一种基于图像识别并计数的标本传送拥堵检测系统

技术领域

本发明涉及标本拥堵检测技术领域，具体涉及一种基于图像识别并计数的标本传送拥堵检测系统。

背景技术

传送装置是用于将物品输送到目的位置的电气设备，较为常用的是传送带。在传送距离较长时，一般采用多节传送装置依次首尾靠近安装，组成一个完整的传输流水线，物品在传送带上传送过程中，可能会由于某个传送带停机或两个传输带之间配合不好，造成物品卡堵在传送带上或者两个传送带之间。如不及时检测处理，会使物品拥堵加剧，甚至造成物品损坏。

以医院采血化验为例，采血地点与血液化验一般都不在同一位置，传统上，需要人工将抽取血液有的采血真空管搬运至血液化验科，随后，出现了针对于采血管运输的传送装置，由于采血真空管的尺寸较小，且传送距离较远，容易造成采血真空管卡堵在传送装置上或两个传送装置之间，如果不及时发现处理，可能会使采血真空管内的血液放置时间过久而失效，严重时可能会造成后续放入传送装置的采血真空管在传送装置上堆积，造成采血真空管被挤爆或挤出传送装置，造成血液样本泄漏，不仅造成污染，还需重新抽血采样才能继续进行血液化验。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种基于图像识别并计数的标本传送拥堵检测系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于图像识别并计数的标本传送拥堵检测系统，包括主控机，所述主控机连接有第一采集终端和第二采集终端，所述第一采集终端和第二采集终端分别设置在传送装置的入口侧和出口侧，所述主控机以设定时间间隔控制第一采集终端和第二采集终端采集传送装置入口侧和出口侧的图像数据，所述主控机连接有服务器，以将传送装置入口侧和出口侧的图像数据发送至服务器，所述服务器基于第一采集终端采集的图像数据识别当前放入传送装置的标本的数量，且其基于第二采集终端采集的图像数据识别当前由传送装置送出的标本的数量，所述服务器根据当前放入传送装置的标本的数量进行标本放入累加计数，并在每次累加计数完成后开始计时，所述服务器根据当前由传送装置送出的标本的数量进行标本送出累加计数，如计时达到设定时间时，标本送出总数与计时开始时的标本放入总数不同，则所述服务器输出报警信号。

进一步的，所述标本包括采血真空管，所述服务器基于mobilent-ssd算法识别出采血真空管的管帽，并基于识别出的管帽进行计数。

进一步的，所述服务器对第一采集终端和第二采集终端采集的图像数据划定识别区域，并计算管帽通过识别区域所需的时间t：

t＝S/v

其中，S为识别区域在传送装置移动方向的长度，v为传送装置的运输速度；

所述第一采集终端和第二采集终端的采集频率根据时间t设定，以使第一采集终端和第二采集终端在时间t内均可采集多帧识别区域内的图像数据，所述服务器识别出识别区域内具有采血真空管的图像数据的帧数在设定比例以上时，则判断为当前具有采血真空管通过；

所述服务器提取识别区域内具有采血真空管的图像数据，并分别获取管帽的中心点在识别区域中的平面坐标,所述服务器根据相邻的两帧具有采血真空管的图像数据中的管帽的中心点平面坐标计算管帽的横向位移X和纵向位移Y：

X＝x

Y＝y

其中，x

如X＜δx，且Y＜δy，则服务器判断两帧图像数据中的采血真空管为同一根，否则为不同根，其中，δx为设定的识别区域中两帧之间最大横向位移，δy为设定的识别区域中两帧之间最大纵向位移。

进一步的，所述主控机包括第一主控机和第二主控机，所述第一主控机与第一采集终端连接，所述第二主控机与第二采集终端的连接。

进一步的，所述服务器连接有一显示器，所述显示器用于显示标本放入总数、标本送出总数和拥堵事件。

进一步的，所述工控机GPIO接口连接有一控制继电器，所述控制继电器与传送装置的控制电路连接，以根据所述服务器输出的报警信号控制传送装置停机。

进一步的，所述控制继电器还连接有声光报警器。

进一步的，所述主控机包括树莓派主机和香蕉派主机。

进一步的，所述传送装置包括若干皮带传送装置。

有益效果：本发明通过在传送装置的入口侧和出口侧设置第一采集终端和第二采集终端，以采集传送装置的入口侧和出口侧的图像数据，并基于图像识别技术识别出放入传送装置入口侧和出口侧的标本的数量，通过分别计数并比对放入标本的数量和送出标本的数量，实现检测标本是否在传送装置上出现拥堵，可用于对采血真空管传送检测，并通过划定识别区域，在真空采血管通过识别区域时拍摄多帧图像数据进行识别，并通过管帽的位移判断是否为同一根采血真空管，从而避免重复计数，大幅提高采血真空管的计数精度和拥堵检测的精度。

附图说明

图1是本发明实施例的基于图像识别并计数的标本传送拥堵检测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例的显示器的显示界面示意图；

图3是本发明实施例的第一帧图像数据的示意图；

图4是本发明实施例的第二帧图像数据的示意图；

图5是本发明实施例的第三张图像数据的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1和2所示，本发明实施例提供了一种基于图像识别并计数的标本传送拥堵检测系统，包括主控机，主控机优选采用树莓派主机和香蕉派主机等。主控机连接有第一采集终端1和第二采集终端2，具体的，主控机与第一采集终端1和第二采集终端2之间可通过USB接口或CSI接口进行连接。第一采集终端1设置在传送装置4的入口侧，以采集传送装置4入口侧的图像数据，第二采集终端2设置在传送装置4的出口侧，以采集传送装置4出口侧的图像数据。第一采集终端1和第二采集终端2采集图像数据是主控机以设定时间间隔控制采集的，具体的，设定时间间隔的时长可以与传送装置4的传输速度和采集图像数据的覆盖区域相关，这种设定方式以图像数据的覆盖区域能够刚好连续为最佳，避免采集的区域出现重叠或存在区域间隔，造成检测不准确。为了确保检测精度，第一采集终端1和第二采集终端2的摄像头像素优选在500万以上。主控机连接有服务器5，主控机将第一采集终端1和第二采集终端2分别采集的传送装置4入口侧和出口侧的图像数据发送至服务器5，服务器5基于第一采集终端1采集的图像数据识别当前放入传送装置4的标本6的数量，且其基于第二采集终端2采集的图像数据识别当前由传送装置4送出的标本6的数量，具体来说，服务器5识别图像数据中的标本6数量是基于图像识别技术来完成的。服务器5根据当前放入传送装置4的标本6的数量进行标本放入累加计数，服务器5在每次累加计数完成后开始计时，服务器5根据当前由传送装置送出的标本的数量进行标本送出累加计数，如计时达到设定时间时标本6送出总数与计时开始时的标本6放入总数不同，则服务器5输出报警信号。

需要说明的是，设定时间大于标本6放入传送装置4至标本6由传送装置4送出的时间，假如标本6放入传送装置4至标本6由传送装置4送出的时间为2分钟，则设定时间需要设置在2分钟以上，如2.5分钟等。

举例说明，某一时刻已经共放入70个标本6，后续又有三次标本6放入，服务器5检测到第一次放入2个标本6，进行第一次累加计数得出标本放入总数为72个，然后开始第一次放入计时；服务器5检测到第二次放入1个标本6，进行第二次累加计数得出标本6放入总数为73，然后再开始第二次放入计时；服务器5检测到第三次放入2个标本6，进行第三次累加计数得出标本6放入总数为75个，然后再开始第三次放入计时。如标本6在传送装置4上未出现拥堵，那么在三次计时分别到达设定时间之前，服务器5可以通过第二采集终端2采集的图像数据中检测到标本6分别从传送装置4送出，如某次放入的标本6在传送装置4上出现拥堵，则服务器6即可通过标本6送出总数与计时开始时的标本6放入总数进行比对，检测出标本6已经出现拥堵，然后通过报警信号提醒值班人员，避免进一步造成严重后果。

本发明实施例的标本6包括采血真空管。由于采血真空管的管体为透明材质，服务器5在对图像数据进行识别的时候，可以通过采血真空管的管帽来判断是不是图像数据是否有采血真空管及其数量。服务器5可以基于mobilent-ssd算法识别出采血真空管的管帽9，并基于识别出的管帽9进行计数。通过将mobilent-ssd进行训练与优化，它可以把一张照片中采血真空管的管帽9全部给标识出来，识别准确率可以达到99％以上。现有的用于传送采血真空管的传送装置4一般采用若干皮带传送装置，根据传输距离和位置将皮带转送装置紧邻设置，并能实现不同楼层之间的传送，由于未涉及传送装置4的改进，不再赘述。需要说明的是，第一采集终端1和第二采集终端2也可以设置在每个皮带传送装置的进口侧和出口侧，将整个传送装置4划分为多个区域进行检测，避免整个传送装置4距离太长，传送时间时间较长时，不能第一时间发现拥堵事件和拥堵位置。

为了提高真空采血管计数的准确率，服务器5对第一采集终端1和第二采集终端2采集的图像数据划定识别区域10，并计算管帽9通过识别区域10所需的时间t：

t＝S/v

其中，S为识别区域10在传送装置移动方向的长度，v为传送装置4的运输速度；

第一采集终端1和第二采集终端2的采集频率根据时间t设定，以使第一采集终端1和第二采集终端2在时间t内均可采集多帧识别区域10内的图像数据，服务器5识别出识别区域10内具有采血真空管的图像数据的帧数在设定比例以上时，则判断为当前具有采血真空管通过；第一采集终端1和第二采集终端2在时间t内采集的识别区域10内的图像数据优选3或5帧，设定比例优选为百分之五十，以采集三帧为例，服务器5可从其中两帧图像数据中识别出采血真空管，即认为当前有采血真空管通过，如仅可从一帧图像数据中识别出采血真空管，则作为误识别忽略，这样可大幅提高真空采血管识别的准确率。

由于第一采集终端1和第二采集终端2拍摄的图像数据均为多帧，真空采血管会出现在多帧图像数据的识别区域10中，此时，如果按照识别出的真空采血管的个数进行计数显然是不准确的，还需要避免重复计数。避免重复计数通过以下方式实现，服务器5提取识别区域10内具有采血真空管的图像数据，并分别获取管帽9的中心点在识别区域10中的平面坐标,服务器5根据相邻的两帧具有采血真空管的图像数据中的管帽9的中心点的平面坐标计算管帽9的横向位移X和纵向位移Y：

X＝x

Y＝y

其中，x

如X＜δx，且Y＜δy，则服务器判断两帧图像数据中的采血真空管为同一根，否则为不同根，其中，δx为设定的识别区域10中两帧之间最大横向位移，δy为设定的识别区域10中两帧之间最大纵向位移。

假设一个采血真空管在通过识别区域10时，管帽9出现在了三帧图像数据中，也就是第一采集终端1或第二采集终端2捕捉到三次，首先，如图3所示，获取到第一帧图像数据中管帽9的中心点在识别区域10的坐标为(x

需要说明的是，δx的取值与第一采集终端1和第二采集终端2采集在时间t内采集的识别区域10内的图像数据的帧数相关，以采集3帧为例，由于当服务器5从两帧以上的图像数据中识别出管帽9时，才判断为当前有真空采血管通过，因此，当第一帧图像数据和第三帧图像数据识别出管帽9的情况下，第一帧图像数据与第三帧图像数据中的管帽9的位移就是理论最大位移(识别区域10沿传送方向的长度的三分之二)，同理，当采集5帧图像数据时，理论最大位移就是识别区域10沿传送方向的长度的五分之三，δx的取值优选为该理论最大位移。δy的取值为一个常量，可以根据实际需要设定，优选设置为采血真空管长度的二分之一。

主控机可以采用一个，由于一般的标本6传输距离较远，造成第一采集终端1和第二采集终端2的距离比较远，为了便于将第一采集终端1和第二采集终端2与主控机连接，本发明实施例的主控机优选包括第一主控机31和第二主控机32，第一主控机31可以设置在第一采集终端1的一侧，且其并与第一采集终端1连接，第二主控机32可以设置在与第二采集终端2的一侧，且其并与第二采集终端2连接。

为了便于值班人员清楚的了解当前传送标本6的数量以及工作状态，本发明实施例的服务器5还连接有一显示器7，参见图2，显示器7用于显示标本放入总数、标本送出总数和拥堵事件，拥堵事件包括拥堵时间和数量。

为了在检测到标本6在传送装置4上出现拥堵时，可联锁控制传送装置4停机，本发明实施例的工控机通过GPIO接口连接有一控制继电器8，当工控机接收到服务器5输出的报警信号时，工控机控制控制继电器8得电动作，控制继电器8的常开触点与传送装置4的控制电路连接，以根据服务器输出的报警信号控制传送装置4的驱动电机停机，从而避免传送装置4继续运行造成标本6进一步拥堵严重，造成严重后果。为了进一步便于对值班人员进行提醒，还可以将控制继电器8与声光报警器连接，具体的，通过控制继电器8的常开触点与声光报警器和电源连接，在控制继电器8得电吸合时，控制继电器8的常开触点将声光报警器与电源接通，使声光报警器发出声光报警信号。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。