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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Inspektionsvorrichtung, insbesondere Kanalrohrinspektionsvorrichtung gemäß dem Schutzanspruch 1.
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Im Zuge der voranschreitenden Technisierung werden unter anderem verstärkt Lösungen für Aufgabengebiete und Tätigkeiten gesucht, die von Menschen ungern oder nur unter Gefährdung ihres Lebens oder ihrer Gesundheit durchgeführt werden können. Unter diese Tätigkeiten fällt, teilweise aufgrund einer möglichen Gesundheitsgefährdung, teilweise auch aufgrund sehr beschränkter Platzverhältnisse, die Untersuchung von Rohren, insbesondere Kanalrohren bzw. Abwasserrohren.
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In diesem Bereich hat es sich durchgesetzt, die Rohre unter Verwendung eines bildgebenden Verfahrens, d. h. also durch eine Einführung einer Kamera in das Rohr und ein Fortbewegen derselben in dem Kanalrohrnetz zu untersuchen. Dadurch kann eine visuelle Inspektion durch eine Person vor Ort entfallen. Die visuelle Inspektion kann durch den Inspektor bequem an einem Bildschirm außerhalb des Kanalsystems erfolgen, wobei er die entsprechenden Rohre nicht selbst von innen in Augenschein nehmen muss. Somit kann gezielt nach Beschädigungen in Rohrsystemen gesucht werden, woraufhin sich der Aufenthalt im Rohr- bzw. Kanalnetz auf die reine Reparaturtätigkeit, die aufgrund der Ergebnisse Inspektion veranlasst werden kann, beschränken kann. Bei Rohren mit einem für eine Begehung zu engen Durchmesser kann gezielt die zu reparierende Stelle aufgefunden werden, was ansonsten aufgrund der Platzverhältnisse nicht möglich wäre.
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Hierfür zum Einsatz kommende Vorrichtungen weisen in der Regel eine Kamera zur Erzeugung von Bildern und eine Anzeige bzw. einen Bildschirm zur Darstellung der von der Kamera erzeugten Bilder auf. Die Kamera und die Anzeigevorrichtung sind in der Regel durch eine Bildleitung verbunden. Die Kamera kann einerseits mit einem Fahrantrieb an der Kamera bzw. einem Fahrantrieb, auf welchem die Kamera montiert ist oder mit einer Schiebevorrichtung, insbesondere Schiebestab oder Schiebegestänge, ausgebildet sein, so dass sie im Rohr beweglich ist.
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In jüngster Zeit besteht die Tendenz, immer hochauflösendere Kameras vorzusehen, um die Qualität der Inspektion entsprechend verbessern zu können. Dies steht jedoch in einem gewissen Widerspruch zu den herkömmlichen Übertragungsverfahren, in welchen die Bilder in der Regel in einer digitalisierten Art und Weise mittels Kompressionsverfahren übertragen werden, um die entsprechenden Bandbreiten bereitstellen zu können. Durch die Komprimierung wird in der Regel wiederum Bildqualität verloren, was dem Streben nach einer höheren Auflösung und einer besseren Bildqualität widerspricht.
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Deshalb wurde in der
DE 20 2014 002 265 U1 eine Inspektionsvorrichtung zur Inspektion des Inneren von Rohren, Rohrleitungen, Schächten, Brunnenanlagen und Erdbohrungen, insbesondere Kanalrohrinspektionsvorrichtung vorgeschlagen, die dazu ausgebildet ist, Bilder unkomprimiert zu übertragen. Hierzu kann beispielsweise die HDCVI-Übertragungstechnik Anwendung finden. Damit können analoge Bilder übertragen werden.
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Der Gegenstand der
DE 20 2014 002 265 U1 sorgt zwar für eine gute Bildübertragung, für längere Übertragungsstrecken werden jedoch elektronische Hilfsmittel benötigt, da das Signal über längere Strecken an Qualität verliert.
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Demnach ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Inspektionsvorrichtung anzugeben, die eine möglichst gute Bildqualität für einen Betrachter bei einer dem Stand der Technik gegenüber verlängerten Übertragungsstrecke zur Verfügung stellen kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Inspektionsvorrichtung, insbesondere Kanalrohrinspektionsvorrichtung mit den Merkmalen, die in Anspruch 1 wiedergegeben sind, gelöst.
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Demnach wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch eine Inspektionsvorrichtung mit einer Bilderzeugungsvorrichtung zur Erzeugung von Bildern und einer Anzeigevorrichtung zur Darstellung der von der Bilderzeugungsvorrichtung erzeugten Bilder gelöst, wobei die Bilderzeugungsvorrichtung und die Anzeigevorrichtung über eine Bildleitung direkt oder indirekt in Verbindung stehen. Die Vorrichtung ist dazu ausgebildet, die Bilder über die Bildleitung im HD-SDI-Standard oder insbesondere im EX-SDI-Standard oder über einen Abschnitt der Bildleitung im HD-SDI-Standard und über einen weiteren Abschnitt der Bildleitung im EX-SDI-Standard zu übertragen. Dadurch wird die Bildqualität auf einem hohen Niveau erhalten, wobei große Übertragungsdistanzen sichergestellt sind. Die größte Übertragungsdistanz stellt EX-SDI mit bis zu 600 m sicher. Für Anwendungen mit Distanzen bis 200 m ist HD-SDI geeignet. Im Gedanken der vorliegenden Erfindung ist aber auch eine Umsetzung eines HD-SDI-Signals in ein EX-SDI-Signal enthalten, so dass beispielsweise eine mit HD-SDI-Kamera ausgestattete Vorrichtung einfach für Distanzen, die nur mit EX-SDI erreichbar sind, zugänglich wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Bildübertragung unkomprimiert. Dadurch kann ein Bildsignal mit hoher Qualität übermittelt werden.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform weist die Bilderzeugungsvorrichtung und/oder die Anzeigevorrichtung und/oder die Bildleitung eine HD-SDI-Schnittstelle auf. Zusätzlich oder alternativ kann die Bilderzeugungsvorrichtung und/oder die Anzeigevorrichtung und/oder die Bildleitung eine EX-SDI-Schnittstelle aufweisen.
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Die Bildleitung weist in einer entsprechenden bevorzugten Ausführungsform ein Koaxialkabel auf, über welches die Bilddaten bzw. das Bild übermittelt werden. Dies ermöglicht eine Umrüstung bestehender, analog arbeitender Vorrichtungen ohne einen Austausch der Verkabelung. Alternativ kann das Bild auch über anderweitig geeignete und dem Fachmann bekannte oder von diesem leicht zu identifizierende Kabel übertragen werden, wie beispielsweise Netzwerkkabel, twisted-pair-Kabel etc.
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Optional ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, die Bilder kodiert zu übertragen, insbesondere gemäß einem Non-Return-to-Zero-Standard oder einem Non-Return-to-Zero-Inverted-Standard. Die stellt eine sichere Übertragung sicher.
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Die Vorrichtung weist in einer bevorzugten Ausführungsform eine EX-SDI-Kamera und eine EX-SDI-Anzeigevorrichtung, beispielsweise einen EX-SDI-Receiver auf. Dies stellt die hohe Übertragungsreichweite von EX-SDI bei minimaler Bauteile-Anzahl sicher. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Vorrichtung eine HD-SDI-zu-EX-SDI-Schnittstelle und/oder eine EX-SDI-zu-HD-SDI-Schnittstelle aufweist. Damit können HD-SDI-Komponenten wenigstens teilweise(weiter)verwendet werden, auch wenn große Distanzen der Bildübertragung zu bewältigen sind.
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Die Vorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, eine 2-Wege-Übertragung durchzuführen. Hierzu werden vorzugsweise drei Signale, nämlich Video, Audio und ein Datensignal verwendet, wobei die 2-Wege-Übertragung für das Datensignal realisiert ist. Das Datensignal dient unter anderem zur Übertragung von Steuersignalen sowie Informationsdaten. Dadurch sind alle nötigen Signale über ein Kabel, bevorzugt das Koaxialkabel, übertragbar, was zu einer einfachen Verkabelung und trotzdem einer reibungslosen Übertragung führt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung ausgebildet, eine Datenübertragung in Echtzeit zu realisieren. Hierdurch können insbesondere fehlerhafte Rohr- bzw. Kanalabschnitte zuverlässig festgestellt werden. Die Bilderzeugungsvorrichtung ist vorzugsweise als Kamera ausgebildet, wobei an dieser Stelle anzumerken ist, dass auch andere bildgebende Verfahren denkbar sind. Zusätzlich können zusammen mit der Bilderzeugungsvorrichtung und/oder als Ersatz für die Bilderzeugungsvorrichtung andere Sensoren Einsatz finden, die über bildgebende Verfahren oder anderweitige Sensorsignale die Qualität des Rohrnetzes beurteilen können. Die Bilderzeugungsvorrichtung bzw. die Sensoren sind vorzugsweise als Schiebeeinheit oder als Fahrwagen ausgebildet bzw. auf einem Fahrwagen angeordnet. Dadurch ist eine sichere Fortbewegung durch das Kanalnetz sichergestellt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Bildleitung bzw. ein Teil davon als Vorschub-Vorrichtung ausgebildet, so dass die Bilderzeugungsvorrichtung oder die entsprechenden Sensoreinheiten mittels der Bildleitung bzw. der Signalleitung vorgeschoben werden können.
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Weitere Aufgaben und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in der folgenden Figurenbeschreibung verdeutlicht, die unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung angefertigt wurde. Die Zeichnung zeigt in
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1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die vorliegende Erfindung sei nunmehr beispielhaft an der in 1 dargestellten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrinspektionsvorrichtung in Form einer Kanalinspektionsvorrichtung 10 erläutert. Die Vorrichtung 10 gemäß der beschriebenen Ausführungsform weist eine Bilderzeugungsvorrichtung 12 zur Erzeugung von Bildern und eine Anzeigevorrichtung 14 zur Darstellung der von der Bilderzeugungsvorrichtung 12 erzeugten Bilder auf.
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Die Bilderzeugungsvorrichtung 12 weist eine Kamera auf, die Anzeigevorrichtung 14 weist zur Darstellung der von der Bilderzeugungsvorrichtung 12 übermittelten Bilder einen Bildschirm auf. Die Bilderzeugungsvorrichtung 12 und die Anzeigevorrichtung 14 sind über eine Bildleitung 16, welche in der beschriebenen Ausführungsform als Koaxialkabel realisiert ist, verbunden.
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Die Bilder werden unkomprimiert im EX-SDI-Standard (Extended Serial Digital Interface) von der Bilderzeugungsvorrichtung 12 über die Bildleitung 16 zu der Anzeigevorrichtung 14 übertragen. Die Bilderzeugungsvorrichtung 12 und die Anzeigevorrichtung 14 sowie auch die Bildleitung 16 sind angepasst, auf Basis des EX-SDI-Standards zu arbeiten.
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In alternativen Ausführungsformen wäre auch die Verwendung eines HD-SDI-Standards (High Definition Serial Digital Interface) denkbar, wobei in diesem Fall die voranstehend genannten Komponenten dazu ausgebildet sind, im HD-SDI-Standard zu arbeiten. In einer weiteren möglichen Alternative weist die Vorrichtung 10 eine HD-SDI-zu EX-SDI-Schnittstelle und/oder eine EX-SDI zu HD-SDI-Schnittstelle auf, so dass die Vorzüge der Übertragungsdistanz von EX-SDI auch bei mit wenigstens teilweise mit HD-SDI-Komponenten bestückten Vorrichtungen einsetzbar und nutzbar ist.
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Die Bilder werden aufgrund der geringen Latenzen der Vorrichtung 10 in einer Echtzeit-Darstellung in der Original-Qualität übertragen und ausgegeben.
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Zusätzlich ist die Übertragung von drei Signalen, insbesondere Video, Audio und Daten bzw. Steuerung über ein Kabel möglich und in der vorliegenden Ausführungsform auch realisiert, was die Beschränkung auf das vorstehend erwähnte Koaxialkabel ermöglicht. Durch die Nutzung des EX-SDI-Standards sind lange Distanzen für die Bildübertragung von 600 m und mehr üblich und realisierbar, was im Rahmen der bisherigen Technologien nicht erreicht werden konnte. Für größere Distanzen können in der Bildleitung angeordnete Repeater Verwendung finden Die Datenübertragung erfolgt in Echtzeit. Die Daten
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Die Bilderzeugungsvorrichtung 12 ist, wie vorstehend erwähnt, in Form einer Kamera realisiert und auf einem Fahrwagen 18 montiert. In alternativen Ausführungsformen kann die Kamera als Schiebeeinheit bzw. selbst als Fahrwagen ausgebildet sein. Der Fahrwagen 18 weist eine Bilderzeugungsvorrichtungs-Aufnahme 20 bzw. Kamera-Aufnahme, sowie entsprechende Räder 22 auf. Die Bildleitung 16 ist ausgebildet, um auch Steuersignale (Kontrollsignale) an den Fahrwagen 18 zu übermitteln. In alternativen Ausführungsformen wäre es denkbar, die Bildleitung als Vorschub-Vorrichtung für die Kamera zu verwenden.
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Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass in alternativen Ausführungsformen neben oder anstelle einer Kamera andere Sensoren bzw. zusätzliche Sensoren zur Beurteilung des Rohrzustandes angebracht sein können. Es kann sich hier um Sensoren für anderweitige bildgebende Verfahren (beispielsweise Ultraschall-Sensoren, Infrarot- oder Röntgen-Sensoren etc.) oder aber auch anderweitige Sensoren, die beliebige Messwerte erzeugen bzw. detektieren können, handeln.
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Der Fahrwagen oder die Schiebeeinheit können eine Antriebsvorrichtung aufweisen, die auf Basis des Rückstoßprinzips arbeitet, wobei als Betriebsmedium insbesondere Wasser Verwendung findet. Teile oder auch der gesamte Antrieb können beispielsweise an der Kamera, dem Fahrwagen oder aber auch einer Schubvorrichtung, welche wenigstens Teilweise durch die Bildleitung 16 gebildet wird, angeordnet sein.
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Zusammenfassend sei insbesondere noch auf den Ex-SDI-Standard eingegangen, welcher einen Video-Übertragungsstandard insbesondere über ein Koaxialkabel ermöglicht. Die entsprechenden Videoformate sind vorzugsweise 4 Megapixel, 1080 p und 720 p. Die Bildübertragung kann kodiert erfolgen, insbesondere unter Verwendung eines Non-Return-to-Zero-Standards oder eines Non-Return-to-Zero-Inverted-Standards, was sichere zuverlässige Übertragung ermöglicht. Die Übertragung erfolgt über ein Koaxialkabel mittels einer Peer-to-Peer- bzw. Punkt-zu-Punkt-Übertragung, was eine zuverlässige Übertragung, die nicht Latenz-behaftet ist, ermöglicht.
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Die Übertragung kann über Strecken von 600 m und mehr erfolgen, was im Gegensatz zum Stand der Technik ein erweitertes Einsatzgebiet darstellt. Ggf. können Repeater Verwendung finden, um die Übertragungsdistanz weiter zu erhöhen.
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Über das Koaxialkabel lassen sich sämtliche notwendige Signale wie Video-, Audio- und auch Steuer- bzw. Datensignale übertragen. Eine 2-Wege-Datenübertragung für Steuer- bzw. Datensignale ist dadurch ermöglicht. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass auch andere Kabel Verwendung finden können, die bereits einleitend genannt wurden, insbesondere erwähnenswert ist hier jedoch die Möglichkeit, in alternativen Ausführungsformen Glasfaserkabel zu verwenden.
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Im EX-SDI-Standard kommt in der Regel ein offener JPEG-Algorithmus zum Einsatz, was eine hohe Sicherheit für den Anwender gewährleistet. Das Spitzen-Signal-Rausch-Verhältnis (PSNR = Peak signal-to-noise ratio) ist dabei in der Regel größer als 40 dB. Es sind im Rahmen der 2-Wege-Übertragung sogar Übertragungen von Audioinformationen und Daten in beiden Richtungen ermöglicht.
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Durch den sichergestellten langen Übertragungsweg ohne eine Notwendigkeit, ein Relais oder Relais-Vorrichtungen bzw. entsprechende Verstärker hinzuzufügen, kann eine einfache Konstruktion sichergestellt werden, welche insbesondere kostengünstig ist. Aufgrund der technischen Gegebenheiten ist die Vorrichtung auch wenig störanfällig. Durch die kompressionslose Übertragung ist eine unkomplizierte Echtzeit-Übertragung mit hoher Bildqualität ermöglicht, welche auch eine präzise Diagnose des Kanalnetzwerkes ermöglicht. Dadurch ist eine kostengünstige Inspektion der Rohrsysteme gewährleistet.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kanalinspektionsvorrichtung
- 12
- Bilderzeugungsvorrichtung
- 14
- Anzeigevorrichtung
- 16
- Bildleitung
- 18
- Fahrwagen
- 20
- Bilderzeugungsvorrichtungs-Aufnahme
- 22
- Räder
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202014002265 U1 [0006, 0007]
