CN114764242B - 取样机器人、用于货物取样检测的机器人系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了取样机器人、用于货物取样检测的机器人系统及检测方法，图像采集单元对样品进行拍摄；冷藏单元在设定温度下保存样品；生物特征信息采集单元对操作人员进行生物特征信息采集；智能移动单元根据规划路径进行移动；控制单元向所述智能移动单元提供目的地信息，判断当前样品是否为待检测样品；判断该操作人员的所述生物特征信息。根据本申请实施例提供的技术方案，通过涉及一种货物取样机器人，集中了样品的采集、存储等功能更好的服务需要进行查验的工作人员，协助完成查验现场人工查验的任务，降低人员劳动强度，避免海关人员等操作人员因重复性劳动带来的弊端，另外，通过该机器人提高查验管理的信息化水平。

Description

取样机器人、用于货物取样检测的机器人系统及检测方法

技术领域

本发明一般涉及机器人领域，尤其涉及取样机器人、用于货物取样检测的机器人系统及检测方法。

背景技术

目前海关的查验流程中，部分商品必须进行取样检测，其中包括及冰鲜商品。当前及冰鲜商品查验均被安置在海关查验区的专用冷链平台，此类平台多为开放式空间，查验业务处于以人工为主的状态，因此及冰鲜商品取样基本为人工作业，采用手工装袋，人工安装封签，人员运输至检测实验室。这种作业方式具有以下不足：

1、开放式区域存在监管风险。查验场地为开放式作业区，缺乏人员信息核实的技术手段，无法实现对人员进出的有效控制，进入作业区的人员混杂，存在偷、换货风险；

2、冷藏及冰鲜商品(例如某些药品、食品)无法长时间暴露在非冷藏物品的温度环境空气中，同时由于平台为开放平台，样品放置在平台柜内具有一定风险，因此现场查验完成后必须立刻由查验关员将样品送至检测室进行保存，对查验效率造成一定影响。

3、信息化支撑不足，工作以人工为主，不利于进一步提升监管查验效能。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种取样机器人、用于货物取样检测的机器人系统及检测方法。

第一方面，提供一种取样机器人，包括：

图像采集单元，用于对样品进行拍摄，并将采集到的样品图像发送给控制单元；

冷藏单元，用于在设定温度下保存样品；

生物特征信息采集单元，用于对操作人员进行生物特征信息采集，并将所述生物特征信息发送给控制单元；

智能移动单元，用于接收来自远程管理中心或操作人员的目的地信息，根据目的地信息和障碍物信息进行路径规划，并根据规划路径进行移动；和

控制单元，用于向所述智能移动单元提供目的地信息，用于通过图像识别算法对采集到的样品图像进行种类识别，将识别出的种类与申报的商品种类信息进行比较，如果一致，则判断当前样品为待检测样品；用于判断该操作人员的所述生物特征信息是否为具有操作权限的人员的生物特征信息，若不是，则禁止该操作人员对所述冷藏单元进行开启操作。

第二方面，提供一种用于货物取样检测的机器人系统，所述机器人系统包括上述机器人，和远程管理中心，

所述远程管理中心用于接收机器人的通信模块的信息并向所述机器人发送申报信息，所述远程管理中心还向机器人发送以下两种信息中的至少一种：具有操作权限的人员的生物特征信息、和目的地信息。

第三方面，提供一种使用取样机器人进行取样检测的方法，其特征在于，所述方法包括：

对样品进行拍摄，过图像识别算法对采集到的样品图像进行种类识别，将识别出的种类与申报的商品种类信息进行比较，如果一致，则判断当前样品为待检测样品；

对操作人员进行生物特征信息采集，判断该操作人员的所述生物特征信息是否为具有操作权限的人员的生物特征信息；

如果当前样品不是待检测样品或者该操作人员不是具有操作权限的人员，则取样机器人禁止该操作人员将当前样品放入取样机器人的冷藏单元中；

在样品被放入冷藏单元后，冷藏单元在设定温度下保存样品；

取样机器人接收来自远程管理中心或操作人员的目的地信息，根据目的地信息和障碍物信息进行路径规划，并根据规划路径进行移动。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过涉及一种取样机器人，主要面向海关现场查验人员之类的操作人员，集中了样品的采集、存储等功能，同时结合人员识别功能，更好的服务需要进行查验的工作人员，协助完成查验现场人工查验的任务，降低人员劳动强度，避免海关人员等操作人员因重复性劳动带来的弊端，另外，通过该机器人提高查验管理的信息化水平。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实施例中取样机器人结构示意图；

图2为本实施例中用于获取取样检测的机器人系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，本实施例提供一种取样机器人，包括：图像采集单元10，用于对样品进行拍摄，并将采集到的样品图像发送给控制单元；

冷藏单元30，用于在设定温度下保存样品；

生物特征信息采集单元70，用于对操作人员进行生物特征信息采集，并将所述生物特征信息发送给控制单元；

智能移动单元40，用于接收来自远程管理中心或操作人员的目的地信息，根据目的地信息和障碍物信息进行路径规划，并根据规划路径进行移动；和

控制单元60，用于向所述智能移动单元提供目的地信息，用于通过图像识别算法对采集到的样品图像进行种类识别，将识别出的种类与申报的商品种类信息进行比较，如果一致，则判断当前样品为待检测样品；用于判断该操作人员的所述生物特征信息是否为具有操作权限的人员的生物特征信息，若不是，则禁止该操作人员对所述冷藏单元进行开启操作。

本实施例中的取样机器人，主要面向海关现场查验人员之类的操作人员，集中了样品的采集、存储等功能，同时结合人员识别功能，更好的服务需要进行查验的工作人员，协助完成查验现场人工查验的任务，降低人员劳动强度，避免海关人员等操作人员因重复性劳动带来的弊端，另外，通过该机器人提高查验管理的信息化水平。

本实施例中的取样机器人优选的应用在海关样品查验领域，例如冰鲜或者冷冻产品的查验，该取样机器人包括有图像采集单元10，对获取的样品进行图像采集以便于对该样品通过该取样机器人进行初步的判断，具体的通过对采集的图像进行识别，识别出当前样品的种类信息，具体的通过预先建立的图片库对采集的样品图像进行比对和训练，确定当前样品的种类，再将识别出的种类与申报的种类进行比较，例如通过图像采集进行识别，识别出当前样品为带鱼，则将带鱼与申报的名称进行比较，若申报的名称也为带鱼，则判断当前的样品为待检测的样品；

还设置冷藏单元30，对取样的样品的进行设定温度下的保存；同时通过生物特征信息采集单元70对操作人员进行识别，判断当前人员是否为具有操作权限的人员，若不是则禁止对该机器人进行操作，例如禁止打开冷柜的门进行样品的放入和取出，其中的生物特征信息可以包括人脸信息、指纹、声纹、虹膜中的一种或者多种；

本实施例中的取样机器人还包括有智能移动单元40，能够根据相应的目的地信息和障碍物进行路径规划和移动，将样品运送至相应的实验室进行进一步的检验。

进一步的，所述取样机器人还包括检测单元20，所述检测单元20用于对样品进行初步检测，判断所述样品是否存在变质风险。

本实施例中的取样机器人包括有检测单元20，通过该检测单元对样品进行初步的检测和判断，并与提供的样品的描述进行比较，对需要送检的样品进行初步的鉴别，例如样品的种类是否为申报的种类，该样品品质是否有变化等等，通过初步对样品进行鉴别，节省了工作人员的时间；其中，上述的样品可以为冰鲜或者冷冻的货物样品。

进一步的，所述检测单元20包括下述模块中的至少一个：

温度检测模块21，用于对所述样品进行温度检测，判断当前样品的温度是否处于设定阈值内，若不是，则判断该样品不符合物品储存条件；

气体检测模块22，用于对所述样品进行气体检测，判断该样品是否有因物品变质而产生的气体产生，若是，则判断该样品存在变质风险。

本实施例中通过该取样机器人确定该取样的样品是否变质或者样品的储存条件是否合格，若该样品存在变质风险，则需要提醒实验室注意，其中具体通过检测该样品的温度和气体进行确定，通过红外热成像设备或者温度传感器等进行温度检测，若温度过高，则说明该样品不符合物品储存条件，或者有因物品变质而产生的气体产生，例如硫化气体，甲烷，氨气等，则说明当前的样品存在变质风险；上述步骤若出现异常，样品不符合说明或者样品存在变质风险，则进一步的进行报警，通知工作人员进行进一步的操作。

进一步的，所述冷藏单元30包括：

冷柜31，用于存放样品，并根据所述生物特征信息的判断结果打开或者关闭；

温度设定模块32，用于根据需求对冷柜内的温度进行设定和调节；

和设置在冷柜内的重量检测模块33，用于计算当前放入和取出冷柜内的样品重量，并判断放入冷柜内的样品重量与申报信息是否一致。

本实施例中进一步的通过设置冷藏单元对样品进行保存以及重量的计算，通过计算样品的重量进一步的确定该取样是否符合申报的要求，即对样品进行进一步的鉴别，计算以及记录每一份放入和取出该冷柜中的样品的重量等信息。

进一步的，所述智能移动单元40包括：传感和感知模块41，用于检测所述机器人行进路上的障碍物，并将障碍物信息发送至导航控制模块；

导航控制模块42，用于接收目的地信息、接收所述传感和感知模块的障碍物信息，根据所述目的地信息和障碍物信息进行路径规划，并控制运动模块的移动方式；

和运动模块43，用于接收所述导航控制模块的信号进行前进或者后退或者转弯的移动。

本实施例中的机器人还包括有智能移动单元，该机器人能够自由的移动，获取样品并将样品运送至对应的实验室，同时还能够在机器人电量不足的时候回到相应的充电点进行充电。其中，具体包括导航控制模块，通过该导航控制模块确定移动的路径，进一步的控制运动模块进行移动，该运动模块包括驱动轮装置、从动轮装置、减震装置等等；其中还包括传感和感知模块，检测障碍物信息，通过该障碍物信息进行路径的确定；通过该导航控制模块完成导航定位、路径规划、移动行走等功能。

进一步的，所述图像采集单元10用于对操作人员的操作过程进行拍摄和存储，并上传至控制单元。

本实施例提供的取样机器人还包括有视频监控的能力，头发图像采集单元对操作人员的操作过程进行拍摄储存，以便于对操作人员的操作进行监管，便于监管人员对操作人员的动作进行检查，也能便于对整个采集和操作的过程进行回溯和查询，其中，可以将该机器人的所有行进路上的操作均进行拍摄，也可以控制在冷柜打开之后进行拍摄，记录操作人员对样品的操作，以便后续检查。

进一步的，还包括电源管理单元，包括电源模块和电量管理模块，

所述电源模块用于向所述机器人供电，

所述电量管理模块用于实时检测所述电源模块的电量，当所述电源模块的电量低于设定值时，控制所述机器人停止工作并回到设定区域进行充电。

本实施例中还包括电源管理单元，向该取样机器人供电的同时对电量进行实时检测，在电量低于设定值时，及时的控制机器人停止工作回到设定区域进行充电，其中可以将设定的低电量值设定为一个阈值范围，当低于第一阈值时，进行报警，机器人将携带的样品送至最近的处理点，再回到充电点进行充电，当低于第二阈值时，直接控制机器人停止工作进行充电，具体的工作模式可以根据实际情况进行确定。

进一步的，还包括人机交互单元，用于实现操作人员与机器人之间的通讯。本实施例中包括的人机交互单元具体可以为显示屏，触控按钮，声光提示报警灯等，实现取样机器人和操作人员之间的信息交互。

进一步的，所述传感和感知模块具体包括以下器件中的至少一种：激光雷达、避障超声阵列、激光传感器阵列、红外测距传感器、深度相机。

本实施例中通过激光雷达、避障超声阵列等进行障碍物的检测，将实时的提供测到的障碍物信息，使得取样机器人的行进路径更加的具体和安全，

进一步的，还包括通信模块50，用于与远程管理中心进行信息的沟通。

本实施例中还包括通信模块实现机器人与远程管理中心之间的信息交互，远程管理中心将目的地信息、样品申报信息等发送至机器人，机器人将检测到的样品信息，采集到的视频数据发送给远程管理中心，进行储存和进一步的分析。

如图2所示，本实施例还提供一种用于货物取样检测的机器人系统，包括上述机器人1，和远程管理中心2，

所述远程管理中心2用于接收机器人1的通信模块的信息并向所述机器人1发送申报信息，所述远程管理中心2还向机器人1发送以下两种信息中的至少一种：具有操作权限的人员的生物特征信息、和目的地信息。

本实施例中的机器人系统包括取样机器人和远程管理中心，远程管理中心将目的地信息、样品申报信息等发送至机器人，机器人将检测到的样品信息，采集到的视频数据发送给远程管理中心，进行储存和进一步的分析。其中，机器人1还接收操作人员3的信息和操作，例如接收目的地信息等等。

进一步的，还包括检测中心4，用于接收来自取样机器人1的样品，判断所述待检测样品中的病毒、细菌、添加剂、有害气体、寄生虫是否超过阈值。

本实施例中的取样机器人1将样品传送至检测中心4后，检测中心4对样品进行进一步的检测，具体包括病毒、细菌、添加剂等需要进行检测的项目。

本实施例还提供一种使用取样机器人进行取样检测的方法，包括：

对样品进行拍摄，通过图像识别算法对采集到的样品图像进行种类识别，将识别出的种类与申报的商品种类信息进行比较，如果一致，则判断当前样品为待检测样品；

对操作人员进行生物特征信息采集，判断该操作人员的所述生物特征信息是否为具有操作权限的人员的生物特征信息；

如果当前样品不是待检测样品或者该操作人员不是具有操作权限的人员，则取样机器人禁止该操作人员将当前样品放入取样机器人的冷藏单元中；

在样品被放入冷藏单元后，冷藏单元在设定温度下保存样品；

取样机器人接收来自远程管理中心或操作人员的目的地信息，根据目的地信息和障碍物信息进行路径规划，并根据规划路径进行移动。

本实施例提供的取样机器人能够在工作空间内进行自由的移动，其接受远程管理中心发送的路线信息，例如接收某个样品后需要将该样品传送至对应的实验室，远程管理中心发送目的地信息至取样机器人，该取样机器人根据目的地信息以及路途中的障碍物信息进行路径规划和移动；

取样机器人在接收到样品后，对样品进行图像的拍摄，并进行判断，判断该样品是否为待检测的样品；

机器人在送检的过程中，需要将获得的样品进行储存，防止在送至实验室的途中损坏，该机器人内设有冷柜，能够低温储存样品，同时冷柜内还具有称重的功能，对冷柜内的重量进行实时称量，计算出放入或者取出冷柜内的样品的重量，当样品被放入冷柜内时，计算该样品的重量并且跟报关单上的进行比较，进一步的对样品进行鉴别，防止出现样品出错或者被调换等异常情况；通过上述步骤能够通过该取样机器人对样品进行自动识别和称重，提高了效率，提高了查验管理的信息化水平；

同时，工作人员对该机器人进行操作，将冷柜打开，放入或者取出相应的样品，还需要进一步的对操作人员的身份进行确认，通过生物信息比对，确定当前的操作人员为有权限操作的工作人员，否则，其他人无权对冷柜进行操作，无法放入或者取出样品，进一步的确保样品操作的安全性；

该取样机器人还将获取的样品的相应数据及时的上传至远程管理中心，保证远程管理中心对样品的信息的实时记录。

进一步的，所述方法还包括：

取样机器人对样品进行初步检测，判断所述样品是否符合物品储存条件或者是否存在变质风险，如果所述样品不符合物品储存条件或者存在变质风险，则取样机器人向远程管理中心和/或操作人员报警。

本实施例中还通过取样机器人对样品进行初步的鉴别，需要对低温样品运输储藏状态，及品质进行检查，通过对低温样品的温度，及气体情况进行检测，判断该低温样品储藏环境是否符合要求，品质是否完好，若存在风险，则取样机器人需要向远程管理中心、操作人员报警，以便于远程管理中心和操作人员能够充分的掌握样品的情况。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (9)

1.一种取样机器人，其特征在于，包括：

图像采集单元，用于对样品进行拍摄，并将采集到的样品图像发送给控制单元；

冷藏单元，用于在设定温度下保存样品；

生物特征信息采集单元，用于对操作人员进行生物特征信息采集，并将所述生物特征信息发送给控制单元；

智能移动单元，用于接收来自远程管理中心或操作人员的目的地信息，根据目的地信息和障碍物信息进行路径规划，并根据规划路径进行移动；和

控制单元，用于向所述智能移动单元提供目的地信息，用于通过图像识别算法对采集到的样品图像进行种类识别，将识别出的种类与申报的商品种类信息进行比较，如果一致，则判断当前样品为待检测样品；用于判断该操作人员的所述生物特征信息是否为具有操作权限的人员的生物特征信息，若不是，则禁止该操作人员对所述冷藏单元进行开启操作；

所述取样机器人还包括检测单元，所述检测单元用于对样品进行初步检测，判断所述样品是否存在变质风险；

所述检测单元包括下述模块中的至少一个：

温度检测模块，用于对所述样品进行温度检测，判断当前样品的温度是否处于设定阈值内，若不是，则判断该样品不符合物品储存条件；

气体检测模块，用于对所述样品进行气体检测，判断该样品是否有因物品变质而产生的气体产生，若是，则判断该样品存在变质风险；

所述冷藏单元包括：

冷柜，用于存放样品，并根据所述生物特征信息的判断结果打开或者关闭；

温度设定模块，用于根据需求对冷柜内的温度进行设定和调节；

和设置在冷柜内的重量检测模块，用于计算当前放入和取出冷柜内的样品重量，并判断放入冷柜内的样品重量与申报信息是否一致。

2.根据权利要求1所述的取样机器人，其特征在于，所述智能移动单元包括：

传感和感知模块，用于检测所述机器人行进路上的障碍物，并将障碍物信息发送至导航控制模块；

导航控制模块，用于接收目的地信息、接收所述传感和感知模块的障碍物信息，根据所述目的地信息和障碍物信息进行路径规划，并控制运动模块的移动方式；

和运动模块，用于接收所述导航控制模块的信号进行前进或者后退或者转弯的移动。

3.根据权利要求1所述的取样机器人，其特征在于，所述图像采集单元还用于对操作人员的操作过程进行拍摄和存储，并上传至控制单元。

4.根据权利要求2所述的取样机器人，其特征在于，所述传感和感知模块具体包括以下器件中的至少一种：激光雷达、避障超声阵列、激光传感器阵列、红外测距传感器、深度相机。

5.根据权利要求1所述的取样机器人，其特征在于，还包括通信模块，用于与远程管理中心进行信息的沟通。

6.一种用于货物取样检测的机器人系统，其特征在于，所述机器人系统包括权利要求1-5任一所述的机器人，和远程管理中心，

所述远程管理中心用于接收机器人的通信模块的信息并向所述机器人发送申报信息，所述远程管理中心还向机器人发送以下两种信息中的至少一种：具有操作权限的人员的生物特征信息、和目的地信息。

7.根据权利要求6所述的机器人系统，其特征在于，还包括检测中心，用于接收来自取样机器人的样品，判断所述待检测样品中的病毒、细菌、添加剂、有害气体、寄生虫是否超过阈值。

8.一种使用权利要求1-5任一项所述的取样机器人进行取样检测的方法，其特征在于，所述方法包括：

对样品进行拍摄，通过图像识别算法对采集到的样品图像进行种类识别，将识别出的种类与申报的商品种类信息进行比较，如果一致，则判断当前样品为待检测样品；

对操作人员进行生物特征信息采集，判断该操作人员的所述生物特征信息是否为具有操作权限的人员的生物特征信息；

如果当前样品不是待检测样品或者该操作人员不是具有操作权限的人员，则取样机器人禁止该操作人员将当前样品放入取样机器人的冷藏单元中；

在样品被放入冷藏单元后，冷藏单元在设定温度下保存样品；

取样机器人接收来自远程管理中心或操作人员的目的地信息，根据目的地信息和障碍物信息进行路径规划，并根据规划路径进行移动。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

取样机器人对样品进行初步检测，判断所述样品是否符合物品储存条件或者是否存在变质风险，如果所述样品不符合物品储存条件或者存在变质风险，则取样机器人向远程管理中心和/或操作人员报警。