DE102010034176A1

DE102010034176A1 - Behälter mit Erfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102010034176A1
Application number: DE102010034176A
Authority: DE
Inventors: Albrecht Faber; Franz Hoffmann; Dr. Wittig Klaus
Original assignee: Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG
Current assignee: Wuerth Elektronik ICS GmbH and Co KG; Wuerth Industrie Service GmbH and Co KG
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2010-08-12
Publication date: 2012-02-16
Also published as: JP2013541468A; MX2013001713A; CA2807958A1; CN103189720B; US20130335557A1; CN103189720A; AU2011289063A1; US9897720B2; WO2012019734A1; EP2603780A1; BR112013003794A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter für den Transport und/oder die Lagerung von Objekten. Ein solcher erfindungsgemäßer Behälter weist eine Erfassungsvorrichtung auf, um Informationen über den Belegungszustand und/oder des Füllzustand des Behälters zu ermitteln. Die Erfassungsvorrichtung ist in der Lageunterschiedliche Lichtintensitäten im Bereich der Behälter-Innenwandung zu erfassen und entsprechenden Sensorsignale zu Erzeugen. Weiter ist eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Signalverarbeitungsvorrichtung vorgesehen, in welcher aus den Sensorsignalen Bildinformationen über den Füllstands- und/oder Belegungszustand des Behälters erzeugt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Behälter für den Transport und/oder die Lagerung von Objekten. Ein solcher erfindungsgemäßer Behälter weist eine Erfassungsvorrichtung auf, um Informationen über den Belegungszustand und/oder des Füllzustand des Behälters zu ermitteln.
Behälter für die Lagerung und den Transport von Objekten werden beispielsweise dafür verwendet Kleinteile wie Schrauben, Muttern oder Elektronikkomponenten, also im Allgemeinen Stückgut oder aber auch Schüttgut, zu lagern oder zu transportieren. Solche Behälter dienen somit als Transportbehälter, können jedoch auch in Lagersystemen wie Regallagern als Lagerbehälter zum Einsatz kommen. Auch eine kombinierte Nutzung ist bei Behältern denkbar, die in einem Regallager aufbewahrt werden und aus diesem entnommen werden können, um zu einem Arbeitsplatz transportiert für eine bestimmte Zeit als dezentrale Lagerung, z. B. während der Montage einer Vorrichtung, zu dienen. Bei den bekannten Behältern muss üblicherweise ein relativ hoher Aufwand getrieben werden, um sicherzustellen, dass auch in einem komplexen Lagersystem immer ein ausreichender Vorrat an den entsprechenden Stückgütern bzw. dem gelagerten Schüttgut vorherrscht. Dafür sind üblicherweise komplexe Logistiksysteme notwendig, die sowohl den Wareneingang wie auch die Entnahme aus einzelnen Behältern überwachen müssen. Mit anderen Worten muss die Systemgrenze des Behälters lückenlos überwacht werden und darüber hinaus dem Logistiksystem der Ausgangsfüllzustand des Behälters bekannt sein. Um sicherzustellen, dass Fehler, die während dieser Logistik mit der Zeit zwangsläufig vorkommen, nicht zu Nachschubproblemen führen, sind in regelmäßigen Abständen Inventuren durchzuführen, für welche die händische Zählung sämtlicher gelagerten Artikel notwendig ist. Der Aufwand solcher Inventurarbeiten wie auch der Aufwand für die Erfassung des Eingangs sowie der Entnahme von Waren aus den Behältern in Form eines Logistiksystems ist nicht nur sehr personal- sondern auch sehr kostenintensiv. Weiter beinhalten Inventuren auch immer das Risiko menschlicher Fehler, wie zum Beispiel Fehlzählungen. Auch das Erfassen des Eingangs von Waren in die Behälter und der Entnahme aus den Behältern ist entweder sehr Personalintensiv oder erfordert komplexe und damit teure Logistiksysteme.
Es wurde daher bereits vorgeschlagen, einzelne Behälter zu wiegen und auf diese Weise eine Aussage über den Füllzustand des jeweiligen Behälters zu erhalten. Nachteilig bei einer solchen Ausführungsform ist die Abhängigkeit des jeweiligen Behälters von der Waage. So ist für jeden Behälter eine separate Waage notwendig, die darüber hinaus hohe Anforderungen an den entsprechenden Einsatzort des Behälters mit sich bringt. So ist es notwendig, dass die Waage auf einer im Wesentlichen ebenen Fläche steht, um ein möglichst genaues Wiegen des Behälters zu ermöglichen. Darüber hinaus handelt es sich bei der Waage um relativ komplexe Gebilde, die hohe Kosten verursachen können. Insbesondere in Regallagern, welche eine Vielzahl von teilweise mehr als tausend verschiedenen Produkten beinhalten und damit über eine Vielzahl von teilweise unterschiedlichen Behältern verfügen müssen, wäre demnach eine Vielzahl von einzelnen Wagen notwendig. Die Kosten für ein solches System steigen damit linear mit der Komplexität des Systems, insbesondere mit der Anzahl der notwendigen Behälter an. Ab einer bestimmten Größe ist daher der Einsatz von Wiegesystemen im Vergleich zu den bereits bekannten und beschriebenen Logistiksystemen und Inventursystemen kostenmäßig nicht mehr sinnvoll. Auch ist eine solches System ausschließlich für bei Lagerbehältern denkbar. Werden die Behälter aus einem Regal genommen, um zu einem Ort transportiert zu werden, so verlieren sie den Kontakt zur Waage und können nicht mehr überwacht werden. Eine Überwachung von Transportbehältern ist auf diese Weise unmöglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die voranstehend genannten Probleme zu lösen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Behälter für die Lagerung und/oder den Transport von Objekten zur Verfügung zu stellen, welcher in der Lage ist, auf möglichst kostengünstige Weise möglichst exakt eine Information über den Füllzustand und/oder den Belegungszustand des jeweiligen Behälters wiederzugeben.
Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den daran anschließenden abhängigen Unteransprüchen.
Ein erfindungsgemäßer Behälter für den Transport und/oder die Lagerung von Objekten weist dabei einen Boden und eine Seitenwandung auf, die eine Behälter-Innenwandung des Behälters definieren. Weiter ist eine in der Seitenwandung integrierte oder an dieser angebrachte Erfassungsvorrichtung zur Erzeugung von Sensorsignalen über Lichtintensitäten im Behälterinneren mit einem optischen System und einem integrierten optischen Sensor vorgesehen. Auch weist der erfindungsgemäße Behälter eine funktional mit der Erfassungsvorrichtung verbundene Schnittstelle zur Übertragung der Sensorsignale an eine Signalverarbeitungsvorrichtung mit der Funktion zur Ermittlung von Bildinformationen über einen Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters auf.
Ein erfindungsgemäßer Behälter bedient sich demnach den physikalischen Phänomenen der Optik, um den Füllzustand und/oder den Belegungszustand des Behälters zu ermitteln. Dabei kann die Erfassungsvorrichtung sowohl integral mit der Seitenwandung ausgebildet sein, als auch an dieser angebracht sein. Die Anbringung kann sowohl lösbar als auch unlösbar erfolgen. In besonders einfachen erfindungsgemäßen Behältern ist eine integrale Ausführung der Erfassungsvorrichtung mit der Seitenwandung vorgesehen, so dass der gesamte erfindungsgemäße Behälter eine möglichst kompakte Bauform erhält. Um bereits bestehende Behältersysteme für den Transport und/oder die Lagerung von Objekten mit einem erfindungsgemäßen Konzept ausstatten zu können, kann es jedoch vorteilhaft sein die Erfassungsvorrichtung an der Seitenwandung anbringbar auszugestalten, so dass ein Behälter mit einer erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung nachgerüstet werden kann.
Die Erfassungsvorrichtung bei einem Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt Sensorsignale über Lichtintensitäten im Behälterinneren. Die Lichtintensitäten im Behälterinneren sind dabei zum Beispiel unterschiedliche Lichtintensitäten hinsichtlich der Farbwerte und/oder der Helligkeitswerte im Inneren des Behälters. Mit anderen Worten ist es möglich mit der Erfassungsvorrichtung bei einem erfindungsgemäßen Behälter Lichtintensitäten, also zum Beispiel Unterschiede in Helligkeitswerten und/oder Unterschiede in Farbwerten innerhalb des Behälterinneren wahrzunehmen. Dabei dient die Erfassungsvorrichtung auch ausschließlich zur Erzeugung der Sensorsignale in Abhängigkeit der Lichtintensitäten. Eine Auswertung erfolgt separat von der Erfassungsvorrichtung. Insbesondere werden die erzeugten Sensorsignale über die Schnittstelle der Erfassungsvorrichtung an eine Signalverarbeitungsvorrichtung weitergeleitet. Diese Schnittstelle kann sowohl mechanischer Natur sein, aber auch eine Funkschnittstelle wie beispielsweise eine Bluetooth-Schnittstelle, eine Wireless-LAN(WLAN)-Schnittstelle oder eine anders geartete Funkschnittstelle sein. Die Signalverarbeitungsvorrichtung erhält also von der Erfassungsvorrichtung die entsprechend erzeugten Sensorsignale und ist in der Lage, aus den empfangenen Sensorsignalen eine Bildinformation über einen Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters zu ermitteln. Aus den Sensorsignalen der Erfassungsvorrichtung werden also die Bildinformationen erst in der Signalverarbeitungsvorrichtung erstellt. Diese Bildinformationen beinhalten bereits den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters, der jedoch noch nicht ausgewertet ist. Jedoch sind bereits die Sensorsignale spezifisch für den Füllzustand und/oder der Belegungszustand des Behälters. Eine Weiterverarbeitung der Bildinformation, zum Beispiel eine Auswertung der Bildinformationen muss nicht zwingend erfolgen, kann jedoch beim Einsatz für Logistiksysteme eines Regallagers sinnvoll sein. Dabei reicht es aus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Behälter eine Schnittstelle für die Übermittlung der Sensorsignale an die Signalverarbeitungsvorrichtung vorgesehen ist. Auf diese Weise sind dezentrale Systeme möglich, bei denen die Signalverarbeitung nicht direkt am Behälter erfolgt. Auch die Verwendung einer Signalverarbeitungsvorrichtung für mehrere Behälter ist dabei denkbar.
Es kann vorteilhaft sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Behälter die Erfassungsvorrichtung wenigstens eine Kamera mit einem optischen System und wenigstens eine Linse aufweist, in deren einem Brennpunkt der optische Sensor angeordnet ist. Eine derartige optische Erfassungsvorrichtung ist in der Lage, eine Vielzahl von Sensorsignalen in Abhängigkeit von Lichtintensitäten zu erzeugen. Je nach Art der Kamera können dies unterschiedlich hoch aufgelöste Sensorsignale, also eine unterschiedlich große Anzahl von Sensorsignalen in Bezug auf eine gleich große Fläche der Behälter-Innenwandung sein. Auch ist es möglich, dass die einzelnen Sensorsignale unterschiedliche Qualitäten aufweisen. So ist es möglich, dass Schwarzweißbilder in Form von unterschiedlichen Helligkeitswerten durch eine solche Kamera erzeugt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass es sich bei dem optischen Sensor um einen Farbsensor handelt, der auch Farbunterschiede der empfangenen Lichtintensitäten im Behälterinneren wahrnehmen kann. Durch das Anordnen des optischen Sensors in dem einen Brennpunkt der Linse und das Vorsehen einer solchen Linse kann eine Fokussierung des überwachten Behälters stattfinden. Insbesondere ist es auf diese Weise möglich, ein System aus Linse und Kamera, bzw. ein System aus Linse und optischem Sensor zur Verfügung zu stellen, welche auf optische Standardsensoren zurückgreifen kann. Durch die Fokussierung mittels einer Linse können demnach auch kostengünstige optische Sensoren zum Einsatz kommen, was die Gesamtkosten eines erfindungsgemäßen Behälters auf ein Minimum reduziert. Weiter kann durch die Linse eine Fokussierung auf besonders zu beachtende Bereiche der Behälter-Innenwandung erfolgen. Es ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass es sich bei der Erfassungsvorrichtung in Form einer Kamera nicht um eine komplexe Kamera handeln muss, wie sie zur Erzeugung von Bewegtbildern oder von hochauflösenden Fotografien notwendig ist. Vielmehr ist unter dem Begriff ”Kamera” zu verstehen, dass ein optischer Sensor in der Lage ist, zumindest Standbilder mit einer Mehrzahl von Pixeln aufzunehmen, wobei für jedes Pixel eine Information über die Lichtintensität in Form eines Sensorsignals erzeugt wird. Die Erfassungsvorrichtung in Form einer Kamera kann demnach in einer einfachster Weise eine Mehrzahl von Pixeln, also mit einer groben Auflösung, unterschiedliche Helligkeitswerte, also im einfachsten Fall eine Schwarzweißabbildung niedriger Auflösung erzeugen.
Bei der Verwendung von einer Kamera für die Erfassungsvorrichtung kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft sein, wenn mehr als eine Kamera vorgesehen ist. Insbesondere sind mehr als eine Kamera vorgesehen, wenn diese voneinander beabstandet an und/oder in der Innenwandung des erfindungsgemäßen Behälters vorgesehen sind. Auf diese Weise können perspektivische, insbesondere dreidimensionale Bilder erzeugt werden, also eine Stereographie durchgeführt werden. Die Auswertung solcher stereographen Bilder, welche die Anordnung der wenigstens zwei Kameras in der Seitenwandung, bzw. des Bodens im Behälter zueinander berücksichtigt, ermöglicht also eine dreidimensionale Auswertung des Behälterinneren. Auf diese Weise kann bei der Ausbildung solcher stereographischer Bilder eine noch genauere Aussage über den Füllzustand und/oder den Belegungszustand des Behälters abgegeben werden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass unter ”Füllzustand” nicht ausschließlich die reale Füllmenge, also die Restinhaltsmenge in einem Behälter, zu verstehen ist. Auch damit zusammenhängende Information, wie im einfachsten Fall die beiden Informationen „voll” und „leer” können als Information über den Füllzustand ausreichen. Die notwendige Auflösung der Information Füllzustand hängt dabei von der jeweiligen Einsatzsituation ab. Zusätzlich zu diesen Grundinformationen des Füllzustandes können je nach Art und Ausführung der Erfassungsvorrichtung auch weitere Informationen von der Erfassungsvorrichtung erzeugt werden. So ist der „Belegungszustand” zum Beispiel im Bezug auf die Art der Belegung, also auf die enthaltenen Utensilien, Komponenten bzw. Stückgüter oder auch Schüttgüter zu verstehen. Dabei ist es selbstverständlich auch möglich, dass die optische Erfassungsvorrichtung Sensorsignale unterschiedlicher Art sendet. So ist es denkbar, dass eine Kombination von Farbwerten und Lichtwerten als unterschiedliche Sensorsignale der Erfassungsvorrichtung an die Signalverarbeitungsvorrichtung übermittelt werden. Diese ist in der Lage, die unterschiedlichen Sensorsignale als unterschiedliche Signalgruppen wahrzunehmen und entsprechend auszuwerten. Demnach sind auch optische Sensoren denkbar, die in unterschiedlichen Abständen zu einer Linse angeordnet sind und auf diese Weise über Veränderung des Brennpunkts der Linse unterschiedlich ansteuerbar sind. So können innerhalb eines einzigen optischen Sensors unterschiedliche Sensorsignale unterschiedlicher Signalgruppen durch die Veränderung des Linsenfokus, also des Brennpunkts der Linse, erzeugt werden. In einer solchen besonders kostengünstigen Ausführungsform wird eine komplexe Überwachung nicht nur des Füllzustandes, sondern auch des Belegungszustandes des Behälters in kostengünstiger Weise ermöglicht.
Weiter kann es im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Vorteil sein, wenn bei dem erfindungsgemäßen Behälter dieser die mit der Erfassungsvorrichtung in Verbindung stehende Signalverarbeitungsvorrichtung aufweist. Diese Signalverarbeitungsvorrichtung ist derart ausgeführt, dass die von dem optischen Sensor erzeugten Sensorsignale in Bildinformationen umgewandelt werden. Die Signalverarbeitungsvorrichtung weist weiter eine Schnittstelle auf zur Übertragung der Bildinformation an eine Auswertungsvorrichtung zur Ermittlung des Belegungs- und/oder Füllzustandes des Behälters. Mittels der Bildinformationen kann auf diese Weise in einer Auswertungsvorrichtung ein automatisiertes Auswerten der Bildinformationen und damit ein automatisiertes Erzeugen von Informationen hinsichtlich des Belegungs- und/oder Füllzustandes des Behälters erfolgen.
Der Unterschied zwischen Belegungs- und Füllzustand ist dabei wie folgt definiert. Unter ”Füllzustand” ist der Grad der Füllung des Behälters zu verstehen. Dabei ist die Abstufung des graduellen Füllgrades je nach Einsatzsituation optional anpassbar. So ist es möglich, dass im Sinne der Erfassungsvorrichtung nur ein leerer Behälter oder ein gefüllter Behälter, also nur zwei Füllzustände existieren. Auch feiner abgestufte Füllzustände sind bei feineren Auflösungen der Erfassungsvorrichtung denkbar. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Erfassungsvorrichtung besonders fein auflösend den Füllzustand wiedergibt und auf diese Weise den Verlauf des Füllzustandes über die Zeit beschreiben kann. Unter ”Belegungszustand” ist zu verstehen, dass neben dem Füllzustand oder alternativ zu diesem auch die Art der Belegung des Behälters überwacht werden kann. Bei einer solchen Ausführungsform dient die Erfassungsvorrichtung somit dazu, die Art der gelagerten Komponenten bzw. die Art des gelagerten Stückgutes als Belegungszustandsinformation zu ermitteln. Die kann zum Beispiel über die Auswertung der über die Sensorsignale und die Bildinformationen ermittelten Konturlinien der gelagerten Objekte erfolgen.
Neben dem reinen Zur-Verfügung-Stellen von Bildinformationen, welche in einem semi-manuellen Verfahren beispielsweise auch von Wartungspersonal überwacht werden können, dient das Vorsehen einer Schnittstelle zur Übertragung der Bildinformationen an eine Auswertungsvorrichtung der weiteren Automatisierung eines Logistikprozesses für einen erfindungsgemäßen Behälter. Damit reduzieren sich die Kosten für die Durchführung der Logistik, also für die Überwachung des Belegungs- und/oder des Füllzustandes des Behälters.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es weiter von Vorteil sein, wenn am Behälter eine funktional mit der Erfassungsvorrichtung verbundene Auswertungsvorrichtung angeordnet ist. Diese Auswertungsvorrichtung ist mit der Signalverarbeitungsvorrichtung über die entsprechende Schnittstelle verbunden und in der Lage, aus den empfangenen Bildinformationen den Belegungs- und/oder den Füllzustand des Behälters zu ermitteln. Mit anderen Worten ist bei einer derartigen Ausführungsform die Auswertungsvorrichtung Teil des Behälters, also an, bzw. in diesem vorgesehen. Der Behälter bildet auf diese Weise eine kompakte Einheit, die neben der Grundfunktion der Lagerung und des Transports der Objekte auch die Überwachung des Belegungs- oder Füllzustandes in automatisierter Weise vollkommen autark übernehmen kann. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Behälter beliebig zu einer Vielzahl von Behältern in einem Lager- oder Regalsystem kombiniert werden können und keine Limitierung hinsichtlich einer zentralen Auswertungsvorrichtung vorliegt. Dabei können sowohl die Erfassungsvorrichtung, als auch die Signalverarbeitungsvorrichtung oder aber die Auswertungsvorrichtung einzeln oder gemeinsam Schnittstellen aufweisen, die mit einem zentralen Computer, also einer zentralen Regelungsanlage, der Gesamtlogistik verbunden sind. Die Auswertung der Bildinformationen kann in der Auswertungsvorrichtung erfolgen, jedoch kann es vorteilhaft sein, wenn die Interpretation der durch die Auswertung ermittelten Belegungs- oder Füllzustände eines, insbesondere jedoch einer Vielzahl von Behältern, an zentraler Stelle erfolgt. Damit kommuniziert eine zentrale Regelungseinheit mit einer Vielzahl von Auswertungsvorrichtungen und erhält von diesen ermittelte Belegungs- und Füllzustände einer Vielzahl von Behältern. Auf diese Weise ist es möglich, nicht nur den Füll- oder Belegungszustand einzelner Behälter zu überwachen und damit durch rechtzeitiges Nachbestellen zu regeln, sondern auch die Korrelation von verschiedenen Füllzuständen, also beispielsweise die Korrelation zwischen gelagerten Utensilien, die einander bedingen, bzw. die einander ersetzen können, in den Logistikprozess für den Transport und/oder die Lagerung der Objekte mit einzubeziehen. Auf diese Weise kann der gesamte Logistikprozess noch effizienter erfolgen.
Es kann von Vorteil sein, wenn ein erfindungsgemäßer Behälter derart ausgestaltet ist, dass die Auswertungsvorrichtung derart ausgeführt ist, dass bei der Auswertung der Bildinformation Bildpunkte als Projektionspunkte von Konturpunkten von in dem Behälter enthaltenen Objekten ermittelt werden. Auf den ermittelten Konturpunkten wird zumindest eine Konturlinie ermittelt und aus dieser einen Information über den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters ermittelt. Mit anderen Worten wertet die Auswertungsvorrichtung die Bildinformation punktweise aus. Dabei werden einzelne Bildpunkte als Projektionspunkte von Konturpunkten definiert. Diese Projektionspunkte können zum Beispiel durch Sprünge in den Farbwerten und/oder den Helligkeitswerten von einem Punkt auf den nächsten in der Auswertungsvorrichtung erkannt werden. Solche Sprünge sind bei kontinuierlichen Farben einer Behälter-Innenwandung bzw. bei kontinuierlicher Helligkeit der Behälter-Innenwandung ein Sprung in der Oberflächenstruktur der beispielsweise von dem Übergang zwischen Behälter-Innenwandung und Objekt herrühren kann. Sofern es sich bei der Erfassungsvorrichtung um die zweidimensionale Erfassung des Innenraums handelt, fallen die Konturpunkte und die Projektionspunkte in dem zweidimensionalen Abbild, welches aufgrund der Sensorsignale in der Signalverarbeitungsvorrichtung als Bildinformationen erzeugt wird, zusammen.
Bei Einsatzsituationen, bei welchen die Erfassungsvorrichtung mehr als eine Kamera aufweist und in der Lage ist, stereographische Sensorsignale in einer Signalverarbeitung zu dreidimensionalen Bildinformationen umzuwandeln, kann es möglich sein, dass die Projektionspunkte und die Konturpunkte in den Bildinformationen nicht zusammenfallen. Vielmehr wird in einer solchen Variante in der Auswertungsvorrichtung aus dem dreidimensionalen Bild Information aus einer Vielzahl von Projektionspunkten eine Vielzahl von davon unterschiedlichen Konturpunkten ermittelt, die eine dreidimensionale Position im Raum aufweisen, welche auch ermittelt werden kann. Die Konturlinie kann bei dreidimensionaler Aufnahme durch die Erfassungsvorrichtung in der Auswertungsvorrichtung als Konturfläche, also zum Beispiel als Einhüllende, bzw. Mantelfläche eines Objekts ermittelt werden. Vorteil einer solchen Ausführungsform ist es, dass bessere Rückschlüsse auf die erfasste Form eines oder mehrerer Objekte möglich werden. Durch die Erfassung der Form von Objekten, sei es durch die Erfassung eines Projektionsquerschnitts als Konturquerschnitt oder durch die Erfassung einer Konturfläche im dreidimensionalen Raum, ermöglicht die näherungsweise oder eindeutige Bestimmung der Art des Objekts. Mit anderen Worten ist es auf diese Weise möglich, sich der Art des Objekts, also dem gelagerten Utensil, bzw. dem Stückgut anzunähern. So ist es damit möglich, neben dem Füllzustand oder alternativ dazu auch den Belegungszustand, also die Art der gelagerten Güter, zu erkennen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann ein erfindungsgemäßer Behälter dadurch ausgezeichnet sein, dass die Auswertungsvorrichtung derart ausgeführt ist, dass diese aus den Bildinformationen Stellen oder Bereiche mit innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegenden Farbwerten oder Helligkeitswerten identifiziert. Anschließend wird aus einer Anzahl dieser Stellen oder Bereiche mit innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegenden Farbwerten und/oder Helligkeitswerten eine Information über den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters ermittelt. Mit anderen Worten können Stellen oder Bereiche, die innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs hinsichtlich ihrer Farbwerte und/oder Helligkeitswerte liegen, aufsummiert werden. Anhand der Summe, die insbesondere mit vorher gespeicherten Summen, zum Beispiel der Gesamtinnenfläche der Behälter-Innenwandung, verglichen wird, können erste Näherungswerte für den Füllzustand und/oder auch den Belegungszustand des Behälters erzeugt werden.
Zum Beispiel ist es möglich, dass sämtliche Bereiche oder Stellen ausgewertet werden, die im Bereich einer speziellen Farbe, beispielsweise der Farbe der Behälter-Innenwandung liegen, oder die eine besondere Helligkeit aufweisen, also zum Beispiel einen besonders hohen Helligkeitswert, weil besonders stark reflektierende Oberflächen von Objekten vorliegen. Summiert man die Anzahl der Stellen oder Bereiche mit solchen Farb- oder Helligkeitswerten auf, so erhält man die Möglichkeit, einen Vergleich zu ziehen zu der Gesamtfläche der Behälter-Innenwandung und erhält die Relation der ermittelten Bereiche der entsprechenden Farb- oder Helligkeitswerte zu der Gesamtfläche. Mit anderen Worten ist es damit möglich, den Anteil zum Beispiel eines Projektionsquerschnitts von Objekten zu ermitteln, welcher Abschnitte der Gesamtfläche der Behälter-Innenwandung abdeckt. Dies ist eine besonders vorteilhafte Methode, mit welcher es damit besonders wenig Rechenaufwand in der Auswertungsvorrichtung bedarf. Trotzdem ist es auf diese Weise möglich, einen relativ genauen Überblick über den Füllzustand des Behälters zu erhalten. Dabei ist vorerst unerheblich, ob es sich bei der Erfassungsvorrichtung einer solchen Ausgestaltungsform um eine dreidimensionale oder nur um eine zweidimensionale Erfassung handelt. Vielmehr reicht es in einem ersten Schritt aus, dass die Erfassungsvorrichtung den beschriebenen Flächenvergleich durchführt und auf diese Weise eine erste Näherung für den Belegungszustand oder den Füllzustand des Behälters ermittelt.
Der vorgegebene Wertebereich kann dabei Farbwerten und/oder Helligkeitswerten des von der Behälter-Innenwandung reflektierten Lichtes entsprechen. Insbesondere bei der besonderen Ausgestaltung der Oberfläche eine Behälter-Innenwandung, kann durch Wahl einer besonderen Farbe oder durch Wahl besonderer Oberflächenbeschichtung oder -Bearbeitungen und damit verbesserter Reflexion ein relativ enger Bereich von Farbwerten und/oder Helligkeitswerten definiert werden, welcher einer sichtbaren Behälter-Innenwandung zugeordnet werden kann. Vorteilhafterweise ist dieser Wertebereich so gewählt, dass er sich von den gemessenen Farbwerten und/oder Helligkeitswerten, die die Erfassungsvorrichtung von den Objekten wahrnimmt, deutlich unterscheidet.
Selbstverständlich ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch möglich, dass der vorgegebene Wertebereich der Farbwerte und/oder der Helligkeitswerte einer Lichtemission entspricht, welche an der Behälter-Innenwandung stattfindet. In einem solchen Fall ist also mit anderen Worten eine aktive Behälter-Innenwandung vorgesehen, die zumindest in Teilabschnitten aktiv ist, also in Teilabschnitten in der Lage ist, Licht zu emittieren. Mit anderen Worten handelt es sich also um einen von innen heraus leuchtenden Behälter.
Auch ist es denkbar, dass die Behälter-Innenwandung des Behälters zumindest abschnittsweise aus lumineszierendem Material ausgebildet ist. Die Lumineszenz kann dabei in unterschiedlichster Weise erzeugt werden. So ist es möglich, dass Chemo-Lumineszenz stattfindet, die über chemische Reaktion eine Beleuchtung des Innenraums des Behälters ermöglicht. Auch angeregte Lumineszenz, beispielsweise durch UV-Strahlung, durch Röntgenstrahlung, durch radioaktive Strahlung, durch Elektronenstrahlung, Ionenstrahlung oder auch durch Schallwellen, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar. Auch mechanische Vorgänge (z. B. Ribolumineszenz) sind denkbar, zum Beispiel, wenn Objekte in einem Behälter bewegt werden und durch die Reibung zwischen den Objekten und der Behälter-Innenwandung eine mechanische Beeinflussung der Oberfläche der Behälter-Innenwandung erfolgt, welche wiederum eine Lumineszenz hervorruft.
In Einsatzfällen, in welchen die Behälter-Innenwandung zumindest abschnittsweise, bzw. ausschließlich abschnittsweise, an die entsprechenden vorgegebenen Wertebereiche von Farbwerten und/oder Helligkeitswerten angepasst ist, können diese Abschnitte als Stellen oder Bereiche mit einer definierten geometrischen Form ausgebildet sein. So ist es möglich, dass diese Stellen oder Bereiche linienförmig oder gitterförmig angeordnet sind, so dass auf diese Weise ein Raster ausgebildet wird. Das Vorsehen eines Rasters ermöglicht es, in der Auswertungsvorrichtung die erkennbaren Rasterpunkte mit einer zusätzlichen, bekannten Information über die reale Positionierung des Rasters zu korrelieren. Gibt man in der Auswertungsvorrichtung die Rasterposition in der Behälter-Innenwandung als Parameter vor, so kann aus der erfassten Realsituation an einer Behälter-Innenwandung, also den erfassten Stellen und Bereichen, in welchen das entsprechende Raster sichtbar ist, zum Beispiel der exakte Ort des jeweiligen Objekts ermittelt werden. Auf diese Weise ist es auch möglich, aus einer zweidimensionalen Erfassungsvorrichtung dreidimensionale Informationen zu erhalten, sofern das Raster sich hinsichtlich der zweidimensionalen Wahrnehmung derart in der Behälter-Innenwandung verteilt, dass daraus Rückschlüsse auf die dreidimensionale Position des entsprechenden Rasters möglich sind. So sind zum Beispiel über winklige Anordnung der einzelnen Rasterlinien zueinander Aussagen über die Perspektive der Erfassungsvorrichtung möglich. Auch die Ermittlung der Höhe von Objekten kann erfolgen, wenn sich das Raster an den Seitenwänden des Behälters für die Erfassungsvorrichtung von dem Raster des Behälterbodens unterscheidet.
Ein erfindungsgemäßer Behälter kann dahingehend weitergebildet werden, dass die Auswertungsvorrichtung derart ausgeführt ist, dass diese aus den Bildinformationen, Stellen oder Bereiche, deren Farbwert und/oder Helligkeitswert mit einem Mindestbetrag von einem vorgegebenen Wert abweicht, identifiziert und im Anschluss aus einer Anzahl dieser Stellen oder Bereiche eine Information über den Belegungszustand und/oder den Füllzustand des Behälters ermittelt. Im Unterschied zu dem voranstehenden Verfahren wird in diesem Fall kein Wertebereich vorgegeben, innerhalb welchem oder außerhalb welchem die gemessenen Werte liegen, sondern hier wird ein definierter einzelner Wert vorgegeben und ein Mindestabstand von diesen definiert. Dabei kann der angegebene Wert mittig liegen, also, so dass der Mindestbetrag oberhalb und unterhalb des vorgegebenen Werts als Abweichung akzeptiert wird oder aber auch als Maximalwert angegeben sein. Vorteilhafterweise entspricht der Mindestbetrag dabei einem Wert, welcher oberhalb der Toleranz der Erfassungsvorrichtung hinsichtlich des gemessenen Farbwerts und/oder Helligkeitswerts liegt. Auf diese Weise ist demnach die Erfassungsvorrichtung mit einer höheren Auflösung hinsichtlich der erfassten Lichtintensität ausgestattet, als dies für die Auswertungsvorrichtung hinsichtlich des Mindestbetrags des Unterschieds des Farbwerts und/oder des Helligkeitswerts von einem vorgegebenen Wert notwendig ist. Mit anderen Worten ist die Erfassungsvorrichtung hinsichtlich der Erfassung genauer als dies für die Auswertungstoleranz in der Auswertungsvorrichtung notwendig ist.
Auch eine solche Ausbildungsform kann an die Reflexion von Licht an der Innenwandung des Behälters, an die Erzeugung von Licht an der Behälter-Innenwandung des Behälters oder Lumineszenz in Teilabschnitten oder im Gesamtbereich des Behälter-Innenwandung des Behälters wie auch hinsichtlich einer Ausbildung eines Rasters wie bereits voranstehend ausführlich erläutert, weitergebildet sein.
Ein erfindungsgemäßer Behälter kann dahingehend weitergebildet sein, dass die für den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters verwendeten Farbwerte und/oder Helligkeitswerte Pixelpunkten der von der Auswertungsvorrichtung empfangenen Bildinformationen zugeordnet sind. Insbesondere sind die Pixelpunkte der Bildinformationen, die von der Auswertungsvorrichtung empfangen werden, matrixförmig angeordnet, also in Form eines Rasters, dessen einzelne Rasterlinien im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehen. Damit ist die Positionierung der einzelnen Pixelpunkte zueinander relativ festgelegt und kann auf diese Weise verwendet werden, um den relativen Bezug der einzelnen Punkte in der Realität, also innerhalb des Behälterinnenraums, wiederzugeben. Ist die Auswertungsvorrichtung über die Erzeugung der Bildinformationen in der Signalverarbeitungsvorrichtung informiert, kennt sie also Informationen über die Art der Erfassungsvorrichtung und die Auflösung der Erfassungsvorrichtung in Bezug auf die Bildinformationen aus der Signalverarbeitungsvorrichtung, so kann sie aus diesen Informationen im Zusammenspiel mit der enthaltenen Bildinformationen Rückschlüsse auf die reale Positionierung der jeweiligen Pixelpunkte im Behälterinnenraum ziehen. Auf diese Weise ist es möglich, dass eine Orientierung und auch eine Positionierung der wahrgenommenen Objekte, insbesondere der ermittelten Konturpunkte, bzw. Projektionspunkte, in der Realität, also im Behälterinnenraum, ermittelt werden kann. So ist es möglich, dass die einzelnen Pixelpunkte gleicher Farbwerte oder gleicher Helligkeitswerte addiert werden. Mit anderen Worten bilden die einzelnen Pixelpunkte Stellen oder Bereiche, wie sie bereits voranstehend zu den beiden Varianten erläutert worden sind.
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Behälter die Auswertungsvorrichtung derart ausgeführt ist, dass aus den Bildinformationen zumindest zwei verschiedene Gruppen von Bereichen oder Stellen identifiziert werden, die in Bezug auf zumindest einen Bereich von Farb- oder Helligkeitswerten, oder zumindest einem vorgegebenen Farb- und/oder Helligkeitswert ermittelt werden. Weiter kann aufgrund der Anzahl von jeweils in den zwei verschiedenen Gruppen von Bereichen oder Stellen eine Information über den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters ermittelt werden. Im Gegensatz zu den voranstehend erläuterten Methoden wird hier nicht nur eine einzige Auswahl sondern mindestens zwei Auswahlen getroffen. So werden zwei verschiedene Gruppen ausgewählt, welche zwei verschiedenen Bereichen von Farb- und/oder Helligkeitswerten entsprechen. Zum Beispiel ist es möglich, nicht nur den Behälter-Innenwandung als einen Bereich für eine solche Gruppe zu definieren, sondern darüber hinaus auch ein Objekt für eine solche Gruppe zu identifizieren. Auch eine Vielzahl von unterschiedlichen Objekten, die gemeinsam in einem einzigen Behälter gelagert werden, können aufgrund unterschiedlicher Reflexionsarten unterschiedlichen Gruppen hinsichtlich Farbwerten und/oder Helligkeitswerten zugeordnet sein. Auf diese Weise wird somit ein umfassenderes Informationsabbild gegeben, wodurch insbesondere eine Speicherung, also eine Vorabeingabe von Informationen unterbleiben kann. Mit anderen Worten wird also sowohl der sichtbare Behälter-Innenwandung, als auch die sichtbaren Objekte vermessen und können in der Auswertungsvorrichtung in Relation zueinander gesetzt werden. So kann auf diese Weise eine Vergleichssituation zwischen den einzelnen Gruppen hinsichtlich der Anzahl der Bereiche und Stellen durchgeführt werden, ohne dass ein Vergleich mit vorher gespeicherter Gesamtfläche des Behälterinnenraums, also der Gesamtfläche der Behälter-Innenwandung durchgeführt wird. Die Flexibilität einer solchen Vorrichtung ist demnach um ein Vielfaches erhöht.
Weiter kann ein erfindungsgemäßer Behälter derart ausgestaltet sein, dass die Behälter-Innenwandung an die Erfassungsvorrichtung derart angepasst ist, dass der Unterschied der für die Behälter-Innenwandung von der Erfassungsvorrichtung erfassten Farbwerte und/oder Helligkeitswerte zu dem für Objekte von der Erfassungsvorrichtung erfassten Farbwerte und/oder Helligkeitswerte über einem vorgegebenen Erkennungsschwellwert liegt. Mit anderen Worten ist es auf diese Weise möglich, durch die Anpassung der Behälter-Innenwandung den Kontrast für die Erfassungsvorrichtung zu erhöhen. Beispielsweise kann durch entsprechende Farbwahl oder entsprechende Oberflächenstruktur der Behälter-Innenwandung eine deutlich unterschiedliche Farbe oder eine deutlich unterschiedliche Helligkeit hinsichtlich Reflexion oder Emission von Licht an der Behälter-Innenwandung im Vergleich zu den Objekten erzielt werden. Sind zum Beispiel Objekte innerhalb eines Behälters zu lagern, welche rot als dominierende Farbe aufweisen, so kann es vorteilhaft sein zur Kontrasterhöhung die Behälter-Innenwandung mit einer Komplementärfarbe auszugestalten. Bei Objekten, welche eine besonders starke Reflexionseigenschaft aufweisen, kann es vorteilhaft sein, die Behälter-Innenwandung, möglichst matt zu gestalten, um einen möglichst starken Kontrast hinsichtlich der Helligkeitswerte für die Erfassungsvorrichtung zu erzeugen.
Neben Bearbeitung der Oberflächen hinsichtlich Farbe, Rauhigkeitswerten, Reflexionsverhalten, etc. kann die Behälter-Innenwandung, insbesondere die Seitenwandung zumindest abschnittsweise mit einer Folie beschichtet sein, welche von der optischen Erfassungsvorrichtung im Wesentlichen gar nicht wahrgenommenen werden kann. Zum Beispiel können Folien vorgesehen sein, die Reflexion von Licht so stark unterdrücken, dass kaum Licht reflektiert wird. Somit können in einer solchen Ausführungsform von der Erfassungsvorrichtung nur sehr geringe Farb- und/oder Helligkeitswerte oder überhaupt keine Farb- und/oder Helligkeitswerte im Bereich der Folie wahrgenommenen werden. Dementsprechend erfolgt hier eine automatische Filterung ohne einen zusätzlichen optischen Filter in der Erfassungsvorrichtung, sondern ausschließlich durch die entsprechende Ausgestaltung der Behälter-Innenwandung.
Auch kann es vorteilhaft sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Behälter das optische System einen Filter aufweist, mit dem von der Erfassungsvorrichtung für die Auswertungsvorrichtung Stellen oder Bereiche mit vorbestimmten Farbwerten und/oder Helligkeitswerten herausgefiltert werden. Die Auswertungsvorrichtung weist eine Funktion auf, die aus einer Anzahl von nicht herausgefilterten Stellen oder Bereichen eine Information über den Belegungs- oder Füllzustand des Behälters ermittelt. Bei dieser Ausgestaltungsform erfolgt ein aktives optisches Filtern seitens der Erfassungsvorrichtung. Dies kann vorteilhaft sein, wenn eine Anpassung der Behälter-Innenwandung des erfindungsgemäßen Behälters schwierig oder nur unter kostenungünstigen Bedingungen möglich wäre. Ein solcher Filter kann beispielsweise kontrastverstärkend wirken und Bereiche mit besonderen Farbwerten oder besonderen Helligkeitswerten herausfiltern. So kann zum Beispiel der Filter dazu verwendet werden, die Hintergrundfarbe der Behälter-Innenwandung vollständig herauszufiltern, so dass ausschließlich die Objekte von der Erfassungsvorrichtung wahrgenommen werden. Die Auswertung in der Auswertungsvorrichtung kann dabei arbeiten wie dies voranstehend bereits ausführlich erläutert worden ist, und zum Beispiel einen Vergleich mit vorher gespeicherter Gesamtfläche der Behälter-Innenwandung durchführen. Auf diese Weise ist der Rechenaufwand in der Auswertungsvorrichtung um ein Vielfaches reduziert, da ausschließlich eine Aufsummierung von nicht gefilterten Stellen und Bereichen und ein nachfolgender Vergleich mit einer gespeicherten Fläche erfolgen muss. Die Filterung kann dabei als optischer Filter hinsichtlich bestimmter Wellenlängen oder auch hinsichtlich bestimmter Wellenrichtungen, also der Polarisation des empfangenen Lichts für die Erfassungsvorrichtung ausgebildet sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann der Behälter derart weitergebildet werden, dass er ein Stromversorgungsmodul aufweist, das mit einer elektrischen Versorgungsleitung mit der Erfassungsvorrichtung verbunden ist. Der Behälter zur Ansteuerung des Stromversorgungsmoduls weist eine mit diesem und mit der Auswertungsvorrichtung funktional verbundene Ansteuerungsvorrichtung auf, mit der das Stromversorgungsmodul und die Auswertungsvorrichtung für einen Erfassungs- und Auswertungszeitraum aktiviert werden kann. Mit anderen Worten ist der Behälter auf diese Weise noch weiter autark von eventuell umgebenden Systemen. Insbesondere die Energieversorgung der Auswertungsvorrichtung ist auf diese Weise dezentral sichergestellt. Die Ansteuerungsvorrichtung der Auswertevorrichtung kann sowohl aktiv als auch passiv sein. Aktive, insbesondere intelligente Ansteuerungen können beispielsweise über ein graphische Benutzerschnittstelle oder auch über mechanische Schnittstellen wie Knöpfe oder Regler vorgesehen sein, die die Erfassung und Auswertung ein- und ausschalten.
Auch deutlich kostengünstigere und einfachere, passive Ausgestaltungsformen der Ansteuerungsvorrichtung sind denkbar. So ist in einem besonderen Fall möglich, dass eine Originalitätsvorrichtung vorgesehen ist, die beim Entfernen, zum Beispiel beim Herausziehen oder beim Abziehen, als Ansteuerungsvorrichtung den elektrischen Kontakt zwischen Stromversorgungsmodul und Auswertungsvorrichtung herstellt. Auf diese Weise erfolgt in passiver Art eine Aktivierung der Auswertungsvorrichtung für einen Erfassungs- und Auswertungszeitraum. Dieser Erfassungs- und Auswertungszeitraum kann sowohl aktiv, als auch passiv beendet werden, sobald das Stromversorgungsmodul in Form einer sich entleerenden Batterie zum Beispiel seine notwendige Spannung verloren hat. Auch andere Aktivierungsmöglichkeiten, die mit Sensoren arbeiten, die zum Beispiel die Helligkeit der Umgebung messen, sind denkbar. So ist es möglich, dass eine Logistik ausschließlich nachts zum Einsatz kommen soll. Um sicherzustellen, dass während des Tages ständig erfolgende Entnahme und Wiederbefüllung eine Behälters den Logistikprozess nicht stört, kann beispielsweise über einen Lichtsensor sichergestellt sein, dass die Auswertung oder sogar der gesamte Vorgang des Erfassens, der Signalverarbeitung und der anschließenden Auswertung ausschließlich nachts, also in Situationen erfolgt, bei welchen es sich um einen reduzierten Helligkeitsgrad der Umgebung handelt. In Einsatzsituationen, bei welchen es sich jedoch um Erfassungsvorrichtungen handelt, welche auf Licht aus externen Lichtquellen angewiesen sind, beispielsweise Kameras, die vom Umgebungslicht hinsichtlich ihrer Auflösung und Aufnahmequalität abhängen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Ansteuerungsvorrichtung eine Schnittstelle zu einer externen Lichtquelle aufweist und diese externe Lichtquelle in einem Zeitraum aktiviert werden kann, in dem das Stromversorgungsmodul und die Auswertungsvorrichtung aktiviert sind. Diese externe Lichtquelle ermöglicht also auch ein Messen mit einer optischen Erfassungsvorrichtung in dunklen Einsatzsituationen, also beispielsweise nachts.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Überwachungssystem zur Füllstandsüberwachung und/oder zur Belegungsüberwachung mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Behälter und einer vom Behälter separaten Empfangsvorrichtung mit einer Auswertevorrichtung, die mit der Signalverarbeitungsvorrichtung und/oder der Erfassungsvorrichtung über die jeweilige Schnittstelle zu einem Empfang der Bildinformationen und/oder der Sensorsignale in Verbindung steht. Ein solches Überwachungssystem ist somit ein zentralisiertes System mittels einem erfindungsgemäßen Behälter. Auf diese Weise ist es möglich, nicht nur die Logistik, also die Überwachung der Entnahme aus den Behältern und des Nachfüllens der Behälter, zentral durchzuführen, sondern auch die Auswertung der zu übermittelnden Bildinformation in einem zentralen Schritt in einer einzigen Auswertevorrichtung für einen oder mehrere Behälter durchzuführen. Die Empfangsvorrichtung kann dabei für den Empfang von Daten, also für den Empfang der Bildinformationen und/oder der Sensorsignale über Funksignale oder über Kabel ausgebildet sein. Als Funksignale kommen zum Beispiel Wireless LAN, Bluetooth, oder andere Funksysteme in Frage.
Darüber hinaus ist es möglich, dass jedem Behälter, beispielsweise in der Erfassungsvorrichtung und/oder der Signalverarbeitungsvorrichtung, eine Positionsangabe bzw. eine Behälternummerierung zugeteilt ist, welche Teil der Sensorsignale und/oder der Bildinformationen ist, die an die Signalverarbeitungsvorrichtung und/oder der Bildinformationen, die an die Auswertungsvorrichtung weitergegeben werden. Auf diese Weise werden die einzelnen Sensorsignale und/oder die einzelnen Bildinformationen eindeutig auf den Herkunftsbehälter adressiert. So ist es möglich, dass auch eine Vielzahl von Behältern mit einer Vielzahl von Erfassungsvorrichtungen in einer einzigen Auswertungsvorrichtung bearbeitet werden können, da die Herkunft der entsprechenden Daten in jeder Situation nachweisbar ist.
Es kann vorteilhaft sein, wenn ein erfindungsgemäßes Überwachungssystem eine Auswertungsvorrichtung aufweist, die einen für die Füllstandssituation oder Belegungssituation spezifischen Füllstandswert ermittelt. Ein spezifischer Füllstandswert muss dabei nicht zwingend mit der realen Situation, zum Beispiel dem Gewicht oder der enthaltenen Stückzahl in einem Behälter korrelieren. Vielmehr kann es in einem besonders einfachen Fall ausreichen, wenn der ermittelte Füllstandswert 0 oder 1 beträgt, also der Interpretation „voller Behälter” oder „leerer Behälter”. Ein Behälter erhält damit den Zustand ”voll” solange er ausreichend gefüllt ist, also oberhalb einer zu erfassenden Füllstandsgrenze liegt. Unterschreitet der Füllstand des Behälters diese Grenze, wird der ermittelte Füllstandswert auf 0 gesetzt, also auf einen Wert, der zu gering für die notwendige Lagervorhaltung erscheint. Auch feinere Auflösungen, zum Beispiel ”leer”, ”halbvoll”, ”voll” bis hin zu einer im Wesentlichen kontinuierlichen Füllstandsüberwachung sind bei der Ermittlung des Füllstandswerts denkbar.
Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten ”links”, ”rechts”, ”oben” und ”unten” beziehen sich auf die Zeichnungsfiguren mit einer Ausrichtung mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen:
1 in isometrischer Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters,
2 in isometrischer Darstellung eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters,
3 im Querschnitt schematisch eine Darstellung einer Erfassungsvorrichtung,
4 im Querschnitt eine schematische Darstellung zur Erfassung der Konturpunkte,
5a im Teilquerschnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters,
5b im Teilquerschnitt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters,
6 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform eines Überwachungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung,
7a eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters,
7b die Ausführungsform gemäß 7a mit von der Seitenwandung separiertem Gehäuse für die Erfassungsvorrichtung.
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters 10. Dieser ist in isometrischer Darstellung leicht ausgeschnitten dargestellt, so dass der Boden 12 des Behälters 10 nahezu vollständig sichtbar wird. Der Boden 12 bildet zusammen mit der Seitenwandung 14 die Behälter-Innenwandung 18. Im Bereich der Behälter-Innenwandung 18, also im Inneren des Behälters 10 können Objekte 90 aufgenommen werden. Bei dem Behälter 10 handelt es sich also um einen Behälter zum Lagern oder für den Transport von darin enthaltenen Objekten 90.
Der Behälter 10 gemäß der Ausführungsform in 1 weist eine Erfassungsvorrichtung 20 auf. Diese Erfassungsvorrichtung 20 ist in die Behälter-Innenwandung 18, insbesondere in die Seitenwand 14 integriert. Die Erfassungsvorrichtung 20 ist dabei, bezogen auf die Ausrichtung des Behälters 10, an dessen hinteren Seitenwandung 14 angeordnet. Von dort ist es möglich, dass die Erfassungsvorrichtung 20 sozusagen den gesamten Behälterinnenraum, also die gesamte Behälter-Innenwandung 18, überblickt.
Die Erfassungsvorrichtung 20 ist in der Lage Sensorsignale zu erzeugen, welche von den Lichtintensitäten im Behälterinneren, also an der Behälter-Innenwandung 18 abhängen. Die Erfassungsvorrichtung 20 nimmt also unterschiedliche Lichtintensitäten, also beispielsweise unterschiedliche Farbwerte oder unterschiedliche Helligkeitswerte im Inneren des Behälters 10 wahr. Befindet sich ein Objekt 90 in dem Behälter 10, so deckt dieses mit Bezug auf die Erfassungsrichtung der Erfassungsvorrichtung 20 Abschnitte der Behälter-Innenwandung 18 ab. In 1 wird durch das Objekt ein Abschnitt der Bodens 12 abgedeckt. Dieses Abdecken resultiert in unterschiedlichen Lichtintensitäten, die von der Erfassungsvorrichtung 20 wahrgenommen werden. Basiert die Erfassungsvorrichtung 20 auf der Erfassung von reflektiertem Licht aus dem Inneren des Behälters 10, so bedeutet dies, dass die Objekte 90 innerhalb eines Behälters 10 ein unterschiedliches Reflexionsverhalten aufweisen, wie dies für die Behälter-Innenwandung 18, also den Boden 12 und die Seitenwandung 14 betrifft. Die Erfassungsvorrichtung 20 erfasst somit aus dem Abschnitt der Objekte 90 andere Lichtintensitäten, als dies aus Abschnitten der Fall ist, welche nicht von Objekten 90 abgedeckt werden, so dass Reflexion direkt vom Boden 12 oder den Seitenwänden 14 erfasst werden kann. Die unterschiedliche Erfassung der unterschiedlichen Lichtintensitäten resultiert in entsprechend unterschiedlichen Sensorsignalen, die von der Erfassungsvorrichtung 20 erzeugt werden. Diese Unterschiede dienen der Ermittlung des Füllstands und/oder Belegungszustandes innerhalb des Behälters 10.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters 10. Auch dieser weist einen Boden 12 und Seitenwände 14 auf, die zusammen die Behälter-Innenwandung 18 ergeben. Auch dieser Behälter 10 ist ausgebrochen dargestellt, so dass im Wesentlichen der gesamte Boden 12 dargestellt ist. Auch hier ist der Übersichtlichkeit halber nur ein einziges Objekt 90 im Inneren des Behälters 10 dargestellt. Dieser Behälter 10 der Ausführungsform gemäß 2 weist eine Erfassungsvorrichtung 20 auf, die zweigeteilt ist. Beide Teile der Erfassungsvorrichtung 20 befinden sich in den Seitenwänden 14 des Behälters 10. Sie sind jedoch voneinander beabstandet angeordnet, so dass sie in unterschiedlichen Blickwinkeln, also auch in unterschiedlichen Blickrichtungen, bzw. in unterschiedlichen Erfassungsrichtungen die Behälter-Innenwandung 18 des Behälters 10 überwachen können. Durch die unterschiedlichen Blickrichtungen, bzw. Blickwinkel der Teile der Erfassungsvorrichtung 20 können aus der Position der Teile der Erfassungsvorrichtung 20 dreidimensionale Zusammenhänge der Behälter-Innenwandung 18, und des Bezugs zwischen aufgenommenen Objekten 90 und dieser Behälter-Innenwandung 18 ausgewertet werden. Zieht man die relative Position der einzelnen Teile der Erfassungsvorrichtung 20 zueinander bei der Auswertung in Betracht, so können dreidimensionale Bildinformationen erzeugt werden und bei der Auswertung dreidimensionale Aussagen über den realen Füllzustand und/oder Belegungszustand des Behälters 10 getroffen werden. Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich, dass die Erfassungsvorrichtung 20 in all seinen Teilen unterschiedliche Lichtintensitäten aus dem Behälterinneren des Behälters 10 wahrnimmt. So ist auch hier möglich, dass die Reflexion der Behälter-Innenwandung 18 sich von entsprechenden Reflexionen auf Objekten 90 innerhalb des Behälters 10 unterscheidet. Die Sensorsignale der Erfassungsvorrichtung 20, also aller Teile der Erfassungsvorrichtung 20, hängen von den jeweils erfassten Lichtintensitäten ab und spiegeln damit wider, ob in bestimmten Stellen oder Bereichen Objekte 90 im Inneren des Behälters 10 liegen, oder ob an diesen Stellen oder Bereichen Behälter-Innenwandung 18 erfasst worden ist. Die sich unterscheidenden Sensorsignale können über eine Schnittstelle an eine in der 2 nicht dargestellte Signalverarbeitungsvorrichtung 30 übermittelt werden, welche diese Sensorsignale zu Bildinformationen verarbeitet.
In 3 ist schematisch zumindest ein Teil der Erfassungsvorrichtung 20 dargestellt. Diese weist ein optisches System 22 und einen optischen Sensor 24 auf. Das optische System 22 kann zum Beispiel in einfachster Form eine Linse sein, jedoch auch deutlich komplexer mit Kameraoptiken versehen sein. In einem Brennpunkt der Linse ist dabei der optische Sensor 24 vorgesehen, so dass dieser ein scharfes Abbild, das von der Erfassungsvorrichtung 20 wahrgenommenen Abschnitts des Behälterinnenraums, also der Behälter-Innenwandung 18, des Behälterboden 10 erhält. Der optische Sensor 24 kann dabei je nach Einsatzsituation unterschiedlich ausgestaltet sein. So kann es sich dabei um einen einfachen Bildsensor handeln, der mit grober Auflösung, also mit wenig Pixeln, unterschiedliche Lichtintensitäten, in einfachster Weise unterschiedliche Helligkeitsstufen wahrnehmen kann. Das Wahrnehmen, also das Erfassen erfolgt in dem Erzeugen unterschiedlicher Sensorsignale, die von der jeweils erfassten Lichtintensität abhängen. Dabei ist der Sensor mit einer spezifischen Auflösung ausgestattet. Mit anderen Worten kann der Sensor ortsabhängig unterschiedliche Lichtintensitäten, insbesondere Helligkeitswerte erfassen und davon abhängige Sensorsignale erzeugen. Jedoch ist es auch möglich, dass der optische Sensor 24 komplexer ausgestaltet ist, zum Beispiel in Form eines optischen Sensors vorgesehen ist, der Farbwerte unterscheiden kann. So ist es denkbar, dass der optische Sensor 24 ein bildgebender Sensor ist, welcher vorteilhafterweise die Signalverarbeitungsvorrichtung 30 bereits im Sensor 24 integriert aufweist. Die Bildinformationen, welche durch eine derart kombinierte Erfassungsvorrichtung 20 und Signalverarbeitungsvorrichtung 30 erzeugt werden, können direkt als farbige Bildinformationen, als Standbild, oder auch als Bewegtbild übermittelt werden. Ein Bewegtbild wird jedoch nur in Ausnahmesituationen für einen erfindungsgemäßen Behälter 10 von Nöten sein. Üblicherweise würde ein Standbild von einer mittleren Auflösung ausreichen, um einen erfindungsgemäßen Behälter 10 mit der Funktionalität auszustatten, die eine kostengünstigere Logistik, also eine kostengünstige Überwachung des Füllzustandes und/oder des Belegungszustandes des Behälters ermöglicht.
4 zeigt schematisch die Funktionsweise einer Ausführungsform einer Erfassungsvorrichtung 20. Die Erfassungsvorrichtung 20 ist hierbei als Kamera ausgestaltet und erfasst zumindest einen Teilabschnitt der Behälter-Innenwandung 18 des Behälters 10. Hier ist ein Objekt 90 im Behälterinneren des Behälters 10 angeordnet, welche im Querschnitt kreisförmig ausgebildet ist. Die Kamera der Erfassungsvorrichtung 20 erfasst durch das Aufnehmen von reflektierten Lichtstrahlen. Mit anderen Worten, es fällt Licht in das Innere des Behälters 10 ein und wird von der Behälter-Innenwandung 18, bei der Ausführungsform und Korrelation mit dem Objekt 90 gemäß 4 von dem Boden 12, reflektiert. In 4 sind zwei Reflexionslichtstrahlen vom Boden 12 in Richtung der Erfassungsvorrichtung 20 näher dargestellt. Die Punkte, an welchen die Lichtstrahlen am Behälterboden 12, also an der gesamten Behälter-Innenwandung 18 reflektiert werden, sind demnach Projektionspunkte PP. Diese Projektionspunkte PP entsprechen den tatsächlich erfassten Punkten der Erfassungsvorrichtung 20. Betrachtet man nun in 4 den linken der beiden Projektionspunkte PP, so erkennt man, dass es sich hierbei um einen Extrempunkt handelt, der auf beiden Seiten von sich selbst unterschiedliche Lichtintensitäten, also unterschiedliche Reflexionsverhalten aufweist. Alle Punkte, die sich links von dem linken Projektionspunkt PP befinden, werden von der Erfassungsvorrichtung 20 aufgrund ihrer Lichtintensität als Reflexion des Bodens 12 wahrgenommen. Alle Punkte, die sich rechts von dem linken Projektionspunkt PP und links von dem rechten Projektionspunkt PP, also zwischen diesen beiden, befinden, werden von der Erfassungsvorrichtung 20 aufgrund ihrer Lichtintensität als Reflexion des Objekts 90 wahrgenommen. Das wahrnehmen durch die Erfassungsvorrichtung 20 drückt sich dabei durch entsprechende spezifische Sensorsignale aus, die vorn der Erfassungsvorrichtung 20 erzeugt werden. Wiederum alle Punkte, die rechts von dem rechten Projektionspunkt PP liegen, werden von der Erfassungsvorrichtung 20 als Reflexionen des Bodens 12 wahrgenommen. Die Punkte des Bodens 12, welche zwischen den beiden Projektionspunkten PP liegen, können von der Erfassungsvorrichtung 20 nicht wahrgenommen werden, da diese aufgrund des Blickwinkels der Erfassungsvorrichtung 20 und der Position des Objekts 90 von diesem Objekt 90 abgedeckt sind. Entlang der Reflexionslinien von den beiden Projektionspunkten PP zur Erfassungsvorrichtung 20 tangieren diese Reflexionslinien die Umrisse des Objekts 90. Genau diese Umrisse werden als Kontur des Objekts 90 von der Erfassungsvorrichtung 20 wahrgenommen und sind deshalb als Konturpunkte KP bezeichnet. Im Bereich zwischen den beiden Projektionspunkten PP werden also Reflexionen des Objekts 90 wahrgenommen, mit Lichtintensitäten, also insbesondere Farbwerten und/oder Helligkeitswerten, die den Objekten 90 zugeordnet werden können.
Eine Erfassungsvorrichtung 20 kann demnach, wie in 4 schematisch erläutert, aufgrund unterschiedlicher Lichtintensitäten, zum Beispiel aufgrund unterschiedlicher Farbwerte und/oder Helligkeitswerte, die empfangenen Lichtintensitäten in Sensorsignale umwandeln und in der Auswertungsvorrichtung mit einer entsprechenden Interpretation belegen. Die Auswertungsvorrichtung, wie sie in 4 noch nicht dargestellt ist, interpretiert die Bildinformationen, die über die Signalverarbeitungsvorrichtung 30 aus den Sensorsignalen der Erfassungsvorrichtung 20 erzeugt werden, anhand der Informationen über das Reflexionsverhalten des Objekts 90 und des Bodens 12. Zum Beispiel ist es möglich, dass der Boden 12 deutlich matter ausgestaltet ist und im Wesentlichen kaum oder nur in geringem Maße reflektiert. Die Lichtintensität, also die Helligkeitswerte in diesem Fall, die rechts des rechten Projektionspunktes PP und links des linken Projektionspunktes PP von der Erfassungsvorrichtung 20 erfasst und in Sensorsignale umgesetzt werden, entsprechen demnach Bildinformationen, die durch die Signalverarbeitungsvorrichtung 30 verarbeitet werden, die in der Auswertungsvorrichtung mit geringen Helligkeitswerten gleichgesetzt werden. Punkte, die zwischen den beiden Projektionspunkten PP von der Erfassungsvorrichtung 20 wahrgenommen werden, erhalten Reflexionslicht vom Objekt 90. Dieses ist im Vergleich zu dem matt gestalteten Boden 12 deutlich intensiver, so dass in der Auswertung der entsprechenden Sensorsignale für Punkte zwischen den beiden Projektionspunkten PP, also damit auch zwischen den beiden Konturpunkten KP, eine höhere Helligkeit von der Auswertungsvorrichtung 40 ermittelbar ist. Vergleicht man die Bereiche hoher Lichtintensität, z. B. hoher Helligkeit mit den Bereichen geringerer Lichtintensität, z. B. in dem Boden 12, so erhält man eine Information über den Füllzustand des Behälters 10.
Durch die Ermittlung der Konturpunkte KP in Abhängigkeit der Positionierung der Erfassungsvorrichtung 20 ist darüber hinaus auch eine Konturlinie erzeugbar, die auf einer Verbindung sämtlicher ermittelten Konturpunkte KP beruht. Aus der Konturlinie können Konturen der Objekte 90 ermittelt werden, die in der Auswertungsvorrichtung mit gespeicherten Konturen verglichen werden können und auf diese Weise Auskunft über die Art der Belegung, insbesondere die Art der Objekte 90 geben können.
Die 5a zeigt im Teilquerschnitt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters 10. Dieser ist in seiner Seitenwandung 14 mit einer Erfassungsvorrichtung 20 ausgestattet, die fest in der Seitenwandung 14 integriert ist. Über eine nicht näher dargestellte Schnittstelle ist die Erfassungsvorrichtung 20 mit einer Signalverarbeitungsvorrichtung 30 verbunden, die wiederum über eine Schnittstelle 32, welche hier als Funkschnittstelle ausgebildet ist, eine nicht näher dargestellte Auswertevorrichtung 40 mit Bildinformationen versorgen kann. Von der Erfassungsvorrichtung 20 erfassten Lichtintensitäten werden demnach in Sensorsignale umgewandelt und von der Signalverarbeitungsvorrichtung 30 zu Bildinformationen weiterverarbeitet. Die Bildinformationen werden über die Schnittstelle 32 per Funk an eine nicht näher dargestellte Auswertungsvorrichtung 40 gesendet und können dort erfindungsgemäß ausgewertet werden. Darüber hinaus ist bei der Ausführungsform gemäß 5a ein Stromversorgungsmodul 70 vorgesehen, welches alle Komponenten innerhalb der Seitenwand 14 des Behälters 10 mit dem notwendigen Strom versorgt. Dieses Stromversorgungsmodul 70 kann zum Beispiel in Form eines Kondensators, aber auch in Form von einer oder mehrerer Batterien vorgesehen sein. Auch andere autarke Stromversorgungen, wie beispielsweise kleine Solarmodule, sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Stromversorgungsmodule 70 denkbar.
Weiter ist eine Originalitätsvorrichtung 80 vorgesehen, welche die Stromversorgung der Erfassungsvorrichtung 20 und/oder der Signalverarbeitungsvorrichtung 30 und/oder der Schnittstelle 32 unterbricht. Sobald die Originalitätsvorrichtung 80 entfernt worden ist, ist die Stromversorgung zum Stromversorgungsmodul 70 freigegeben. Im einfachsten Fall handelt es sich bei der Originalitätsvorrichtung 80 um einen Klebestreifen, welcher das Objektiv der Erfassungsvorrichtung 20 frei gibt, und anschließend aus dem Inneren der Seitenwand 14 herausgezogen wird. Das Herausziehen aus der Seitenwand 14 ermöglicht die Kontaktierung zweier nicht näher erläuterter Kontaktelemente zwischen dem Stromversorgungsmodul 70 und der Erfassungsvorrichtung 20 und/oder der Signalverarbeitungsvorrichtung 30 und/oder der Schnittstelle 32 und damit ein Aktivieren der Erfassungsvorrichtung 20.
In 5b ist im Wesentlichen die gleiche Ausführungsform wie in 5a dargestellt, jedoch ist bei der Ausführungsform gemäß 5b die Auswertungsvorrichtung 40 ebenfalls in die Seitenwandung 14 integriert. Hierbei handelt es sich um eine vollständig dezentrale Lösung des Behälters 10, so dass hier die Bildinformationen, die von der Signalverarbeitungsvorrichtung 30 erzeugt werden, über die Schnittstelle 32 an die Auswertungsvorrichtung 40 übermittelt werden und die Auswertung direkt in der Seitenwandung 14, also damit direkt im Behälter 10 erfolgt. Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass über eine weitere Funkschnittstelle, wie sie in Form der Antenne in 5b dargestellt ist, ausschließlich der ermittelte Füllstandswert, oder aber der Belegungszustand versendet werden muss. Üblicherweise sind die Bildinformationen, die von der Signalverarbeitungsvorrichtung 30 erzeugt werden, deutlich größere Datenmengen, als dies bei Füllzuständen oder Belegungszuständen der Fall ist. In besonders einfachen Fällen ist der Füllzustand ein einzelner Füllzustandswert, der mit entsprechenden Füllzuständen korreliert. Beispielsweise ist eine digitale Datenkorrelation denkbar, wobei 0 einem leeren Behälter und 1 einem vollem Behälter entspricht und dazwischen keine weiteren Füllstandszustandswerte existieren. In einem solchen Fall muss also nur ein einziger digitaler Datenwert, also ein einziges Bit übertragen werden, während andernfalls die gesamte Bildinformation, in Abhängigkeit von der Auflösung teilweise mit hohen Datenmengen, übertragen werden müsste.
6 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Überwachungssystem 100. Hier sind einzelne Behälter 10 vorgesehen, wie sie ausführlich bereits zu den voranstehenden Figuren erläutert worden sind. Mit gestrichelten Linien sind die Funkverbindungen über die Schnittstelle 32 mit einem zentralen Element des Überwachungssystems 100, insbesondere eine Empfangsvorrichtung 110, dargestellt. Die Empfangsvorrichtung 110 weist dabei vorteilhafterweise die Auswertungsvorrichtung 40 auf, die in einer solchen zentralen Ausgestaltungsform deutlich komplexere Aufgaben übernehmen kann. Dadurch ist es möglich, dass eine derartig zentrale Auswertungsvorrichtung 40 nicht nur die Auswertung für jeden der Behälter 10 durchführt, sondern aus den Auswertungsergebnissen auch eine Korrelation zieht und eine Logistik in Gang setzt, die beispielsweise in der Nachbestellung von Komponenten einzelner Behälter 10 zum Ausdruck kommt.
In Einsatzsituationen, bei welchen das Überwachungssystem 100 sich über große Strecken erstreckt, also bei groß dimensionierten Regallagern oder bei langen Transportwegen der Behälter 10, kann es vorteilhaft sein, wenn eine Zwischenstation 120 vorgesehen ist, die in Form eines Repeaters die empfangenen Daten von weit entfernten Behältern 10 wiederholt und als Zwischenverstärker an die Empfangsvorrichtung 110 mit der Auswertungsvorrichtung 40 versendet. Auf diese Weise ist größenmäßig keine Limitierung für die Größe des Überwachungssystems 100 gegeben. Dabei ist es auch möglich, dass die Verbindung zwischen der Zwischenstation 120 und der Empfangsvorrichtung 110 über weitere Verbindungsmittel, insbesondere auch kabelgebundende Verbindungsmittel, ausgebildet ist.
In den 7a und 7b ist eine Möglichkeit dargestellt, wie ein bereits bestehender Behälter 10 zu einem erfindungsgemäßen Behälter 10 aufgerüstet werden kann. Hier sind die Erfassungsvorrichtung 20, die Signalverarbeitungsvorrichtung 30 und die Schnittstelle 32 in einem Gehäuse 60 vorgesehen, welches eine mechanische Schnittstelle 62 zum Behälter 10, insbesondere der Seitenwand 14, aufweist. Auch hier ist eine Antenne vorgesehen, die aus dem Gehäuse 60 herausragt, um in einem Überwachungssystem 100, wie beispielsweise in 6 dargestellt, Kontakt zu einer Empfangsstation 110 aufnehmen zu können. 7a zeigt dabei den bereits kombinierten Zustand, während 7b den separierten Zustand des Gehäuses 60 darstellt. So ist hier zu erkennen, dass modular ein Gehäuse 60 mit der Funktionalität der Erfassungsvorrichtung 20, der Signalverarbeitungsvorrichtung 30 und der Schnittstelle 32 ausgestattet werden kann und über eine mechanische Schnittstelle 62 mit dem Behälter 10 verbunden werden kann. Die mechanische Schnittstelle 62 der 7a und 7b ist bei dieser Ausführungsform als Schlitz ausgeführt, welcher mit der Materialstärke der Seitenwand 14 des Behälters 10 korreliert. Mit anderen Worten wird das Gehäuse 60 der Ausführungsform der 7a und 7b einfach auf die Seitenwand 14 des Behälters 10 aufgesteckt. In aufgesteckter Situation liegt eine Positionierung des Gehäuses 60 vor, wie in 7a dargestellt. Damit ist ein Behälter 10 gemäß 7a zu einem erfindungsgemäßen Behälter 10 aufgewertet worden, ohne dass baulich ein Eingriff in den Behälter 10 notwendig gewesen wäre.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen handelt es sich nur um Beispiele der vorliegenden Erfindung, die den Gegenstand des Schutzbereichs der Erfindung in keinster Weise einschränken. Vielmehr ist es auch möglich, Kombinationen der einzelnen beschriebenen Lösungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu kombinieren, sofern dies technisch sinnvoll ist.
Bezugszeichenliste

10: Behälter
12: Boden
14: Seitenwandung
18: Behälter-Innenwandung
20: Erfassungsvorrichtung
22: optisches System
24: optischer Sensor
26: Schnittstelle der Erfassungsvorrichtung
30: Signalverarbeitungsvorrichtung
32: Schnittstelle der Signalverarbeitungsvorrichtung
40: Auswertungsvorrichtung
60: Gehäuse
62: mechanische Schnittstelle
70: Stromversorgungsmodul
80: Originalitätsvorrichtung
90: Objekt
100: Überwachungssystem
110: Empfangsvorrichtung
120: Zwischenstation
KP: Konturpunkt
PP: Projektionspunkt

Claims

Behälter (10) für den Transport und/oder die Lagerung von Objekten (90), aufweisend: einen Boden (12) und eine Seitenwandung (14), die eine Behälter-Innenwandung (18) des Behälters (10) definieren, eine in der Seitenwandung (14) integrierte oder an dieser angebrachte Erfassungsvorrichtung (20) zur Erzeugung von Sensorsignalen über Lichtintensitäten im Behälterinneren mit einem optischen System (22) und einem integrierten optischen Sensor (24), und eine funktional mit der Erfassungsvorrichtung (20) verbundene Schnittstelle (26) zur Übertragung der Sensorsignale an eine Signalverarbeitungsvorrichtung (30) mit einer Funktion zur Ermittlung von Bildinformationen über einen Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters (10).
Behälter (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsvorrichtung (20) wenigstens eine Kamera mit einem optischen System (22) und wenigstens eine Linse aufweist, in deren einem Brennpunkt der optische Sensor (24) angeordnet ist.
Behälter (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieser die mit der Erfassungsvorrichtung (20) in Verbindung stehende Signalverarbeitungsvorrichtung (30) aufweist, die derart ausgeführt ist, dass die von dem optischen Sensor (24) erzeugten Sensorsignale in Bildinformationen umgewandelt werden, und die eine Schnittstelle (32) zur Übertragung der Bildinformationen an eine Auswertungsvorrichtung (40) zur Ermittlung des Belegungs- und/oder Füllzustands des Behälters (10) aufweist.
Behälter (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Behälter (10) eine funktional mit der Erfassungsvorrichtung (20) verbundene Auswertungsvorrichtung (40) angeordnet ist, welche mit der Signalverarbeitungsvorrichtung (30) über die Schnittstelle (32) verbunden ist und welche zur Ermittlung des Belegungs- und/oder Füllzustands des Behälters (10) aus empfangenen Bildinformationen ausgeführt ist.
Behälter (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungsvorrichtung (40) derart ausgeführt ist, dass bei der Auswertung der Bildinformationen Bildpunkte als Projektionspunkte (PP) von Konturpunkten (KP) von in dem Behälter (10) enthaltenen Objekten (90) ermittelt werden, dass auf den ermittelten Konturpunkten (KP) zumindest eine Konturlinie ermittelt wird und aus dieser eine Information über den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters (10) ermittelt wird.
Behälter (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, • dass die Auswertungsvorrichtung (40) derart ausgeführt ist, dass diese aus den Bildinformationen Stellen oder Bereiche mit innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegenden Farbwerten und/oder Helligkeitswerten identifiziert, und • dass aus einer Anzahl dieser Stellen oder Bereiche mit innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegenden Farbwerten und/oder Helligkeitswerten eine Information über den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters (10) ermittelt wird.
Behälter (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, • dass die Auswertungsvorrichtung (40) derart ausgeführt ist, dass diese aus den Bildinformationen Stellen oder Bereiche, deren Farbwert und/oder Helligkeitswert mit einem Mindestbetrag von einem vorgegebenen Wert abweicht, identifiziert, und • dass aus einer Anzahl dieser Stellen oder Bereiche eine Information über den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters (10) ermittelt wird.
Behälter (10) nach dem Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters (10) verwendeten Farbwerte und/oder Helligkeitswerte Pixelpunkten der von der Auswertungsvorrichtung (40) empfangenen Bildinformationen zugeordnet sind.
Behälter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungsvorrichtung (40) derart ausgeführt ist, • dass aus den Bildinformationen zumindest zwei verschiedene Gruppen von Bereichen oder Stellen identifiziert werden, die in Bezug auf zumindest einen Bereich von Farb- oder Helligkeitswerten oder zumindest einem vorgegebenen Farbwert und/oder Helligkeitswert ermittelt werden, • dass aufgrund der Anzahl von jeweils in den zwei verschiedenen Gruppen von Bereichen oder Stellen eine Information über den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters (10) ermittelt wird.
Behälter (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter-Innenwandung (18) an die Erfassungsvorrichtung (20) derart angepasst ist, dass der Unterschied der für die Behälter-Innenwandung (18) von der Erfassungsvorrichtung (20) erfassten Farbwerte und/oder Helligkeitswerte zu den für Objekte (90) von der Erfassungsvorrichtung (20) erfassten Farbwerte und/oder Helligkeitswerte über einem vorgegebenen Erkennungsschwellwert liegt.
Behälter (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, • dass das optische System (22) einen Filter aufweist, mit dem für die Auswertungsvorrichtung (40) Stellen oder Bereiche mit vorbestimmten Farbwerten und/oder Helligkeitswerten herausgefiltert werden, und • dass die Auswertungsvorrichtung (40) eine Funktion aufweist, die aus einer Anzahl von nicht herausgefilterten Stellen oder Bereichen eine Information über den Belegungs- und/oder Füllzustand des Behälters (10) ermittelt.
Behälter (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (10) ein Stromversorgungsmodul (70), das mit einer elektrischen Versorgungsleitung mit der Erfassungsvorrichtung (20) verbunden ist, aufweist, und dass der Behälter (10) zur Ansteuerung des Stromversorgungsmoduls eine mit diesem und mit der Auswertungsvorrichtung (40) funktional verbundene Ansteuerungsvorrichtung aufweist, mit der das Stromversorgungsmodul (70) und die Auswertungsvorrichtung (40) für einen Erfassungs- und Auswertungszeitraum aktiviert werden kann.
Überwachungssystem (100) zur Füllstandsüberwachung mit wenigstens einem Behälter (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 12 und einer vom Behälter (10) separaten Empfangsvorrichtung (110) mit einer Auswertevorrichtung (40), die mit der Signalverarbeitungsvorrichtung (30) und/oder der Erfassungsvorrichtung (20) über die jeweilige Schnittstelle (32, 26) zum Empfang der Bildinformationen und/oder der Sensorsignale in Verbindung steht.
Überwachungssystem (100) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (40) einen für die Füllstandssituation spezifischen Füllstandswert ermittelt