-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Der
Konstruktion von Wäschebehandlungsgeräten wie
Waschautomaten, Wäschetrockner
und -auffrischer sowie wasserfrei arbeitenden Systeme kann eine
rotierende Trommel zu Grunde liegen, die eine Behandlungskammer
umschließt,
in die das Wasch- bzw. Behandlungsgut eingebracht wird. Das Gerät kann eine
Steuerung in Form eines Controllers enthalten, der eine Anzahl vorprogrammierter
Arbeitszyklen abarbeitet. Der Benutzer wählt typischerweise aus den
vorprogrammierten Zyklen den gewünschten
Behandlungs- bzw. Arbeitszyklus von Hand aus. Jeder vorprogrammierte
Zyklus kann beliebig viele einstellbare Parameter aufweisen, die
der Benutzer eingeben kann oder vom Controller gesetzt werden, und
zwar auf Grund von Standardwerten oder vorbestimmten Werten oder
ansprechend auf in der Behandlungskammer herrschende Bedingungen.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln des Flächeninhalts
von Waschgut aus Bilddaten desselben in einer Behandlungskammer
eines Wäschebehandlungsgeräts.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
In
den Zeichnungen:
-
1 ist
eine Frontalperspektive eines Wäschebehandlungsgeräts in Form
eines Wäschetrockners
mit einer Behandlungskammer nach einer Ausführungsform der Erfindung;
-
2 ist
eine Teilperspektive des Wäschetrockners
der 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung bei
zwecks klarerer Darstellung teilweise entferntem Gehäuse;
-
3 ist
eine zweite Teilperspektive des Wäschetrockners der 1 nach
einer Ausführungsform
der Erfindung bei zwecks klarerer Darstellung teilweise abgenommenem
Gehäuse;
-
4 ist
eine schaubildliche Schnittdarstellung eines Wäschetrockners ähnlich der 1 mit
einem Abbildungssystem zum Abbilden der Behandlungskammer nach einer
Ausführungsform
der Erfindung;
-
5 ist
eine schaubildliche Darstellung eines Controllers zum Steuern eines
oder mehrerer Systembestandteile des Wäschetrockners der 1 nach
einer Ausführungsform
der Erfindung;
-
6 zeigt
als Flussdiagramm ein Verfahren zum Bestimmen des Flächeninhalts
des Waschguts in einem Wäschetrockner
und zum Steuern desselben entsprechend dem ermittelten Flächeninhalt nach
einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
-
7 zeigt
schaubildlich ein erstes Aufnahmebild des Waschguts nach einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung; und
-
8 zeigt
schaubildlich ein zweites Aufnahmebild des Waschguts nach der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung; und
-
9 zeigt
als Flussdiagramm ein beispielhaftes Verfahren der Bildanalyse eines
Aufnahmebilds nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
-
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
-
Die 1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Wäschebehandlungsgeräts in Form
eines erfindungsgemäßen Wäschetrockners 10.
Hier zwar als Wäschetrockner
dargestellt, kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Wäschebehandlungsgerät um ein beliebiges
Gerät handeln,
das am Waschgut einen Behandlungs- bzw. Arbeitszyklus durchführt – bspw. ein
Waschautomat mit horizontaler oder vertikaler Trommelachse, eine
Wasch-/Trocken-Kombination, ein Umwälz- oder Stand-Auffrisch- bzw.
Vitalisierungsgerät,
ein Extraktor, eine wasserfreie Waschmaschsine oder eine Revitalisierungsmaschine.
Der hier beschriebene Wäschetrockner 10 hat
zahlreiche Merkmale mit einem traditionellen Trockenautomaten gemein,
die hier nur so weit beschrieben werden sollen, wie zum Verständnis der
Erfindung nötig.
-
Wie
die 1 zeigt, kann der Wäschetrockner 10 ein
Schrankgehäuse 12 aufweisen,
in dem eine Steuerung bzw. ein Controller 14 angeordnet
ist, der Benutzereingaben von einer Benutzerschnittstelle 16 her
aufnehmen kann, an der ein Arbeitszyklus ausgewählt wird, und der die Funktionen
des Wäschetrockners 10 für den gewählten Arbeitszyklus ausführt.
-
Das
Schrankgehäuse 12 wird
von einer Vorderfläche 18,
einer Rückwand 20 und
zwei Seitenwänden 22 definiert,
die eine obere Abschlussfläche 24 stützen. An
der Vorderfläche 18 kann
eine Tür 26 scharniermäßig angeschlagen
und wahlweise zwischen einer Offen- und einer Schließstellung
bewegbar sein, um eine Öffnung
in der Vorderfläche 18 zu verschließen, die
Zugang zum Gehäuseinneren
bietet.
-
Im
Inneren des Gehäuses 12 kann
zwischen einem hinteren und einem vorderen Schott 30, 32, die
ortsfest einander gegenüber
liegen und gemeinsam eine Behandlungskammer 34 zur Behandlung von
Waschgut bilden, eine Trommel 28 drehbar angeordnet sein;
die Behandlungskammer hat eine offene Vorderseite, die mittels der
Tür 26 wahlweise verschließbar ist.
Beispiele für
das Behandlungsgut sind u. a. Kopfbedeckungen, Schals, Handschuhe, Pullover,
Blusen, Hemden, Shorts, Kleider, Socken, Hosen, Schuhe, Unterwäsche und
Jacken. Im Wäschetrockner 10 lassen
sich auch Textilien in anderen Produkten wie Vorhänge und
Gardinen, Bettwäsche, Handtücher, Kissen
und gestopfte Textilartikel (bspw. Spielzeug) trocknen.
-
Die
Trommel 28 kann mindestens eine Umwälz- bzw. Hubleiste 36 enthalten.
Die Hubleisten 36 können
entlang der Innenfläche
der Trommel 28 angeordnet sein, die einen Innenumfang der
Trommel 28 bildet. Die Hubleisten 36 erleichtern
die Umwälzbewegung
des Waschguts in der Trommel 28 bei deren Umlauf.
-
An
Hand der 2 soll nun ein Luftumwälzsystem
für den
erfindungsgemäßen Trockner 10 nach
einer Ausführungsform
der Erfindung beschrieben werden. Das Luftumwälzsystem führt der Behandlungskammer 34 Luft
zu und aus ihr ab. Die zugeführte
Luft kann erwärmt
sein. Das Luftumwälzsystem
kann einen Luftzufuhrteil aufweisen, der teilweise von einem Zulaufkanal 38 gebildet
wird, der an einem Ende zur Umluft offen und mit dem anderen an ein
Zulaufgitter 40 angeschlossen ist, das in Strömungsverbindung
mit der Behandlungskammer 34 steht. Im Zulaufkanal 38 kann
ein Heizelement 42 liegen, das mit dem Controller 14 verbunden
ist und von ihm angesteuert wird. Bei eingeschaltetem Heizelement 42 wird
die zugeführte
Luft vor dem Einströmen in
die Trommel 28 erwärmt.
-
Wie
die 3 zeigt, kann das Luftzufuhrsystem weiterhin einen
Abluftteil aufweisen, den teilweise ein Abluftkanal 44 und
ein Flusenfilter 45 bilden, die ein Gebläse 46 miteinander
verbindet. Das Gebläse 46 kann
betrieblich an den Controller 14 angeschlossen sein und
von ihm gesteuert werden. Bei laufendem Gebläse 46 wird Luft in
die Behandlungskammer 34 gesaugt und durch den Abluftkanal 44 aus
der Behandlungskammer 34 ausgestoßen. Die Abluftleitung 44 kann
mit einem Haushalts-Abluftkanal 47 verbunden sein, über den
die Luft aus der Trockenkammer an die Umluft abgegeben wird.
-
Wie
die 4 weiterhin zeigt, kann der Wäschetrockner 10 wahlweise
ein Ausgabesystem 48 zur Ausgabe von Behandlungschemie – einschl.
(ohne Einschränkung)
Wasser oder Wasserdampf od. dergl. – in die Behandlungskammer 34 enthalten
und lässt
sich dahingehend als Ausgabetrockner ansehen. Das Ausgabesystem 48 kann
ein Reservoir 54 zur Aufnahme von Behandlungschemie sowie
eine Ausgabeeinheit 50 enthalten, die über eine Leitung 58 mit
dem Reservoir 54 verbunden ist. Die Behandlungschemie kann
aus dem Reservoir 54 an die Ausgabeeinheit 50 übergeben
werden, die es in die Behandlungskammer 34 ausgibt. Die
Ausgabeeinheit 50 kann so angeordnet sein, dass sie die
Behandlungschemie auf die Innenfläche der Trommel 28 richtet,
so dass sie vom Waschgut kontaktiert und aufgenommen wird, oder
dass die Chemikalien direkt auf das Waschgut in der Behandlungskammer 34 ausgegeben
werden. Die Art der Ausgabeeinheit 50 ist nicht erfindungsgwesentlich.
Eine Dosiereinrichtung 52 kann elektronisch – drahtlos
oder leitungsgebunden – mit
dem Controller verbunden sein, um die ausgegebene Chemikalienmenge
zu steuern.
-
Für Wäschetrockner
typisch ist die Trommel 28 von einem geeigneten Antrieb
drehbar, der als Motor 64 mit einem Antriebsriemen 66 dargestellt
ist. Der Motor 64 kann betrieblich mit dem Controller verbunden
sein, um die Drehung der Trommel 28 so zu steuern, dass
ein Arbeitszyklus vollständig
abgearbeitet wird. Andere Mechanismen – bspw. ein Direktantrieb – sind ebenfalls
einsetzbar.
-
Der
Wäschetrockner 10 kann
auch eine Abbildungseinrichtung 70 aufweisen, mit der die
Behandlungskammer 34 und/oder alles in ihr abbildbar ist.
Beispielhafte Abbildungseinrichtungen 70 können u.
a. optische Sensoren sein, die Stand- oder Bewegungsbilder aufnehmen
können – bspw.
Kameras. Eine geeignete Kameraart ist eine CMOS-Kamera, andere sind
bspw. u. a. CCD-, Digital- oder Videokameras oder beliebige andere
Geräte,
die Bilder aufnehmen können.
Die genannte Kamera kann sichtbare und/oder unsichtbare Strahlung
aufnehmen. Bspw. kann sie ein Bild mit sichtbarem Licht, in einem anderen
Beispiel mit unsichtbarem Licht – bspw. UV-Licht – aufnehmen.
In einem noch anderen Beispiel kann es sich um eine thermisch arbeitende
Abbildungseinrichtung handeln, die Strahlung im IR-Bereich des elektromagnetischen
Spektrums erfasst. Die Abbildungseinrichtung 70 kann auf
dem hinteren oder dem vorderen Schott 30, 32 oder
in der Tür 26 angeordnet
sein. Es ist einzusehen, dass die Abbildungseinrichtung 70 auch
an zahlreichen anderen Orten angeordnet sein kann, abhängig vom
Aufbau des Wäschetrockners
und der Sollposition für
die Aufnahme des Bildes. Der Ort der Abbildungseinrichtung kann
von der Art des gewünschten
Bildes, dem interessierenden Bereich innerhalb der Behandlungskammer 34 oder
auch davon abhängen,
ob das Bild bei drehender Trommel aufgenommen werden soll. Soll
bspw. das Bild bei stehender Trommel aufgenommen werden und interessiert
die Waschgutcharge, wird die Abbildungseinrichtung 70 so
angeordnet, dass ihr Sichtfeld den Boden bzw. Unterteil der Trommel 28 beinhaltet.
Erfolgt die Aufnahme bei drehender Trommel und ist das umwälzende Waschgut
von Interesse, wird die Abbildungseinrichtung 70 so angeordnet,
dass ihr Sichtfeld die Seite und Mitte der Trommel 28 enthält, so dass
das Waschgut beim Heben und Umwälzen
erfassbar ist. Desgl. lässt
die Abbildungseinrichtung sich so anordnen, dass die gesamte bzw.
fast gesamte Behandlungskammer in ihrem Sichtfeld liegt. Auch können mehrere
Abbildungseinrichtungen 70 vorliegen, die gleiche oder verschiedene
Bereiche der Behandlungskammer 34 aufnehmen.
-
Der
Wäschetrockner 10 kann
auch eine Lichtquelle 72 enthalten. Die Art der Lichtquelle 72 kann
unterschiedlich gewählt
sein. In einer Ausführungsform
kann es sich um eine Glühfadenlampe
für Wäschetrockner
handeln, wie sie typischerweise zum Beleuchten der Behandlungskammer 34 dient. An
Stelle der Glühfadenlampe
kann eine oder mehrere LED-Lampen eingesetzt werden. Die Lichtquelle 72 kann
hinter dem hinteren Schott 30 der Trommel 28 angeordnet
sein derart, dass das Licht durch die Öffnungen des Lufteinlassgitters 40 fällt. Ebenfalls
im Rahmen der vorliegenden Er findung kann der Wäschetrockner 10 mehr
als eine Lichtquelle 72 enthalten – bspw. eine LED-Feldanordnung
an mehreren Stellen in einem oder beiden Schotts 30, 32.
-
Die
Lichtquelle 72 kann auf der gleichen Seite wie die Abbildungseinrichtung 70 (vergl. 4), aber
auch auf einer anderen Seite der Trommel 28 liegen. Liegt
die Lichtquelle 72 auf der gleichen Seite der Trommel 28 wie
die Abbildungseinrichtung 70, kann letztere das von der
Trommel 28 und dem Waschgut reflektierte Licht erfassen.
Die Trennung der Trommel 28 von deren Inhalt im Bild kann
dann durch Bildanalyse erfolgen. Liegt die Lichtquelle 72 auf
der der Abbildungseinrichtung 70 gegenüberliegenden Seite der Trommel 28,
erfasst die Abbildungseinrichtung 70 nur dasjenige Licht
aus der Lichtquelle 72, das nicht vom Inhalt der Trommel 28 verdeckt
wird. Ein gegebener Punkt in einem Bild ist dann dunkel oder hell
abhängig
davon, ob im jeweiligen Zeitpunkt dort Waschgut vorliegt.
-
Die
von der Lichtquelle erzeugte Beleuchtung kann – auch von der Art der Abbildungseinrichtung
abhängig – variieren.
Es kann sich bspw. um IR-Licht handeln, falls die Abbildungseinrichtung
das IR-Spektrum erfasst, entsprechend um sichtbares Licht, falls
die Abbildungseinrichtung das sichtbare Spektrum abbildet.
-
Wie
die 5 zeigt, kann der Controller 14 einen
Speicher 80 und einen Zentralprozessor (CPU) 82 aufweisen.
Der Speicher 80 kann zur Aufnahme der Steuer-Software, die die
CPU 82 beim Durchlaufen eines Arbeitszyklus des Wäschetrockners 10 abarbeitet,
und weiterer Software dienen. Desgl. kann der Speicher 80 Informationen
wie eine Datenbank oder -tabelle sowie Daten aufnehmen, die er von
einer oder mehrere Systemteilen des Wäschetrockners 10 empfängt, die
an den Controller 14 zum Datenaustausch angeschlossen sind.
-
Der
Controller 14 kann zur Datenübertragung und/oder betrieblich
mit einem oder mehreren Systemteilen des Wäschetrockners 10 verbunden sein,
um mit diesen zu kommunizieren und deren Funktion beim Abarbeiten
eines Betriebszyklus zu steuern – bspw. mit dem Heizelement 42 und
dem Gebläse 46,
um die Temperatur und die Strömung
in der Behandlungskammer 34 zu steuern, mit dem Motor 64,
um die Richtung und die Geschwindigkeit der Drehung der Trommel 28 zu
steuern, und dem Ausgabesystem 48, um während eines Arbeitszyklus Behandlungschemie auszugeben.
Desgl. kann der Controller 14 mit der Benutzerschnittstelle 16 verbunden sein,
um vom Benutzer gewählte
Eingaben aufzunehmen und Informationen an ihn auszugeben.
-
Weiterhin
kann der Controller 14 Eingangssignale aus einem oder mehreren
Sensoren 84 aufnehmen, die aus dem Stand der Technik bekannt
und daher zur Vereinfachung nicht gezeigt sind. Die Erfindung nicht
einschränkende
Beispiele für
Sensoren 84, die zur Datenübertragung an den Controller 14 angeschlossen
sein können,
sind ein Temperatursensor für
die Behandlungskammer, ein Zu- und ein Abluft-Temperatursensor,
ein Feuchtesensor, ein Luftströmungssensor,
ein Gewichtssensor und ein Motordrehmomentsensor.
-
Der
Controller 14 kann auch mit der Abbildungseinrichtung 70 und
der Lichtquelle 72 verbunden sein, um ein oder mehrere
Bilder der Behandlungskammer 34 aufzunehmen. Die Aufnahmen
können
an den Controller 14 gesandt und mittels im Speicher 80 abgelegter
Software analysiert werden, um den Flächeninhalt des Waschguts in
der Behandlungskammer 34 zu ermitteln. Der Controller 14 kann dann
den ermittelten Flächeninhalt
dazu verwenden, einen oder mehrere Arbeitsparameter zu setzen, um mindestens
eine der an den Controller 14 betrieblich angeschlossenen
Systembaugruppen zu steuern und so einen Arbeitszyklus abzuarbeiten.
-
Der
bis hierher beschriebene Wäschetrockner 10 stellt
den zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
erforderlichen Aufbau bereit. Es werden nun mehrere Ausführungsformen
des Verfahrens an Hand des Betriebs des Wäschetrockners 10 beschrieben.
Bei diesen Ausführungsformen
wird der Flächeninhalt
des Waschguts selbsttätig
ermittelt und der Wäschetrockner 10 auf
Grund des festgestellten Flächeninhalts
betrieben.
-
Der
Flächeninhalt
des Waschguts in der Behandlungskammer 34 lässt sich
mittels der Abbildungseinrichtung 70 ermitteln, wobei man
ein oder mehrere Bilder des Inhalts der Trommel 28 bei
der Drehung oder bei Stillstand zeitlich verteilt aufnimmt. Das
bzw. die Bilder lässt/lassen
sich aufnehmen, während
die Trommel 28 mit Waschgut beschickt wird oder wenn die
Waschgutcharge vollständig
in die Trommel 28 eingebracht ist. Für einige Bestimmungen braucht
nur ein einziges Bild analysiert zu werden; für andere sind evtl. mehrere
nötig.
Der Flächeninhalt
des Waschguts in der Behandlungskammer 34 kann dann zum
Steuern des Wäschetrockners 10 dienen.
-
Die
Steuerung des Wäschetrockners 10 auf Grund
des Flächeninhalts
von Waschgut in der Behandlungskammer 34 beinhaltet das
Setzen mindestens eines Parameters eines Arbeitszyklus – einschl. eines
Zyklusschritt-Zeitpunkts, eines Zyklus-Zeitpunkts, einer Zyklustemperatur,
einer Drehrichtung und Drehzahl der Trommeldrehung, einer Luftströmung in
einer Behandlungskammer 34, einer Art von Behandlungschemie,
eines Zeitpunkts für
die Ausgabe und die Menge derselben sowie den Beginn oder das Ende
eines Zyklus- oder Zyklusschrittzustands.
-
Beim
Setzen des Beginns oder Endes eines Zykluszustands kann es sich
um das Festlegen der Dauer desselben sowie darum handeln, wann ein
Zykluszustand begonnen hat oder beendet werden soll. Hierzu wird
dem Controller 14 ggf. signalisiert, einen Arbeitszyklusschritt
sofort zu starten oder zu stoppen oder einen Zeitpunkt für den Beginn
bzw. das Ende eines Arbeitszyklus festzulegen.
-
Beim
Setzen eines Beginns oder Endes eines Zyklusschrittzustands kann
es sich um die Festlegung des Beginns bzw. des Endes eines Schritts
innerhalb eines gegebenen Arbeitszyklus handeln. Hierzu wird dem
Controller 14 ggf. signalisiert, sofort von einem auf einen
anderen Arbeitszyklusschritt überzugehen
oder einen Zeitpunkt für
einen sofortigen Übergang
von einem auf einen anderen Zyklusschritt oder einen Zeitpunkt festzulegen,
an dem von einem auf einen anderen Schritt innerhalb eines gegebenen
Arbeitszyklus überzugehen
ist. Beispiele hierfür
sind eine Trommeldrehung mit oder ohne Warmluft, die Ausgabe von
Behandlungschemie und ein Knitterschutzschritt.
-
Für andere
Wäschebehandlungsgeräte als Wäschetrockner
kann es sich bei den auf Grund des festgestellten Bewegungszustands
zu setzenden Arbeitsparametern auch um die Drehzahl oder -richtung
eines Rührelements
sowie einen Laugenfüllstand
handeln.
-
6 zeigt
ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum
Ermitteln des Flächeninhalts
einer Waschgut-Charge. Die Schrittfolge ist nur zur Erläu terung
dargestellt und soll das Verfahren 100 in keiner Weise
einschränken;
es ist einzusehen, dass die Schritte auch in einer anderen logischen
Reihenfolge ablaufen, Schritte hinzugefügt und die beschriebenen Schritte
unterteilt werden können,
ohne die Erfindung zu verlassen.
-
Das
Verfahren 100 kann vom Controller 14 während eines
Trocken- bzw. Behandlungszyklus des Wäschetrockners 10 ausgeführt werden.
Es kann mit dem Schritt 102 beginnen, während der Benutzer den Wäschetrockner 10 mit
einem oder mehreren Artikeln zur Bildung einer Waschgut-Charge gefüllt und
die Tür 26 geschlossen
hat. Das Verfahren 100 lässt sich selbsttätig einleiten,
wenn bspw. der Benutzer die Tür
schließt,
oder zu Beginn eines vom Benutzer ausgewählten Arbeitszyklus. Dr Schritt 104 ist
optional; dabei nimmt der Controller 14 ein Anfangsbild
der Waschgut-Charge ohne Trommeldrehung auf. Dieses Anfangsbild
lässt sich
zum Bestimmen von Chargenparametern wie dem Volumen, der Größe und der
Farbe der Charge oder deren Stoffart verwenden, die sich allesamt
zum Setzen verschiedener Zyklusparameter ausnutzen lassen.
-
Im
nächsten
Schritt 106 wird der Bildzählwert eines Zählers, der
die Anzahl der Aufnahmebilder verfolgt, auf null gesetzt. Letzlich
wird die vom Bildzähler
mitgezählte
Anzahl der Aufnahmebilder dazu verwendet zu ermitteln, wann das
Abbilden des Waschguts beendet werden soll.
-
Die
Trommeldrehung wird im Schritt 108 eingeleitet. Die Trommel 28 lässt sich
bis zu einer vorbestimmten Solldrahzahl hochfahren. Diese Solldrehzahl
kann der Contoller 14 auf Grund des gewähteln Arbeitszyklus und den
gesetzten Arbeitsparametern festlegen. Bspw. lässt sich die vorbestimmte Solldrehzahl
so wählen,
dass sie die Bewegung des Waschguts und damit die flächemmäßige Exposition oder
die Trennung zwischen einzelnen Artikeln des Waschguts optimiert.
-
Erreicht
die Trommeldrehzahl den vorbestimmten Wert, kann im Schritt 110 die
Bildzeit auf null gesetzt werden und die Abbildungseinrichtung 70 im
Schritt 112 ein Bild eines Teils oder der gesamten Behandlungskammer 34 aufnehmen.
Alternativ kann man im Schritt 110 die Bildzeit auf null
setzen, nachdem eine vorbestimmte Zeitspanne oder ein vorbestimmter
Schritt in einem Arbeitszyklus abgelaufen ist.
-
Im
Schritt 114 erfährt
das Aufnahmebild eine Bildanalyse. Das Bild lässt sich an den Controller 14 schicken
zwecks Bildanalyse mittels in dessen Speicher 80 abgelegter
Software. Im Rahmen der Erfindung kann auch die Abbildungseinrichtung 70 einen Speicher
und einen Mikroprozessor zur Aufnahme von Informationen und Software
bzw. zum Ausführen letzterer
aufweisen. Auf diese Weise kann die Abbildungseinrichtung 70 die
Daten der Aufnahmebilder analysieren und die Anaylseergebnisse mit
dem Controller 14 austauschen.
-
In
einer beispielhaften Art der Bildanalyse wird das Aufnahmebild der
Charge von dem des Hintergrunds, d. h. der Trommel 28 isoliert
bzw. getrennt. Unabhängig
davon, wie das Chargenbild vom Hintergrundbild getrennt wird, lassen
sich auf dem Chargenbild Informationen zur Farbe, Größe, Gestalt
und zum Ort der Waschgutcharge in der Trommel 28 ableiten.
Bspw. lassen sich aus dem Chargenbild mittels bekannter Verfahren
der Flächeninhalt,
der Umfang, der Schwerpunkt, der Radius sowie die Haupt- und die
Nebenachse des Waschguts in der Trommel 28 berechnen. Im
vorliegenden Verfahren 100 dient das Chargenbild zum Ermitteln
des Flächeninhalts des
Waschguts und ggf. auch der Anzahl der einzelnen Waschgutartikel
in der Charge. Es liegen zahlreiche geeignete Verfahren zum Bestimmen
des Flächeninhalts
des Waschguts und der Anzahl der Waschgutartikel in der Charge vor;
einige beispielhafte sind unten ausführlich beschrieben.
-
Im
nächsten
Schritt 120 ermittelt der Controller 14, ob der
Bildzählwert
dem Sollwert entspricht. Ist er geringer als der Sollwert, wird
im Schritt 122 der Bildzählwert um eins hochgezählt. Im
Schritt 124 wird die seit dem Aufnahmen des letzten Bildes
verstrichene Zeit überwacht.
Ist die verstrichene Zeit gleich oder größer als der Kehrwert der Bildfrequenz,
geht das Verfahren zum Schritt 112 zurück und die Schritte 112 bis 120 werden
wiederholt.
-
Der
Bildzählwert
wird so gewählt,
dass sich eine für
die Bestimmung des Flächeninhalts
der Waschgut-Charge ausreichende Anzahl von Bildern aufnehmen lässt. Die
Bildfrequenz wird so gewählt, dass
sich eine vorbestimmte Anzahl von Bilden innerhalb einer vorbestimmten
Zeitspanne aufnehmen lässt;
sie lässt
sich auf Grund empirischer Daten über die Zeit setzen, die zum
genauen Ermitteln des Flächeninhalts
von Waschgut nötig
ist.
-
Ist
der Bildzählwert
gleich dem Sollzählwert, wird
im Schritt 126 aus den Ergebnissen der Bildanalyse im Schritt 114 der
Flächeninhalt
des Waschguts ermittelt, optional auch die Anzahl der einzelnen
Artikel in der Waschgut-Charge. Aus der ermittelten Flächeninhalt
(optional auch aus der Artikelanzahl) wird im Schritt 128 mindestens
ein Parameter eines Arbeitszyklus gesetzt, um den Wäschetrockner 10 zu steuern.
-
7 zeigt
schaubildlich ein Beispiel eines ersten Aufnahmebildes 150,
das Waschgut 152 vor einem Hintergrund 154, d.
h. der Trommel 28 darstellt, und dass sich mit dem Schritt 112 des
Verfahrens 100 in 6 aufnehmen
lässt.
Das Bild 150 stellt schematisiert eine zweidimensionale
Projektion des Sichtfeldes der Abbildungseinrichtung 70 dar,
die abhängig
vom Ort der Abbildungseinrichtung 70 variiert. Die Charge 150 kann
sich aus einem oder mehreren einzelnen Waschgutartikeln unterschiedlicher Größe und Gestalt
zusammensetzen. Zur einfacheren Erläuterung besteht hier die Charge 152 aus
einem ersten und einem zweiten Artikel 156 bzw. 158.
-
8 zeigt
ein zweites Aufnahmebild 160 der Charge 152 vor
dem Hintergrund 154, d. h. der Trommel 28, das
im Schritt 112 des Verfahrens 100 der 6 irgendwann
nach dem Bild 150 aufgenommen worden sein kann. Wie gezeigt,
haben die Artikel 156, 158 sich gegenüber dem
ersten Bild 150 verschoben und wenden der Abbildungseinrichtung 70 einen
größeren oder
kleineren Anrteil ihres Flächeninhalts
zu. Hier zwar nicht dargestellt, können unterschiedliche Bilder
auch eine größere oder
kleinere Anzahl von Waschgutartikeln der Abbildungseinrichtung zuwenden.
-
9 zeigt
an einem Flussdiagramm ein beispielhaftes Verfahren 130 zur
Bildanalyse gemäß vorliegender
Erfindung. Das Verfahren 130 kann vom Controller 14 während des
Schritts 114 des Verfahrens 100 in 6 ausgeführt werden.
Die dargestellte Schrittfolge soll nur beispielhaft gelten, das
Verfahren 130 aber in keiner Weise einschränken, da
die Schritte auch in einer anderen logischen Reinfolge ablaufen
und Schritte hinzugefügt
oder auch beliebig unterteilt werden können, ohne die Erfindung zu
verlassen. In einigen Fällen
wird zur Erläuterung
das Verfahren 130 unter Bezug auf das erste und das zweite
Bild 150, 160 (7 und 8)
beschrieben. Während hier
nur zwei Bilder 150, 160 gezeigt sind, ist einzusehen,
dass zur Bestimmung des Flächeninhalts
des Waschguts auch mehr oder weniger Bilder analysiert werden können.
-
Das
Verfahren 130 beginnt mit dem Schritt 132, in
dem die Charge 152 vom Hintergrund 154 bildmäßig getrennt
wird. Hierzu liegen mehrere Verfahren vor – abhängig von der Anordnung der
Lichtquellen, den Trommeleigenschaften und der Waschgut-Charge.
Liegt bspw. die Lichtquelle 72 auf der gleichen Seite der
Trommel 28 wie die Abbildungseinrichtung 70 (4),
lassen sich Methoden wie die Kantenerfassung, die Farbsegmentierung
und die Abweichung von einem bekannten Hintergrundbild einsetzen,
um die Charge vom Hintergrund zu trennen. Die Kantenerfassung lässt sich
nach bekannten Verfahren berechnen. Bei der Farbsegmentierung wird
auf Grund von Unterschieden der Sättigung, des Farbtons und/oder
der Leuchtedichte von Objekten im Bild die Charge vom Hintergrund
getrennt. Bei der Analyse von Abweichungen von einem bekannten Hintergrundbild
muss die Oberfläche
der Trommel 28 u. U. optisch erfassbare Besonderheiten
aufweisen, um das Trennen des Chargenbilds vom Hintergrundbild in
der Trommel 28 zu unterstützen.
-
Im
Schritt 134 wird nach dem Trennen der Charge 152 vom
Hintergrund 154 das Chargenbild analysiert, um Informationen über die
einzelnen Artikel 156, 158 der Charge zu erhalten.
Zum Ermitteln des Flächeninhalts
nützliche
Informationen sind u. a. ein den zweidimensionalen Flächeninhalt
oder eine Farbsignatur jedes Artikels 156, 158 im
Bild 150, 160 darstellender Wert. Es sei darauf
hingewiesen, dass der Artikelzählwert
in jedem Bild nicht gleich der Artikelanzahl der Charge ist, da
in bestimmten Bildern einige Artikel aus dem Sichtfeld teilweise
oder völlig verdeckt
sein oder als mehr als ein Artikel erscheinen können.
-
Es
gibt mehrere Methoden, aus dem Chargenbild einen Wert für die zweidimensionale
Fläche jedes
Artikels 156, 158 zu erhalten. In einer Ausführungsform
lässt das
Chargenbild sich analysieren, indem man das Bild 150 zu
mehreren Segmenten unterteilt, um ein Gitter bzw. einen Raster aus
zahlreichen Rasterelementen zu erzeugen, den man dem Bild 150 überlagert.
Der Ort, die Anzahl, die Gestalt und die Größe der Rasterelemente kann
variieren, abhängig
von Faktoren wie u. a. (ohne Einschränkung) der Gestalt des Bildes 150,
der Gestalt der Trommel 28 und der Anordnung der Abbildungseinrichtung 70.
Im Rahmen der Erfindung liegt, dass das Bild 150 und der überlagerte
Raster eine beliebige regelmäßige oder
unregelmäßige Gestalt
aufweisen. Jedem Rasterelement lässt
sich ein prozentualer Abdeck- oder Farbwert zuordnen, aus denen
Informationen über
den Flächeninhalt
der Artikel ableitbar sind.
-
Der
Raster kann mit einer natürlich
vorkommenden Struktur im Abbildungssystem in Beziehung stehen – bspw.
kann er von den Bildelementen (Pixeln) eines Sensors in der Abbildungseinrichtung
gebildet sein. Alternativ kann er von den das Bild 150, 160 bildenden
Datenpunkten dargestellt sein, die sich als Bildelemente bzw. Pixel
betrachten lassen. In den meisten digitalen Bildern besteht das
Bild aus einer Folge von Pixeln, die zu Zeilen und Spalten angeordnet
sind. Unabhängig
davon, ob die Sensor- oder Bildpixel zur Bildung des Rasters herangezogen
werden, kann jedes Rasterelement aus einem oder mehreren Pixeln
bestehen.
-
Ein
Nutzen der Anwendung eines Rasters zusammen mit einer Abbildungsvorrichtung 70 in Form
einer CCD- oder CMOS-Kamera ist, dass letztere einen Sensor aus
zahlreichen Pixeln enthalten, die eine Rasterstruktur bilden. Dabei
kann zum Darstellen eines Rasterelements ein einziges Pixel oder eine
Pixelgruppierung dienen.
-
Bei
einer anderen Ausführungsform
können eine
Kantenerfassung, um eine Farbe für
einen Einzelartikel innerhalb der Kante zu ermitteln, die Zuordnung
einer Farbsignatur bzw. eines Farbwertes zum jeweiligen Artikel
und eine Verfolgung des Artikels in aufeinander folgenden Bildern
an Hand der ihm zugeordneten Farbsignatur erfolgen. Diese Vorgehensweise
kann besonders wirkungsvoll sein im Fall von Chargen aus zahlreichen
Artikeln unterschiedlicher Farbe. Für jeden verfolgten Artikel 156, 158 im
Bild 150 lässt
sich ein 2D-Flächenwert
ermitteln. Dies lässt
sich dann für
das nachfolgende Bild 160 wiederholen.
-
Die
Farbsignatur kann ein einzelner oder eine Gruppierung von Zahlenwerten
sein, die eine bestimmte Farbe darstellen. Die meisten farbbasierten
Abbildungssysteme arbeiten mit einem von mehreren standardisierten
Farbräumen.
Bekannt ist bspw. der RGB-Farbraum (Rot-Grün-Blau), indem jede Farbe mit
je einem Zahlenwert für
dessen Rot-, Blau- und Grünanteil
gekennzeichnet ist. So lässt sich
jede Farbe mit drei Zahlenwerten eindeutig angeben. Ähnliche
Systeme lassen sich für
Grauskalen anwenden, wo Farbe nicht kritisch ist. Artikel mit mehr
als einer Farbe – bspw.
Streifen – können eine Farbsignatur
aufweisen, die ein (ggf. gewichteter) Mittelwert der für sie ermittelten
Farben ist. Unabhängig
vom jeweils eingesetzten System lässt sich für jeden Artikel der gleichen
Farbe eine eindeutige Farbsignatur generieren.
-
Die
Anzahl unterschiedlicher Artikel lässt sich aus dem Chargenbild
nach mehreren Methoden erhalten. In einer Ausführungsform kann man die einzelnen
Artikel 156, 158 der Charge 152 nach
Techniken der Kantenerfassung oder auf der Grundlage bekannter Eigenschaften
einer Innenfläche
der Trommel 28 ermitteln, die den Hintergrund 154 ausmacht. In
einer anderen Ausführungsform
kann man durch Anwenden eines Farbsegmentierungsfilters auf das Chargenbild
die einzelnen Artikel 156, 158 in der Charge 152 voneinander
trennen, und zwar auf Grund der Unterschiede der Sättigung,
des Farbtons und/oder der Leuchtdichte der Objekte im Chargenbild.
Bspw. kann jedes Pixel in den Bildern 150, 160 mit
einem oder mehreren Zahlenwerten dargestellt werden, die die Farbe
der Bilder 150, 160 in diesem Pixel angeben. Die
Artikel 156, 158 der Charge 152 lassen
sich dann auf Grund der Pixelwerte zwischen einem Artikel derselben
und den bekannten Pixelwerten der Innenfläche de Trommel 28 identifizieren.
-
Im
Schritt 136 werden aus der Analyse des Chargenbildes Informationen über den
Flächeninhalt und
die Anzahl der Einzelartikel in der Charge abgeleitet und gespeichert.
Die Speicherung kann in dem der Abbildungseinrichtung 74 oder
dem Controller 14 zugeordneten Speicher erfolgen.
-
Im
Schritt 138 ermittelt der Controller 14, ob mehr
Informationen über
die einzelnen Artikel der Charge benötigt werden. Falls ja, kehrt
das Verfahren 130 zum Schritt 134 zurück und die
Schritte 134–138 werden
wiederholt. Ergibt sich im Schritt 138, dass genug Informationen über die
einzelnen Artikel der Charge zusammengeführt sind, geht das Verfahren zum
Schritt 140 weiter.
-
Im
Schritt 140 werden aus den im Schritt 136 gespeicherten
Informationen der Flächeninhalt
und die Anzahl der Einzelartikel der Charge abgeschätzt. Der
Schritt 140 kann mit dem Schritt 122 des Verfahrens 100 (6)
zusammenfallen. Der Flächeninhalt der
Charge lässt
sich aus dem gemittelten 2D-Flächeninhaltswert
abschätzen,
der – abhängig von
der Anordnung der Abbildungseinrichtung 70 – den Flächeninhalt
mit guter Genauigkeit annähert.
Alternativ kann man, um den Flächeninhalt
genauer abzuschätzen,
den gemittelten 2D-Flächeninhalt
mit empirischen Daten korrelieren, die derartige 2D-Flächeninhaltswerte
mit dem tatsächlichen
Flächeninhalt
in Beziehung setzen. Ein anderes Verfahren zum Ermitteln eines Flächeninhalts
für einen
bestimmten Artikel ist, die Anzahl der Pixel mit der gleichen Farbsignatur aufzusummieren.
Je größer die
Anzahl der Pixel, desto größer der
relative Flächeninhalt.
Diese Vorgehensweise bleibt auch dann wirksam, wenn die Charge – bspw.
bei Weißwäsche – eine einzige
Farbe hat, da der Flächeninhalt
der der gesamten Waschgut-Charge ist, die sich effektiv als einzelner
Artikel behandeln ließe.
Die Anzahl der einzelnen Artikel in der Charge lässt sich aus einer Mittelung
der Anzahl verschiedener Artikel für jedes Bild abschätzen. Die Schätzwerte
können
zum Setzen mindestens eines Parameters eines Arbeitszyklus für den Wäschetrockner 10 dienen,
wie oben beschrieben.
-
Abhängig von
dem ermittelten Flächeninhalt und
der Anzahl der einzelnen Artikel in der Charge lässt sich ein Arbeitszyklus
des Wäschetrockners 10 selbsttätig auf
optimale Trockenleistung adaptieren. Damit lässt sich die Wäschepflege
verbessern, da das Waschgut den Parametern des Arbeitszyklus – bspw.
Wärme und
Behandlungschemie – nur
so weit ausgesetzt wird, wie für
ein optimales Trocknen erforderlich. Weiterhin kann so der Wäschetrockner 10 auch
energieeffizienter arbeiten, da die Parameter des Arbeitszyklus
optimiert werden.
-
Die
hier offenbarten Verfahren 100, 130 können für kleinere
Chargen nützlicher
sein als für
größere. Für kleine
Waschgut-Chargen können
deren einzelne Artikel sich bei der Drehung voneinander lösen und
frei bewegen, was es erleichtert, ihre Anzahl und den Flächeninhalt
der Charge zu ermitteln.
-
Darüberhinaus
können Änderungen
der Zyklusparameter sich auf kleine Chargen stärker auswirken als auf große. Bei
den meisten Wäschenbehandlungsgeräten muss
der Benutzer einen von vorgegebenen vorprogrammierten Zyklen von
Hand auswählen.
Im Fall eines Wäschetrockners
mit Ausgabe von Behandlungschemie kann, falls der Benutzer für eine bestimmte
Waschgut-Charge einen ungeeigneten Arbeitszyklus anwählt, eine
falsche Menge Chemie ausgegeben werden, was zum Versprühen von
zu viel Waschlauge und damit langen Trockenzeiten oder einem Aufbrechen
der Waschlauge oder von zu wenig Waschlauge und damit keinem wahrnehmbaren
Nutzen für
die Waschgut-Charge führt.
Ein Vermeiden von zu viel oder zu wenig Waschlauge wird besonders
schwierig für
kleine Waschgut-Chargen, auf die sich Änderungen der Menge der Behandlungschemie
stärker
auswirken.
-
Während die
Erfindung speziell an bestimmten Ausführungsformen der Erfindung
beschrieben ist, ist einzusehen, dass dies nur zur Erläuterung
erfolgt, nicht zur Einschränkung
der Erfindung. Innerhalb des Rahmens der vorgehenden Offenbarung und
den Zeichnungen sind sinnvolle Varianten und Modifikationen möglich, ohne
den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist.
-
6
- 102
- Beginn
des Beschickens mit Waschgut
- 104
- Anfangsbild
aufnehmen
- 106
- Bildzählwert =
0 setzen
- 108
- Trommeldrehung
beginnen
- 110
- Bildzeit
= 0 setzen
- 112
- Bild
aufnehmen
- 114
- Bild
analysieren
- 120
- Bildzählwert =
Sollwert?
- 122
- Bildzählwert =
Bildzählwert
+ 1 setzen
- 124
- Verstrichene
Zeit ≥ 1/Bildfrequenz?
- 126
- Flächeninhalt
des Waschguts und Anzahl der Artikel ermitteln
- 128
- Mindestens
einen Parameter des Arbeitszyklus setzen
- No
- Nein
- Yes
- Ja
-
9
- 132
- Chargen-
vom Hintergrundbild trennen
- 134
- Chargenbild
analysieren
- 136
- Informationen
zu Flächeninhalt
und Artikelanzahl extrahieren und speichern
- 138
- Mehr
Informationen?
- 140
- Flächeninhalt
und Artikelanzahl schätzen
- No
- Nein
- Ja
- Yes