CN113298541A - 一种样本托盘转运追溯系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种样本托盘转运追溯系统及方法，包括如下步骤：第一样本仓向后台服务器上报第一样本托盘的存放位置；转运机器人自主导航前往第一样本仓所在位置，抓取第一样本托盘，识别托盘上的标签，并将第一样本托盘转运至第一检测设备的预设位置上，上报样本托盘、样本仓和检测设备等相关编号和位置信息；第一检测设备完成检测后，转运机器人依次将样本托盘转运至第二检测设备直至完成所有检测设备的检测，并上报相关编号和位置信息，后台服务器将各上报记录汇总生成全流程记录表，结合监控视频记录实现可视化追溯。本发明可实现标签识别自动化、表单管理系统化、过程记录可视化，全流程无需人员参与，优化记录时效，提升记录准确率。

Description

一种样本托盘转运追溯系统及方法
技术领域
本发明涉及生物检测自动化技术领域，尤其涉及一种样本托盘转运追溯系统及方法。
背景技术
临床检验中，往往需要处理大量的生物样本，而这些样本通常需要经过多道处理工序，如样本前处理、稀释、冷冻、标定、提取、分离、检测等，相应需要经过多台处理设备或检测设备，工作量大，时间紧，单靠人工检验效率低，对于样本的追踪依靠人工手写表单，容易出错、丢失，影响对样本的可追溯性。随着自动化领域的不断扩展，检验检疫领域也日趋自动化，可以提高检测效率，也可减少检验样本对人体的潜在危害，提高检测工作的安全性。但自动化检验中也存在样本需要准确跟踪和溯源，避免样本错漏。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种标签识别自动化、表单管理系统化、过程记录可视化的样本托盘转运追溯方法，以及使用该方法的系统。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种样本托盘转运追溯系统，包括若干样本托盘、若干样本仓、若干转运机器人、若干检测设备、后台服务器和通信模块。待检测和已检测的样本放置在样本托盘内，后台服务器调度若干转运机器人在各检测设备与样本仓之间、各检测设备之间转运样本托盘。
所述样本托盘用于存放待检测的样本，每个样本托盘上均设置有标签，标签是样本托盘之间相互区分的标识，也是样本追溯的重要信息。样本托盘上设置有放置样本的样本位，各样本位设置有位置编号。
所述转运机器人设置有移动单元、抓取单元、视频采集单元和标签识别单元。所述移动单元负责转运机器人的移动、导航和避障，机器人的移动、导航和避障可采用现有的技术，避障可通过机器人本体上设置的摄像头或激光雷达等设备对行走过程中的障碍物进行探测，并采取相应的避障策略。
所述抓取单元负责抓取和转移样本托盘，抓取单元一般包括机械抓手、协作机械臂和处理主机，机械臂配合机械抓手完成各种抓取动作。
所述视频采集单元负责通过摄像头将作业视频发送至所述后台服务器，后台服务器由此生成作业视频录像，方便样本追溯，同时转运机器人还可通过摄像头采集数据进行定位和识别样本托盘的姿势，从而配合机械手和机械配完成抓取、夹取等任务。所述标签识别单元用于识别样本托盘上的标签。
所述样本仓用于存放待检测或已检测样本的样本托盘，样本仓一般设置有若干用于存放样本托盘的存储位置，若干所述存储位置可存放多种类型的样本托盘，每个存储位置可放置对应类型的样本托盘，每个存储位置对应一个位置编号，并设置有用于检测有无样本托盘的检测装置，所述检测装置通过通信模块与后台服务器相连。当样本托盘放置在相应的存储位置内时，该存储位置内的检测装置可感应到，并将相应的存储信息上报给后台服务器，包括样本仓的编号、该存储位置的位置编号，存储位置的位置可用其所在的坐标来表示，通过其坐标可知其位置编号。感应样本托盘存在与否的检测装置可为红外检测设备，也可为超声检测设备。
所述检测设备用于检测样本托盘中的样本，每个所述检测设备内均设置有一个或多个输入托盘位和输出托盘位，各输入托盘位和输出托盘位设置有位置编号，为方便追溯，各输入托盘位和输出托盘位存在映射关系。
所述通信模块具有无线通信组网能力，用于转运机器人、检测设备、样本仓与后台服务器之间的通信；可采用多种无线通信方式(WIFI、以太网、4G通信、433MHz通信等)。
所述后台服务器用于调度管理、系统运行、数据库运行和设备管理。
进一步地，本申请的检测设备既包括通常意义上的样品检测设备，也包括样品处理类的设备，如提取仪、扩增仪、离心机、冷冻室、微生物培养站、移液工作站、分析仪等。
进一步地，样本托盘上的标签可为条形码、二维码或RFID，记录有样本托盘的编号。
一种样本托盘转运追溯方法，应用上述样本托盘转运追溯系统，包括如下步骤：
S1、后台服务器预存各样本仓和各检测设备的编号，预设样本托盘上各样本位的位置编号、各样本仓内的位置编号、检测设备上各输入托盘位和输出托盘位的位置编号，预设各样本托盘间样本位的转移映射关系、检测设备上各输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系。
S2、样本放置在第一样本托盘内，并根据放置的样本生成标签后黏贴于第一样本托盘上，第一样本托盘上的标签记载有第一样本托盘内各样本与第一样本托盘上样本位的位置编号之间的关联关系，包括各样本信息，标签同时也是第一样本托盘的身份标识；第一样本托盘被放置到第一样本仓后，第一样本仓通过红外、超声等检测设备探测到其存储位置(一般每个放置位均设置一个检测设备)，第一样本仓向后台服务器上报第一样本托盘在第一样本仓中的存储位置，该存储位置对应第一样本托盘在第一样本仓内的位置编号。后台服务器由此可知样本仓的存放情况，以此调度转运机器人去放置有第一样本托盘的位置处夹取样本托盘。
S3、后台服务器调度合适的转运机器人，将第一样本仓编号、第一样本仓内的存储位置(各存储位置对应有位置编号)、第一检测设备编号发送给该转运机器人，转运机器人自主导航前往第一样本仓所在位置。
S4、转运机器人从第一样本仓上样本托盘的存储位置处抓取或夹取第一样本托盘，通过机器人本体上的标签识别单元识别第一样本托盘上的标签，获取第一样本托盘的编号，因放置于第一样本仓上的第一样本托盘有一个或多个，对应放置于第一样本仓的不同存储位置上，故需要将第一样本托盘编号与第一样本仓编号、第一样本仓内的位置编号进行关联以方便追溯，转运机器人通过存储位置与位置编号之间的对应关系，或者通过其上的视频采集单元获取存储位置的位置编号。随后转运机器人将抓取的第一样本托盘转运至第一检测设备输入托盘位的空置位置上，同上，第一检测设备输入托盘位可能有多个，故为方便追溯，需要将每一个输入的第一样本托盘编号与第一检测设备编号、第一检测设备上输入托盘位的位置编号进行关联，然后将第一样本托盘编号、关联的第一样本仓编号、关联的第一样本仓内的位置编号、关联的第一检测设备编号、关联的第一检测设备上输入托盘位的位置编号上报至后台服务器，后台服务器通过第一样本托盘编号进行关联记录和保存。以下将样本托盘编号与检测设备编号、检测设备上输入托盘位的位置编号、检测设备上输出托盘位的位置编号、样本仓的编号、样本仓内的位置编号进行关联的原因和方法均相同。
S5、第一检测设备完成检测后，后台服务器调度合适的转运机器人从第一检测设备的输出托盘位取出检测完成的第二样本托盘，转运机器人通过输出托盘位的位置得到第一检测设备输出托盘位的位置编号，通过标签识别单元识别第二样本托盘上的标签(便签预先黏贴，为各样本托盘的唯一标识)，获取第二样本托盘的编号，将第二样本托盘的编号与第一检测设备编号、第一检测设备输出托盘位的位置编号进行关联，再将第二样本托盘转运至第二检测设备输入托盘位的空置位置上，并将第二样本托盘编号与第二检测设备编号、第二检测设备上输入托盘位的位置编号进行关联；转运机器人将第二样本托盘编号、关联的第一检测设备编号、关联的第一检测设备上输出托盘位的位置编号、关联的第二检测设备编号、关联的第二检测设备上输入托盘位的位置编号上报至后台服务器，后台服务器根据第一检测设备编号、第一检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系将托盘信息进行关联记录和保存。重复操作，直至完成最后一个检测设备的检测。
S6、当转运机器人从最后一个检测设备取出最后一个样本托盘后，转运机器人通过标签识别单元识别最后一个样本托盘上的标签，获取最后一个样本托盘的编号，通过输出托盘位的位置得到最后一个检测设备输出托盘位的位置编号，将最后一个样本托盘的编号与最后一个检测设备编号、最后一个检测设备输出托盘位的位置编号进行关联，并将最后一个样本托盘转运到第二样本仓的空置位置上(默认按位置编号顺序放置)，同前，需转移至第一样本仓上的最后一个样本托盘有一个或多个，对应第二样本仓上不同的存储位置，为方便追溯，需要将每个样本托盘的编号与第二样本仓编号、第二样本仓内的位置编号进行关联。转运机器人将最后一个样本托盘编号、关联的最后一个检测设备编号、关联的最后一个检测设备输出托盘位的位置编号、关联的第二样本仓编号、关联的第二样本仓内的位置编号上报至后台服务器，后台服务器根据最后一个检测设备编号、最后一个检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系将托盘信息进行关联记录和保存。
S7、S4-S6的步骤中，转运机器人在转运作业过程中采集作业视频并上报后台服务器，后台服务器将其生成监控视频记录；后台服务器根据时间顺序将各样本托盘编号、各关联检测设备编号、各关联检测设备输入托盘位和输出托盘位的位置编号、各检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系、各样本仓编号、各样本仓内的位置编号汇总生成全流程记录表，结合视频采集单元采集的监控视频记录实现样本托盘的可视化追溯；并根据各样本托盘编号、样本托盘上各样本位的位置编号、各样本托盘间样本位的转移映射关系，实现各样本的追溯，并可结合各检测设备得到的检测数据，得到各样本的各项检测数据。
进一步地，步骤S4中转运机器人将抓取的第一样本托盘转运至第一检测设备输入托盘位的空置位置上的方法为：转运机器人行走至第一检测设备处时，先与第一检测设备进行通信，获取第一检测设备的设备状态信息，确认第一检测设备处于空闲状态后，转运机器人通过其上的视频采集单元对输入托盘位拍照识别空置的输入托盘位，然后将第一样本托盘放置在空置的输入托盘位上，由输入托盘位的位置得到输入托盘位的位置编号。
进一步地，当空置的输入托盘位有多个时，转运机器人按照输入托盘位的位置编号从小到大的顺序依次放置。
进一步地，步骤S5中转运机器人将第二样本托盘转运至第二检测设备输入托盘位的空置位置上的方法为：转运机器人行走至第二检测设备处时，先与第二检测设备进行通信，获取第二检测设备的设备状态信息，确认第二检测设备处于空闲状态后，转运机器人通过其上的视频采集单元对输入托盘位拍照识别空置的输入托盘位，然后将第二样本托盘放置在空置的输入托盘位上，由输入托盘位的位置得到输入托盘位的位置编号。
本发明通过转运机器人使样本托盘在样本仓、检测设备之间转运，并通过转运机器人上的标签识别单元、视频采集单元跟踪样本的流转情况(主要是样本托盘的流转情况)，并根据样本流转过程中的各样本托盘编号、各样本仓编号和样本仓内的位置编号、各检测设备的编号和检测设备内的位置编号、检测设备上输入托盘位和输出托盘位之间的映射关系来进行样本托盘的转运跟踪，从而形成全流程作业表单，同时样本流转作业过程中转运机器人采集作业视频形成监控记录视频，两者相结合达到自动化追溯的目的；同时通过各样本托盘编号、样本托盘上各样本位的位置编号、各样本托盘间样本位的转移映射关系，实现对样本的追溯。本发明的样本及样本托盘转运追溯系统实现了标签识别自动化、表单管理系统化、过程记录可视化，全流程无需人员参与，优化记录时效，提升记录准确率。
附图说明
图1本发明样本托盘转运追溯系统的框架图。
图2本发明样本托盘转运追溯方法的流程图。
具体实施方式
一种样本托盘转运追溯系统，如图1所示，若干样本托盘、若干样本仓、若干转运机器人、若干检测设备、后台服务器和通信模块。待检测和已检测的样本放置在样本托盘内，后台服务器调度若干转运机器人在各检测设备与样本仓之间、各检测设备之间转运样本托盘。一般而言，待检测的样本和已完成检测的样本放置于不同的样本仓内，样本在各检测设备内依次完成处理或检测操作，本发明的检测设备既包括狭义意义上的检测设备，如微生物检测设备、浓度检测设备等，也包括样本处理设备，如分离提纯设备、冷冻设备、微生物培养设备等。
所述样本托盘用于存放待检测的样本，每个样本托盘上均设置有标签，标签是样本托盘之间相互区分的标识，也是样本追溯的重要信息。样本托盘上的标签可为条形码、二维码或RFID，记录有样本托盘的编号。样本托盘上设置有多个放置样本的样本位，系统设置各样本位的位置编号，当样本放置在样本位上时，将样本(如样本编号、标签等)与样本位编号进行关联，样本编号关联样本的相关信息。待测样本在不同样本托盘间进行转移时，各样本托盘上样本位的转移映射关系由系统预设设定，记录各样本托盘之间的关联关系，再根据各样本托盘上样本位间的转移映射关系即可实现对样本的追溯。
所述转运机器人设置有移动单元、抓取单元、视频采集单元和标签识别单元。所述移动单元负责转运机器人的移动、导航和避障，机器人的移动、导航和避障可采用现有的技术，避障可通过机器人本体上设置的摄像头或激光雷达等设备对行走过程中的障碍物进行探测，并采取相应的避障策略。
所述抓取单元负责抓取和转移样本托盘，抓取单元一般包括机械抓手、协作机械臂和处理主机，机械臂配合机械抓手完成各种抓取动作。
所述视频采集单元负责通过摄像头将作业视频发送至所述后台服务器，后台服务器由此生成作业视频录像，方便样本追溯，同时转运机器人还可通过摄像头采集数据进行定位和识别样本托盘的姿势，从而配合机械手和机械配完成抓取、夹取等任务。所述标签识别单元用于识别样本托盘上的标签。
所述样本仓用于存放待检测或已检测样本的样本托盘，样本仓一般设置有若干用于存放样本托盘的存储位置，若干所述存储位置可存放多种类型的样本托盘，每个存储位置可放置对应类型的样本托盘，每个存储位置对应一个位置编号，并设置有用于检测有无样本托盘的检测装置，所述检测装置通过通信模块与后台服务器相连。当样本托盘放置在相应的存储位置内时，该存储位置内的检测装置可感应到，并将相应的存储信息上报给后台服务器，包括样本仓的编号、该存储位置的位置编号，存储位置的位置可用其所在的坐标来表示，通过其坐标可知其位置编号。感应样本托盘存在与否的检测装置可为红外检测设备，也可为超声检测设备。
所述检测设备用于检测样本托盘中的样本，检测设备的类型众多，有的检测设备是整体进样，整个样本托盘进入，再整体输出，样本无需更换样本托盘，而有的检测设备的样本是依次进样，样本在检测设备一一经过检测后就需要用另一托盘输出，故每个所述检测设备内均设置有一个或多个输入托盘位和输出托盘位，为方便追溯，各输入托盘位和输出托盘位预设有位置编号，根据各输入托盘位和输出托盘位的位置坐标即可得到各输入托盘位和输出托盘位的位置编号，各输入托盘位和输出托盘位之间存在映射关系。同上所述，本申请的检测设备既包括通常意义上的样品检测设备，也包括样品处理类的设备，如提取仪、扩增仪、离心机、冷冻室、微生物培养站、移液工作站、分析仪等。
所述通信模块具有无线通信组网能力，用于转运机器人、检测设备、样本仓与后台服务器之间的通信；可采用多种无线通信方式(WIFI、以太网、4G通信、433MHz通信等)。
所述后台服务器用于调度管理、系统运行、数据库运行和设备管理。
一种样本托盘转运追溯方法，应用上述样本托盘转运追溯系统，为叙述方便，按照流转的先后顺序，将样本仓依次命名为第一样本仓、第二样本仓……，将样本托盘依次命名为第一样本托盘、第二样本托盘……最后一个样本托盘，将检测设备依次命名为第一检测设备、第二检测设备……最后一个检测设备。
本申请的样本托盘转运追溯方法，如图2所示，包括如下步骤：
S1、后台服务器预存各样本仓和各检测设备的编号，预设样本托盘上各样本位的位置编号、各样本仓内的位置编号、检测设备上各输入托盘位和输出托盘位的位置编号，预设各样本托盘间样本位的转移映射关系、检测设备上各输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系。
样本托盘上设置有多个放置样本的样本位，系统设置各样本位的位置编号，当样本放置在样本位上时，将样本的标签与样本位的位置编号进行关联。待测样本在不同样本托盘间进行转移时，各样本托盘间样本位的转移映射关系由系统预先设定，记录各样本托盘之间的关联关系，再根据各样本托盘间样本位的转移映射关系即可完成样本的追溯。同时，检测设备上可能存在多个输入托盘位和多个输出托盘位，预设各输入托盘位和输出托盘位的位置编号，以及各输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系，以便于后续托盘和样本的追踪。
S2、样本放置在第一样本托盘内，并根据放置的样本生成标签后黏贴于第一样本托盘上，第一样本托盘上的标签记载有第一样本托盘内各样本与第一样本托盘上样本位的位置编号之间的关联关系，包括各样本信息，标签同时也是第一样本托盘的身份标识；第一样本托盘被放置到第一样本仓后，第一样本仓通过红外、超声等检测设备探测第一样本托盘的存储位置(一般每个放置位均设置一个检测设备)，第一样本仓向后台服务器上报第一样本托盘在第一样本仓中的存储位置，该存储位置对应第一样本托盘在第一样本仓内的位置编号。后台服务器由此可知样本仓的存放情况，以此调度转运机器人去放置有第一样本托盘的位置处夹取样本托盘。
S3、后台服务器调度合适的转运机器人，将第一样本仓编号、第一样本仓内的存储位置(各存储位置对应有位置编号)、第一检测设备编号等信息(包括第一样本仓和第一检测设备的位置信息)发送给该转运机器人，转运机器人自主导航前往第一样本仓所在位置。
后台服务器根据任务类别、转运机器人的任务状态、距离等信息来调度系统中的机器人，优选分配空闲的、距离任务地点近的机器人执行任务。
S4、转运机器人从第一样本仓上样本托盘的存储位置处抓取或吸取第一样本托盘，通过机器人本体上的标签识别单元识别第一样本托盘上的标签，获取第一样本托盘的编号，因放置于第一样本仓上的第一样本托盘有一个或多个，对应放置于第一样本仓的不同存储位置上，故需要将第一样本托盘编号与第一样本仓编号、第一样本仓内的位置编号进行关联以方便追溯，转运机器人通过存储位置与位置编号之间的对应关系得到存储位置的位置编号。随后转运机器人将抓取的第一样本托盘转运至第一检测设备输入托盘位的空置位置上，同上，第一检测设备输入托盘位可能有多个，故为方便追溯，需要将每一个输入的第一样本托盘编号与第一检测设备编号、第一检测设备上输入托盘位的位置编号进行关联，然后将第一样本托盘编号、关联的第一样本仓编号、关联的第一样本仓内的位置编号、关联的第一检测设备编号、关联的第一检测设备上输入托盘位的位置编号上报至后台服务器，后台服务器通过第一样本托盘编号进行关联记录和保存。
其中，当转运机器人将第一样本托盘从第一样本仓内取出后，第一样本仓内相应位置的探测设备探测到存放情况的变化，上报后台服务器，与转运机器人的上报信息相互印证。将抓取的第一样本托盘转运至第一检测设备输入托盘位的空置位置上的方法为：转运机器人行走至第一检测设备处时，先与第一检测设备进行通信，获取第一检测设备的设备状态信息，确认第一检测设备处于空闲状态后(处于非检测工作状态，可开启设备门)，转运机器人通过其上的视频采集单元对输入托盘位拍照识别空置的输入托盘位(未存放托盘)，然后将第一样本托盘放置在空置的输入托盘位上，由输入托盘位的位置得到输入托盘位的位置编号。当空置的输入托盘位有多个时，转运机器人按照输入托盘位的位置编号从小到大的顺序依次放置。
转运机器人与样本仓、检测设备进行对接的方法可具体为：机器人通过其上的激光雷达等传感器导航至样本仓或检测设备处，通过激光雷达、红外、摄像等方式实现确定定位；机器人通过其上的视频采集单元识别样本仓或检测设备上的预设靶点，根据抓取单元(机械臂)与预设靶点之间的相对坐标关系不断移动、调整抓取单元的位置，当抓取单元到位后控制抓取单元取放样本托盘。标签识别模块安装在机器人本体上，机器人识别标签的方法可具体为，机器人上的机械臂夹取样本托盘后，将样本托盘移动到标签识别模块上方，完成识别(如扫码器扫描条形码/二维码、RFID感应识别)，识别完成后，机械臂将样本托盘移动到机身的预设存放位置进行临时存放，当达到下一设备时由机械臂夹取样本托盘进行存放。
由于进入检测设备的样本托盘可能有多个，检测设备上输入托盘位和输出托盘位也可能有多个，为追溯方便，需要将各样本托盘与各输入托盘位、输出托盘位进行关联，关联主要通过样本托盘的编号、各输入托盘位和输出托盘位位置编号进行映射关联。以下将样本托盘编号与检测设备编号、检测设备上输入托盘位的位置编号、检测设备上输出托盘位的位置编号、样本仓的编号、样本仓内的位置编号进行关联的原因和方法均相同。
S5、第一检测设备完成检测后，后台服务器调度合适的转运机器人(综合转运机器人的空闲状态、离第一检测设备的距离等信息)从第一检测设备的输出托盘位取出检测完成的第二样本托盘，转运机器人通过输出托盘位的位置得到第一检测设备输出托盘位的位置编号，通过标签识别单元识别第二样本托盘上的标签(标签预先黏贴)，获取第二样本托盘的编号，将第二样本托盘的编号与第一检测设备编号、第一检测设备输出托盘位的位置编号进行关联，再将第二样本托盘转运至第二检测设备输入托盘位的空置位置上(同S4中的放置方法)，转运机器人再将第二样本托盘编号、关联的第一检测设备编号、关联的第一检测设备输出托盘位的位置编号、关联的第二检测设备编号、关联的第二检测设备输入托盘位的位置编号上报至后台服务器，后台服务器根据第一检测设备编号、第一检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系将托盘信息进行关联记录和保存。重复上述操作，直至完成最后一个检测设备的检测。
本发明中，第一样本托盘是一个统称，指代进入第一检测设备的一个或多个样本托盘，各样本托盘以其上的编号为唯一标识。第二样本托盘同理，指代输出至第一检测设备的一个或多个样本托盘，各样本托盘以其上的编号为唯一标识。第一样本托盘与第二样本托盘之间的对应关系由第一检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系决定。通过第一检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系可得到第一样本托盘与第二样本托盘之间的对应关系，再通过第一样本托盘与第二样本托盘上样本位之间的映射关系，即可对各样本的检测情况进行关联和追溯。
对于有些设备，第一样本托盘与第二样本托盘可能是同一样本托盘，如为整盘进样设备，样本托盘进入设备后，各样本并不会从样本位中取出一一处理，而是整盘处理，如冷冻设备，这样进入的样本托盘与输出的样本托盘为同一批，通过输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系即可将输入托盘与输出托盘一一对应。对于有些设备，第一样本托盘与第二样本托盘可能为不同的样本托盘，如设备需要将样本托盘的样本位取出一一进样时，第一样本托盘与第二样本托盘可能为不同样本托盘，通过检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系可得到第一样本托盘与第二样本托盘之间的映射关系。不管第一样本托盘与第二样本托盘是不是同一托盘，均可按照本发明的方法进行样本托盘和样本的追溯。
S6、当转运机器人从最后一个检测设备取出最后一个样本托盘后，转运机器人通过标签识别单元识别最后一个样本托盘上的标签，获取最后一个样本托盘的编号，通过输出托盘位的位置得到最后一个检测设备输出托盘位的位置编号(同S5步骤中检测设备输出托盘位的位置编号的识别方法)，将最后一个样本托盘的编号与最后一个检测设备编号、最后一个检测设备输出托盘位的位置编号进行关联，并将最后一个样本托盘转运到第二样本仓的空置位置(默认按位置编号顺序放置)，为方便追溯，需要将每个样本托盘的编号与第二样本仓编号、第二样本仓内的位置编号进行关联；转运机器人将最后一个样本托盘编号、关联的最后一个检测设备编号、关联的最后一个检测设备输出托盘位的位置编号、关联的第二样本仓编号、关联的第二样本仓内的位置编号上报至后台服务器，后台服务器根据最后一个检测设备编号、最后一个检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系将托盘信息进行关联记录和保存。
S7、S4-S6的步骤中，转运机器人在转运作业过程中采集作业视频并上报后台服务器，后台服务器将其生成监控视频记录；后台服务器根据时间顺序将各样本托盘编号、各关联检测设备编号、各关联检测设备输入托盘位和输出托盘位的位置编号、各检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系、各样本仓编号、各样本仓内的位置编号汇总生成全流程记录表，结合视频采集单元采集的监控视频记录实现样本托盘的可视化追溯；并根据各样本托盘编号、样本托盘上各样本位的位置编号、各样本托盘间样本位的转移映射关系，实现各样本的追溯，再结合各检测设备得到的检测数据，得到各样本的各项检测数据。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (7)

1.一种样本托盘转运追溯系统，其特征在于，包括若干样本托盘、若干样本仓、若干转运机器人、若干检测设备、后台服务器和通信模块；
所述样本托盘用于存放待检测的样本，每个样本托盘上均设置有标签，样本托盘上设置有放置样本的样本位，各样本位设置有位置编号；
所述转运机器人用于在各检测设备与样本仓之间、各检测设备之间转运样本托盘，转运机器人设置有移动单元、抓取单元、视频采集单元和标签识别单元，所述移动单元负责转运机器人的移动、导航和避障，所述抓取单元负责抓取和转移样本托盘，所述视频采集单元负责通过摄像头将作业视频发送至所述后台服务器，以及通过摄像头采集数据进行定位和识别样本托盘的姿势，所述标签识别单元用于识别样本托盘上的标签；
所述样本仓设置有若干用于存放样本托盘的存储位置，若干所述存储位置可存放多种类型的样本托盘，每个存储位置对应一个位置编号，并设置有用于检测有无样本托盘的检测装置，所述检测装置通过所述通信模块与后台服务器相连；
所述检测设备用于检测样本托盘中的样本，每个所述检测设备内均设置有一个或多个输入托盘位和输出托盘位，各输入托盘位和输出托盘位设置有位置编号，各输入托盘位和输出托盘位之间存在映射关系；
所述通信模块具有无线通信组网能力，用于转运机器人、检测设备、样本仓与后台服务器之间的通信；
所述后台服务器用于调度管理、系统运行、数据库运行和设备管理。
2.根据权利要求1所述的一种样本托盘转运追溯系统，其特征在于，所述检测设备包括提取仪、扩增仪、离心机、冷冻室、移液工作站、微生物培养站、分析仪。
3.根据权利要求1所述的一种样本托盘转运追溯方法，其特征在于，样本托盘上的所述标签为条形码、二维码或RFID，记录有样本托盘的编号。
4.一种样本托盘转运追溯方法，应用如权利要求1至3任一项所述的样本托盘转运追溯系统，其特征在于，包括如下步骤：
S1、后台服务器预存各样本仓和各检测设备的编号，预设样本托盘上各样本位的位置编号、各样本仓内的位置编号、检测设备上各输入托盘位和输出托盘位的位置编号，预设各样本托盘间样本位的转移映射关系、检测设备上各输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系；
S2、样本放置在第一样本托盘内，并根据放置的样本生成标签后黏贴于第一样本托盘上，第一样本托盘上的标签记载有第一样本托盘内各样本与第一样本托盘上样本位的位置编号之间的关联关系，标签同时也是第一样本托盘的身份标识；第一样本托盘被放置到第一样本仓后，第一样本仓向后台服务器上报装有样本的第一样本托盘在第一样本仓中的存储位置，对应第一样本托盘在第一样本仓内的位置编号；
S3、后台服务器调度合适的转运机器人，将第一样本仓编号、第一样本仓内的存储位置、第一检测设备编号发送给该转运机器人，转运机器人自主导航前往第一样本仓所在位置；
S4、转运机器人从第一样本仓上样本托盘的存储位置处抓取第一样本托盘，通过标签识别单元识别第一样本托盘上的标签，获取第一样本托盘的编号，将第一样本托盘编号与第一样本仓编号、第一样本仓内的位置编号进行关联；转运机器人将抓取的第一样本托盘转运至第一检测设备输入托盘位的空置位置上，转运机器人将第一样本托盘编号与第一检测设备编号、第一检测设备上输入托盘位的位置编号进行关联，并将第一样本托盘编号、关联的第一样本仓编号、关联的第一样本仓内的位置编号、关联的第一检测设备编号、关联的第一检测设备上输入托盘位的位置编号上报至后台服务器，后台服务器通过第一样本托盘编号进行关联记录和保存；
S5、第一检测设备完成检测后，后台服务器调度合适的转运机器人从第一检测设备的输出托盘位取出检测完成的第二样本托盘，转运机器人通过输出托盘位的位置得到第一检测设备输出托盘位的位置编号，通过标签识别单元识别第二样本托盘上的标签，获取第二样本托盘的编号，将第二样本托盘的编号与第一检测设备编号、第一检测设备输出托盘位的位置编号进行关联；再将第二样本托盘转运至第二检测设备输入托盘位的空置位置上，并将第二样本托盘编号与第二检测设备编号、第二检测设备上输入托盘位的位置编号进行关联；转运机器人将第二样本托盘编号、关联的第一检测设备编号、关联的第一检测设备上输出托盘位的位置编号、关联的第二检测设备编号、关联的第二检测设备上输入托盘位的位置编号上报至后台服务器，后台服务器根据第一检测设备编号、第一检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系将托盘信息进行关联记录和保存；重复操作，直至完成最后一个检测设备的检测；
S6、当转运机器人从最后一个检测设备取出最后一个样本托盘后，转运机器人通过标签识别单元识别最后一个样本托盘上的标签，获取最后一个样本托盘的编号，通过输出托盘位的位置得到最后一个检测设备输出托盘位的位置编号，将最后一个样本托盘的编号与最后一个检测设备编号、最后一个检测设备输出托盘位的位置编号进行关联；转运机器人将最后一个样本托盘转运到第二样本仓的空置位置上，并将最后一个样本托盘的编号与第二样本仓编号、第二样本仓内的位置编号进行关联，然后将最后一个样本托盘编号、关联的最后一个检测设备编号、关联的最后一个检测设备输出托盘位的位置编号、关联的第二样本仓编号、关联的第二样本仓内的位置编号上报至后台服务器，后台服务器根据最后一个检测设备编号、最后一个检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系将托盘信息进行关联记录和保存；
S7、S4-S6的步骤中，转运机器人在转运作业过程中采集作业视频并上报后台服务器，后台服务器将其生成监控视频记录；后台服务器根据时间顺序将各样本托盘编号、各关联检测设备编号、各关联检测设备输入托盘位和输出托盘位的位置编号、各检测设备输入托盘位与输出托盘位之间的映射关系、各样本仓编号、各样本仓内的位置编号汇总生成全流程记录表，结合视频采集单元采集的监控视频记录实现样本托盘的可视化追溯；并根据各样本托盘编号、样本托盘上各样本位的位置编号、各样本托盘间样本位的转移映射关系，实现样本托盘中各样本的追溯。
5.根据权利要求4所述的一种样本托盘转运追溯方法，其特征在于，步骤S4中转运机器人将抓取的第一样本托盘转运至第一检测设备输入托盘位的空置位置上的方法为：转运机器人行走至第一检测设备处时，先与第一检测设备进行通信，获取第一检测设备的设备状态信息，确认第一检测设备处于空闲状态后，转运机器人通过其上的视频采集单元对输入托盘位拍照识别空置的输入托盘位，然后将第一样本托盘放置在空置的输入托盘位上，由输入托盘位的位置得到输入托盘位的位置编号。
6.根据权利要求5所述的一种样本托盘转运追溯方法，其特征在于，当空置的输入托盘位有多个时，转运机器人按照输入托盘位的位置编号从小到大的顺序依次放置。
7.根据权利要求4所述的一种样本托盘转运追溯方法，其特征在于，步骤S5中转运机器人将第二样本托盘转运至第二检测设备输入托盘位的空置位置上的方法为：转运机器人行走至第二检测设备处时，先与第二检测设备进行通信，获取第二检测设备的设备状态信息，确认第二检测设备处于空闲状态后，转运机器人通过其上的视频采集单元对输入托盘位拍照识别空置的输入托盘位，然后将第二样本托盘放置在空置的输入托盘位上，由输入托盘位的位置得到输入托盘位的位置编号。
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