平面中心建立坐标轴的示例图。

图5是本发明实施例中载玻片正面的基准点示例图。

图6是本发明实施例中载玻片旋转180°后载玻片正面的基准点示例图。

图7是本发明实施例中载玻片反面的基准点示例图。

图8是本发明实施例中载玻片旋转180°后载玻片反面的基准点示例图。

图9是本发明实施例中载玻片样本的正面示意图。

图10是本发明实施例中载玻片样本的正面反方向示意图。

图11是本发明实施例中载玻片样本的反面示意图。

附图说明：

1—工作台，2—机械臂，3—吸盘，4—载玻片，5—支架，6—检测工位，7—载物台，8—相机。

具体实施方式

为了更好地阐述该发明的内容，下面通过具体实施例对本发明进一步的验证。特在此说明，实施例只是为更直接地描述本发明，它们只是本发明的一部分，不能对本发明构成任何限制。

如图1所示，本发明实施例提供一种判断载玻片的水平和垂直方向的方法，包括以下步骤：

步骤1：通过相机8拍摄检测工位6内的载玻片4的图像；

如图3所示，相机8在拍摄载玻片4图像前，正放载玻片4，且在载玻片4右下角角设置基准点，即可得到基准点坐标在第四象限为(x1，-y1)，且基准点的颜色区别于载玻片4的颜色；

步骤2：将图像通过路由器上传至上位机，上位机在载玻片4图像平面中心建立坐标轴，并基于坐标轴获取基准点坐标；

基准点的坐标轴设在载玻片4的中心，则基准点坐标包括：

a、如图4所示，载破片4正面的基准点坐标在第四象限(x1，-y1)；

b、如图5所示，旋转180°后载玻片4正面的基准点坐标在第二象限(-x1，y1)；

c、如图6所示，载玻片4反面的基准点坐标在第一象限(x1，y1)；

d、如图7所示，旋转180°后载玻片4反面的基准点坐标在第三象限(-x1，-y1)。

步骤3：上位机通过载玻片4的基准点坐标判断载玻片4的水平和垂直方向；

上位机根据预设的载玻片4正放时的基准点坐标与基于坐标轴获取的基准点坐标进行比对判断出载玻片4的水平和垂直方向。

步骤4：上位机将判断结果传送至MCU，MCU根据判断结果控制机械臂2将载玻片4进行相应的水平和垂直旋转，并按照正确的方向将载玻片4放入到载物台7；

如图2、3所示，本发明还提供一种采用上述方法的装置，包括相机8、载玻片4、检测工位6、路由器、机械臂2、MCU以及上位机；所述相机8通过支架固定在载玻片4正上方；所述相机8、上位机以及MCU均与路由器电路连接；所述上位机通过路由器分别与相机8和MCU通信；所述MCU与机械臂2电路连接。

装置还包括工作台1，所有部件均安装在工作台1上。

机械臂2采用五轴机械臂，分别用于控制载玻片4水平旋转、垂直旋转，以及x轴、y轴、z轴方向。

机械臂2顶部设有吸盘3，用于配合机械臂2完成对载玻片4的旋转以及翻转。

装置还包括真空泵，所述真空泵和机械臂2电路连接，所述真空泵通过气管与吸盘3连接；用于产生负压使得吸盘3吸附载玻片4。

装置还包括载物台7，用于承放载玻片便于对载玻片进行操作。

载物台7的顶部设有上宽下窄的导向槽，用于提高载玻片的放置精度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所述技术领域的技术人员可以所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种判断载玻片水平和垂直方向的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：相机在拍摄载玻片图像前，在载玻片一角设置基准点，且基准点的颜色区别于载玻片的颜色，通过相机拍摄检测工位内的载玻片的图像；

步骤2：将图像通过路由器上传至上位机，上位机在载玻片图像平面建立坐标轴，并基于坐标轴获取基准点坐标；

基准点坐标在载玻片正放时在第四象限为（x1，-y1），且基准点的坐标轴设在载玻片的中心，则基准点坐标包括：

a、载玻片正面的基准点坐标在第四象限（x1，-y1）；

b、旋转180°后载玻片正面的基准点坐标在第二象限（-x1，y1）；

c、载玻片反面的基准点坐标在第一象限（x1，y1）；

d、旋转180°后载玻片反面的基准点坐标在第三象限（-x1，-y1）

步骤3：上位机根据预设的载玻片正放时的基准点坐标与基于坐标轴获取的基准点坐标进行比判断载玻片的摆放水平和垂直方向；

步骤4：上位机将判断结果传送至MCU，MCU根据判断结果控制机械臂将载玻片进行相应的水平和垂直旋转，并按照正确的方向将载玻片放入到载物台。

2.一种采用权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括相机、载玻片、玻片盒、路由器、机械臂、MCU以及上位机；所述相机通过支架固定在载玻片正上方；所述相机、上位机以及MCU均与路由器电路连接；所述上位机通过路由器分别与相机和MCU通信；所述MCU与机械臂电路连接，所述装置还包括工作台，用于承放安装其它组件。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述机械臂采用5轴机械臂，分别用于控制载玻片水平旋转、垂直旋转，以及x轴、y轴、z轴方向。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述机械臂顶部设有吸盘，用于配合机械臂完成对载玻片的旋转以及翻转。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括真空泵，所述真空泵和机械臂电路连接，所述真空泵通过气管与吸盘连接；用于产生负压使得吸盘吸附载玻片。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括载物台，用于承放载玻片便于对载玻片进行操作。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述载物台的顶部设有上宽下窄的导向槽，用于提高载玻片的放置精度。

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