DE08827781T1 - System zur optischen erkennung, interpretation und digitalisierung von vom menschen lesbaren instrumenten, anzeigen und steuerungen - Google Patents

System zur optischen erkennung, interpretation und digitalisierung von vom menschen lesbaren instrumenten, anzeigen und steuerungen Download PDF

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Abstract

Eine Vorrichtung zur optischen Erkennung, Interpretation und Digitalisierung von durch Menschen ablesbaren Instrumenten, Anzeigetafeln und Kontrollen, welche Folgendes umfasst:
einen Bilderfassungssensor, ausgebildet zur Aufnahme von Bildern von zumindest einem der Instrumente, Anzeigetafeln, und Kontrollen;
eine logische Verarbeitungseinheit ausgebildet zur Dekodierung eines durch den Bilderfassungssensor aufgenommenen Bildes und zur Interpretation der dekodierten Bilder zur Feststellung eines Status des zumindest einen der Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen.

Claims (25)

  1. Eine Vorrichtung zur optischen Erkennung, Interpretation und Digitalisierung von durch Menschen ablesbaren Instrumenten, Anzeigetafeln und Kontrollen, welche Folgendes umfasst: einen Bilderfassungssensor, ausgebildet zur Aufnahme von Bildern von zumindest einem der Instrumente, Anzeigetafeln, und Kontrollen; eine logische Verarbeitungseinheit ausgebildet zur Dekodierung eines durch den Bilderfassungssensor aufgenommenen Bildes und zur Interpretation der dekodierten Bilder zur Feststellung eines Status des zumindest einen der Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen.
  2. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die logische Verarbeitungseinheit zum Speichern des Status des zumindest einen der Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen ausgebildet ist.
  3. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die logische Verarbeitungseinheit zum Speichern zeitbasierter Status des zumindest einen der Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen ausgebildet ist.
  4. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die logische Verarbeitungseinheit einen Pseudo-Parameter des Status des zumindest einen der Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen erstellt.
  5. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin Folgendes umfasst: einen Grund-Datenprozessor der funktionsgemäß mit der logischen Verarbeitungseinheit verknüpft ist.
  6. Die Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die durch Menschen ablesbaren Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen Gegenstände in einem Cockpit eines Luftfahrzeugs sind.
  7. Die Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Luftfahrzeug ein Propellerfahrzeug ist.
  8. Ein Verfahren zur optischen Erkennung, Interpretation und Digitalisierung von durch Menschen ablesbaren Instrumenten, Anzeigetafeln und Kontrollen, welches Folgendes umfasst: Lesen einer Konfigurationsdatei zur Bereitstellung einer Definition der Zielregion eines zu interpretierenden Bildes von zumindest einem der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; Öffnen einer Ausgabedatei zur Speicherung des zu interpretierenden Bildes; Bestimmen, ob ein aufgenommenes zu interpretierendes Bild existiert; Falls das aufgenommene Bild existiert: Dekodieren des aufgenommenen Bildes; Bestimmen eines Status des mindestens einen der Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen auf Basis des dekodierten aufgenommenen Bildes und der Definition in der Konfigurationsdatei; und Schreiben des Status des zumindest einen der Instrumente, Anzeigetafeln, und Kontrollen in die Ausgabedatei.
  9. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Konfigurationsdatei eines oder mehrere der folgendem Merkmale umfasst: Eine Zahl des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; Typen des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; Orte des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; eine Bestimmung eines abzutastenden Bereichs des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; Wert-Karten mit Bezug auf die Orte des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; eine mathematische Repräsentation eines Referenzbereichs des Bildes zur Verwendung bei der Registrierung; eine mathematische Repräsentation eines Referenzmusters zur Verwendung der Bestimmung der Status des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; Farb- und Intensitätsinformationen zur Verwendung bei der Interpretation des Beleuchtungsstatus einer Anzeigetafel; Farb- und Intensitätsinformationen zur Verwendung bei der Interpretation von Vordergrund- und Hintergrundinformation des Bildes; und Anlauf-Parameter und Präferenzen.
  10. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Ausgabedatei eine Zeithistorie von interpretierten, und auf Basis aus der Konfigurationsdatei gelesenen Definitionen, analysierten Parametern enthält.
  11. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Dekodierung der Bilder in einer zweidimensionalen Pixel-Bitmap resultiert oder in einem Raster resultiert, welches als eine zweidimensionale Matrix gespeichert wird.
  12. Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Bestimmung des Status des zumindest einen der Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen durch Folgendes erfolgt: Registrieren der erfassten Bilder mit der Definition des Zielbereichs des zu interpretierenden Bildes; Einstellen der Koordinaten des Zielbereichs, welcher basierend auf der Registrierung des erfassten Bildes durch die Konfigurationsdatei festgelegt wird; Scannen eines jeden Pixels des registrierten, erfassten Bildes; Anwenden eines Medianfilters auf jedes Pixel des registrierten, erfassten Bildes; Segmentieren der Zielregion in einen Vordergrund und einen Hintergrund; und Auswählen der Pixel des Vordergrunds, die einem variablen Merkmal des zumindest einem der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln oder Kontrollen entsprechen.
  13. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Registrierung des erfassten Bildes durch Folgendes erfolgt: Berechnen einer Fouriertransformation des erfassten Bildes; elementweises Multiplizieren einer konjugierten Referenz-Fouriertransformation aus der Konfigurationsdatei mit der Fouriertransformation des erfassten Bildes; Berechnen einer inversen Fouriertransformation der multiplizierten konjugierten Referenz-Fouriertransformation und der Fouriertransformation des erfassten Bildes; Finden von Reihen- und Spaltenindizes eines maximalen Wertes in einer Matrix, die aus der inversen Fouriertransformation resultieren; und Speichern der Reihen- und Spaltenindizes.
  14. Das Verfahren nach Anspruch 13, welches weiterhin Folgendes umfasst: elementweises Normalisieren der multiplizierten konjugierten Referenz-Fouriertransformation und der Fouriertransformation des erfassten Bildes vor der Berechnung der inversen Fouriertransformation.
  15. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Segmentierung des Zielbereichs in Vordergrund und Hintergrund durch Folgendes erfolgt: Berechnen eines Schwellenwertes für den Zielbereich basierend auf den Ergebnissen der Anwendung des Medianfilters auf jeden Pixel des registrierten, erfassten Bildes; Ermitteln einer Intensität eines jeden Pixels in dem Zielbereich des erfassten Bildes; Vergleichen der Intensität eines jeden Pixels mit dem Schwellenwert; und Klassifizierung eines jeden Pixels als Vordergrund oder Hintergrund.
  16. Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Auswählen der Vordergrund-Pixel entsprechend einem variablen Merkmal des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen durch Folgendes erfolgt: Einrahmen des erfassten Bildes um den Zielbereich; registrieren des eingerahmten Bereichs des erfassten Bildes mit der Definition des Zielbereichs des zu interpretierenden Bildes; und Bestimmen des Status des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen basierend auf dem Ergebnis der Registrierung des eingerahmten Bereichs.
  17. Computerprogramm zur optischen Erkennung, Interpretation und Digitalisierung von durch Menschen ablesbaren Instrumenten, Anzeigetafeln und Kontrollen, wobei das Computerprogramm auf einem computerlesbaren Medium abgespeichert ist und bei seiner Ausführung ausgebildet ist zum: Lesen einer Konfigurationsdatei zur Bereitstellung einer Definition der Zielregion eines zu interpretierenden Bildes von zumindest einem der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; Öffnen einer Ausgabedatei zur Speicherung des zu interpretierenden Bildes; Bestimmen, ob ein aufgenommenes zu interpretierendes Bild existiert; Falls das aufgenommene Bild existiert: Dekodieren des aufgenommenen Bildes; Bestimmen eines Status des mindestens einen der Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen auf Basis des dekodierten aufgenommenen Bildes und der Definition in der Konfigurationsdatei; und zum Schreiben des Status des zumindest einen der Instrumente, Anzeigetafeln, und Kontrollen in die Ausgabedatei.
  18. Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Konfigurationsdatei eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfasst: Eine Zahl des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; Typen des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; Orte des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; eine Bestimmung eines abzutastenden Bereichs des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; Wert-Karten mit Bezug auf die Orte des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; eine mathematische Repräsentation eines Referenzbereichs des Bildes zur Verwendung bei der Registrierung; eine mathematische Repräsentation eines Referenzmusters zur Verwendung der Bestimmung der Status des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen; Farb- und Intensitätsinformationen zur Verwendung bei der Interpretation des Beleuchtungsstatus einer Anzeigetafel; Farb- und Intensitätsinformationen zur Verwendung bei der Interpretation von Vordergrund- und Hintergrundinformation des Bildes; und Anlauf-Parameter und Präferenzen.
  19. Das Computerprogramm nach Anspruch 17, wobei die Ausgabedatei eine Zeithistorie von interpretierten, und auf Basis aus der Konfigurationsdatei gelesenen Definitionen, analysierten Parametern enthält.
  20. Das Computerprogramm nach Anspruch 17, wobei das Computerprogramm bei seiner Ausführung dazu ausgebildet ist, die Bilder in einer zweidimensionalen Pixel-Bitmap resultierend zu dekodieren oder in einem Raster resultierend zu dekodieren, welches als eine zweidimensionale Matrix gespeichert ist.
  21. Das Computerprogramm nach Anspruch 17, wobei das Computerprogramm, wenn ausgeführt den Status des zumindest einem der Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen durch Folgendes bestimmt: Registrieren der erfassten Bilder mit der Definition des Zielbereichs des zu interpretierenden Bildes; Einstellen der Koordinaten des Zielbereichs, welcher durch die Konfigurationsdatei basierend auf der Registrierung des erfassten Bildes festgelegt wird; Scannen eines jeden Pixels des registrierten, erfassten Bildes; Anwenden eines Medianfilters auf jedes Pixel des registrierten, erfassten Bildes; Segmentieren der Zielregion in einen Vordergrund und einen Hintergrund; und Auswählen der Pixel des Vordergrunds, die einem variablen Merkmal des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln oder Kontrollen entsprechen.
  22. Das Computerprogramm nach Anspruch 21, wobei das Computerprogramm bei seiner Ausführung das erfasste Bild durch Folgendes registriert: Berechnen einer Fouriertransformation des erfassten Bildes; elementweises Multiplizieren einer konjugierten Referenz-Fouriertransformation aus der Konfigurationsdatei mit der Fouriertransformation des erfassten Bildes; Berechnen einer inversen Fouriertransformation der multiplizierten konjugierten Referenz-Fouriertransformation und der Fouriertransformation des erfassten Bildes; Finden von Reihen- und Spaltenindizes eines maximalen Wertes in einer Matrix, die aus der inversen Fouriertransformation resultieren; und Speichern der Reihen- und Spaltenindizes.
  23. Das Computerprogramm nach Anspruch 22, wobei das Computerprogramm bei seiner Ausführung das erfasste Bild durch Folgendes registriert: elementweises Normalisieren der multiplizierten konjugierten Referenz-Fouriertransformation und der Fouriertransformation des erfassten Bildes vor der Berechnung der inversen Fouriertransformation.
  24. Das Computerprogramm nach Anspruch 21, wobei das Computerprogramm bei seiner Ausführung den Zielbereich durch Folgendes in Vordergrund und Hintergrund segmentiert: Berechnen eines Schwellenwertes für den Zielbereich basierend auf den Ergebnissen der Anwendung des Medianfilters auf jeden Pixel des registrierten, erfassten Bildes; Ermitteln einer Intensität eines jeden Pixels in dem Zielbereich des erfassten Bildes; Vergleichen der Intensität eines jeden Pixels mit dem Schwellenwert; und Klassifizieren eines jeden Pixels als Vordergrund oder Hintergrund.
  25. Das Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Computerprogramm bei seiner Ausführung, entsprechend einem variablen Merkmal des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen, Vordergrund-Pixel auswählt, was wie folgt erreicht wird: Einrahmen des erfassten Bildes um den Zielbereich; Registrieren des eingerahmten Bereichs des erfassten Bildes mit der Definition des Zielbereichs des zu interpretierenden Bildes; und Bestimmen des Status des zumindest einen der zu interpretierenden Instrumente, Anzeigetafeln und Kontrollen basierend auf dem Ergebnis der Registrierung des eingerahmten Bereichs.
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