JP2017199346A - 測定装置及び設備コンポーネントのための仮想機能モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、装置（２）を捕捉、評価及び操作するためのシステム（１）に関する。
【解決手段】システムは、装置におけるマーキングパターン（Ｍ）及び装置の像（Ｂ）を捕捉することができる光学的な捕捉ユニット（３．１）、表示部（３．２）及び操作ユニット（３．３）を備えているモバイル端末装置（３）と、受信した装置データを記憶するための一時メモリと、装置固有の仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）を保存するためのグラフィックメモリと、受信した装置データに基づき仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）を適合させて、捕捉された像（Ｂ）と組み合わせて１つの集合像（ＧＢ）にするプロセッサ（３．５）と、を含んでおり、仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）は、装置（２）の動作状態を表示し、集合像（ＧＢ）として、装置（２）の動画に組み込まれる。集合像（ＧＢ）は所定の時間間隔で更新される。
【選択図】図１

Description

本発明は、装置を捕捉、評価及び操作するためのシステムに関する。

更に本発明は、装置を捕捉、評価及び操作するための方法に関する。

従来技術より、インターネットコネクションを介して、複数の設備コンポーネント及び工場コンポーネントを相互に接続することが広く知られている。従来のプロセス工業並びに設備分野及び生産分野においても、しかしながら更にはモバイル型作業装置、車両及びコンポーネントにおいても、動作状態を読み取って、調整を行うことが必要である。このために、それらのコンポーネントは、スイッチ、キー、ディスプレイ又はインタラクティブ表示装置を含んでいる。用途によっては、それらのコンポーネントは、いわゆるＩＰ保護等級に応じて、カバーによって保護されている。

例えば、表示装置を備えており、且つ、圧力値及び切替閾値を調整することができる圧力スイッチが広く知られている。また、プロセス圧力を検出して電気信号に変換する、いわゆるプロセストランスミッタも存在している。これらは、より高い精度を有しており、また、例えば周囲の影響から保護するためのねじ蓋が設けられている。上述のいずれの測定装置も、設備内の現場での操作及び読み取りを実現するものである。

しかしながら、より大きい設備においては、測定装置が接近困難な位置に配置されているという問題が頻繁に生じている。

この問題を解決するために、従来技術からは、装置を捕捉、評価及び操作するための種々のシステム及び方法が公知である。

例えば、独国特許発明第１０２０１４１１５５１４号明細書（DE 10 2014 115 514 B3）には、操作ユニットを備えているフィールドデバイスを接続するための方法が開示されており、この方法では、操作ユニットによって、問合せ信号がフィールドデバイスへと伝送される。問合せ信号に応答して、フィールドデバイスによって少なくとも１つの応答信号が形成される。これは、フィールドデバイスが、表示を点滅させるか、表示色を変化させるか、音響的な信号を形成するか、又は、音響的な信号を変化させることによって行われる。応答信号において、フィールドデバイスを操作ユニットに接続するためのデータが伝送される。この場合、応答信号はパスワードであるか、又はパスワードの一部である。パスワードによって、フィールドデバイスへのアクセスが許可される。この際、操作ユニットによってパスワードがフィールドデイバスへと伝送される。

更に、国際公開第２０１４／０２６７８７号（WO 2014/026787 A1）には、電子モバイル無線端末装置を用いて、タービン設備の動作状態を監視するためのシステム及び方法が開示されている。この発明では、電子モバイル無線端末装置に記憶されているアプリケーションが、ユーザによって開始される。続いて、ユーザによって、電子モバイル無線端末装置のカメラを用いて、タービン設備のコンポーネントが記録される。コンポーネントには識別標識が割り当てられている。確認装置によって、データベースにおける記録された識別標識に基づく比較によって、タービン設備のコンポーネント又はコンポーネントが属するタービン設備が突き止められる。データベースには、タービン設備の各コンポーネントにつき、それぞれ１つの識別指標が格納されている。計算ユニットによって、比較に基づき突き止められたコンポーネント又は突き止められたタービン設備の少なくとも１つの情報、特に動作パラメータが、電子モバイル無線端末装置へと伝送される。電子モバイル無線端末装置におけるアプリケーションによって、伝送された情報がカメラ撮影と組み合わされて、電子モバイル無線端末装置の表示ユニットに表示される。

本発明が基礎とする課題は、装置を捕捉、評価及び操作するための、従来技術に比べて改善されたシステム及び改善された方法を提供することである。

本発明によれば、システムに関する課題は、請求項１に記載されている特徴によって解決され、また方法に関する課題は、請求項１９に記載されている特徴によって解決される。

本発明の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

装置、例えば測定装置、設備及び／又は設備コンポーネントを捕捉、評価及び操作するための本発明によるシステムは、光学的な捕捉ユニット、例えばカメラと、表示部と、操作ユニットと、を備えているモバイル端末装置を含んでおり、光学的な捕捉ユニットを用いて、装置におけるマーキングパターン及び装置の像を捕捉することができる。更にシステムは、受信した、装置の装置データを記憶するための一時メモリと、装置固有の仮想グラフィックコンポーネントを保存するためのグラフィックメモリと、受信した装置データに依存して、装置の捕捉された像を光学的に評価し、その像を仮想グラフィックコンポーネントと組み合わせて１つの集合像にするように、仮想グラフィックコンポーネントを適合させるプロセッサと、を含んでいる。仮想グラフィックコンポーネントは、装置の動作状態を表示し、また、表示部は、所定の時間間隔で更新される集合像を出力する。

例えば上述のマーキングパターンが設けられている測定装置を探索するユーザは、自身のモバイル端末装置によって測定装置を見た際に、マーキングパターンの代わりに、種々のコンポーネントを備えた表示を見ることになり、その表示が恒常的に更新される。この際、表示部が仮想グラフィックコンポーネントとして、見る角度に応じて挿入されて、移動時には空間的な姿勢に関して更新されるだけでなく、測定値、ボタン及び表示要素も、データコネクションの品質に応じて恒常的に更新されるか、又は所定の間隔で更新される。

システムは、測定値、調整値及び／又は動作状態を読み取るための、また、圧力測定装置、温度測定装置並びに充填状態測定装置又は流量測定装置のような設備コンポーネント、若しくはポンプ、弁又は他の測定装置のような他の設備コンポーネントを操作及び構成するための、簡単で確実で廉価な解決手段を提供する。更に、システムは、表示を廉価で、確実に、環境の影響から保護して、モバイル端末装置において行うことができる。表示部としてモバイル端末装置を利用することによって、装置における付加的な表示部を省略することができる。更に、ユーザが接近困難な位置に装置が配置されている場合であっても、ユーザは、装置に関する情報、特に測定値、調整値及び／又は動作状態に簡単且つ快適にアクセスすることができる。

システムの１つの考えられる構成では、グラフィックメモリが、局所的にモバイル端末装置に格納されているデータベース及び／又は中央のデータベースの構成要素である。

システムの１つの考えられる発展形態では、モバイル端末装置が例えば、ポータブルコンピュータ、スマートフォン、いわゆるバーチャルリアリティグラス又はタブレットとして形成されている。

特に、モバイル端末装置は、光学的な捕捉ユニットとしてのカメラと、表示部としてのスクリーンと、ユーザインタフェースと、を含んでいる。ユーザインタフェースは、例えば、キー、接触感応式のスクリーン、タッチパッド、又は、スクリーンに完全に又は部分的に提供されて表示される圧力感応式のボタンと表示部との組み合わせである。

システムの１つの考えられる構成では、データベースがウェブベースのサーバアプリケーションの構成要素であり、このサーバアプリケーションにおいて装置及びその装置に属するマーキングパターンが管理される。ウェブベースのサーバアプリケーションにおいて、モバイル端末装置及びその端末装置において実行されるアプリケーションプログラム（アプリケーション、略してＡｐｐとも称される）との最初のコンタクト時に、マーキングパターンが最初に読み取られると、どの表面及び表示部が集合像に投影されるかを管理及び調整することも可能である。また択一的に、データベースをモバイル端末装置に格納することができる、及び／又は、所定の時間間隔でサーバと照合することができる。

例えば、システムを用いて、装置の較正及び／又は構成を行うことも可能であり、このために、較正データ及び／又は構成データが装置、モバイル端末装置又はデータベースに格納される。較正及び／又は構成は、仮想表示部を介して行われる。特に、行われるべき較正を喚起させるための警報も出力することができる。データベースとの関係において、較正データ及び／又は構成データ並びに較正記録及び／又は構成記録、設定及び調整だけが記憶されるのでなく、装置の交換、補充及び／又は修理のためのデータも記憶され、従って、モバイル端末装置を用いて、モバイル端末装置又はデータベースに格納されている、いわゆるＴＡＧ識別番号を確認することができる。装置に関する操作マニュアル及び動作マニュアル及びデータシートもモバイル端末装置を用いて呼び出すことができる。例えば、装置としてモータ又は弁が、モバイル端末装置を用いて仮想式に確認される場合には、回転数又はストローク又は精密調整又は他のパラメータ及びプロセスデータに対する反応を構成することができる。例えば、特定の値がアニメ化されたアナログ表示部として、表示部を用いて仮想文字盤に表示され、その種の表示はまた、値が変動しやすいか又は大きく変動する場合であっても、値の容易な読み取りを実現する。

システムの１つの考えられる構成では、集合像が、アニメ化されたボタンを含んでおり、それらのボタンは、装置の状態にアクセスするため又は装置の状態を変化させるためのインタラクティブな仮想ユーザインタフェースとして形成されている。従って、簡単なやり方で、測定値、調整値及び／又は動作状態を読み取れる以外に、モバイル端末装置による装置の制御も実施することができる。

システムの１つの別の考えられる構成では、装置に取り付けられているマーキングパターンが、相互に直交する少なくとも２本の直線又は縁部又はフレームを含んでおり、それらに基づき、仮想グラフィックコンポーネントを装置の像に対して位置合わせすることができる。これによって、データ処理のために、簡単なやり方で、空間内での装置の表面の姿勢をコーナ角度によって捕捉及び／又は特定することができる。それと同時に、直線又は縁部又はフレームの長さ又は大きさに基づき、装置の大きさを特定することができる。

位置合わせ、大きさの適合、焦点深度の調整及び／又は再現スケールの調整を、像捕捉ユニットを用いて自動的に行うこともでき、それによって、相応の装置の捕捉された像は最適に表示部に適合されており、従って、ユーザはその像を特に簡単に捕捉することができる。

装置の簡単且つ確実な識別を実現するために、システムの１つの考えられる発展形態では、装置に取り付けられているマーキングパターンが点状又は線状のコーディングを含んでおり、このコーディングに基づき装置を識別することができる。

システムの１つの考えられる構成によれば、集合像はアニメ化されたボタンを含んでおり、それらのボタンは、装置における切替機能に冗長的に表示することができるか、又は、装置に設けられている切替機能に代わるものである。これによって、ユーザにとって、直観的且つ確実な操作が達成され、また、誤って操作されることの危険が低減される。

システムの１つの別の考えられる構成によれば、グラフィックメモリには、複数の仮想グラフィックコンポーネントが記憶されており、捕捉されたコーディングに応じて、装置に適合された、且つ、事前に記憶されているグラフィックコンポーネントをロードすることができ、また、グラフィックコンポーネントに、測定値及び／又は調整値又は装置のボタンを転記することができ且つ更新することができる。従って、ユーザには常に最新の装置固有の測定値及び／又は調整値が明快且つ装置に適合された方式で出力される。

システムの１つの考えられる発展形態では、メモリ及び／又はデータベースに装置固有の動作マニュアル、セットアップメニュー、解析ツール、エラー解析又はデータログ機能が格納されており、それらは捕捉されたコーディングに依存して呼び出すことができ、サーバベースで、又は、局所的にモバイル端末装置とメモリ及び／又はデータベースとの間で伝送可能であり、及び／又は、モバイル端末装置及び／又は装置を用いて実施することができる。これによって、ユーザは該当する装置に関する情報を簡単且つ迅速に入手することができ、この際、関連する全ての情報を所属の調整手段と共に、同一のモバイル端末装置に出力することができる。

モバイル端末装置と装置との簡単な接続を実現するために、システムの１つの考えられる構成では、装置とモバイル端末装置との間には、双方向データ交換用の、無線コネクション、光コネクション及び／又はケーブルが設けられているか、若しくは、装置及びモバイル端末装置は、ネットワーク、データバスシステム及び／又はインターネットコネクションを用いて、またデータサーバをオプションとして使用して、相互に接続されている。双方向データ交換は、装置において行われた調整の効果が即時的にモバイル端末装置の表示部に出力されることを実現する。従って、ユーザは非常に迅速に、その効果に反応することができ、また必要に応じて、再度の調整を行うことができる。

光コネクションは、例えば、光を介して行われ、この場合、装置は例えば点滅灯、発光ダイオード及び／又は光受信器を含んでいる。モバイル端末装置は、例えば光学的な捕捉ユニットを用いて、コーディングされた点滅信号を検出及び評価することができ、また応答を、光源を介して、例えば組み込まれたフィルフラッシュを介して装置に送信することができる。１つの考えられる構成においては、フィルフラッシュの発光強度を可変に調整することができる。

特に、装置とモバイル端末装置との間でのデータ伝送は保護されて行われる。このために、例えば、プロトコル及び応答確認アルゴリズムが設けられており、これらは、装置又は設備コンポーネントの確認及び各モバイル端末装置と一義的に関連付けられている。このために、例えば、モバイル端末装置の光学的な捕捉ユニットの視線は、装置のマーキングパターンまで中断なく続いている。

例えば、更に、ユーザ固有のアクセス権限が設定されており、それらのアクセス権限は、種々の利用者に対して、装置の機能への異なるアクセス等級及び／又は異なる大きさのアクセス範囲及び／又は異なるアクセスレベル、例えば種々の種類の装置にアクセスするための権限と関連付けられた読み取り権限又は読み出し及び表示についての権限を含んでいる。これによって、権限に応じて、ユーザによる特定の情報へのアクセス及び操作を許可することができるか又は阻止することができる。また、装置の操作も阻止され、従って装置の誤作動が効果的に阻止される。更に、装置は意図しない調整から保護される。また、装置がマーキングパターンを完全に捕捉すると即座に、又は、装置がマーキングパターンを完全に捕捉する限りにおいて、限定的なユーザグループに対してのみ操作を許可することも実現できる。

システムの１つの考えられる発展形態では、アクセス権限がデータベースに格納されている。

システムの１つの考えられる構成では、仮想グラフィックコンポーネントが、モバイル端末装置の表示部を用いてユーザに対して表示される集合像に含ませるために、アニメ化されたスイッチ及びグラフィック要素を含んでおり、それらは、装置の少なくとも１つの現実のスイッチを光学的に再現している。これによって、ユーザにとって、直観的且つ確実な操作が達成され、また、誤って操作されることの危険が低減される。

システムの１つの発展形態では、モバイル端末装置の表示部が接触感応式のスクリーンを含んでいる。

例えば、装置の機能を操作するためのアニメ化されたキー及び／又はキーボードが仮想グラフィックコンポーネント内で提供されるように接触感応式のスクリーンが形成されている。これによって、ユーザにとって、簡単で直観的且つ確実な操作が達成され、また、誤って操作されることの危険が低減される。

更に、モバイル端末装置及び装置は、モバイル端末装置と装置との間のデータ伝送を開始するために、接触感応式のスクリーンを備えているモバイル端末装置を装置に載置できるように形成されている。これによって、装置とモバイル端末装置との間のデータ伝送が中断なく行われることを保証することができる。更に、簡単なやり方で、いわゆる近距離無線通信（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、略してＮＦＣ）によって、モバイル端末装置の承認を装置に伝送することが可能である。

システムの１つの考えられる構成では、装置が、モバイル端末装置をそのように載置するために、例えば位置決め縁部を備えている特徴的な載置面を含んでおり、載置面は、装置が載置されたことを捕捉するための少なくとも１つの捕捉ユニットを含んでいる。これによって、ユーザは、捕捉ユニットに対して最適に位置合わせされた位置においてモバイル端末装置を簡単且つ確実に置くことができる。

システムの１つの考えられる発展形態によれば、このシステムは評価ユニットを含んでおり、この評価ユニットは、英数字又は数字のコーディングを含んでいるマーキングパターンを、所定の単位の測定値又は他のパラメータに変換し、集合像に統合するように形成されている。

システムの１つの考えられる構成では、捕捉されて光学的に評価された像は、動画又は時間的に連続して捕捉された一連の像、特にいわゆるライブ映像である。動画は、モバイル端末装置の位置合わせに対応する、装置の像の表示を常に実現する。

システムの１つの発展形態では、モバイル端末装置は、リモート起動時に、装置の、捕捉されて光学的に評価された像を、その装置に対して相対的なモバイル端末装置の移動時に、単一画像又は静止画像として不変に表示し、且つ、仮想グラフィックコンポーネントを継続的に更新する。換言すれば、装置を示している背景画像はフリーズされ、動的な画像セクションを形成するグラフィックコンポーネントは更新される。このことは、例えば、位置が変わったときにも行われる。従って、測定値、調整値及び／又は動作状態又は他の状態の考察を、装置から離れた場所においても実現することができる。

その種のリモート起動の１つの考えられる用途は、例えば、燃料油タンク又は酪農場の牛乳タンクの充填である。そのような充填を、リモートアプリケーションを介して、装置に対する距離が比較的大きくても、また例えば他の物体によって視線が妨げられなければ、仮想式に考察又は制御することができる。つまり例えば、装置までの距離が比較的大きい場合であっても、弁を適時に遮断することができる。例えば、タンク充填状態表示は装置から離れて、即ちここではタンクから離れて、モバイル端末装置を用いてタンカに出力し、所望の充填状態に達した際には弁を閉鎖することができる。ここで有利には、アクセス権限を制御することができ、それによって、誤ったアクセスも、権限のないアクセスも行われないようにすることができる。このために、最初の構築時又は改築時にはその都度、装置から離れてリモートコネクションが起動される前に、測定装置までの直接的な視界を確立することは、同様に効果的であると考えられる。

例えば、タンク内の充填状態を、仮想窓を介して、表示部にアニメ化することも可能である。充填状態は、続いて、例えば他の測定センサの測定値又は静的圧力を介してグラフィックに変換される。この際、他のパラメータに依存して、例えば密度に依存して、タンクの充填材料、例えば牛乳を識別することができ、また、牛乳の場合には仮想窓に白い充填状態として表示することができる。

モバイル端末装置としての、いわゆるバーチャルリアリティグラスの使用との関連において、装置内のプロセスを透明又は半透明の表示によって可視化することができる。例えば、液体又は固体又はプロセスが、仮想窓によってデータに応じて表示部に表示される。つまり、例えば、熱湯は相応の温度の検出時に表示乃至視覚化され、流れる媒体は相応に測定された流量に応じて表示乃至視覚化され、また、発熱性のプロセスは測定された温度に応じて表示乃至視覚化される。

特にシステムは、測定装置又は設備コンポーネントとして形成されている装置への到達時に、例えばポータブルコンピュータ、スマートフォン、いわゆるバーチャルリアリティグラス又はタブレットとして形成されているモバイル端末装置が表示代替インタフェース及び操作代替インタフェースとして使用されることを実現する。このために、ユーザは例えば、モバイル端末装置においてアプリケーション（略してＡｐｐ）とも称されるプログラムを起動し、このプログラムが、モバイル端末装置の光学的な捕捉ユニットを起動させ、この捕捉ユニットを用いて記録された動画、例えばライブ映像をスクリーンとして形成されている表示部に表示させる。それと同時に、像においてマーキングパターンが探索される。

その種のマーキングパターンが取り付けられている測定装置又は設備コンポーネントが捕捉ユニットによって捕捉されると即座に、コーディングに基づき装置が識別され、また、マーキングパターンに関する空間内の姿勢に応じて、仮想表示部及び／又はスイッチ要素及び／又は操作要素が像に投影される。従って、ユーザはモバイル端末装置のスクリーンにおいて測定装置又は設備コンポーネントを見た際に、表示部また例えばキー要素を備えている装置を見ているような印象を受ける。特に、この仮想キーは例えばスマートフォンのタッチスクリーンを介して操作することができる。例えば表示の下方で装置に仮想的に投影されるキーを押すことにより発せられる命令によって、例えば測定単位をｍｂａｒからｐｓｉに変更することができる。

また、システムの１つの考えられる構成では、複数のコンポーネント、能動的な設備コンポーネント、例えばポンプ、測定装置、並びに、受動的な設備要素、例えば容器が１つの共通したプロセスグラフィックに統合され、所属のプロセスがモバイル端末装置に基づき仮想式に制御される。この際、装置についてのリモート状態への切替も可能であり、その場合、装置は概略的に壁又は他の投影面に表示される。この概略的な表示は、所属のマーキングパターンによって、対応する装置に対応付けられ、マーキングパターンは特に装置における取り付けに並行して、プロセス概要表に配置されている。この際、モバイル端末装置を用いて、プロセスを完全に考察及び制御することができる。ジェスチャ認識との関係において、ジェスチャよって、例えば回転、切替、スワイプジェスチャによって弁が操作されることによって、プロセスを仮想式に制御することも可能である。

光学的な捕捉ユニット、表示部及び操作ユニットを含んでいるモバイル端末装置を使用して、装置、例えば測定装置、設備及び／又は設備コンポーネントを捕捉、評価及び操作するための本発明による方法においては、光学的な捕捉ユニットを用いて、装置におけるマーキングパターン及び装置の像が捕捉される。マーキングパターンから、装置データが求められ、この装置データが仮想グラフィックコンポーネントに対応付けられる。更に、仮想グラフィックコンポーネントがデータベースからロードされ、装置の、捕捉されて光学的に評価された像と共に処理されて１つの集合像にされ、仮想グラフィックコンポーネントを用いて、装置の動作状態が表示され、集合像が所定の時間間隔で更新される。

本方法によって、測定値、調整値及び／又は動作状態の簡単で確実且つ廉価な読み取り、並びに、圧力測定装置、温度測定装置及び充填状態測定装置又は流量測定装置のような設備コンポーネント、若しくは、例えばポンプ、弁又は他の測定装置のような他の設備コンポーネントの簡単で確実且つ廉価な操作及び構成が実現される。更に、本方法は、モバイル端末装置において、廉価で確実な、また環境の影響から保護された表示を行うことができる。表示部としてモバイル端末装置を利用することによって、装置における付加的な表示部を省略することができる。更に、ユーザが接近困難な位置に装置が配置されている場合であっても、ユーザは、装置に関する情報、特に測定値、調整値及び／又は動作状態に簡単且つ快適にアクセスすることができる。

以下では、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１の状態における、装置を捕捉、評価及び操作するためのシステムの第１の斜視図を概略的に示す。 第１の状態における、装置を捕捉、評価及び操作するためのシステムの第２の斜視図を概略的に示す。 第１の集合像が表示されているモバイル端末装置の斜視図を概略的に示す。 第２の集合像が表示されているモバイル端末装置の斜視図を概略的に示す。 第３の集合像が表示されているモバイル端末装置の斜視図を概略的に示す。 第４の集合像が表示されているモバイル端末装置の斜視図を概略的に示す。 第５の集合像が表示されているモバイル端末装置の斜視図を概略的に示す。 第６の集合像が表示されているモバイル端末装置の斜視図を概略的に示す。 装置を捕捉、評価及び操作するためのシステムの斜視図を概略的に示す。 装置を捕捉、評価及び操作するためのシステムの斜視図を概略的に示す。

相互に対応する部分には、全図にわたり同一の参照符号を付している。

図１には、装置２を捕捉、評価及び操作するための本発明によるシステム１の１つの考えられる実施例の斜視図が示されている。

図示されている実施例において、装置２は、いわゆるプロセストランスミッタとして形成されている圧力測定装置であり、設備４におけるプロセス圧力を検出し、そのプロセス圧力を電気信号に変換する。

システム１は、モバイル端末装置３を含んでおり、このモバイル端末装置３はいわゆるスマートフォンとして形成されている。モバイル端末装置３は、少なくとも背面に、カメラとして形成されており且つ捕捉領域Ｅを有する光学的な捕捉ユニット３．１を含んでおり、また、プロセッサ３．５、表示部３．２及び操作ユニット３．３も含んでいる。図示されている実施例においては、表示部３．２及び操作ユニット３．３が、接触感応式のスクリーンにおいて組み合わされている。

モバイル端末装置３における、アプリケーション（略してＡｐｐ）とも称されるプログラムの起動後に、捕捉ユニット３．１が起動され、この捕捉ユニット３．１を用いて装置２の動いている像Ｂ、特にいわゆるライブ映像が記録され、表示部３．２に表示される。

それと同時に、像Ｂでは装置２上のマーキングパターンＭが探索され、従って像Ｂが光学的に評価される。

マーキングパターンＭに基づき、詳細には図示していないデータベースから、該当する装置２は何であるかが突き止められる。データベースは、局所的にモバイル端末装置３に格納されているか、又は、ウェブベースのサーバアプリケーションの中央の構成要素である。続いて、データベースから、装置固有の仮想グラフィックコンポーネントｖＧが、捕捉されて光学的に評価された装置２の像Ｂを集合像ＧＢに加工するために、モバイル端末装置３のプロセッサ３．５へと伝送される。ここでは、仮想グラフィックコンポーネントｖＧが装置２の動作状態を示しており、また、所定の時間間隔で更新される。

図示されている実施例においては、動作状態として、仮想グラフィックコンポーネントｖＧを用いて、設備４におけるプロセス圧力が表示される。

モバイル端末装置３の表示部３．２においては、仮想グラフィックコンポーネントｖＧが装置２の像Ｂに投影される。この際、特に、マーキングパターンＭが完全に仮想グラフィックコンポーネントｖＧによって覆われる。

装置２が画定された面を有しており、この面が、モバイル端末装置３越しに見た際に、キーを備えた入力インタフェース及び／又は表示部になることも考えられる。

モバイル端末装置３の向きに依存せずに、従って、装置に対して相対的な捕捉ユニット３．１の向きに依存せずに、表示部３．２上の適切な位置における、仮想グラフィックコンポーネントｖＧの配置を常に実現するために、装置２に設けられているマーキングパターンＭが、相互に直交する少なくとも２本の直線Ｌ１、Ｌ２及びフレームＲを含んでおり、それらに基づき、仮想グラフィックコンポーネントｖＧを装置２の像Ｂに対して位置合わせすることができる。

大きく簡略化された１つのヴァージョンでは、装置２におけるマーキングパターンＭが、例えば市販の銘板の構成要素である、英数字又は数字を用いた識別子だけから形成されている。捕捉ユニット３．１を用いた捕捉の際に、例えばＩＤ番号が捕捉され、所定の単位を有する測定値に翻訳乃至変換される。また、マーキングパターンＭをバーコードとして又は他の光電式に読み取り可能な他の文字として、例えばいわゆる２Ｄコード又は２Ｄバーコード又はＱＲコード（登録商標）として形成することもできる。

択一的又は付加的に、装置２の識別は、モバイル端末装置３によって、装置２上に配置されているか又は装置２内に配置されている、例えば銘板内に配置されているＲＦＩＤチップを用いて実現される。

図示されている集合像ＧＢは、仮想グラフィックコンポーネントｖＧの領域において、アニメ化されたボタンＳＦ１、ＳＦ２を含んでおり、それらのボタンＳＦ１、ＳＦ２は、装置２の状態にアクセスするため又は装置２の状態を変化させるためのインタラクティブな仮想ユーザインタフェースとして形成されている。図示されている実施例において、第１のボタンＳＦ１は選択キーであり、また、第２のボタンＳＦ２は選択メニューを開くためのキーである。表示部３．２上のボタンＳＦ１、ＳＦ２を押すことは、装置２における切替機能を操作することに相当し、この切替機能は、例えば装置２におけるカバーの下に冗長的に配置されているか、又は、モバイル端末装置３を含むシステム１の利用によって省略される。

必要なデータをモバイル端末装置３から装置２へと伝送するために、またそれとは逆に、装置２からモバイル端末装置３へと伝送するために、装置２とモバイル端末装置３との間には、双方向データ交換用の、無線コネクション、光コネクション及び／又はケーブルが設けられているか、若しくは、装置２及びモバイル端末装置３は、ネットワーク、データバスシステム及び／又はインターネットコネクションを用いて、また図２には詳細には図示していないデータサーバ５をオプションとして使用して、相互に接続されている。

光コネクションは光によって実現される。図示されている実施例においては、このために装置２が発光ダイオード２．１を含んでいる。モバイル端末装置３は、捕捉ユニット３．１を用いて、発光ダイオード２．１からの照合データとして、符号化されて送出された光信号ＬＳを、例えば点滅信号を検出して、その光信号ＬＳを評価し、また、その評価に依存して、相応の情報を仮想グラフィックコンポーネントｖＧ内に表示する。

例えば、発光ダイオード２．１は、種々の色の光信号ＬＳを出力するように形成されており、その場合、例えば青色の光信号ＬＳは、装置２とモバイル端末装置３との間のデータコネクションが確立されていることを示す。赤色の光信号ＬＳは、例えば、エラーが存在すること、タンクが完全に満たされていること、又は、目標値に達したことを示す。

更には、特に、ＲＦＩＤチップの評価に基づき、又は、無線コネクションの送信強度の評価に基づき、又は、装置２にモバイル端末装置３を載置するために設けられている、詳細には図示していない載置部に、モバイル端末装置３が直接的に載置されることに基づき、装置２の受信領域におけるモバイル端末装置３の存在を検出することができる。特に、モバイル端末装置３の局所的な接続及びリンクを介して、他の装置２が誤って操作されることは回避される。

載置を実現するために、装置２は、図示していないが、例えば位置決め縁部を備えている載置面を含んでおり、その場合、載置面は、装置が載置されたことを捕捉するための少なくとも１つの捕捉ユニット３．１を含んでいる。

図２には、システム１の斜視図が示されており、この斜視図においては、図１に示した実施例に加えて、モバイル端末装置３と装置２との間のデータコネクションが、インターネットコネクションを介して確立されている。

ここでは、装置２とモバイル端末装置３との間の双方向データ交換が、中央データサーバ５の支援の下で実施される。データコネクションを確立するために、装置２及びモバイル端末装置３は、それぞれ相応のインタフェース２．２、３．４を有している。

図３には、集合像ＧＢが表示されているモバイル端末装置３の斜視図が示されており、この集合像ＧＢには、仮想グラフィックコンポーネントｖＧを用いて選択メニューが表示されている。表示部３．２の相応の位置をタッチすることによって、所望のメニューポイントを開くことができる。

この場合、いわゆるグラフィックログ機能又は数値ログ機能を起動させること及び記録された値を表すこと、又は、いわゆる装置構成を安全度水準（Ｓａｆｅｔｙ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｌｅｖｅｌｓ、略してＳＩＬ）にも関連させて行うことも可能である。

例えばインダストリ４．０又はＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）を用いた、製品のインテリジェントなネットワーク化に関して、装置２及び／又はモバイル端末装置３と他のコンポーネントとのネットワーク化を現場で管理及び視覚化することができ、また必要に応じて構成することができる。

更に、製品のインテリジェントなネットワーク化乃至ネットワーク化された工業オートメーションを背景に、モバイル端末装置３を介して、近隣のプロセスにアクセスして、影響を及ぼすことができる。つまり、別の場所に組み立てられているが、しかしながら目下捕捉されているコンポーネント又は目下捕捉されている装置２とネットワーク化されている他の設備部品を読み出すこと及び構成することができる。このために、特に、複数の装置２が相互にネットワーク化されているデータネットワークへの保護されたアクセスが必要になる。特に、ネットワーク全体又は複数の装置２へのアクセスは、相応に承認されており、また例えば、アクセスコードが入力された場合にのみ許可される。ＲＦＩＤコード、ＱＲコード（登録商標）、いわゆるＲＳＡコードの一部又は他のコードとしての相応の「部分コード」が、装置２上に又は装置２内に配置又は格納されていることも考えられる。これによって、権限が与えられていない者が、十分に保護されたインタフェースを介さずに、プロセス又は装置２に違法に影響を及ぼすことが阻止される。

操作マニュアル及び他の資料、例えば調整記録又は検査証明書を、モバイル端末装置３を用いて呼び出すこと及び／又は管理することも可能である。このために、起動時に、相応のプログラムを始動させるか、若しくは、相応のドキュメント又はファイルを開くためのいわゆるリーダを始動させることもできる。

図４には、仮想グラフィックコンポーネントｖＧを用いて、選択メニューにおいて種々の圧力測定単位が選択のために提供されている、集合像ＧＢが表示されているモバイル端末装置３の斜視図が示されている。表示部３．２の相応の位置をタッチすることによって、所望の圧力測定単位を選択することができる。

図５には、仮想グラフィックコンポーネントｖＧを用いて、選択メニューにおいて、種々のユーザ及びそれらのユーザに対応付けられている、表示及び選択に関するアクセス権限が提供されている、集合像ＧＢが表示されているモバイル端末装置３の斜視図が示されている。

特に、ユーザ固有のアクセス権限がシステム１において設定されており、それらのアクセス権限は、種々の利用者乃至ユーザに対して、装置２の機能への異なるアクセス等級、異なる大きさのアクセス範囲及び／又は異なるアクセスレベルを含んでいる。

つまり、例えば、一般作業員に対しては、測定値の読み取り又は表示へのアクセス権限しか設定されておらず、他のユーザは、特に装置２の構成メニュー及び／又は別の機能へのＰＩＮで保護されたアクセス権限を得る。

図６には、集合像ＧＢが表示されているモバイル端末装置３の斜視図が示されており、この集合像ＧＢには、仮想グラフィックコンポーネントｖＧを用いて、選択メニューにおいて種々のアニメ化されたスライドスイッチが表示されている。スライドスイッチを用いることによって、装置２の種々の機能、例えばパスワード保護、データロガー、遠隔制御、イベント時に測定データを自動的に送信する、いわゆるＥメールプッシュサービス及び装置２の無線コネクションをオン／オフすることができる。表示部３．２の相応の位置をタッチすることによって、又は、いわゆるスワイプによって、所望のスライドスイッチを操作することができる。

図７には、集合像ＧＢが表示されているモバイル端末装置３の斜視図が示されており、この集合像ＧＢには、仮想グラフィックコンポーネントｖＧを用いて、アニメ化されたタンブラスイッチが表示されている。タンブラスイッチは、マーキングパターンＭの位置に正確に合致して、装置２の像Ｂに挿入されており、また、モバイル端末装置３において集合像ＧＢへと処理されている。

集合像ＧＢに表示されている、アニメ化されたスイッチ及びグラフィック要素は、特に、装置２の少なくとも１つの現実のスイッチを光学的に再現しており、また、装置２の機能の切替、制御及び／又は調整を行うために設けられている。

スイッチ又はコントローラを用いて、例えば、弁を開閉することができるか、モータ及びポンプをオンオフすることができるか、又は、所定の状態に調整することができる。

図８には、集合像ＧＢが表示されているモバイル端末装置３の斜視図が示されており、この集合像ＧＢには、仮想グラフィックコンポーネントｖＧを用いて、モバイル端末装置３が装置２と通信するための、平文テキスト用のインタラクティブなキーが表示されている。

入力時には、マーキングパターンＭのフレームＲよりも大きくキーを表示することができ、それによって、快適な入力が実現される。このために、例えば、標準キーボードを起動させ、より大きく表示させて利用することもできる。標準キーボードは、モバイル端末装置３のオペレーションソフトウェアにおける標準入力手段として格納されている。択一的に又は付加的に、装置２のキーを使用することが可能である。

図９には、装置２を捕捉、評価及び操作するための本発明によるシステム１の１つの考えられる実施例の斜視図が示されている。図示されている実施例において、装置２はタンクである。

集合像ＧＢには、像Ｂとしてタンクが表示され、また、仮想グラフィックコンポーネントｖＧとして、アニメ化された仮想充填状態が表示される。充填状態を求めるために、詳細には図示していないが、タンク内に充填状態センサが設けられており、また、測定データがデータコネクションを用いて、装置２からモバイル端末装置３へと伝送される。

仮想充填状態は、垂直バーとして形成されている仮想グラフィックコンポーネントｖＧを用いて表示される。また、装置２の別の状態を別のグラフィックによって表示することも可能である。

例えば、相応に色が変化する温度情報が表示され、また、データベースに格納される。プロセスの進捗は、例えば、円グラフを用いて表示されるか、又は、熱湯がアニメ化された泡でもって表示される。

また、タンクの充填状態に依存して、充填状態が種々の色で表示される構成も考えられる。例えば、牛乳は白色で表示され、ビールは黄色及び透明色で表示される。

図１０には、装置２を捕捉、評価及び操作するための本発明によるシステム１の１つの考えられる実施例の斜視図が示されている。図示されている実施例において、装置２は、例えばモータ又はポンプとして形成されている設備コンポーネントである。

集合像ＧＢには、像Ｂとして装置２が表示され、また、仮想グラフィックコンポーネントｖＧとして、アナログ表示部がアニメ化された、装置２の仮想回転数が表示される。回転数を求めるために、詳細には図示していないが、回転数センサが設けられており、また、測定データがデータコネクションを用いて、装置２からモバイル端末装置３へと伝送される。

装置２における詳細には図示していないマーキングパターンＭは、例えば、バーコード又は光電式に読み取り可能な他の文字であり、２つ、３つ又はそれ以上の数の点が、挿入される動的な仮想グラフィックコンポーネントｖＧの位置合わせのために利用される。

更に、３つのボタンＳＦ１からＳＦ３が設けられており、第１のボタンＳＦ１によって、マーキングパターンＭを捕捉するためのいわゆるスキャンモードが起動される。しかしながら、端末装置３においてアプリケーションが始動された際に、スキャンモードを自動的に始動することもできる。しかしながら特別なケースでは、いわゆる「オートスキャン」をオフにして、マニュアルでのみスキャンを行うこと、例えば複数の装置２が相互に並んで設けられているが、一方の装置のみが例えば構成のために捕捉されるべき場合には、マニュアルでのみスキャンを行うことが有効であると考えられる。

しかしながら特に、例えばより大きい表示部３．２を備えている端末装置３を用いて複数の装置２が捕捉される場合、捕捉された複数の設備コンポーネント又は測定装置が表示部３．２において、複数のディスプレイに仮想的に表示されることも考えられる。

相応の構成では、プロセス一覧表において複数のマーキングパターンＭを１つのプロセス構造に組み合わせて、それを図表及びシンボルでもって補完することも可能である。その場合、ユーザはこのプロセス一覧表において、相応のメガネを用いて又はモバイル端末装置３を使用して見た際に、１つのプロセスに関する完全な概観をその実際値と共に得ることができ、また、ボタンを介してそのプロセスに影響を及ぼすことができる。このために、局所的にコンポーネント又は装置２の近傍にいるかについての問合せは停止される。

別のボタンＳＦ２は、選択メニューを開くために設けられている。

第３のボタンＳＦ３は、リモートモードをオン／オフするために設けられており、これによって、装置２をリモートで、即ち遠隔制御によって読み取るか又は操作することができ、その際に、局所的に装置２の近傍にいる必要はない。この場合、起動時に、装置２を表示している背景として使用される像Ｂを、単一画像又は静止画像として不変に表示することができ、即ち「フリーズ」させることができる。但し、位置が変わると、動的な仮想グラフィックコンポーネントｖＧも相応に更新される。つまり、回転数又は充填状態又は他の状態の考察は、別の場所からも行うことができる。

本発明は、上記において説明した実施例に限定されるものではない。本発明は、添付の特許請求項の範囲に記載の範囲内で修正することができる。同様に、従属請求項及び前述の実施例に記載されている個々の態様を相互に組み合わせることができる。

１ システム
２ 装置
２．１ 発光ダイオード
２．２ インタフェース
３ 端末装置
３．１ 捕捉ユニット
３．２ 表示部
３．３ 操作ユニット
３．４ インタフェース
３．５ プロセッサ
４ 設備
５ データサーバ
Ｂ 像
Ｅ 捕捉領域
ＧＢ 集合像
Ｌ１、Ｌ２ 直線
ＬＳ 光信号
Ｍ マーキングパターン
Ｒ フレーム
ＳＦ１〜ＳＦ３ ボタン
ｖＧ 仮想グラフィックコンポーネント

Claims (19)

1. 装置（２）を捕捉、評価及び操作するためのシステム（１）において、
   前記システム（１）は、
   −前記装置（２）におけるマーキングパターン（Ｍ）及び装置（２）の像（Ｂ）を捕捉することができる光学的な捕捉ユニット（３．１）、表示部（３．２）及び操作ユニット（３．３）を備えているモバイル端末装置（３）と、
   −受信した、前記装置（２）の装置データを記憶するための一時メモリと、
   −装置固有の仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）を保存するためのグラフィックメモリと、
   −受信した装置データに基づき仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）を適合させて、装置の捕捉された前記像（Ｂ）と組み合わせて１つの集合像（ＧＢ）にするプロセッサ（３．５）と、
   を含んでおり、
   −前記仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）は、前記装置（２）の動作状態を表示し、
   −前記表示部（３．２）は、所定の時間間隔で更新される集合像（ＧＢ）を出力する、
   ことを特徴とするシステム（１）。
2. −前記集合像（ＧＢ）は、アニメ化されたボタン（ＳＦ１〜ＳＦ３）を含んでおり、
   −前記ボタン（ＳＦ１〜ＳＦ３）は、前記装置（２）の状態にアクセスするため又は前記装置（２）の状態を変化させるためのインタラクティブな仮想ユーザインタフェースとして形成されている、
   請求項１に記載のシステム（１）。
3. 前記装置（２）に取り付けられている前記マーキングパターン（Ｍ）は、相互に直交する少なくとも２本の直線（Ｌ１，Ｌ２）又は縁部又はフレーム（Ｒ）を含んでおり、前記直線（Ｌ１，Ｌ２）又は前記縁部又は前記フレーム（Ｒ）に基づき、前記仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）を、前記装置（２）の前記像（Ｂ）に対して位置合わせ可能である、
   請求項１又は２に記載のシステム（１）。
4. 前記装置（２）に取り付けられている前記マーキングパターン（Ｍ）は、点状又は線状のコーディングを含んでおり、前記コーディングに基づき、前記装置（２）を識別可能である、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシステム（１）。
5. 前記集合像（ＧＢ）は、アニメ化されたボタン（ＳＦ１〜ＳＦ３）を含んでおり、前記ボタン（ＳＦ１〜ＳＦ３）は、前記装置（２）における切替機能に冗長的に表示可能であるか、又は、前記装置（２）に設けられている切替機能に代わるものである、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシステム（１）。
6. −前記グラフィックメモリ又はデータベースには、複数の仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）が記憶されており、
   −捕捉された前記コーディングに応じて、前記装置（２）に適合された、且つ、事前に記憶されている仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）をロード可能であり、
   −前記仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）に、前記装置（２）の測定値及び／又は調整値又はボタン（ＳＦ１〜ＳＦ３）を転記可能であり且つ更新可能である、
   請求項４又は５に記載のシステム（１）。
7. メモリ及び／又はデータベースには、装置固有の動作マニュアル、セットアップメニュー、解析ツール、エラー解析又はデータログ機能が格納されており、
   前記装置固有の動作マニュアル、前記セットアップメニュー、前記解析ツール、前記エラー解析又は前記データログ機能は、
   −捕捉された前記コーディングに依存して呼び出し可能であり、
   −サーバベースで又は局所的に、前記モバイル端末装置（３）と前記メモリ及び／又は前記データベースとの間で伝送可能である、及び／又は、
   −前記モバイル端末装置（３）及び／又は前記装置（２）を用いて実施可能である、
   請求項４乃至６のいずれか１項に記載のシステム（１）。
8. −前記装置（２）と前記モバイル端末装置（３）との間には、双方向データ交換用の、無線コネクション、光コネクション及び／又はケーブルが設けられているか、若しくは、
   −前記装置（２）及び前記モバイル端末装置（３）は、ネットワーク、データバスシステム及び／又はインターネットコネクションを用いて、またデータサーバ（５）をオプションとして使用して、相互に接続されている、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシステム（１）。
9. −ユーザ固有のアクセス権限が設定されており、前記アクセス権限は、
   −種々のユーザに対して、前記装置（２）の機能への異なるアクセス等級、異なる大きさのアクセス範囲及び／又は異なるアクセスレベルを含んでいる、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載のシステム（１）。
10. 前記仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）は、前記モバイル端末装置（３）の前記表示部（３．２）を用いて前記ユーザに対して表示される前記集合像（ＧＢ）に含ませるために、アニメ化されたスイッチ及びグラフィック要素を含んでおり、
    前記スイッチ及び前記グラフィック要素は、前記装置（２）の少なくとも１つの現実のスイッチを光学的に再現している、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載のシステム（１）。
11. 前記モバイル端末装置（３）の前記表示部（３．２）は、接触感応式のスクリーンを含んでいる、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシステム（１）。
12. 前記接触感応式のスクリーンは、前記装置（２）の機能を操作するためのアニメ化されたキー及び／又はキーボードを前記仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）内で提供するように形成されている、
    請求項１１に記載のシステム（１）。
13. 前記モバイル端末装置（３）及び前記装置（２）は、前記モバイル端末装置（３）と前記装置（２）との間のデータ伝送を開始するために、前記接触感応式のスクリーンを備えている前記モバイル端末装置（３）を前記装置（２）に載置できるように形成されている、
    請求項１１又は１２に記載のシステム（１）。
14. 前記装置（２）は、前記モバイル端末装置（３）を載置するために、位置決め縁部を備えている載置面を含んでおり、前記載置面は、前記装置（２）が載置されたことを捕捉するための少なくとも１つの捕捉ユニット（３．１）を含んでいる、
    請求項１３に記載のシステム（１）。
15. −評価ユニットが設けられており、前記評価ユニットは、
    −英数字又は数字のコーディングを含んでいる前記マーキングパターン（Ｍ）を、所定の単位の測定値又は他のパラメータに変換し、前記集合像（ＧＢ）に統合するように形成されている、
    請求項３乃至１４のいずれか１項に記載のシステム（１）。
16. 捕捉されて光学的に評価された前記像（Ｂ）は、動画である、
    請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のシステム（１）。
17. 前記モバイル端末装置（３）は、リモート起動時に、前記装置（２）の、捕捉されて光学的に評価された前記像（Ｂ）を、前記装置（２）に対して相対的な前記モバイル端末装置（３）の移動時に、単一画像又は静止画像として不変に表示し、且つ、前記仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）を継続的に更新する、
    請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のシステム（１）。
18. 前記装置（２）には、測定装置、設備及び／又は設備コンポーネントが含まれる、
    請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のシステム（１）。
19. 光学的な捕捉ユニット（３．１）、表示部（３．２）及び操作ユニット（３．３）を含んでいるモバイル端末装置（３）を使用して装置（２）を捕捉、評価及び操作するための方法において、
    −前記光学的な捕捉ユニット（３．１）を用いて、前記装置（２）におけるマーキングパターン（Ｍ）及び前記装置（２）の像（Ｂ）を捕捉し、
    −前記マーキングパターン（Ｍ）から装置データを求め、
    −前記装置データを仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）に対応付け、
    −仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）をロードし、
    −前記仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）を、装置（２）の、捕捉されて光学的に評価された像（Ｂ）と共に処理して１つの集合像（ＧＢ）にし、
    −前記仮想グラフィックコンポーネント（ｖＧ）を用いて、前記装置（２）の動作状態を表示し、
    −前記集合像（ＧＢ）を所定の時間間隔で更新する、
    ことを特徴とする方法。

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