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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur fotografischen Dokumentation
einer Anlage gemäß gem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Eine
Markierungseinrichtung zum Erstellen eines maschinenlesbaren Codes
in einem Zeicheneingabefeld ist aus der
DE 42 16 893 A1 bekannt. Aus
der
DE 39 14 440 A1 ist
eine Markierungseinrichtung bekannt, die eine Markierung mit einem
zweidimensionalen Code erstellt.
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Ein
Verfahren zur Dokumentation einer Anlage oder eines Anlagenteiles
ist aus der
EP 0 477
404 A1 bekannt. Dabei werden die Anlage oder das Anlagenteil
aus mindestens zwei Richtungen mit einem Fotoapparat, der vor der
Filmebene eine Meßgitterplatte
aufweist, fotografiert. Die dabei gewonnenen Fotografien werden
digitalisiert und dann mit der CAD-Methode ausgewertet. Die CAD-Methode
ist als solche bekannt und beispielsweise in "Enzyklopädie Naturwissenschaft und Technik,
Verlag Moderne Industrie",
beschrieben.
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Das
Verfahren der
EP 0
477 404 A1 zeichnet sich dadurch aus, daß für eine räumliche
Darstellung der Anlage oder des Anlagenteiles deren Mittellinien bestimmt
werden und daß aus
dem Verlauf der Mittellinien mit der CAD-Methode ein räumliches
Bild erstellt wird.
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Es
werden mindestens zwei Fotografien aus unterschiedlichen Richtungen
aufgenommen, um einen Punkt einer Mittellinie zu bestimmen. Die
Mittellinie selbst erhält
man durch die Verbindung von zwei auf diese Weise ermittelten Punkten.
Es sind also für eine
Mittellinie vier Fotografien erforderlich.
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Zur
Dokumentation einer großen
Anlage, beispielsweise einer Chemieanlage, die sehr viele Rohrleitungen
aufweist, sind sehr viele Fotografien zu erstellen. Es ist nämlich jedes
geradlinige Anlagenteil einzeln zu dokumentieren. Damit die zahlreichen
Fotografien nicht verwechselt werden, ist eine Markierung erforderlich.
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Aus "Digital Close-Range
Photogrammetry Using Artificial Targets; van den Heuvel, Kroon und Le
Poole, XVII Congres of the International Society for Photogrammetry
and Remote Sensing; Washington D. C.; 2–14. August 1992" ist bekannt, auf
die zu fotografierenden Anlagenteile Marken zu kleben, die eine
Identifizierung des jeweiligen Anlagenteiles auf einer Fotografie
gestatten. Die gezeigten und beschriebenen Marken sind numeriert
und weisen außerdem
einen Identifikationscode auf, der maschinenlesbar ist. Dazu ist
auf jeder Marke, die einen schwarzen Hintergrund hat, ein weißer Kreis
angeordnet, der in seiner Mitte einen kleinen schwarzen Punkt aufweist.
Der weiße
Kreis ist von einem weißen
Ring umgeben. Um diesen Ring herum ist mindestens ein Teil eines
weiteren konzentrischen weißen
Rings angeordnet. Die Länge
und die Anordnung des mindestens einen Teilstückes des äußeren Ringes, sowie die Anzahl
der Teilstücke
sind die Merkmale, die unterschiedliche Marken zu unterscheiden gestatten.
Die Länge
und Anordnung eines oder mehrerer Ringteile sind maschinenlesbar.
Beim Digitalisieren einer Fotografie wird das Bild der Marke mit erfaßt. Dadurch
kann die Fotografie auch später
dem Anlagenteil, das fotografiert wurde, zugeordnet werden.
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Die
bekannten Marken werden bei einer maschinellen Auswertung häufig miteinander
verwechselt. Das ist darauf zurückzuführen, daß bei einer
Anlagendokumentation die Marken meistens unter einem Winkel zur
Senkrechten fotografiert werden. Hinzu kommt, daß bei gekrümmten Anlagenteilen die Marke
selbst gekrümmt
sein kann. Die Abstände
zwischen den weißen
Ringteilen auf einer Marke und auch die Position eines solchen Ringteiles
auf der Marke sind dann auf der Fotografie nicht immer klar zu erkennen.
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Außerdem kann
die Position einer solchen Marke auf dem Anlagenteil maschinell
nur schwer erkannt werden. Schon eine geringfügige Drehung der Marke vor
dem Befestigen führt
zu weiteren Verwechslungsmöglichkeiten.
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Bei
der bekannten Marke, die eine Kreisfläche, einen Ring und Ringsegmente
zeigt, kann als Ort der Marke nur der Mittelpunkt der Kreisfläche herangezogen
werden, der auf einer Fotografie schwer zu erkennen ist. Insbesondere
dann, wenn die Filmebene mit der Markenebene beim Fotografieren
einen Winkel gebildet hat, ist dieser Punkt sehr schwer zu erkennen.
Dann ist auf der Fotografie die Kreisfläche als Ellipsenfläche abgebildet.
In der Regel muß dann der
Mittelpunkt der Kreisfläche
mit einem aufwendigen Algorithmus bestimmt werden. Eine Bestimmung des
Ellipsenzentrums reicht nicht aus. Es sind weitere Korrekturen notwendig.
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Der
Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur fotografischen
Dokumentation einer Anlage der oben genannten Art anzugeben, die maschinell
sicher zu identifizieren ist. Damit ist gemeint, daß die Verwechslungsrate
0,1% nicht überschreiten
soll. Außerdem
soll der Anteil der von der Maschine nicht lesbaren Marken 15% nicht überschreiten.
Schließlich
soll es maschinell leicht möglich
sein, die Lage einer Marke am Anlagenteil zu bestimmen, um eine
Marke noch besser erkennen zu können.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung
dadurch gelöst
durch die Merkmale gemäß Anspruch
1.
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Mit
der Markierungseinrichtung nach der Erfindung wird der Vorteil erzielt,
daß die
verschiedenen möglichen
Bilder leicht voneinander zu unterscheiden sind. Das gilt auch dann,
falls die Markierungseinrichtung auf einer Fotografie abgebildet
ist und beim Fotografieren die Filmebene nicht parallel zur Ebene
der Markierungseinrichtung ausgerichtet war.
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Die
eckigen Rahmen und deren Position auf dem Bild sind auch in diesem
Fall leicht zu erkennen.
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Die
möglichen
Kombinationen aus Flächen unterschiedlicher
Farbe innerhalb des inneren Rahmens sind auf Fotografien leicht
zu unterscheiden und ergeben einen zuverlässigen Code. Das ist darauf
zurückzuführen, daß viele
Farbübergänge gegeben
sind. Eine Markierungseinrichtung nach der Erfindung ist vorteilhafterweise
gut auf einer Fotografie zu identifizieren.
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Darüber hinaus
wird der Vorteil erzielt, daß mit
Hilfe eines Fotos die Lage der Markierungseinrichtung auf dem Anlagenteil
in einfacher Weise maschinell bestimmt werden kann. Das wird dadurch möglich, daß eine oder
mehrere Ecken auf dem Bild zur Markierung eines Ortes auf dem Anlagenteil
herangezogen werden. Es können
gleichwertig Ecken eines Rahmens oder Ecken von gefärbten Flächen herangezogen
werden. Eine derartige Ecke ist selbst dann eindeutig zu identifizieren,
wenn beim Fotografieren die Filmebene gegen die Ebene der Markierungseinrichtung
geneigt sein sollte.
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Beispielsweise
sind der äußere und
der innere Rahmen der Markierungseinrichtung rechteckig. Insbesondere
sind die Rahmen quadratisch. Damit erzielt man den Vorteil, daß die Position
der Markierungseinrichtung mit Hilfe einer oder mehrerer Ecken noch
besser bestimmt werden kann.
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Beispielsweise
ist der äußere Rahmen
weiß und
der innere Rahmen ist schwarz. Ebenso kann der äußere Rahmen schwarz und der
innere Rahmen weiß sein.
Dadurch ist ein besonders guter kontrastreicher Unterschied zwischen
den Rahmen gegeben, der auch auf qualitativ schlechten Fotografien
deutlich sichtbar wird.
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Die
Flächen,
die den inneren Rahmen ausfüllen
und in der Regel alle eckig sind, können rechteckig, insbesondere
quadra tisch sein. Von den beiden Teilmengen dieser Flächen kann
eine schwarz und eine weiß sein.
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Die
Ecken rechteckiger oder quadratischer Flächen können zur Positionsbestimmung
zusammen mit den Ecken der Rahmen herangezogen werden. Insbesondere
wird jedoch durch die Kombination von schwarzen und weißen Flächen vorteilhafterweise
ein leicht zu erkennender Code aufgebaut. Die meistens schachbrettartigen
Muster sind auf Fotografien leichter zu erkennen und voneinander
zu unterscheiden als die bekannten Ringsegmente. Damit wird der
Vorteil erzielt, daß eine
Markierungseinrichtung mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit richtig
erkannt wird.
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Beispielsweise
weist das Bild an seinem Rand Justierlinien auf. Diese Justierlinien
ermöglichen
vorteilhafterweise ein exaktes Aufkleben der Markierungseinrichtung
an einem bestimmten Punkt des Anlagenteiles. Die Justierlinien können am äußeren Rand
der Markierungseinrichtung angeordnete senkrecht zum Rand verlaufende
dünne Linien
sein.
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Wenn
mit den Justierlinien der Ort, wo die Markierungseinrichtung befestigt
ist, eindeutig bestimmt worden ist, können die bei einer Anlagendokumentation
gemessenen und berechneten Größen vorteilhafterweise
einem bestimmten Ort am Anlagenteil zugeordnet werden.
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Beispielsweise
weist das Bild außerhalb
des äußeren Rahmens
weitere Codierzeichen auf. Diese Codierzeichen können Rechtecke oder Quadrate sein
oder eine andere Form haben. Diese zusätzlichen Zeichen dienen zur
Absicherung gegen Fehlentscheidungen. Sie ergänzen die Unterscheidungsmerkmale,
die durch die farbigen Flächen
innerhalb des inneren Rahmens gegeben sind.
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Beispielsweise
weist das Bild außerhalb
des äußeren Rahmens
Klarschriftzeichen auf. Dadurch können die Markierungseinrichtungen
auch visuell unterschieden werden.
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Die
helleren Teile des Bildes können
beispielsweise aus reflektierendem Material bestehen. Insbesondere,
wenn die Fotografie mit Hilfe eines Blitzlichtes erfolgt, wird dadurch
der Kontrast zwischen den helleren und den dunklereren Teilen des Bildes
deutlich erhöht,
so daß die
Markierungseinrichtungen noch besser zu unterscheiden sind.
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Beispielsweise
kann das Bild auf einem steifen, ebenen Träger angeordnet sein. Ein solcher
Träger
kann aus Karton oder Kunststoff bestehen. Er ist besonders dann
vorteilhaft einsetzbar, wenn das Bauteil, das dokumentiert werden
soll, stark gekrümmt
ist. Wird der Träger,
auf dem sich das Bild befindet, am Bauteil befestigt, dann ist das
Bild, das auf der Fotografie erkannt werden soll, nicht gekrümmt. Es
ist daher leichter zu erkennen.
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Mit
der Markierungseinrichtung nach der Erfindung wird insbesondere
der Vorteil erzielt, daß ihre Position
am Anlagenteil auf einer Fotografie zuverlässig zu erkennen ist. Außerdem ist
der Code der Markierungseinrichtung weitgehend sicher vor Verwechslungen,
so daß die
Markierungseinrichtung auf der Fotografie leicht zu identifizieren
ist.
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Die
Einrichtung nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert:
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1 zeigt
ein Anlagenteil, auf dem eine Markierungeinrichtung angeordnet ist.
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2 zeigt
eine solche Markierungseinrichtung.
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3 zeigt
eine andere Ausführungsform
einer solchen Markierungseinrichtung.
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1 zeigt
ein Anlagenteil 1, das im vorliegenden Fall ein Teilstück einer
Rohrleitung ist. Das Anlagenteil 1 kann Teil eines Kraftwerkes,
einer Chemieanlage oder einer anderen Anlage sein, die unter Verwendung
von Fotografien, die dann ausgewertet werden, dokumentiert werden
sollen. Damit das Anlagenteil 1 auf einer Fotografie leicht
wiederzuerkennen ist, ist auf dem Anlagenteil 1 eine Markierungseinrichtung 2 angebracht.
Diese Markierungseinrichtung 2 zeichnet sich dadurch aus,
daß sie
einen maschinenlesbaren Code enthält. Auf diese Weise kann bei
der Auswertung einer Fotografie, die die Markierungseinrichtung 2 zeigt,
die Markierungseinrichtung 2 maschinell identifiziert werden.
Dadurch ist dann auch das entsprechende Anlagenteil 1 zu
identifizieren.
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Damit
auch an einem gekrümmten
Anlagenteil 1, z. B. an einer Rohrleitung, die Markierungseinrichtung 2 gut
zu erkennen ist, kann die Markierungseinrichtung 2 auf
einem steifen, ebenen Träger 9 aus Kunststoff
oder Karton angeordnet sein, der am Anlagenteil 1 wie ein
Schild befestigt ist.
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2 zeigt
den Aufbau einer solchen Markierungseinrichtung 2. Dabei
kommt es darauf an, daß die
Markierungseinrichtung 2 ein Bild aufweist, das auf einer
Fotografie, selbst wenn die Fotografie unter einen Winkel erstellt
worden ist, leicht zu erkennen ist. Die Markierungseinrichtung 2 kann
aus einer Folie oder aus Papier bestehen und kann direkt auf das
Anlagenteil 1 oder auf den steifen Träger 9, der am Anlagenteil 1 befestigt
ist (1), aufgeklebt sein. Die Markierungseinrichtung 2 kann
selbstklebend ausgeführt
sein. Der steife Träger 9 kann
an das Anlagenteil angeklebt oder z. B. durch Kitt befestigt werden.
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2 zeigt
eine quadratische Markierungseinrichtung 2a. Sie weist
am Rand senkrecht zur Kante verlaufende Justierlinien 3a auf.
Mit Hilfe dieser Justierlinien 3a kann die Markierungseinrichtung 2a in
einfacher Weise an einem gewünsch ten
Ort und in gewünschter
Ausrichtung am Anlagenteil 1 befestigt werden.
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Zum
direkten Erkennen der Markierungseinrichtung 2a (Marke)
sind auf ihr Klarschriftzeichen 4a (Zeichen) abgebildet.
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Zur
Bezeichnung der Marke mit Zeichen sind bei dem vorgesehenen Codeumfang
mindestens zwei Zeichen notwendig. Da die Gesamtfläche der Marke
möglichst
kleingehalten werden soll und andererseits die Zeichen aus möglichst
großen
Entfernungen noch lesbar sein sollen, sind die Zeichen bei geringem
Flächenverbrauch
so groß wie
möglich
gestaltet. Daher ist einer zweistelligen Zeichenkombination, die
auch Buchstaben enthalten kann (z. B. A1), der Vorzug gegeben gegenüber drei-
oder gar vierstellige Zahlen (z. B. 117 oder 1212) Kleinbuchstaben
(z. B. ea) sind weniger gut lesbar als Großbuchstaben. Weil sich einige
Großbuchstaben
nicht sehr deutlich von einigen Ziffern unterscheiden (z. B. I1,
QOO), können
sie ausgeschlossen werden, ebenso wie einige besonders breite Buchstaben
(z. B. C, G, M, Q, W), die nicht gut in die vorgesehene rechte Randspalte
der Marke passen würden.
Falls die Marke noch geringfügig
breiter werden darf, stünde
aber der Verwendung der breiten Großbuchstaben nichts im Wege.
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Übrig bleiben
beispielsweise ein Zeichenvorrat von 19 Buchstaben (A, B, D, E,
F, H, J, K, L, N, P, R, S, T, U, V, X, Y, Z), sowie die zehn Ziffern
(0 bis 9). Mit diesen 29 Zeichen lassen sich durch Kombination in
Zeichenpaaren 29·29
841, also mehr als z. B. 512 verschiedene Marken bezeichnen.
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Wenn
z. B. 512 verschiedene Marken ausreichen, genügen auch 23 Zeichen, so daß einige
Buchstaben bevorzugt werden können.
Wenn ein Markensatz z. B. bis zu 2048 Marken enthalten soll, müssen außer den
breiten Buchstaben auch noch Kleinbuchstaben und/oder Sonderzeichen
hinzugenommen werden, um auf einen Zeichenvorrat von 46 Zeichen zu
kommen (46·46
= 2116). Wesentlich ist jedoch der maschinenlesbare Code.
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Das
Bild auf der Markierungseinrichtung 2a weist einen äußeren, quadratischen,
weißen
Rahmen 5a auf, der einen inneren, quadratischen, schwarzen
Rahmen 6a umschließt.
Diese Rahmen, insbesondere die Ecken des schwarzen Rahmens 6a sind
auf jeder Fotografie leicht zu erkennen. Sie tragen dazu bei, daß die Position
der Markierungseinrichtung 2a gut zu erkennen ist.
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Der
eigentliche maschinenlesbare Code ist dadurch gegeben, daß der innere
Rahmen 6a ausgefüllt
ist mit gleich großen
quadratischen Flächen 7a, wobei
eine Teilmenge der Flächen 7a weiß und die Restmenge
der Flächen 7a schwarz
ist. Im vorliegenden Fall ist der innere Rahmen 6a mit
4 mal 4, also sechzehn derartigen quadratischen Flächen 7a angefüllt. Die
Anordnung von weißen
und schwarzen Quadraten ist beliebig und ergibt einen gut lesbaren Code.
Insbesondere durch die Vewendung von eckigen, z. B. quadratischen
Flächen,
ist jede mögliche Verteilung
weißer
Flächen 7a vor
einem schwarzen Hintergrund leicht zu erkennen. Es besteht kaum eine
Verwechslungsgefahr. In 2 sind in der ersten Zeile das
erste und das vierte Quadrat, in der dritten Zeile das dritte und
das vierte und in der vierten Zeile nur das dritte Quadrat weiß. Die übrigen Quadrate
sind schwarz.
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Um
Fehlentscheidungen noch weiter zurückzudrängen, können außer den sechszehn Flächen 7a,
die sich innerhalb des inneren Rahmens 6a befinden, weitere
Codierzeichen vorgesehen sein. Dazu können unterhalb der Klarschriftzeichen 4a vier
zusätzliche
quadratische Flächen 8a angeordnet
sein, die schwarz oder weiß sein
können.
Diese ergeben einen zusätzlichen
Code.
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Im
vorliegenden Fall sind die zweite und die vierte Fläche schwarz.
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3 zeigt
eine andere Ausführungsform der
Markierungseinrichtung 2 (1). Diese
Markierungseinrichtung 2b unterscheidet sich von der Markierungeinrichtung 2a der 2 durch
einen anderen Code. Sie weist wie die Markierungseinrichtung 2a einen äußeren, weißen, quadratischen
Rahmen 5b und einen inneren, schwarzen, quadratischen Rahmen 6b auf.
Innerhalb des inneren Rahmens 6b sind 4 mal 4, also sechszehn
quadratische Flächen 7b angeordnet.
In der Ausführungsform
der 3 sind in der ersten Zeile alle vier Quadrate
weiß.
Außerdem sind
das zweite Quadrat in der dritten Zeile und das dritte Quadrat in
der vierten Zeile weiß.
Dadurch ist ein Code gegeben, der, wie leicht zu erkennen ist, sich
deutlich vom Code der 2 unterscheidet. Zur Absicherung
gegen Fehlentscheidungen weist die Markierungseinrichtung 2b nach 3 am
rechten Rand vier zusätzliche
quadratische Flächen 8b auf, von
denen die erste, zweite und vierte Fläche schwarz sind. Oberhalb
der zusätzlichen
quadratischen Flächen 8b sind
zum visuellen Erkennen der Markierungseinrichtung 2b, wie
auf der Markierungseinrichtung 2a der 2,
Klarschriftzeichen 4b angeordnet, die im vorliegenden Beispiel
nur aus Ziffern bestehen. Zum Justieren der Markierungseinrichtung 2b sind
wie auf der Markierungseinrichtung 2a der 2 Justierlinien 3b angeordnet.
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Die
Markierungseinrichtung 2, 2a, 2b nach der
Erfindung ist aufgrund ihres leicht zu identifizierenden Codes auf
einer Fotografie leicht zu erkennen. Darüber hinaus kann mit Hilfe der
Ecken der auf den Markierungseinrichtung 2a, 2b abgebildeten Rahmen 5a, 5b, 6a, 6b die
Position der Markierungseinrichtung 2a, 2b auf
einem Anlagenteil 1 leicht erkannt werden.