DE102021133874A1

DE102021133874A1 - Verfahren zur Füllstandmessung eines Füllgutes in einem Behälter

Info

Publication number: DE102021133874A1
Application number: DE102021133874.3A
Authority: DE
Inventors: Florian Krämer; Patrick Heizmann; Stefan Allgaier
Original assignee: Vega Grieshaber KG
Current assignee: Vega Grieshaber KG
Priority date: 2021-12-20
Filing date: 2021-12-20
Publication date: 2023-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Füllstandmessung eines Füllgutes (54) in einem Behälter (50) mittels eines Feldgeräts (10), wobei das Feldgerät (10) einen Füllstandsensor (20) und eine Kamera (30) aufweist. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:anordnen des Feldgeräts (10) in einer Nähe des Behälters (50), so dass die Kamera (30) mindestens einen signifikanten Teil des Behälters (50) erfassen kann; erfassen, mittels der Kamera (30), mindestens des signifikanten Teils des Behälters (50);identifizieren, mittels einer Mustererkennung, eines Typs des Behälters (50), wobei die Mustererkennung den erfassten signifikanten Teil des Behälters (50) verwendet;identifizieren einer Füllgutoberfläche (56) des Füllgutes (54) des Behälters (50); erfassen, mittels des Füllstandsensors (20), der identifizierten Füllgutoberfläche (56); und Bestimmen des Füllstands, einer Topologie und/oder eines Grenzstands des Behälters (50), auf Basis der Füllgutoberfläche (56) und des Typs des Behälters (50).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Füllstandmessung eines Füllgutes in einem Behälter mittels eines Feldgeräts. Dabei weist das Feldgerät insbesondere einen Füllstandsensor und eine Kamera auf. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Feldgerät, ein Programmelement, ein computerlesbares Medium und eine Verwendung.
Hintergrund
Füllstandmessungen bei Behältern setzen in zumindest einigen Fällen voraus, dass die Abmessungen des Behälters bekannt sind. Bei Behältern, deren Abmessungen nicht bekannt sind, kann eine Eingabe von Daten, die für ein Bestimmen eines korrekten Füllstands erforderlich sind, aufwändig sein.
Zusammenfassung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das zumindest einige Daten eines Behälters zumindest teilweise automatisiert zugreifbar macht. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.
Ein Aspekt betrifft ein Verfahren zur Füllstandmessung eines Füllgutes in einem Behälter mittels eines Feldgeräts, wobei das Feldgerät einen Füllstandsensor und eine Kamera aufweist, das Verfahren weist folgende Schritte auf:

anordnen des Feldgeräts in einer Nähe des Behälters, so dass die Kamera mindestens einen signifikanten Teil des Behälters erfassen kann;
erfassen, mittels der Kamera, mindestens des signifikanten Teils des Behälters; identifizieren, mittels einer Mustererkennung, eines Typs des Behälters, wobei die Mustererkennung den erfassten signifikanten Teil des Behälters verwendet;
identifizieren einer Füllgutoberfläche des Füllgutes des Behälters; erfassen, mittels des Füllstandsensors, der identifizierten Füllgutoberfläche des Füllgutes des Behälters; und
bestimmen eines Füllstands, einer Topologie und/oder eines Grenzstands des Füllgutes, auf Basis der Füllgutoberfläche und des Typs des Behälters.

Die Füllstandmessung kann die Bestimmung weiterer und/oder abgeleiteter Eigenschaften des Füllgutes umfassen, beispielsweise eine Topologiebestimmung, eine Grenzstandbestimmung des Füllgutes, eine Bestimmung der Permittivität, des Volumens und/oder weiterer Werte des Füllgutes. Das Füllgut kann beispielsweise eine Flüssigkeit sein, einschließlich einer Emulsion oder Suspension, oder ein Schüttgut, insbesondere ein granuliertes oder pulverförmiges Schüttgut, und/oder eine andere Art von Medium oder Produkt. Der Behälter kann z.B. ein Gefäß oder ein Messtank, Prozesstank, Lagertank oder ein Silo von beliebiger Form sein, aber auch ein Gegenstand wie z.B. eine Palette. Der Behälter kann z.B. ein Teil einer Fabrik und/oder eines Prozesses sein, und/oder das hier beschriebene Verfahren kann zur Automatisierung der Fabrik und/oder des Prozesses beitragen.
Das Feldgerät kann ein Messgerät sein, das autonom ausgeführt ist und/oder Teil einer Fertigung, Logistikanlage und/oder einer anderen Anlage ist. Der Füllstandsensor kann z.B. ein Hochfrequenzfrontend, z.B. ein Radarfrontend, ein Ultraschallfrontend, ein LiDAR- und/oder ein Laserfrontend aufweisen. Die Kamera kann z.B. einen Lichtsensor für Licht verschiedener Wellenlänge aufweisen, einen LiDAR-Sensor und/oder z.B. ein 3D-Radar.
Für die Durchführung des Verfahrens wird das Feldgerät in einer Nähe des Behälters angeordnet, so dass die Kamera mindestens einen signifikanten Teil des Behälters erfassen kann. Dabei wird unter „Nähe“ eine Position relativ zu dem Behälter verstanden, bei der die Kamera mindestens einen signifikanten Teil des Behälters erfassen kann. Diese Nähe kann beispielsweise durch ein Anordnen des Feldgeräts in der Nähe des Behälters geschehen, und/oder durch Anordnen des Behälters in der Nähe des Feldgeräts, z.B. durch Bewegen des Behälters mittels eines Gabelstaplers, Lastkraftwagen, etc., oder eines Förderbands. Der signifikante Teil des Behälters kann dabei z.B. Oberseite des Behälters oder Teile davon umfassen. Der signifikante Teil des Behälters kann insbesondere Teile des Behälters umfassen, mittels derer eine Mustererkennung ein Identifizieren eines Typs des Behälters durchführen kann. Dies kann eine charakteristische geometrische Form des Behälters umfassen, aber auch eine Kennung des Behälters, z.B. ein Etikett. Durch das Identifizieren des Typs des Behälters kann zumindest auf dessen Abmessungen geschlossen werden, und/oder auf weitere Charakteristika, die zu einer Füllstandmessung (etc.) des Füllgutes in dem Behälter beitragen können. Die Mustererkennung kann ein Standardprogramm sein, und/oder ein Programm, das auf das Erkennen von bestimmten Elementen von Behältern spezialisiert und/oder trainiert ist. Die Mustererkennung kann dabei Methoden der KI (Künstliche Intelligenz) oder des „Machine Learning“ verwenden. Wenn ein Gegenstand erfasst wird, der nicht als Behälter erkannt wird und/oder wenn der Behälter nicht identifizierbar ist, kann der Gegenstand beispielsweise ignoriert werden; alternativ oder zusätzlich kann z.B. ein Alarm beliebiger Art - z.B. eine Nachricht „nicht erkannt“ - gegeben bzw. gesendet werden.
Wenn der Behälter erfolgreich identifiziert wurde, kann die Füllgutoberfläche des Füllgutes des Behälters identifiziert werden, oder zumindest Teile der Füllgutoberfläche. Damit kann eine Messstelle der Füllstandmessung (etc.) erfasst werden. Mittels des Füllstandsensors kann die identifizierte Füllgutoberfläche des Füllgutes des Behälters erfasst werden. Ob die gesamte Füllgutoberfläche erfasst wird oder nur Teile davon, kann von dem Typ der Messung - z.B. Füllstandmessung oder Topologiebestimmung - abhängig sein, und/oder von (z.B. technischen) Spezifika der Messung. Das Erfassen der Füllgutoberfläche kann gleichzeitig mit oder, alternativ oder zusätzlich, nach dem Erfassen des signifikanten Teils des Behälters mittels der Kamera erfolgen. Ein „gleichzeitiges Erfassen“ mittels der Kamera und mittels des Füllstandsensors kann z.B. der Fall sein, wenn der Behälter in Ruhe ist. Ein „nacheinander Erfassen“ kann z.B. der Fall sein, wenn der Behälter sich bewegt, beispielsweise auf einem Transportband. Für das Erfassen mittels der Kamera kann die Kamera schwenkbar ausgeführt sein. Für das Erfassen mittels des Füllstandsensors kann der Füllstandsensors schwenkbar ausgeführt sein. Das Schwenken der Kamera und/oder des Füllstandsensors kann mechanisch und/oder elektronisch realisiert sein.
Nach dem Erfassen mittels des Füllstandsensors kann, z.B. auf Basis der Füllgutoberfläche und des Typs des Behälters, die Bestimmung des Füllstands, der Topologie, des Grenzstands erfolgen, und/oder abgeleiteter Eigenschaften des Füllgutes, wie z.B. eine Bestimmung der Permittivität, des Volumens und/oder weiterer Werte und/oder Eigenschaften des Füllgutes. Die Bestimmung der Werte des Füllgutes kann davon abhängig sein, ob für diese Art der Bestimmung eine Erfassung nur von Teilen der Füllgutoberfläche, der gesamten Füllgutoberfläche oder (z.B.) auch des Bodens des Behälters erforderlich ist. So kann für eine Grenzstandbestimmung eine Erfassung nur von Teilen der Füllgutoberfläche genügen, für eine Bestimmung der Permittivität aber ein Erfassen bis zum Boden des Behälters erforderlich sein.
Damit können zumindest einige Daten des Behälters, z.B. ein Typ und/oder ein Füllstand oder Grenzstand des Behälters, zumindest teilweise automatisiert zugreifbar gemacht werden. Insbesondere kann mittels der Messstellenerfassung eine zielgerichtete Messung der zu ermittelnden Werte (z.B. Füllhöhe) erzielt werden. Alternativ oder zusätzlich können unterschiedliche Behältnisse erkannt, unterschieden und über verknüpfte Daten - wie z.B. Grundfläche, Volumen, etc. - zugeordnet werden. Mittels dieser zusätzlichen Daten kann der Füllstandsensor gezielt den Füllstand (etc.) bestimmen.
Darüber hinaus kann die Messstellenerfassung eine Position des Füllstandsensors steuern, um bewegte Behältnisse korrekt messen und/oder unterschiedliche Abstellplätze von Behältern erfassen. Damit kann beispielsweise eine Messung von Gegenständen wie z.B. von Palettenlagen, Getränkekisten, Ziegelsteinen, Kartons, usw. erfolgen. Weiterhin kann eine Positionskorrektur der Messung erfolgen, zum Beispiel mittels eines schwenkbaren Füllstandsensors, z.B. mittels eines elektronisch steuerbaren Radarsystems mit mehreren Array-Antennen (sog. elektronische Strahlschwenkung).
In einigen Ausführungsformen umfasst der Typ des Behälters mindestens Abmessungen des Behälters. Der Typ des Behälters kann Daten umfassen wie z.B. „würfelförmiger Behälter, mit den Abmessungen 1 Meter x 1 Meter x 1 Meter“. Der Typ des Behälters kann z.B. einen Schlüssel etc. auf Daten des Behälters liefern, die z.B. von einer Datenbank mithilfe des Schlüssels zur Verfügung gestellt werden können.
In einigen Ausführungsformen wird der Typ des Behälters auf Basis einer Datenbankabfrage identifiziert. Beispielsweise können verknüpfte Daten, Referenzen, usw. dezentral im Sensor oder zentral in z.B. einer Cloud liegen. Eine Kombination kann z.B. mittels eines Masterbilds erfolgen, bei dem zumindest einige Daten hinterlegt sind wie z.B. Grundfläche des Behälters. Auch kann eine Volumenberechnung darauf basieren. Mittels der Datenbankabfrage kann eine Auswahl der zu dem Behälter passenden Daten, mit denen der Füllstand berechnet werden kann. Es können Daten von verschiedenen, z.B. verschiedenartigen, Behältnissen ermittelt werden, verschiedene Lastkraftwagen und/oder verschiedene Objekte, z.B. auf Förderbändern.
In einigen Ausführungsformen umfasst der signifikante Teil des Behälters eine Oberseite und/oder eine Kennung des Behälters. Die Kennung des Behälters kann z.B. ein Etikett, eine Laserung eines Codes, und/oder eine codierte, eindeutige geometrische Form umfassen. Mittels des signifikanten Teils des Behälters kann der Typ des Behälters, insbesondere mittels der Mustererkennung, erkennbar sein.
In einigen Ausführungsformen weist der Füllstandsensor ein Hochfrequenzfrontend, z.B. ein Radarfrontend, ein Ultraschallfrontend, ein LiDAR-Frontend und/oder ein Laserfrontend auf. Der Füllstandsensor kann ein oder mehrere Frontends umfassen. Damit kann eine gezielte Anpassung an verschiedene Typen von Messungen erzielt werden.
In einigen Ausführungsformen weist die Kamera ein 3D-Radar, einen LiDAR-Sensor und/oder einen Lichtsensor, insbesondere für Infrarotlicht, sichtbares Licht und/oder UV-Licht auf. Die gezielte Radarmessung oder 3D-Radarmessung und Messstellenerfassung kann auch über verschiedene Radarmodule und/ oder Antennen erfolgen, z.B. kann eine gezielte Radarmessung mittels eines 180 GHz-Sensors und eine Messstellenerfassung mittels eines 80 GHz-Sensors realisiert werden.
In einigen Ausführungsformen ist der Füllstandsensor und/oder die Kamera schwenkbar ausgeführt. Der Füllstandsensor und/oder die Kamera mechanisch und/oder elektronisch schwenkbar sein. Damit kann - insbesondere bei bewegten Objekten - eine längere und/oder eine genauere Messung möglich sein. Weiterhin kann diese Ausführungsform ermöglichen, sich bewegende Behältnisse und/oder Objekte zu erfassen, zu identifizieren und den Füllstand dieser Behältnisse bzw. Objekte zu bestimmen. Darüber hinaus kann dieses Merkmal auch eine nachgeführte Bestimmung des Füllstands an bewegten Objekten ermöglichen.
In einer Ausführungsform sind der Füllstandsensor und die Kamera als ein einziges Gerät ausgeführt, insbesondere als ein einziger Sensor. So kann die Messstellenerfassung z.B. über ein 3D-Radar erfolgen, das dann auch für eine Messung des Füllstands (etc.) verwendet werden kann. Alternativ oder zusätzlich können z.B. LiDAR-Geräte und/oder ein LiDAR-Sensor als Kamera und als Füllstandsensor verwendet werden. Diese Ausführungsform kann eine kostengünstige und/oder flexible Auslegung des Feldgeräts ermöglichen.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Bestimmen des Füllstands, der Topologie und/oder des Grenzstands des Behälters eine geometrische Transformation der erfassten Füllgutoberfläche. Die geometrische Transformation kann insbesondere eine lineare Transformation („Linearisierung“) umfassen, so dass auch bei einer „schrägen“ Erfassung der Füllgutoberfläche - d.h. einer Erfassung in einem anderen Winkel als 90° zur Füllgutoberfläche - der Füllstand (etc.) korrekt bestimmt werden kann.
In einer Ausführungsform kann eine Erkennung von Schaum- oder Dampfbildung realisiert sein, so dass der Sensor darauf reagieren und seine Einstellungen und/oder die Parametrierung anpassen kann.
In einer Ausführungsform kann eine Erkennung von Einbauten und/oder Anbauten des Behälters ermöglicht werden.
In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf: Steuern einer Messrate, eines Inbetriebnehmens und/oder eines Parametrierens des Füllstandsensors abhängig von dem Identifizieren des Typs des Behälters. Beispielsweise kann der Füllstandsensor nur dann in Betrieb genommen oder eingeschaltet werden, wenn ein erkannter Behälter sich im Messbereich des Füllstandsensors befindet. Auf diese Weise kann vorteilhafterweise Energie gespart werden und/oder insbesondere autonome Feldgeräte länger betrieben werden. Dies kann bei einer Messung von Behältern auf Förderbändern besonders vorteilhaft sein.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren wie oben und/oder nachfolgend beschrieben zum Steuern der Füllstandsmessung, Volumenbestimmung, und/oder der Befüll- und Entleer-Vorgänge eines Behälters verwendet werden. Insbesondere kann das Verfahren zur Erfassung des Füllstands von sich wechselnden Behältnissen/Objekten verwendet werden.
In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren weiterhin den Schritt auf: Wenn, bei dem Identifizieren des Typs des Behälters, der Typ des Behälters nicht identifizierbar ist, ausgeben eines Alarms. Der Alarm kann als ein Signal (z.B. als „rote Lampe“) und/oder als eine Nachricht (z.B. an eine Leitstelle) realisiert sein. Der Alarm kann z.B. für eine manuelle Eingabe verwendet werden, und/oder für ein Lernen der Mustererkennung
Ein Aspekt betrifft ein Feldgerät zur Füllstandmessung eines Füllgutes in einem Behälter. Das Feldgerät weist auf: einen Füllstandsensor, eingerichtet zum Erfassen mindestens einer Füllgutoberfläche des Füllgutes des Behälters; eine Kamera, eingerichtet zum Erfassen mindestens eines signifikanten Teils des Behälters; und eine Steuer- und/oder Rechenvorrichtung, eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens wie oben und/oder nachfolgend beschrieben. Das Feldgerät kann insbesondere eine Mustererkennung aufweisen. Die Mustererkennung kann auf eine Erkennung von Behältern wie oben und/oder nachfolgend beschrieben spezialisiert sein und/oder einen besonders geringen Strombedarf aufweisen. Die Mustererkennung kann, alternativ oder zusätzlich, als eine Auswerteeinheit - z.B. in einem Schaltschrank, in einer Leitstelle, auf einem mobilen Gerät, einem Server und/oder in einer Cloud - realisiert sein.
Ein Aspekt betrifft eine Verwendung eines Feldgeräts wie oben und/oder nachfolgend beschrieben zur Füllstandmessung, zur Topologiebestimmung, zur Grenzstandbestimmung und/oder zur Bestimmung von abgeleiteten Größen, wie z.B. einer Bestimmung einer Permittivität, eines Volumens, eines Füllgutes in einem Behälter. Darüber hinaus können zumindest einige Ausführungsformen des Feldgeräts verwendet werden, um den Füllraum und/oder Außenseiten des Behälters zu überwachen, um beispielsweise Einbauten und/oder Anbauten erkennen zu können.
Ein Aspekt betrifft ein Programmelement, welches, wenn es auf einer Steuer- und/oder Rechenvorrichtung eines Feldgeräts wie oben und/oder nachfolgend beschrieben und/oder einem anderen Prozessor ausgeführt wird, die Steuer- und/oder Rechenvorrichtung und/oder dem Prozessor anweist, das hier beschriebene Verfahren durchzuführen.
Ein Aspekt betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das hier beschriebene Programmelement gespeichert ist.
Es sei noch angemerkt, dass die verschiedenen oben und/oder nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können.
Zur weiteren Verdeutlichung wird die Erfindung anhand von in den Figuren abgebildeten Ausführungsformen beschrieben. Diese Ausführungsformen sind nur als Beispiel, nicht aber als Einschränkung zu verstehen.
Figurenliste
Dabei zeigt:

1 schematisch ein Feldgerät gemäß einer Ausführungsform;
2 schematisch einen Erfassungsbereich gemäß einer Ausführungsform;
3 schematisch eine Darstellung des Erfassungsbereichs gemäß einer Ausführungsform;
4 ein Flussdiagramm mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 zeigt schematisch ein Feldgerät 10 gemäß einer Ausführungsform. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Feldgerät 10 oberhalb eines Behälters 50 angeordnet, der ein Füllgut, Produkt oder Medium 54 enthält. Das Feldgerät 10 weist einen Füllstandsensor 20 auf, der zum Erfassen einer Füllgutoberfläche 56 des Füllgutes 54 eingerichtet ist. Das Erfassen der Füllgutoberfläche 56 kann beispielsweise zur Füllstandmessung, zur Topologiebestimmung und/oder zur Grenzstandbestimmung des Füllgutes 54 durchgeführt werden. Der Füllstandsensor 20 kann schwenkbar ausgeführt sein, was mit einem Doppelpfeil 22 angedeutet ist. Das Feldgerät 10 weist weiterhin eine Kamera 30 auf, die zum Erfassen mindestens eines signifikanten Teils des Behälters 50 eingerichtet ist; dies kann den gesamten Behälter 50 und/oder einen noch breiteren Beschreibung umfassen. Der signifikante Teil des Behälters 50 kann zum Beispiel eine Oberseite 52 des Behälters 50 umfassen. Der signifikante Teil des Behälters 50 kann, alternativ oder zusätzlich, zum Beispiel eine Kennung des Behälters 50 umfassen, z.B. ein Etikett (nicht dargestellt). Die Kamera 30 kann schwenkbar ausgeführt sein, was mit einem Doppelpfeil 32 angedeutet ist. Das Schwenken der Kamera 30 und/oder des Füllstandsensors 20 kann mechanisch und/oder elektronisch realisiert sein.
Das Feldgerät 10 weist ferner eine Steuer- und/oder Rechenvorrichtung 40 auf, die zur Durchführung eines Verfahrens wie oben und/oder nachfolgend beschrieben eingerichtet ist. Der auf dem Feldgerät 10 angeordnete Teil der Steuer- und/oder Rechenvorrichtung 40 kann sämtliche Schritte des geschilderten Verfahrens durchführen, aber auch nur Teile des Verfahrens. In Fällen, bei denen der auf dem Feldgerät 10 angeordnete Teil der Steuer- und/oder Rechenvorrichtung 40 nur Teile des Verfahrens durchführt, können die anderen Teile des Verfahrens zum Beispiel auf einem mobilen Gerät (nicht dargestellt) und/oder einem Server 45 durchgeführt werden. Das mobile Gerät und/oder Server 45 können in einer Cloud (nicht dargestellt) angeordnet sein. Der Server 45 - und/oder andere Geräte - können, z.B. über eine Verbindung 42, in Kommunikationsverbindung stehen. Die Verbindung 42 kann z.B. als Leitung und/oder als eine drahtlose Verbindung realisiert sein. Über die Verbindung 42 können z.B. Zwischenergebnisse, Endergebnisse des oben und/oder nachfolgend beschriebenen Verfahrens übermittelt werden, und/oder weitere Daten, z.B. an den Server 45, eine Leitwarte und/oder andere Geräte (nicht dargestellt).
2 (und auch 3) zeigt schematisch einen Erfassungsbereich 60 gemäß einer Ausführungsform, der z.B. von einer Kamera 30 (siehe 1) erfasst wird. In dem Erfassungsbereich 60 werden in dem gezeigten Beispiel eine Oberseite 52 eines Behälters 50 erfasst. Weiterhin werden weitere Gegenstände 62, 64 erfasst. Der Behälter 50 und die weiteren Gegenstände 62, 64 können z.B. auf einem Förderband liegen und auf diese Weise in den Erfassungsbereich 60 der Kamera 30 gelangt sein. Die Gegenstände können dann beispielsweise wie in 3 gezeigt weiterverarbeitet werden. Die Gegenstände können in einem Kameraanzeigebereich 35, der z.B. auf einer Steuer- und/oder Rechenvorrichtung 40 angeordnet ist, angezeigt werden. Wenn die Gegenstände erfolgreich identifiziert wurden - in dem Beispiel die Oberseite 52 des Behälters 50 -, dann kann diese und/oder weitere Daten 58, die z. B. aus dem Typ des Behälters 50 erkannt wurden, auf einer Anzeige 48 der Steuer- und/oder Rechenvorrichtung 40 angezeigt werden. Weiterhin kann, z.B. auf der Steuer- und/oder Rechenvorrichtung 40 und mittels des Füllstandsensors 20, der identifizierten Füllgutoberfläche 56 des Behälters 50 ein Bestimmen des Füllstands, einer Topologie und/oder eines Grenzstands des Behälters 50, auf Basis der Füllgutoberfläche 56 und des Typs des Behälters 50 durchgeführt werden.
4 zeigt ein Flussdiagramm 100 mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren beginnt in einem Schritt 102. In einem Schritt 104 wird ein Feldgerät 10 (siehe 1) in einer Nähe des Behälters 50 angeordnet, so dass die Kamera 30 mindestens einen signifikanten Teil des Behälters 50 erfassen kann. Das Anordnen kann z.B. so geschehen, dass das Feldgerät 10 in der Nähe des Behälters 50 angeordnet wird, oder der Behälter 50 wird in die Nähe des Feldgeräts 10 gerückt, beispielsweise mit einem Gabelstapler, auf einem Förderband und/oder auf eine andere Weise. In einem Schritt 104 wird, mittels der Kamera 30, mindestens der signifikante Teil des Behälters 50 erfasst. Wurde, mittels einer Mustererkennung in Schritt 106, ein Typ des Behälters 50 identifiziert, wird zu einem Schritt 108 fortgefahren. Dabei verwendet die Mustererkennung den erfassten signifikanten Teil des Behälters 50. Die Mustererkennung kann dabei Methoden der KI (Künstliche Intelligenz) oder des „Machine Learning“ verwenden. Wurde kein Typ des Behälters 50 identifiziert (oder z.B. überhaupt kein Gegenstand), wird das Anordnen und der Versuch des Identifizierens des Typs des Behälters 50 wiederholt. In dem Schritt 108 findet ein Identifizieren einer Füllgutoberfläche 56 des Füllgutes 54 des Behälters 50 statt. In einem Schritt 110 wird, mittels des Füllstandsensors 20, die identifizierte Füllgutoberfläche 56 erfasst. In einem Schritt 112 wird ein Füllstand, eine Topologie und/oder ein Grenzstand des Behälters 50 bestimmt, auf Basis der Füllgutoberfläche 56 und des Typs des Behälters 50.
Bezugszeichenliste

10: Feldgerät
20: Füllstandsensor
22: Doppelpfeil (Schwenkbereich Füllstandsensor)
30: Kamera
32: Doppelpfeil (Schwenkbereich Kamera)
35: Kameraanzeigebereich
40: Steuer- und/oder Rechenvorrichtung
42: Kommunikationsverbindung
45: Server, etc.
48: Anzeige
50: Behälter
52: Oberseite
54: Füllgut
56: Füllgutoberfläche
58: Daten
100: Flussdiagramm
102 - 112: Schritte

Claims

Verfahren zur Füllstandmessung eines Füllgutes (54) in einem Behälter (50) mittels eines Feldgeräts (10), wobei das Feldgerät (10) einen Füllstandsensor (20) und eine Kamera (30) aufweist, das Verfahren aufweisend: anordnen des Feldgeräts (10) in einer Nähe des Behälters (50), so dass die Kamera (30) mindestens einen signifikanten Teil des Behälters (50) erfassen kann; erfassen, mittels der Kamera (30), mindestens des signifikanten Teils des Behälters (50); identifizieren, mittels einer Mustererkennung, eines Typs des Behälters (50), wobei die Mustererkennung den erfassten signifikanten Teil des Behälters (50) verwendet; identifizieren einer Füllgutoberfläche (56) des Füllgutes (54) des Behälters (50); erfassen, mittels des Füllstandsensors (20), der identifizierten Füllgutoberfläche (56); und Bestimmen des Füllstands, einer Topologie und/oder eines Grenzstands des Füllgutes (54), auf Basis der Füllgutoberfläche (56) und des Typs des Behälters (50).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Typ des Behälters (50) mindestens Abmessungen des Behälters (50) umfasst, und/oder wobei der Typ des Behälters (50) auf Basis einer Datenbankabfrage identifiziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der signifikante Teil des Behälters (50) eine Oberseite (52) und/oder eine Kennung des Behälters (50) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllstandsensor (20) ein Hochfrequenzfrontend, insbesondere ein Radarfrontend, ein Ultraschallfrontend, ein LiDAR-Frontend und/oder ein Laserfrontend aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kamera (30) ein 3D-Radar, einen LiDAR-Sensor und/oder einen Lichtsensor, insbesondere für Infrarotlicht, sichtbares Licht und/oder UV-Licht, aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllstandsensor (20) und/oder die Kamera (30) schwenkbar ausgeführt ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Füllstandsensor (20) und die Kamera (30) als ein einziges Gerät ausgeführt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen des Füllstands, der Topologie und/oder des Grenzstands des Behälters (50) eine geometrische Transformation der erfassten Füllgutoberfläche umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend den Schritt: Steuern einer Messrate, eines Inbetriebnehmens und/oder eines Parametrierens des Füllstandsensors (20) abhängig von dem Identifizieren des Typs des Behälters (50).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend den Schritt: wenn, bei dem Identifizieren des Typs des Behälters (50), der Typ des Behälters (50) nicht identifizierbar ist, ausgeben eines Alarms.
Feldgerät (10) zur Füllstandmessung eines Füllgutes (54) in einem Behälter (50), das Feldgerät (10) aufweisend: einen Füllstandsensor (20), eingerichtet zum Erfassen mindestens einer Füllgutoberfläche (56) des Füllgutes (54) des Behälters (50); eine Kamera (30), eingerichtet zum Erfassen mindestens eines signifikanten Teils des Behälters (50); und eine Steuer- und/oder Rechenvorrichtung (40), eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Feldgerät (10) nach Anspruch 11, wobei zumindest ein Teil der Steuer- und/oder Rechenvorrichtung (40) außerhalb des Feldgeräts (10), insbesondere auf einem mobilen Gerät, einem Server (45) und/oder in einer Cloud, angeordnet ist.
Verwendung eines Feldgeräts (10) nach Anspruch 11 oder 12 zur Füllstandmessung, zur Topologiebestimmung und/oder zur Grenzstandbestimmung eines Füllgutes (54) in einem Behälter (50).
Programmelement, welches, wenn es auf einer Steuer- und/oder Rechenvorrichtung (40) und/oder auf einer anderen Recheneinheit ausgeführt wird, die Steuer- und/oder Rechenvorrichtung (40) und/oder die Recheneinheit anweist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 durchzuführen.
Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement nach dem vorhergehenden Anspruch gespeichert ist.