[发明专利]用于分析物体的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分析物体的方法和设备。更具体地，本发明涉及分析包含在流或产品样本中的物体，其中可以计算和监控作为单个物体大小和形状的数据以及作为大小分布的公共数据等。

背景技术

一个配置可以是一连串物体的物体流的实施例是要基本上形成单层或帘幕(curtain)，其中物体由图像处理单元捕获。

从EP0348469B1中已知了一种自动微粒分析方法以及用于执行该方法的装置，其中可以确定物体的大小分布和所述微粒相对于期望形状和期望色彩的偏差。所述微粒的样品流到筒仓之外并流到振动板上，从而生成流动的单层物体帘幕。使得所述微粒落在所述平板边缘之上。照亮该帘幕并且在至少一个地方记录其画面。然后分析画面，特别是对于流中的微粒大小分布和相对于期望形状的偏差。

与这种分析技术相关的一个缺点在于：成像设备仅以二维(2-D)记录微粒的形状和区域，因此最适合于均匀物体或球体。然而，当分析非均匀物体时，通过使用这种现有设备，微粒的第三维(与成像平面正交的维)将仍然在一定程度上不为所知。

发明内容

使用本发明，现在可以借助于一个图像记录单元以实质上的3维(3-D)成像和处理物体。这是通过物体的受控扩展和旋转以及控制和计算在单个物体通过测量空间(measuring volume)时由图像记录单元捕获的所述单个物体的图像的算法而实现的。

这些和其它优点可以通过如所附权利要求中限定的发明来实现。

附图说明

下面，通过示例和附图来进一步描述本发明，在附图中：

图1公开了根据本发明的3-D成像设备的原理图；

图2公开了在图1中公开的设备所捕获的下落物体的实际图像。

具体实施方式

可以通过如图1所示的机构来执行3-D成像。

这里，将样品注入到一个漏斗1中。然后，通过振动板2馈送样品并使其落下该板的边缘3。旋转是由于重力作用和馈送器板上的部分支撑，还由于振动馈送器的移动。在物体滑下馈送器板时，旋转开始。

随后，样品中的物体下落到测量空间中并旋转，在该测量空间中，成像系统4捕获样品中的物体的多幅图像。典型地，如左侧数字所示的那样，多次捕获每一单个物体，所述数字标识了下落中的多个物体之一被捕获的实例。

在每一图像中可以有多个不同形状和大小的物体。

通过使用高速成像系统来捕获物体，所述高速成像系统具有高到足以在物体经过测量空间(或者由照相机覆盖的区域)时给出该物体的多幅图像(2幅或更多幅图像)的帧速率。

通过将物体馈送入测量空间，可以产生物体的旋转。

一种将物体引进测量空间的方法是使用振动馈送器，并且当物体跌落馈送器的末端时，由于物体的一部分得到了馈送器的支持而物体的另一部分受到了重力场的影响，所以重力引起了旋转。这将引起旋转。

其他确保获得旋转的方法可以使用某种机械激励设备，其在物体离开馈送器时作用于所述物体。这可以是位于馈送器出口的振动“带”。

其他馈送物体和产生旋转的方法可以使用传送带、气压调节、滑动系统、通过滚筒馈送等等。

在连续图像中编号为1、2、3、4的物体是相同物体，参见图1。这给出了由于物体的旋转而导致的如图所示的不同投影区域。还参见图2，其中示出了实际捕获的图像，在连续图像中识别和标识相同物体。

通过使用物理定律，在连续图像中识别每一单个物体。这是通过使用控制物体的运动的力场的特性以便估计下一位置和在连续图像中多次识别相同物体而实现的。

如果物体具有已知的速度，例如，在传送带上或者在液体槽中等等，也可以识别该物体。

其他进行识别的方式是使成像系统跟随线性运动或旋转运动的物体。

为了在物体在重力场中下落时估计在图像区域中的下一位置和移动，可以使用在测量空间中观测物体时从馈送器开始该物体已经移动的距离来估计物体已经下落的时间。为此，使用从馈送器到图像的顶部的距离、图像高度、和图像之间的时间。通过使用全部所述信息，通过使用物体在当前图像中的位置，可以估计物体在下一图像中将具有的位置。该方法用于每一新图像和在每一单个图像中观测的全部物体，以便在物体移动通过测量空间时多次识别每一单个物体。

下一位置的计算：

在时间t内物体下落的距离由下列公式给出：