DE102021212055A1 - Method for the automated determination of a height of a container - Google Patents

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DE102021212055A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Parametrierung eines Sensorgeräts, insbesondere zur automatisierten Bestimmung einer Gesamthöhe (16) eines Behälters (10). Das Verfahren weist folgende Schritte auf:anordnen eines Maßbands (20) in dem Behälter (10), wobei ein erstes Ende (21) des Maßbands (20) einen Boden (11) des Behälters (10) berührt und ein zweites Ende (29) des Maßbands (20) aus einer Oberkante (19) des Behälters (10) ragt;erfassen, mittels einer Kamera (35), einen Bereich der Oberkante (19) des Behälters (10) und einen Erfassungsteil (25) des in diesem Bereich angeordneten Maßbands (20);erkennen, aus den Daten der Kamera (35), mittels einer Mustererkennung, mindestens einer Maßzahl auf dem Erfassungsteil (25) des Maßbands (20), wobei die Maßzahl diejenige Zahl auf dem Teil des Maßbands (20) ist, die der Oberkante (19) des Behälters (10) am nächsten ist; undsetzen der Gesamthöhe (16) des Behälters (10) als eine Funktion der Maßzahl.The invention relates to a method for the automated parameterization of a sensor device, in particular for the automated determination of an overall height (16) of a container (10). The method comprises the steps of: placing a measuring tape (20) in the container (10), a first end (21) of the measuring tape (20) touching a bottom (11) of the container (10) and a second end (29) of the measuring tape (20) protrudes from an upper edge (19) of the container (10);detecting, by means of a camera (35), an area of the upper edge (19) of the container (10) and a detecting part (25) of that which is arranged in this area measuring tape (20); recognize, from the data from the camera (35), by means of pattern recognition, at least one dimension number on the detection part (25) of the measuring tape (20), the dimension number being the number on the part of the measuring tape (20), which is closest to the top edge (19) of the container (10); and setting the overall height (16) of the container (10) as a function of the metric.

Description

Gebiet der Erfindungfield of invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Parametrierung eines Sensorgeräts, insbesondere zur automatisierten Bestimmung einer Höhe eines Behälters. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Sensorgerät, Programmelement und ein computerlesbares Medium.The invention relates to a method for the automated parameterization of a sensor device, in particular for the automated determination of a height of a container. Furthermore, the invention relates to a sensor device, program element and a computer-readable medium.

Hintergrundbackground

Bei der Parametrierung eines Sensorgeräts, das insbesondere zur Erfassung eines Füllstands eines Behälters eingerichtet ist, kann es in vielen Fällen erforderlich sein, eine Höhe des Behälters zu bestimmen. Dazu kann beispielsweise auf Angaben zu dem Behälter zurückgegriffen werden, die sich z.B. auf Zeichnungen befinden, oder der Behälter kann ausgemessen werden. Eine Eingabe der Höhe des Behälters kann dann manuell erfolgen. Dieser Vorgang kann zeitintensiv und fehleranfällig sein.In the parameterization of a sensor device, which is set up in particular to detect a filling level of a container, it can be necessary in many cases to determine the height of the container. For this purpose, for example, information about the container can be used, which can be found on drawings, for example, or the container can be measured. The height of the container can then be entered manually. This process can be time-consuming and error-prone.

ZusammenfassungSummary

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Parametrierung eines Sensorgeräts zumindest teilweise zu automatisieren. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung.It is the object of the invention to at least partially automate the parameterization of a sensor device. This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Further developments of the invention result from the dependent claims and the following description.

Ein Aspekt betrifft ein Verfahren zur automatisierten Bestimmung einer Gesamthöhe eines Behälters. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:

  • anordnen eines Maßbands in dem Behälter, wobei ein erstes Ende des Maßbands einen Boden des Behälters berührt und ein zweites Ende des Maßbands aus einer Oberkante des Behälters ragt;
  • erfassen, mittels einer Kamera, einen Bereich der Oberkante des Behälters und einen Erfassungsteil des in diesem Bereich angeordneten Maßbands;
  • erkennen, aus den Daten der Kamera mittels einer Mustererkennung, mindestens einer Maßzahl auf dem Erfassungsteil des Maßbands, wobei die Maßzahl diejenige Zahl auf dem Teil des Maßbands ist, die der Oberkante des Behälters am nächsten ist; und setzen der Gesamthöhe des Behälters als eine Funktion der Maßzahl.
One aspect relates to a method for automatically determining an overall height of a container. The procedure has the following steps:
  • placing a measuring tape in the container, a first end of the measuring tape contacting a bottom of the container and a second end of the measuring tape protruding from a top edge of the container;
  • detecting, by means of a camera, a region of the top edge of the container and a detection part of the measuring tape arranged in this region;
  • recognizing, from the data from the camera by means of pattern recognition, at least one number on the detection part of the measuring tape, the number being the number on the part of the measuring tape which is closest to the upper edge of the container; and set the overall height of the container as a function of the dimension.

Der Behälter kann z.B. ein Gefäß oder ein Messtank, Prozesstank, Lagertank Silo oder ein Großpackmittel (Intermediate Bulk Container, IBC) von beliebiger Form sein. Die Gesamthöhe des Behälters ist eine Höhe von dem Boden des Behälters bis zu der Oberkante des Behälters. Eine Innenhöhe des Behälters ist eine Höhe von dem Boden des Behälters bis zu einem höchsten Füllstand des Behälters. Der Unterschied zwischen Gesamthöhe und Innenhöhe des Behälters ist in vielen Fällen durch eine Öffnung des Behälters bestimmt. In diese Öffnung kann beispielsweise das Sensorgerät eingefügt werden, z.B. mittels eines Innengewindes. Die Öffnung wird gelegentlich als Prozessanschluss bezeichnet. Die Höhe der Öffnung kann als Behälteröffnungshöhe bezeichnet werden. Die Gesamthöhe oder die Innenhöhe des Behälters kann z.B. zur Berechnung des aktuellen Volumens des Behälters verwendet werden.For example, the container can be a vessel or measuring tank, process tank, storage tank, silo, or intermediate bulk container (IBC) of any shape. The overall height of the bin is a height from the bottom of the bin to the top of the bin. An interior height of the container is a height from the bottom of the container to a highest level of the container. In many cases, the difference between the overall height and the interior height of the container is determined by an opening in the container. The sensor device can, for example, be inserted into this opening, e.g. by means of an internal thread. The opening is sometimes referred to as the process connection. The height of the opening can be referred to as the container opening height. For example, the total height or the inside height of the container can be used to calculate the current volume of the container.

Das Maßband kann beispielsweise als Meterstab, Zollstock, Bandmaß, beschriftetes Senklot, etc. ausgeführt sein. Das Maßband kann geeicht sein und/oder ein lineares Maß aufweisen. Das Maßband kann - z.B. in regelmäßigen Abständen - mit einer Maßzahl versehen sein, zum Beispiel mit einer Zentimeterangabe (cm) und/oder einer Zollangabe (inch), etc. Das Anordnen des Maßbands in dem Behälter kann z.B. durch Einführen des Meterstabs, Senklots, etc. in den Behälter durch die Öffnung erfolgen. Ist das erste Ende des Maßbands an dem Boden des Behälters „angekommen“ und berührt es den Boden, dann ragt das zweite Ende des Maßbands aus der Oberkante des Behälters, wobei die Oberkante des Behälters gleichzeitig die Oberkante der Öffnung ist. Dieser Bereich der Oberkante des Behälters ist sichtbar und kann mit einer Kamera erfasst werden. Die Kamera kann ein eigenständiges Gerät sein, oder z.B. an einem mobilen Gerät angeordnet sein. Das mobile Gerät kann z.B. ein Smartphone, ein Tablet, ein Laptop und/oder ein anderer - insbesondere tragbarer - Computer sein. Dieser Computer kann dazu eingerichtet sein, zumindest einen Teil der weiteren Verarbeitung der Daten von der Kamera zu übernehmen.The measuring tape can be designed, for example, as a meter rule, folding rule, measuring tape, labeled plumb bob, etc. The measuring tape can be calibrated and/or have a linear dimension. The measuring tape can be provided - e.g. at regular intervals - with a measurement number, for example with a centimeter indication (cm) and/or an inch indication (inch), etc. Placing the measuring tape in the container can e.g. by inserting the meter stick, plumb bob, etc. into the container through the opening. When the first end of the tape measure “arrives” at the bottom of the container and touches the floor, the second end of the tape measure protrudes from the top edge of the container, whereby the top edge of the container is also the top edge of the opening. This area of the top edge of the container is visible and can be captured with a camera. The camera can be a standalone device or it can be attached to a mobile device, for example. The mobile device can be, for example, a smartphone, a tablet, a laptop and/or another - in particular a portable - computer. This computer can be set up to take over at least part of the further processing of the data from the camera.

Aus den Daten der Kamera kann, mittels einer Mustererkennung, der Bereich der Oberkante des Behälters analysiert werden; dies schließt einen Erfassungsteil des Maßbands ein, d.h. den Teil des Maßbands, der von der Kamera erfasst wurde. Die Mustererkennung erkennt dabei mindestens ein elliptisches Muster (die Oberkante des Behälters bzw. der Öffnung), das von einem geraden Muster (dem Maßband, bzw. dem Erfassungsteil des Maßbands) unterbrochen wird. Auf dem geraden Muster sind Zahlen angeordnet; diese Zahlen können als Maßzahl(en) des Maßbands interpretiert werden, d.h. beispielsweise als Zentimeterangaben und/oder als Zollangaben, etc. Die Mustererkennung wählt aus den Zahlen auf dem Maßband diejenige Zahl als Maßzahl, die auf dem Erfassungsteil des Maßbands ist und die der Oberkante des Behälters am nächsten ist. Damit wird die Höhe des Behälters mit einer Genauigkeit von ±0,5 der Auflösung des Maßbands bestimmt, wenn je eine Zahl oberhalb und eine Zahl unterhalb der Oberkante des Behälters sichtbar ist; wenn nur eine Zahl oberhalb der Oberkante des Behälters sichtbar ist, entspricht die Genauigkeit etwa der Auflösung des Maßbands.The area of the upper edge of the container can be analyzed from the camera data using pattern recognition; this includes a capture portion of the tape measure, ie the portion of the tape measure that has been captured by the camera. The pattern recognition recognizes at least one elliptical pattern (the upper edge of the container or the opening) which is interrupted by a straight pattern (the measuring tape or the detection part of the measuring tape). Numbers are arranged on the even pattern; these numbers can be interpreted as number(s) of the tape measure, e.g. as centimeters and/or inches, etc. From the numbers on the tape measure, the pattern recognition selects the number as the measurement number that is on the recording part of the tape measure and that of the upper edge of the container at next is. This determines the height of the container with an accuracy of ±0.5 of the resolution of the measuring tape if one number is visible above and one number below the top edge of the container; if only one number is visible above the top of the container, the accuracy is close to the resolution of the tape measure.

Die Gesamthöhe des Behälters kann nun als eine Funktion der Maßzahl gesetzt werden. Die Parameter der Funktion der Maßzahl können z.B. manuell, automatisiert und/oder als Default-Werte bestimmt werden. Damit kann als Funktion der Maßzahl eine Multiplikation mit einem Standardabstand des Maßbands verwendet werden. Beispielsweise kann als Default-Wert für die Auflösung des Maßbands der Wert „cm“ angenommen werden. Die Richtung der Zahlenwerte kann z.B. als „positiv“ angenommen (oder erkannt) werden, d.h. die Zahlen nehmen zu, mit größerem Abstand von der Oberkante des Behälters. Dann kann z.B. eine erkannte Maßzahl „147“ interpretiert werden als „Gesamthöhe = 147 cm“.The overall height of the container can now be set as a function of the dimension. The parameters of the function of the measure can be determined, for example, manually, automatically and/or as default values. Thus, as a function of the dimension, a multiplication with a standard distance of the measuring tape can be used. For example, the value "cm" can be assumed as the default value for the resolution of the measuring tape. For example, the direction of the numerical values can be taken (or recognized) as "positive", i.e. the numbers increase with increasing distance from the top of the container. Then, for example, a recognized dimension "147" can be interpreted as "total height = 147 cm".

Dieses Verfahren kann damit, zumindest teilweise automatisiert, einen wichtigen Wert zur Parametrierung eines Sensorgeräts bestimmen. Dies kann die Zeit für die Parametrierung des Sensorgeräts verkürzen. Darüber hinaus kann eine Fehlerquelle, die durch manuelle Eingabe von Parameterwerten entstehen kann, zumindest reduziert werden. Dadurch kann der Inbetriebnahme-Ablauf vereinfacht werden, z.B. weil kein händischer Übertrag der Maße eines Behälters mehr notwendig wird. Auch kann sich ein höherer Komfort und/oder eine Vereinfachung der Inbetriebnahme für den Anwender ergeben. Weitere Vorteile können sich ergeben, wenn das Bild des Bereichs der Oberkante des Behälters systematisch gespeichert und damit dokumentiert wird. Viele Kameras erfassen mit jedem Bild z.B. die Uhrzeit der Aufnahme, in zumindest einigen Fällen auch den Ort der Aufnahme. Das erfasste Bild kann damit gleichzeitig zur Dokumentation und Belegung der Inbetriebnahme dienen.This method can thus, at least partially automated, determine an important value for parameterizing a sensor device. This can shorten the time for parameterization of the sensor device. In addition, a source of error that can arise as a result of manual input of parameter values can at least be reduced. This can simplify the commissioning process, e.g. because it is no longer necessary to manually transfer the dimensions of a container. Greater comfort and/or simplification of the start-up can also result for the user. Further advantages can result if the image of the area of the upper edge of the container is systematically stored and thus documented. Many cameras record the time of recording with each picture, for example, and in at least some cases also the location of the recording. The recorded image can thus be used for documentation and verification of commissioning at the same time.

In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren den weiteren Schritt auf, eine Richtung und/oder einer Teilskalierung des Maßbands zu erkennen, und/oder eine Gesamtlänge des Maßbands zu erfassen, und damit die Gesamthöhe des Behälters durch Anwendung einer weiteren Funktion der Maßzahl zu setzen. Die Richtung kann z.B. mittels einer Mustererkennung erfolgen, die mindestens eine weitere Maßzahl erkennt. Die Teilskalierung kann beispielsweise durch Analyse der Anzahl der Striche zwischen zwei Maßzahlen erfolgen, z.B. kann aus 9 Strichen zwischen zwei Maßzahlen ein 10er-Teilung gefolgert werden. Die Gesamtlänge des Maßbands kann z.B. mittels einer manuellen Eingabe, eines Default-Werts, einer Datenbank etc. erfasst werden. Wenn beispielsweise die erkannte Maßzahl „47“ lautet, die Richtung „negativ“ und die Gesamtlänge „200 cm“, dann kann diese Maßzahl interpretiert werden als „Gesamthöhe [= 200 - 47] = 153 cm“.In some embodiments, the method comprises the further step of detecting a direction and/or a partial scale of the measuring tape, and/or detecting a total length of the measuring tape and thereby setting the total height of the container by applying another function of the dimension. The direction can be determined, for example, by means of pattern recognition, which recognizes at least one additional dimension. Partial scaling can be done, for example, by analyzing the number of lines between two numbers, e.g. a division of 10 can be deduced from 9 lines between two numbers. The total length of the measuring tape can be recorded, for example, by means of a manual entry, a default value, a database, etc. For example, if the detected dimension is "47", the direction is "negative" and the total length is "200 cm", then this dimension can be interpreted as "total height [= 200 - 47] = 153 cm".

In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren den weiteren Schritt auf, eine Behälteröffnungshöhe zu erfassen, und die Innenhöhe des Behälters durch Subtraktion der Behälteröffnungshöhe von der Gesamthöhe zu setzen. Die Behälteröffnungshöhe kann z.B. auch als „Höhe des Prozessanschlusses“ oder als „Höhe des Stutzens“ bezeichnet werden. Damit entspricht der entsprechende Parametrisierungswert nicht der Gesamthöhe des Behälters, sondern der Innenhöhe, z.B. der Höhe vom Boden des Behälters bis zur Behälterdecke.In some embodiments, the method includes the further step of detecting a container opening height and setting the interior height of the container by subtracting the container opening height from the total height. The vessel opening height can, for example, also be referred to as the "height of the process connection" or the "height of the nozzle". The corresponding parameterization value does not correspond to the total height of the container, but to the interior height, e.g. the height from the bottom of the container to the top of the container.

Bei zumindest einigen Behältern - z.B. bei Behältern mit breiter Öffnung - kann mittels Bilderkennung auch die Behälteröffnungshöhe bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Erfassen der Behälteröffnungshöhe mittels Zugriff auf eine Datenbank von Typen von Behältern erfolgen. Die Datenbank kann sich z.B. auf dem mobilen Gerät und/oder auf einem Server, z.B. in einer Cloud, befinden.In the case of at least some containers - e.g. containers with a wide opening - the height of the container opening can also be determined using image recognition. Alternatively or additionally, the height of the container opening can be detected by accessing a database of types of containers. For example, the database can be located on the mobile device and/or on a server, e.g., in a cloud.

In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren den weiteren Schritt auf, mittels eines Kennzeichens, eines Typs des Behälters zu erfassen. Das Kennzeichen kann z.B. mittels manueller Erfassung einer Typnummer etc. bestimmt werden, durch ein Erfassen eines RFI D-Tags, QR-Codes etc. (Barcode, OCR-Leser, ...). Damit kann die Behälteröffnungshöhe bestimmt werden. Außerdem kann dies zur Dokumentation dienen, z.B. zusammen mit dem Kamerabild.In some embodiments, the method includes the further step of detecting, by means of an identifier, a type of the container. The identifier can be determined, for example, by manually entering a type number, etc., by reading an RFID tag, QR code, etc. (barcode, OCR reader, ...). The container opening height can thus be determined. This can also be used for documentation, e.g. together with the camera image.

In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren weitere Schritte auf:

  • erkennen, mittels einer Mustererkennung, einer Abweichung des Maßbands von einer Senkrechten; und
  • ändern der Gesamthöhe des Behälters auf Basis der Abweichung des Maßbands von der Senkrechten.
In some embodiments, the method has further steps:
  • recognize, by means of pattern recognition, a deviation of the tape measure from a vertical; and
  • change the overall height of the container based on the deviation of the tape measure from the vertical.

Das Erkennen der Senkrechten - bzw. der Abweichung - kann z.B. mittels eines Gyrometers in dem mobilen Gerät erfolgen. Dabei kann in vielen Fällen der Behälter als senkrecht angeordnet angenommen werden. Das Ändern kann z.B. mittels einer Anwendung einer trigonometrischen Funktion erfolgen, und/oder es können dem Anwender Hinweise gegeben, dass die Position des Maßstabes korrigiert werden sollte. Die Bilderkennungssoftware, in Verbindung mit den Funktionen des mobilen Gerätes kann damit erkennen, ob der Maßstab senkrecht im Behälter steht bzw. dessen Abweichung. Damit können vorteilhafterweise Parallaxefehler erkannt und/oder korrigiert werden.The detection of the vertical—or the deviation—can be done, for example, by means of a gyrometer in the mobile device. In many cases, the container can be assumed to be arranged vertically. The changing can be done, for example, by using a trigonometric function, and/or the user can be given hints that the position of the scale should be corrected. The image recognition software, in connection with the functions of the mobile device, can thus recognize whether the scale is vertical in the Container stands or its deviation. Parallax errors can thus advantageously be recognized and/or corrected.

In einigen Ausführungsformen weist das Verfahren den weiteren Schritt auf, die Gesamthöhe und/oder die Innenhöhe des Behälters auf ein Sensorgerät zu übertragen. Das Sensorgerät kann das Gerät sein, das insbesondere zur Erfassung eines Füllstands (und/oder weitere Werte) dieses Behälters eingerichtet ist. Dabei kann das Verfahren unmittelbar vor einer Inbetriebnahme des Sensorgeräts, das insbesondere zu einer Füllstandsmessung eingerichtet ist, durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Bilderkennungssoftware wie oben und/oder nachfolgend beschrieben in die Inbetriebnahme-Software integriert sein. Alternativ kann die Bilderkennungssoftware auch als Stand-Alone App ausgeführt sein, die Ihre Daten dann direkt über eine drahtlose Schnittstelle (z.B. Bluetooth) an den Sensor überträgt. Zum Beispiel können die Parametrisierungsdaten, z.B. die Höhe, automatisiert in die Inbetriebnahme-Software übernommen werden und beim Inbetriebnahme-Ablauf in den Sensor übertragen werden können. Dies kann drahtgebunden oder per Funk erfolgen. Anschließend kann der Sensor mechanisch mittels Prozessanschluss befestigt werden; damit kann die Inbetriebnahme beendet werden. Alternativ kann dieser Schritt schon vor der Übertragung der Konfiguration erfolgen.In some embodiments, the method includes the further step of transmitting the overall height and/or the interior height of the container to a sensor device. The sensor device can be the device that is set up in particular to detect a fill level (and/or other values) of this container. In this case, the method can be carried out immediately before the sensor device, which is set up in particular for measuring the filling level, is put into operation. For example, the image recognition software can be integrated into the commissioning software as described above and/or below. Alternatively, the image recognition software can also be designed as a stand-alone app, which then transmits your data directly to the sensor via a wireless interface (e.g. Bluetooth). For example, the parameterization data, e.g. the height, can be automatically transferred to the commissioning software and transferred to the sensor during the commissioning process. This can be wired or wireless. The sensor can then be attached mechanically using a process connection; this means that commissioning can be completed. Alternatively, this step can be done before the configuration is transferred.

Ein Aspekt betrifft ein Sensorgerät zur Erfassung eines Füllstands und/oder einer Topologie eines Füllguts in einem Behälter, das dazu eingerichtet ist, mindestens einen Teil der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen. Das Sensorgerät kann Sensoren zur kontaktlosen Messung von Füllständen aufweisen, wie z.B. ein Hochfrequenzfrontend (z.B. Radar), Ultraschallfrontend, LiDAR- oder Laserfrontend. Das Sensorgerät kann zur Füllstandmessung, zur Topologiebestimmung und/oder zur Grenzstandbestimmung eingerichtet sein. Das Sensorgerät kann mit einem Empfänger (drahtlos und/oder drahtgebunden) zum Empfang der Parametrierungsdaten. Das Sensorgerät kann ein Steuergerät aufweisen, welches das Verfahren wie oben und/oder nachfolgend beschrieben durchführen kann. Das Durchführen kann zwischen dem Sensorgerät, einem oder mehreren mobilen Gerät(en) und/oder einem Server aufgeteilt sein, oder nur auf einem der Geräte stattfinden.One aspect relates to a sensor device for detecting a filling level and/or a topology of a filling material in a container, which is set up to carry out at least some of the preceding claims. The sensor device can have sensors for contactless measurement of filling levels, such as a high-frequency front end (e.g. radar), ultrasonic front end, LiDAR or laser front end. The sensor device can be set up for filling level measurement, for topology determination and/or for limit level determination. The sensor device can be equipped with a receiver (wireless and/or wired) for receiving the parameterization data. The sensor device can have a control unit which can carry out the method as described above and/or below. The performing may be split between the sensor device, one or more mobile device(s), and/or a server, or may only take place on one of the devices.

Ein Aspekt betrifft ein Programmelement, welches, wenn es auf einem mobilen Gerät, einem Sensorgerät wie oben und/oder nachfolgend beschrieben und/oder auf einer anderen Recheneinheit ausgeführt wird, das entsprechende Gerät anweist, das Verfahren wie oben und/oder nachfolgend beschrieben durchzuführen.One aspect relates to a program element which, when executed on a mobile device, a sensor device as described above and/or below and/or on another computing unit, instructs the corresponding device to carry out the method as described above and/or below.

Ein Aspekt betrifft ein computerlesbares Medium, auf dem das hier beschriebene Programmelement gespeichert ist.One aspect relates to a computer-readable medium on which the program element described herein is stored.

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.For further clarification, the invention is described using the embodiments shown in the figures. These embodiments are meant to be exemplary only and not limiting.

Figurenlistecharacter list

Dabei zeigt:

  • 1 schematisch einen Behälter und ein Messszenario gemäß einer Ausführungsform;
  • 2 schematisch einen Behälter gemäß einer weiteren Ausführungsform;
  • 3 schematisch ein Messszenario gemäß einer Ausführungsform;
  • 4 ein Flussdiagramm mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform.
It shows:
  • 1 schematically a container and a measurement scenario according to an embodiment;
  • 2 schematically a container according to a further embodiment;
  • 3 schematically a measurement scenario according to an embodiment;
  • 4 FIG. 12 is a flowchart showing a method according to an embodiment.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed Description of Embodiments

1 zeigt schematisch einen Behälter 10 und ein Messszenario gemäß einer Ausführungsform. Eine Gesamthöhe 16 des Behälters 10 erstreckt sich von einem Boden 11 bis zu einer Oberkante 19. Der Behälter 10 wird mit einem Füllgut bis zu einer Innenhöhe 12 gefüllt. Oberhalb der Innenhöhe 12 befindet sich ein „Prozessanschluss“ oder als „Stutzen“ 15, der zum Anschluss eines Sensorgeräts 40 (siehe 2) vorgesehen ist. Der Prozessanschluss 15 weist eine Behälteröffnungshöhe 14 auf. Die Innenhöhe 12 des Behälters 10 beträgt also die Gesamthöhe 16 minus die Behälteröffnungshöhe 14. 1 12 schematically shows a container 10 and a measurement scenario according to an embodiment. An overall height 16 of the container 10 extends from a bottom 11 to an upper edge 19. The container 10 is filled with a filling material up to an internal height 12. FIG. Above the inner height 12 there is a "process connection" or as a "connector" 15, which is used to connect a sensor device 40 (see 2 ) is provided. The process connection 15 has a container opening height 14 . The internal height 12 of the container 10 is therefore the total height 16 minus the container opening height 14.

Zur automatisierten Bestimmung der Gesamthöhe 16 des Behälters 10 wird ein Maßband 20 (und/oder ein anderes Gerät zur Messung) in den Behälters 10 eingeführt, so dass ein erstes Ende 21 des Maßbands 20 den Boden 11 des Behälters 10 berührt und ein zweites Ende 29 des Maßbands 20 aus einer Oberkante 19 des Behälters 10 ragt. Mittels einer Kamera 35, die auf einem mobilen Gerät 30 angeordnet ist, wird ein Bereich 25 der Oberkante 19 des Behälters 10 erfasst. Die Kamera 35 erfasst weiterhin einen Teil oder Erfassungsteil 25 des in diesem Bereich angeordneten Maßbands 20. Die Daten der Kamera 35 können dann von dem mobilen Gerät 30, einem anderen mobilen Gerät, z.B. einem Laptop und/oder einem Server (beides nicht abgebildet) weiterverarbeitet werden. Die Weiterverarbeitung umfasst eine Mustererkennung. Die Mustererkennung erkennt dabei aus den Daten der Kamera 35, neben der Oberkante 19 des Behälters 10, mindestens eine Maßzahl auf dem Erfassungsteil 25 des Maßbands 20, wobei die Maßzahl diejenige Zahl auf dem Teil des Maßbands 20 ist, die der Oberkante 19 des Behälters 10 am nächsten ist. Die Gesamthöhe 16 des Behälters 10 ergibt sich damit als eine Funktion der Maßzahl. Wenn z.B. eine Maßzahl „147“ erkannt wird, als Auflösung des Maßbands der Wert „cm“ angenommen wird und eine Richtung der Zahlenwerte als „positiv“ angenommen (oder erkannt) wird, dann kann diese Maßzahl beispielsweise interpretiert werden als „Gesamthöhe des Behälters = 147 cm“.For the automated determination of the overall height 16 of the container 10, a measuring tape 20 (and/or another measuring device) is inserted into the container 10 so that a first end 21 of the measuring tape 20 touches the bottom 11 of the container 10 and a second end 29 of the measuring tape 20 protrudes from an upper edge 19 of the container 10 . A region 25 of the upper edge 19 of the container 10 is recorded by means of a camera 35 which is arranged on a mobile device 30 . The camera 35 also captures a part or capturing part 25 of the tape measure 20 arranged in this area. The data from the camera 35 can then be further processed by the mobile device 30, another mobile device, e.g. a laptop and/or a server (both not shown). become. Further processing includes pattern recognition. The pattern recognition recognizes from the data of the camera 35, next to the upper edge 19 of the container 10, at least one dimension on the detection part 25 of the measuring tape 20, the dimension being that number is on the part of the measuring tape 20 which is the top edge 19 of the container 10 closest. The overall height 16 of the container 10 thus results as a function of the dimension. If, for example, a dimension "147" is recognized, the value "cm" is assumed as the resolution of the measuring tape and a direction of the numerical values is assumed (or recognized) as "positive", then this dimension number can be interpreted, for example, as "total height of the container = 147cm".

2 zeigt schematisch einen Behälter 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Wenn zum Beispiel, wie z.B. in 1 beschrieben, die Gesamthöhe 16 des Behälters 10 bestimmt wurde, kann diese zu einem Sensorgerät 40 übertragen werden. Wurde die Gesamthöhe 16 z.B. auf dem mobilen Gerät 30 bestimmt, kann diese - beispielsweise drahtlos über eine Funkverbindung zwischen den Funkmodulen 37 und 47 des mobilen Geräts 30 bzw. des Sensorgeräts 40 - zu dem Sensorgerät 40 übertragen. Das Sensorgerät 40 kann Sensoren zur kontaktlosen Messung von Füllständen aufweisen, wie z.B. ein Hochfrequenzfrontend (z.B. ein Radarmodul 42), Ultraschallfrontend, LiDAR- oder Laserfrontend. Das Sensorgerät 40 kann zur Füllstandmessung, zur Topologiebestimmung und/oder zur Grenzstandbestimmung eingerichtet sein. Die Messungen können unter Verwendung der Daten von der automatisierten Parametrierung des Sensorgeräts vorgenommen werden. 2 FIG. 1 shows schematically a container 10 according to a further embodiment. If for example, such as in 1 described, the total height 16 of the container 10 has been determined, this can be transmitted to a sensor device 40. If the total height 16 was determined, for example, on the mobile device 30 , this can be transmitted to the sensor device 40 , for example wirelessly via a radio link between the radio modules 37 and 47 of the mobile device 30 or the sensor device 40 . The sensor device 40 can have sensors for the contactless measurement of fill levels, such as a high-frequency front end (eg a radar module 42), ultrasonic front end, LiDAR or laser front end. The sensor device 40 can be set up for filling level measurement, for topology determination and/or for limit level determination. The measurements may be made using the data from the automated parameterization of the sensor device.

3 zeigt schematisch ein Messszenario gemäß einer Ausführungsform. Dabei ist ein oberer Teil eines Behälters 10 (nicht abgebildet) gezeigt. Es ist ein Bild sichtbar, das z.B. von einer Kamera 35, wie in 1 dargestellt, aufgenommen sein könnte. Dabei wird deutlich, dass die Kamera 35 einen Bereich erfasst, der mindestens eine (runde) Oberkante 19 des Behälters 10 und einen Teil oder Erfassungsteil 25 des in diesem Bereich angeordneten (mindestens stückweise geraden) Maßbands 20 umfasst. Dabei werden Zahlen von „39“ bis „44“ erkannt. Außerdem wird erkannt, dass die Maßzahl „42“ diejenige Zahl auf dem Teil des Maßbands 20 ist, die der Oberkante 19 des Behälters 10 am nächsten ist. Wenn als Richtung des Maßbands 20 „negativ“ und als Gesamtlänge „200 cm“ angenommen (oder anderweitig bestimmt) wird, dann kann diese Maßzahl „44“ interpretiert werden als „Gesamthöhe [= 200 - 44] = 156 cm“. 3 12 schematically shows a measurement scenario according to an embodiment. An upper part of a container 10 (not shown) is shown. An image is visible, e.g. from a camera 35, as in 1 shown, could be included. It is clear that the camera 35 captures an area that includes at least one (round) upper edge 19 of the container 10 and a part or capturing part 25 of the tape measure 20 (which is at least partially straight) arranged in this area. Numbers from "39" to "44" are recognized. Also, it will be appreciated that the dimension "42" is the number on the portion of the tape measure 20 that is closest to the top edge 19 of the container 10 . If the direction of the tape measure is assumed (or otherwise determined) to be 20 "negative" and the total length "200 cm", then this dimension "44" can be interpreted as "total height [= 200 - 44] = 156 cm".

4 zeigt ein Flussdiagramm 100 mit einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform. In einem Schritt 102 wird ein Maßbands 20 (siehe 1) in einem Behälter 10 angeordnet, wobei ein erstes Ende 21 des Maßbands 20 einen Boden 11 des Behälters 10 berührt und ein zweites Ende 29 des Maßbands 20 aus einer Oberkante 19 des Behälters 10 ragt. In einem Schritt 104 wird, mittels einer Kamera 35, ein Bereich der Oberkante 19 des Behälters 10 und einen Erfassungsteil 25 des in diesem Bereich angeordneten Maßbands 20 erfasst. In einem Schritt 106 wird, aus den Daten der Kamera 35, mittels einer Mustererkennung, mindestens einer Maßzahl auf dem Erfassungsteil 25 des Maßbands 20 erkannt, wobei die Maßzahl diejenige Zahl auf dem Teil des Maßbands 20 ist, die der Oberkante 19 des Behälters 10 am nächsten ist. In einem optionalen Schritt 108 wird eine Richtung und/oder eine Teilskalierung des Maßbands 20 erkannt und/oder eine Gesamtlänge 28 des Maßbands 20 erfasst. In einem Schritt 110 wird die Gesamthöhe 16 des Behälters 10 als eine Funktion der Maßzahl gesetzt. In einem optionalen Schritt 112 wird die Gesamthöhe 16 des Behälters 10 durch Anwendung einer weiteren Funktion der Maßzahl gesetzt, wobei die weitere Funktion z.B. eine Subtraktion der Maßzahl von der Gesamtlänge 28 des Maßbands 20 sein kann. In einem optionalen Schritt 114 wird eine Behälteröffnungshöhe 14 erfasst, und die Innenhöhe 12 des Behälters 10 durch Subtraktion der Behälteröffnungshöhe 14 von der Gesamthöhe 16 gesetzt. In einem optionalen Schritt 116 wird die der Gesamthöhe 16 oder die Innenhöhe 12 des Behälters 10 auf ein Sensorgerät 40 übertragen. 4 FIG. 10 shows a flow diagram 100 with a method according to an embodiment. In a step 102, a tape measure 20 (see 1 ) is arranged in a container 10, with a first end 21 of the measuring tape 20 touching a bottom 11 of the container 10 and a second end 29 of the measuring tape 20 protruding from an upper edge 19 of the container 10. In a step 104, a region of the upper edge 19 of the container 10 and a detection part 25 of the tape measure 20 arranged in this region are detected by means of a camera 35. In a step 106, at least one dimension on the detection part 25 of the measuring tape 20 is recognized from the data from the camera 35 by means of pattern recognition, the dimension being the number on the part of the measuring tape 20 that is on the upper edge 19 of the container 10 next is. In an optional step 108, a direction and/or a partial scaling of the measuring tape 20 is recognized and/or an overall length 28 of the measuring tape 20 is recorded. In a step 110, the overall height 16 of the container 10 is set as a function of the dimension. In an optional step 112 the total height 16 of the container 10 is set by applying a further function of the dimension, wherein the further function can be a subtraction of the dimension from the total length 28 of the measuring tape 20, for example. In an optional step 114, a container opening height 14 is detected and the interior height 12 of the container 10 is set by subtracting the container opening height 14 from the total height 16. In an optional step 116 the overall height 16 or the interior height 12 of the container 10 is transmitted to a sensor device 40 .

BezugszeichenlisteReference List

1010
Behältercontainer
1111
Boden des Behältersbottom of the container
1212
Innenhöhe des Behältersinterior height of the container
1414
Behälteröffnungshöhecontainer opening height
1515
Prozessanschlussprocess connection
1616
Gesamthöhe des Behälterstotal height of the container
1919
Oberkante des Behälterstop edge of the container
2020
Maßband / Maßbandstape measure / measuring tapes
2121
erstes Ende des Maßbandsfirst end of the tape measure
2525
Erfassungsteildetection part
2828
Gesamtlänge des Maßbandstotal length of the tape measure
2929
Ende des Maßbandsend of the tape measure
3030
mobiles Gerätmobile device
3535
Kameracamera
3737
Funkmodul des mobilen GerätsMobile device radio module
4040
Sensorgerätsensor device
4242
Radarmodulradar module
4747
Funkmodul des SensorgerätsSensor device radio module
100100
Flussdiagrammflow chart
102-116102-116
Schrittesteps

Claims (12)

Verfahren zur automatisierten Bestimmung einer Gesamthöhe (16) eines Behälters (10), mit den Schritten: anordnen eines Maßbands (20) in dem Behälter (10), wobei ein erstes Ende (21) des Maßbands (20) einen Boden (11) des Behälters (10) berührt und ein zweites Ende (29) des Maßbands (20) aus einer Oberkante (19) des Behälters (10) ragt; erfassen, mittels einer Kamera (35), einen Bereich der Oberkante (19) des Behälters (10) und einen Erfassungsteil (25) des in diesem Bereich angeordneten Maßbands (20); erkennen, aus den Daten der Kamera (35), mittels einer Mustererkennung, mindestens einer Maßzahl auf dem Erfassungsteil (25) des Maßbands (20), wobei die Maßzahl diejenige Zahl auf dem Teil des Maßbands (20) ist, die der Oberkante (19) des Behälters (10) am nächsten ist; und setzen der Gesamthöhe (16) des Behälters (10) als eine Funktion der Maßzahl.Method for the automated determination of an overall height (16) of a container (10), with the steps: placing a tape measure (20) in the container (10), a first end (21) of the tape measure (20) touching a bottom (11) of the container (10) and a second end (29) of the tape measure (20) of a upper edge (19) of the container (10) protrudes; detecting, by means of a camera (35), a region of the upper edge (19) of the container (10) and a detection part (25) of the measuring tape (20) arranged in this region; recognize, from the data of the camera (35), by means of a pattern recognition, at least one dimension on the detection part (25) of the measuring tape (20), wherein the dimension is the number on the part of the measuring tape (20) which corresponds to the upper edge (19 ) of the container (10) is closest; and setting the overall height (16) of the container (10) as a function of the dimension. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als Funktion der Maßzahl eine Multiplikation mit einem Standardabstand des Maßbands (20) verwendet wird.procedure after claim 1 , where a multiplication with a standard distance of the tape measure (20) is used as a function of the measure. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, mit dem weiteren Schritt: erkennen einer Richtung und/oder einer Teilskalierung des Maßbands (20), und/oder erfassen einer Gesamtlänge (28) des Maßbands (20), und setzen der Gesamthöhe (16) des Behälters (10) durch Anwendung einer weiteren Funktion der Maßzahl.procedure after claim 1 or 2 , with the further step: recognizing a direction and/or a partial scaling of the measuring tape (20), and/or detecting an overall length (28) of the measuring tape (20), and setting the overall height (16) of the container (10) by using a further function of the measure. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt: erfassen einer Behälteröffnungshöhe (14); und setzen der Innenhöhe (12) des Behälters (10) durch Subtraktion der Behälteröffnungshöhe (14) von der Gesamthöhe (16).A method according to any one of the preceding claims, further comprising the step of: detecting a container opening height (14); and setting the interior height (12) of the container (10) by subtracting the container opening height (14) from the overall height (16). Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Erfassen der Behälteröffnungshöhe (14) mittels Zugriff auf eine Datenbank von Typen von Behältern (10) erfolgt.procedure after claim 4 , wherein the container opening height (14) is detected by accessing a database of types of containers (10). Verfahren nach Anspruch 5, mit dem weiteren Schritt: erfassen, mittels eines Kennzeichens, eines Typs des Behälters (10);procedure after claim 5 , with the further step: detecting, by means of an identifier, a type of the container (10); Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den weiteren Schritten: erkennen, mittels einer Mustererkennung, einer Abweichung des Maßbands (20) von einer Senkrechten; und ändern der Gesamthöhe (16) des Behälters (10) auf Basis der Abweichung des Maßbands (20) von der Senkrechten.Method according to one of the preceding claims, with the further steps: recognize, by means of pattern recognition, a deviation of the measuring tape (20) from a vertical; and changing the overall height (16) of the container (10) based on the deviation of the tape measure (20) from vertical. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem weiteren Schritt: übertragen der Gesamthöhe (16) und/oder der Innenhöhe (12) des Behälters (10) auf ein Sensorgerät (40).A method according to any one of the preceding claims, further comprising the step of: transferring the overall height (16) and/or the interior height (12) of the container (10) to a sensor device (40). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren unmittelbar vor einer Inbetriebnahme des Sensorgeräts (40), das insbesondere zu einer Füllstandsmessung eingerichtet ist, durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the method is carried out immediately before the sensor device (40), which is set up in particular for measuring the filling level, is put into operation. Sensorgerät (40) zur Erfassung eines Füllstands und/oder einer Topologie eines Füllguts in einem Behälter (10), das dazu eingerichtet ist, mindestens einen Teil der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.Sensor device (40) for detecting a filling level and/or a topology of a filling material in a container (10), which is set up to carry out at least some of the preceding claims. Programmelement, welches, wenn es auf einem mobilen Gerät, einem Sensorgerät (40) nach Anspruch 10 und/oder auf einer anderen Recheneinheit ausgeführt wird, das entsprechende Gerät anweist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.Program element, which, if it is on a mobile device, a sensor device (40). claim 10 and/or is executed on another processing unit, instructs the corresponding device to carry out the method according to one of Claims 1 until 9 to perform. Computerlesbares Medium, auf dem ein Programmelement nach dem vorhergehenden Anspruch gespeichert ist.Computer-readable medium on which a program element according to the preceding claim is stored.
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