DE19918072A1 - Bedienverfahren und Bedienvorrichtung für einen bildschirmgesteuerten Prozeß - Google Patents

Abstract

Bei einer Bedienvorrichtung (1) und dem Bedienverfahren ist vorgesehen, daß in einer Leitwarte ein auf einem Anzeigeschirm (2) dargestellter Bereich (14) ausgewählt wird, indem von einem Erkennungssystem (10) die räumliche Zeigerichtung (20) der menschlichen Hand (16) erkannt wird. Der Vorteil ist darin zu sehen, daß die Bedienführung des Prozesses durch Handbewegungen ohne fremde Hilfsmittel erfolgen kann. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Anzeigeschirm (2) oder ein Bedienschirm (10), auf dem der ausgewählte Bereich (14) dargestellt wird, durch Projektion einer Benutzeroberfläche auf eine Projektionsfläche (7) gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bedienverfahren, bei dem ein auf einem Anzeigeschirm dargestellter Bereich mit Hilfe eines Zeigeobjekts, insbesondere mit Hilfe der menschlichen Hand, ausgewählt wird. Sie betrifft weiterhin eine Bedienvorrich­ tung, insbesondere für das Prozeßleitsystem einer industriel­ len Anlage, mit einem Anzeigeschirm, mit einem Erkennungssy­ stem und mit einem Verarbeitungssystem, über das der Anzeige­ schirm und das Erkennungssystem miteinander verbunden sind.

In der Leitwarte einer großindustriellen Anlage, beispiels­ weise eines Kraftwerks, wird eine Vielzahl der in der Anlage ablaufenden Prozesse auf einem Anzeigeschirm dargestellt. Der Anzeigeschirm kann als Bild- oder Anzeigewand mit mehreren Bildschirmen ausgestaltet sein. Die Prozesse werden von der Leitwarte aus überwacht und gesteuert. Zur Steuerung eines bestimmten Prozesses wird in der Regel der Bereich des Anzei­ geschirms ausgewählt, in dem der zu steuernde Prozeß darge­ stellt ist. Der ausgewählte Bereich wird üblicherweise auf einem Bedienschirm eines Bedienpults dargestellt, das in räumlicher Entfernung von dem Anzeigeschirm angeordnet sein kann. Über das Bedienpult oder über den Bedienschirm kann der Bediener in die Bedienvorrichtung Prozeßbefehle eingeben. Die Auswahl des Bereichs und die Eingabe der Prozeßbefehle erfol­ gen mit Hilfe einer am Bedienpult vorgesehenen Eingabevor­ richtung, beispielsweise mit einer Maus oder mit einer Tasta­ tur.

Wichtige Kriterien für moderne Leitwarten sind eine hohe Be­ dienfreundlichkeit, d. h. eine einfache und intuitive Bedien­ barkeit sowie eine möglichst ergonomische Ausgestaltung der Leitwarte. Damit wird erreicht, daß sich das Bedienpersonal in erster Linie auf die Überwachung und Steuerung der Pro­ zesse konzentrieren kann und nicht unnötig viel Konzentration auf die eigentliche Bedienhandlung verschwenden muß.

Aus der DE 197 08 240 A1 ist eine Anordnung zur Bedienung ei­ nes bildschirmgesteuerten Prozesses bekannt. Bei dieser An­ ordnung wird mit Hilfe eines Projektors auf eine Projektions­ fläche eine Benutzeroberfläche projiziert, auf der Befehls­ felder, sogenannte "Softkeys", dargestellt sind. Die Eingabe von Befehlen erfolgt durch Auswahl eines entsprechenden Be­ fehlsfelds mit Hilfe der menschlichen Hand, ohne daß eine Be­ rührung der Benutzeroberfläche notwendig ist. Die Bewegung der Hand wird hierzu von einer Kamera erfaßt, und die Kamera­ signale werden an eine Rechnereinheit weitergeleitet. Dort wird der Handbewegung ein Zeigeelement, beispielsweise ein Pfeil, zugeordnet, das mittels des Projektors auf der Benut­ zeroberfläche abgebildet wird. Das Verweilen des Zeigeele­ ments über einem Befehlsfeld wird als dessen Betätigung in­ terpretiert. Die Kamera erfaßt bei der bekannten Anordnung nur die Bewegung der Hand in einer Ebene. Diese Anordnung wird auch als "virtueller Schirm" bezeichnet. Ihr Vorteil liegt darin, daß mit ihr ein bildschirmgesteuerter Prozeß überwacht und gesteuert werden kann, ohne daß konventionelle Geräte, wie Monitor, Tastatur und Maus, notwendig wären. In der Praxis ist man jedoch bestrebt, eine noch höhere Bedien­ freundlichkeit zu erreichen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bedienverfahren sowie eine Bedienvorrichtung für einen bild­ schirmgesteuerten Prozeß anzugeben, bei denen eine einfache und ergonomische Bedienung möglich ist.

Zur Lösung der auf das Bedienverfahren bezogenen Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß ein auf einem Anzeigeschirm dargestellter Bereich mit Hilfe eines Zeigeobjekts, insbeson­ dere mit Hilfe der menschlichen Hand, ausgewählt wird, wobei die räumliche Zeigerichtung des Zeigeobjekts mit Hilfe von einer Detektoreinrichtung ermittelt wird, und wobei anhand der räumlichen Zeigerichtung der Bereich ausgewählt wird.

Dieses Verfahren ermöglicht durch einfache Handbewegungen des Bedieners, beispielsweise von einem Bedienpult aus, Bereiche aus einem Anzeigeschirm in einfacher Weise auszuwählen und einen dem ausgewählten Bereich zugeordneten Befehl oder eine zugeordnete Aktion zu veranlassen. Da keine technischen Ein­ gabegeräte, wie eine Maus oder eine Tastatur, notwendig sind, ist dieses Bedienverfahren für den Bediener besonders bedien­ freundlich und praktisch wartungsfrei. Der Anzeigeschirm ist in einer bedienerfreundlichen Anordnung in Blickrichtung pla­ ziert; er ist insbesondere in etwa vertikal ausgerichtet und kann einige Meter vom Bediener entfernt angeordnet sein. Es ist daher entscheidend, daß die räumliche Zeigerichtung des Zeigeobjekts, also z. B. der Hand oder eines Fingers, ermit­ telt wird. Unter Anzeigeschirm wird hier jegliches Anzeige­ system verstanden, das zur optischen Darstellung von bei­ spielsweise Prozessen und Bedienmenüs geeignet ist. In zweck­ dienlicher Weise sind zur Ermittlung der räumlichen Zeige­ richtung mindestens zwei Detektoren, beispielsweise Minikame­ ras, vorgesehen, deren optische Achsen unter einem von Null verschiedenen Winkel zueinander angeordnet sind.

Bevorzugt wird der ausgewählte Bereich zur Überwachung oder zur Steuerung des Prozesses auf einem Bedienschirm, insbeson­ dere auf dem Bedienschirm eines Bedienpults, angezeigt.

In einer besonders zweckdienlichen Ausführung werden der An­ zeigeschirm und/oder der Bedienschirm durch Projektion einer Benutzeroberfläche auf eine Projektionsfläche gebildet. Die Projektionsfläche ist bevorzugt eine ebene Platte oder auch eine Leinwand. Die projizierte Benutzeroberfläche bildet also quasi einen "virtuellen" Anzeige- oder Bedienschirm. Anzeige- bzw. Bedienschirm sind in der Regel identisch.

Der entscheidende Vorteil dieser Ausführung ist darin zu se­ hen, daß keine herkömmlichen Anzeigeschirme oder Bedien­ schirme erforderlich sind, sondern daß nahezu jede Fläche als Projektionsfläche und damit als Anzeige- oder Bedienschirm verwendet werden kann. Eine solche Projektionsfläche ist bei­ spielsweise eine Arbeitsfläche für das Bedienpersonal, die auch anderweitig, beispielsweise als Schreibtisch, benutzt werden kann. Als Projektionsfläche wird bevorzugt eine Platte aus Kunstharz verwendet, die mit einer speziellen Projekti­ onsfolie versehen sein kann.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn bei der Bedienung mit der Hand eine bestimmte Geste von einem Mustererkennungssystem als solche identifiziert und wenn dann eine der Geste zuge­ ordnete Funktion, beispielsweise ein Befehl, ausgelöst wird. Die Identifizierung geschieht beispielsweise durch einen Ver­ gleich von im Mustererkennungssystem gespeicherten Gesten mit Gesten, die von den Detektoren erfaßt werden. Mit Hilfe des Mustererkennungssystems werden in bevorzugter Weise auch ver­ schiedene Gesten unterschieden und unterschiedlichen Befehlen zugeordnet. Mit der Hand können also mit einer Art Zeichen­ sprache unterschiedliche Befehle eingegeben werden.

Von besonderem Vorteil ist weiterhin, wenn das Zeigeobjekt als Positionselement auf dem Anzeigeschirm und/oder als Zei­ geelement auf dem Bedienschirm dargestellt wird, um dem Be­ diener optisch anzuzeigen, wo er mit seiner Hand hindeutet.

Mit Hilfe der Detektoren wird also nicht nur die räumliche Zeigerichtung im Hinblick auf den Anzeigeschirm ermittelt, sondern zusätzlich oder alternativ wird auch die Zeigerich­ tung im Hinblick auf den Bedienschirm ermittelt. Dies ge­ schieht vorzugsweise mit den gleichen Detektoren. Je nach An­ ordnung in Relation zu dem Bedienschirm ist zur Ermittlung der Position des Zeigeobjekts bezüglich des Bedienschirms ein einziger Detektor ausreichend. Eine zweidimensionale Aufnahme für die Bestimmung der Position des Zeigeobjekts über dem Be­ dienschirm ist also unter Umständen ausreichend.

Vorzugsweise wird zum Auslösen eines Prozeßbefehls ein auf dem Bedienschirm dargestelltes Bedienfeld durch unmittelbare Berührung des Bedienschirms im Bereich des Bedienfelds nach Art eines "Touchscreen" betätigt. Der Bedienschirm ist hier­ bei also als ein berührungsempfindlicher Schirm ausgebildet, wobei die Berührungserkennung bevorzugt durch die Detektoren erfolgt. Alternativ wird das Bedienfeld mit Hilfe eines auf dem Bedienschirm dargestellten und bewegbaren Zeigeelements betätigt. Das Zeigeelement ist beispielsweise als Mauszeiger dargestellt. Bevorzugt wird es mit Hilfe des Zeigeobjekts, also z. B. der menschlichen Hand, geführt, dessen Bewegung von dem Detektor erkannt wird. In gleicher Weise wird insbeson­ dere auch ein auf dem Anzeigeschirm dargestelltes Bedienfeld betätigt.

Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ergibt sich, wenn der Anzeigeschirm und/oder der Bedienschirm durch Projektion der Benutzeroberfläche auf die Projektionsfläche gebildet sind und wenn ein auf der Benutzeroberfläche dargestelltes Bedien­ feld berührungslos mit Hilfe der Detektoren und der menschli­ chen Hand betätigt werden kann. Denn in diesem Fall ist kei­ nerlei Hardware, wie Bildschirm, Tastatur, Maus oder ähnli­ ches, zur Bedienung des bildschirmgesteuerten Prozesses er­ forderlich. Die Bedienung erfolgt also quasi "virtuell" und unabhängig von Bediengeräten.

Das Bedienfeld wird vorzugsweise dadurch betätigt, daß mit dem Zeigeobjekt eine Betätigungsgeste vorgenommen wird, die als solche von dem Mustererkennungssystem erkannt wird. Ein solche Betätigungsgeste ist beispielsweise das Ballen einer Faust oder das Zeigen einer bestimmten Fingerkombination. Al­ ternativ wird zum Betätigen das Zeigeelement eine vorgegebene Zeitdauer auf dem Bedienfeld gehalten. Ein Verweilen mit dem Zeigeelement auf einem Bedienfeld wird also als ein Betätigen des Bedienfelds gewertet.

Zur leichteren Bedienung wird die Bewegung des Positionsele­ ments und die des Zeigeelements gedämpft, um ein Zittern zu unterdrücken.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Zu­ griffsberechtigung für die Bedienung des Prozesses anhand ei­ ner Markierung am Zeigeobjekt identifiziert. Diese Markierung kann optisch, elektrisch oder auch magnetisch ausgestaltet sein. Sie ist beispielsweise ein entsprechend ausgestalteter Ring, der von der berechtigten Person an einem Finger getra­ gen wird.

Bevorzugt wird das Verfahren zur Steuerung eines Prozeßleit­ systems von der Leitwarte einer industriellen Anlage aus ver­ wendet. Die Anlage ist insbesondere ein Kraftwerk zur Ener­ gieerzeugung.

Bei einem bestehenden Prozeßleitsystem wird in zweckdienli­ cher Weise ein konventionelles Eingabegerät zur Bedienung des bildschirmgesteuerten Prozesses, beispielsweise eine Maus oder eine Tastatur, simuliert. Dies hat den entscheidenden Vorteil, daß das hier beschriebene Verfahren leicht und ohne wesentliche softwaretechnische Änderungen in ein bereits be­ stehendes Leitwartenkonzept eingefügt werden kann.

Bevorzugt wird bei dem Verfahren auch ein vom Prozeßleitsy­ stem unabhängiges Fremdsystem angesteuert. Das Bedienverfah­ ren ist also offen aufgebaut und nicht auf das Prozeßleitsy­ stem beschränkt. Beispielsweise können mit dem Bedienverfah­ ren neben dem Prozeßleitsystem auch Überwachungskameras, Kli­ maanlagen oder weitere Komponenten der Gebäude- und Anlagen­ technik bedient werden.

Zur Lösung der auf die Bedienvorrichtung für einen bild­ schirmgesteuerten Prozeß gerichteten Aufgabe umfaßt eine sol­ che Bedienvorrichtung gemäß der Erfindung einen Anzeige­ schirm, ein Erkennungssystem und ein Verarbeitungssystem, über das der Anzeigeschirm und das Erkennungssystem miteinan­ der verbunden sind. Das Erkennungssystem weist dabei eine De­ tektoreinrichtung auf, welche zur Ermittlung der räumlichen Zeigerichtung eines Zeigeobjekts ausgestattet ist. Das Erken­ nungssystem ist weiterhin zur Identifizierung und zur Auswahl eines auf dem Anzeigeschirm dargestellten Bereichs anhand der ermittelten Zeigerichtung ausgebildet.

Die Bedienvorrichtung ist insbesondere für das Prozeßleitsy­ stem in einer Leitwarte einer industriellen Anlage, insbeson­ dere in einer Kraftwerksanlage zur Energieerzeugung, vorgese­ hen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Bedienvorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Die im Hinblick auf das Bedien­ verfahren beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen und Vor­ teile sind sinngemäß auch auf die Bedienvorrichtung zu über­ tragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Bedienvorrichtung in einer schematischen Dar­ stellung und

Fig. 2 eine Prinzipschaltung der elektrischen Signale und Komponenten der Bedienvorrichtung.

Für gleichwirkende Teile werden in den Figuren dieselben Be­ zugszeichen verwendet.

Die in Fig. 1 dargestellte Bedienvorrichtung 1 stellt eine typische Anordnung in einer zentralen Leitwarte eines Kraft­ werks dar. Die Bedienvorrichtung 1 umfaßt einen als Anzeige­ wand ausgestalteten Anzeigeschirm 2 mit einer Anzahl von ne­ beneinander angeordneten Bildschirmen 4, ein Bedienpult 6 mit einem Bedienschirm 7, ein Verarbeitungssystem 8 und ein Er­ kennungssystem 10.

Auf dem Anzeigeschirm 2 werden bestimmte leittechnische Pro­ zesse des Kraftwerks dargestellt. Mit Hilfe der Bedienvor­ richtung 1 können diese Prozesse zentral von der Leitwarte aus überwacht und gesteuert werden. Zur Steuerung eines die­ ser Prozesse wird in der Regel so vorgegangen, daß von dem Anzeigeschirm 2 ein begrenzter Bereich 14 oder ein bestimmter Bildschirm 4 ausgewählt und auf dem Bedienschirm 7 darge­ stellt wird. Prinzipiell kann auch der Anzeigeschirm 2 als Bedienschirm 7 herangezogen werden. Vorliegend wird der Pro­ zeß vom Bedienpult 6 aus gesteuert. Hierzu wird mit Hilfe ei­ nes Zeigeobjekts 16, insbesondere mit Hilfe der menschlichen Hand, ein Steuer- oder Prozeßbefehl ausgelöst, wie weiter un­ ten näher erläutert wird. Der Prozeßbefehl wird vom Erken­ nungssystem 10 erkannt und über das Verarbeitungssystem 8 an ein Prozeßleitsystem 18 der Anlage weitergeleitet.

Im Ausführungsbeispiel wird der Bedienschirm 7 durch Projek­ tion einer Benutzeroberfläche auf eine Projektionsfläche 11, beispielsweise auf die Oberfläche des Bedienpults 6, erzeugt. Die Projektion erfolgt mit Hilfe eines Projektors 12, der mit dem Verarbeitungssystem 8 in Verbindung steht. Die Benutzer­ oberfläche kann vom Projektor 12 von oben - wie dargestellt - oder auch von unten auf die Projektionsfläche 11 des Bedien­ pults 6 projiziert werden. Bei der Projektion von unten er­ fordert dies, daß zumindest ein Teilbereich der Oberfläche 7 transparent als spezielle Projektionsfläche 11 ausgebildet ist. Auch der Anzeigeschirm 2 kann in gleicher Weise durch Projektion erzeugt sein. Alternativ können auch herkömmliche Bildschirme verwendet werden.

Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist darin zu sehen, daß die Auswahl des Bereichs 14 in einfacher und ergonomischer Weise erfolgt, indem mit dem Finger der Hand 16 auf den Bereich 14 auf dem Anzeigeschirm 2 gedeutet wird. Die räumliche Zeige­ richtung 20 der Hand 16 wird mit Hilfe des Erkennungssy­ stems 10 identifiziert. Dieses umfaßt eine Detektoreinrich­ tung 22A, 22B und ein Mustererkennungssystem 22. Die Detek­ toreinrichtung 22A, 22B ist zur Ermittlung der räumlichen Zeigerichtung (20) ausgebildet. Hierzu reicht ein entspre­ chend ausgebildeter, spezieller Detektor aus. Im Ausführungs­ beispiel sind zwei bevorzugt optische Detektoren 22A, 22B vorgesehen. Deren optische Achsen 24A, 24B sind zueinander unter einem von Null verschiedenen Winkel angeordnet, um die räumliche Zeigerichtung 20 messen zu können. Zur besseren Identifizierung der räumlichen Zeigerichtung 20 sind vorzugs­ weise weitere (nicht gezeigte) Detektoren angeordnet. Die De­ tektoren 22A, 22B sind bevorzugt als optische CCD-Kameras ausgestaltet. Anhand der ermittelten Zeigerichtung 20 wird der Bereich 14 von dem Verarbeitungssystem 8 identifiziert. Um für den Bediener der Bedienvorrichtung 1 kenntlich zu ma­ chen, wohin seine Hand 16 im Augenblick zeigt, wird auf dem Anzeigeschirm 2 die ermittelte Zeigerichtung 20 in Form eines entsprechend gerichteten Positionselements 26 dargestellt.

Die Auswahl des Bereichs 14 erfolgt entweder automatisch, wenn das Positionselement 26 eine gewisse Zeitdauer auf dem Bereich 14 verbleibt, oder wenn eine bestimmte Auswahlgeste von der Hand 16 vorgenommen wird. Eine solche Geste kann bei­ spielsweise das Ballen einer Faust sein. Diese Geste wird von den Detektoren 22A, 22B aufgenommen und von dem Mustererken­ nungssystem 28 als eine solche Auswahlgeste erkannt. Bei­ spielsweise kann durch diese Geste der Anzeigeinhalt eines ausgewählten Sektors des Anzeigeschirms 2 auf den Bedien­ schirm 7 geschaltet werden.

Zur Bedienung des virtuellen Bedienschirms 7 wird bevorzugt das Erkennungssystem 10 oder ein zusätzliches Erkennungssy­ stem herangezogen. Mit Hilfe der Detektoren 22A, 22B wird die Position des Zeigeobjekts, also hier der Hand 16, identifi­ ziert, und es wird dieser Position auf dem Bedienschirm 7 ein Zeigeelement 32 zugeordnet. Für diese Zuordnung ist eine räumliche Erfassung der Hand 16 nicht zwingend erforderlich. Vielmehr ist eine zweidimensionale Erfassung ausreichend, die bereits mit einem einzigen Detektor 22A vorgenommen werden kann.

Zum Auslösen eines Prozeßbefehls wird das Zeigeelement 32 mit Hilfe der Hand 16 auf ein auf dem Bedienschirm 7 dargestell­ tes Bedienfeld 34 geführt, welches beispielsweise durch eine Betätigungsgeste der Hand 16 betätigt wird. Die Betätigung des Bedienfelds 34 wird von dem Erkennungssystem 10 erkannt, und über das Verarbeitungssystem 8 wird an das Leitsystem 18 ein dem Bedienfeld 34 zugeordnetes Signal S übermittelt. Es können aber auch direkte Bedienungen über den Anzeigeschirm 2 erfolgen.

Auf dem Bedienpult 6 ist zusätzlich zum Bedienschirm 7 oder im Bedienschirm 7 integriert ein Bedienbereich 36 vorgesehen. Dieser Bedienbereich 36 wird insbesondere ebenfalls durch Projektion einer entsprechenden Benutzeroberfläche erzeugt. Mit Hilfe des Bedienbereichs 36 können bedientechnische Vor­ gänge vorgenommen werden, wie z. B. die Hell-Dunkel-Einstel­ lung der Bildschirme 4 oder die Zusammenstellung und Organi­ sation der auf dem Anzeigeschirm 2 dargestellten leittechni­ schen Prozesse.

Bei dem Bedienverfahren kann vorgesehen sein, daß für die Steuerung von bestimmten Prozessen Zugangsberechtigungen not­ wendig sind. Anstelle von Berechtigungscodes wird die Zu­ griffsberechtigung bevorzugt mit Hilfe einer Markierung am Zeigeobjekt 16, beispielsweise mit Hilfe eines Rings 40, überprüft. Der Ring 40 weist hierzu insbesondere eine opti­ sche Markierung auf.

Die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführung der Bedien­ vorrichtung 1 kommt ohne konventionelle Eingabegeräte und konventionelle Bildausgabegeräte aus. Es können jedoch auch zusätzlich zu dem Erkennungssystem 10 konventionelle Anzeige­ geräte oder Eingabegeräte, wie beispielsweise berührungsemp­ findliche Bildschirme, eingesetzt werden.

Aus der Prinzipschaltung gemäß Fig. 2 ist zu entnehmen, daß das Erkennungssystem 10 mit dem Verarbeitungssystem 8 in Ver­ bindung steht. Dieses wiederum steht in Verbindung mit dem Anzeigeschirm 2, mit dem Bedienschirm 7, mit dem Bedienbe­ reich 36, mit dem Projektor 12, mit dem Prozeßleitsystem 18 sowie mit einem von dem Prozeßleitsystem 18 unabhängigen Fremdsystem 42.

Das Erkennungssystem 10 weist das Mustererkennungssystem 28 und die zwei Detektoren 22A, 22B auf. Deren Signale werden an das Mustererkennungssystem 28 geleitet und dort ausgewertet. In Abhängigkeit beispielsweise einer bestimmten Geste erkennt das Mustererkennungssystem 28, welche Aktion vom Bediener ge­ wünscht wird. Beispielsweise wird als das maßgebende Ereignis die Zeigerichtung 20 identifiziert. Nach dieser Auswertung leitet das Mustererkennungssystem 28 ein Signal an ein be­ stimmtes Modul in dem Verarbeitungssystem 8 weiter, wie es nachfolgend erläutert wird.

Falls die Position der Hand 16 oder ihre Zeigerichtung 20 vom Mustererkennungssystem 28 als maßgebend erkannt wurde, wird ein entsprechendes Signal A1 an einen Generator 44 weiterge­ leitet, der zur Erzeugung des Positionselements 26 und/oder des Zeigeelements 32 dient. Vom Generator 44 wird hierzu das von ihm erzeugte Signal A1' an einen Verteiler 46 für Bildsi­ gnale weitergeleitet. Dieser gibt dann ein entsprechendes Bildsignal B1 an den Anzeigeschirm 2 zur Darstellung des Po­ sitionselements 26 und/oder ein Bildsignal B2 zur Darstellung des Zeigeelements 32 auf dem Bedienschirm 7 weiter. Wenn das Zeigeelement 32 oder das Positionselement 26 durch Projektion erzeugt werden soll, wird ein Bildsignal B3 an den Projek­ tor 12 weitergeleitet.

Entsprechend wird verfahren, wenn über den Bedienbereich 36 eine Eingabe erfolgen soll. Von dem Mustererkennungssystem 28 wird in diesem Fall ein Signal A2 an ein Modul 48 für den Be­ dienbereich 36 und von dort ein aufbereitetes Signal A2' an den Verteiler 46 weitergeleitet. Dieser gibt Bildsignale B1, B2, B3 oder ein Bildsignal B4 an den Bedienbereich 36 weiter. Mit den Bildsignalen B1 bis B4 wird beispielsweise auch der Hell-Dunkel-Kontrast der Anzeigewand 2, des Bedienschirms, des Projektors 12 bzw. des Bedienbereichs 36 beeinflußt.

Sobald von dem Mustererkennungssystem 28 erkannt wird, daß ein Bedienfeld 34 zur Steuerung des Prozeßleitsystems 18 be­ tätigt wurde, wird ein entsprechendes Signal A3 an eine erste Steuereinheit 50 weitergeleitet. Diese wandelt das Signal A3 in einen dem Bedienfeld 34 zugeordneten Prozeßbefehl P um und leitet den Prozeßbefehl P an das Prozeßleitsystem 18.

Mit dem Bedienverfahren kann auch das von dem Prozeßleitsy­ stem 18 unabhängige Fremdsystem 42 angesteuert werden. In diesem Fall wird ein entsprechendes Signal A4 an eine zweite Steuereinheit 52 für das Fremdsystem 42 übermittelt, welche dieses Signal A4 in ein Steuersignal 5 für das Fremdsystem 42 umsetzt und es an letzteres übermittelt.

Die Informationen vom Prozeßleitsystem 18 oder vom Fremdsy­ stem 42 über deren Betriebszustände werden in Form von Infor­ mationssignalen I1 bzw. I2 an das Verarbeitungssystem 8 über­ mittelt. Die Informationssignale I1, I2 werden in der ersten Steuereinheit 50 bzw. in der zweiten Steuereinheit 52 sowie im Verteiler 46 verarbeitet. Letzterer sorgt dafür, daß die vom Prozeßleitsystems 18 gesteuerten Prozesse oder die Be­ triebszustände des Fremdsystems 32 auf der Anzeigewand 2 oder auf dem Bedienschirm 10 grafisch dargestellt werden.

Die dargestellte Bedienvorrichtung 1 zeichnet sich dadurch aus, daß bei ihr insbesondere auf konventionelle Eingabege­ räte sowie konventionelle Anzeigegeräte verzichtet wird. In die Bedienvorrichtung 1 können allerdings ohne Probleme auch konventionelle Geräte integriert werden. Hierfür sind das Er­ kennungssystem 30, der Generator 44, das Modul 48, die erste Steuereinheit 50 und gegebenenfalls die zweite Steuerein­ heit 52 entscheidend. Mit diesen Komponenten können herkömm­ liche Eingabegeräte simuliert werden. Bei einer bereits be­ stehenden Bedienvorrichtung mit konventionellen Eingabegerä­ ten können diese in einfacher Weise ersetzt werden, ohne daß wesentliche Eingriffe in die Bediensteuerung oder in das Pro­ zeßleitsystem 18 notwendig wären.

Claims (19)

1. Bedienverfahren für einen bildschirmgesteuerten Prozeß, bei dem ein auf einem Anzeigeschirm (2) dargestellter Be­ reich (14) mit Hilfe eines Zeigeobjekts (16), insbesondere mit Hilfe der menschlichen Hand, ausgewählt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die räumli­ che Zeigerichtung (20) des Zeigeobjekts (16) mit Hilfe einer Detektoreinrichtung (22A, 22B) ermittelt wird, und daß anhand der räumlichen Zeigerichtung (20) der Bereich (14) ausgewählt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die räumli­ che Zeigerichtung (20) mit Hilfe von mindestens zwei Detekto­ ren (22A, 22B) ermittelt wird, deren optische Achsen (24A, 24B) unter einem von Null verschiedenen Winkel zueinander an­ geordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ausge­ wählte Bereich (14) auf einem Bedienschirm (10), insbesondere eines Bedienpults (6), angezeigt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzei­ geschirm (2) und/oder der Bedienschirm (10) durch Projektion einer Benutzeroberfläche auf eine Fläche gebildet wer­ den/wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Zeigeobjekt (16) eine bestimmte Geste vorgenommen wird, die von einem Mustererkennungssystem (28) als solche identifi­ ziert wird, und daß der bestimmten Geste eine Funktion zuge­ ordnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeige­ objekt (16) als Positionselement (26) auf dem Anzeige­ schirm (4) und/oder als Zeigeelement (32) auf dem Bedien­ schirm (10) dargestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prozeß­ befehl (P) ausgelöst wird, indem ein auf dem Anzeige­ schirm (4) oder auf dem Bedienschirm (10) dargestelltes Be­ dienfeld (34) durch Berührung oder mit Hilfe eines auf dem Anzeigeschirm (4) bzw. Bedienschirm (10) dargestellten und bewegbaren Zeigeelements (32) betätigt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Bewegung des Zeigeobjekts (16) hervorgerufene Bewegung des Positionselements (26) und/oder die Bewegung des Zeige­ elements (32) gedämpft wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zu­ griffsberechtigung für die Bedienung des Prozesses anhand ei­ ner Markierung am Zeigeobjekt (16) identifiziert wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung zur Steuerung eines Prozeßleitsystems (18) von der Leitwarte ei­ ner industriellen Anlage aus.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem bestehenden Prozeßleitsystem (18) ein konventionelles Einga­ begerät zur Bedienung des bildschirmgesteuerten Prozesses si­ muliert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß auch ein vom Prozeßleitsystem (18) unabhängiges Fremdsystem (42) ange­ steuert wird.

13. Bedienvorrichtung (1) für einen bildschirmgesteuerten Prozeß, insbesondere für das Prozeßleitsystem (18) einer in­ dustriellen Anlage, mit einem Anzeigeschirm (4), mit einem Erkennungssystem (30) und mit einem Verarbeitungssystem (8), über das der Anzeigeschirm (4) und das Erkennungssystem (30) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Erken­ nungssystem (30) eine Detektoreinrichtung (22A, 22B) umfaßt, die zur Ermittlung der räumlichen Zeigerichtung (20) eines Zeigeobjekts (16) ausgelegt ist, und daß das Erkennungssy­ stem (30) zur Auswahl eines auf dem Anzeigeschirm (4) darge­ stellten Bereichs anhand der ermittelten Zeigerichtung (20) ausgebildet ist.

14. Bedienvorrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Detek­ toreinrichtung (22A, 22B) mindestens zwei Detektoren (22A, 22B) umfaßt, deren optische Achsen (24A, 24B) unter einem von Null verschiedenen Winkel zueinander angeordnet sind.

15. Bedienvorrichtung (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Verar­ beitungssystem (8) mit dem Bedienschirm (10) eines Bedien­ pults (6) zur Anzeige des ausgewählten Bereichs (14) auf dem Bedienschirm (10) verbunden ist.

16. Bedienvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzei­ geschirm (4) oder der Bedienschirm (10) durch Projektion ei­ ner Benutzeroberfläche auf eine Projektionsfläche mit Hilfe eines Projektors (12) gebildet ist.

17. Bedienvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei der ein Modul (48) zur Erzeugung eines Positionsele­ ments (26) auf dem Anzeigeschirm (4) vorgesehen ist, wobei der Ort des Positionselements (26) auf dem Anzeigeschirm (4) der Zeigerichtung (20) des Zeigeobjekts (16) zugeordnet ist.

18. Bedienvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem das Erkennungssystem (30) ein Mustererkennungssy­ stem (28) aufweist.

19. Bedienvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei dem das Verarbeitungssystem (8) und/oder das Erkennungs­ system (30) neben dem Prozeßleitsystem (18) auch mit einem von diesem unabhängigen Fremdsystem (42) verbindbar sind.