檢測或檢查實驗室工作站的工作區(qū)域上的實驗室用品的排列的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本申請公開了檢測或檢查實驗室工作站的工作區(qū)域上的實驗室用品的排列的方法和裝置。在檢測方法中，通過數(shù)字相機(5)記錄和存儲參考數(shù)字圖像(6)來檢測實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)的實驗室用品(1)的原始排列。當(dāng)顯示參考數(shù)字圖像(6)時，帶有特征性標記(10)的實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)的可視區(qū)域被使用者使用輸入設(shè)備(11)進行選定和標記。接著，產(chǎn)生并存儲工作區(qū)域(2)的所述區(qū)域的參考圖像部分(12)和相應(yīng)參考圖像參數(shù)文件(13)。在檢查方法中，將該工作區(qū)域(2)的實驗室用品(1)的當(dāng)前排列與先前記錄的實驗室用品(1)的原始排列進行比較。該檢查方法包括采用數(shù)字相機(5)記錄當(dāng)前數(shù)字圖像(6’)來檢測當(dāng)前排列，并且從當(dāng)前數(shù)字圖像(6’)產(chǎn)生用參考圖像參數(shù)文件(13)的X/Y參數(shù)定義的當(dāng)前圖像部分(14)。檢查方法優(yōu)選另外包括基于計算機的將處理過的當(dāng)前圖像部分14’和處理過的參考圖像部分12’進行比較，對該比較的分析，以及實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)的實驗室用品(1)的當(dāng)前排列與原始排列的一致性、偏差和錯誤的顯示。
【專利說明】檢測或檢查實驗室工作站的工作區(qū)域上的實驗室用品的排列的方法和裝置
[0001]相關(guān)專利申請
[0002]本專利申請以2012年7月31日提出的瑞士申請N0.01233/12為優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用全部并入本申請。
[0003]相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本發(fā)明涉及檢測或檢查實驗室工作站的工作區(qū)域的實驗室用品的排列的方法和相應(yīng)裝置。該實驗室工作站為已知的，其包括例如工作面或至少一個放置實驗室用品的工作區(qū)域，實驗室用品例如以微盤或樣品管形式的容器、支承或稱為“托架”以接納這些容器或例如吸液管頭或吸液管頭匣。這些實驗室工作站優(yōu)選包括機動機械裝置或機械臂，其可以裝配夾子用于夾取實驗室用品和/或通過吸液管來容納和輸送液體樣品。特別優(yōu)選地，實驗室工作站還另外包括處理器或計算機用來控制機動機械裝置或機械臂的動作和另外優(yōu)選的實驗室工作站的其他參數(shù)。實驗室工作站的工作面或工作區(qū)域優(yōu)選為基本水平地排列。優(yōu)選地，配置為吸液裝置的機械裝置或機械臂包括至少一個吸液管用于接收(抽吸)和傳送(配液)液體樣品。通常實驗室工作站的控制器連接到機械裝置或機械臂，并裝備了以以下方式運行的相關(guān)軟件，處理器使得機械裝置或機械臂將諸如吸液管或夾子之類的工作工具放置在至少一個工作區(qū)域的確定位置上并在此執(zhí)行選定的操作。這樣的實驗室工作站本身是已知的，并且由當(dāng)前 申請人:生產(chǎn)和經(jīng)銷，其商品名為Free-domEVO?。
[0005]這些實驗室工作站或系統(tǒng)的一個共同特點是樣品在標準化微盤中頻繁地被處理。這些微盤已經(jīng)由美國國家標準化學(xué)會(ANSI)和生物分子科學(xué)協(xié)會(SBS)說明和標準化。這些微盤可以是任何可能的形式，但是典型地包括96-樣品容器或井，這些96-樣品容器或井排列成具有9_的軸向間隔的規(guī)則的8X 12格子。也可以使用具有該井或密度數(shù)目的倍數(shù)(例如384或1536)或僅一部分(例如48或24)的微盤。
[0006]例如，一個或多個根據(jù)直角坐標系統(tǒng)或極坐標系統(tǒng)移動的機械裝置可以用于在實驗室工作站的矩形或圓形工作區(qū)域工作。這些機械裝置可以支承盤或其他樣品容器并且還傳送液體。中心控制系統(tǒng)或計算機監(jiān)測和控制這些已知的實驗室系統(tǒng)，其獨特的益處在于工作過程的完全自動化。因此，這樣的實驗室系統(tǒng)可以不需要人力干預(yù)的運行數(shù)小時或數(shù)天。
[0007]相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)
[0008]這樣的自動化實驗室系統(tǒng)，其往往也被定義為“機械化樣品處理器”(RSP)，它們的機械裝置或機械臂的移動典型地基于所謂航位推算法。根據(jù)這傳統(tǒng)過程，真實情況(工作區(qū)域上的實驗室用品的放置和定位)的圖像通過系統(tǒng)軟件產(chǎn)生。這種情況下，針對特定目標或?qū)嶒炇矣闷返臋C械臂的移動基于軟件模型中包含的距離進行計算。計算得到的由機械臂執(zhí)行的動作不考慮與真實情況的矛盾時(即例如實驗室用品的誤放或甚至工具的遺忘)，其結(jié)果會產(chǎn)生一些問題。非常明顯的誤放，例如，取代了標準微盤的深井盤的放置，微盤的不正確的排列甚至微盤支承或托架的不正確的放置會引起不可避免的過程誤差和裝在機械臂上的設(shè)備(例如吸液管)的高代價的碰撞。甚至更糟的是，從可能的錯誤定位的微盤收到的診斷結(jié)果會引起相關(guān)診斷的錯誤分配。因此在自動化實驗技術(shù)中最多樣化的分支中，不管是在藥物研究，臨床診斷或甚至這些產(chǎn)品的生產(chǎn)中都需要檢測實驗室儀器中物體的排列的方法。另外，該需求涉及檢查實驗室工作站的工作區(qū)域的實驗室用品的排列的方法。
[0009]已知在專利EP1733239B1中涉及一種識別和定位位于實驗室工作臺面上的實驗室用品的實驗室系統(tǒng)和對應(yīng)方法，其基于無線電射頻識別標簽的使用，稱為RFID標簽。由于采用虛擬的格子對實驗室工作臺進行劃分，在格子交叉點上布置了通過實驗室工作臺發(fā)送能量的發(fā)送和接收元件，帶有射頻標簽的實驗室用品可以通過可辨識的天線激發(fā)，并且通過連接至中心發(fā)射器的計算機進行可靠的識別和定位。
[0010]從文件US2006/0088928A1，已知一種針對組織樣品的自動染色方法和裝置。該裝置包括:控制元件，其操縱染色過程和2-D光學(xué)傳感器，其檢測與組織樣品相關(guān)特性有關(guān)的二維圖像數(shù)據(jù)并將得到的圖像數(shù)據(jù)傳給控制元件。通過染色裝置的多個部分的當(dāng)前圖像可以得到后來的情況，其中光學(xué)傳感器用來自動識別和檢查在染色裝置中的組織樣品、組織樣品托架、和試劑容器的當(dāng)前位置。結(jié)果，2-D傳感器可以用于染色裝置的自校準(例如在執(zhí)行維護或再供給工作之后)，其中自動裝置將當(dāng)前的圖像與存儲的圖像進行比較并由此確定是否所有主要部件被安裝于正確位置、缺席或僅輕微錯位放置。
[0011]本發(fā)明的目的和概要
[0012]本發(fā)明的目的是提供檢測或檢查一種實驗室工作站的工作區(qū)域上的實驗室用品的排列的可變換方法和相應(yīng)裝置。該目的通過此處公開的一種檢測方法的第一方面實現(xiàn)，并且通過這里公開的一種檢查方法的第二方面實現(xiàn)。該目的通過執(zhí)行此處公開的該方法的實驗室工作站的第三方面實現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的進一步優(yōu)選特征由所附各權(quán)利要求得到。
[0013]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的益處在于:
[0014]如已知的當(dāng)自動估算當(dāng)前定位狀態(tài)時，計算機將實際圖像和目標圖像進行比較(參考US2006/0088928A1)，其需要具有相當(dāng)復(fù)雜算法的精密的軟件為了僅得到一個合理的評價。然而根據(jù)本發(fā)明，困難的部分例如，通過使用者來執(zhí)行特別斷定的定位特性的識別和選擇(所謂圖像評估)。計算機(是外部的或?qū)嶒炇夜ぷ髡局械?隨后開始進行比較根據(jù)本發(fā)明的已由用戶選擇的圖像信息的較簡單工作，于是確保得到高可信度評估。
[0015]當(dāng)進行根據(jù)US2006/0088928A1的對當(dāng)前情況的自動評估時，在裝置的自校準的開始過程中唯一地識別關(guān)鍵部分；然而，這里沒有公開識別的特性。相反根據(jù)本發(fā)明，提供了一種使用者互動界面的詳細用法和一種可以用于過程順序的不同情況和隨意環(huán)境中的動態(tài)方法。不過，當(dāng)應(yīng)用本發(fā)明的方法時，至少兩個新定義的任意工作區(qū)域范圍的圖像在每種情況下被使用者選定，并且將表示實際圖像和目標圖像的至少兩幅圖像彼此比較。結(jié)果除了設(shè)備的校準之外，實驗室工作站的操作過程中選定的實驗室用品的排列可以被控制和被檢查。
[0016]附圖介紹
[0017]用于檢測和檢查實驗室工作站的工作區(qū)域的實驗室用品的根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的實驗室工作站通過參考示意圖詳細描述，其中檢測和檢查方法的示例性實施例和實驗室工作站的示例性實施例和它的使用的說明不對本發(fā)明的范圍進行限定。在附圖中:[0018]圖1顯示了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的實驗室工作站，其包括至少一個工作區(qū)域和一個機械臂作為支承設(shè)備，一個或兩個數(shù)字相機固定在其上；
[0019]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的檢測方法的第一學(xué)習(xí)步驟，其中數(shù)字相機用于檢測實驗室工作站中工作區(qū)域的規(guī)定的實驗室用品的原始排列；
[0020]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的檢測方法的第二學(xué)習(xí)步驟，其中四個可供使用的吸液管頭被放置在角位置，其在來自圖2中的圖像上通過十字記號標注；
[0021]圖4顯示了選自圖2的參考圖像部分的數(shù)字處理，其中:
[0022]圖4A顯示了選自圖2的參考圖像部分，
[0023]圖4B顯示了根據(jù)X的一階導(dǎo)數(shù)的選定的參考圖像部分的灰度圖像，
[0024]圖4C顯示了根據(jù)y的一階導(dǎo)數(shù)的選定的參考圖像部分的灰度圖像，
[0025]圖4D顯示了從圖4B和4C的兩幅圖像的縮放參考加合圖像；
[0026]圖5顯示了檢測實驗室工作站的工作區(qū)域的實驗室用品的原始排列的結(jié)果示意圖；
[0027]圖6顯示了從當(dāng)前數(shù)字圖像中產(chǎn)生當(dāng)前圖像部分的示意圖，其中這些當(dāng)前圖像部分被參考圖像參數(shù)文件中的X/Y參數(shù)定義；
[0028]圖7顯示了從當(dāng)前數(shù)字圖像中替代地產(chǎn)生當(dāng)前圖像部分的示意圖，其中這些當(dāng)前圖像部分被參考圖像參數(shù)文件的X/Y參數(shù)定義，其中除了被參考圖像參數(shù)文件的X/Y參數(shù)定義的從當(dāng)前數(shù)字圖像中得到的當(dāng)前圖像部分，另外添加了圍繞這些當(dāng)前圖像部分的緩沖區(qū)；
[0029]圖8顯示了采用指示的協(xié)議和錯誤來檢查實驗室工作站中工作區(qū)域的實驗室用品排列的結(jié)果；
[0030]圖9顯示了檢測方法的優(yōu)選實施例的流程圖；
[0031]圖10顯示了檢查方法的優(yōu)選實施例的流程圖。
[0032]本發(fā)明的詳細說明
[0033]為了實施根據(jù)本發(fā)明的用于檢測實驗室工作站3的工作區(qū)域2的實驗室用品I排列的方法，提供了至少一個支承設(shè)備4，其放置在實驗室工作站3的工作區(qū)域2之上。圖1顯示了實驗室工作站3，其用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法，其包括至少一個工作區(qū)域2和包括用作支承設(shè)備4 (這里在X方向移動，見雙箭頭)的機械臂，在該機械臂上固定了一個或兩個數(shù)字相機5，5’。實際上，這里顯示的兩個工作區(qū)域2，2’其中第一工作區(qū)域2可以認為是工作臺或工作臺的下部區(qū)域。第二工作區(qū)域2’相對于工作區(qū)域2來說較低并且優(yōu)選基本平行于第一工作區(qū)域2且水平延伸。與圖1的示意圖不同，第二工作區(qū)域2’可以設(shè)置在第一工作區(qū)域2之上(未顯不)。
[0034]如所示的，實驗室用品I或，例如處理或分析微盤中的樣品的設(shè)備(例如，離心機，孵化器，洗滌器，閱讀器等)也可以被放置在第二工作區(qū)域。在更簡單的實施例中，一個或兩個數(shù)字相機5，5’可以被放置在固定位置，不可移動(未顯示)。作為另一替代方案，可以規(guī)定實驗室工作站3的工作區(qū)域2上的實驗室用品I的原始排列通過兩個數(shù)字相機5，5’來檢測，其中這些數(shù)字相機5被固定到兩個不同的支承設(shè)備4，4’上，其放置成彼此有間隔(未顯示)。本發(fā)明的范圍包括最多樣的支承設(shè)備4，4’為可動的或可替換的，例如機械臂、滑架或滑車，但是其也可以設(shè)計為固定的，例如固定角、螺絲釘或類似物。[0035]在實驗室工作站3和它的至少一個工作區(qū)域2被裝配上實驗室用品和構(gòu)建之后(且最好被使用或測試)，可以應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的檢測方法包括通過至少一個參考數(shù)字圖像6檢測實驗室工作站3中工作區(qū)域2的實驗室用品I的原始排列，其中參考數(shù)字圖像6是通過按照規(guī)定的位置和校準固定至支承設(shè)備4的數(shù)字相機5記錄的。
[0037]優(yōu)選地，為了檢測實驗室工作3中工作區(qū)域2的實驗室用品I的原始排列，其上固定有一個或兩個數(shù)字相機5，5’的至少一個支承設(shè)備4被移動到至少兩個接收位置，在這些接收位置的每一個上，通過這些數(shù)字相機5，5’記錄參考數(shù)字圖像6.[0038]根據(jù)優(yōu)選實施例，數(shù)字相機5，5’向接收位置的移動和在接收位置處數(shù)字圖像6的記錄根據(jù)實驗室工作站3的軟件的優(yōu)選實施例來控制。根據(jù)優(yōu)選的第一可替代實施例，檢測方法由計算機程序控制，其可以在獨立計算機8’上被激活以實施檢測實驗室工作站3中工作區(qū)域2的實驗室用品I的排列的方法。根據(jù)優(yōu)選的第二可替代實施例，檢測方法通過實驗室工作站3的軟件控制，其中實驗室工作站3優(yōu)選地還包括第一和第二存儲器7，7’、處理器8、屏幕9和輸入設(shè)備11。代替屏幕9，可使用其他適合顯示圖像的裝置即圖像顯示設(shè)備9(如，可以使用投影機)可操作地連接到處理器8。
[0039]通常，如果電脈沖、能量、電磁波、信息或數(shù)據(jù)可以在這裝置與另一裝置之間根據(jù)它們的確定經(jīng)由電纜連接或經(jīng)由無線連接(例如，通過WiFi或藍牙)交換，則裝置被認為“可操作地連接”到其他裝置。
[0040]圖像根據(jù)選定的測試結(jié)構(gòu)通過實驗室工作站3的特定軟件被記錄，所述軟件被設(shè)計為開始激活相機控制程序。在每個位置變化之后，數(shù)字相機5，5’通過步進式方式觸發(fā)。
[0041]幾乎所有的相機5，5’都包括一個具有至少320X240像素分辨率的圖像傳感器，該方法中使用的數(shù)字相機至少640X480像素更加合適。能自動調(diào)節(jié)聚焦、白平衡、曝光和反差的數(shù)字相機是更優(yōu)的。在一個實驗設(shè)置中使用了一或兩個來自羅技(羅技瑞士 AG，CH-8048蘇黎世)的C310USB網(wǎng)絡(luò)攝像機，具有以下尺寸:長度=80mm，寬度=20mm，高度=12mm。此相機的圖像傳感器具有640X480的分辨率并記錄彩色圖像；這些相機的白平衡、曝光、反差都是自動調(diào)節(jié)的。與這里的實施例不同，代替一個或兩個數(shù)字相機或網(wǎng)絡(luò)攝像機，還可以使用一個或兩個模擬相機或攝像機。在這幾個優(yōu)選實施例中最初存儲的模擬參考圖像必須首先另外以任意形式數(shù)字化以得到合適的結(jié)果。
[0042]安裝在前面的相機5 (或它的光學(xué)軸19)傾斜成與垂直方向(Z方向)成45°角并且工作區(qū)域2的前方區(qū)域與微盤托架I的第二微盤的位置一樣遠設(shè)計為夾持三個微盤。成像的微盤托架的第一位置(在具有較低X值的位置)被具有很低總高度的微盤占據(jù)，第三位置被具有高的總高度的微盤占據(jù)；此處微盤托架上的第二位置未被占據(jù)。成像的吸液管頭支架的第二位置(在具有較高X值的位置)裝配了大容量一次性吸液管；此處吸液管頭支架的第一位置未被占據(jù)。
[0043]后面的相機5’(或它的光學(xué)軸19’ )相對于垂直方向傾斜60°，并且同樣工作區(qū)域2的后方區(qū)域與微盤托架I的第二微盤位置一樣遠。后面的相機5’在X方向上位置相對于前面的相機5偏置了大約2.5cm。兩個數(shù)字相機5，5’以肖像模式記錄圖像，圖像縱向邊與實驗室工作站3的直角坐標系統(tǒng)的Y方向平行。傳輸至處理器8，8’的圖像通過兩個商業(yè)通用USB線(因分辨率原因在圖1中未顯示)完成。兩個網(wǎng)絡(luò)攝像機5，5’的能源消耗很低，使得它們可以在同樣的時間內(nèi)以錄像模式在同樣的無源USB插口上操作。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的檢測方法進一步包括將至少一個參考數(shù)字圖像6存儲在處理器8，8’的第一存儲器7中，該第一存儲器7可操作地連接數(shù)字相機5，并將至少一個參考數(shù)字圖像6顯示在可操作地連接處理器8，8’的屏幕或圖像顯示設(shè)備9上。優(yōu)選地處理器8，8’的隨機存取存儲器(RAM)用作第一存儲器7?？商鎿Q地，至少一個參考數(shù)字圖像6還可以存儲在別處，例如在內(nèi)部或外部硬驅(qū)動器(硬盤驅(qū)動器=HDD)上。實驗室工作站3(RSP)的中心計算機8或獨立處理器8，可以用作處理器。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的檢測方法進一步包括參考圖像部分12的標記和產(chǎn)生，在至少一個參考數(shù)字圖像6上有特征性可見特征10，該特征10從由工作區(qū)域10’的特征、實驗室用品10”和附加記號10”’的特征組成的組中選出。為此目的，至少一個參考數(shù)字圖像6 (但是優(yōu)選與至少一個條形圖結(jié)合的多個參考數(shù)字圖像6)在屏幕或圖像顯示設(shè)備9上呈現(xiàn)給使用者，優(yōu)選需要標記在相對小、特色的地方，其如參考圖像部分12對于計劃測試的順序是重要的。
[0046]使用者現(xiàn)在在實驗室工作站3的工作區(qū)域2上選擇區(qū)域，其中特征性特征10在至少一個參考數(shù)字圖像6上是可見的。這些特征10從由工作區(qū)域10’的特征、實驗室用品10”的特征，和附加施加記號10”’的特征構(gòu)成的組中挑選。選擇是在屏幕上或在圖像顯示設(shè)備9的幫助下通過目視方式進行的。至少一個輸入設(shè)備11可操作地連接到處理器8，8’，用于標記這些參考圖像部分12。工作區(qū)域的特征典型的位置具有高對比度，例如邊緣確定平面、平面的孔洞、垂直毛邊、螺絲釘頭、銘刻和類似物。實驗室用品的特征10”是典型的邊緣確定平面、平面中的凹凸、垂直毛邊、銘刻和類似物。附加記號10”’是典型的線、表面、區(qū)域、標志、銘刻和類似物，例如印刷在自粘標簽上。所有計算機外部設(shè)備例如鍵盤、鼠標、觸摸屏、圖形用戶界面(GUI)、智能電話和類似物被指定為輸入設(shè)備11，其被配置成將信息輸入計算機或其可被用作此用途。這些輸入設(shè)備11可以如所示通過線纜或無線手段(例如通過藍牙或WiFi連接；未顯示)被連接到處理器8，8’。
[0047]根據(jù)實際測試的示例性檢測方法，使用者畫出長方形標示在屏幕上，并且優(yōu)選地通過計算機鼠標11使他們的尺寸符合在這些特征10’，10”，10”’周圍，并且他用鼠標左鍵或按下事先指定的按鍵，例如計算機鍵盤上的輸入鍵來確認該選擇。實現(xiàn)該檢測方法的計算機程序給使用者通過長方形顏色變化的執(zhí)行標記操作的確認條(參考圖2)。如果使用者標記了所有想要的標記10’，10”，10”’，則他通過鼠標右鍵或按下計算機鍵盤的ESC按鍵來離開當(dāng)前激活的檢測對話。根據(jù)本發(fā)明，這可以通過執(zhí)行計算機程序中的錯誤設(shè)置區(qū)域的取消操作來提供。
[0048]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的檢測方法的第一學(xué)習(xí)步驟，其中前面的數(shù)字相機5用于檢測實驗室工作站3的工作區(qū)域3上按規(guī)定構(gòu)建的實驗室用品I的原始排列。顯示了從六個參考數(shù)字圖像6組成的條形圖。
[0049]為了確定實驗室工作站3的機械臂4已經(jīng)被正確安裝，可以規(guī)定工作區(qū)域2的靜止不變的元件必須被標記為第一標記區(qū)域或參考圖像部分12，例如固定安裝的清洗站的角(參考圖2的遠左方，第一參考數(shù)字圖像6中的特征10”)、特別的格子標志(參考圖2的基本中心處，在第三參考數(shù)字圖像6中的特征10’ )或黑色小突起中的一個，其定義工作區(qū)域2上的插入槽(參考圖2的第二參考數(shù)字圖像6中的特征10’ )。該初始化使得機械臂4和工作區(qū)域2之間的任何偏置能夠被識別。
[0050]優(yōu)選地實驗室工作站3的工作區(qū)域2或?qū)嶒炇矣闷稩上標記的附加特征10”’通過選自由印刷、注模、過冷卻、粘連、焊接組成的組中的方法制備，其中這些附加特征10”’被配置為公司標志、ID條形碼、2D條形碼、3D條形碼、二維碼、圖形元素或記號。
[0051]圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的檢測方法的第二學(xué)習(xí)步驟，其中被放置在角落位置的四個一次性吸液管頭在圖2中的圖像上被標記為十字線18。所有96個吸液管顯示在參考數(shù)字圖像6上。
[0052]在隨后的步驟中可選擇地，可以根據(jù)需要制作更多復(fù)雜的標記，例如計算機程序的更高功能可以重新執(zhí)行檢測方法。作為一個示例，執(zhí)行檢測遺失的一次性吸液管頭的檢測(參考圖3)。為了此目的，裝有一次性吸液管頭的支架的四個角落被標記，這樣96個一次性吸液管頭中4個最明顯的吸液管頭通過十字線18被標出。這種情況下，標記通過鼠標單擊進行。這更復(fù)雜的對話通過按下計算機鍵盤上的ESC鍵結(jié)束。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的檢測方法進一步包括對于先前產(chǎn)生的參考圖像部分12產(chǎn)生至少一個參考圖像參數(shù)文件13。這樣的參考圖像參數(shù)文件13優(yōu)選包括事件號、參考圖像部分12 (像素)的X坐標(寬度)和Y坐標(高度)或其他形式的相應(yīng)參考圖像部分12的X/Y參數(shù)。替代地，這樣的參考圖像參數(shù)文件13除了事件號之外優(yōu)選包括從參考圖像部分12 (像素)的中心的角度和距離或其他形式的對應(yīng)參考圖像部分12的極坐標。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的檢測方法進一步包括將先前產(chǎn)生的參考圖像部分12和先前產(chǎn)生的參考圖像參數(shù)文件13存儲在第二存儲器7’中。優(yōu)選地，在多個參考數(shù)字圖像6被需要用來檢測實驗室工作站3中工作區(qū)域2上的實驗室用品I的當(dāng)前排列時，參考數(shù)字圖像6被組合形成完整的參考圖像15。因此先前產(chǎn)生的完整參考圖像15和先前產(chǎn)生的參考圖像參數(shù)文件13被存儲到第二存儲器7’。次優(yōu)選的可替換方案包括將先前產(chǎn)生的完整參考圖像15和先前產(chǎn)生的參考圖像參數(shù)文件13存儲在隨機存取存儲器(RAM)中，其因此可以可替代地指定為第一和第二存儲器7，7’。`
[0055]優(yōu)選和可選擇的地，所記錄的參考數(shù)字圖像6或完整參考圖像15的曝光被自動檢查。在任何參考數(shù)字圖像6或完整參考圖像15的過曝光或欠曝光(各自的閾值優(yōu)選為預(yù)先確定的)的情況下，優(yōu)選執(zhí)行下列可替換步驟之一:
[0056]?請求使用者，或
[0057]籲發(fā)出指令到控制器，或
[0058].自動發(fā)出命令到控制器
[0059]以再一次檢測實驗室工作站3的工作區(qū)域2上的實驗室用品I的原始排列。這種情況下，優(yōu)選地在第一情況中使用者可以給出相關(guān)命令到控制器，第二情況下可以確認指令以及第三情況下提供處理已經(jīng)執(zhí)行的信息。
[0060]優(yōu)選地，處理器8，8’的內(nèi)部或外部硬件驅(qū)動上(硬盤驅(qū)動器=HDD)的隨機讀取存儲器用作第二存儲器?？商娲兀@些預(yù)先產(chǎn)生的參考圖像部分12和參考圖像參數(shù)文件13還可以存儲在別處，例如在隨機存取存儲器(RAM)中。實驗室工作站的中心計算機8 (RSP)或獨立處理器8’可用作處理器。在任何情況下，或多或少移動的處理器(例如PC、便攜式電腦、上網(wǎng)本和類似物)并且固定的大型計算機(例如計算中心的中央計算機)可以指定為獨立處理器8，。在獨立處理器8，和實驗室工作站3之間的數(shù)據(jù)傳遞可以是有線或無線的。
[0061]圖4顯示了從圖2中選擇參考圖像部分12的數(shù)字處理過程，其中圖4A顯示了選自圖2中的參考圖像部分12作為灰度圖像17。這樣的灰度圖像至少進行X或y方向上的求導(dǎo)操作(Sobel算子)并且將得到的灰度圖像相加以獲得密度加權(quán)的邊緣信息，這些邊緣信息在原始參考圖像部分12的真彩信息有顯著的更獨立的照度(參考圖2)。
[0062]圖4B顯示了在獲得對于X的一階求導(dǎo)后選定的參考圖像部分12的灰度圖像，由此基本垂直的連續(xù)邊緣具有白色“陰影”。圖4C顯示了在對于y的一階求導(dǎo)后選定的參考圖像部分12的灰度圖像，由此基本水平的連續(xù)邊緣具有白色“陰影”。圖4D顯示了圖4B和4C的兩幅圖像的比例參考加合圖像。
[0063]優(yōu)選地產(chǎn)生的參考圖像部分12或產(chǎn)生的完整參考圖像15在未經(jīng)加工或加工之后與各自相關(guān)的參考圖像參數(shù)文件13—起被存儲在第二存儲器7’中，其中可選的圖像處理包括提取高對比度的位置信息。圖像處理可以不僅對灰度圖像執(zhí)行，還可以對彩色圖像的紅、綠和藍色通道圖像執(zhí)行。另外，個體圖像的求導(dǎo)不僅在X或y方向，還可以在背離X或y方向特定角度的方向上。
[0064]圖5顯示了實驗室工作站3中工作區(qū)域2上的實驗室用品I的原始排列的檢測結(jié)果的示意圖。作為特征性特征10的示例，這里選擇了 Z形圖或結(jié)構(gòu)。在此單獨的參考數(shù)字圖像6三個參考圖像部分12被標記，且各自的相應(yīng)參考圖像參數(shù)文件13被以表達式(X，y)表不。
[0065]本發(fā)明還包括檢查實驗室工作站3中工作區(qū)域2的實驗室用品I的排列的方法，其中實驗室用品I的當(dāng)前排列被與先前檢測的實驗室工作站3中工作區(qū)域2的實驗室用品I的原始排列進行比較。該檢查方法的特點在于該方法包括產(chǎn)生未處理的參考圖像部分12或經(jīng)處理的參考圖像部分12’或產(chǎn)生未處理的完整參考圖像15或經(jīng)處理的完整參考圖像15’和各自的相應(yīng)參考圖像參數(shù)文件13，其與實驗室工作站3中工作區(qū)域2上的實驗室用品I的原始排列有關(guān)。
[0066]該檢查方法優(yōu)選包括根據(jù)至少一個當(dāng)前數(shù)字圖像6’檢測實驗室工作站3中工作區(qū)域2上的實驗室用品I的當(dāng)前排列，其中當(dāng)前數(shù)字圖像6’采用至少一個數(shù)字相機5，5’記錄，該數(shù)字相機5，5’以規(guī)定的位置和排列固定至支承裝置4。類似于檢測方法，實驗室工作站3的工作區(qū)域2再一次在同樣的距離被拍攝并且至少一副當(dāng)前數(shù)字圖像6’被存儲在可操作地連接于至少一個數(shù)字相機5，5’的處理器8，8’的第一存儲器7 (例如在RAM中)中。
[0067]該檢查方法另外包括從第二存儲器7’(例如從HDD)中將處理過的參考圖像部分12’或處理過的完整參考圖像15’和相關(guān)的參考圖像參數(shù)文件13裝載到處理器8，8’的第一存儲器7中，并且從當(dāng)前數(shù)字圖像6’生成當(dāng)前圖像部分14，其中這些當(dāng)前圖像部分14都用參考圖像參數(shù)文件13的X/Y參數(shù)或極坐標定義。
[0068]該檢查方法另外包括根據(jù)處理過的參考圖像部分12’處理當(dāng)前圖像部分14。這種情況下，圖像處理可以不僅以灰度圖像還可以以彩色圖像的紅、綠和藍色通道進行。另外，個體圖像的求導(dǎo)不僅在X或y方向還可以在背離X或y方向一定角度的方向上。處理過的當(dāng)前圖像部分14’接著被存儲到處理器8，8’的存儲器7 (例如RAM中)中。
[0069]優(yōu)選地和隨意地，記錄的當(dāng)前數(shù)字圖像6’的曝光被自動檢查。在任何當(dāng)前數(shù)字圖像6'的過曝光或欠曝光(各自的閾值優(yōu)選為預(yù)先確定的)的情況下，優(yōu)選執(zhí)行下列可變換步驟之一:
[0070]?請求使用者，或
[0071]籲發(fā)出指令到控制器，或
[0072].自動發(fā)出命令到控制器
[0073]以再一次檢測實驗室工作站3的工作區(qū)域2上的實驗室用品I的原始排列。這種情況下，優(yōu)選地在第一情況中使用者可以給出相應(yīng)指令到控制器，第二情況下可以確認指令以及第三情況下提供關(guān)于處理已經(jīng)執(zhí)行的信息。
[0074]圖6顯示了從當(dāng)前數(shù)字圖像6’中產(chǎn)生當(dāng)前圖像部分14的示意圖，其中這些當(dāng)前圖像部分14被之前存儲的參考圖像參數(shù)文件13中的X/Y參數(shù)定義。之前選擇作為示例的特征性特征10在此以虛線再現(xiàn):
[0075]-當(dāng)前圖像部分14檢測到整個特征10底部左邊位于的位置很好的吻合該特征的原始位置。該實驗室用品I具有正確的特征10并且被標識為正確的，另外它定位于正確的位置。
[0076]-當(dāng)前圖像部分14檢測到整個特征10頂部中心位于的位置，其不是很吻合該標記的原始位置。該實驗室用品I具有正確的特征10并且被識別為正確的，但是其沒有定位于正確的位置，指示在Y方向上偏移，引發(fā)相關(guān)警報。
[0077]-當(dāng)前圖像部分14未檢測到整個特征10底部右邊位于該特征的原始位置。該實驗室用品I未被識別，因為其不具有正確的特征10，引發(fā)相關(guān)警報。
[0078]圖7顯示了從當(dāng)前數(shù)字圖像6’中可變換的產(chǎn)生當(dāng)前圖像部分14’的示意圖，其中這些當(dāng)前圖像部分14’通過參考圖像參數(shù)文件的X/Y參數(shù)定義，其中除了來自通過參考圖像參數(shù)文件13的X/Y參數(shù)定義的當(dāng)前數(shù)字圖像6’的當(dāng)前圖像部分14之外，添加了圍繞這些當(dāng)前圖像部分14的緩沖區(qū)16 (參考圖6)。優(yōu)選地，當(dāng)從通過參考圖像參數(shù)文件13的X/Y參數(shù)定義的記錄的當(dāng)前數(shù)字圖像6’中生成當(dāng)前圖像部分14時，添加了圍繞這些當(dāng)前圖像部分14的緩沖區(qū)域16，該緩沖區(qū)域16具有恒定的寬度，例如10像素。該緩沖區(qū)域16的寬度與圖像邊緣匹配(加寬或變窄)。
[0079]該檢查方法優(yōu)選地包括通過在具有或不具有緩沖區(qū)域16的各個處理過的當(dāng)前圖像部分14’中搜索相關(guān)的處理過的參考圖像部分12’，將具有或不具有緩沖區(qū)域16的當(dāng)前圖像部分14’(在步驟I中處理)與處理器8，8’中的處理過的參考圖像部分12’作比較。
[0080]該檢查方法優(yōu)選地包括對各特征10’，10”，10…，通過結(jié)果值確定，關(guān)于特征10’，10”，10”’的圖像內(nèi)容和位置，在實驗室用品I的當(dāng)前排列和實驗室工作站3中工作區(qū)域2上的實驗室用品I的原始排列之間是否存在一致。這種情況下，這些結(jié)果值優(yōu)選地包括圖像內(nèi)容分量、X方向上的空間分量和Y方向的空間分量。另外，優(yōu)選地，這些至少三個組分中的每一個的一致關(guān)于各自的一個對應(yīng)閾值來確定。
[0081]特別優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的該檢查方法中，每個非常一致的情況顯示為被分配給對應(yīng)當(dāng)前圖像部分14的單個綠色區(qū)域[或第一顏色區(qū)域]，并且每個符合要求的一致情況顯示為被分配給屏幕上或通過圖像顯示裝置9的對應(yīng)當(dāng)前圖像部分14的單個橙色區(qū)域[或第二顏色區(qū)域]。另外，特別優(yōu)選地，每個錯誤被顯示為警報，以被分配給當(dāng)前圖像部分12或屏幕上的警 告窗口的燈閃、圖標、單個紅色區(qū)域[或第三顏色區(qū)域]、聽得見的警報(以汽笛、鑼、鈴形式)、警報信息(例如通過e-mail、通過SMS，作為計算機協(xié)議)和實驗室工作站3的機械鎖定。
[0082]圖8顯示了采用一致和錯誤指示來檢查實驗室工作站中工作區(qū)域2上的實驗室用品I排列的結(jié)果。顯示了由四個參考數(shù)字圖像6組成的條形圖。
[0083]在第一參考數(shù)字圖像6的區(qū)域中(從左邊)，在遠左方可以看到用于清洗吸液管頭的清洗槽。當(dāng)前圖像部分14顯示了在正確位置處的正確特征，這不令人驚訝，因為清洗槽釘在工作區(qū)域2上并因此已經(jīng)處于正確的地方。該清洗槽或它的特征性標記10可以用作機械臂4的直接初始化參考點或檢查初始化是否已經(jīng)完成的參考點。
[0084]沒有實驗室用品放在第二參考數(shù)字圖像6的區(qū)域中(從左邊)。代替工作區(qū)域10’的特征性特征(例如黑色凸起，其定義工作區(qū)域2上的插入槽)在這里是可見的。
[0085]在第三參考數(shù)字圖像6的區(qū)域中(從左邊)，帶有一次性吸液管頭的支架的托架I在第一位置是可見的。當(dāng)前圖像部分14顯示了正確的特征10”’在正確的定位，所以托架I被正確的放置。然而4個一次性吸液管頭的整體(一次性頭=DiTi)被遺漏，其以“DiTi錯誤”顯示在錯誤窗口。另外，這四個遺漏的吸液管頭的位置被黑色邊框(優(yōu)選地:紅色邊框)圓形區(qū)域標記。在一優(yōu)選過程中，在存在用于DiTi檢查的參數(shù)文件中，給出的區(qū)域被邊緣復(fù)制并且在四個輸入角落點的基礎(chǔ)上透視地矯正變形。得到的圖像被分成8X12的亞區(qū)域。類似的過程采用通過學(xué)習(xí)程序得到的參考圖像參數(shù)文件。96個亞區(qū)域中的每一個現(xiàn)在被檢查與根據(jù)參考圖像參數(shù)文件的亞區(qū)域是否一致。優(yōu)選地，沒有進行通過Sobel算子的預(yù)處理，因為這通常包括幾乎沒有邊緣的很暗的圖像，其中任何偏離(=遺漏DiTi)會在彩色/明亮信息中被首先發(fā)現(xiàn)。如果該偏離太大了(q < 0.350 ;參考下文)，會給出DiTis的位置的警報信息并且該位置會被標記上紅色圈[或第三顏色圈]，否者顯示綠色圈[或第一顏色圈](參考圖3)。為了避免錯誤的負面信息，優(yōu)選地不考慮整個亞區(qū)域，而是2-5象素的邊緣區(qū)域被忽略，因為鄰近一次性吸液管頭(DiTis)在這里的影響是最大的。
[0086]在四個參考數(shù)字圖像6的區(qū)域內(nèi)(從左邊)，可以看見一個空的微盤托架I。當(dāng)前圖像部分14肯定顯示了正確特征(這里是2D條形碼)，但是它沒有完全定位在正確的位置，因此托架沒有正確放置。事實上其不是完全插入因此錯誤窗口內(nèi)顯示“警告”。
[0087]本發(fā)明包括實驗室工作站3，實驗室工作站3包括至少一個工作區(qū)域2，其特別地適用于執(zhí)行對實驗室工作站3中工作區(qū)域2上的實驗室用品I的排列進行檢測或檢查的方法。該實驗室工作站3包括:
[0088]η)至少一個支承裝置4，設(shè)置于實驗室工作站3的工作區(qū)域2之上；
[0089]ο)至少一個數(shù)字相機5，5’，以限定位置和排列固定在支承裝置4上；
[0090]ρ)處理器8，可操作地連接在至少一個數(shù)字相機5上，該數(shù)字相機5具有第一和第二存儲器7，7’ ；
[0091]q)圖像顯示設(shè)備9，可操作地連接在處理器8上；
[0092]r)至少一個輸入設(shè)備11，可操作地連接在處理器8上；并且
[0093]s)計算機程序，可以在處理器8中被激活以執(zhí)行對實驗室工作站3的工作區(qū)域2上的實驗室用品I的排列進行檢測或檢查的方法。
[0094]在優(yōu)選的實驗室工作站3中，工作區(qū)域2根據(jù)直角坐標系被限定，X軸和Y軸在其中以直角延伸，實驗室工作站3包括的垂直于工作區(qū)域2延伸的Z軸。該優(yōu)選的實驗室工作站3的特征為至少一個支承裝置4，其上固定有設(shè)計為在X軸或Y軸方向直線移動的數(shù)字相機。
[0095]在替代的實驗室工作站3中，工作區(qū)域2根據(jù)極坐標系統(tǒng)通過中心、與該中心有關(guān)的角度和距離區(qū)域(未顯示)來限定。另外，該替代的實驗室工作站3可以包括垂直于工作區(qū)域2延伸的Z軸。該替代的實驗室工作站3的特征為固定有數(shù)字相機5，5’的至少一個支承裝置4被配置為沿圍繞中心的圓移動。
[0096]替代地，還可以規(guī)定支承裝置4設(shè)置在實驗室工作站3上，上面固定有兩個數(shù)字相機5，5’，兩者之間有一定距離，或兩個支承裝置4以彼此之間一定距離地方式設(shè)置在實驗室工作站3上，其中每個支承裝置4上各固定一個數(shù)字相機5。
[0097]圖9顯示了檢測方法的優(yōu)選實施例的流程圖。假定實驗室工作站3的工作區(qū)域2已經(jīng)按需要的方式進行構(gòu)建。一旦使用者請求檢測實驗室用品I的排列，就通過學(xué)習(xí)程序檢測該構(gòu)造。為此按需要通過一個或兩個數(shù)字攝像機5，5’記錄逐條參考數(shù)字圖像6。參考數(shù)字圖像6最初被存儲在處理器8的RAM7上(任意地這些參考數(shù)字圖像6還可以被存儲在處理器8的HDD7’上)。參考數(shù)字圖像6然后被合并以給出完整參考圖像15 (任意地該完成參考圖像15的曝光被檢查并且引起更新的參考數(shù)字圖像6的記錄)。完整參考圖像15顯示在屏幕9上，因此參考圖像部分12可以通過特征性特征10來標記。參考圖像部分12接著被存儲在處理器8的RAM7中(任意地這些參考圖像部分12還可以被存儲在處理器8的HDD7’中)。平行于此參考圖像部分12的參考圖像參數(shù)文件13被存儲在處理器8的HDD7’上。參考圖像部分12接著被處理并存儲在處理器8的HDD7’中。作為檢測方法的結(jié)果，處理過的參考圖像部分12’或未處理的參考圖像部分12和相應(yīng)的參考圖像參數(shù)文件13被存儲在處理器8的硬盤7’上并且可以從那里取出。
[0098]圖10顯示了檢查方法的優(yōu)選實施例的流程圖。假定實驗室工作站3的工作區(qū)域2已經(jīng)以希望的方式預(yù)先構(gòu)建并且已經(jīng)通過學(xué)習(xí)程序檢測過。另外，假定原始地檢測過的實驗室用品的構(gòu)造被保留或至少基本沒改變或至少實驗室用品I的類似構(gòu)造被建立。只要使用者請求檢查實驗室用品I的當(dāng)前排列，該當(dāng)前排列通過檢查程序檢測并與原始的檢測過的實驗室用品I的排列比較。為此，按需要通過一個或兩個網(wǎng)絡(luò)攝像機5，5’從當(dāng)前工作區(qū)域2記錄逐條當(dāng)前數(shù)字圖像6’。這些當(dāng)前數(shù)字圖像6’最初存儲在處理器8的RAM7中。任意地，當(dāng)前數(shù)字圖像6’的曝光可以被檢查并且更新的記錄和當(dāng)前數(shù)字圖像6’的存儲可以被發(fā)起(任意地當(dāng)前數(shù)字圖像6’還可以被存儲在處理器8的HDD7’中)。在執(zhí)行學(xué)習(xí)程序時之前存儲的參考圖像參數(shù)文件13從處理器8的硬盤7’上取出并被加載到處理器8的RAM7。在這些參考圖像參數(shù)文件13的支持下，限定的區(qū)域或當(dāng)前圖像部分14被從當(dāng)前數(shù)字圖像6’中切割出來(任意地這些當(dāng)前圖像部分14可以被存儲在處理器8的HDD7’中)。當(dāng)前圖像部分14接著被處理，并且處理過的當(dāng)前圖像部分14’被存儲在處理器8的RAM7中(可選地這些處理過的當(dāng)前圖像部分14’被存儲在處理器8的HDD7’中)。在執(zhí)行學(xué)習(xí)程序時之前存儲的經(jīng)處理的參考圖像部分12’從硬盤7’加載到處理器8的RAM7之后，進行處理過的當(dāng)前圖像部分14’與處理過的參考圖像部分12’的基于計算機的比較。該比較通過檢查程序分析并且通過預(yù)先限定的閾值、當(dāng)前實驗室用品I排列相對實驗室工作站3中工作區(qū)域2的實驗室用品I的原始排列的一致性、偏差和錯誤被顯示。作為檢查方法的結(jié)果，使用者會被告知是否實驗室用品I的排列可以或不可以用于計劃的實驗，該實驗已經(jīng)在原始排列下成功執(zhí)行。當(dāng)檢測實驗室用品I以原始排列放置在工作區(qū)域2上時，如果僅有輕微的偏離能被確定或如果不存在未知物體(如工具、票據(jù)卡、手套等)，相關(guān)警報被傳達給使用者。
[0099]為了將處理過的當(dāng)前圖像部分14’與處理過的參考圖像部分12’進行比較，處理過的圖像區(qū)域與帶有參數(shù)CV_TM_CC0EFF_N0RMED的函數(shù)cv匹配模板相匹配。通過獲得的最佳匹配位置和得到的質(zhì)量值O ≤q≤ 1(1 =完美一致性)，確定是否成功或不成功匹配。如果與期望位置相比X值的不同小于3象素和Y值不同小于2象素且q≥0.650時匹配成功。這以工作區(qū)域2的圖像上的綠色矩形[或第一顏色矩形]顯示給使用者。X和Y方向上的不同容許偏差由于相機的X位置依賴于機械臂4的X驅(qū)動的精密度，因此其可能會稍微偏離于托架I的實際X值。例如，當(dāng)使用 申請人:的Freedom EVO?實驗室工作站3時，當(dāng)其它參數(shù)保持相同時，托架I的X值僅能以2.5cm的步幅變化O (該距離與工作區(qū)域格子相關(guān)=X方向的凸起間距)。另一方面固定安裝的相機5的Y值會一直精確相同。托架的Y值會以一些小步幅發(fā)生變化，因為在Y方向的位移是可能的。不完全插入的托架I造成不可忽視的危險，且因此必須強力重壓。如果僅位置值一致同時q值低于0.650，則輸出黃色矩形形式的警告。
[0100]當(dāng)評估較小的誤放看來似乎是相當(dāng)困難時，關(guān)于分辨率的毫米數(shù)據(jù)是能實現(xiàn)的，這是由于精確的分辨率直接依賴于相機位置、鏡片和成像傳感器的分辨率。也影響分辨率的附加參數(shù)有例如物體與光路軸的角度、物體與相機之間的距離等。甚至當(dāng)使用帶有中等分辨率(如使用640X480象素的網(wǎng)絡(luò)攝像機)時，l_2mm的誤放可以被檢測到，其中每個維度上的優(yōu)選容許偏差表示可調(diào)的參數(shù)。
[0101]如果超過了位置值，則通過紅色矩形[或第三顏色矩形]顯示。取決于超過的類型，特別的信息將傳送給使用者，例如:
[0102]-在X方向:托架在錯誤的格子內(nèi)；
[0103]-在Y方向:托架未完全插入；
[0104]-在X和Y方向:托架未正確地位于格子內(nèi)；
[0105]當(dāng)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的檢測或檢查方法時，特別優(yōu)選在一個方向上的灰度圖像或彩圖的紅、綠和藍色通道的圖像的至少一個導(dǎo)數(shù)。優(yōu)選地每個參考灰度圖像17和每個當(dāng)前灰度圖像17’進行至少一個求導(dǎo)操作。該求導(dǎo)操作可以任意地以X方向或y方向完成，雖然其它方向例如45°也可以被選擇進行求導(dǎo)操作。附加地和可變化地，單獨的求導(dǎo)操作可以在三個色彩等級R(紅)、G(綠)或B(藍)的至少一個方向上執(zhí)行。
[0106]如所述的，優(yōu)選第一計算機程序用于檢測實驗室工作站3中工作區(qū)域2上的實驗室用品I的排列(學(xué)習(xí)程序)和第二計算機程序用于檢查實驗室工作站3中工作區(qū)域2上的實驗室用品I的排列(檢查程序)。然而，其還可以將兩個計算機程序合并到一個單獨的應(yīng)用程序中。
[0107]所有使用的圖像處理程序都在采用C++的MICROSOFT? Visual Studio2010下使用OpenCV-Library (V2.1)和ZBar Library (V0.1)下運行。實驗室工作站的控制程序以 Freedom EVOware? V2.4SP1, Build2.4.8.0 編寫。
[0108]相同的圖標記編號指定為相同的或至少相關(guān)的標記，即使在每種情況下并未詳細描述。外部計算機的選擇，如獨立處理器8’或?qū)嶒炇夜ぷ髡?的處理器8的使用優(yōu)選由使用者執(zhí)行，這樣他可以在沒有偏離本發(fā)明的思想的前提下使用一個或其它處理器。[0109]如果本領(lǐng)域技術(shù)人員決定使用設(shè)計的替代的實驗室工作站3和根據(jù)極坐標系操作實施根據(jù)本發(fā)明的檢測和/或檢查方法，在本發(fā)明的思想內(nèi)他可以指示程序?qū)＜蚁鄳?yīng)地改編該方法，并且例如以極坐標也就是通過中心、與中心相關(guān)的角度和距離來定義參考圖像參數(shù)文件13。
[0110]附圖標記列表:
[0111]I實驗室用品，微盤，托架，支架
[0112]2工作區(qū)域，第一工作區(qū)域
[0113]2’第二工作區(qū)域
[0114]3實驗室工作站
[0115]4，4’支承裝置，機械臂
[0116]5，5’數(shù)字相機，網(wǎng)絡(luò)攝像機
[0117]6參考數(shù)字圖像(原始的)
[0118]6’當(dāng)前數(shù)字圖像
[0119]7 第一存儲器(RAM)
[0120]V 第二存儲器(HDD)
[0121]8 RSP的處理器
[0122]8’單獨的處理器
[0123]9屏幕、圖像顯示設(shè)備
[0124]10特征性特征
[0125]10’工作區(qū)域的特征
[0126]10”實驗室用品的特征
[0127]10”’附加記號的特征
[0128]11輸入設(shè)備
[0129]12參考圖像部分(原始的)
[0130]12’處理過的參考圖像部分
[0131]13參考圖像參數(shù)文件(原始的)
[0132]14當(dāng)前圖像部分
[0133]14’處理過的當(dāng)前圖像部分
[0134]15完整參考圖像
[0135]15’處理過的完整參考圖像
[0136]16至14的緩沖區(qū)域
[0137]17參考灰度圖像
[0138]17’當(dāng)前灰度圖像
[0139]18十字線
[0140]19 5的光學(xué)軸
[0141]19，5，的光學(xué)軸
【權(quán)利要求】
1.一種檢測實驗室工作站⑶的工作區(qū)域⑵的實驗室用品⑴的排列的方法，其中至少一個支承裝置(4)設(shè)置于實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)之上，并且其中該方法包括如下步驟: a)通過至少一個參考數(shù)字圖像(6)來檢測實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的原始排列，其中參考數(shù)字圖像(6)通過以確定位置和排列固定在支承裝置(4)的至少一個數(shù)字相機(5)記錄； b)將所述至少一個參考數(shù)字圖像(6)存儲在處理器(8，8’)的第一存儲器中，所述處理器(8，8’ )可操作地連接到數(shù)字相機(5)； 其中隨后，執(zhí)行以下步驟: c)將所述至少一個參考數(shù)字圖像(6)顯示到可操作地連接到處理器(8，8’)的圖像顯示設(shè)備(9)上； d)由使用者選擇并利用特征性特征(10)標記實驗室工作站(3)中的工作區(qū)域(2)上的區(qū)域，所述特征性特征在至少一個參考數(shù)字圖像(6)上是可見的，其中特征(10)從由工作區(qū)域的特征(10’)、實驗室用品的特征(10”)和附加施加記號的特征(10”’ )組成的組中選擇，并且其中所述使用者使用可操作的連接至計算機(8，8’ )上的至少一個輸入設(shè)備(11)以標記參考圖像部分(12)； e)產(chǎn)生在步驟d)中由使用者選擇和標記的實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的所述區(qū)域的參考圖像部分(12)； f)針對在步驟e)中產(chǎn)生的所述參考圖像部分(12)產(chǎn)生至少一個參考圖像參數(shù)文件(13);以及 g)將步驟e)中產(chǎn)生的參考圖像部分(12)和步驟f)中產(chǎn)生的參考圖像參數(shù)文件存儲到第二存儲器(7’)中。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測方法， 其中將所述至少一個參考數(shù)字圖像(6)顯示到可操作地連接到處理器(8，8’ )的圖像顯示設(shè)備(9)是與請求使用者標記相對小的、區(qū)別性的位置一起執(zhí)行的，所述區(qū)別性的位置作為參考圖像部分(12)對于計劃的測試順序是重要的。
3.如權(quán)利要求2所述的檢測方法， 其中使用者用計算機鼠標(11)畫出顯示在屏幕上的矩形，并且優(yōu)選地使矩形的尺寸適應(yīng)在這些特征(10’，10”)或記號(10”’ )的周圍，并通過鼠標點擊或按下預(yù)先設(shè)定的鍵如計算機鍵盤上的輸入鍵的方式來確認選擇。
4.如權(quán)利要求1所述的檢測方法， 其中實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的原始排列通過以一定距離彼此間隔地固定至相同支承裝置(4)的兩個數(shù)字相機(5，5’ )檢測。
5.如權(quán)利要求1所述的檢測方法， 其中實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)的實驗室用品(I)的原始排列通過兩個數(shù)字相機(5，5’)檢測，其中這些數(shù)字相機(5，5，)分別固定在以一定距離彼此間隔的兩個不同支承裝置(4，4’ )上。
6.如權(quán)利要求1所述的檢測方法， 其中為了檢測實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的原始排列，將固定有一個或兩個數(shù)字相機(5，5’)的至少一個支承裝置(4)移動到至少兩個記錄位置，其中在這些記錄位置的每一個上用這些數(shù)字相機(5，5’)中的每一個記錄參考數(shù)字圖像(6)。
7.如權(quán)利要求6所述的檢測方法， 其中數(shù)字相機(5，5’)向記錄位置的移動和在記錄位置處記錄參考數(shù)字圖像(6)由實驗室工作站(3)的軟件控制。
8.如權(quán)利要求1所述的檢測方法， 其中在步驟f)中產(chǎn)生的每個參考圖像參數(shù)文件(13)包括相應(yīng)的參考圖像部分(12)的X/Y參數(shù)或極坐標。
9.如權(quán)利要求1所述的檢測方法， 其中參考數(shù)字圖像(6)被組合以形成完整參考圖像(15)。
10.如權(quán)利要求1所述的檢測方法， 其中參考數(shù)字圖像(6)或完整參考圖像(15)的曝光被檢查，經(jīng)檢查之后，如果參考數(shù)字圖像(6)或完整參考圖像(15)被過曝或者欠曝，則執(zhí)行以下替代的步驟之一: 籲請求使用者， ?發(fā)出指令到控制器， ?自動發(fā)出命令到控制器· 以再次檢測實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的原始排列。
11.一種用于檢查實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的排列的方法， 其中將實驗室用品(I)的當(dāng)前排列與先前根據(jù)權(quán)利要求1檢測的該實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的原始排列進行比較，并且其中該方法包括產(chǎn)生關(guān)于該實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的原始排列的未處理的參考圖像部分(12)或處理過的參考圖像部分(12’)或產(chǎn)生未處理的完整參考圖像15或處理過的完整參考圖像(15’ )和各自的相應(yīng)參考圖像參數(shù)文件(13)。
12.如權(quán)利要求11所述的檢查方法， 其包括以下步驟: h)通過在至少一個當(dāng)前數(shù)字圖像(6’)檢測實驗室工作站(3)中工作區(qū)域(2)的實驗室用品(I)的當(dāng)前排列，其中當(dāng)前數(shù)字圖像出’)通過固定至支承裝置(4)上指定位置和排列的數(shù)字相機(5，5’)記錄； i)將所述至少一個當(dāng)前數(shù)字圖像(6’)存儲在可操作地連接到至少一個數(shù)字相機(5，5’ )的處理器(8，8’ )的第一存儲器(7)中； j)將處理過的參考圖像部分(12’ )或處理過的完整參考圖像(15’ )和相應(yīng)的參考圖像參數(shù)文件(13)從第二存儲器(7’ )加載到處理器(8，8’ )的第一存儲器(7)中； k)從當(dāng)前數(shù)字圖像出’)產(chǎn)生當(dāng)前圖像部分(14)，其中這些當(dāng)前圖像部分(14)通過參考圖像參數(shù)文件(13)的X/Y參數(shù)定義； I)根據(jù)處理過的參考圖像部分(12’ )處理當(dāng)前圖像部分(14);以及 m)將處理過的當(dāng)前圖像部分(14’ )存儲在處理器(8，8’ )的第一存儲器(7)中。
13.如權(quán)利要求12所述的檢查方法， 其中在步驟h)后，檢查當(dāng)前數(shù)字圖像(6’ )的曝光，經(jīng)檢查之后，如果當(dāng)前數(shù)字圖像(6’ )過曝或者欠曝，則執(zhí)行以下替代步驟之一: 籲請求使用者， ?發(fā)出指令到控制器， ?自動發(fā)出命令到控制器 以再次檢測實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的原始排列。
14.如權(quán)利要求12所述的檢查方法， 其中當(dāng)產(chǎn)生用從步驟k)中的當(dāng)前數(shù)字圖像(6’ )中得到的參考圖像參數(shù)文件(13)的X/Y參數(shù)或極坐標限定的當(dāng)前圖像部分(14)時，額外添加圍繞這些當(dāng)前圖像部分(14)的緩沖區(qū)域(16)。
15.如權(quán)利要求11所述的檢查方法， 其中產(chǎn)生每個參考圖像部分(12)或完整參考圖像(15)的參考灰度圖像(17)，并且其中參考圖像部分(12)或完整參考圖像(15)的每個參考灰度圖像(17)和/或彩色參考圖像部分(12)或完整參考圖像(15)的三個色彩等級R(紅)、G(綠)或B(藍)中的每一個被執(zhí)行至少一次求導(dǎo)操作。
16.如權(quán)利要求12所述的檢查方法， 其中通過在每個處理過的當(dāng)前圖像部分(14’ )中搜索相應(yīng)的處理過的參考圖像部分(12’)，將在步驟I)中處理的當(dāng)前圖像部分(14’ )與在處理器(8，8’ )中的處理過的參考圖像部分(12’ )進行比較。`
17.如權(quán)利要求14所述的檢查方法， 其中通過在每個處理過的當(dāng)前圖像部分(14’ )與緩沖區(qū)域(16)中搜索相應(yīng)的處理過的參考圖像部分(12’)，將在步驟I)中處理的具有緩沖區(qū)與(16)的當(dāng)前圖像部分(14’ )與處理器(8，8’ )中的處理過的參考圖像部分(12’ )進行比較。
18.如權(quán)利要求16所述的檢查方法， 其中對于每個特征(10，，10”，10”’)，通過結(jié)果值確定，關(guān)于特征(10’，10”，10”’)的圖像內(nèi)容和位置而言，實驗室用品(I)的當(dāng)前排列和實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的原始排列之間是否存在一致， 其中這些結(jié)果值包括圖像內(nèi)容分量、X方向的空間分量和Y方向的空間分量，并且 這些至少三個分量中的每一個的一致情況關(guān)于各自的一個相應(yīng)閾值來確定。
19.如權(quán)利要求17所述的檢查方法，其中對于每個特征(10’，10”，10”’)，通過結(jié)果值確定，關(guān)于特征(10’，10”，10”’)的圖像內(nèi)容和位置而言，實驗室用品(I)的當(dāng)前排列和實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的原始排列之間是否存在一致， 其中這些結(jié)果值包括圖像內(nèi)容分量、X方向的空間分量和Y方向的空間分量，并且 這些至少三個分量中的每一個的一致情況關(guān)于各自的一個相應(yīng)閾值來確定。
20.如權(quán)利要求18或19所述的檢查方法， 其中在圖像顯示裝置(9)上，每個非常一致的情況被顯示為被分配給相應(yīng)的當(dāng)前圖像部分(14)的單個第一顏色區(qū)域，并且每個符合要求的一致情況被顯示為被分配給相應(yīng)的當(dāng)前圖像部分(14)的單個第二顏色區(qū)域，并且， 其中每個錯誤被顯示為警報，其中警報從由可視警報、可聽警報、警報消息和實驗室工作站(3)的機械鎖定組成的組中選擇。
21.一種實驗室工作站(3)，包括至少一個工作區(qū)域(2)， 其中所述實驗室工作站(3)進一步包括: η)至少一個支承裝置(4)，設(shè)置于實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)之上； ο)至少一個數(shù)字相機(5，5’)，以確定位置和排列固定至支承裝置(4)； P)處理器(8)，可操作地連接至至少一個數(shù)字相機(5)，且具有第一和第二存儲器(7，V )； q)圖像顯示設(shè)備(9)，可操作地連接至處理器(8)； r)至少一個輸入設(shè)備(11)，可操作地連接至處理器(8);以及 s)計算機程序，可在處理器(8)中被激活以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1的對實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的排列進行檢測或根據(jù)權(quán)利要求11對實驗室工作站(3)的工作區(qū)域(2)上的實驗室用品(I)的排列進行檢查的方法。
22.如權(quán)利要求21所述的實驗室工作站(3)， 其中所述工作區(qū)域(2)通過X軸和Y軸定義，X軸和Y軸在其中成直角延伸， 其中實驗室工作站(3)包括垂直于工作區(qū)域(2)延伸的Z軸，并且其中其上固定有數(shù)字相機的至少一個支承裝置(4)被配置成能在X軸或Y軸方向上直線移動。
【文檔編號】G01N35/00GK103592447SQ201310521262
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】S·M·艾卡德, N·伊根霍溫 申請人:泰肯貿(mào)易股份公司