CN113608512B - 中药水丸制作控制方法、系统、装置及终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种中药水丸制作控制方法、系统、装置及终端，包括：按照周期获取水丸制作过程的状态图像；对所述状态图像进行处理和分析，得到图像信息；通过对比所述图像信息与预设的信息库中的状态信息，确定操作条件、目标操作及操作标准，其中，所述信息库包括：状态信息、操作条件、目标操作及操作标准，所述状态信息、操作条件、目标操作及操作标准为一一对应的关系；在所述图像信息达到操作条件的情况下，按照所述操作标准执行对应的目标操作，实现水丸自动定制化制作，提高水丸制作的效率和准确度。

Description

中药水丸制作控制方法、系统、装置及终端

技术领域

本发明属于药品生产技术领域，具体涉及一种中药水丸制作控制方法、系统、装置及终端。

背景技术

目前的中药水丸制作一般采用人工模式，加料、过筛全凭人工经验，每个人对制作工艺理解不同，无法形成一种统一标准，无法形成一种固定的模式；此外药类制作需要无菌环境，由人工制作可能会对药品造成污染，故需要一种应用于生产线上的自动制作水丸的方法。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种中药水丸制作控制方法、系统、装置及终端，以解决上述技术问题。

第一方面，本发明提供一种中药水丸制作控制方法，包括：

按照周期获取水丸制作过程的状态图像；

对所述状态图像进行处理和分析，得到图像信息；

通过对比所述图像信息与预设的信息库中的状态信息，确定操作条件、目标操作及操作标准，其中，所述信息库包括：状态信息、操作条件、目标操作及操作标准，所述状态信息、操作条件、目标操作及操作标准为一一对应的关系；

在所述图像信息达到操作条件的情况下，按照所述操作标准执行对应的目标操作。

进一步的，对所述状态图像进行处理和分析，得到图像信息，包括：

对可以分割的状态图像，分割成多个单个水丸的状态图像；

对分割后的图像中的单个水丸进行测量，得到图像信息。

进一步的，在所述状态图像与所述信息库不一致的情况下，取消执行所述目标操作，发送人工干预信号。

进一步的，所述目标操作包括：添加原料、外部干预和过筛操作。

第二方面，本发明提供一种中药水丸制作控制系统，包括：

图像采集单元，配置用于按照周期获取水丸制作过程的状态图像；

信息获取单元，配置用于对所述状态图像进行处理和分析，得到图像信息；

操作确定单元，配置用于通过对比所述图像信息与预设的信息库中的状态信息，确定操作条件、目标操作及操作标准，其中，所述信息库包括：状态信息、操作条件、目标操作及操作标准，所述状态信息、操作条件、目标操作及操作标准为一一对应的关系；

操作控制单元，配置用于在所述图像信息达到操作条件的情况下，按照所述操作标准执行对应的目标操作。

第三方面，本发明提供一种水丸制作装置，包括：水丸机滚筒、图像采集装置、原料盛放盒、机械臂、筛网和控制总端；

所述水丸机滚筒用于将水丸由粉末状形滚动成为丸状；

所述图像采集装置用于采集所述水丸机滚筒内水丸的状态图像；

所述原料盛放盒用于存储滚筒内对水丸制作的药剂和药粉；

所述筛网用于将成品水丸筛出，所述筛网的筛孔与成品水丸的最长轴长度匹配；

所述机械臂用于执行过筛操作和投放药粉和药剂；

所述控制总端，用于获取图像采集装置的状态图像、处理并分析状态图像、控制所述机械臂执行过筛操作以及控制投放药粉和药剂。

第四方面，提供一种终端，包括：

处理器、存储器，其中，

该存储器用于存储计算机程序，

该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。

本发明的有益效果在于，

本发明提供的一种中药水丸制作控制方法、系统、装置及终端，通过分析水丸制作过程中的图像，判断水丸制作的状态，根据预设的信息库判断后续执行操作，实现水丸自动定制化制作，提高水丸制作的效率和准确度。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。

图2是本发明一个实施例的系统的示意性框图。

图3是本发明一个实施例的装置的示意性框图。

图4是本发明装置的工作方法的示意性流程图。

图5为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种中药水丸制作控制系统。

为了便于对本发明的理解，下面以本发明一种中药水丸制作控制方法的原理，结合实施例中水丸制作过程，对本发明提供的一种中药水丸制作控制方法做进一步的描述。

本实施例提供的中药水丸制作控制方法，是通过滚筒辅助进行的，先在滚筒内添加药粉，通过不断加药剂和滚动，水丸由最开始的药粉状态逐渐形成水丸状态，继续滚动后水丸会不断变大。本实施例中滚筒内的原料向随机方向滚动，在滚动过程中水丸形状会有圆体、橄榄体等，但是在达到一定的滚动时间，水丸之间的相互作用力使得水丸不断碰撞，最终都会趋于正球体。

具体的，所述一种中药水丸制作控制方法包括：

S110：按照周期获取水丸制作过程的状态图像；

示例的，每隔30s拍摄水丸制作过程的图像，所述状态图像可以为滚筒内水丸的照片或视频，状态图像能够表现水丸的形状及大小。

S120：对所述状态图像进行处理和分析，得到图像信息。

在本实施例中，所述图像信息包括：水丸状态、长短轴长度之比和单个水丸像素面积；采用深度学习算法对状态图像进行水丸状态分析，所述水丸状态可以包括:粉末状、小颗粒状、大颗粒状和成形状等。

在本实施例中粉末状为水丸制作过程的初始状态，其状态图像只可进行观察，无法进行分割；小颗粒状为水丸制作时，前期刚成型但是体积还很小的状态，此时不满足过筛需求，需要进一步加工，其状态图像能进行低精度的水丸个体分割；大颗粒状为制作过程中的处于最上层体型较大的状态，其状态图像能够较为容易分割开来，能够轻易分割水丸个体，进而计算出水丸像素面积和长短轴长度比，但该状态下“橄榄形”水丸较多，不满足过筛需求，需继续滚动，进而得到更接近于“圆球形”的个体；成形状的状态下大部分水丸达到了过筛标准。

在一种实现方式中，判断状态图像是否可以进行图像分割；在状态图像无法针对水丸的形状进行明确分割的情况下，判断水丸的状态为粉末状；在状态图像只能针对水丸的形状进行低精度分割的情况下，直接判断水丸的状态为小颗粒状；所以本实施例仅针对大颗粒状或成形状的状态图像进行高精度分割。

在一种实现方式中，采用Mask-Rcnn分割算法进行，对获取到的状态为大颗粒状或成形状的状态图像进行形态学分割，并采用腐蚀、膨胀、分水岭算法进行预处理，得到水丸的分割图像。对分割图像内的每个水丸进行测量，分别测出水丸的最长轴长度和最短轴长度，计算长短轴长度之比，所述长短轴长度之比为最长轴长度和最短轴长度之比，并计算单个水丸在状态图像中的像素面积。

值得说明的是，长短轴长度之比越接近1，则水丸的形状越接近圆形，长短轴长度之比越远离1，则代表水丸在制作过程中偏离理想形状。

可选的，本实施例中的图像信息可以用下述的数字化形式：

{“水丸状态”；

“分割到的水丸总数”；

“总体水丸像素面积”；

“粉末状水丸面积”；

“小颗粒状水丸面积”；

“大颗粒状水丸面积”；

“成形状水丸面积”；

“图像颜色信息”}

S130：通过对比所述图像信息与预设的信息库中的状态信息，确定操作条件、目标操作及操作标准，其中，所述信息库包括：状态信息、操作条件、目标操作及操作标准，所述状态信息、操作条件、目标操作及操作标准为一一对应的关系；

在本实施例中，通过对比所述图像信息和状态信息，确定水丸状态，根据所述水丸状态确定对应目标操作和操作标准；所述操作条件用于判断执行目标操作的时机。

在本实施例中，所述图像信息可以为步骤S120中的水丸的状态、长短轴长度之比和水丸像素面积，此处不做具体限定。所述状态信息包括：水丸的状态，以及针对不同水丸状态的像素面积；针对不同水丸状态的水丸的最长轴长度与最短轴长度之比；所述目标操作包括：加原料、外部干预和过筛操作；所述操作标准包括：加原料的次数、剂量；所述操作条件包括：外部干预条件，其中所述外部干预条件可以为最长轴长度与最短轴长度之比达到阈值；过筛条件，其中所述过筛条件可以为最长轴长度与最短轴长度之比达到参考值，且超过预设数量的水丸个体的像素面积达到面积阈值；加料条件：在不符合外部干预条件和过筛条件的情况下，加原料。

在本实施例中，不同的水丸状态对应不同的操作条件、目标操作及操作标准，其中，粉末状和小颗粒状，对应的目标操作为加原料；大颗粒状对应的目标操作包括：加原料和外部干预；成形状对应的目标操作包括：加原料和外部干预以及过筛操作。

在一种实现方式中，所述状态信息包括水丸表面的灰度值，所述目标操作中的加原料，包括加药剂和加药粉；所述加料条件包括：灰度值低于最低灰度阈值，对应的目标操作为加药剂；所述加料条件还包括：灰度值高于最高灰度阈值，对应的目标操作为加药粉。也就是说在灰度值低于最低灰度阈值的情况下，加药剂，在灰度值高于最高灰度阈值的情况下，加药剂。

示例的，所述灰度值可以用颜色等级代替：最高灰度阈值对应颜色等级1级：颜色最深，表示刚加完水；灰度值处于最低灰度阈值和最高灰度阈值之间对应颜色等级2级：颜色中等，表示加入少量药粉后；最低灰度阈值对应颜色等级3级：颜色较浅，下一操作为加水或过筛。

在一种实现方式中，在本实施例中，得到的图像信息在预设时间范围内无变化，才可进行下一步的确定操作。示例的，水丸长时间维持同一种状态且不满足过筛条件，对应的目标操作为加药粉。

在一种实现方式中，水丸之间有粘连，且通过滚动无法进行解除；需要通过外部干预，人工将粘连的水丸分开，以便于更快达到正球体。

示例的，预设的信息库的格式如下：

{“水丸状态”：“粉末状”，“小颗粒状”，“大颗粒状”和“成形状”；

“分割情况”：“不可分割”；

“单个水丸像素面积”：“不计”；

“单个水丸尺寸参数”：“不计”；

“水丸颜色等级”：“1级”，“2级”，“3级”；

“目标操作”：“加原料”，“外部干预”}

示例的，表1为信息库的表格形式：

表1

S140：在所述图像信息达到操作条件的情况下，按照所述操作标准执行对应的目标操作。

可选地，作为本发明一个实施例，在所述图像信息与所述信息库不一致的情况下，取消执行所述目标操作，发送人工干预信号。

如图2示，该系统200包括：

图像采集单元210，配置用于按照周期获取水丸制作过程的状态图像；

信息获取单元220，配置用于对所述状态图像进行处理和分析，得到图像信息；

操作确定单元230，配置用于通过对比所述图像信息与预设的信息库中的状态信息，确定操作条件、目标操作及操作标准，其中，所述信息库包括：状态信息、操作条件、目标操作及操作标准，所述状态信息、操作条件、目标操作及操作标准为一一对应的关系；

操作控制单元240，配置用于在所述图像信息达到操作条件的情况下，按照所述操作标准执行对应的目标操作。

可选地，作为本发明一个实施例，所述系统还包括：

人工干预单元，配置用于在所述图像信息与所述信息库不一致的情况下，取消执行所述目标操作，发送人工干预信号。

图3是本实施例提供的一种水丸制作装置，包括：水丸机滚筒1、图像采集装置2、原料盛放盒7、机械臂、筛网4和控制总端11；其中，所述机械臂包括原料投放机械臂5和筛网机械臂3；

所述水丸机滚筒1用于将水丸由粉末状形滚动成为丸状；

所述图像采集装置2用于采集所述水丸机滚筒内水丸的状态图像；

所述原料盛放盒7用于存储滚筒内对水丸制作的药剂和药粉；

所述筛网4用于将成品水丸筛出，所述筛网4的筛孔与成品水丸的最长轴长度匹配；

所述控制总端11，用于获取图像采集装置2的状态图像、处理并分析状态图像、控制机械臂执行过筛操作以及控制投放药粉和药剂。

可选地，作为本发明一个实施例，还包括：支架，所述支架用于支撑水丸机滚筒1、图像采集装置2和机械臂，其中，图像采集装置2和筛网机械臂3可以共用一个支架；支架可以用于固定软管8。

可选地，作为本发明一个实施例，还包括：传送带9，所述传送带9用于运输过筛后的成品水丸。传送带9位置与筛网机械臂3相对固定，筛网机械臂与传送带间的路径可提前设置，最终将过筛后的成品水丸放置在传送带9中，传送到下一阶段操作。

在本实施例中，图像采集装置2采用高帧率高速相机，拍摄过程中水丸机滚筒1无需停止，在本实施例中，相机帧率为：120fps。

机械臂包括原料投放机械臂5，原料投放机械臂5的末端6用于提取药粉和喷洒药剂；原料盛放盒7原料投放机械臂5和滚筒1三者位置相对固定，预先设定原料投放机械臂5轨迹，使得每次均按照固定轨迹进行运动；原料盛放盒7的药剂出口与软管8的一端连通，通过软管8导出药剂，原料投放机械臂5夹持软管8的另一端，原料盛放盒7盛放药剂的部分会有压力，进而形成药剂喷洒的动力，通过原料盛放盒7的药剂出口处的电磁阀控制药剂的喷洒；原料投放机械臂5的末端6可以设置盛具，原料投放机械臂5控制盛具从原料盛放盒7取出药粉放到滚筒1内。

控制总端11通过控制总线10分别与图像采集装置2、筛网机械臂3、原料投放机械臂5和电磁阀电连接，且电磁阀设置在原料盛放盒7的药剂出口处，控制总线10通过控制电磁阀的开关控制药剂是否进行喷洒。

水丸机滚筒1为电控滚筒，滚筒1可以旋转，并带动滚筒1内药粉、药剂会产生粘连；通过原料投放机械臂5不断地加入药粉、喷淋药剂，新投放的药粉会在药剂的作用下粘连到原先的颗粒物上，使得水丸逐渐变大，直到执行过筛操作之前滚筒1会一直旋转。

本装置的工作过程，如图4所示，在滚筒1内添加原料，滚筒1开始滚动，期间继续添加原料制作水丸，并利用图像采集装置2获取状态图像进行状态判断。对状态图像进行分割，判断是否可以清晰分割，可以清晰分割，则表示水丸已经接近成型，若不可以清晰分割，则代表水丸还未成型，还需要进一步制作；对分割后的图像进行分析，判断是否满足过筛条件，若满足，则进行控制筛网机械臂3执行过筛操作。

具体地，过筛操作如下：机械臂的包括筛网机械臂3，筛网4连接筛网机械臂3，通过筛网机械臂3控制筛网4在获取成品水丸，通常合格成品水丸体积最大，在滚筒停止转动，并施加摇晃操作后，成品水丸会在最上层，此时筛网4将最上层地成品水丸“舀出”，且采用深度相机判定滚筒内物料的多少，从而控制筛网4在滚筒1内进行“舀出”动作的深度进行限制；“舀出”后，由于筛网4布满筛孔，只需对筛网机械臂3施加轻微晃动，小颗粒等不合格品则会由筛孔透出，掉落回滚筒内；采取小批量多批次“舀出”，每批操作后，则在此施加摇晃操作，保证使得筛网4只筛出成品水丸，而不筛出不合格水丸。

图5为本发明实施例提供的一种终端500的结构示意图，该终端500可以用于执行本发明实施例提供的一种中药水丸制作控制方法。

其中，该终端500可以包括：处理器510、存储器520及通信单元530。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，该存储器520可以用于存储处理器510的执行指令，存储器520可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器520中的执行指令由处理器510执行时，使得终端500能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。

处理器510为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器520内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器510可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。在本发明实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。

通信单元530，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，系统或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种中药水丸制作控制方法，其特征在于，包括：

按照周期获取水丸制作过程的状态图像；

对所述状态图像进行处理和分析，得到图像信息；

通过对比所述图像信息与预设的信息库中的状态信息，确定操作条件、目标操作及操作标准，其中，所述信息库包括：状态信息、操作条件、目标操作及操作标准，所述状态信息、操作条件、目标操作及操作标准为一一对应的关系；

所述状态信息包括水丸表面的灰度值，所述目标操作中的加原料，包括加药剂和加药粉；灰度值低于最低灰度阈值，对应的目标操作为加药剂；灰度值高于最高灰度阈值，对应的目标操作为加药粉；

在所述图像信息达到操作条件的情况下，且所述图像信息在预设时间范围内无变化的情况下，按照所述操作标准执行对应的目标操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述状态图像进行处理和分析，得到图像信息，包括：

对可以分割的状态图像，分割成多个单个水丸的状态图像；

对分割后的图像中的单个水丸进行测量，得到图像信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述状态图像与所述信息库不一致的情况下，取消执行所述目标操作，发送人工干预信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标操作包括：添加原料、外部干预和过筛操作操作。

5.一种中药水丸制作控制系统，其特征在于，包括：

图像采集单元，配置用于按照周期获取水丸制作过程的状态图像；

信息获取单元，配置用于对所述状态图像进行处理和分析，得到图像信息；

操作确定单元，配置用于通过对比所述图像信息与预设的信息库中的状态信息，确定操作条件、目标操作及操作标准，其中，所述信息库包括：状态信息、操作条件、目标操作及操作标准，所述状态信息、操作条件、目标操作及操作标准为一一对应的关系；所述状态信息包括水丸表面的灰度值，所述目标操作中的加原料，包括加药剂和加药粉；灰度值低于最低灰度阈值，对应的目标操作为加药剂；灰度值高于最高灰度阈值，对应的目标操作为加药粉

操作控制单元，配置用于在所述图像信息达到操作条件的情况下，且所述图像信息在预设时间范围内无变化的情况下，按照所述操作标准执行对应的目标操作。

6.一种水丸制作装置，其特征在于，包括：水丸机滚筒、图像采集装置、原料盛放盒、机械臂、筛网和控制总端；

所述水丸机滚筒用于将水丸由粉末状形滚动成为丸状；

所述图像采集装置用于采集所述水丸机滚筒内水丸的状态图像；

所述原料盛放盒用于存储滚筒内对水丸制作的药剂和药粉；

所述筛网用于将成品水丸筛出，所述筛网的筛孔与成品水丸的最长轴长度匹配；

所述机械臂用于执行过筛操作和投放药粉和药剂；

所述控制总端，用于获取图像采集装置的状态图像、处理并分析状态图像、控制所述机械臂执行过筛操作以及控制投放药粉和药剂；

还包括深度相机，用于监测滚筒内水丸的深度，根据所述深度限制筛网在滚筒内下沉高度。

7.一种终端，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器的执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-4任一项所述的方法。

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