BR112017016353B1

BR112017016353B1 - Método para determinar uma quantidade de produto na formação do produto

Info

Publication number: BR112017016353B1
Application number: BR112017016353-5A
Authority: BR
Inventors: Jonathan Green
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2015-02-25
Publication date: 2022-03-29
Also published as: KR20170102026A; EP3261966A1; KR101842974B1; EP3261966B1; US20170369262A1; WO2016137450A1; CA2976209C; CN107428485A; CA2976209A1; EP3261966A4; US9944481B2; AU2015384218B2; CN107428485B; BR112017016353A2; AU2015384218A1

Abstract

MÉTODO E SISTEMA PARA DETERMINAR O USO DE UM PRODUTO EM ROLO OU EMPILHADO. Um sistema e método de controle são apresentados para determinar uma quantidade de um produto distribuído ou adicionado a uma formação de produto. Em intervalos definidos, uma marca é projetada com um gerador de imagens de fonte de luz em um aspecto da formação do produto que muda conforme a quantidade de produto é excluída ou é adicionada à formação do produto. Uma imagem digital é capturada do aspecto da formação do produto que captura a marca projetada e é transmitida para um processador do gerador de imagem digital, em que uma característica da marca projetada é analisada, a qual muda à medida que a formação do produto diminui ou aumenta de tamanho, conforme o produto é distribuído ou adicionado. A característica analisada é comparada a um valor predeterminado da característica em um tamanho predefinido da formação do produto para determinar uma quantidade real do produto na formação do produto, ou quantidade de produto retirada ou adicionada à formação do produto

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[1] A presente invenção refere-se geralmente aos métodos e sistemas para determinar a quantidade de um produto que está esgotado ou é distribuído de uma configuração em rolo ou empilhada do produto, por exemplo, no ambiente de produtos de consumo de papel em que papéis tissue e toalhas de papel em rolo ou empilhados são distribuídos de um distribuidor.

FUNDAMENTOS

[2] Com vários processos de fabricação, um material de trabalho, como um material de folha ou trama de execução contínua, é adicionado ou está esgotado de uma formação de produto. Por exemplo, em uma fábrica de papel, a trama de papel formada é continuamente adicionada a uma formação de produto em rolo. Em seguida, a trama pode ser desenrolada a partir da formação do produto em rolo no processo de fabricação de outros produtos, como produtos de consumo de papel. Por várias razões relacionadas à fabricação e ao controle de qualidade, muitas vezes é necessário saber quanto do produto permanece na formação do produto ou quanto foi gasto da formação do produto, sem interromper ou prejudicar a linha de fabricação.

[3] A questão acima aplica-se também à distribuição de uma ampla variedade de produtos de consumo. Se, para uso doméstico ou público, a distribuição de produtos de papel, como toalhas de papel e papéis tissue, resultou em muitos tipos diferentes de dispositivos de distribuição manuais e automáticos para controlar quantidades distribuídas, bem como para determinar o quanto do produto de papel foi distribuído. Por exemplo, a Patente US N° 7.780.380 descreve um distribuidor de produtos de papel empilhados (por exemplo, guardanapos ou toalhas de papel dobrados ou empilhados) em que uma unidade do sensor é executada por uma parede lateral interna do compartimento do distribuidor e é usada para detectar quando reabastecer o distribuidor, se necessário. A unidade de sensor usa um sensor de infravermelho para detectar quando uma pilha de produto de papel estiver abaixo de um ponto baixo de papel. Um feixe estreito de luz infravermelha é enviado de um emissor e é captado por um detector adjacente. Quando o topo da pilha de papel estiver acima do sensor de infravermelho, o detector não capta a luz infravermelha. No entanto, quando o topo da pilha de papel estiver abaixo do sensor de infravermelho, a luz proveniente do emissor é visível para o detector e é gerado um aviso de que tem pouco papel.

[4] A patente US '380 descreve também um distribuidor de produto em rolo automático que detecta a presença de um usuário e distribui, automaticamente, um produto medido de folha de papel. Uma alavanca mecânica está disposta em um pivô em uma extremidade e repousa sobre o rolo na outra extremidade. Um microinterruptor ou resistor variável localizado próximo ao pivô detecta a mudança na posição girada da alavanca conforme o diâmetro do rolo diminui e gera um sinal correspondente para uma unidade de sensor que gera uma indicação da quantidade de produto de papel que resta no distribuidor.

[5] Outros tipos de mecanismos de detecção também são sugeridos na patente US '380, incluindo sistemas puramente elétricos, sistemas puramente mecânicos, sistemas eletromecânicos, sistemas capacitivos e sistemas ultrassônicos. Os sensores de proximidade capacitivos produzem um campo eletrostático que detectar o papel e outros objetos não- metálicos, bem como objetos metálicos. Os sensores de proximidade ultrassônicos usam um transdutor para enviar e receber sinais sonoros de alta frequência. O som refletido tem um trajeto mais curto quando o papel está próximo ao sensor.

[6] Assim, a indústria está continuamente buscando sistemas de distribuição novos e aprimorados que possam determinar com precisão o uso do produto sem adicionar, proibitivamente, custos do distribuidor ou afetar adversamente o funcionamento da distribuição do produto. Seria um benefício significativo se o sistema e método de determinação de uso pudessem funcionar sem a necessidade de alteração física ou modificação do produto monitorado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[7] Objetos e vantagens da invenção serão estabelecidos adiante em parte na seguinte descrição ou podem ser evidentes a partir da descrição ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[8] Serão descritas modalidades do sistema e método presentes fazendo referência a sistemas de distribuidor de produto de consumo de papel apenas para fins ilustrativos. Deve ser apreciado que a presente invenção não está limitada a esse ambiente e abrange qualquer uso ou aplicação em que a quantidade ou taxa do produto usado (ou restante) são determinadas em conformidade com os princípios aqui estabelecidos. Por exemplo, a invenção pode ter utilidade em várias fábricas ou outros sistemas de fabricação em que os produtos são enrolados ou desenrolados de um rolo de funcionamento contínuo, como uma usina de papel, linha de fabricação de papel higiênico ou toalha de papel em que esses produtos são enrolados a partir de rolos maiores, linhas de fabricação de metal de folha laminada, fábricas de têxteis e assim por diante.

[9] De acordo com aspectos da invenção, é apresentado um método para determinar uma quantidade de produto na formação de produto, como uma formação em rolo ou empilhada, em que o produto está sendo esgotado ou adicionado à formação de produto de maneira contínua ou periódica. O método inclui, em intervalos definidos, projetar uma marca com um gerador de imagens de fonte de luz em um aspecto da formação do produto que muda conforme a quantidade de produto é excluída ou é adicionada à formação do produto. Uma imagem digital é capturada do aspecto da formação de produto que captura a marca projetada, com imagem digital transmitida para um processador do gerador de imagem digital. Com o processador do gerador de imagem digital, uma característica da marca projetada é analisada, que mude conforme a formação do produto diminui ou aumenta de tamanho à medida que o produto se esgota ou é adicionado à formação de produto. A característica analisada é comparada a um valor predeterminado da característica em um tamanho predefinido da formação do produto para determinar uma quantidade real do produto na formação do produto, ou quantidade de produto retirada ou adicionada à formação do produto.

[10] O sistema para executar a determinação do produto pode ser parte integrante de uma máquina de fabricação ou distribuição, ou pode ser uma unidade portátil que pode ser levada até um local de produção/esgotamento conforme o necessário.

[11] Em modalidades específicas, a característica analisada é um valor dimensional (por exemplo, comprimento, raio, altura, etc.) ou uma contagem de pixels da marca projetada que muda à medida que a formação de produto diminui ou aumenta de tamanho, em que uma contagem de pixel ou valor dimensional variável da marca projetada é uma medida da quantidade de produto adicionada ou excluída da formação do produto.

[12] Em uma modalidade, a marca projetada é uma marca sombreada produzida pelo gerador de imagem de fonte de luz em relação a um fundo suficientemente brilhante da formação do produto na imagem digital, em que a marca sombreada produz pixels definíveis que são detectáveis pelo processador de imagem digital para determinar a contagem de pixels ou valor dimensional da marca sombreada.

[13] Em uma modalidade alternativa, a marca projetada é uma marca brilhante produzida pelo gerador de imagem de fonte de luz em relação a um fundo suficientemente mais escuro da formação do produto na imagem digital, em que a marca brilhante produz pixels definíveis que são detectáveis pelo processador de imagem digital para determinar a contagem de pixels ou valor dimensional da marca sombreada.

[14] Os sistemas e métodos não são limitados nenhuma forma ou configuração específica da formação de produto. Em determinadas modalidades, a formação do produto é um produto em rolo ou empilhado, e a imagem digital é capturada de um lado da formação de produto que muda de tamanho à medida que a formação de produto diminui ou aumenta de tamanho. Por exemplo, a formação do produto pode ser uma pilha de produtos dobrados, com a marca projetada que se estende de uma parte inferior da pilha em direção a uma borda superior da pilha. Alternativamente, a formação do produto de papel pode ser um rolo de produto contínuo, com a marca projetada que se estende radialmente de uma parte central da lateral em direção uma borda circunferencial do rolo.

[15] Os sistemas e métodos presentes podem ter utilidade particular nos sistemas de distribuidor, sistemas de distribuidor de produto de consumo de papel específico. Nesse sentido, um sistema e método de distribuidor são apresentados para determinar uma quantidade de produto de papel distribuída de um distribuidor ou restando no distribuidor, em que o produto de papel é inicialmente carregado no distribuidor como uma formação do produto de papel, como um rolo contínuo de papel tissue ou toalhas de papel ou uma pilha de guardanapos dobrados. Deve ser entendido que o sistema e método presentes não estão limitados a um tipo ou configuração específica de distribuidor ou a um tipo de produto de papel distribuído. Os sistemas e métodos inventivos são, no entanto, particularmente úteis quando integrados aos distribuidors de produto de papel consumível (por exemplo, distribuidors de papel higiênico automáticos, distribuidors de papel toalha e distribuidors de guardanapos dobrados) normalmente encontrado em um ambiente público "afastado da residência" ou semiprivado. Como usado aqui, o termo "afastado da residência" se refere a um lugar ou local onde pessoas congregam por várias razões ou objetivos que estão fora da residência típica. Exemplos de locais afastados da residência incluem locais comerciais, como prédios comerciais, salas comerciais, lojas a varejo e depósitos, instalações industriais; escolas; hospitais e outros tipos de instalações médicas; locais de culto; hotéis e motéis; centros de conferência; e similares. O sistema é particularmente útil em estruturas em que múltiplas instalações sanitárias são disponibilizadas para uso dos inquilinos do edifício ou de um centro industrial ou de fabricação em que várias instalações do centro são fornecidas para uma população controlada. Deve ser apreciado, no entanto, que o sistema sanitário presente pode ser comprovadamente útil em um ambiente residencial ou privado, e esses usos estão dentro do âmbito e essência da invenção.

[16] O método inclui, em intervalos definidos, a projeção de uma marca com uma fonte de luz em um aspecto da formação de produto de papel no interior do distribuidor que muda à medida que o produto de papel é distribuído do distribuidor. Uma imagem digital é capturada do aspecto da formação de produto de papel que captura a marca projetada, com imagem digital para um processador do gerador de imagem digital. Com o processador de imagem digital, uma característica da marca projetada é analisada que muda à medida que a formação do produto de papel diminui de tamanho conforme o produto de papel for distribuído. A característica analisada é comparada com o valor predeterminado da característica em um tamanho predefinido da formação do produto de papel, que permite que o processador (incluindo hardware e software associados) determine uma quantidade de produto de papel que foi distribuída ou que continua no distribuidor.

[17] O método é particularmente benéfico quando implementado com um distribuidor de toalha de papel ou papel higiênico.

[18] As características gerais discutidas acima são aplicáveis a várias modalidades implementadas de distribuidor de produto de papel, conforme discutido com mais detalhes abaixo.

[19] Com as modalidades do distribuidor, a imagem digital pode ser capturada por um gerador de imagem digital configurado no interior do compartimento do distribuidor. O sistema de imagem pode ser conectado a um processador de imagem digital que é dedicado ao distribuidor e localizado em ou próximo ao distribuidor. Alternativamente, o sistema de imagem pode estar em comunicação sem fio com um processador remoto que é comum a uma pluralidade de dipensers diferentes. O processador remoto pode estar localizado em uma estação de monitoramento para um "banheiro inteligente" em um prédio comercial, como um edifício para escritórios, em que os distribuidors, em locais funcionais (por exemplo, pias, vasos sanitários, vestiários, etc.), são remotamente monitorados quanto à disponibilidade ou status operacional.

[20] Usando o processador de imagem digital, uma característica da imagem digital é analisada que muda à medida que a formação do produto de papel diminui em tamanho com esgotamento do produto de papel. O processo de imagem digital compara a característica analisada com um valor predeterminado da característica em um tamanho predefinido da formação de produto de papel.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[21] A Fig. 1 é um modo de exibição em diagrama de um princípio operacional para projeção de uma marca sombreada mensurável no lado de uma formação de produto em rolo:

[22] A Fig. 2 é um modo de exibição de diagrama de um princípio operacional para projeção de uma marca brilhante mensurável no lado de uma formação de produto em rolo;

[23] A Fig. 3 é uma vista de corte frontal de um distribuidor de produto em rolo que incorpora um gerador de imagem digital em conformidade com os aspectos do sistema e método da presente invenção;

[24] A Fig. 4 é uma vista de corte lateral do distribuidor da Fig. 1 e indica o campo de uma imagem digital obtida pelo gerador de imagem digital e uma marca projetada no lado da formação de produto em rolo;

[25] As Figs. 5a e 5b são vistas laterais de uma formação de produto em rolo que indica uma imagem digital capturada de um rolo completo e um rolo parcialmente esgotado, em que a característica analisada é a dimensão de comprimento ou contagem de pixel de uma marca sombreada projetada sobre o lado do rolo;

[26] As Figs. 6a e 6b são vistas laterais de uma formação de produto em rolo que indica uma imagem digital capturada de um rolo completo e um rolo parcialmente esgotado, em que a característica analisada é a dimensão de comprimento ou contagem de pixel de uma marca brilhante sobre o lado do rolo;

[27] A Fig. 7a é uma vista de corte frontal de um distribuidor de produto empilhado que incorpora um gerador de imagem digital em conformidade com os aspectos da invenção;

[28] A Fig. 7b é uma vista lateral do distribuidor de produto empilhado que indica uma imagem digital capturada de uma pilha completa, em que a característica analisada é uma marca brilhante projetada sobre o lado da pilha na imagem digital;

[29] As Figs. 8a e 8b são vistas laterais de um produto empilhado que indica uma imagem digital capturada de uma pilha completa e uma pilha parcialmente esgotada, em que a característica analisada na imagem digital é a altura ou contagem de pixel de uma marca sombreada projetada sobre o lado da formação de produto empilhado; e

[30] A Fig. 9 é um modo de exibição de diagrama das funções de controle e dos componentes de um distribuidor incorporando características da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[31] Agora será feita referência detalhada a uma ou mais modalidades da invenção, exemplos da invenção, os quais são ilustrados nas figuras. Cada exemplo e modalidade são fornecidos a título de explicação da invenção e não pretendem ser uma limitação da invenção. Por exemplo, as características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade podem ser usadas com outra modalidade para produzir ainda outra modalidade. Pretende-se que a presente invenção inclua essas e outras modificações e variações que se enquadram no âmbito e essência da invenção.

[32] Como mencionado, os sistemas e métodos presentes têm utilidade em qualquer ambiente em que seja desejado determinar a quantidade de produto esgotado ou que permanece na formação do produto, particularmente se a formação do produto estiver em uso contínuo ou semicontínuo como, por exemplo, com adição ou esgotamento durante o processo de produção. Esses ambientes podem incluir, por exemplo, usinas têxteis ou de papel/celulose, em que o produto é enrolado em uma formação de produto em rolo, ou uma linha de fabricação de metal de folha em que o produto de metal é enrolado em rolos e assim por diante. Os sistemas e métodos não são limitados pelo tipo ou configuração da formação do produto ou ambiente em que os sistemas e métodos têm utilidade.

[33] As Figs. 1 e 2 ilustram os princípios operacionais básicos de um sistema e método associado 100 em conformidade com a presente divulgação. Uma formação de produto 102 é retratada como uma formação de produtos em rolo em que o produto é enrolado ou esgotado a partir da formação 102 durante um processo de fabricação ou uso. Uma marca 104 é projetada em um aspecto da formação de produto 102 que muda à medida que a quantidade de produto é esgotada ou adicionada à formação de produto 102. Por exemplo, à medida que a formação de produto em rolo 102 aumenta ou diminui de tamanho, o aspecto do diâmetro ou raio da formação de produto 102 mudará adequadamente. A marca 104 é projetada na formação do produto 102 por um sistema de geração de imagem digital 110 que pode ser configurado de várias maneiras. Em geral, o sistema de geração de imagem digital 110 inclui um projetor 111 que gera uma marca 104 na formação do produto 102. A projeção 11 inclui uma fonte de luz 112, como uma matriz de uma ou mais luzes LED e uma máscara 114 através da qual a luz passa ou é bloqueada. Na modalidade da Fig. 1, a máscara 114 inclui uma seção de listras opacas 115 que bloqueia a transmissão da luz proveniente da fonte de luz 112 enquanto passa luz através das partes restantes da máscara 114. Assim, uma marca de listra sombreada 106 é projetada no lado da formação de produto 102. Na modalidade da Fig. 2, a máscara 114 inclui uma seção de corte de listra através da máscara 114 através da qual passa luz cercada por uma seção opaca que bloqueia transmissão de luz proveniente da fonte de luz 112. Assim, uma marca brilhante em listra 108 é projetada na formação de produto 102.

[34] O sistema de geração de imagem digital 110 inclui uma câmera digital 113 com um campo de geração de imagem definido que capta uma imagem digital da marca projetada 104, sendo que a imagem digital é transmitida a um processador do gerador de imagem digital 116 que pode ser parte integrante ou remota da câmera 113. Com o processador de imagem digital 113, uma característica da marca projetada 104 é analisada, que muda conforme a formação do produto 102 diminui ou aumenta de tamanho à medida que o produto é distribuído ou adicionado à formação de produto 102. Por exemplo, nas modalidades das Fig. 1 e 2, a característica da marca projetada pode ser o comprimento da marca 104 ou uma contagem total de pixels da marca 104. A característica analisada é comparada com um valor predeterminado da característica em um tamanho predefinido da formação de produto 102 para determinar uma quantidade real de produto na formação de produto 102. Com esta informação, uma quantidade de produto esgotado ou adicionado à formação de produto 102 é facilmente determinada.

[35] Na modalidade da Fig. 1, a marca projetada 104 é uma marca sombreada 106 produzida pela fonte de luz 112 em relação a um fundo suficientemente brilhante da formação do produto 102 na imagem digital, de modo que a marca sombreada 106 produz pixels definíveis que são detectáveis pelo processador de imagem digital 113 para determinar a contagem de pixels ou valor dimensional da marca sombreada 106. A formação de produto 102 pode ter um fundo suficientemente brilhante devido à natureza do produto (por exemplo, papel branco) ou o fundo mais brilhante pode ser reforçado pela luz a partir da fonte de luz 112 que passa através da máscara 114 em torno da seção de listras opacas 115.

[36] Na modalidade da Fig. 2, a marca projetada 104 é uma marca brilhante 108 produzida pela fonte de luz 112 em relação a um fundo suficientemente mais escuro da formação do produto 102 na imagem digital, de modo que a marca brilhante 108 produza pixels definíveis que são detectáveis pelo processador de imagem digital 113 para determinar a contagem de pixels ou valor dimensional da marca brilhante 108. A formação de produto 102 pode ter um fundo suficientemente escuro para assegurar o grau necessário de diferencial do valor de pixel entre a marca brilhante 108 e a formação de produto 102.

[37] Como mencionado, os sistemas e métodos presentes são particularmente úteis quando implementados com distribuidors de produto de consumo, como distribuidors de toalha de papel ou papel tissue. A este respeito, várias modalidades de sistemas e métodos de distribuição exemplares estão representadas nas Figs. 3 a 9. Com referência às Figs. 3 e 4, um sistema de distribuidor eletrônico automático 10 é ilustrado para distribuir um produto de papel na forma de material de folha 12 de uma formação de produto de papel 14 carregada no distribuidor, como um rolo contínuo de material de folha. O produto de papel 12 nesta modalidade é um material de trama absorvente, como toalha de papel ou papel higiênico, e assim por diante, que pode ser perfurado para separação. O sistema de distribuição 10 inclui um compartimento de distribuidor 16 com um painel traseiro 18 montável a uma parede ou superfície vertical similar, um par de painéis laterais opostos 20 e 22 e uma tampa frontal 24. A tampa frontal 24 pode ser articuladamente conectada a uma parte inferior do compartimento 16 com dobradiças 28 para que seja móvel entre uma condição fechada e uma condição aberta. A tampa frontal 24 do compartimento do distribuidor 16 é, normalmente, aberta para manutenção ou carregamento de um rolo do material de folha de substituição 14 no distribuidor 10. Um trinco (não mostrado) permite que a tampa frontal 24 seja bloqueada na condição fechada de modo a evitar adulteração não autorizada com componentes do distribuidor no interior do compartimento 16.

[38] A formação do produto em rolo ("rolo") 14 pode incluir um núcleo ou manga 30, ou pode ser um rolo sem núcleo, como aquele divulgado na Pat. US N° 5.620.148. O rolo 14 pode ser sustentado rotativamente no interior do compartimento 16 por um par de cubos de montagem 32 e 34 que, na modalidade ilustrada, estão conectados aos painéis laterais 20 e 22 do compartimento 16 por meio suportes do rolo 36 e 38. A circunferência externa do rolo da folha 14 pode ser sustentada por uma parte do compartimento sem outro suporte para desenrolar o rolo 14, conforme divulgado, por exemplo, na Pat. US N° 6.224.010. Será apreciado, no entanto, que o compartimento 16 pode ser fornecido como uma unidade separada com poucos ou nenhum mecanismo conectado a ele. Neste caso, alguns ou todos os mecanismos de distribuição mostrados e/ou descritos neste documento podem ser fornecidos como um ou mais módulos que são inseridos no compartimento. Exemplos de compartimentos e módulos do distribuidor são divulgados na Pat. US Nos 4.131.044 e 6.079.035.

[39] Como representado nas Figs. 3 e 4, o material de folha 12 sai do rolo 14, entre um par de rolos 40 e 42, e através de uma abertura de distribuição 44, por exemplo, em uma extremidade inferior 45 do compartimento 16. Alternativamente, a abertura de distribuição pode ser formada na tampa frontal, ou em uma parte da tampa frontal e uma parte da extremidade inferior (não mostrada). A abertura 44 pode ter uma borda serrilhada ou pode ter dentes para cortar a trama do material de folha (se o material 12 não for perfurado). Uma extremidade do rolo 40 pode ser montada de forma rotativa ao painel lateral 20 do compartimento 16 por meio de um suporte de rolo 46 e uma extremidade do rolo 42 pode ser montada de forma rotativa ao painel lateral 20 do compartimento 16 por meio de um suporte de rolo 48. As outras extremidades dos rolos de 40 e 42 podem ser montadas de forma rotativa ao painel lateral 22 por meio de suportes de rolo escondidos no interior de um compartimento de transmissão 50. O compartimento de transmissão 50 contém uma transmissão para transmitir acionamento de um motor elétrico 52 ao rolo 40 de modo a acionar, de forma rotativa, o rolo.

[40] Os rolos 40 e 42 juntos definem um estreitamento 54 com uma lacuna que é, desejavelmente, um pouco menor do que a espessura do material de folha 12 do rolo 14. O material de folha 12 passa através do estreitamento 54 para que a rotação do rolo de acionamento 40 e do rolo acionado 42 puxe o material de folha para fora do rolo 14 e o distribua através da abertura de distribuição 44.

[41] Um sensor de ativação 56 pode ser montado à extremidade inferior 45 do compartimento 16 (ou, alternativamente, a um módulo no compartimento) adjacente a uma lente 58, conforme ilustrado na Fig. 1. Será entendido, no entanto, que o sensor de ativação 56 e/ou lente 58 ou qualquer sistema de ativação conhecido na arte, pode ser montado em qualquer área do compartimento 16. O sensor 56 pode ser um sensor passivo convencional para detectar radiação infravermelha. Detectores de infravermelho passivos são conhecidos na técnica e são descritos, por exemplo, na Pat. US N° 4.757.337. Na prática, o sensor 56 está disposto para detectar radiação infravermelha da mão de um usuário colocada abaixo da lente 58 e, ao detectar a radiação, transmitir um sinal para ativar o motor elétrico 52, a fim de distribuir um comprimento de material de folha através da abertura de distribuição 44.

[42] Em modalidades alternativas, o sensor 56 pode ser um dispositivo ativo que emite um sinal ativo para detectar a presença de um usuário em ou próximo ao distribuidor. Esses sistemas de detecção ativos também são bem conhecidos pelos versados na técnica.

[43] Os aspectos adicionais das modalidades do sistema e método presentes utilizam geração de imagem digital e processamento de técnicas que são conhecidas pelos versados na técnica de imagens digitais. Referindo-se, em geral, às figuras e discutidas com mais detalhes abaixo, um ou mais sistemas de geração de imagem digital ("gerador de imagem") 62 são utilizadas com um sistema de distribuição 10 para gerar uma imagem digital 60 (por exemplo, Figs. 5a e 5b) de um aspecto de uma formação de produto de papel, como o produto em rolo 14 ou empilhado 80 em um distribuidor 16. O gerador de imagens digitais 62 pode incluir qualquer câmera digital disponibilizado comercialmente e adequada 67 com uma densidade de pixel suficiente e resolução para os fins descritos neste documento, bem como de uma fonte de luz associada 63, como uma matriz de uma ou mais lâmpadas LED 63 e uma máscara 65 para criar uma marca sombreada 75 marca brilhante 77, como discutido acima. O sistema de imagem digital 62 pode ser montado e orientado dentro do compartimento do distribuidor em um local para gerar periodicamente a imagem digital 60 de um aspecto da formação de produto de papel 14, 80, como o aspecto lateral, 72. As Figs. 4 e 7b mostram em linhas tracejadas o campo da imagem digital capturada pelos geradores de imagem 62 em relação à lateral 72 das formações de produto de papel 14, 80. Os geradores de imagem digital 62 podem ser montados completamente no interior do compartimento do distribuidor 16 ou podem ser montados fora do compartimento 16 com uma lente que se projeta através de uma parede lateral 20, 22, do compartimento, conforme descrito na modalidade da Fig. 7a.

[44] As imagens digitais capturadas pelos sistemas de imagem 62 são transmitidas para um processador de imagem digital 64 (Figs. 5a e 5b), que pode ser incorporado diretamente como um componente do sistema do distribuição 10 ou localizado remotamente e comum a uma pluralidade de distribuidors 16. O processador de imagem digital 64 é configurado com uma capacidade de processamento suficiente para analisar e diferenciar pixels que definem uma borda ou outro aspecto de mudança da formação de produto de papel capturada na imagem digital 60, como a borda externa da marca projetada 74 gerada pelo gerador de imagem digital 62 conforme discutido abaixo. Em algumas modalidades, conforme descrito neste documento, o processador de imagem digital 64 pode realizar uma contagem de pixels correspondente à área de superfície da marca projetada 74 capturada na imagem digital 60. O processador do gerador de imagens digitais 64 também pode determinar um valor dimensional da marca projetada 74 capturada na imagem digital 60 que muda à medida que o produto de papel se esgota, como comprimento (C) da marca sombreada projetada 75 nas Fig. 5a e 5b ou comprimento (C) da marca brilhante 77 nas Figs. 6a e 6b projetada sobre o produto em rolo 14. Por exemplo, ao diferenciar os pixels na imagem 60 que definem o limite externo (mudança) da característica dimensional, o processador 64 pode medir e aplicar um valor a uma linha traçada de um ponto fixo na imagem até o limite de mudança. Esse valor pode ser então comparado aos valores conhecidos correspondentes a um estado definido completo ou outro da formação de produto de papel 14, 80, como valores que definem fases de esgotamento dos produtos 14, 80, para calcular a quantidade de produto de papel que esgotou ou a quantidade que permanece na formação de produto de papel 14, 80. Este cálculo pode ser uma aproximação baseada em valores conhecidos e interpolação entre dois valores conhecidos, ou um cálculo exato baseado no valor medido da dimensão.

[45] Assim, as modalidades podem contar com técnicas de detecção de borda conhecidas no processamento de imagem digital, que são métodos matemáticos que identificam os pontos na imagem nos quais o brilho muda relativamente de forma aguda (por exemplo, descontinuidades de brilho). O resultado da aplicação de uma técnica do detector de borda a uma imagem resulta em um conjunto de curvas conectadas que indicam limites de objetos na imagem. A aplicação de um algoritmo de detecção de borda a uma imagem pode reduzir significativamente a quantidade de dados a serem processados e filtrar informações que sejam menos relevantes, preservando propriedades estruturais importantes de uma imagem. As bordas, extraídas de uma imagem bidimensional de um objeto tridimensional, podem ser classificadas como dependentes do ponto de vista ou independentes do ponto de vista. Relevante para a divulgação do presente, uma borda independente do ponto de vista reflete, normalmente, propriedades inerentes do objeto tridimensional, como marcas de superfície e forma da superfície. Uma borda típica pode ser a fronteira entre um bloco de cor vermelha em relação a um fundo amarelo ou branco.

[46] Há são muitos métodos para detecção de bordas, mas a maioria é agrupada em duas categorias, com base na pesquisa e interseção zero. Os métodos baseados em pesquisa detectam bordas computando, primeiro, uma medida da força da borda, geralmente uma expressão derivada de primeira ordem, como a magnitude do gradiente e, em seguida, pesquisando a máxima direcional da magnitude gradiente usando uma estimativa computada da orientação local da borda, geralmente a direção de gradiente. Os métodos baseados em interseção zero buscam interseções zero em uma expressão derivada de segunda ordem computada a partir da imagem a fim de encontrar bordas, geralmente interseções zero da expressão Laplaciana ou interseções zero de uma expressão diferencial não linear.

[47] Como uma etapa de pré-processamento para detecção de borda, uma fase de suavização, normalmente gaussiana suavização, quase sempre é aplicada. Os métodos de detecção de borda conhecidos diferem, principalmente, nos tipos de filtros de suavização que são aplicados e na forma em que as medidas da força da borda são computadas. Como muitos métodos de detecção de borda dependem da computação dos gradientes de imagem, eles diferem também nos tipos de filtros utilizados para computar estimativas de gradiente nos sentidos x e y.

[48] Deve ser apreciado que aqueles versados na técnica do processamento de imagem digital estão bem versados nas técnicas que podem ser implementadas para fins da presente invenção.

[49] As Figs. 5a e 5b se relacionam a uma modalidade do método e sistema pertinente ao sistema de distribuição do produto em rolo 10 representado nas Figs. 3 e 4. A Fig. 5a ilustra a lateral 72 da formação de papel em rolo 14. O sistema de gerador de imagens digitais 62 na Fig. 1 está disposto acima do cubo do rolo 32 e suporte do rolo 36 de modo a capturar a imagem digital 60 representada na Fig. 5a. A imagem digital 60 captura, essencialmente, uma área de superfície 70 da formação de produto em rolo 14 em uma condição completa do produto 14. Nesta modalidade específica, a característica analisada da formação produto 14 que muda à medida que o produto de papel se esgota pode ser o comprimento (C) da marca projetada 74, neste caso a marca sombreada 75 ou uma contagem total de pixels da marca sombreada 75.

[50] Ainda fazendo referência à Fig. 5a, a imagem digital 60 pode ser transmitida ao processador de imagem digital 64 através de uma conexão com fio ou sem fio, dependendo da localização do processador de imagem digital. A este respeito, o sistema do gerador de imagens digitais 62 inclui hardware/software suficiente para realizar a projeção da marca 74 e a transmissão da imagem 60 para o processador de sinal digital 64 caso o processador 64 não seja incorporado como um componente do gerador de imagens digitais 62. Uma contagem de pixels inicial é conduzida pelo processador 64 da área de superfície da marca projetada 74 capturada na imagem 60 que corresponde ao rolo completo. Isso pode ser feito em uma etapa de calibração, com os resultados armazenados no processador 64. Assim, estas contagens totais de pixels da marca projetada 74 dentro da imagem 60 para um produto em rolo completo 14 é predeterminada e armazenada no processador de imagem digital 64. O mesmo tipo de etapa de calibração pode ser realizada para determinar o comprimento da marca projetada 74 em várias fases do esgotamento do produto em rolo 14, em que a borda de definição da marca é detectada pela diferenciação de pixel pelo processador 64.

[51] A Fig 5b ilustra a formação de produto em rolo 14 em um estado parcialmente esgotado. Pode ser apreciado que o tamanho (campo) da imagem digital 60 permanece o mesmo e a quantidade da área de superfície do produto em rolo 14 na imagem digital 60 diminuiu à medida que o tamanho da marca sombreada projetada 75 diminui adequadamente. A imagem digital 60 é transmitida para o processador de imagem 64, em que uma contagem de pixels da área de superfície da marca 75 pode ser conduzida. Conhecendo a redução do tamanho da marca 75 na imagem digital 60 e a contagem de pixels de um produto em rolo completo 14 das etapas representadas na Fig. 5a, um cálculo pode ser prontamente feito para determinar a quantidade de produto de papel que foi usada, ou a quantidade correspondente do produto de papel restante na formação de produto em rolo 14. Deve ser apreciado que estes cálculos podem ser predeterminados e armazenados para que o processador 64 precise apenas comparar uma contagem de pixels da imagem representada na Fig. 5b com um dos valores armazenados para calcular a quantidade de produto que foi usada. Por exemplo, a contagem de pixels da marca 75 da imagem 60 na Fig 5b pode estar em um intervalo predefinido, em que este intervalo indica que cerca de 30% do produto já está esgotado.

[52] Fazendo referência ainda às Figs. 5a e 5b, pode ser apreciado que uma diferença de cor suficiente deve existir entre a marca sombreada projetada 75 e o fundo do produto de papel na imagem digital 60 para diferenciar os pixels da área de superfície da marca sombreada 75 dos pixels do fundo. A este respeito, o lado 72 da formação de produto em rolo pode ser aprimorado com esta finalidade, como discutido acima. As fontes de luz 63 do gerador de imagens digitais 62 podem iluminar suficientemente a área de superfície de fundo da formação de produto em rolo 14 para essa finalidade, ou o aspecto lateral total 72 pode ser pintado, pulverizado ou aplicado com pigmento mais claro ou cor em comparação com a marca sombreada 75. Além disso, os componentes dentro do distribuidor 16 que se encontram no campo da imagem 60 podem ficar mais escuros ou mais claros (dependendo se uma marca sombreada 75 ou uma marca brilhante 77 é projetada) em comparação com o lado 72 da formação de produto em rolo 14 a fim de que exista uma diferenciação do valor de pixel suficiente.

[53] As Figs. 6a e 6b retratam uma modalidade similar a das Figs. 5a e 5b, com a exceção de que a marca projetada 74 é uma marca brilhante 77 que contrasta com um fundo suficientemente mais escuro da formação de produtos em rolo 14. Novamente, a característica analisada que muda à medida que a formação de produto 14 diminui de tamanho pode ser o comprimento da marca brilhante 77 ou a contagem de pixels da área de superfície da marca brilhante 77. Como discutido acima, a projeção de uma marca brilhante 77 pode ser preferencial, se o produto de papel tiver uma cor mais escura. Além disso, o aspecto do lado total 72 pode ser pintado, pulverizado ou, de outra forma, ser aplicado com um pigmento mais escuro ou cor em comparação com a marca brilhante 77. Além disso, os componentes dentro do distribuidor 16 que se encontram no campo de imagem 60 podem ficar mais escuros em comparação com o lado 72 da formação de produto em rolo 14 a fim de que exista uma diferenciação de valor de pixel suficiente.

[54] As Figs. 7a a 8b representam um sistema de distribuição 10 que é configurado para a distribuição de uma formação de produto de papel empilhada 80, como uma pilha de toalhas de papel intercaladas e dobradas 82. A Fig. 7b representa o aspecto lateral do sistema de distribuição 10 em que a lateral 72 da formação de produto empilhado 80 é visível, assim como o campo da imagem digital 60. Na Fig. 7a, pode ser apreciado que múltiplos geradores de imagem digital 62 (com câmera digital 67, máscara 65 e uma ou mais fontes de luz 63 associadas) podem ser alinhados ao longo da lateral 22 do distribuidor 16, em que as respectivas imagens dos geradores de imagem individual 62 são combinadas para gerar imagem digital 60 representada nas Figs. 8a e 8b.

[55] Fazendo referência à Fig. 8a e 8b, a característica analisada que muda à medida que a formação de produto empilhada 80 se esgota é um valor dimensional 84 (por exemplo, altura (A)) ou contagem de pixels correspondente à marca sombreada 75 capturada na imagem 60. Esta altura 84 ou contagem de pixels são predeterminadas e conhecidas por uma pilha completa, como representado na Fig. 8a. A Fig. 8b representa uma condição parcialmente esgotada da pilha 80 capturada no campo da imagem digital 60. O processador de imagem digital 64 pode contar os pixels totais correspondentes à marca 75 ou diferenciar os pixels que correspondem à borda superior da pilha esgotada 80 e fazer uma determinação do valor da altura 84 a partir de um ponto fixo na imagem até esta borda superior. Ao comparar este valor de altura reduzido com o valor conhecido para uma pilha completa ou outro estado de esgotamento conhecido da pilha, um cálculo pode ser feito prontamente feito quanto à quantidade de produto usada ou restante com base na diferença dos valores da altura. Assim como com as outras modalidades, estes cálculos podem ser predeterminados e armazenados no processador digital em que o valor armazenado mais próximo é recuperado ou uma interpolação é feita entre dois valores salvos ou um cálculo exato é realizado no momento da captura da imagem digital 60.

[56] A Fig. 9 é um diagrama que ilustra as várias funcionalidades do componente dos sistemas e método. Na modalidade ilustrada, o sistema 10 inclui o distribuidor 16 com o processador digital 64 e o sistema de imagem 62 incorporados ao distribuidor individual 16. A energia é fornecida interna ou externamente através de uma bateria 106 para os vários componentes, incluindo o processador digital 64, sistema de imagem digital 62, controlador do distribuidor 100, sensor 56 e um mecanismo de alimentação eletrônico 102. Como discutido acima, os aspectos do sistema e método de presente podem ser incorporados com qualquer forma de distribuidor convencional utilizando mecanismos convencionais de alimentação eletrônicos 102. Uma característica de bloqueio 104 pode ser incorporada ao mecanismo de alimentação 102 e impede a distribuição do produto de papel do distribuidor até que certas condições sejam satisfeitas.

[57] Apesar de a presente invenção ter sido descrita em associação a determinadas modalidades preferenciais, deve ser entendido que o objeto abrangido por meio da presente invenção não deve ser limitado a essas modalidades específicas. Pelo contrário, ela é destinada ao objeto da invenção para incluir todas as alternativas, modificações e equivalentes, assim como pode ser incluído na essência e âmbito das seguintes reivindicações.

Claims

1. Método para determinar uma quantidade de produto (12) na formação do produto (14, 80), caracterizado pelo fato de que o produto é esgotado da ou é adicionado à formação do produto (14, 80) de maneira contínua ou periódica, sendo que o método compreende: em intervalos definidos, projetar uma marca (74, 104) com um gerador de imagens de fonte de luz (113) em um aspecto da formação do produto (14, 80) que muda conforme a quantidade de produto é esgotada da ou é adicionada à formação do produto (14, 80); capturar uma imagem digital de um aspecto da formação do produto (14, 80) que captura a marca projetada (74, 104) e transmitir a imagem digital para um processador do gerador de imagem digital (116); com o processador do gerador de imagem digital (116), analisar uma característica da marca projetada (74, 104) que muda à medida que a formação do produto (14, 80) diminui ou aumenta de tamanho, conforme o produto é distribuído ou adicionado; e comparar a característica analisada ao valor predeterminado da característica em um tamanho predefinido da formação do produto (14, 80) para determinar uma quantidade real do produto (12) na formação do produto (14, 80) ou quantidade de produto excluída ou adicionada à formação do produto (14, 80).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a característica analisada é um valor dimensional ou uma contagem de pixels da marca projetada (74, 104) que muda à medida que a formação do produto (14, 80) diminui ou aumenta de tamanho, em que uma contagem de pixel ou valor dimensional variável da marca projetada (74, 104) é uma medida da quantidade de produto adicionada ou excluída da formação do produto (14, 80).

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a marca projetada (74, 104) é uma marca sombreada produzida pelo gerador de imagem de fonte de luz (113) em relação a um fundo suficientemente mais brilhante da formação do produto (14, 80) na imagem digital para produzir pixels definíveis que são detectáveis pelo processador do gerador de imagem digital (116) para determinar a contagem de pixels ou valor dimensional da marca sombreada.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a marca projetada (74, 104) é uma marca brilhante produzida pelo gerador de imagem de fonte de luz (113) em relação a um fundo suficientemente mais escuro da formação do produto (14, 80) na imagem digital para produzir pixels definíveis que são detectáveis pelo processador do gerador de imagem digital (116) para determinar a contagem de pixels ou valor dimensional da marca sombreada.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a formação do produto (14, 80) é um produto em rolo ou empilhado, e a imagem digital é capturada de um lado da formação do produto (14, 80) que muda de tamanho à medida que a formação do produto (14, 80) diminui ou aumenta de tamanho.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a formação do produto (80) é uma pilha de produtos (12) dobrados, a marca projetada (104) se estendendo de uma porção inferior do fundo da pilha em direção a uma borda superior da pilha.

7. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a formação do produto (14) é um rolo do produto (12) contínuo, a marca (74) se estendendo radialmente de uma porção central da lateral em direção a uma borda circunferencial do rolo (14).

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser para determinar a quantidade de produto (12) de papel em uma formação do produto (14, 80) que é alojado e distribuído a partir de um distribuidor (10), sendo que o método compreende: em intervalos definidos, projetar a marca (74, 104) com o gerador de imagens de fonte de luz (113) no aspecto da formação do produto (14, 80) de papel dentro do distribuidor (10); com o processador do gerador de imagem digital (116), analisar a característica da marca projetada (74, 104) que muda à medida que a formação do produto (14, 80) de papel diminui de tamanho, conforme o produto é distribuído; e determinar uma quantidade real do produto de papel na formação do produto (14, 80) ou quantidade de produto de papel distribuída a partir da formação do produto (14, 80).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o método é utilizado com um distribuidor (10) de toalha de papel ou papel higiênico.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a característica analisada é um valor dimensional ou uma contagem de pixels da marca projetada (74, 104) que muda à medida que a formação do produto (14, 80) de papel diminui de tamanho, em que uma contagem de pixel ou valor dimensional variável da marca projetada (74, 104) é uma medida da quantidade de produto é distribuída a partir da formação do produto (14, 80) de papel.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a marca projetada (74, 104) é uma marca sombreada produzida pelo gerador de imagem de fonte de luz (113) em relação a um fundo suficientemente mais brilhante da formação do produto (14, 80) de papel na imagem digital para produzir pixels definíveis que são detectáveis pelo processador do gerador de imagem digital (116) para determinar a contagem de pixels ou valor dimensional da marca sombreada.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a marca projetada (74, 104) é uma marca clara produzida pelo gerador de imagem de fonte de luz (113) em relação a um fundo suficientemente mais escuro da formação do produto (14, 80) de papel na imagem digital para produzir pixels definíveis que são detectáveis pelo processador do gerador de imagem digital (116) para determinar a contagem de pixels ou valor dimensional da marca sombreada.

13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a formação do produto (14, 80) é uma formação em rolo ou empilhada de produto (12) de papel dentro do distribuidor (10), e a imagem digital é capturada de um lado da formação do produto (14, 80) que muda à medida que a formação do produto (14, 80) diminui de tamanho.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a formação do produto (80) é uma pilha de produtos (12) de papel dobrados, a marca projetada (104) se estendendo de uma porção inferior do fundo da pilha de produtos (12) de papel dobrados em direção a uma borda superior da pilha.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a formação do produto (14,) é um rolo do produto (12) de papel contínuo, a marca (74) se estendendo radialmente de uma porção central da lateral em direção a uma borda circunferencial do rolo (14).