CN114144105A - 用于在洗碗机中进行光学洗涤物识别的系统、用于光学洗涤物识别的方法、具有该系统的洗碗机以及用于操作该洗碗机的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在商用洗碗机(1)中进行光学洗涤物识别的系统，该商用洗碗机特别是体现为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机、特别是罩式洗碗机，其中，该系统包括光学识别系统(51)、尤其是相机，用于记录洗碗机(1)中的至少一些待处理的洗涤物的至少一个二维图像。该系统还包括分析设备(52)，用于分析至少一个所记录的图像，其方式为使得所记录的图像中的单独的洗涤物或单独的洗涤物的组被定位和分类。根据本发明，特别是提供了使用至少一个神经网络来分析该至少一个所记录的图像。

Description

用于在洗碗机中进行光学洗涤物识别的系统、用于光学洗涤 物识别的方法、具有该系统的洗碗机以及用于操作该洗碗机 的方法

技术领域

本发明总体上涉及商用餐具洗涤领域。

根据一方面，本发明具体地涉及一种洗涤机、尤其是洗碗机或用具洗涤机，该洗涤机被设计为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机、比如罩式洗碗机，其具有可以用门或罩封闭的处理室，在处理室中，可以根据预选的或指定的处理程序处理特别是容纳在至少一个洗涤篮中的洗涤物。本发明还涉及一种用于操作这样的洗涤机的方法。

根据另一方面，本发明涉及一种用于在商用洗涤机中进行光学洗涤物识别的系统、以及一种用于光学洗涤物检测的方法，该商用洗涤机呈传送式洗碗机形式或呈程序自动化洗碗机、特别是罩式洗碗机形式。

背景技术

本发明含义内的程序自动化洗碗机特别地是可手动装载和卸载的洗碗机。程序自动化洗碗机可以是具有通道的餐具篮式洗碗机(也称为“罩式洗碗机”)，或者是前开式装载机。前开式装载机可以是台下机器、台面机器或采用前开式装载的独立式洗涤机。

洗涤物是例如盘碟、茶杯、锅、托盘、刀叉、刀叉散件、玻璃杯和厨房用具。

在本发明的含义内的传送式洗碗机特别地是带传式洗碗机或篮传式洗碗机。传送式洗碗机通常用于商业应用。与在清洁期间待清洁的洗涤物在机器中保持静止的程序自动化洗碗机相比，在传送式洗碗机中，洗涤物被输送通过传送式洗碗机的各种处理区。

传送式洗碗机通常具有至少一个预洗涤区和至少一个主洗涤区，当沿洗涤物输送方向观察时，主洗涤区布置在(多个)预洗涤区之后。沿输送方向查看，至少一个后洗涤区通常布置在(多个)主洗涤区的下游，并且至少一个最终漂洗区、特别是清水最终漂洗区布置在后洗涤区的下游。沿输送方向查看，直接容纳在传送带上或由篮子固持的洗涤物通常沿输送方向穿过入口通道、随后的(多个)预洗涤区、(多个)主洗涤区、(多个)后洗涤区、(多个)最终漂洗区和烘干区到达出口部分。

传送式洗碗机的所述洗涤区各自被分配在洗涤系统中，该洗涤系统具有洗涤泵和连接到洗涤泵的管系统，液体经由该管系统被供给到洗涤区的喷嘴。供应到喷嘴的洗涤液体被喷射到相应洗涤区中的洗涤物上，并且洗涤物由传送式洗碗机的传送机输送通过相应洗涤区。每个洗涤区都分配有罐，该罐中容纳所喷射的液体和/或提供用于所涉及的区的喷嘴的液体。

在现有技术通常已知的传送式洗碗机中，可以将呈清水形式的最终漂洗液体经由最终漂洗区的喷嘴喷射到洗涤物上，该清水可以以纯净形式使用或与比如漂洗助剂等其他添加剂一起使用。所喷射的最终漂洗液体中的至少一些经由级联系统沿与洗涤物输送方向相反的方向逐区输送。

所喷射的最终漂洗液体被收集在后洗涤区的罐(后洗涤罐)中，所收集的液体通过属于后洗涤区的洗涤系统的洗涤泵从该后洗涤罐传送到后洗涤区的喷嘴(后洗涤喷嘴)。在后洗涤区中，漂洗洗涤物中的洗涤液体。所得液体流入至少一个主洗涤区的洗涤罐，沿洗涤物输送方向查看，该至少一个主洗涤区在后洗涤区的上游。这里，液体通常提供有清洁剂，并通过属于主洗涤区的洗涤系统的泵系统(洗涤泵)经由主洗涤区的喷嘴(洗涤喷嘴)喷射到洗涤物上。除非设置有另一个主洗涤区，否则液体会从该主洗涤区的洗涤罐流入预洗涤区。预洗涤罐中的液体通过属于预洗涤区的洗涤系统的泵系统经由预洗涤区的预洗涤喷嘴喷射到洗涤物上，以去除洗涤物上的粗大污垢。

从文件EP 1 738 677 A2中已知一种家用洗碗机，该家用洗碗机被设计进行以下过程序列：洗涤阶段，在此期间通过泵和喷嘴将来自贮槽的洗涤液体喷射到被设计为容纳洗涤物的处理室中。在此之后，泵出洗涤液体并用清水填充贮槽，然后通过与先前传送洗涤液体相同的泵将清水传送至先前传送洗涤液体的相同喷嘴。在从贮槽到泵的过渡中，存在用于加热洗涤液体的加热器，其中在最终漂洗阶段，最终漂洗液体可以被加热或保持不加热。在最终漂洗阶段之后，接着是蒸发阶段，在该阶段中，通过加热来蒸发来自贮槽的清水并经由上述喷嘴将其供给到处理室。在蒸发阶段之后，可以接着进入烘干阶段，在此期间，被加热的洗涤物变干。

商用洗碗机需要水、清洁剂、漂洗助剂和能量来清洁洗涤物。清洁剂和漂洗助剂的消耗量与每个洗涤循环的用水量成比例。在恒定的进水温度下，这也适用于加热最终漂洗水所需的加热温度。

被设计为程序自动化洗碗机的商用洗碗机通常具有彼此完全分离的两个水回路。即，负责洗涤并且利用来自洗涤罐的使用过的水实施的水回路、以及负责最终漂洗并使用来自水加热器的清水的清水回路。

最终漂洗阶段的主要任务是去除位于洗涤物上的洗涤液体(碱液)残留。最终漂洗阶段期间喷射的最终漂洗液体(纯净清水或与漂洗助剂混合的清水)流入洗涤罐，因此也用于再生洗涤液体。最终漂洗阶段期间，在新的最终漂洗液体被供给到洗涤罐之前会有等量的洗涤液体被泵出洗涤罐。

在被设计为呈程序自动化洗碗机的形式的洗涤机的情况下，在几个相继进行的处理阶段的期间处理比如盘碟、锅、玻璃杯、刀叉和其他待清洁的用具等待处理的洗涤物，这些处理阶段比如是(多个)洗涤阶段、(多个)最终漂洗阶段和(多个)烘干阶段。

然而，不同类型的洗涤物由于它们的用途、污垢程度、形状和材料而需要各个过程步骤的不同处理参数。然而，在现今的洗碗机中，没有自动区分待处理的洗涤物的类型，因此常规程序通常被设计为折衷方案，使得这些程序可以用于多种不同类型的洗涤物。

已知比如台下洗碗机或罩式洗碗机等程序自动化洗碗机可以配备有多种处理程序。各个处理程序的不同之处主要在于运行时间(循环持续时间)、处理阶段，或者——在专门用于处理饮水玻璃杯的特殊程序的情况下——在于洗涤阶段和最终漂洗阶段的温度参数。

使用这种程序自动化洗碗机，操作者具有以下选项：例如在轻度脏污的洗涤物(诸如饮水玻璃杯)的情况下选择较短的程序、以及对于较脏的或重度脏污的洗涤物选择较长的处理程序。

然而，在实践中，特别是由于对操作人员的培训不够，手动程序选择的选项很少被使用，以至于无论洗涤物的类型如何，大多数情况下都会使用工厂设置的程序来进行洗涤物的处理。

如果将通常被设计为折衷方案以使得可以或多或少有效地用于几种类型的洗涤物的工厂预设处理程序用在洗涤物的处理上，例如轻度脏污的物品(比如饮水玻璃杯)会在比实际需要的更高的温度下漂洗持续不经济的长时间。另一方面，存在这样的风险，例如，具有较难去除的食物残渣的洗涤物(比如烹饪用具和/或刀叉)无法得到充分清洁，因此可能需要多次洗涤循环或额外的手动清洁。

同样的问题会发生在传送式洗碗机上。

不管洗碗机被设计为程序自动化洗碗机还是传送式洗碗机，洗碗机通常都会为操作者提供在不同程序序列或程序循环之间切换的选项。这些程序序列或循环专门针对专用类型的洗涤物进行了优化。它们的不同之处在于温度、最终漂洗水量、水压、循环时间和用于最小化在洗碗机外对洗涤物进行的手动预处理和后处理的化学品的量。

然而，已经发现在实践中许多操作者实际上并没有根据洗涤物的类型利用选项手动地调整或改变处理程序。这样的缺点是，在洗碗机运行期间，通常无法有效地利用资源(清水、化学品和能量)，或者无法为所有类型的洗涤物提供良好的处理结果。因此，必须对洗涤物进行手动预处理和后处理，这导致耗费在洗涤室中的时间增加。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的因此是提出一种解决方案，利用该解决方案可以在上述类型的洗碗机中为所有类型的待处理的洗涤物优选地自动提供最佳处理结果，同时尽可能高效地利用资源(清水、化学品和能量)。

根据本发明的一个方面，该目的通过独立权利要求1的主题来实现，该主题具体涉及一种用于在商用洗碗机中进行光学洗涤物检测的系统，该商用洗碗机被设计为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机、特别是罩式洗碗机。

根据另一方面，本发明的基本目的通过权利要求5的主题来实现，该主题涉及一种用于特别是在商用洗碗机中进行光学洗涤物检测的方法，该商用洗碗机体现为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机、特别是罩式洗碗机。

根据本发明的另一方面，基本目的通过权利要求6的主题来实现，该主题涉及一种洗涤机、特别是洗碗机或用具洗涤机，该洗碗机被设计为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机，并且特别是具有可以使用门或罩封闭的处理区或处理室，在该处理区或处理室中，可以根据预选的或预定的处理程序来处理特别是容纳在至少一个洗涤篮中的洗涤物。

根据本发明的另一方面，基本目的通过权利要求10的主题来实现，该主题涉及一种用于操作上述类型的洗碗机的方法。

因此，根据本发明，特别地，光学洗涤物识别系统被指定用于商用洗碗机，该商用洗碗机被设计为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机、特别是罩式洗碗机，其中，光学洗涤物识别系统具有光学识别系统，该光学识别系统特别地具有至少一个相机，用于记录洗碗机中的至少一些待处理的洗涤物的至少一个二维图像，该二维图像特别是具有至少三个颜色通道。此外，光学洗涤物识别系统具有分析设备，该分析设备被设计成使得至少一个记录的图像被评估，其方式为使得该至少一个所记录的图像中的单独的洗涤物部分或单独的洗涤物部分的组被定位并且特别是被分类。根据本发明的洗涤物识别系统的特征特别是在于，使用至少一个神经网络来分析该至少一个所记录的图像。

通过使用至少一个神经网络来评估所记录的二维图像，一种特别快速且准确然而还对存储空间敏感的目标识别系统是可行的，其中，该系统不仅包括对图像中每个对象(洗涤物部分)的识别和分类，还可以包括通过绘制对应的边界框来定位每个单独的目标。

根据光学洗涤物识别系统的优选实施方式，神经网络为CNN(CNN＝卷积神经网络)、YOLO网络架构或SSD网络架构。研究已经表明，YoloV3网络架构、TinyYoloV3网络架构或Sweaty网络架构特别适合于设计为程序自动化洗碗机、特别是罩式洗碗机的洗碗机中的对象识别和分类，不过，使用单发多框检测器(Single-Shot MultiBox detector，SSD)网络架构可以实现特别良好的结果。

类似于YOLO网络架构，SSD网络架构使用单个深度神经网络进行实时对象识别。其与YOLO的不同之处在于分类。SSD不使用全连接层，而使用卷积层。在开始时，输入图像在分类层之前经过单独的标准CNN。为进行实际检测，接着是其他卷积层，利用这些卷积层生成具有不同分辨率m×n以及p个通道的特征图。

在分析要特别是分类的洗涤物的该至少一个图像期间，使用系统算法以通过机器学习方法综合得到数据与信息之间的基本关系。特别地，监督式机器学习的特性是找到从训练经验中概括并输出关于相似数据的假设的函数。将机器学习与简单插值区分开来的关键区别在于这一概括步骤。

CNN网络架构是深度学习架构，该架构在程序自动化洗碗机中的光学洗涤物识别过程中对图像中洗涤物部分(对象)的定位和分类方面具有巨大潜力。与常规人工神经网络类似，CNN网络架构也由具有可学习权重和偏置的神经元构成。区别在于输入。在CNN网络架构中，输入明确地由图像构成，这允许架构相应地调整。结果是前馈传递的效率的提高和网络中的参数的减少。

根据本发明的洗涤物识别系统的优选实施例，神经网络是SSD网络架构，该架构由7个层构成并且有时也被称为“SSD7网络架构”。

不同于原始SSD网络架构，SSD7网络架构不使用先前的CNN。该设计仅用七个层(七个卷积层)来实施。

输入图像通过这七个层，其中，最后四个层生成具有不同分辨率的所谓的特征图。这些特征图用作对层的输入以用于检测。在生成检结果时，对来自这四个特征图的特性进行分类并生成框坐标。结果是一定数量的检测结果，每类几个，具有不同的置信度分数和框坐标。执行解码，由于检测结果的数量，解码包括对这些检测结果的过滤。首先，使用所谓的置信度阈值过滤掉高于该阈值的类。然后，利用IoU阈值对每一类进行非最大抑制。选择具有最高置信度分数的检测框，并移除在该检测框周围的、在IoU阈值下测得的过于靠近该检测框的所有框。最终阈值指示有多少剩余检测结果计入最终检测结果。所有提及的阈值都是使用监督式学习方法通过实验确定的。

在根据本发明的用于在例如商用洗碗机中进行光学洗涤物识别的方法，该商用洗碗机被设计为程序自动化洗碗机、特别是罩式洗碗机的情况下，最初使用光学检测系统记录洗碗机中的至少一些待处理的洗涤物的至少一个二维图像。随后，使用分析设备分析该至少一个所记录的图像，其方式为使得该至少一个所记录的图像中的单独的洗涤物部分或单独的洗涤物部分的组被定位和分类。与根据本发明的洗涤物识别系统一样，该光学洗涤物识别方法的特征在于，使用至少一个神经网络来评估该至少一个所记录的图像，其中，该至少一个神经网络优选地由单发多框检测器网络架构、特别是由7个层构成的单发多框检测器网络架构构成。

根据本发明的洗涤机特别是餐具洗碗机或用具洗碗机，该洗涤机被设计为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机，并且具有可以用门或罩封闭的处理区或处理室，其中，可以根据预选的或指定的处理程序处理特别是容纳在至少一个洗涤篮中的洗涤物。根据本发明的洗碗机1的特征在于，该洗碗机具有上述类型的光学洗涤物识别系统。

基于根据本发明的洗碗机的改进方案，提供了容纳在洗碗机的处理区/处理室中的光学识别系统。然而，可替代地，还可以想到，光学识别系统被容纳在处理区/处理室的外部，并且其相对于处理区/处理室的布置方式使得光学识别系统被设计为在待处理的洗涤物容纳在洗碗机的处理区/处理室中时，记录至少一些待处理的洗涤物的至少一个二维图像。

光学识别系统优选地被分配有特别是布置在洗碗机的处理区/处理室中的照明设备，该照明设备被设计为特别是在使用光学识别系统进行图像记录期间，在至少在一些区域照亮洗碗机的处理区/处理室中的待处理的洗涤物。如果照明设备被设计为以特别均匀和漫射的方式照亮待处理的洗涤物，优选地使用色温在5,000与5,700K之间、特别是约为5,100K的光，洗涤物分类方面可以获得特别好的效果。

根据本发明的洗碗机1的特征特别是在于，该洗碗机具有控制设备，该控制设备中存储有用于处理洗碗机的处理区/处理室中的洗涤物的不同处理程序。这些处理程序在至少一个处理程序上不同，比如洗涤阶段的持续时间、最终漂洗阶段的持续时间、烘干阶段的持续时间、在洗涤阶段期间洗碗机的处理区/处理室中待喷射的洗涤液体的温度、在最终漂洗阶段期间洗碗机的处理区/处理室中待喷射的最终漂洗液体的温度、在洗涤阶段期间处理区/处理室中待喷射的洗涤液体的喷嘴压力、在最终漂洗阶段期间处理区/处理室中待喷射的最终漂洗液体的喷嘴压力、在洗涤阶段期间处理区/处理室中每单位时间待喷射的洗涤液体的量、和/或在最终漂洗阶段期间处理区/处理室中每单位时间待喷射的最终漂洗液体的量。

根据有利实施例，该控制设备特别是被设计为根据分类的洗涤物部分，选择并适当地调整用于处理洗涤物的处理程序或各个处理参数，该操作优选地自动并且甚至更优选地可选地自动地进行。

根据本发明的用于操作洗碗机的方法特别是包括以下步骤：通过光学洗涤物识别系统对待处理的洗涤物部分进行分类，以及使用根据洗涤物部分的分类优选地自动选择的处理参数来处理洗碗机的处理区/处理室中的洗涤物。

与根据本发明的用于操作洗碗机的方法一起使用以对待处理的洗涤物部分进行分类的光学洗涤物识别系统特别地是根据本发明的上述类型的光学洗涤物识别系统。

基于根据本发明的操作方法的优选实施方式提供的是，在对待处理的洗涤物部分进行分类之前，洗涤物部分——优选地容纳在洗涤篮中——被放置在洗碗机的处理区/处理室中，并且洗碗机的处理区/处理室用门或罩封闭。

为了防止水蒸气冷凝、特别是在光学洗涤物识别系统的镜头上冷凝，或者为了降低水蒸气冷凝的程度，根据一种改进方案提供了在已经将洗涤物部分放置在洗碗机的处理区/处理室中并且用门或罩封闭处理区/处理室之后采取的适当措施。例如，该措施可以是洗涤物的预洗涤，在预洗涤时，在处理区/处理室中喷射液体，其中，该液体优选地未加热。研究已经表明，如果预洗涤持续10秒，优选5秒，尤其优选0.5至2秒，则可以有效地减少特别是在光学洗涤物识别系统的镜头上的水蒸气冷凝。

附图说明

以下参照附图基于示例性实施例对本发明进行更详细的描述。

在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明第一实施例的呈程序自动化洗碗机形式的洗碗机；以及

图2示意性地示出了根据本发明第二实施例的呈程序自动化洗碗机形式的洗碗机。

具体实施方式

附图中示意性地示出的洗碗机1特别地设计为罩式洗碗机。罩式洗碗机可以在例如酒店、餐馆和咖啡馆的洗涤室中找到。在罩式洗碗机的情况下，将洗涤物整理到洗涤篮中，然后将洗涤篮推入洗碗机。洗涤和漂洗循环从封闭罩开始。

通常罩式洗碗机的左侧和右侧有两个台面。这些台面用于脏污洗涤物的预处理以及干净洗涤物的整理和缓冲。预处理是洗涤室中最耗时的过程之一。非常脏的洗涤物在洗碗机旁边的盆中进行预处理。例如，脏污可能是深锅和平底锅中干硬的食物残渣或烧焦的沉积物。

在浸泡之后，洗涤物通常在放入洗涤篮并在洗碗机中洗涤之前额外用手进行洗涤。

另一个耗时的步骤是后处理。如果洗涤、最终漂洗和烘干结果不符合客户期望(例如由于洗涤物上的脏污或污渍)，则需要第二次洗涤或手动擦亮。

洗碗机为操作者提供了在多个漂洗程序或处理程序之间切换的可能性。这些程序专门针对特定类型的洗涤物进行了优化(温度、漂洗水量、循环时间等)，以最小化预处理和后处理。

基于许多操作者从不改变处理程序的事实，目的是用洗涤程序的自动选择代替手动程序选择。为此，洗碗机必须能够检测不同类型的洗涤物(例如玻璃杯、刀叉、GN容器等)。洗碗机的操作者不再必需手动选择处理程序。替代地，洗碗机可以利用对应的处理参数自动地选择合适的处理程序，以改善洗涤、最终漂洗和烘干结果。这样，洗碗机操作者不用进行或只需进行较少的二次运行，这些二次运行可能是由于选择了错误的处理程序造成的。

为此目的，根据本发明指定了光学洗涤物识别，其中洗涤物识别使用神经网络执行。根据优选的实施方式，使用在调查过程中评估的适配的SSD网络架构，其特征在准确性和必要的计算工作方面，并且还在于所需的存储容量。

在更详细地描述根据本发明的洗涤物识别系统的示例性实施例之前，应当首先参考图1和2中的表示来描述洗涤物识别系统最适合的洗碗机。

根据本发明的洗碗机1具有用于清洁附图中未示出的洗涤物的处理室2。洗涤罐4布置在处理室2下方，来自清洁室2的液体可以由于重力流回洗涤罐。可以用附图中未示出的滤网在洗涤罐4到处理室2的过渡处覆盖该洗涤罐。洗涤液体6(通常为水)位于洗涤罐4中，其中，如果需要，可以通过附图中未示出的清洁剂定量配送设备以受控方式自动向洗涤罐供应清洁剂。洗涤液体6可以通过洗涤泵8经由洗涤管系统10传送到洗涤喷嘴33和34，并通过处理室2中的洗涤喷嘴33、34喷射到洗涤物上。然后，所喷射的洗涤液体6流回洗涤罐4。具有排水泵11的排水管3可以连接在洗涤罐4的下端5，以根据需要排空洗涤罐4。

利用图1中示出的根据本发明的洗碗机1的实施例，第一最终漂洗泵12以其吸入侧连接到锅炉21的出口35。锅炉21还具有连接到清水供应管28的入口22，通过该清水供应管向锅炉21供应清水或添加有漂洗助剂的清水。在锅炉21中，根据过程序列的规范加热经由入口22供应的液体(纯净清水或添加有漂洗助剂的清水)。在锅炉21中加热的最终漂洗液体可以例如在清水漂洗阶段期间，经由以其吸入侧连接到锅炉出口35的第一最终漂洗泵12、经由最终漂洗管系统15、15a供给到最终漂洗喷嘴7或9。最终漂洗喷嘴7和9布置在处理室2中，以将在锅炉21中加热的最终漂洗液体喷射到处理室2中的洗涤物上。然而，当然也可以想到，纯净清水经由入口22和清水供应管28供给到锅炉21，其中，在锅炉21中进行的加热之后，使用附图中未示出的漂洗助剂定量配送设备将漂洗助剂供给到清水中。

利用图1所示的根据本发明的洗碗机1的实施例，还提供了第二最终漂洗泵13，其吸入侧连接到清水罐14并且其压力侧连接到最终漂洗管系统15、15b。从第二最终漂洗泵13的压力侧延伸的最终漂洗管系统15b和从第一最终漂洗泵12的压力侧延伸的最终漂洗管系统15a过渡为公共的漂洗管系统15。通过将第二最终漂洗泵13连接到清水罐14，可以将未加热的最终漂洗液体传送至布置在处理室2中的最终漂洗喷嘴7或9，以便根据需要将未加热的最终漂洗液体喷射到洗涤物上。

清水罐14具有与清水供应管31连接的入口37。经由该清水供应管31向清水罐14供给纯净清水或添加有漂洗助剂的清水。

当然，也可以想到将已经提到的附图中未明确示出的漂洗助剂定量配送设备布置在清水罐14的出口36的下游。

洗涤喷嘴33、34和最终漂洗喷嘴7、9各自优选地布置在洗涤物区域的上方和下方并且指向处理室2的洗涤物区域。利用图1所表示的根据本发明的洗碗机1的实施例，提供了分开实施的上洗涤喷嘴系统和上最终漂洗喷嘴系统，以及分开实施的下洗涤喷嘴系统和下最终漂洗喷嘴系统。当然，也可以想到提供可用于喷射洗涤液体和最终漂洗液体两者的上、下洗涤喷嘴系统。而且，洗涤喷嘴33、34和/或最终漂洗喷嘴7、9可以仅布置在上方或仅布置在下方而不是同时布置在下方和上方，或者甚至可以替代地或附加地布置在处理室2的一侧并且横向地定向至洗涤物区域中的处理室2。

利用图1所示的根据本发明的洗碗机1的实施例，锅炉21和清水罐14两者经由清水供应管24、26、28、29和31连接到回流防止器16。回流防止器16用于防止来自第一最终漂洗泵12的吸入侧和/或来自第二最终漂洗泵13的吸入侧的清水被吸回到清水供应管17。

回流防止器16具有出口40，其经由清水供应管24和41连接到水软化器设备39。水软化器设备39一方面具有连接到清水供应管41的盐罐42，另一方面具有相互平行的第一和第二水软化器39a、39b。两个相互平行的水软化器39a、39b经由对应的清水管系统和清水供应管24连接到回流防止器16的出口40。水软化器设备39的水软化器39a、39b可通过对阀43的适当控制而交替操作，以软化经由清水供应管26和28供应至锅炉21的清水和经由清水供应管26、29和31供应至清水罐14的清水。

合适的盐或合适的化学品可以包含在属于水软化器设备39的盐罐42中。盐或化学品用于根据需要再生添加到清水中的水软化器材料或添加后产生的分解产物。盐容器42可以从洗碗机1的处理室2用盐或化学品经由可由盖44封闭的开口来重新装满。

利用根据本发明的洗碗机1的优选实施例，锅炉21具有集成的蒸汽发生器20。蒸汽发生器20的对应蒸汽出口23形成在锅炉21的上部。蒸汽发生器20的蒸汽出口23经由蒸汽管32在高于洗涤罐4的点处连接到处理室2，以便根据需要将蒸汽发生器20中产生的蒸汽引入到该处理室中。蒸汽管32的出口开口优选地位于洗涤管系统10或最终漂洗管系统15的上喷嘴7、33和下喷嘴9、34之间。当然，其他位置也是可能的。

在不仅用于加热最终漂洗液体还用于产生蒸汽的锅炉21中存在加热器45。此外，在锅炉中或锅炉上可以布置有水位传感器46，其例如控制清水管17的阀19。

在图1所示的根据本发明的洗碗机1的优选实施例中，可选地可以通过提供清水罐14和第二最终漂洗泵13来另外地经由最终漂洗管系统15b和15以及最终漂洗喷嘴7或9供应未加热的最终漂洗液体。相应地，可以通过适当控制最终漂洗泵12、13和/或通过适当控制例如布置在到清水罐14和锅炉21的清水供应管中的阀19、27和30来可选地向处理室2供应未加热或加热的最终漂洗液体。

在附图中仅示意性地示出的程序控制设备50用于控制至少一个清洁程序，并且被设计并连接到洗碗机1的可控部件，比如，阀19、27和30、洗涤泵8、第一最终漂洗泵12、第二最终漂洗泵13、和/或(未明确示出的)用于控制加热装置45的加热控制电路，以便实施具有以下相继步骤(阶段)的清洁过程(清洁循环)：

1.洗涤阶段，在此阶段中，来自洗涤罐4的洗涤液体6借助洗涤泵8通过洗涤管系统10喷射到处理室2中，然后可以由于重力从处理室2流回洗涤罐4；

2.清水最终漂洗阶段，在此阶段中，经加热的或未加热的清水或添加有漂洗助剂的清水作为最终漂洗液体借助第一最终漂洗泵12或第二最终漂洗泵13喷射到处理室2中，并且然后可以由于重力从处理室2流入洗涤罐4；以及

3.(可选的)烘干阶段，在此阶段中，烘干空气在处理室2中循环。

在程序控制设备50的优选实施方式中，设计程序控制设备，其方式为使得该程序控制设备根据检测到的洗涤物的类型自动控制洗碗机1的可控部件，使得蒸汽最终漂洗阶段在清水最终漂洗阶段之后进行，其中蒸汽通过连接到清水供应管28的蒸汽发生器20生成并被供给到处理室2中。

根据本发明的洗碗机1(例如，如图1所示的洗碗机)的特征尤其在于，提供了仅在附图中示意性指示的光学识别系统51，该光学识别系统用于特别是通过至少一个相机来检测容纳在处理室2中的洗涤物的类型。识别系统51优选地布置在处理室2的内部或外部，使得容纳在处理室2中的洗涤物或插入到处理室2中的洗涤篮处于其检测区域内。

如已经提到的，对于根据本发明的洗碗机1，还提供了仅在附图中示意性地示出的程序控制设备50。根据本发明，程序控制设备50被设计为根据预定的或可预定的程序序列控制洗碗机1的不同可控部件(比如相应的泵和阀)，以便能够在各个处理阶段(洗涤阶段、最终漂洗阶段和烘干阶段)期间设置合适的过程参数。程序控制设备50特别是经由合适的通信连接而连接到识别系统51的分析设备52，以便能够优选地在洗涤循环开始之前，连续地或在预定的时间或事件时调用由分析设备52基于识别系统51所拍摄的图像确定的容纳在洗碗机1的处理室2中的洗涤物的类型(分类)。

分析设备52被设计为基于识别系统51所拍摄的图像自动识别待处理的洗涤物的洗涤物类型/分类。优选地，分析设备52可以自动识别至少以下洗涤物：

-由瓷或类似瓷的材料制成的盘子；

-由瓷或类似瓷的材料、玻璃或类似玻璃的材料制成的杯子；

-由瓷或类似瓷的材料、玻璃或类似玻璃的材料制成的碗；

-由塑性材料制成的托盘或托盘状物品；

-由金属制成的容器，特别是不锈钢容器，特别是GN容器；

-由金属制成的深锅，特别是不锈钢深锅；

-由金属制成的平底锅，特别是不锈钢平底锅；

-由金属制成的刀叉和刀叉散件，特别是不锈钢刀叉和刀叉散件；以及

-由玻璃或类似玻璃的材料制成的饮水玻璃杯。

在分析设备52不能基于由识别系统51拍摄的图像确定洗涤物的类型/分类的情况下，所讨论的洗涤物将被识别为“其他洗涤物”。

根据本发明的解决方案的特征不仅在于，一方面待处理的洗涤物的类型/分类的自动检测，另一方面待处理的洗涤物的自动识别，还在于程序控制设备50的附加功能，据此，该程序控制设备被设计为根据记录的洗涤物类型自动选择预定或可预定的处理程序(容纳在处理室2中的洗涤物将根据该处理程序在至少一个处理阶段期间被处理)，并通过适当控制洗碗机1的可控部件来调整所选处理程序的过程参数。为此目的，通常可以想到，程序控制设备50例如具有程序控制设备50可以访问的图1中未明确示出的存储器设备。该存储器设备中存储了针对所讨论的各个类型的洗涤物、用于洗碗机1的操作的最佳适配处理程序或对应过程参数。

本发明尤其基于以下知识：用于各个处理阶段的最佳过程参数取决于待处理的洗涤物的类型。不同类型的洗涤物需要合适的处理程序，将根据这些处理程序例如在洗涤阶段、清水最终漂洗阶段和/或烘干阶段期间处理洗涤物。例如，在喷射洗涤液体的洗涤阶段期间，仅轻度脏污的餐具(比如饮水玻璃杯)每单位时间只需要相对少量的射出的洗涤液体和相对较低的喷嘴压力，这与具有烧焦且难以去除的食物残渣的重度脏污的餐具(比如，烹饪用具、加温容器、烤盘等)相反。此外，与重度脏污的餐具相比，轻度脏污的餐具只需要更短的洗涤阶段循环持续时间。

另一方面，不同类型的洗涤物还需要用于洗涤阶段之后的清水最终漂洗阶段的匹配处理程序。对于要在清水漂洗阶段之后进行的蒸汽漂洗阶段和烘干阶段，还可以想到针对洗涤物的类型进行过程参数的调整。

这样，可以以简单而有效的方式有效地防止“过度处理”，尤其是过度处理仅轻度脏污的餐具(比如饮水玻璃杯)，使得不会在这些轻度脏污的餐具的清洁过程期间(也可能在烘干过程期间)使用超过必要的能量、水、化学品等资源。

此外，例如在清水最终漂洗阶段期间，以纯净形式或在添加有其他添加剂的情况下喷射到洗涤物上的清水的消耗量可以减少。由于洗碗机1的清水消耗量减少，因此化学品、特别是漂洗助剂和/或清洁剂的消耗量也可以减少，而不会导致相应液体(洗涤液体、最终漂洗液体)中化学品浓度的变化。由于供水减少，因此要加热的水量减少，从而节省了能量。

本发明尤其基于以下知识：在常规洗碗机中，在根据工厂预设程序运行洗涤和最终漂洗循环的情况下，经常发生洗碗机过度处理。对于充分的洗涤和漂洗结果而言，例如，更短的洗涤阶段循环持续时间、更少量的洗涤阶段期间每单位时间射出的洗涤液体、更低的在洗涤阶段期间射出的洗涤液体的喷嘴压力、更少量的在清水最终漂洗阶段总体喷射的最终漂洗液体、和/或更低的在洗涤阶段和清水最终漂洗阶段期间喷射的液体(洗涤液体、最终漂洗液体)的温度常常就足够了。

因此，根据本发明，设计程序控制设备50，其方式为使得该程序控制设备根据所确定的洗涤物的类型/分类自动控制洗涤泵8，其方式为使得至少一个以下指定的参数在洗涤阶段下适应于检测到的洗涤物类型：

-洗涤阶段循环持续时间；

-在洗涤阶段期间每单位时间射出的洗涤液体的量；以及

-用于在洗涤阶段期间射出洗涤液体的压力。

在图2中，示意性地设想了根据本发明的解决方案的第二优选实施例的呈程序自动化洗碗机形式的洗碗机1、特别是商用洗碗机。不同于图1所示的第一实施例，图2所示的洗碗机1没有清水罐，并且因此没有第二最终漂洗泵——如图1所示，通过该第二最终漂洗泵可以经由漂洗管系统将未加热的最终漂洗液体供给到最终漂洗喷嘴。除此以外，图2所示的洗碗机1的洗碗机在结构和功能方面与先前参照图1描述的洗碗机相同。当然，可以想到的是，(未明确示出)加热控制电路可以相应地控制锅炉21的加热装置45或蒸汽发生器20，以提供或多或少地加热的最终漂洗液体。

如已经指出的，图1和图2所示的示意性地呈现的洗碗机1每个都配备有洗涤物识别系统，该洗涤物识别系统具有光学识别系统51、特别是相机形式的光学识别系统，用于记录洗碗机1中的至少一些待处理的洗涤物的至少一个二维图像。

此外，洗涤物识别系统具有已经简要提及的分析设备52，该分析设备用于分析该至少一个所记录的图像，其方式为使得所记录的图像中的单独的洗涤物部分或单独的洗涤物部分的组被定位和分类。特别地，在分析该至少一个所记录的图像期间，使用单发多框检测器网络架构作为神经网络。

在洗涤物识别期间，特别地提供的是，在洗碗机1的处理室2中利用光学识别系统51记录洗碗机1中的待处理的洗涤物的至少一个二维图像、优选地在处理室2适当地封闭的情况下进行。

为此目的，光学识别系统51(相机)被分配有照明设备，该照明设备也优选地布置在处理室2中，特别是以便在使用光学识别系统51进行图像记录期间照亮容纳在洗碗机1的处理室2中的洗涤物的至少一些区域。例如，通过安装在处理室2的侧面或顶部上的LED灯带来执行照明。以这种方式，可以实现对洗涤物的特别地均匀和漫射的照亮。关于用于洗涤物照亮/照明的色温，优选地使用在5,000至5,700K之间的色温，并且特别地使用大约5,100K的色温，因为在使用常规相机作为光学识别系统的情况下，就后续分类的准确性而言，以该色温可以记录最佳图像以供后续处理。

优选地，在附图中所示的洗碗机1中，进一步提供的是，图像记录仅在使用优选不加热的液体对洗涤物进行(较短的)预洗涤之后执行，以便以这样的方式减少或避免在光学识别系统51或相机的镜头上的水蒸气冷凝。

研究已经表明，即使预洗涤持续0.5到2秒，也可以充分地最小化水蒸气冷凝。

简而言之，本发明基于以下知识：神经网络惊人地非常适合于定位和分类被整理到洗碗机1(特别是罩式洗碗机)的处理室2中的洗涤篮中的洗涤物。神经网络优选地是一个简化的单发多框检测器网络架构，该架构由7个层构成，并且因此有时被称为“SSD7”。

为了训练SSD7网络，在调查期间记录500到2,500张图像。这些图像示出了装着餐具(深锅、平底锅、GN容器、刀叉、盘子、碗、茶杯、玻璃杯和塑料容器的不同组合)的洗涤篮。SSD7网络的分析是使用由70张图像构成的单独图像数据集执行的，该数据集未用于训练。图片中的洗碗篮里装有餐具(例如，不同形状的碗和玻璃杯)，这些餐具在训练SSD7网络时使用过。该措施旨在确定网络对训练图像的概括程度。

能够表明，使用SSD7网络，呈洗涤物定位和分类的形式的光学餐具识别是可能的。分析显示出对于实际使用足够的识别率，并且准确率和命中率均高于90％。

此外，本发明基于以下知识：在处理室2封闭的情况下在处理室2内执行图像采集在准确性和再现性方面是有利的。

为了减少或甚至避免在光学检测系统51(相机)上的水蒸气冷凝，在拍摄图像之前持续例如1秒的预洗涤是有利的。利用这样的预洗涤，相机上的水蒸气冷凝可以减少或最小化到不会干扰图像采集的程度。

本发明不限于附图中所示的洗碗机或光学洗涤物识别系统的示例性实施例，而是由本文公开的所有特征的总述产生。

Claims (15)

1.一种用于特别是商用洗碗机(1)的光学洗涤物识别的系统，所述商用洗碗机体现为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机、特别是罩式洗碗机，其中，所述系统包括以下各项：

-光学识别系统(51)、尤其是相机，用于记录所述洗碗机(1)中的至少一些待处理的洗涤物的至少一个二维图像；以及

-分析设备(52)，用于分析所述至少一个所记录的图像，其方式为使得在所述所记录的图像中至少单独的洗涤物或单独的洗涤物的组被定位和分类，

其中，使用至少一个神经网络来分析所述至少一个所记录的图像。

2.根据权利要求1所述的系统，

其中，所述神经网络为卷积神经网络Yolo、尤其是YoloV3或TinyYoloV3，Sweaty或单发多框检测器网络架构，并且特别是所述单发多框检测器网络架构。

3.根据权利要求1或2所述的系统，

其中，所述神经网络是由至少五个层、并且特别是至少七个层构成的单发多框检测器网络架构。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，

其中，在分析所述至少一个所记录的图像时使用监督式学习方法。

5.一种用于在商用洗碗机(1)中进行光学洗涤物识别的方法，所述商用洗碗机体现为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机、特别是罩式洗碗机，其中，所述方法包括以下程序步骤：

-在光学识别系统的帮助下，记录所述洗碗机(1)中的至少一些待处理的洗涤物的至少一个二维图像；以及

-在分析设备(52)的帮助下分析至少一个所记录的图像，其方式为在所述所记录的图像中至少一个单独的洗涤物或单独的洗涤物的组被定位和分类，

其中，为了分析所述至少一个所记录的图像而使用至少一个神经网络，其中，所述至少一个神经网络特别是单发多框检测器网络架构，所述网络架构包括由至少五个层、特别是至少七个层构成的单发多框检测器网络架构，其中，在分析所述至少一个所记录的图像时使用监督式学习方法。

6.一种洗碗机(1)、特别是餐具洗碗机或用具洗涤机，所述洗碗机被体现为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机，并且包括特别是能够使用门或罩封闭的处理区或处理室(2)，在所述处理区或处理室中，能够根据预选的或定义的处理程序来处理洗涤物、尤其是容纳在洗涤篮中的洗涤物，其中，所述洗碗机(1)包括根据权利要求1至4中任一项所述的光学洗涤物识别系统。

7.根据权利要求6所述的洗碗机(1)，

其中，所述光学识别系统(51)容纳在所述洗碗机(1)的所述处理区或处理室(2)中，或者其中，所述光学识别系统(51)相对于所述洗碗机(1)的所述处理区或处理室(2)设置，使得所述光学识别系统(51)被设计成在待处理的洗涤物容纳在所述洗碗机(1)的所述处理区或处理室(2)中时，记录所述洗碗机(1)中的至少一些待处理的洗涤物的至少一个二维图像。

8.根据权利要求6或7所述的洗碗机(1)，

其中，优选地布置在所述洗碗机(1)的所述处理区或处理室(2)中的照明设备被分配给光学识别系统(51)，以用于尤其是在使用所述光学识别系统进行图像记录期间照亮所述洗碗机(1)中的所述待处理的洗涤物的至少一些区域，由此，所述照明设备被体现为尤其是均匀且漫射地照亮所述待处理的洗涤物，优选地使用色温在5,000与5,700K之间、尤其是约为5,100K的光。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的洗碗机(1)，

其中，所述洗碗机(1)包括控制设备，所述控制设备中存储有用于处理所述洗碗机(1)的所述处理区或处理室(2)中的洗涤物的不同处理程序，其中，所述处理程序在以下列出的至少一个处理参数方面不同：洗涤阶段的持续时间、最终漂洗阶段的持续时间、烘干阶段的持续时间、在所述洗涤阶段期间所述处理区或处理室(2)中待喷射的洗涤液体的温度、在所述最终漂洗阶段期间所述处理区或处理室(2)中待喷射的最终漂洗液体的温度、在所述最终漂洗阶段期间所述待喷射的最终漂洗液体的喷嘴压力、在所述洗涤阶段期间每单位时间待喷射的洗涤液体的量、和/或在最终漂洗阶段期间每单位时间所述待喷射的最终漂洗液体的量，

其中，所述控制设备被体现为根据所确定的所述洗涤物的分类来相应地选择和调整用于处理所述洗涤物的处理程序或所述各个处理参数，所述操作优选地自动并且特别是选择性地自动地进行。

10.一种用于操作洗碗机(1)的方法，所述洗碗机特别是用于餐具的洗碗机或用于用具的洗碗机，所述洗碗机体现为传送式洗碗机或程序自动化洗碗机，其特别是具有由门或罩封闭的处理区或处理室(2)，并且在所述处理区或处理室中，能够根据预选的或定义的处理程序来处理洗涤物、尤其是容纳在至少一个洗涤篮中的洗涤物，其中，所述方法包括以下程序步骤：

-在光学洗涤物识别系统的帮助下，特别是在光学洗涤物识别系统的帮助下，对待处理的洗涤物进行分类；以及

-使用优选地根据所述洗涤物的分类自动选择的处理参数来处理在所述洗碗机(1)的所述处理区或处理室(2)中的所述洗涤物，

其中，所述处理参数特别是涉及以下各项：洗涤阶段的持续时间、最终漂洗阶段的持续时间、烘干阶段的持续时间、在所述洗涤阶段期间所述处理区或处理室(2)中待喷射的洗涤液体的温度、在所述最终漂洗阶段期间所述处理区或处理室(2)中待喷射的最终漂洗液体的温度、在所述洗涤阶段期间所述处理区或处理室(2)中待喷射的最终漂洗液体的喷嘴压力、在所述最终漂洗阶段期间所述处理区或处理室(2)中所述待喷射的最终漂洗液体的喷嘴压力、在所述洗涤阶段期间所述处理区或处理室(2)中每单位时间待喷射的洗涤液体的量、和/或在最终漂洗阶段期间所述处理区或处理室(2)中每单位时间所述待喷射的最终漂洗液体的量。

11.根据权利要求10所述的方法，

所述光学洗涤物识别系统是根据权利要求1至4中任一项所述的系统。

12.根据权利要求10或11所述的方法，

其中，在对所述待处理的洗涤物进行分类之前，将所述洗涤物——优选地容纳在洗碗机篮中——放置在所述洗碗机(1)的所述处理区或处理室(2)中，并且所述处理区或处理室(2)特别是利用门或罩封闭。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，

其中，在所述分类过程之前，所述洗涤物——优选地容纳在所述洗碗机篮中——被放置在所述洗碗机(1)的所述处理区或处理室(2)中，并且所述处理区或所述处理室(2)特别是用门或罩封闭，并且在所述封闭的处理区或处理室(2)中，防止或减少尤其是在所述光学洗涤物识别系统的镜头上的水蒸气冷凝。

14.根据权利要求13所述的方法，

其中，为了防止或减少特别是在所述光学洗涤物识别系统的镜头上的水蒸气冷凝，进行所述洗涤物的预洗涤，其中，所述预洗涤持续不超过10秒，优选地不长于5秒，特别优选地持续0.5至2秒。

15.根据权利要求14所述的方法，

其中，在所述预洗涤期间，在所述处理室(2)中喷射液体，所述液体优选地未加热。

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