CN117501321A

CN117501321A - 用于检查、计数和分配物品的方法和设备

Info

Publication number: CN117501321A
Application number: CN202280042883.5A
Authority: CN
Inventors: 阿米凯·阿达姆; 平哈斯·马卢; 埃利亚德·阿达达; 索兰·努哈姆
Original assignee: Data Detection Technologies Ltd
Current assignee: Data Detection Technologies Ltd
Priority date: 2021-06-15
Filing date: 2022-06-13
Publication date: 2024-02-02
Also published as: CA3222411A1; IL309192A; WO2022263991A1; EP4356355A1; KR20240019777A; EP4105816A1

Abstract

提供了一种用于对物品进行计数并识别例如大批掉落物品中的恶意或异常物品的方法和设备。

Description

用于检查、计数和分配物品的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于将多个离散物品分配成组(或“批次”)的方法和设备，每个组包含预定数量的物品。特别地，本发明涉及一种用于快速而精确地将预定数量的离散物品分配成批次同时还检查离散物品的一种或多种质量的方法和设备。

背景技术

经常需要将离散的物品分配成精确数量的批次。示例包括将药用片剂、丸剂、胶囊、种子、糖果等分配到瓶、袋或其他容器中。通用命名法可以将用于这样做的装置或系统称为计数机器或分配机器。

在一些分配任务中，成品容器必须不包含少于预定数量的物品。例如，当分配某些丸剂时，可能必须为患者提供完整的治疗周期，因此必须在每个容器中提供至少预定数量的物品。

另一方面，如果太多的容器包含超过预定数量的物品，则分配的物品可能是昂贵的，它转化为物品供应商或包装组织的直接损失。

特别地，药物初级包装工业的特征在于严格的法规和要求。需要高水平的准确度，并且应当避免并且优选地排除计数不足或计数过度。

Smith(史密斯)的标题为"Methods and apparatus for controlling the feedrate of a discrete object sorter/counter"(用于控制离散物体分类器/计数器的进给速率的方法和设备)的美国专利号5,473,703公开了一种控制器，该控制器根据所感测和计数的物体的通过来调整馈送碗的振动频率，以提供对所分配的物体的数量的控制。

Geltser等人的标题为"Cassettes for systems which feed,count anddispense discrete objects"(用于供给、计数和分配离散物体的系统的盒子)的美国专利号6,659,304公开了一种用于物体计数和分配系统的高容量盒，其尤其包括以单列朝向出口孔馈送离散物体的结构。

Hebron等人的标题为"Integrated automated drug dispenser method andapparatus"(集成自动药物分配器方法和设备)的美国专利号6,449,927尤其公开了分离控制，其是药物以几乎单列的方式移动通过罐的过程。Hebron公开了为了最小化填充时间，缓慢增加驱动频率以接近传感器的最大检测速率。为了计数的准确性，分配批次中的最后几个物品可以比前述大多数更慢地分配。

Ogawa(小川)等人的标题为"Vibrating bowl,vibrating bowl feeder,andvacuum deposition apparatus"(振动碗、振动碗进料器和真空沉积设备)的欧洲专利申请号1,852,372尤其公开了一种振动碗等，其能够精确地计数待馈送的物体的数量，每单位时间精确地将物体一个接一个地引导到外部位置，并且通过简单的对准装置在馈送通道上的中间点处将物体共同对准成排或层。

Gerold(格罗尔德)等人的标题为"Automated pill-dispensing apparatus"(自动药丸分配设备)的美国专利申请公开号2003/022291尤其公开了一种用于自动分配固体丸剂的大容量存储单元，其包括具有长度、上游端和下游端的轨道，当轨道振动时，该轨道适于在纵向方向上沿其长度馈送丸剂。

Chambers(钱伯斯)的标题为"Automated pill-dispensing apparatus"自动药丸分配设备)的美国专利申请公开号2010/0205002尤其公开了丸剂沿振动馈送碗的螺旋边缘向上前进并穿过单件分拣器。

Ishizuka(石冢)的标题为“"Automatic high-speed pill counting apparatus"(自动高速药丸计数设备)的美国专利号6,449,927尤其公开了一种包括圆柱形丸剂料斗的装置，所述圆柱形丸剂料斗具有丸剂出口和在基板中的中心孔；旋转分离式馈送器，所述旋转分离式馈送器安装在圆柱形丸剂料斗中并且依赖于移动部件的复杂对准。

Lerner(勒纳)的标题为"Article handling system with dispenser"(具有分配器的物品处理系统)的美国专利号4,382,527尤其公开了一种系统，该系统用于分配由振动传送器从供应料斗馈送的已称重或已计数的物品，以在碗形馈送器料斗中保持物品的受控水平。

Kazumi(和美)等人的标题为"Granular material discharging device"(粒状材料排放装置)的日本专利号2,132,011在其公布的英文摘要中公开了通过响应于负载变化而选择振动频率来改善排放控制精度。

一些分配和包装机器包括用于确定所收集物体的实际数量的计数机构。通过监测中断光源照射到像素化阵列上的物体，可以对被倾倒的物体进行计数。

在Pinto(平托)等人的标题为"Method and apparatus for optically countingdiscrete objects"(用于光学计数离散物体的方法和设备)的美国专利号5,768,327中，描述了一种物体计数器，其包括具有截头圆锥形截面的馈送漏斗，该馈送漏斗的窄端连接到具有基本上矩形横截面的基本上竖直的馈送通道。一对线性光学传感器阵列沿着馈送通道的相邻正交侧布置，并且对应的一对准直光源沿着馈送通道的相对的相邻侧布置，使得每个阵列中的每个传感器接收对应光源的光。放置在馈送漏斗中的物体掉落到馈送通道中，并且在它们通过馈送通道时将阴影投射在阵列内的传感器上。

Prozek等人的标题为"Method and apparatus for the recognition andcounting of discrete objects"(用于识别和计数离散物体的方法和装置)的美国专利号5,317,645尤其公开了一种设备，其用于在各种尺寸和形状的离散物体以无序流动行进通过该设备时对它们进行计数。该设备包括传感器阵列，该传感器阵列包括以线性方式布置的多个光电检测器。离散物体在传感器阵列上方经过。通过利用传感器阵列作为用于获得关于离散物体的信息的装置，该设备以预定时间间隔对传感器阵列进行采样，检查通过采样产生的图像的各种轮廓，并且基于预定准则来确定图像是否表示一个或多个物体。

例如在欧洲专利EP2600288Bl中描述的批量计数机器也是已知的，其通过提供一种用于对从运送和运输批量物体的传送带的开口端自由掉落的物体(如医用片剂)进行计数的系统和方法来解决许多问题。该机器利用相机获取的数字图像来计数落下的物体。所提出的系统和方法可以批量计数掉落物品，同时检查离散物品的一种或多种质量，使得排除异常或恶意物品。

例如，特别是当处理药用片剂、丸剂或胶囊时，可以连续使用单个分配机器来处理和分配批次的不同药物。在这种情况下，重要的是确保在设备中滞留的来自先前处理的产品种类(恶意物品)的杂散或未被注意的药品(片剂、丸剂、胶囊等)不被夹带到作为后续种类的一部分处理的一批药品中。这可能导致向最终用户提供不正确和/或太少的特定药物。

药品初级包装行业具有严格的法规和要求。严格禁止交叉污染。

在这方面，计数和分配机器可以用于在不同时间分配各种类型的药物。可以想到，30、40或甚至更多种类的药物可以在不同时间由单个机器处理，如果在从处理一个品种切换到后续品种时对于所有系统机器的清理不是完美的，则增加了品种之间交叉污染的风险。

当分配诸如种子、钻石或可能的任何批量供应的产品的其他物体时，可能出现类似的问题，需要精确的数字分配以及精确的定性分配。

在现有技术中已经尝试减轻上述问题。例如，当结合到更大的整体中时，已知的计数系统可以与颜色分析模块组合以便基于颜色识别恶意或杂散的丸剂或片剂。例如，药物通常是颜色编码的，以便于用户或医务人员识别。分配机器可以使用这种相同的质量来通过视觉检查识别批次内的“不正确”着色的物品(来自先前操作的物品)。

已知许多系统，除了计数和控制分配物品的数量之外，还通过使用例如外部检查系统来评估分配物品的附加质量。

多通道计数机器通常包括以单列承载和运输医用片剂或胶囊的若干大致平行的水平通道。检查系统可以布置在水平通道上方，并且在装瓶之前利用相机实时检查片剂或胶囊。图像分析技术用于检查物体的物理形状，例如是破碎的还是尺寸过小的。

板条计数机器采用板条或物理壳体的矩阵，而不是用于承载和运输如丸剂的物体的通道。每个板条牢固地承载单个丸剂，并且板条矩阵提供用于成像的丸剂的固定且可预测的显示。检查系统可以布置在上方，使得每个丸剂在装瓶之前被检查。这些检查机器通常包括检测单元和安装在移动板条上方的照明装置，并且利用基于LED的技术在2D中物理地检查丸剂。因此，可以针对尺寸、恶意和完整性检查物理丸剂形状。

将物体馈送并分离到多个通道或板条中的需要关于其工业吞吐量显著限制了分配过程。

此外，发明人已经认识到，由于背景颜色和/或可能由物品(特别是未涂覆或未密封的丸剂)的处理产生的灰尘或粉末，现有技术的机器可能在颜色识别方面具有较低的准确度。发明人已经确定，处理期间的磨损可导致产生类似颜色粉末的背景层并使图像分析复杂化。

此外，发明人已经认识到，在现有技术机器中识别恶意或异常物品可能由于采样速率的能力有限而导致馈送速率的不期望的减慢。

除了上述内容之外，还已知用于基于诸如反射光的亮度的质量来识别和移除异常物品的系统。在Satoru等人的标题为"Method and apparatus for sorting granularobjects with at least two different threshold levels"(用至少两种不同阈值水平分选粒状物体的方法和设备)的欧洲专利号1,083,007中尤其公开了一种用于分选不同尺寸的物品的方法和系统，其中以连续形式流动的粒状物体被光照射。分析来自固态成像设备的所得图像元素信号的亮度、亮度和颜色的暗色调，以检测粒状物体的缺陷部分(例如米粒中的变暗部分)。大米的批量流被允许通过重力沿着斜槽流动，经过光学检测部分。在检测到异常的稻米谷粒时，应用空气射流将(一个或多个)异常的谷粒从流中喷出。这种系统不能实现计数批次，更不用说每批次准确计数的物品。

虽然在技术领域中先前已经提出和采用了计数和分配系统和方法，但是仍然可以更好地解决快速而准确的数字分配和定性准确分配的需求。

本发明可以帮助解决质量和特性控制的需要，和/或确保药物的准确计数，优选地以高效且有效的方式。特别地，基于单列计数，计数和检查能力目前是复杂的、低效的且昂贵的。这样计数需要机械物体分离，并且不能识别聚类物体。

发明内容

根据实施例，提供了一种方法，包括：

-允许物品掉落到(优选地自由掉落)到容积中；

-采用数字成像装置在所述物品朝向所述容积掉落时获取所述物品的图像，优选地其中所获取的图像包括每个图像对多个物品的成像；

-处理所述图像以对自由掉落的每个物品进行计数；

-处理所述图像以确定每个掉落物品的至少一个特性，优选地颜色；以及

-关于至少一个预定特性来评估所述确定的特性。

在优选实施例中，该方法可以可选地被实施用于将多个离散物品分配到收集空间，该方法还包括一旦收集到形成批次的预定数量的计数物品就停止分配到收集空间的步骤。

物品可以优选地批量地掉落到容积中。也就是说，多于一个物品(优选地多于两个、三个或四个物品)同时平行地朝向容积掉落。这与物品的单列分配不同，在单列分配中，基本上每个分配的物品将与先前和随后分配的物品竖直间隔开。批量分配提供多个物品的分配，以便同时竖直掉落，其中物品在它们掉落时同时处于类似的重叠高度。垂直于掉落方向的水平间隔或分离是优选的，但不是必需的。与物品的单线流动相比，这种批量分配可以被理解为来自分配器的物品的“瀑布”状流动。本发明还可以或替代地被实施用于物品的单列分配，其中基本上每个分配的物品与先前和随后分配的物品竖直间隔开。

数字成像装置获取多个图像，所述图像是多个掉落物品的图像。也就是说，获取的图像捕获每个获取的图像的多个物品的图像日期，优选地捕获的图像的x轴上的多个物品。这可以通过提供物品的批量分配来实现，其中所述物品平行掉落，并且提供适当角度的透镜，例如广角透镜，以对物品掉落的区域进行成像。

可以认为有利的是，计数和物品特性检查都由过程或设备内的单个模块或分析点执行。这可以有利地与其中计数和检查能力采用两个分离的系统的系统形成对比；即，用于计数的模块和用于检查的模块。这样的双系统则可能需要多个不同的通信协议、算法处理、多个接口以及物理部件，这可能导致低效率、高成本和高操作复杂度。

本发明可以通过使用相同的图像集、相同的相机系统、相同的操作和/或相同的用户界面提供物品计数和物品特性检查来帮助解决这些问题。这可以帮助提高处理器效率，可能改善实时分析。

本发明的方法可以被实施用于计数和检查作为批量材料馈送的物体，具有将批量物体传送到计数和检查数字成像装置的馈送装置，其中成像装置被设计用于在物体自由掉落时对多个物体进行非接触计数和检查。

在优选实施例中，根据一个实施例，提供了一种用于将一批预定数量的离散物品分配到收集空间的方法，所述方法包括：

-提供具有开口分配端的传送器；

-将所述传送器上的批量物品运输到传送器的开口分配端；

-允许物品从所述传送器的所述开口分配端自由掉落到收集容积中；

-在朝向所述收集空间自由掉落期间采用数字成像装置来获取所述物品的图像；

-处理所述图像以对自由掉落的每个物品进行计数；

-处理所述图像以确定每个自由掉落物品的至少一个特性，优选地颜色；以及

-关于至少一个预定特性来评估所述确定的特性；以及

一旦收集到形成批次的预定数量的计数物品，就停止分配到所述收集空间。

在本发明的另一方面，提供了一种用于检查和分配物品的设备，所述设备包括：

分配器，所述分配器包括开口分配端，所述开口分配端被配置为可选地批量分配多个物品；

在所述开口分配端下方的容积；

至少一个数字成像装置，所述至少一个数字成像装置被定位成捕获从所述开口分配端掉落(优选地自由掉落)的物品的图像，更优选地其中被布置成获取包括每个图像对多个物品的成像的图像；

处理器，所述处理器被配置为分析由所述数字成像装置捕获的图像，所述分析至少包括物品数量的计数、以及每个成像物品的至少一个特性、优选地颜色的确定。

在优选实施例中，分配器包括用于分配物品的传送器。传送器被提供有开口分配端，所述传送器被配置为以单列或批量(优选批量)将物品运输到其开口端。

传送器是将物品从一个位置移动、激励或以其他方式移位到另一个位置的装置。本领域中已知多种传送器系统，优选的示例可以包括带式传送器和振动传送器(例如振动板)，但是可以设想使用重力传送器、气动传送器和其他传送器。

在优选实施例中，该设备还包括分配单元，所述分配单元被配置为分配预定数量的计数物体。

在优选实施例中，该设备还包括供应单元，所述供应单元被配置为供应容器，其中每个容器从分配单元接收预定数量的计数物体。

在本发明的优选实施例中，提供了一种用于检查和分配成批物品的设备，所述设备包括：

传送器，所述传送器具有开口分配端，所述传送器被配置为将多个物品(优选地批量)运输到其开口端；

在所述开口分配端下方的收集容积；

至少一个数字成像装置，所述至少一个数字成像装置被定位成捕获从所述传送器的所述开口端自由掉落的物品的图像；

分配单元，所述分配单元被配置为分配预定数量的计数物体；以及

供应单元，所述供应单元被配置为供应容器，其中每个容器从所述分配单元接收预定数量的计数物体。

与一些现有技术的装置相比，发明人已经发现，在物品从传送器的开口端自由掉落时，确定每个物品的至少一个特性(优选地颜色)在某些情况下可以有利于提高识别恶意或异常产品的准确性和/或计数和分配装置和方法的吞吐量速率。此外，在用于计数和分配装置的生产和/或维护的成本降低方面也可能出现优点。

可以认为本发明的优点是，在物品掉落时对(一个或多个)物品特性进行检查。优点可以是通过成像更容易地分析物品，因为在坠落期间减少或消除了物品的聚类。例如，聚类在递送轨道上的物品可能倾向于在从该轨道落下时分离，从而允许改进对物品的视觉分析。与需要专门的轨道上物品分离系统和/或单列提供或分配的其他系统相比，这可以被视为优点。

例如，在自由掉落期间确定物品的特性(诸如颜色)可以有利地提高确定物品颜色(例如其色调)的准确性。在一个方面，对于自由掉落物品，自由掉落物品可以与周围的固体表面(例如背景表面)间隔开。这可以简化图像处理，因为在区分物品与背景板方面存在较低的负担。例如，如果物品在搁置在基本上水平的板上时被分析，则图像处理器必须确定图像中的数据是该批次的物品、恶意物品还是支撑板的一部分；这可能减慢处理或导致错误。对于可能收集灰尘层的背景或支撑表面，该益处可能尤其突出，灰尘层可能或多或少类似于要计数和分析的物品，并且灰尘层可以在分配程序的整个过程中改变。当然，去除灰尘的清洁过程可能会对处理速率产生负面影响，使得避免这种需要可以是有利的。

可以认为本发明的优点是，在物品掉落时对(一个或多个)物品特性进行检查。优点可以是降低或消除对灰尘的敏感性。例如，一些计数系统可以基于水平轨道上的物品放置。问题是灰尘可能积聚，使得针对灰尘(类似颜色)背景对物品的分析复杂或不准确。对于这样的系统，可能需要从轨道移除积聚的灰尘以预成型物体检查并重新获得准确性。再次，灰尘的移除和清洁操作可能减慢过程并且更一般地降低效率或准确度。

虽然颜色是优选的特性，但是也可以或替代地分析物品的其他特性，包括偏振、荧光、纹理、半透明度和其他信息，其可以用于表示用于识别和缺陷检测的物体的图像。

与上述内容一致，可以优选的是，自由掉落的物品与任何固体表面间隔开至少1cm，优选地至少5cm，或更优选地大于10cm，不包括传送器的开口端。

在一些实施例中，在传送器的端部和区域的上边缘之间提供竖直间隙，以确保传送器的端部表面不被记录在图像中。

在优选实施例中，被分析的物品的特性是自由掉落物品的可见颜色。特别地，颜色可以与制药公司的特定药物相关联，并且可以用作拒绝与预定颜色或色谱不匹配的可疑或恶意物品的基础。优选地，颜色通过色调(纯色或颜色的混合)、色度(纯色和白色的混合)、阴影(纯色和黑色的混合)和/或色泽(纯色与任何中性或灰度色的混合)中的任何一种或多种来识别。颜色还可以被确定为光谱图案，或被确定为来自对颜色进行成像的数字相机传感器(例如CCD传感器或CMOS传感器)的预定输出。

可以通过向成像系统呈现示例性物品来对预定特性进行编程。例如，AI可以被实施为基于示例性物品和/或示例性恶意物品来确定操作环境的背景内的预定特性的可接受边界。

在本发明的优选实施例中，如果一个或多个检查的自由掉落物品具有偏离所需特性的特性，则一批计数的物品将被拒绝进一步处理，例如包装、供应到另外的工作站或供应给客户。

可以基于已知颜色空间中的颜色的算法分析和识别来进行分析。

传感器可以优选地是被配置和/或适于作为全局快门操作的数字图像传感器(优选地CMOS或CCD)。这可能有助于减少外部干扰、偏斜和/或拖尾效应。以全局快门模式操作的数字图像传感器可以同时开始和结束大多数或所有传感器像素的曝光。全局快门可以允许在没有失真的情况下捕获高速移动物体。

用于图像捕获的曝光时间优选地是最小的。这可以帮助避免与快速掉落的图像捕获相关联的干扰、偏斜和/或拖尾效应。

本发明可以提供一种用于快速且准确地分配预定数量的已经检查了恶意内容的离散物品的方法。

传送器可以朝向成像装置运输多个物品，其中物品布置成单层，并且至少一些物品在传送器上平行地运输。传送器可以是被配置为将多个物品从料斗平行地运输到传送器的开口端的平行运输传送器。

平行运输传送器可以被配置成以每秒至少10、20、30、40、50或更多个物品的速率将物品运输出其开口端。

平行运输传送器可以被配置为具有适于承载垂直于行进方向彼此相邻的至少5个物品的宽度。更优选地至少10个或至少20个物品。

传送器可以是不包括平行地运输的物品之间的分离通道的基本上平坦的表面。传送器可以是任何已知的传送器，例如带式传送器或振动板。

合适的传送器在专利公开EP2600288中讨论，其通过引用并入本文。

优选的是，成像装置捕获传送器开口端正下方的区域或容积的图像，使得从传送器上掉落的物品在自由掉落时被记录在图像中，但是仍然包含来自传送器上的单个深度分层的一些顺序。

在一些实施例中，传送器的开口端正下方的区域或容积延伸到传送器的端部的宽度的有效部分，使得平行地运输并且平行地从传送器的端部掉落的所有物品被记录在图像中。

在专利公开EP2600288中讨论了成像装置的合适放置，该放置通过引用并入本文。

优选地实时处理图像，以允许连续确定掉落物品的数量及其特性，例如颜色。实时处理允许采取动态动作来控制分配物品的数量并确定特定批次包括异常或恶意物品。

在优选实施例中，所述设备或方法将所述多个物品分配到收集容积。收集容积可以是诸如瓶子、罐、盒、袋等的包装。

在优选实施例中，所述设备或方法适于分配一批或多批预定数量的物品。

在批次中实现期望数量的物品可以涉及在掉落物品的数量已经达到该批次的预定满数量之前停止传送器，并且继续确定掉落物品的数量，直到物品停止惯性地从传送器掉落；以及自动分配附加数量的物品，以完成该批次的预定数量的物品。在一些实施例中，附加数量的物品的自动分配包括操作补充物品分配器，以精确地分配完成预定数量的物品所需的数量的物品。优选地，还针对恶意或异常物品分析由补充物品分配器供应的物品。

在一些实施例中，处理图像以连续地确定掉落物品的数量包括当物品离开该区域时将物品计数增加1，其中当物品的顶部出现在图像中但从连续图像中缺失时确定退出。

在一些实施例中，处理图像以连续地确定掉落物品的数量包括当物品进入区域时将物品计数增加1，其中当物品的底部部分出现在图像中但从紧接在前的图像中缺失时确定进入。

在一些实施例中，处理图像以连续地确定掉落物品的数量包括：从进入区域直到离开区域，在连续图像上跟踪每个物品；以及在每个跟踪物品离开时将物品计数增加1，以防止在一个或多个图像中出现偶然噪声的情况下的错误计数。

本发明的设备的处理器可以包括计数和分析装置，该计数和分析装置被配置为实时处理图像，以连续地确定掉落物品的数量和每个物品的特性。

本发明的设备还可以包括以下中的一个或多个：致动器，所述致动器被配置为根据致动器控制命令来控制所述传送器的操作；计算平台，所述计算平台被配置为从所述计数和分析装置接收掉落物品的数量和特征的细节，并且基于掉落物品的数量和预定目标数量生成启动或停止所述传送器的命令，和/或生成拒绝命令以拒绝被确定为包含异常或恶意物品的批次。

该设备可以被提供有用于排出包含被识别为偏离所需特性的物品的批次的排出导管。例如，该设备可以被配置为如果所需的丸剂颜色是红色，则拒绝一批丸剂，但是在被分析为落入该批次的物品内检测到蓝色物品。

在一些实施例中，所述计数和分析装置包括图像传感器，并且被配置为使用所述图像传感器的预定数量的像素行来捕获图像，可选地，所述预定数量小于所述图像传感器中存在的传感器行的总数量。

在一些实施例中，所述分析装置被配置为通过分析受图像传感器的连续样本中的掉落物品影响的传感器像素的图案来确定掉落物品的数量。

在一些实施例中，该设备包括一个或多个光源，以照射自由掉落的物品。优选地，照明是白光照明，然而，其他颜色的照明可以用于特定物品和处理程序。

在一些实施例中，该设备还包括用于将从掉落物品反射的光聚焦到成像装置上的透镜部件。

附图说明

将参考附图中所示的实施例进一步解释本发明的各个方面，其中：

图1A示出了用于分配物品的机器的第一示例性实施例的示意图；

图1B示出了用于分配物品的机器的第二示例性实施例的示意图；

图2是用于操作分配机器的方法中的步骤的流程图；

图3A是用于对从传送器掉落的物品进行计数的透镜、传感器和照明设备的示例性实施例；

图3B是用于对从滑动区域掉落的物品进行计数的透镜、传感器和照明设备的示例性实施例；

图4A示出了从滑动区域掉落的物品的示例性快照；

图4B是在三个示例性片剂掉落期间捕获的多个传感器线的示意图；以及

图5示出了传送器和补充物品分配器的操作模式的示意图。

具体实施方式

应当理解，为了说明的简单和清楚，在认为适当的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件或步骤。另外，阐述了许多具体细节以便提供对本文描述的实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文描述的实施例。此外，该实施例不应被视为以任何方式限制本文描述的实施例的范围，而是仅描述本文描述的各种实施例的实施。以下是仅作为示例并参考附图给出的本发明的各种实施例的描述。

以下描述涉及快速、准确且有效地分配预定量的经质量检查的离散物品，诸如种子、宝石、丸剂、丸剂、胶囊、糖果等。

由所公开的方法和设备解决的技术问题涉及需要将基本上相同的物品从容器分配到单独的包装中的情况，每个包装包含相同的预定数量的物品(批量大小)。分配必须以高精度进行，使得避免包含少于或多于预定数量或其公差的物品的包装。此外，对于物品的精确数字分配，计数批次中的每个分配物品具有指定的特性并且排除异常或恶意物品也可能是重要的。

一种技术解决方案是提供一种用于分配预定数量的物品的设备和方法，其中基本上检查或核查每个物品，优选地每个物品，以确保它具有期望的特性或它不具有异常或恶意特性。

该设备可以包括可以容纳大量待分配的批量物品的馈送器，诸如料斗或筒仓。料斗将物品释放到由致动器激活的传送器上，该致动器由计算平台控制。传送器可以是传送带、振动传送器、振动斜槽、具有变化倾斜度的斜槽或用于沿着路径运输物品的任何类似装置。在一些实施例中，物品以自由方式从料斗释放，使得多个物品可以同时或以最小的时间差释放，使得第二物品在第一物品完全释放之前开始释放。由于传送器的运动和/或其振动，物品以单层并且以多个物品平行行进的方式(与单列相比)随机布置在传送器的表面上。

致动器的振动可以使物品在传送器上振动，使得物品中的每一个最终呈现稳定的姿势。例如，一些物品(诸如药用片剂)可以被成形为直圆柱体、或具有至少一个基本上平坦的面的类似形状。振动可以使片剂移动，使得它们的平面侧面中的任何一个在传送器上是平坦的，其中通常片剂不彼此倾斜，而是将每个片剂的整个平面放置在传送器的表面上。不具有平面侧面的物品可以根据其形状、重心等呈现相对稳定的姿势。例如，具有圆形端部的管状胶囊可以与管状表面(而不是头部)一起位于传送器上。由于是对称的，即使胶囊围绕其管状表面旋转，当从上方观察时，它也将具有相同的突起。

当物品到达传送器的开口分配端时，它们以弹道轨迹从传送器自由掉落到容器或最终通向容器的轨道或处理路径中。当物品从传送器的开口端落下时，它们之间的间隙倾向于增加，并且先前在传送器上彼此接触的物品倾向于分离。因此，在实施例中，成像装置连续捕获传送器端部正下方的区域(“成像区域”)的图像，使得当绝大多数物品(如果不是所有物品的话)展开并且彼此不接触时，自由掉落的物品在轨迹中被描绘在图像中。这可以有助于在对捕获的图像的计算机化分析期间改进对物品的分析，以用于对其他特性(诸如颜色(色调、色度、阴影和/或色泽，优选地色调或阴影))进行计数和分析。

在替代实施例中，通常水平的传送器以倾斜的滑动区域结束。物品从传送器掉落到滑动区域，滑过该区域，并且在其端部掉落到被填充的容器中或掉落到通向容器的处理路径的轨道中。滑动区域的斜率提供了物品沿着滑动区域行进的基本相同的速度函数，并且因此在物品离开滑动区域的情况下提供了物品的基本相同的下降速度。它还提供了物品之间的增加的间隔，并且一旦离开滑动区域就提供了基本相似的轨迹，因此提供了相对于成像装置的相似角度。

当物品从传送器边缘自由掉落时，对物品进行分析(针对至少一个特性(诸如颜色、偏振、荧光、纹理或半透明度，但优选地颜色)进行计数和分析)。一旦预定数量的物品掉落到容器中，则停止传送器。在一些实施例中，预定数量是不足数量的物品，即，比完整批次所需的更少数量的物品，因为考虑到在传送器停止之后，一个或多个物品仍然可以借助于惯性力通过成像区域掉落到容器中。在传送器停止之后掉落的(一个或多个)物品也针对特性被计数和分析，并且确定容器中物品的总数。

在实施例中，系统可以被配置为使得即使惯性下降，分配的物品的总数在几乎所有情况下仍然小于最终所需数量。在这些情况下，控制系统根据需要以一个或多个脉冲重新激活传送器，使得额外的物品掉落并完成最终数量。这样的过程在EP2600288中详细描述，该过程通过引用并入本文。一旦分配的物品的数量达到(或超过)所需物品的数量，就移除容器，并以相同的方式放置和填充新的容器。

在一些实施例中，可以使用被称为补充物品分配器的附加装置来完成从最终数量仍然缺失的物品。补充物品分配器可以包括将多个物品保持在储存器中并且将它们一个接一个地离散地机械推出的机构。在EP2600288中详细描述了这样的过程和装置，其通过引用并入本文。

因此，在实施例中，通过传送器的分配和通过补充物品分配器的分配可以至少部分地同时执行，从而减轻或消除缓慢性问题。在该实施例中，提供了两个容器站：在传送器的端部下方的用于接收掉落的物品的第一站和在补充物品分配器处的，用于接收离散分配的物品的第二站。这样，当补充物品分配器完成已经由传送器填充的容器中的缺失物品时，其他物品通过传送器分配到第一站处的第二容器中。当第二容器填充有不足数量的物品时，它移动到第二站以便完成，依此类推。

从补充物品分配器分配的物品优选地还关于相同的特性(优选地颜色)进行分析，以检测作为补充流的一部分分配的恶意或异常物品。

用于分析自由掉落中的物品(例如，已经掉落的物品的数量和(一个或多个)其他特性)的成像装置可以以各种方式实施。在一些示例性实施例中，方法和布置可以使用由像素的行和列组成的图像传感器。

传感器可以由与计算平台相关联的控制和处理单元控制。传感器可以是互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、电荷耦合器件(CCD)传感器或任何其他传感器。在优选实施例中，分析物品的可见颜色，并且图像传感器是彩色图像传感器，诸如Bayer滤波器传感器、Foveon X3传感器、3CCD等。

成像装置可以是线扫描彩色相机或区域扫描彩色相机。例如，传感器可以是使用三个单独的成像线来捕获RGB图像的三线性线扫描相机。

待分析物品的优选特性是自由掉落物品的可见颜色。颜色可以特别地与制药公司的特定药物相关联，并且可以用作拒绝包括与预定颜色或色谱不匹配的可疑或恶意物品的计数批次的基础。优选地，颜色通过色调(纯色或颜色的混合)、色调(纯色和白色的混合)、阴影(纯色和黑色的混合)和/或色调(纯色与任何中性或灰度色的混合)中的任何一种或多种来识别。颜色可以被确定为光谱图案，或被确定为来自对颜色成像的数字相机传感器(例如CCD传感器或CMOS传感器)的预定输出。

例如，在捕获的图像内识别掉落物品或掉落物品的一部分时，可以将来自传感器的成像像素的输出与表示预定和/或预期颜色的所需信号值进行比较。如果传感器输出与预定和/或所需的信号值不匹配(在可接受的公差内)，则可以将接收所识别的物品的批次记录为包含恶意或异常物品，并且针对拒绝进行标记或注明。

传感器可以优选地是被配置和/或适于作为全局快门操作的数字图像传感器(优选地CMOS或CCD)。这可以有助于减少外部干扰、偏斜和/或拖尾效应。以全局快门模式操作的数字图像传感器可以同时开始和结束大多数或所有传感器像素的曝光。全局快门可以允许在没有失真的情况下捕获高速移动物体。

为了数据处理的效率和速度，并且考虑到通常可以预先知道物品的预期轨迹、速度、物理形式和颜色，可以优选的是仅读取和/或利用来自图像传感器的有限数量的像素(例如有限数量的像素行和/或列)和/或选定颜色的像素(例如红色和绿色、仅红色和蓝色或仅蓝色和绿色像素)的数据。

在通常的实施例中，透镜位于传感器和物品的掉落区域之间，并且一个或多个可选光源(诸如白色发光二极管(LED))可以将光洒落在掉落物品上。LED可以以一定角度照亮坠落区域，使得只有最小的光从除了坠落物品之外的物体反射，并且透镜将从坠落物品反射的光聚焦到传感器上。

由于物品的掉落速度由于传送器速度或滑动面积而基本上是均匀的，因此传感器的采样率可以被设置为使得从以平均速度掉落的物品反射的光将被至少预定数量的连续传感器样本捕获。受传感器上的物品影响的像素的数量可以取决于掉落物品的形状。例如，形状为直圆柱体的片剂可能掉落，使得其平面基本上呈现为圆形。因此，在其中看到物品的传感器行可以产生图案，其中捕获物品的第一和最后传感器样本可以包含比中间样本更少的受影响像素。

由于传感器样本中的像素的已知图案在每个平板掉落时受到每个平板的影响，并且由于物品通常由于它们不靠在彼此上而分开掉落，因此可以使用先前或连续捕获的样本来区分由单个传感器样本捕获的两个或更多个相邻的掉落物品。

所公开的主题的技术效果是提供一种用于以高精度将预定数量的物品分配到容器中的方法和设备，使得在几乎100％的情况下，包装恰好包含所需数量，并且任务以高效率执行，使得可用资源被很好地利用，并且对每个物品的至少一个特性的同时分析确保所有收集的物品都是期望的物品，替代地排除恶意或异常物品，或可以拒绝包含恶意或异常物品的批次进行进一步处理。

现在参考图1A，其示出了用于以高精度和高效率分配和分析预定数量的物品的一个或多个特性的设备的示意图。

该设备包括与计算平台104通信并从计算平台104接收控制命令的机器100。机器100包括成像(或“捕获”)装置135和向控制和处理单元144提供信息的分析装置136。计算平台104向机器100提供控制命令。

机器100包括储器，诸如料斗或筒仓112，其包含待分配到容器中的多个物品116。每个容器(诸如容器132)最终将包含预定数量的物品116。

在这里被示出为储器的一个示例的料斗112可以包括在其下开口114处的闸门。升高或降低闸门限制了从料斗112分配到传送器120上的物品116的数量。在一些实施例中，下开口114足够宽以允许多个物品116平行地分配到传送器120上。同时处理多个物品提供了该方法和设备的快速分配和高产率。然而，本领域技术人员将认识到，可以使用本领域已知的其他装置将物品分配到传送器120上。

传送器120可以是传送带、振动斜槽、具有可变倾斜角的斜槽等。可选地，传送器120是能够在与运输方向正交的方向上至少部分地平行地运输多个物品的形式(在下文中称为“平行运输传送器”)。传送器120具有多个物品平行地安置在其顶表面上的这种宽度。

传送器120由致动器124控制，致动器124从计算平台104接收命令。致动器124可以通过电流、液压流体压力、气动压力或任何其他能量源操作，并且将能量转换成施加到传送器120的某种运动。

致动器124的功能取决于传送器120的性质。例如，如果传送器120是传送带，则致动器124驱动或停止传送带；如果传送器120是振动斜槽，则致动器124启动或停止振动引擎；如果传送器120是可变倾斜度斜槽，则致动器124降低或升高斜槽的一侧等。

在一些实施例中，致动器124引起传送器120中的振动，这使得传送器120上的物品呈现特定位置。例如，如果分配的物品是圆柱形药用片剂，则振动可能导致它们在传送器120上呈现这样的位置，使得它们的平面侧中的一个搁置在传送器120上，并且通常没有物品部分地或完全地倚靠在另一个物品上。然而，物品可能偶尔彼此接触。

物品116在操作时沿着传送器120或与传送器120一起前进，直到传送器的端部128。

从传送器的开口端128，物品自由掉落，并且如图所示的那样直接到达容器132，或通过通向容器的轨道或其他处理路径(未示出)到达容器132。

在一些实施例中，传送器120的致动速度以及因此放置在其上的物品的速度可以例如在约2cm/秒和20cm/秒之间，例如6cm/秒。

当掉落的物品行进通过从传送器端部128延伸或略低于传送器端部延伸到下方一定距离的虚拟“成像区域”129时，捕获装置135对掉落的物品进行成像，从而形成面向捕获装置的虚拟凸矩形。然后可以由分析装置136分析图像。

分析装置136可以从控制和处理单元164接收控制命令，诸如对捕获装置135内的传感器进行采样的命令。控制和处理单元164可以是下面详述的计算平台104的一部分或以其他方式与计算平台104相关联。分析装置136可以将成像数据提馈送控制和处理单元164以用于计数和分析其他特性。控制和处理单元164可以将原始数据或计数结果或中间结果传送到计算平台104。

在一些实施例中，控制和处理单元164可以被实施为计算平台104的一部分，例如作为由计算平台104执行的应用。然而，在其他实施例中，控制和处理单元164可以与计算平台104分开实施，或作为分析装置136的一部分实施。

下面结合图3A-图3B和图4A-图4B进一步详细描述分析装置136以及控制和处理单元164的操作。

计算平台104可以包括处理器144。处理器144可以是任何中央处理单元(CPU)、微处理器、电子电路、集成电路(IC)等。替代地，计算平台可以被实施为硬件或可配置硬件，诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。在其他替代方案中，处理器144可以被实施为为诸如数字信号处理器(DSP)或微控制器的特定处理器编写或端口到诸如数字信号处理器(DSP)或微控制器的特定处理器的固件。处理器144可以用于执行计算平台104或任何其子部件所需的数学、逻辑或任何其他指令。

在一些实施例中，计算平台104可以包括MMI(人机接口)模块148。MMI模块148可以用于从机器100、分析装置136或用户接收输入或向机器100、分析装置136或用户提供输出，例如接收与校准和操作设备相关的特定用户命令或参数，存储和检索信息，提供用于分析设备的性能的输出等。

在一些示例性实施例中，计算平台104可以包括一个或多个存储装置，诸如存储装置152。存储装置152可以是非暂时性的(非易失性的)或暂时性的(易失性的)。例如，存储装置152可以是闪存盘、随机存取存储器(RAM)、存储器芯片、诸如CD、DVD或激光盘的光学存储装置；诸如磁带、硬盘、存储区域网络(SAN)、网络附加存储(NAS)等的磁存储装置；诸如闪存装置、记忆棒等的半导体存储装置。在一些示例性实施例中，存储装置152可以保存下面详述的控制部件160的程序代码，其可操作为引起处理器144执行与下面详述的图2的任何步骤相关联的动作，向用户显示信息等。存储装置152还可以保存信息，诸如当针对特定类型的分配任务操作机器时要使用的校准结果、完成的容器的数量、每个容器中的物品的数量、包含异常或恶意物品的容器的容器标识等。

计算平台144还可以包括与MMI模块148通信的一个或多个输入/输出(I/O)装置156(诸如终端、显示器、键盘、输入装置或类似者)或与其相关联，以与系统交互，提供用于校准机器的指令等。

计算平台144还可以用于可选地在校准期间并且可选地在操作期间例如根据从分析装置136接收的计数确定和生成要提馈送致动器124的控制命令的执行控制部件160。

控制部件160可以被实施为一组或多组相互关联的计算机程序指令，其可以使用任何编程语言并在任何开发环境下开发。计算机程序指令可以存储在存储装置152上并提馈送处理器144或任何其他可编程处理设备以产生机器，使得经由处理器执行的指令创建用于实施流程图或框图中指定的功能的装置。

计算机程序指令还可以存储在计算机可读非暂时性介质上。下面结合图2进一步详细描述由控制部件160执行的步骤。

应当理解，计算平台144可以作为机器100的一部分或以其任何组合远离机器100提供。

现在参考图1B，其示出了用于提供以高精度和高效率分配预定数量的物品的设备的另一实施例的示意图。

如图1A中，该设备包括机器100、在其下开口114处具有闸门的料斗或料仓112、传送器120、致动器124、计算平台104、捕获装置135、分析装置136和容器132。

物品116被释放到传送器120上，并且在操作时沿着传送器120或与传送器120一起前进，直到传送器的端部128。

物品从传送器端128落到斜坡134上并沿着斜坡134落下。应当理解，在一些实施例中，斜面134可以由粗糙材料制成，使得物品不会沿着斜面134加速，而是由于摩擦而保持它们的速度。然而，斜面134和物品之间的摩擦系数使得摩擦不会阻止物品滑动，并且不会导致物品滚动，从而保持物品的接触斜面134的侧面不变。

当物品从斜面134的端部138落下时，斜面134使物品呈现基本均匀的速度，并且以类似的轨迹继续自由掉落，使得它们相对于捕获装置135的角度是类似的。

在一些实施例中，传送器120的速度以及因此放置在其上的物品的速度可以例如在约2cm/秒和20cm/秒之间，例如6cm/秒。物品沿着斜坡134滑动的速度可以相对于传送器120的速度增加，并且可以达到每秒约20cm至每秒约2米之间，这取决于斜坡134的材料及其角度。

在斜面134的端部138处，物品自由掉落并到达容器132。

捕获装置135被定位和设置成当物品从斜面134的端部138掉落时捕获物品的图像，这与图1A的设置不同，在图1A的设置中物品从斜面134的端部138掉落时捕获物品的图像。当它们沿着虚拟“成像区域”139行进时被捕获，该虚拟“成像区域”139从斜面134的端部138或略低于斜面134的端部138延伸到下方一定距离，形成面向捕获装置的虚拟凸矩形。分析图像，并且以与图1A的实施例中基本相同的方式控制和激活机器100。

现在参考图2，其示出了用于操作分配机器(诸如图1A-图1B所示的分配机器)的步骤的流程图，以提供物品的高精度且高效率分配和分析，从而产生高吞吐量和定性精度。

在步骤232中，传送器被激活一段时间，该时间段被确定为使得由于激活而掉落的物品的数量接近但不达到每个容器中需要分配的物品的数量。根据在校准阶段的步骤216上确定的第一吞吐量函数来确定持续时间。在一些实施例中，时间段被确定为使得在大多数情况下，容器将包含少于所需数量的物品。其原因在于，通常期望具有较少的物品，这可通过添加物品来校正，而不是分配太多的物品。

在步骤236中，确定已经掉落到容器中的物品的数量。物品的数量还包括在传送器停止之后由于惯性力而掉落的物品。应当理解，在一些实施例中，物品在掉落时被计数，这发生在传送器运动时和之后的一段时间。

在步骤258中，基于捕获的图像数据确定每个计数的物品的特性，优选地颜色。

在步骤260中，确定批次中的每个计数的物品是否与所需的或预定的特性匹配，优选地与指定的颜色特性匹配。如果不是所有计数的物品都满足所需的或预定的特性，则在步骤262拒绝该批次的计数的物品。

如果所有计数的物品满足所需的或预定的特性，则在步骤240中确定容器中是否仍然缺少物品以完成必须分配的全部数量。

如果没有物品缺失，这可能是罕见的情况，则在可选步骤242中，如在校准步骤200上设置的吞吐量函数或其参数，诸如吞吐量函数中的特定点的值，基于在初始操作期间已经下降的物品的数量和一个或多个脉冲来更新，如专利公开EP2600288中所讨论的。无论校准参数是否已经在运行中更新，在步骤244中移除容器，并且放置下一个容器。

如果物品仍然缺失，则在两个实施例中或在统一的实施例中，两个选项是可用的：在第一选项中，在步骤248中，确定脉冲长度的所需持续时间，使得由于脉冲而掉落的物品将接近或完成所需数量的物品。

因此，在步骤252中，可以激活传送器达所确定的或预定的脉冲长度。

在步骤256中，与上述步骤236类似地确定掉落物品的数量，并且控制返回到步骤258。

根据待分配物品的用途和性质，在一些实施例中，传送器的单次激活将足以确保在足够大百分比的箱子中，分配的物品的数量在所需数量的令人满意的范围内。然而，如果需要更高的精度，则将需要一个或多个脉冲来实现目标，使得不会发生过多。

在步骤240中当物品仍然缺失时采用的第二选项中，可以利用补充物品分配器来分配缺失的物品。现在临时参考图5，其描绘了该选项。首先，传送器502用于快速分配相对大量的物品，例如数十个。一次操作中数百或数千个物品。当容器504中的物品506的数量几乎达到期望的最终数量时，传送器502停止，使得即使在惯性下降之后，仍然会缺失几个物品(例如1-10个)。然后使用自动装置将容器504从传送器附近的站A运输到补充物品分配器508附近的站B。然后，补充物品分配器508通常以比传送器502的吞吐量慢得多的速率将缺失的物品510分配到容器504中。当补充物品分配器508操作时，传送器502再次操作，以填充另一个容器。该过程继续直到所需量的容器已经填充完成。类似地检查由补充分配器508分配的物品的所需特性，并且在任何缺失的物品510不满足所需特性的情况下拒绝该批次。

现在参考图3A，其示出了与上述图1A的实施例一起使用的捕获装置的实施例。当物品(诸如物品116)从传送器120的端部128掉落时，捕获装置捕获它们的图像。物品116被示出为批量分配(“瀑布”型分配，而不是单列分配)，其中多个物品116在掉落时平行掉落并且在高度上相邻。

捕获装置135包括传感器300，其可以是CMOS、CCD或任何其他成像传感器。传感器可以被实施为像素传感器的一维或二维集合，每个像素包含光电检测器和放大器。如果传感器300包括二维阵列，则像素传感器的行或列可以对准或可以不对准。传感器可以是彩色图像传感器，诸如Bayer滤波器传感器、Foveon X3传感器、3CCD、线扫描彩色相机、使用三个单独的成像线来捕获RGB图像的三线性线扫描传感器、或区域扫描彩色传感器。

传感器可以被定位成使得其面与虚拟成像区域处的掉落物品的轨迹的切线成约45度和约135度之间的角度，例如90度。

传感器300可以定位成使得其中心区域(例如，一个或多个中心行)最靠近传送器120的端部128。在一些示例性实施例中，中心传感器300的区域可以位于距端部128的中心区域约20cm和约40cm之间的距离处。

捕获装置135还可以包括一个或多个光源，诸如光源306和308，其不断地或间歇地将光洒落在掉落的物品上。

传感器300可以优选地是被配置为和/或适于与全局快门一起操作的数字图像传感器(优选地CMOS或CCD)。这可以有助于减少外部干扰、偏斜和/或拖尾效应。以全局快门模式操作的数字图像传感器可以同时开始和结束大多数或所有传感器像素的曝光。全局快门可以允许在没有失真的情况下捕获高速移动物体。可以替代地使用滚动快门，但是它更容易受到高速物体的失真效应的影响。

当物品116从端部128掉落时，用于物品116的图像捕获的曝光时间优选地是最小的。这可以有助于避免与快速掉落物品116的图像捕获相关联的干扰、偏斜和/或拖尾效应。光源的勒克斯适当地高以允许短曝光时间。

光源(诸如光源306和308)可以优选地提供全光谱白光，但是也可以为特定预期颜色的物品或可能的恶意或异常物品提供部分光谱。

在其中间歇地发出光的实施例中，LED的脉冲长度和频率可以被选择为使得将从每个物品反射足够的光以激活传感器。

光源306和308被可选地定位成使得光将不被反射或仅最小程度地从除了已经从端部128掉落的物品之外的其他物体反射。

捕获装置135还可以包括用于将从掉落物品反射的光聚焦到传感器300上的透镜312。透镜312可选地是透镜部件，其在一些实施例中还可以提供光学变焦功能。

由传感器300采样的图像可以被传送到图像控制和处理单元164，图像控制和处理单元164可以执行特性(优选地从传感器输出的颜色)的计数和分析，并且将数量和特性信息报告给计算平台144。可以通过处理单元164将测量的特性(诸如颜色)与所需或预期的特性进行比较，并且如果一个或多个物品偏离(超过公差水平)所需或预期的特性(例如颜色)，则将该批次标记或标注为坏批次或拒绝批次。替代地，原始传感器数据可以传递到计算平台144以进行处理。

现在参考图3B，其示出了与上面图1B中所示的实施例一起使用的捕获装置135的实施例。如在上面的图3A中，捕获装置135包括传感器300、光源306和308以及透镜312。然而，传感器300被定位成使得其在物品从斜坡134的端部138掉落时捕获物品的图像。

传感器300可以被定位成使得其中心区域(例如，一个或多个中心行)最靠近斜坡134的端部138。在一些示例性实施例中，传感器300的中心区域可以位于距端部138的中心区域约20cm和约40cm之间的距离处。

由于惯性力，物品以与它们沿斜面134滑动的姿态基本相同的姿态从端部138掉落。因此，传感器300可以基本上平行于从斜面134的端部138掉落的物品的平面，并且基本上平行于斜面134的平面的延续。

光源306和308可以恒定地或间歇地将光洒落在掉落的物品上，并且可以被定位成使得光将不会从斜面134反射或仅最小程度地反射，而是仅从已经从端部138掉落的物品(诸如物品118)反射。

在传送器120上，物品通常呈现稳定的姿势并且不相互倚靠，并且它们的速度基本上是均匀的，仅在很少的情况下，物品被成像为部分或完全重叠。当多个物品在图1A的实施例中从传送器120的端部128掉落时，或在图1B的实施例中从斜坡134的端部138掉落时，它们可以彼此分散成瀑布型分布。例如，即使两个或更多个物品彼此相邻，当它们在边缘上倾斜并且物品之间的间隙增加时，它们也可以是分离的。可以对物品的这种分布进行成像。

掉落物品116可以优选地使用作为全局快门操作的传感器来成像。也就是说，用于成像的每个像素(优选地传感器的所有成像像素)同时开始和结束曝光。这可以有利地捕获快速掉落的物品的图像而没有失真。在图4A中例示了经由全局快门成像可获得的图像。图像包含针对在时间T₀处拍摄的所有成像传感器像素拍摄的数据。可以对全局快门中的每个物品进行计数，并且可以针对图像中的每个物品评估一个或多个特性，优选地至少颜色。

替代地，尽管全局快门可能是优选的，但是也可以实施滚动快门图像捕获，其中检测每个掉落物品的图像的相对窄的水平切片。这在图4B中例示，图4B示出了传感器线的样本的连续序列。可以利用一个或多个传感器线。因此，该图中所示的情况是最一般的情况，其仅示出了单行像素。在时间T₀处获取的样本420包括受由序列444、448、450、452和454组成的第一物品的下边缘影响的像素的窄序列444，而分别在时间T₁、T₂和T_3处获取的样本422、424、426和428分别示出物品408的更宽序列448、450和452，并且在时间T₄获取的样本428也再次示出受物品408影响的像素的窄序列454。

类似地，分别在时间T₂、T₃、T₄、T₅和T₆获取样本424、426、428、430和432的序列458、460、462、464和468，其中所述序列由从第二物品反射的光创建，并且分别在时间T₅、T₆、T₇、T₈和T₉获取样本432、434、436、438和440的序列470、472、474、478和480，其中所述序列由从第三物品反射的光创建。

使用在连续捕获传感器线时由掉落物品产生的受影响像素的已知模式，分析在时间T₀至T₉处获取的传感器线样本的序列，并且检测和计数三个物品。例如，区分和计数正确的圆柱形形状可以基于在其末端样本处的受影响像素的较低数量和在中间样本处的更高数量。

应当理解，即使物品可能以不同的速度掉落，一般模式仍然可以是有效的，但是它可能略微改变。例如，如果物品以更高速度掉落，则其中心部分可能出现在少于三个样本中，或其更窄的第一个或最后一个样本可能缺失。因此，在一些实施例中，可以以一定的灵活性搜索图案。

还应当理解，如果两个或更多个物品在传感器上看起来相邻，则可以通过将受影响的像素的数量除以受单个物品影响的像素的最大估计数量，并且将结果四舍五入到更高的数量来确定物品的数量。一些测量已经表明，在约1％的情况下，两个物品可能看起来相邻，而在显著更小的百分比中，三个或更多个物品相邻，因此这种划分可以提供令人满意的结果。

全局快门或滚动快门传感器中的每行像素可以包括用于感测红色、绿色和/或蓝色的像素，或交替的像素行可以感测绿色和蓝色以及红色和绿色入射光，诸如在Bayer滤波器中。

除了注意到来自物品的正反射点之外，传感器信息因此还可以通过针对各种颜色的像素中的每一个的变化的信号电平来提供指示物品颜色的信息。可以将一个或多个像素行的颜色输出与由处理单元164或计算平台144存储的所需或预期的示例性传感器信号(可能针对给定产品原位校准，或工厂预编程)进行比较。与计数物品的所需或预期示例性传感器信号值的偏差可以用作拒绝一批计数物品的基础。

使用单个传感器并且对单个传感器线或多个传感器线(诸如20个传感器线)进行采样提供了成本降低以及对掉落物品的有效检测。有效的检测可以用于提高检测速度，从而使得能够每时间单位计数更多的物品。然而，在其他实施例中，可以使用两个或更多个传感器。在一些优选实施例中，可以如在全局快门成像中那样同时捕获所有像素。

传感器输出的分析可以由图1A-图1B的控制和处理机构164或由计算平台104执行。

在一些进一步的分析中，图像分析技术也可以用于根据掉落物品在传感器上的各种投影来确定掉落物品是完整的还是破碎的。如果提供该特征，则可以忽略或从物品流中移除损坏的物品，使得容器将包括至少所需数量的适当物品。替代地，可以丢弃整个包装单元132。还可以基于颜色与预期颜色的偏差来识别破损物品，例如当处理涂覆制品时，不同着色的内部(例如白色)可以被揭示给传感器并且用作用于确定异常物品的存在的基础。

已经参考上面讨论的某些实施例描述了本发明。应当认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，这些实施例易于进行本领域技术人员公知的各种修改和替代形式。因此，尽管已经描述了具体实施例，但是这些仅是示例，并且不限制本发明的范围，本发明的范围在所附权利要求中限定。

Claims

1.一种方法，包括：

-允许物品掉落到容积中；

-采用数字成像装置在所述物品掉落时获取所述物品的图像；

-处理所述图像以对每个物品进行计数；

-处理所述图像以确定每个物品的至少一个特性，优选颜色；以及

-关于至少一个预定特性来评估所述确定的特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所获取的相机图像是利用高速相机获取的，优选地，所述相机被布置成每秒获取至少150个图像，优选地每秒获取至少200个图像，并且更优选地每秒获取至少250帧。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法分配预定数量的物品的批次，并且如果批次中的一个或多个检查的自由掉落物品具有偏离所需特性的特性，则拒绝对批次进行进一步处理。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所获取的图像是彩色图像，并且其中所确定的特性是所述物品的可见颜色，并且优选地当所确定的和预定的特性是色调时，所述预定特性是可见颜色。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述物品以自由掉落的方式掉落，并且优选地，其中自由掉落的物品与任何固体背景表面间隔开，优选地间隔开至少2mm，更优选地间隔开至少5mm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述物品落在无色、黑色或灰色背景的前面。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述物体是药用片剂、丸剂或胶囊。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述物品以单层布置在传送器上，并且所述物品中的至少一些在所述传送器上平行地运输。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中实时处理所述图像，以连续地确定掉落物品的数量。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

-提供具有开口分配端的传送器；以及

-将所述传送器上的批量物品运输到所述传送器的所述开口分配端；

优选地，其中掉落物品在掉落通过基本上紧接在所述传送器的所述开口端下方的容积时被成像。

11.一种设备，包括：

分配器，所述分配器包括开口分配端，所述开口分配端被配置为分配多个物品；

在所述开口分配端下方的容积；

至少一个数字成像装置，所述至少一个数字成像装置被定位成捕获从所述开口分配端掉落的物品的图像；

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述数字成像装置被配置为获取彩色图像，并且所述处理器被配置为：确定每个成像的掉落物品的颜色并且关于至少一种预定颜色评估所述颜色。

13.根据权利要求11或12所述的设备，其中所述成像装置包括一个或多个数字相机，所述相机被布置成每秒获取至少150个图像，优选地每秒获取至少200个图像，并且更优选地每秒获取至少250帧。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的设备，还包括一个或多个光源，以照射掉落物品。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的设备，还包括排出管道，所述排出管道用于排出被识别为偏离所需特性的物品或包含被识别为偏离所需特性的物品的物品批次。

16.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令用于：在由根据权利要求11至15中任一项所述的设备的处理器执行时，执行根据权利要求1至10中任一项所限定的方法。