CN110312964B - 具有照相机的测量装置和/或传感器装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量装置和/或传感器装置，具有照相机(3)和存储单元(5a,5b,5c,17)以及存在该存储单元(5a,5b,5c,17)中的用于控制所述测量装置和/或传感器装置(1)的数据，其中，该测量装置和/或传感器装置(1)具有用于该存储单元(5a,5b,5c,17)的保护装置(9a,9b)，该保护装置保护存储在该存储单元(5a,5b,5c,17)中的数据以防越权修改，并且存储在该存储单元(5a,5b,5c,17)中的数据是用于校准该测量装置和/或传感器装置(1)的校准数据。

Description

具有照相机的测量装置和/或传感器装置
本发明涉及具有照相机的测量装置和/或传感器装置。这样的测量装置和/或传感器装置应用在各种工业领域如食品业、药业等中，以监察产品或其包装。例如读取并检查(即拍照和分析)以条形码形式存在的标记或印记。
但这样的照相机也被用于测量目的，例如在物流行业确定发货物品尺寸(长、宽、高)。
在当今现代大型物流处理与管理中，产品标记识别的品质及尺寸确定精度也扮演着很重要的角色。
例如必须按照一定设计规则、且与数据技术内容和排版格式相关地创建标记。如此创建的排版必须利用高档印刷系统或标签标志系统施加至中间载体，或直接施加至产品或其包装上。此时需要所述标记的精确定位和取向。
在打标记过程结束时，所述标记必须符合许多要求和设定条件并具有高品质。但是，所述标记的高质量水平不仅须存在于产品制造期间，也须在后续产品销售链中保留下来，例如直至在超市将产品交付给最终用户的交付点。否则的话，超市电子收款机所无法读取的标签将会导致其前面的整个生产物流链的失败，并且或许引致整个供货批次的拒绝。
因此，为了监测(产品上的)标记质量，在物流中的许多工站处装有照相机。所用照相机的质量因此对于总体过程的质量很有意义。
这样的照相机在其制造中通常接受一定的质量测试。但在其生命周期之中，照相机的测量技术性能出现变化。这例如归咎于传感器芯片的(电子、物理、化学)性能变化。与照相机合作(或甚至集成于其中)的照明模块可能随时间推移而出现性能(与亮度和照明相关)变化。其原因例如可能是所用LED老化。
如果不再有所需的质量或精度，则应将现有照相机更换为新的照相机，由此不利地增加应用成本(即例如在处理、管理和/或监测大物流时)。
因此，本发明任务在于提供一种测量装置和/或传感器装置，其允许降低应用成本。
根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1的特征的测量装置和/或传感器装置完成。
本发明的测量装置和/或传感器装置具有存储有用于控制测量装置和/或传感器装置尤其是照相机的数据的存储单元，使得这样的测量装置和/或传感器装置可以不仅被校定(确定/求出测量偏差)，也可通过改动数据被校准或再校准(减小或消除测量偏差)。
由此能有利避免成本密集地换上满足质量要求的新测量装置和/或传感器装置尤其是新相机。
由于借助改变存储在存储单元中的数据，可(再)校准测量装置和/或传感器装置，所以可在遵守质量要求的情况下显著延长测量装置和/或传感器装置的使用寿命。
为了防越权修改地保护所述数据，本发明的测量装置和/或传感器装置还具有存储单元用保护装置，其防越权修改地保护存储在存储单元中的数据并通过这种方式也保证遵守质量要求。
根据本发明，该测量装置和/或传感器装置也可包括照明装置，从而用于控制测量装置和/或传感器装置的数据可以是用于控制照相机和/或照明装置的数据。通过(再)校准用于照明装置控制的数据，不仅可补偿照明装置的(物理)变化，而且与照相机合作，也可补偿照相机处的变化。
另外，通过带有最好集成的可控照明装置的测量装置和/或传感器装置，可与环境光无关地设计测量装置和/或传感器装置尤其是照相机。
在本发明的优选设计中，存储在存储单元中的数据是用于校准测量装置和/或传感器装置的校准数据。作为校准数据，考虑例如照相机校准数据如快门、焦距、白平衡、ISO和曝光时间、照相机与物体之间距离等和/或照明装置校准数据如亮度、颜色、强度、光强、时间特性(脉冲运行)等。
在本发明的尤其有利设计中，该保护装置被设计成机械访问锁，例如呈开关形式用于锁死或解锁存储单元的写入路径。在工作模式中，针对越权操作，该开关可附加带有锁、封口、封印、铅封等，从而通过封口、铅封之破损或损坏的锁，可简单快速地看到对存储单元的越权写访问。
但显然也可以想到，该保护装置被设计成电子访问锁。这样，写入路径(或者说写入信道)在工作模式中可借助电子开关(或电子电路)被断开，并只在特殊要求/信号下(例如借助电子锁)被解锁，以便在校准模式中允许对存储在存储单元中的数据的写访问。
还可以想到的是，该保护装置被设计成以软件实现的访问锁。例如图像处理计算机中的程序模块或者用于存储单元写访问的存储器可编程控制器(SPS)可被锁闭以防止越权使用，和/或只能在保护装置停用时例如在相应验证时调用该程序模块。
作为前述保护装置设计方案的其它实现方式，考虑以软件实现的解决方案例如像监测和/或协议例如数据写访问的记录文件、审计跟踪等。借助这样的保护装置实现方式，也可以防止越权访问和/或发现或找出已进行的越权访问。在尝试越权访问的情况，显然也可以想到发出警报(光学、声学或作为消息)，和/或暂时或长期停止工作模式。
还可以想到，将该保护装置设计成：在网络中的以电子或软件方式实现的加密和/或验证。
例如，对网络中的存储单元或存储在那里的数据的写访问可以通过相应加密以及通过经验证的关联性(Zuordnung)而受到保护。还可以想到，对网络中的存储单元的读访问也可以借助相应的加密以及借助经过验证的关联性而受到保护。
通过这种方式，根据本发明，可以利用分散在网络(内联网、互联网、云等)中的存储单元来保护存储在那里的数据以防止越权写访问，或许还防止越权读访问。
为了实现尤其是前述的以电子和软件方式实现的保护装置，该测量装置和/或传感器装置可具有控制装置，该控制装置控制对存储单元的访问且本身设计成保护装置。
在本发明的另一设计中，该测量装置和/或传感器装置具有工作模式，在该工作模式中该保护装置起效。除了该工作模式外，该测量装置和/或传感器装置还可以在有利设计中具有校准模式或者说校准功能作为至少另一个模式，在该校准模式或校准功能中停用该保护装置并产生该校准数据。
测量装置和/或传感器装置尤其是照相机和/或照明装置只能在校准模式中被校准。为此，例如借助该控制装置解锁此外被锁死的校准功能且该照相机和/或照明装置被校准。校准功能的锁死和解锁也可通过存储单元用保护装置或通过单独设计的保护装置(也以硬件实现或软件实现的方式)进行。
在该校准模式中产生的数据(尤其是图像数据)可以有利地与在工作模式中产生的数据(尤其是图像数据)彼此区分开。为了该区分，在工作模式中产生的数据中例如可以加至少一个相应的位和/或省略至少一个确定的(数据)信息。例如在工作模式中产生的数据可包含至少一个针对测量装置和/或传感器装置明确唯一的信息，如序列号、必须检验的测量技术性能、日期、校准系数、软件版本等，而在检查模式中产生的数据缺少这样的信息和/或没有输出图像数据或测量数据给使用者或为应用目的。
在该校准模式中，一个或多个保护装置的以硬件实现和/或以软件实现的保护以可发现的方式被解除。在以硬件实现的保护装置设计方案中，例如可通过打破相应的封口、封印或铅封来解除所述保护。
在校准模式中或者借助校准功能，用于正确校准测量装置和/或传感器装置的校准数据例如借助相应设计的控制单元被求出并被存储在该存储单元里。如上所述，作为校准数据考虑例如照相机校准数据如快门、焦距、白平衡、ISO和曝光时间、照相机与物体之间的距离等和/或用于校准照明装置的数据如亮度、颜色、强度、光强、时间特性(脉冲运行)等。
在校准测量装置和/或传感器装置时，例如可借助检查标准(输入侧)和测量装置和/或传感器装置尤其是照相机的校准的相应设定或改动，在输出侧产生数据尤其是图像数据或测量数据，它们位于期望容差内。校准的相应设定于是作为新的校准数据被存储在该存储单元。当离开校准模式时，保护装置又被启用，从而所述校准数据和/或校准功能被保护以防止越权访问。
在本发明的尤其优选的设计中，该照相机被设计成数字相机以借助反射光或借助透射(在物体透明时以光或在物体不透明时以X射线)来检查物体。
在本发明的其它设计中，该测量装置和/或传感器装置可被设计成X射线测量装置和/或传感器装置。在此情况下，照相机可被设计成传感器尤其是行列式传感器，其直接或间接(例如借助闪烁体)转换穿透待检查或待监视的物体的X射线。通过这种方式，不仅可监视物体外部(轮廓、表面、颜色、图案、印刷标记或粘贴标记)，也可监视物体内部(产品、包装等)。也可想到测量装置和/或传感器装置基于太赫兹光谱学(也称为亚毫米波光谱学、远红外或远红外线光谱学)，尤其是该照相机设计成太赫兹相机或太赫兹扫描仪。
之前在不同设计方案中描述的发明有利地不仅用于监测产品或包装上的标记(ID、标识、标签、记号等)的质量以及监测和/或测量物体的容许的尺寸和内容物，也可有助于更好地或甚至完全自动地反跟踪(追踪和跟踪)物体如产品、包装或包装产品。尤其可以使篡改变得困难或甚至避免篡改。作为受保护数据，此时单独地或以任意组合方式考虑例如测量装置和/或传感器装置的明确唯一的数据，例如序列号、必须检验的数据、校准数据、校准参数、校准系数、软件版本。
在正常工作(工作模式)中，所述(控制)数据可以按照如下所述的不同变型被加载入照相机或位于那里的未受保护的存储器中，例如
-在为了进一步工作而每次启动测量装置和/或传感器装置之前，
-在每次模式切换前，例如从就绪模式切换至起效(记录)模式，
-在预定的时间序列后，或者
-在预定次数的记录后。
为了安全工作，照相机和控制装置可防更换地被相对电子锁闭。
尤其在无自身智能的照相机情况下，可以有利地利用在照相机与控制装置之间的电子锁闭。为此，重要的照相机工作数据或身份鉴别数据被存储在控制装置中，并在规定时刻从控制装置被控制地或出于安全考虑地被重新加载到照相机中。例如该身份鉴别数据可以是照相机的类型、类型名称、序列号、软件版本。
前述照相机身份鉴别数据在校准模式中被存入(受保护的)存储装置中。
本发明的其它有利设计来自从属权利要求。
以下，结合如图所示的实施例来详述本发明。
如图示意所示的本发明的测量装置和/或传感器装置1在第一实施方式(没有在附图中用虚线表示的零部件)中由照相机3和控制装置7构成，它们通过通信连接11单向地(在照相机3方向上)或双向地通信。通信连接11像所有其它通信连接一样能以固定连线或无线的方式尤其借助加密通信来实现。
该测量装置和/或传感器装置1还包括呈照明单元19形式的照明装置，用于充分照亮待监察的物体21。物体21例如代表物流中的许多物体，该物流应该由测量装置和/或传感器装置1高速监视。在此情况下，物体21以物流形式先后以距照相机3或其物镜23(如果有)的固定间距A在旁边经过。
为了监视物体21，照相机3通过通信连接11被控制以及照明单元19(也单向或双向地)通过通信连接27被控制，以获得物体的图像数据。
控制单元7具有存储单元5b和呈开关尤其是机械开关9b形式的保护装置，它们最好形成在受到防越权开启保护的壳体内。防越权开启保护例如可以通过壳体的铅封或封印来进行。
在此情况下，开关9b虽可从外部操作(滑头、柄杆等)，但也在此区域内通过封口被保护以免越权操作。开关的电触点最好位于控制装置7的壳体之内，从而无法从外部接近这些电触点。
在存储单元5b中存有下述数据，借助于这些数据来校准照相机3和优选还有照明单元19以维持预定参数(照相机3校准数据如快门、焦距、白平衡、ISO、照相机3与物体21之间距离A和曝光时间等和/或照明装置校准数据如亮度、颜色等)。
因此，相应的数据或设定和参数被防越权修改地保护，因为前述封口无法被不损坏地打破。
如果在测量装置和/或传感器装置1的间歇检查或持续检查(校准)时确定了预定参数的偏差，则根据本发明的测量装置和/或传感器装置1可以由授权人员执行新的校准或再校准。为此，开关9b的封口被打破并且通过校准改动而执行新的校准且尤其是再校准，以消除测量偏差，直到测量装置和/或传感器装置1又满足例如有检验义务的设定条件。
为此，例如借助控制装置1来解锁此外被锁死的校准功能，并且校准该照相机3和/或照明单元19。校准功能或校准模式的锁死和解锁也可以通过硬件实现或软件实现的用于存储单元的保护装置例如经由开关9a、9b或经由未示出的单独构成的保护装置(也以硬件实现或软件实现的方式)来实现。
为了校准照相机3和/或照明单元19，借助检查标准(输入侧)和相应通过控制装置7采取的照相机3和/或照明单元19校准的设定或改动而在输出侧产生：“应该位于期望容差内的图像数据”。校准的相应设定于是作为新的校准数据借助相应设计的控制装置7被存储在存储单元5a、5b、5c。当离开校准模式时，保护装置又被启用，从而保护校准数据以防止越权访问。
作为校准数据，除了上述的用于校准照相机的数据和/或用于校准照明单元19的数据外，也考虑用于改变现有参数的校准参数、尤其是校准系数。
在成功执行校准并且新校准数据已被或将被存储在存储单元5b中之后，开关9b又被重新封印，从而新数据又被保护以防止越权干预。
在本发明的第二实施方式中，开关作为不是在控制装置7中而是在照相机3或其壳体之内的开关9a形成，而存储单元作为不是在控制装置7中而是在照相机3或其壳体之内的存储单元5a构成。防越权干预保护在此也如之前结合第一实施方式所述的那样通过相应方式进行。为了控制照相机3和照明单元19，像在第一实施方式中那样可设置一个单独的控制装置7。控制装置7显然也可以部分地或完全地集成在照相机3中，或者说形成在照相机3的壳体之内。
在第三实施方式中，该存储单元被设计成在网络或云中的存储器17。在那里，存储器17可借助软件实现的保护装置被保护以防止越权修改存储在那里的数据。例如，所述数据被加密，在此为了改动数据而必须用到相应的密钥。优选地，也可以替代地或附加地要求用于存储器17写访问的验证。显然，在此实施方式中也可以按单独或部分或完全集成在照相机3中的方式设计该控制装置7。在存储器17与控制装置7之间的通信于是通过优选双向的通信连接31进行，或者替代地在存储器17和照相机3之间通过通信连接29。
在第四实施方式中，代替控制装置7地或者除了控制装置7外，还设有操作终端13例如个人电脑。如果在此实施方式中受保护的存储单元5a或5b形成在照相机3或控制装置7中或以网络或云中的存储器17形式构成，则操作终端13用于舒适地操作测量装置和/或传感器装置1。在操作终端13与控制装置7之间的通信或者在操作终端13与照相机3之间的通信(继续穿过控制装置7的点画线)通过通信连接15进行，该通信连接借助封印和/或加密数据访问和/或验证得到防篡改保护。但是，代替前述变型也可行的是，该存储单元被设计成操作终端内的存储单元5c并且在那里如之前针对存储单元5a、5b所述地按照相应的方式被保护，以避免越权干预。
最后要再次指出的是，根据本发明的装置并不仅局限于用于识别光学码的照相机或监察装置，而是同样可用于其它光学识别任务或装置。例如，利用本发明也可以检查/或校准用于在检查构件光学特性时识别光学结构的照相机或监察装置或者用于检查印刷电路板装载完整性的照相机或监察装置。本发明也可以被用于其它应用中的照相机如机动车应用中的照相机(车道辅助用照相机以及自动驾驶用照相机、交通标志识别等)，如在轮流检查的范围内。
附图标记列表
1测量装置和/或传感器装置；3照相机；5a照相机中的存储单元；5b控制装置中的存储单元；5c操作终端中的存储单元；7控制装置；9a照相机中的开关；9b控制装置中的开关；11照相机与控制单元之间的通信连接；13操作终端；15通信连接；17网络或云中的存储器；19照明单元；21物体；23物镜/透镜；25在照相机与照明装置之间的通信连接；27在控制装置和照明装置之间的通信连接；29在照相机与网络或云中的存储器之间的通信连接；31在控制装置与网络或云中的存储器之间的通信连接；A在物体与照相机或其物镜/透镜之间的距离。

Claims (7)

1.一种测量装置和/或传感器装置，具有照相机(3)和存储单元(5a,5b,5c,17)以及存在该存储单元(5a,5b,5c,17)中的用于控制所述测量装置和/或传感器装置(1)的数据，
其特征是，
该测量装置和/或传感器装置(1)具有用于该存储单元(5a,5b,5c,17)的保护装置(9a,9b)，该保护装置呈机械、电子或软件实现的访问锁的形式，该保护装置保护存储在该存储单元(5a,5b,5c,17)中的数据以防越权修改，并且存储在该存储单元(5a,5b,5c,17)中的用于控制的数据是用于校准该测量装置和/或传感器装置(1)的校准数据；
其中，所述访问锁配置为防止越权访问并记录授权访问；
其中，所述访问锁配置为封口或包括防止越权访问的协议或监测。
2.根据权利要求1的测量装置和/或传感器装置，其特征是，该测量装置和/或传感器装置(1)具有该保护装置在其中起效的工作模式。
3.根据权利要求1或2的测量装置和/或传感器装置，其特征是，该测量装置和/或传感器装置(1)具有校准模式，在该校准模式中，该保护装置(9a,9b)是停用的，以执行所述测量装置和/或传感器装置(1)的校准且将在此所确定的校准数据存入所述存储单元(5a,5b,5c,17)中。
4.根据权利要求1的测量装置和/或传感器装置，其特征是，该保护装置(9a,9b)被设计成机械、电子或软件实现的访问锁，它针对写访问来保护存储在该存储单元(5a,5b,5c,17)中的数据。
5.根据权利要求1的测量装置和/或传感器装置，其特征是，该照相机(3)被设计成数字相机。
6.根据权利要求1的测量装置和/或传感器装置，其特征是，该测量装置和/或传感器装置(1)设计成X射线测量装置和/或传感器装置。
7.根据权利要求1的测量装置和/或传感器装置，其特征是，该测量装置和/或传感器装置(1)具有控制装置(7)，其中，该控制装置(7)控制对所述存储单元(5a,5b,5c,17)的访问并且该控制装置(7)被设计成保护装置(9b)。
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