KR20210008045A - 적어도 하나의 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하기 위한 방법 및 디바이스 - Google Patents

Abstract

적어도 하나의 스토리지 유닛(112)의 충전 레벨을 결정하기 위한 방법이 제안된다. 방법은 다음의 단계, a) 복수의 조명 피쳐(118)를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴(116)을 사용하여 스토리지 유닛(112)을 조명하고 스토리지 유닛(112)의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 단계; b) 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 단계; c) 제1 반사 피쳐에 대해, 제1 반사 피쳐에 의한 광학 센서(124) - 광학 센서(124) 각각은 감광 영역을 구비함 - 의 매트릭스를 갖는 적어도 하나의 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 제2 반사 피쳐에 대해, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 단계; d) 단계 c)에서 생성되는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하고, 단계 c)에서 생성되는 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 단계; e) 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 단계; f) 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하고 그로부터 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

적어도 하나의 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하기 위한 방법 및 디바이스

본 발명은 충전 레벨(filling level) 결정 디바이스, 어떤 양의 물품(article)을 보관하기 위한 스토리지 유닛, 적어도 하나의 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하기 위한 방법, 적어도 하나의 스토리지 유닛에서의 물품의 양의 변화를 결정하기 위한 방법 및 복수의 스토리지 유닛을 포함하는 적어도 하나의 창고(warehouse)에 있는 물품의 양을 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.

전문적인 구매 프로세스 구축에서, 제품(product)의 컴포넌트는 종종 "A", "B" 및 "C" 컴포넌트로 분류된다. "A" 컴포넌트는 제품의 가치에 본질적으로 기여하는(~ 75 %) 것으로 간주될 수 있지만, 그러나 제품에는 소량의 "A" 컴포넌트만이 필요로 될 수 있다. "B" 컴포넌트는 제품의 가치에 10 내지 20 %까지 기여하는 것으로 간주될 수 있지만, 그러나 제품에는 더 많은 양(10 ~ 40 %)의 "B" 컴포넌트가 필요로 될 수 있다. "C" 컴포넌트는 제품의 가치에 유의미하게 기여하지 않을 수 있지만(5-10 %), 그러나, 많은 양의 "C" 컴포넌트가 필요로 될 수 있다. "C" 컴포넌트는 나사, 너트 및 다른 저가의 벌크 상품(bulk goods)과 같은 벌크 상품일 수 있다. 종종 "C" 컴포넌트의 주문 노력이 재료 가치보다 더 높고, 그 결과, "C" 컴포넌트의 물류 및 관리가 도전 과제이다. "C" 컴포넌트의 관리의 최적화 및 자동화는 높은 가치 창출 잠재력을 갖는다.

"C" 컴포넌트는 완전 자동 분포 중심(fully automatic distribution center)에 보관될 수 있다. "C" 컴포넌트의 분배를 위해 그리고 "C" 컴포넌트 고객을 위해, 창고가 충분히 채워지고 동시에 적은 양의 자산이 포획된다는 것을 보장하는 것은 도전 과제이다. 따라서, 특히 보관된 "C" 컴포넌트의 재료, 형상, 컬러 및 사이즈와는 무관하게 그리고 스토리지 유닛의 재료, 형상, 컬러 및 사이즈와는 무관하게, "C" 컴포넌트를 보관하는 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하는 것은 C 컴포넌트 관리의 기술적 도전 과제이다. 구체적으로, 창고의 각각의 스토리지 유닛에게 충전 레벨을 결정하도록 적응되는 측정 디바이스를 갖추게 하는 것이 바람직하고, 그 결과 저가의 측정 디바이스가 필요로 된다. 더구나, 간단한 데이터 핸들링 및 소비 기반의 실시간 배달이 바람직하다.

충전 레벨을 결정하기 위한 방법이 일반적으로 알려져 있다. 예를 들면, WO 2012/019734 a1은 물체를 운반 및/또는 보관하기 위한 컨테이너를 설명한다. 그러한 컨테이너는, 컨테이너의 충전 레벨 및/또는 유지 상태에 대한 정보를 결정하기 위해 검출 디바이스를 포함한다. 검출 디바이스는, 컨테이너의 내부 벽의 영역에서 상이한 광 강도를 검출할 수 있고 대응하는 센서 신호를 생성할 수 있다. 더구나, 신호 프로세싱 디바이스에 연결하기 위한 인터페이스가 제공되는데, 신호 프로세싱 디바이스에서는, 센서 신호에 기초하여 컨테이너의 충전 레벨 및/또는 유지 상태에 대한 이미지 정보가 생성된다.

US 2012/0314059 A1은 물체를 운반 및/또는 보관하기 위한 컨테이너의 충전 레벨을 검출하는 것을 설명한다. 컨테이너 저부가 컨테이너에 위치되는 물체로 덮여 있는 한, 하나의 또는 미리 결정된 수의 물체의 평균 물체 볼륨에 기초하여, 물체에 의해 점유되는 컨테이너 볼륨 또는 이미 비워진 컨테이너 볼륨의 값의 도움으로 컨테이너 내의 물체 수의 추정치를 결정하는 것이 설명된다. 컨테이너 저부의 미리 결정된 부분이 보이는 경우, 컨테이너 저부에 있는 물체는, 컨테이너 저부 상의 개개의 물체를 식별하는 것에 의해 카운트된다.

EP 2 020 174 A1은 수확되어 가공된 농작물을 운송 차량으로 전달하기 위한 적어도 하나의 분출부(spout)를 갖는 농업용 작업 기계, 특히 마초 수확기를 설명하는데, 여기서는, 적어도, 운송 차량으로의 전달의 과정 동안, 분출부의 방향 제어를 위해 전기 광학 디바이스가 제공되고, 전기 광학 디바이스는 분출부의 특성 파라미터 및 운송 차량 및/또는 농업용 작업 기계의 특성 파라미터를 검출한다.

예를 들면, 충전 레벨은 스토리지 유닛의 중량을 측정하는 것에 의해 결정될 수 있다. 그러나, 공지된 방법은, 특히 다양한 물품, 예를 들면, 종이로 만들어지는 제품 및 스테인레스 스틸로 제조되는 제품의 경우에, 충분히 정확하지 않을 수 있다. 더구나, 공지된 방법은, 창고가 충분히 채워져 있고 동시에 적은 양의 자산이 포획되는 것을 보장하는 데 매우 중요한 스토리지 유닛의 마지막 10 %의 충전 레벨을 결정함에 있어서 문제를 가질 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 공지된 디바이스 및 방법의 상기 언급된 기술적 도전 과제에 직면하는 디바이스 및 방법을 제공하는 것이다. 구체적으로, 본 발명의 목적은, 바람직하게는 기술 리소스 및 비용의 관점에서 낮은 요건을 갖는, 바람직하게는 스토리지 유닛 및 보관된 물품의 재료, 형상, 컬러 및 사이즈와 무관하게, 스토리지 유닛의 충전 레벨을 신뢰성 있게 결정할 수 있는 디바이스 및 방법을 제공하는 것이다.

이 문제는 독립 특허 청구항의 피쳐를 갖는 본 발명에 의해 해결된다. 개별적으로 또는 조합하여 실현될 수 있는 본 발명의 유리한 개발은, 종속항에서 및/또는 하기의 명세서 및 상세한 실시형태에서 제시된다.

다음에서 사용되는 바와 같이, 용어 "구비한다(have)", "포함한다(comprise)" 또는 "포함한다(include)" 또는 이들의 임의의 문법적 변형어는 비배타적인 방식으로 사용된다. 따라서, 이들 용어는, 이들 용어에 의해 소개되는 피쳐 외에는 이 맥락에서 설명되는 엔티티에 어떤 추가적인 피쳐도 존재하지 않는 상황 및 하나 이상의 추가적인 피쳐가 존재하는 상황 둘 모두를 가리킬 수 있다. 한 예로서, 표현 "A는 B를 구비한다(has)", "A는 B를 포함한다(comprise)" 및 "A는 B를 포함한다(include)"는, B 외에는 어떠한 다른 엘리먼트도 A에 존재하지 않는 상황(즉, A가 전적으로 그리고 배타적으로 B로만 구성되는 상황) 및 B 외에, 하나 이상의 추가적인 엘리먼트, 예컨대 엘리먼트 C, 엘리먼트 C 및 D 또는 심지어 추가적인 엘리먼트가 엔티티 A에 존재하는 상황 둘 모두를 가리킬 수 있다.

게다가, 피쳐 또는 엘리먼트가 한 번 또는 한 번보다 더 많이 존재할 수 있다는 것을 나타내는 용어 "적어도 하나", "하나 이상" 또는 유사한 표현은, 각각의 피쳐 또는 엘리먼트를 소개할 때 단지 한 번만 사용될 것이다는 것을 유의해야 할 것이다. 이하에서, 대부분의 경우에서, 각각의 피쳐 또는 엘리먼트를 언급할 때, 표현 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"은, 각각의 피쳐 또는 엘리먼트가 한 번 또는 한 번보다 더 많이 존재할 수 있다는 사실에도 불구하고, 반복되지 않을 것이다.

게다가, 이하에서 사용될 때, 용어 "바람직하게는(preferably)", "더 바람직하게는(more preferably)", "특히(particularly)", "더욱 특별하게는(more particularly)", "구체적으로(specifically)", "더 구체적으로(more specifically)" 또는 유사한 용어는, 대안적인 가능성을 제한하지 않으면서, 옵션 사항의(optional) 피쳐와 연계하여 사용된다. 따라서, 이들 용어에 의해 도입되는 피쳐는 옵션 사항의 피쳐이며 청구범위의 범위를 어떤 식으로든 제한하도록 의도되지는 않는다. 본 발명은, 숙련된 자가 인식하는 바와 같이, 대안적인 피쳐를 사용하는 것에 의해 수행될 수 있다. 마찬가지로, "본 발명의 한 실시형태" 또는 유사한 표현에 의해 도입되는 피쳐는, 본 발명의 대안적인 실시형태에 관한 어떠한 제약도 없이, 본 발명의 범위에 관한 어떠한 제약도 없이 그리고 본 발명의 다른 옵션 사항의 또는 비 옵션 사항의 피쳐를 갖는 방식으로 소개되는 피쳐를 조합하는 가능성에 관한 어떠한 제약도 없이, 옵션 사항의 피쳐인 것으로 의도된다.

본 발명의 제1 양태에서, 적어도 하나의 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하기 위한 방법이 개시된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "적어도 하나의 스토리지 유닛"은 적어도 하나의 물품을 보관 및/또는 호스팅하도록 적응되는 임의의 형상의 디바이스를 지칭한다. 스토리지 유닛은 물품을 수용하도록 그리고 보관하도록 적응되는 적어도 하나의 리셉터클(receptacle)을 포함한다. 리셉터클은 적어도 하나의 저부 표면 또는 그라운드 표면 및 저부 표면 또는 그라운드 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 적응되는 적어도 하나의 측벽을 포함할 수 있다. 용어 "부분적으로 둘러싸는"은, 스토리지 유닛의 측벽이 적어도 한 측면에서 개방되는 실시형태가 가능하다는 것을 가리킨다. 그러나, 다른 실시형태도 가능하다. 스토리지 유닛의 저부 표면 및 벽은, 예를 들면, 배럴이 있는 팔레트에서와 같이, 연결되지 않을 수 있는데, 배럴은 적어도 하나의 플라스틱 포일로 고정될 수 있다. 벽이 없는 실시형태, 예를 들면, 팔레트가 실현 가능하다. 벽이 없는 실시형태에서, 최대 충전 높이는 최대 중량, 무게 중심, 또는 등등과 같은 추가적인 또는 다른 정보로부터 결정될 수 있다. 스토리지 유닛에 의해 포함되는 아이템은 마운팅 디바이스: 체결구(fastener), 테이프, 랩(wrap), 포일, 벨트, 또는 등등에 의해 고정될 수 있다. 스토리지 유닛은 스토리지 유닛을 적어도 부분적으로 덮도록 적응되는 적어도 하나의 덮개를 포함할 수 있다. 스토리지 유닛은 다음의 것으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 적어도 하나의 컨테이너; 적어도 하나의 상자(box); 적어도 하나의 버킷, 적어도 하나의 용기(vessel), 적어도 하나의 배럴, 적어도 하나의 병, 적어도 하나의 앰플, 적어도 하나의 정전기 방지 백, 적어도 하나의 상자 내 백(bag-in-box), 적어도 하나의 케이지, 적어도 하나의 가요성 백 또는 병, 적어도 하나의 케이스, 적어도 하나의 카보이(carboy), 적어도 하나의 카톤(carton), 적어도 하나의 처브(chub), 적어도 하나의 클램쉘(clamshell), 적어도 하나의 틀상자(crate), 적어도 하나의 컵, 적어도 하나의 봉투, 적어도 하나의 항아리(jar), 적어도 하나의 제리캔(jerrycan), 적어도 하나의 케그(keg), 적어도 하나의 멀티 팩(multi-pack), 적어도 하나의 들통(pail), 적어도 하나의 종이 또는 비닐 백, 적어도 하나의 종이 봉투(sack), 적어도 하나의 레토르트 파우치(retort pouch), 적어도 하나의 테트라 브릭(Tetra Brik), 적어도 하나의 통(tub), 적어도 하나의 튜브(tube), 적어도 하나의 단위 적재(unit load), 적어도 하나의 유리병(vial), 적어도 하나의 나무 상자, 적어도 하나의 블리스터 팩(blister pack), 적어도 하나의 컨테이너, 적어도 하나의 팔레트, 적어도 하나의 벌크 상자, 적어도 하나의 팔레트 상자, 적어도 하나의 빈 상자(bin box), 적어도 하나의 중간 벌크 컨테이너, 적어도 하나의 가요성 중간 벌크 컨테이너, 적어도 하나의 인터모달 컨테이너(intermodal container), 적어도 하나의 드럼, 적어도 하나의 캐스크(cask), 적어도 하나의 캔, 적어도 하나의 백. 예를 들면, 스토리지 유닛은 사일로(silo) 또는 창고일 수 있다. 스토리지 유닛은 직사각형, 입방체, 원형, 팔각형, 육각형, 원통형 형상 또는 등등과 같은 임의의 형상을 가질 수 있다. 스토리지 유닛은, 목재, 플라스틱, 강철, 금속, 종이, 실리콘(silicon), 실리콘(silicone), 섬유, 카톤, 알루미늄, 철, 유리, 금속 포일, 플라스틱 필름, 셀로판, 버블 랩, 코팅 종이, 섬유판, 니켈, 탄소, 납, 구리, 텅스텐, 티타늄, 판지(cardboard), 종이보드(paperboard), 마그네슘, 폴리머 폼, 금속화 필름, 액체 포장용 보드(liquid packaging board), 콘크리트, 시멘트, 주석, 아연, 스트레치 랩(stretch wrap), 테이프, 성형 펄프, 직물, 아연, 벽돌, 석고, 점토, 모래, 또는 등등과 같은 재료로 만들어질 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 스토리지 유닛은 적어도 하나의 플라스틱 컨테이너를 포함할 수 있다. 다른 형상 및 재료도 가능하다. 스토리지 유닛은 소망되는 양의 물품을 보관하기에 적절한 사이즈를 가질 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "충전 레벨"은 스토리지 유닛 내의 물품 레벨을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "물품"은 스토리지 유닛 내에 보관되는 컴포넌트를 지칭한다. 물품은, 원형 형상, 입방체, 원형, 팔각형, 육각형, 고리 형상, 직사각형 형상, 또는 등등과 같은 임의의 형상을 가질 수 있다. 그러나, 다른 형상도 가능하다. 물품은, 목재, 플라스틱, 강철, 고무, 종이, 금속, 섬유, 실리콘(silicon), 실리콘(silicone), 카톤, 알루미늄, 철, 유리, 금속 포일, 플라스틱 필름, 셀로판, 버블 랩, 코팅 종이, 섬유판, 니켈, 탄소, 납, 구리, 텅스텐, 티타늄, 판지, 종이보드, 마그네슘, 폴리머 폼, 금속화 필름, 액체 포장용 보드, 콘크리트, 시멘트, 주석, 아연, 스트레치 랩, 테이프, 성형 펄프, 직물, 아연, 벽돌, 석고, 점토, 모래, 또는 다른 재료로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 재료로 만들어질 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 물품은 임의의 사이즈 및/또는 단면을 가질 수 있다. 예를 들면, 물품의 사이즈는 0.001 m에서부터 0.5 m까지일 수 있다. 물품은 고체 컴포넌트, 비 고체 컴포넌트, 액체 컴포넌트, 비 액체 컴포넌트 또는 고체 및/또는 액체 및/또는 비 고체 및/또는 비 액체 컴포넌트의 혼합물일 수 있다. 예를 들면, 물품은 벌크 재료를 포함할 수 있다. 벌크 재료는 주입 가능한 형태(pourable form)의 재료일 수 있다. 물품은 다음의 것으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 모래, 흙, 토탄, 부식토, 자갈, 시멘트와 같은 건축 자재; 화학 재료; 왁스, 쓰레기, 폐기물, 석탄, 목재, 펠릿, 오일, 등유, 액화 가스, 또는 등등과 같은 가열 재료; 펜, 연필, 고무, 나사, 너트, 다웰(dowel), 스냅 링(snap ring), 볼트, 또는 등등과 같은 상품; 커버; 종이, 포일, 랩, 버블 랩, 폴리머 폼, 반짝이(tinsel) 또는 등등과 같은 포장재; 안료, 비료 또는 등등과 같은 분말 상품; 액체, 분산액, 페인트, 페이스트 또는 등등; 작은 부품 또는 작은 아이템; 배터리, 전자 부품, 예를 들면, LED, 저항기, 커패시터, 또는 등등, 인쇄 회로 기판, 장갑, 병과 같은 소모품; 체액; 유동화된 고체; 곡물, 시리얼, 설탕, 소금, 커피, 밀가루 또는 등등과 같은 과립 식품. 충전 레벨은 스토리지 유닛에서 본질적으로 일정할 수 있으며, 구체적으로 유체 또는 액체의 경우, 특히 본질적으로 수평일 수 있는데, 여기서 20 %, 바람직하게는 15 % 이내의 일정한 충전 레벨로부터의 발산이 가능하다. 충전 레벨은, 특히 조각 상품(piece goods)의 경우에, 일정하지 않을 수 있다. 충전 레벨은 복수의 최소 및/또는 최대 값, 예를 들면, 적어도 하나의 피크 값을 포함할 수 있다. 충전 레벨은 스토리지 유닛에 있는 어떤 양의 물품에 대한 척도일 수 있다.

방법은 다음의 단계를 포함한다

a) 복수의 조명 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴을 사용하여 스토리지 유닛을 조명하고 스토리지 유닛의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 단계;

b) 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 단계;

c) 제1 반사 피쳐에 대해, 제1 반사 피쳐에 의한 광학 센서 - 광학 센서 각각은 감광 영역(light-sensitive area)을 구비함 - 의 매트릭스를 갖는 적어도 하나의 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 제2 반사 피쳐에 대해, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 단계;

d) 단계 c)에서 생성되는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(longitudinal coordinate)(z1)를 결정하고, 단계 c)에서 생성되는 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 단계;

e) 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 단계;

f) 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵(elevation map)을 결정하고 그로부터 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하는 단계.

방법 단계는 주어진 순서로 수행될 수 있거나 또는 상이한 순서로 수행될 수 있다. 게다가, 나열되지 않은 하나 이상의 추가적인 방법 단계가 존재할 수 있다. 게다가, 방법 단계 중 하나, 하나보다 많은 것 또는 심지어 모두가 반복적으로 수행될 수 있다. 방법은 완전 자동적으로 수행될 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "패턴"은 적어도 하나의 임의의 형상의 피쳐를 포함하는 임의의 공지된 또는 미리 결정된 배열을 지칭한다. 패턴은 포인트 또는 심볼과 같은 적어도 하나의 피쳐를 포함할 수 있다. 패턴은 복수의 피쳐를 포함할 수 있다. 패턴은 주기적 또는 비 주기적 피쳐의 배열을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "조명 패턴"은 스토리지 유닛을 조명하는 패턴을 지칭한다. 조명 패턴은 주변 광에 의해, 예컨대 적어도 하나의 주변 광원에 의해, 또는 적어도 하나의 조명 디바이스에 의해 생성될 수 있다. 조명 패턴은 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 패턴을 포함할 수 있다: 적어도 하나의 포인트 패턴(point pattern), 특히 의사 랜덤 포인트 패턴; 랜덤 포인트 패턴 또는 의사 랜덤 패턴; 적어도 하나의 Sobol(소볼) 패턴; 적어도 하나의 준 주기적 패턴(quasiperiodic pattern); 적어도 하나의 미리 공지된 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 패턴; 적어도 하나의 규칙적인 패턴; 적어도 하나의 삼각형 패턴; 적어도 하나의 육각형 패턴; 적어도 하나의 직사각형 패턴; 볼록한 균일한 타일식 배열(tiling)을 포함하는 적어도 하나의 패턴; 적어도 하나의 라인을 포함하는 적어도 하나의 라인 패턴; 평행 또는 교차 라인과 같은 적어도 두 개의 라인을 포함하는 적어도 하나의 라인 패턴. 예를 들면, 조명 패턴은 적어도 하나의 조명 소스를 포함하는 적어도 하나의 조명 디바이스에 의해 생성될 수 있다. 구체적으로, 조명 소스는 적어도 하나의 레이저 및/또는 레이저 소스를 포함할 수 있다. 반도체 레이저, 이중 이형 구조 레이저(double heterostructure laser), 외부 공동 레이저, 분리형 구속 이형 구조 레이저(separate confinement heterostructure laser), 양자 캐스케이드 레이저(quantum cascade laser), 분산 브래그 반사기 레이저(distributed bragg reflector laser), 폴라리톤 레이저(polariton laser), 하이브리드 실리콘 레이저(hybrid silicon laser), 확장 공동 다이오드 레이저(extended cavity diode laser), 퀀텀 닷 레이저(quantum dot laser), 볼륨 브래그 격자 레이저(volume Bragg grating laser), 인듐 비화물 레이저(Indium Arsenide laser), 트랜지스터 레이저, 다이오드 펌핑 레이저(diode pumped laser), 분산 피드백 레이저(distributed feedback laser), 양자 우물 레이저(quantum well laser), 대역간 캐스케이드 레이저(interband cascade laser), 갈륨 비소 레이저(Gallium Arsenide laser), 반도체 링 레이저(semiconductor ring laser), 확장 공동 다이오드 레이저(extended cavity diode laser), 또는 수직 공동 표면 방출 레이저(vertical cavity surface-emitting laser)와 같은 다양한 타입의 레이저가 활용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, LED 및/또는 전구와 같은 비 레이저 광원이 사용될 수 있다. 예를 들면, 조명 소스는 적어도 하나의 초발광 다이오드(super luminescent diode; SLD)를 포함할 수 있다. 조명 디바이스는 조명 패턴을 생성하도록 적응되는 하나 이상의 회절 광학 엘리먼트(diffractive optical element; DOE)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 디바이스는 포인트의 클라우드를 생성 및/또는 투영하도록 적응될 수 있다. 조명 패턴은 삼각형 패턴, 직사각형 패턴, 육각형 패턴, 또는 추가적인 볼록한 타일식 배열을 포함하는 패턴과 같은 규칙적인 및/또는 일정한 및/또는 주기적인 패턴을 포함할 수 있다. 조명 패턴은 영역당 최대 수의 피쳐를 포함할 수 있고, 그 결과, 육각형 패턴이 선호될 수 있다. 조명 패턴의 두 개의 피쳐 사이의 거리 및/또는 적어도 하나의 조명 피쳐의 면적은 이미지의 착란원(circle of confusion) 및/또는 광 스팟의 실제 사이즈에 의존할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 조명 패턴은 적어도 하나의 주변 광원에 의해 생성될 수 있다.

물체의 조명은 하나보다 더 많은 관점으로부터 및/또는 하나보다 더 많은 관점으로부터의 패턴화되지 않은 광원을 사용하여 수행될 수 있다.

조명 디바이스 및 센서 엘리먼트는, 조명 패턴이 조명 소스로부터, 특히 조명 소스의 적어도 하나의 하우징의 적어도 하나의 개구로부터, 센서 엘리먼트 및/또는 조명 디바이스의 광학 축을 따라 및/또는 그에 평행하게 스토리지 유닛을 향해 전파하도록 구성될 수 있다. 이 목적을 위해, 조명 패턴이 광학 축을 따라 또는 그에 평행하게 전파되도록 조명 패턴을 편향시키기 위해 적어도 하나의 반사 엘리먼트, 바람직하게는 적어도 하나의 프리즘이 사용될 수 있다.

조명 디바이스는, 스토리지 유닛이 최대로 조명될 수 있도록, 즉 조명 패턴의 피쳐의 적절한 분포가 달성되도록 배열될 수 있다. 이것은 데드 볼륨(dead volume), 즉 조명 디바이스 및 센서 엘리먼트에 기인하여 그늘지게 되는 영역을 감소시키는 것을 허용할 수 있다.

조명 디바이스는, 적어도 하나의 광 프로젝터; 적어도 하나의 디지털 광 프로세싱(digital light processing; DLP) 프로젝터, 적어도 하나의 LCoS 프로젝터, 적어도 하나의 공간 광 변조기; 적어도 하나의 회절 광학 엘리먼트; 발광 다이오드의 적어도 하나의 어레이; 레이저 광원의 적어도 하나의 어레이 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 조명 디바이스는 조명 패턴을 직접적으로 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 디바이스는 적어도 하나의 레이저 소스를 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 디바이스는 적어도 하나의 라인 레이저를 포함할 수 있다. 라인 레이저는 레이저 라인, 예를 들면, 수평 또는 수직 레이저 라인을 스토리지 유닛으로 전송하도록 적응될 수 있다. 조명 디바이스는 복수의 라인 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 디바이스는 조명 패턴이 적어도 두 개의 평행 또는 교차 라인을 포함하도록 배열될 수 있는 적어도 두 개의 라인 레이저를 포함할 수 있다. 조명 디바이스는, 조명 패턴이 복수의 포인트 패턴을 포함할 수 있도록 포인트의 클라우드를 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 광 프로젝터를 포함할 수 있다. 조명 디바이스는, 조명 소스에 의해 생성되는 적어도 하나의 광 빔으로부터 조명 패턴을 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 마스크를 포함할 수 있다. 조명 디바이스는 스마트폰과 같은 모바일 디바이스에 부착되는 또는 통합되는 것일 수 있다. 조명 디바이스는, 자동 초점 기능과 같은, 이미지를 결정함에 있어서 사용될 수 있는 추가적인 기능을 위해 사용될 수 있다. 조명 디바이스는, 예컨대, 헤드폰 잭과 같은 USB 커넥터 또는 전화 커넥터와 같은 커넥터를 사용하는 것에 의해, 모바일 디바이스에 부착될 수 있다.

조명 디바이스는, 구체적으로, 가시광선 또는 적외선 스펙트럼 범위 내의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다른 스펙트럼 범위가, 추가적으로 또는 대안적으로, 실현 가능하다는 것을 유의해야 한다. 게다가, 조명 디바이스는, 구체적으로, 변조된 또는 비 변조된 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 복수의 조명 소스가 사용되는 경우, 상이한 조명 소스는 하기에서 더 상세하게 개설되는(outlined) 바와 같이, 나중에 광 빔을 구별하기 위해 사용될 수 있는 상이한 변조 주파수를 가질 수 있거나, 또는 상이한 스펙트럼 범위를 가질 수 있다. 하기에서 상세하게 개설되는 바와 같이, 반사 이미지의 그리고 센서 신호의 평가는 적어도 하나의 평가 디바이스를 사용하여 수행될 수 있다. 평가 디바이스는 단일의 광 빔 또는 복수의 광 빔을 평가하도록 구성될 수 있다. 복수의 광 빔이 스토리지 유닛으로부터 센서 엘리먼트로 전파되는 경우, 광 빔을 구별하기 위한 수단이 제공될 수 있다. 따라서, 광 빔은 상이한 스펙트럼 속성(property)을 가질 수 있고, 하나 이상의 파장 선택 엘리먼트가 상이한 광 빔을 구별하기 위해 사용될 수 있다. 그 다음, 광 빔의 각각은 독립적으로 평가될 수 있다. 파장 선택 엘리먼트는 RGB 파장 및/또는 IR을 분리하도록 적응될 수 있는 CMOS 센서일 수 있거나, 또는 CMOS 센서의 일부일 수 있다. 파장 선택 엘리먼트는, 한 예로서, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 프리즘, 하나 이상의 격자, 하나 이상의 이색성 미러 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 게다가, 추가적으로 또는 대안적으로, 두 개 이상의 광 빔을 구별하기 위해, 광 빔은 특정한 양식으로 변조될 수 있다. 따라서, 한 예로서, 광 빔은 주파수 변조될 수 있고, 센서 신호는, 그들의 복조 주파수에 따라, 상이한 광 빔으로부터 발생하는 센서 신호를 부분적으로 구별하기 위해 복조될 수 있다. 이들 기술은 일반적으로 고주파 전자기기 분야의 숙련자에게 알려져 있다. 일반적으로, 평가 디바이스는 상이한 변조를 갖는 상이한 광 빔을 구별하도록 구성될 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "적어도 하나의 조명 패턴으로 스토리지 유닛을 조명하는 것"은 조명 패턴을 스토리지 유닛에, 특히 측정될 물품의 표면에 및/또는 비어 있는 스토리지 유닛의 그라운드에 적용하는 것을 지칭한다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "반사 이미지"는 광학 센서 및/또는 적어도 하나의 이미징 디바이스에 의해 결정되는 그리고 적어도 하나의 반사 피쳐를 포함하는 이미지를 지칭한다. 스토리지 유닛, 특히, 스토리지 유닛 내의 물품은 조명 패턴의 적어도 하나의 광 빔을 방출 및/또는 반사할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "반사 피쳐"는, 예를 들면, 적어도 하나의 조명 피쳐를 갖는 조명에 응답하여 스토리지 유닛에 의해 생성되는 이미지 평면에서의 피쳐를 지칭한다. 반사 이미지는 적어도 하나의 반사 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 반사 패턴을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 것"은 반사 이미지의 이미징, 레코딩 및 생성 중 하나 이상을 지칭한다.

반사 이미지는 복수의 반사 피쳐를 포함할 수 있다. 평가 디바이스는 반사 피쳐의 반사 빔 프로파일을 결정하도록 적응될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "반사 피쳐의 적어도 하나의 반사 빔 프로파일을 결정하는 것"은, 광학 센서에 의해 제공되는 적어도 하나의 반사 피쳐를 식별하는 것 및/또는 광학 센서에 의해 제공되는 적어도 하나의 반사 피쳐를 선택하는 것 및 반사 피쳐의 적어도 하나의 강도 분포를 평가하는 것을 지칭한다. 한 예로서, 매트릭스의 영역은, 예컨대 매트릭스를 통한 축 또는 라인을 따라, 삼차원 강도 분포 또는 이차원 강도 분포와 같은 강도 분포를 결정하기 위해 사용되고 평가될 수 있다. 한 예로서, 광 빔에 의한 조명의 중심은, 예컨대, 가장 높은 조명을 갖는 적어도 하나의 픽셀을 결정하는 것에 의해 결정될 수 있고, 단면 축은 조명의 중심을 통해 선택될 수 있다. 강도 분포는 조명의 중심을 통과하는 이 단면 축을 따르는 좌표의 함수로서의 강도 분포일 수 있다. 다른 평가 알고리즘도 실현 가능하다. 평가 디바이스는 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하도록 적응될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "적어도 하나의 반사 피쳐를 선택한다"는, 반사 이미지의 적어도 하나의 반사 피쳐를 식별, 결정 및 선택하는 것 중 하나 이상을 지칭한다. 평가 디바이스는, 반사 피쳐를 식별하기 위해 적어도 하나의 이미지 분석 및/또는 이미지 프로세싱을 수행하도록 적응될 수 있다. 이미지 분석 및/또는 이미지 프로세싱은 적어도 하나의 피쳐 검출 알고리즘을 사용할 수 있다. 이미지 분석 및/또는 이미지 프로세싱은 다음의 것 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 필터링; 적어도 하나의 주목 영역(region of interest)의 선택; 상이한 조명 시간에서 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 조명 없이 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 주변 조명에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 적어도 하나의 추가적인 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 추가적인 조명 소스로부터의 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 적어도 하나의 오프셋 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지를 반전시키는 것에 의한 이미지의 반전; 상이한 시간에 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 백그라운드 보정; 컬러 채널로의 분해; 색조(hue)로의 분해; 채도(saturation); 및 밝기 채널; 주파수 분해; 특이 값 분해(singular value decomposition); 블롭 검출기(blob detector)를 적용하는 것; 코너 검출기를 적용하는 것; 헤시안(Hessian) 필터의 행렬식(Determinant)을 적용하는 것; 주요 곡률 기반의 영역 검출기를 적용하는 것; 최대 안정적 극 영역 검출기를 적용하는 것; 일반화된 허프 변환(generalized Hough-transformation)을 적용하는 것; 융기 검출기(ridge detector)를 적용하는 것; 아핀 불변 피쳐 검출기(affine invariant feature detector)를 적용하는 것; 아핀 적응 주목 포인트 연산자(affine-adapted interest point operator)를 적용하는 것; 해리스 아핀 영역 검출기(Harris affine region detector)를 적용하는 것; 헤시안 아핀 영역 검출기(Hessian affine region detector)를 적용하는 것; 스케일 불변 피쳐 변환(scale-invariant feature transform)을 적용하는 것; 스케일 공간 극값 검출기(scale-space extrema detector)를 적용하는 것; 로컬 피쳐 검출기를 적용하는 것; 가속된 강건한 피쳐 알고리즘(speeded up robust features algorithm)을 적용하는 것; 그래디언트 위치 및 방위 히스토그램 알고리즘을 적용하는 것; 지향된 그래디언트 디스크립터(oriented gradients descriptor)의 히스토그램을 적용하는 것; 데리체(Deriche) 에지 검출기를 적용하는 것; 차동 에지 검출기(differential edge detector)를 적용하는 것; 시공간 주목 포인트 검출기를 적용하는 것; 모라벡(Moravec) 코너 검출기를 적용하는 것; 캐니(Canny) 에지 검출기를 적용하는 것; 가우시안-라플라시안 필터(Laplacian of Gaussian filter)를 적용하는 것; 가우시안 차분 필터를 적용하는 것; 소벨(Sobel) 연산자를 적용하는 것; 라플라스(Laplace) 연산자를 적용하는 것; 샤르(Scharr) 연산자를 적용하는 것; 프리윗(Prewitt) 연산자를 적용하는 것; 로버츠(Roberts) 연산자를 적용하는 것; 키르쉬(Kirsch) 연산자를 적용하는 것; 고역 통과 필터(high-pass filter)를 적용하는 것; 저역 통과 필터(low-pass filter)를 적용하는 것; 푸리에 변환(Fourier transformation)을 적용하는 것; 라돈 변환(Radon-transformation)을 적용하는 것; 허프 변환(Hough-transformation)을 적용하는 것; 웨이브릿 변환(wavelet-transformation)을 적용하는 것; 임계치화; 이진 이미지를 생성하는 것. 적어도 하나의 주목 영역은 사용자에 의해 수동으로 결정될 수 있거나, 또는 예컨대 반사 이미지 내의 피쳐를 인식하는 것에 의해, 자동적으로 결정될 수 있다.

평가 디바이스는 반사 빔 프로파일을 평가하도록 적응될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "반사 빔 프로파일을 평가하는 것"은 적어도 하나의 수학적 연산 및/또는 적어도 하나의 비교 및/또는 적어도 하나의 대칭화(symmetrizing) 및/또는 적어도 하나의 필터링 및/또는 적어도 하나의 정규화를 포함하는 반사 프로파일의 분석을 지칭한다. 예를 들면, 반사 빔 프로파일의 평가는 히스토그램 분석 단계, 차이 측정의 계산, 신경망의 적용, 머신 러닝 알고리즘의 적용 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 평가 디바이스는, 반사 빔 프로파일을 대칭화하도록 및/또는 정규화하도록 및/또는 필터링하도록, 특히, 더 큰 각도, 레코딩 에지 또는 등등 하에서 레코딩으로부터 노이즈 또는 비대칭성을 제거하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는, 예컨대 공간 주파수 분석 및/또는 중앙값(median) 필터링 또는 등등에 의해, 높은 공간 주파수를 제거하는 것에 의해 반사 빔 프로파일을 필터링할 수 있다. 광 스팟의 강도의 중심 및 중심까지 동일한 거리에 있는 모든 강도의 평균하는 것에 의해 요약화(summarization)가 수행될 수 있다. 평가 디바이스는 반사 빔 프로파일을 최대 강도로 정규화하도록, 특히 레코딩된 거리에 기인하는 강도 차이를 고려하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는, 예를 들면, 추가적인 조명이 없는 이미징에 의해, 백그라운드 광으로부터의 영향을 반사 빔 프로파일로부터 제거하도록 적응될 수 있다.

반사 피쳐는 적어도 하나의 픽셀을 피복할 수 있거나 또는 그 위로 연장할 수 있다. 예를 들면, 반사 피쳐는 복수의 픽셀을 피복할 수 있거나 또는 그 위로 연장할 수 있다. 평가 디바이스는, 반사 피쳐, 예를 들면, 광 스팟을 결정하도록 및/또는 광 스팟에 연결되는 및/또는 그에 속하는 모든 픽셀을 선택하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 강도의 중심을 결정하도록 그리고 다음에 의해 적응될 수 있는데

여기서 R_coi는 강도의 중심의 위치이고, r_pixel은 픽셀 위치이고,

이되, j는 반사 피쳐에 연결되는 및/또는 그에 속하는 픽셀의 수(j)이고 I_total은 전체 강도이다.

물체의 적어도 하나의 종방향 좌표를 결정하기 위해, 평가 디바이스는 강도 분포와 종방향 좌표 사이의 미리 결정된 관계를 단순히 사용할 수 있고 및/또는 하나 이상의 평가 알고리즘을 적용할 수 있다. 구체적으로, 평가 디바이스는 강도 분포에 근사하는 적어도 하나의 강도 분포 함수를 결정하도록 적응될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 강도 분포 함수는, 일반적으로, 적어도 하나의 광학 센서의 실제 강도 분포 및/또는 그 일부를 근사하는 수학적 함수, 예컨대 이차원 함수 f(x) 또는 삼차원 함수 f(x, y)이다. 따라서, 강도 분포 함수는 하나 이상의 널리 공지된 적합 또는 근사 알고리즘, 예컨대 최소 제곱 적합 또는 기타와 같은 회귀 분석을 적용하는 것에 의해 유도되는 적합 함수(fit function)일 수 있다. 이들 적합 알고리즘(fitting algorithm)은 일반적으로 기술 분야의 숙련된 자에게 알려져 있다. 예를 들면, 하나 이상의 미리 결정된 피팅 함수가, 하나 이상의 파라미터와 함께, 주어질 수 있는데, 여기서 파라미터는 강도 분포에 대한 최상의 적합이 달성되도록 선택된다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 강도 분포 함수는 전체 강도 분포 또는 그 일부에 근사할 수 있다. 따라서, 한 예로서, 삼차원 강도 분포 함수 f(x, y)와 같은 강도 분포 함수를 결정하기 위해, 매트릭스의 영역이 사용되어 평가될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 예컨대 매트릭스를 통한 축 또는 라인을 따라, 이차원 강도 분포 함수 f(x)가 사용될 수 있다. 한 예로서, 광 빔에 의한 조명의 중심은, 예컨대, 가장 높은 조명을 갖는 적어도 하나의 픽셀을 결정하는 것에 의해 결정될 수 있고, 단면 축은 조명의 중심을 통해 선택될 수 있다. 강도 분포 함수는 조명의 중심을 통과하는 이 단면 축을 따르는 좌표의 함수일 수 있고, 그에 의해, 이차원 강도 분포 함수를 유도할 수 있다. 다른 평가 알고리즘도 실현 가능하다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 평가 디바이스는, 종방향 좌표와 강도 분포 함수 사이의 미리 결정된 관계를 사용하는 것에 의해, 물체의 종방향 좌표를 결정하도록 적응된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 구체적으로 하나 이상의 강도 분포 함수가 실제 강도 분포에 적합되는 경우, 강도 분포 함수로부터 유도되는 적어도 하나의 파라미터가 결정될 수 있고, 물체의 종방향 좌표는, 적어도 하나의 적합 파라미터와 같은 적어도 하나의 파라미터와, 물체와 검출기 사이의 거리와 같은 물체의 종방향 좌표 사이의 미리 결정된 관계를 사용하는 것에 의해 결정될 수 있다.

추가적인 실시형태는 적어도 하나의 강도 분포 함수의 본질(nature)에 관한 것이다. 구체적으로, 강도 분포 함수는, 이하에서 빔 형상으로 또한 지칭되는, 적어도 하나의 광 빔의 형상을 설명하는 함수일 수 있다. 따라서, 일반적으로, 강도 분포 함수는 광 빔의 빔 형상 함수일 수 있거나 또는 그것을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 빔 형상 함수는, 일반적으로, 전기장의 공간적 분포 및/또는 광 빔의 강도의 공간적 분포를 설명하는 수학적 함수를 지칭한다. 한 예로서, 빔 형상 함수는 광 빔의 전파의 축에 수직인 평면에서의 광 빔의 강도를 설명하는 함수일 수 있는데, 옵션 사항으로(optionally), 전파의 축을 따르는 위치는 추가적인 좌표일 수 있다. 그 점에서, 일반적으로, 전기장 및/또는 강도의 공간적 분포를 설명하기 위해 임의의 타입의 좌표 시스템이 사용될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 검출기의 광학 축에 수직인 평면에서 위치를 포함하는 좌표 시스템이 사용된다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 강도 분포 함수는, 광학 센서의 픽셀의 적어도 일부 내에 포함되는 강도 정보를 근사하는 이차원 또는 삼차원의 수학적 함수를 포함한다. 따라서, 상기에서 추가로 개설되는 바와 같이, 바람직하게는, 적어도 하나의 광학 센서에 평행한 적어도 하나의 평면에서 적어도 하나의 강도 분포 함수를 결정하기 위해, 하나 이상의 적합 알고리즘이 사용될 수 있다. 이차원 또는 삼차원 수학 함수는, 구체적으로, 픽셀의 매트릭스의 적어도 하나의 픽셀 좌표의 함수일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 상기에서 개설되는 바와 같이, 적어도 하나의 광학 센서의 평면에서 하나 이상의 라인 또는 축을 따르는, 예컨대, 적어도 하나의 광학 센서 상의 광 빔의 강도의 최대치를 통과하는 단면 라인을 따르는 하나 이상의 좌표와 같은 다른 좌표가 사용될 수 있다. 따라서, 구체적으로, 적어도 하나의 강도 분포 함수는 조명의 중심을 통한 강도 분포를 설명하는 단면 강도 분포 함수일 수 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 강도 분포 함수는, 일반적으로, 표면이 가우스 광 빔(Gaussian light beam)과 같은 광 빔에 의해 조명될 때 통상적으로 발생하는 임의적인 함수일 수 있다. 그 점에서, 함수를 실제 조명 또는 강도 분포에 적합시키기 위해 하나 이상의 적합 파라미터(fitting parameter)가 사용될 수 있다. 한 예로서, 가우스 함수의 경우, 폭(w₀) 및/또는 종방향 좌표(z)는 적절한 적합 파라미터일 수 있다.

이차원 또는 삼차원 수학 함수는, 구체적으로, 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다: 벨 형상의(bell-shaped) 함수; 가우스 분포 함수; 베셀(Bessel) 함수; 에르미트 가우스(Hermite-Gaussian) 함수; 라게르-가우스(Laguerre-Gaussian) 함수; 로렌츠(Lorentz) 분포 함수; 이항 분포(binomial distribution) 함수; 푸아송(Poisson) 분포 함수. 이들 및/또는 다른 강도 분포 함수의 조합도 가능할 수 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 평가 디바이스는, 구체적으로, 빔 파라미터와 종방향 좌표 사이의 미리 결정된 관계를 사용하는 것에 의해 물체의 종방향 좌표를 결정하도록 적응될 수 있다. 미리 결정된 관계는, 가우스 광 빔의 공지된 전파 속성과 같은 분석 관계일 수 있거나 또는 그것을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 경험적 또는 반 경험적 관계와 같은 다른 타입의 미리 결정된 관계가 사용될 수 있다. 다시, 추가적으로 또는 대안적으로, 미리 결정된 관계는, 적어도 하나의 종방향 좌표를 적어도 하나의 파라미터의 함수로서 나타내는 룩업 테이블로서 제공될 수 있다. 다양한 타입의 평가 루틴이 가능하며 평가 디바이스 내에서 쉽게 구현될 수 있다.

복수의 평면에서의 강도 분포 평가를 위한 하나의 평면에서의 강도 분포 평가는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 따라서, 상기에서 개설되는 바와 같이, 다양한 타입의 강도 분포 함수가 사용될 수 있다. 한 예로서, 평면 상에서 조명의 중심에 대해 회전 대칭인 회전 대칭 강도 분포 함수가 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 더 낮은 대칭도와 같은 다른 타입의 대칭성을 갖는 하나 이상의 강도 분포 함수가 사용될 수 있다. 게다가, 하나 이상의 포인트 대칭 및/또는 거울 대칭 강도 분포 함수가 사용될 수 있다. 게다가, 하나 이상의 가우시안 함수 및 하나 이상의 다항식의 조합과 같은 두 개 이상의 강도 분포 함수의 조합이 사용될 수 있다. 게다가, 회전 대칭 함수의 도함수, 및/또는 여러 가지 함수의 곱이 사용될 수 있다. 게다가, 상이한 지수를 갖는 두 개 이상의 가우스 함수의 선형 조합과 같은, 두 개 이상의 함수의 선형 조합인 적어도 하나의 강도 분포 함수가 사용될 수 있다. 다른 타입의 강도 분포 함수가 사용될 수 있다. 그 점에서, 강도는 다양한 방식으로 평가될 수 있다. 이미지로도 또한 지칭되는 강도 분포를 분석하는 효율적인 방식은, 강도 분포 내의 에지의 분석일 수 있다. 강도 분포 내의 에지의 분석은, 빔 형상 평가에 추가적으로 또는 대안적으로 수행될 수 있다. 그럼에도, 에지의 분석은 바람직할 수 있는데, 에지의 분석이, 일반적으로, 구조체 또는 대비가 거의 또는 전혀 없는 물체에 대한 종방향 좌표를 추론할 수 있기 때문이다. 따라서, 일반적으로, 검출기 및 평가 디바이스는 적어도 하나의 강도 분포 내에서 또는 이미지 스택으로도 또한 지칭되는 복수의 평면에서의 복수의 강도 분포 내에서 에지를 결정하도록 적응될 수 있다. 이미지 스택의 이미지 내에서의 에지의 전개(development) 및/또는 에지의 비교는 물체의 종방향 위치 정보의 아이템을 유도하는 것을 허용할 수 있다.

단계 b)에서, 제1 반사 피쳐 및 제2 반사 피쳐의 결정은 동일한 반사 이미지를 사용하여 동시에 또는, 예를 들면, 상이한 시간에 레코딩되는 반사 이미지와 같은 상이한 반사 이미지를 사용하는 것에 의해 비동시적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 제1 반사 피쳐 및 제2 반사 피쳐 중 하나는 비어 있는 스토리지 유닛에 레코딩되는 반사 이미지로부터 결정될 수 있고, 제1 반사 피쳐 및 제2 반사 피쳐 중 다른 하나는, 예를 들면, 충전된 스토리지 유닛의, 나중의 시점에 레코딩되는 반사 이미지로부터 결정될 수 있다.

방법 단계 c)에서, 제1 반사 피쳐의 경우, 제1 반사 피쳐에 의한 광학 센서의 매트릭스를 갖는 적어도 하나의 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제1 센서 신호가 생성되고, 제2 반사 피쳐의 경우, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제2 센서 신호가 생성된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "센서 엘리먼트"는, 일반적으로, 적어도 하나의 파라미터를 감지하도록 구성되는 디바이스 또는 복수의 디바이스의 조합을 지칭한다. 본 경우에, 파라미터는, 구체적으로, 광학 파라미터일 수 있고, 센서 엘리먼트는, 구체적으로, 광학 센서 엘리먼트일 수 있다. 센서 엘리먼트는 한 개의 단일 디바이스로서 또는 여러 가지 디바이스의 조합으로서 형성될 수 있다. 본원에서 또한 사용되는 바와 같이, 용어 "매트릭스"는, 일반적으로, 미리 결정된 기하학적 순서의 복수의 엘리먼트의 배열을 지칭한다. 매트릭스는, 하기에서 더 상세하게 개설될 바와 같이, 구체적으로, 하나 이상의 행 및 하나 이상의 열을 갖는 직사각형 매트릭스일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 행 및 열은, 구체적으로, 직사각형 양식으로 배열될 수 있다. 그러나, 비직사각형 배열과 같은 다른 배열도 실현 가능하다는 점이 개설되어야 한다. 한 예로서, 원형 배열도 또한 실현 가능한데, 이 경우, 엘리먼트는 중심 포인트를 중심으로 동심원 또는 타원으로 배열된다. 예를 들면, 매트릭스는 픽셀의 단일의 행일 수 있다. 다른 배열도 실현 가능하다. 매트릭스의 광학 센서는, 구체적으로, 사이즈, 감도 및 다른 광학적, 전기적 및 기계적 속성 중 하나 이상에서 동일할 수 있다. 매트릭스의 모든 광학 센서의 감광 영역은, 구체적으로, 공통 평면에 위치될 수 있는데, 공통 평면은 바람직하게는 스토리지 유닛을 향하고, 그 결과, 스토리지 유닛으로부터 센서 엘리먼트로 전파되는 광 빔은 공통 평면 상에서 광 스팟을 생성할 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, "광학 센서"는, 광 빔을 검출하기 위한, 예컨대 적어도 하나의 광 빔에 의해 생성되는 조명 및/또는 광 스팟을 검출하기 위한 감광 디바이스를 일반적으로 지칭한다. 본원에서 또한 사용되는 바와 같이, "감광 영역"은, 적어도 하나의 광 빔에 의해 외부에서 조명될 수 있고, 그 조명에 응답하여 적어도 하나의 센서 신호가 생성되는 광학 센서의 영역을 일반적으로 지칭한다. 감광 영역은, 구체적으로, 각각의 광학 센서의 표면 상에 위치될 수 있다. 그러나, 다른 실시형태도 실현 가능하다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "적어도 하나의 감광 영역을 각각 구비하는 광학 센서"는, 하나의 감광 영역을 각각 구비하는 복수의 단일의 광학 센서를 갖는 구성을 그리고 복수의 감광 영역을 갖는 하나의 조합된 광학 센서를 갖는 구성을 지칭한다. 따라서, 용어 "광학 센서"는, 더구나, 하나의 출력 신호를 생성하도록 구성되는 감광 디바이스를 지칭하고, 반면, 본원에서, 두 개 이상의 출력 신호를 생성하도록 구성되는 감광 디바이스, 예를 들면, 적어도 하나의 CCD 및/또는 CMOS 디바이스는 두 개 이상의 광학 센서로 지칭된다. 하기에서 더 상세하게 개설되는 바와 같이, 각각의 광학 센서는, 예컨대 조명될 수 있는 정확하게 하나의 감광 영역을 제공하고, 그 조명에 응답하여, 정확하게 하나의 균일한 센서 신호가 전체 광학 센서에 대해 생성되는 것에 의해, 각각의 광학 센서에 정확하게 하나의 감광 영역이 존재하도록 구체화될 수 있다. 따라서, 각각의 광학 센서는 단일 영역 광학 센서일 수 있다. 그러나, 단일 영역 광학 센서의 사용은, 디바이스의 셋업을 특히 간단하고 효율적이게 만든다. 따라서, 한 예로서, 정확하게 하나의 감응 영역을 각각 구비하는 상업적으로 이용 가능한 광 센서, 예컨대 상업적으로 이용 가능한 실리콘 포토다이오드가 셋업에서 사용될 수 있다. 그러나, 다른 실시형태도 실현 가능하다. 따라서, 한 예로서, 본 발명의 맥락에서 2 개, 3 개, 4 개 또는 4 개보다 더 많은 광학 센서로 간주되는 2 개, 3 개, 4 개 또는 4 개보다 더 많은 감광 영역을 포함하는 광학 디바이스가 사용될 수 있다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 센서 엘리먼트는 광학 센서의 매트릭스를 포함한다. 따라서, 한 예로서, 광학 센서는 픽셀화된 광학 디바이스의 일부일 수 있거나 또는 이것을 구성할 수 있다. 한 예로서, 광학 센서는 픽셀의 매트릭스를 구비하는 적어도 하나의 CCD 및/또는 CMOS 디바이스의 일부일 수 있거나 또는 이들을 구성할 수 있는데, 각각의 픽셀은 감광 영역을 형성한다.

감광 영역은, 구체적으로, 스토리지 유닛을 향해 배향될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "스토리지 유닛을 향해 배향된다"는, 감광 영역의 각각의 표면이 스토리지 유닛으로부터 완전히 또는 부분적으로 보이는 상황을 일반적으로 지칭한다. 바람직하게는, 감광 영역은 적어도 부분적으로 상자의 표면을 향할 수 있다. 더 바람직하게는, 감광 영역은 부분적으로는 후면 벽을, 부분적으로는 표면을 향할 수 있다. 구체적으로, 스토리지 유닛의 적어도 하나의 포인트와 각각의 감광 영역의 적어도 하나의 포인트 사이의 적어도 하나의 상호 연결 라인은, 감광 영역의 표면 엘리먼트와, 0°와는 상이한 각도, 예컨대 20° 내지 90°, 바람직하게는 80 내지 90°의 범위 내의 각도 예컨대 90°를 형성할 수 있다. 따라서, 스토리지 유닛이 광학 축 상에 또는 광학 축에 가깝게 위치되는 경우, 스토리지 유닛으로부터 센서 엘리먼트를 향해 전파하는 광 빔은 본질적으로 광학 축에 평행할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "본질적으로 수직인"은, 예를 들면, ±20°이하의 공차, 바람직하게는 ±10°이하의 공차, 더 바람직하게는 ±5°이하의 공차를 갖는 수직 방위의 조건을 지칭한다. 유사하게, 용어 "본질적으로 평행한"은, 예를 들면, ±20° 이하의 공차, 바람직하게는 ±10° 이하의 공차, 더 바람직하게는 ±5° 이하의 공차를 갖는 평행한 방위의 조건을 지칭한다. 반사 이미지는 광학 축에 본질적으로 평행한 스토리지 유닛으로부터 센서 엘리먼트를 향해 전파되는 광 빔에 의해 생성되는 적어도 하나의 광 스팟을 포함할 수 있다. 특히 큰 시야의 경우, 평행한 방향에서 벗어나는 전파의 방향을 갖는 광 빔에 의해 반사 이미지의 다른 피쳐가 생성될 수 있다.

광학 센서는, 구체적으로, 광검출기, 바람직하게는 무기 광검출기(inorganic photodetector), 더 바람직하게는 무기 반도체 광검출기, 가장 바람직하게는 실리콘 광검출기일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 광학 센서는 가시광선 또는 적외선 스펙트럼 범위에서 감응할 수 있다. 매트릭스의 모든 광학 센서 또는 매트릭스의 광학 센서의 적어도 한 그룹은 구체적으로 동일할 수 있다. 매트릭스의 동일한 광학 센서의 그룹은, 구체적으로, 상이한 스펙트럼 범위에 대해 제공될 수 있거나, 또는 모든 광학 센서가 스펙트럼 감도의 관점에서 동일할 수 있다. 게다가, 광학 센서는 사이즈에서 및/또는 그들의 전자적 또는 광전자적 속성과 관련하여 동일할 수 있다.

구체적으로, 광학 센서는, 가시 스펙트럼 범위 또는 적외선 스펙트럼 범위에서, 바람직하게는 780 nm 내지 3.0 마이크로미터 범위에서 감응하는 무기 포토다이오드일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 가시 스펙트럼 범위 내의 광을 사용하는 것은 측정 유닛을 스토리지 유닛쪽으로 쉽게 조정하는 것을 허용할 수 있다. 구체적으로, 광학 센서는 근적외선 영역의 부분에서 감응할 수 있는데, 여기서 실리콘 포토다이오드는, 구체적으로, 700 nm 내지 1000 nm 범위에서 적용 가능하다. 광학 센서에 대해 사용될 수 있는 적외선 광학 센서는, 독일, D-82211 Herrsching am Ammersee 소재의, Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH로부터 상업적으로 이용 가능한 적외선 광학 센서와 같은 상업적으로 이용 가능한 적외선 광학 센서일 수 있다. 더구나, trinamiX^tm Ludwigshafen에 의한 브랜드명 Hertzstueck^tm 하에서 이용 가능한 바와 같은 광전도성 타입인 PbS 센서가 사용될 수 있다. 따라서, 한 예로서, 광학 센서는, 내인성 광기전 타입(intrinsic photovoltaic type)의 적어도 하나의 광학 센서, 더 바람직하게는, Ge 포토다이오드, InGaAs 포토다이오드, 확장된 InGaAs 포토다이오드, 및 InAs 포토다이오드, InSb 포토다이오드, HgCdTe 포토다이오드:로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 반도체 포토다이오드를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 광학 센서는, 외인성 광기전 타입(extrinsic photovoltaic type)의 적어도 하나의 광학 센서, 더 바람직하게는, Ge:Au 포토다이오드, Ge:Hg 포토다이오드, Ge:Cu 포토다이오드, Ge:Zn 포토다이오드, Si:Ga 포토다이오드, Si:As 포토다이오드:로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 반도체 포토다이오드를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 광학 센서는, 적어도 하나의 볼로미터(bolometer), 바람직하게는, VO 볼로미터 및 비정질 Si 볼로미터로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 볼로미터를 포함할 수 있다.

매트릭스는 독립적인 광학 센서로 구성될 수 있다. 따라서, 무기 포토다이오드의 매트릭스가 구성될 수 있다. 그러나, 대안적으로, CCD 검출기, 예컨대 CCD 검출기 칩, 및/또는 CMOS 검출기, 예컨대 CMOS 검출기 칩 중 하나 이상과 같은 상업적으로 이용 가능한 매트릭스가 사용될 수 있다.

따라서, 일반적으로, 광학 센서는 센서 어레이를 형성할 수 있거나 또는 상기 언급된 매트릭스와 같은 센서 어레이의 일부일 수 있다. 따라서, 한 예로서, 센서 엘리먼트는, m 개의 행과 n 개의 열을 갖는 직사각형 어레이와 같은 광학 센서의 어레이를 포함할 수 있는데, m, n은, 독립적으로, 양의 정수이다. 바람직하게는, 하나보다 더 많은 열과 하나보다 더 많은 행이 제공된다, 즉, n > 1, m > 1이다. 따라서, 한 예로서, n은 2 내지 16 이상일 수 있고 m은 2 내지 16 이상일 수 있다. 바람직하게는, 행의 수와 열의 수의 비율은 1에 가깝다. 한 예로서, 예컨대 m/n = 1:1, 4:3, 16:9 또는 유사한 것을 선택하는 것에 의해, n 및 m이 0.3 ≤ m/n ≤ 3이 되도록 선택될 수 있다. 한 예로서, 어레이는, 예컨대 m = 2, n = 2 또는 m = 3, n = 3 또는 등등을 선택하는 것에 의해, 동일한 수의 행과 열을 갖는 정사각형 어레이일 수 있다.

매트릭스는, 구체적으로, 적어도 하나의 행, 바람직하게는 복수의 행, 및 복수의 열을 갖는 직사각형 매트릭스일 수 있다. 한 예로서, 행 및 열은 본질적으로 수직으로 배향될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "본질적으로 수직인"은, 예를 들면, ±20°이하의 공차, 바람직하게는 ±10°이하의 공차, 더 바람직하게는 ±5°이하의 공차를 갖는 수직 방위의 조건을 지칭한다. 따라서, 한 예로서, 20° 미만, 특히 10° 미만 또는 심지어 5° 미만의 공차가 허용 가능할 수 있다. 반사 피쳐 각각에 대해 더 넓은 범위의 시야를 제공하기 위해, 매트릭스는, 구체적으로, 적어도 10 개의 행, 바람직하게는 적어도 50 개의 행, 더 바람직하게는 적어도 100 개의 행을 구비할 수 있다. 유사하게, 매트릭스는 적어도 10 개의 열, 바람직하게는 적어도 50 개의 열, 더 바람직하게는 적어도 100 개의 열을 구비할 수 있다. 매트릭스는 적어도 50 개의 광학 센서, 바람직하게는 적어도 100 개의 광학 센서, 더 바람직하게는 적어도 500 개의 광학 센서를 포함할 수 있다. 매트릭스는 수 메가 픽셀 범위 내의 픽셀의 수를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시형태도 실현 가능하다. 따라서, 축 회전 대칭이 예상될 셋업에서, 픽셀로 또한 지칭될 수 있는 매트릭스의 광학 센서의 원형 배열 또는 동심 배열이 선호될 수 있다.

바람직하게는, 센서 엘리먼트는 광학 축, 예를 들면, 조명 디바이스의 및/또는 이미지 디바이스 및/또는 적어도 하나의 전달 디바이스(transfer device)의 공통 광학 축에 본질적으로 수직으로 배향될 수 있다. 다시, 용어 "본질적으로 수직인"과 관련하여, 상기에서 주어지는 정의 및 공차에 대한 참조가 이루어질 수 있다. 광학 축은 직선 광학 축일 수 있거나, 또는, 예컨대, 하나 이상의 편향 엘리먼트를 사용하는 것에 의해 및/또는 하나 이상의 빔 스플리터를 사용하는 것에 의해 굴곡되거나 또는 심지어 분할될 수 있는데, 여기서 본질적으로 수직인 방위는, 후자의 경우, 광학 셋업의 각각의 분기 또는 빔 경로에서의 로컬 광학 축을 가리킬 수 있다.

본원에서 또한 사용되는 바와 같이, "센서 신호"는 일반적으로 광 빔에 의한 조명에 응답하여 광학 센서에 의해 생성되는 신호를 지칭한다. 구체적으로, 센서 신호는 적어도 하나의 아날로그 전기 신호 및/또는 적어도 하나의 디지털 전기 신호와 같은 적어도 하나의 전기 신호일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 센서 신호는 적어도 하나의 전압 신호 및/또는 적어도 하나의 전류 신호일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 더 구체적으로, 센서 신호는 적어도 하나의 광전류를 포함할 수 있다. 게다가, 원시 센서 신호가 사용될 수 있거나, 또는, 필터링 또는 등등에 의한 사전 프로세싱과 같은, 센서 신호를 프로세싱하도록 또는 사전 프로세싱하도록 광학 센서 또는 임의의 다른 엘리먼트가 적응될 수 있고, 그에 의해, 센서 신호로서 또한 사용될 수 있는 이차 센서 신호를 생성할 수 있다.

조명 패턴에 의한 조명에 응답하여 생성되는 적어도 하나의 반사 광 빔은, 스토리지 유닛으로부터 센서 엘리먼트 및/또는 이미징 디바이스를 향해 전파될 수 있다. 반사광 빔은 조명 디바이스에 의해, 예컨대 스토리지 유닛을 직접적으로 또는 간접적으로 조명하는 조명 디바이스에 의해 생성되는 조명 패턴에 의한 조명에 응답하여 생성될 수 있는데, 여기서, 조명, 특히 적어도 하나의 광 빔은 스토리지 유닛에 의해, 특히, 스토리지 유닛 내의 물품에 의해 반사 또는 산란되고, 그에 의해, 반사 광 빔은 센서 엘리먼트 및/또는 이미징 디바이스를 향해 적어도 부분적으로 지향된다. 방법 및 디바이스는 능동 및/또는 수동 조명 시나리오에서 사용될 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 조명 디바이스는, 예를 들면, 조명 패턴을 반사하는 스토리지 유닛을 향해 조명 패턴을 지향시키는 것에 의해, 스토리지 유닛을 조명하도록 적응될 수 있다. 조명 디바이스는 적어도 하나의 다중 빔 광원일 수 있거나 또는 이것을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 디바이스는 적어도 하나의 레이저 소스 및 하나 이상의 회절 광학 엘리먼트(diffractive optical element; DOE)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 방법 및 디바이스는, 예컨대 적어도 하나의 주변 광원으로부터의 장면에 이미 존재하는 방사선을 사용할 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "광선(ray)"은, 에너지 흐름의 방향을 가리키는 광의 파면에 수직인 라인을 일반적으로 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "빔"은 일반적으로 광선의 집합체(collection)를 지칭한다. 하기에서, 용어 "선" 및 "빔"은 동의어로서 사용될 것이다. 본원에서 또한 사용되는 바와 같이, 용어 "광 빔"은 일반적으로 광의 양을, 구체적으로, 확산 각도 또는 확장 각도를 갖는 광 빔의 가능성을 비롯하여, 본질적으로 동일한 방향에서 이동하는 광의 양을 지칭한다. 광 빔은 공간 확장을 가질 수 있다. 구체적으로, 광 빔은 비 가우스 빔 프로파일을 가질 수 있다. 빔 프로파일은 사다리꼴 빔 프로파일; 삼각형 빔 프로파일; 원추형 빔 프로파일로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 사다리꼴 빔 프로파일은 고원(plateau) 영역 및 적어도 하나의 에지 영역을 가질 수 있다. 광 빔은, 하기에서 더 상세하게 개설될 바와 같이, 구체적으로, 가우스 광 빔 또는 가우스 광 빔의 선형 조합일 수 있다. 그러나, 다른 실시형태도 실현 가능하다. 빔 프로파일, 특히 빔 프로파일의 형상을 조정, 정의 및 결정하는 것 중 하나 이상을 위해 구성되는 적어도 하나의 전달 디바이스가 사용될 수 있다.

광학 센서는 자외선, 가시광선 또는 적외선 스펙트럼 범위 중 하나 이상에서 감응할 수 있다. 구체적으로, 광학 센서는 500 nm에서부터 780 nm까지의, 가장 바람직하게는 650 nm 내지 750 nm에 있는, 또는 690 nm 내지 700 nm에 있는 가시 스펙트럼 범위에서 감응할 수 있다. 구체적으로, 광학 센서는 근적외선 영역에서 감응할 수 있다. 구체적으로, 광학 센서는 근적외선 영역의 부분에서 감응할 수 있는데, 여기서 실리콘 포토다이오드는, 구체적으로, 700 nm 내지 1000 nm 범위에서 적용 가능하다. 광학 센서는, 구체적으로, 적외선 스펙트럼 범위에서, 구체적으로, 780 nm 내지 3.0 마이크로미터 범위에서 감응할 수 있다. 예를 들면, 광학 센서 각각은, 독립적으로, 포토다이오드, 포토셀, 포토컨덕터, 포토트랜지스터 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 엘리먼트일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광학 센서는, CCD 센서 엘리먼트, CMOS 센서 엘리먼트, 포토다이오드, 포토셀, 포토컨덕터, 포토트랜지스터, 또는 이들의 임의의 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 엘리먼트일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 임의의 다른 타입의 감광성 엘리먼트가 사용될 수 있다. 감광성 엘리먼트는, 일반적으로, 전체적으로 또는 부분적으로 무기 재료로 제조될 수 있고 및/또는 전체적으로 또는 부분적으로 유기 재료로 제조될 수 있다. 가장 일반적으로, 하기에서 더 상세하게 개설될 바와 같이, 하나 이상의 포토다이오드, 예컨대, 상업적으로 이용 가능한 포토다이오드, 예를 들면, 무기 반도체 포토다이오드가 사용될 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "스토리지 유닛의 표면"은, 충전된 스토리지 유닛의 경우, 스토리지 유닛에 보관되는 재료의 표면을 지칭하고, 비어 있는 스토리지 유닛의 경우, 스토리지 유닛의 하우징의 그라운드의 표면을 지칭한다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 방법 단계 d)에서, 단계 c)에서 생성되는 두 개의 제1 센서 신호가 평가된다. 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)가 결정된다. 또한, 단계 c)에서 생성되는 두 개의 제2 센서 신호가 평가되고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)가 결정된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "반사 피쳐의 종방향 좌표"는 센서 엘리먼트와 스토리지 유닛의 표면 상의 조명 피쳐의 반사의 위치 사이의 거리를 지칭한다. 따라서, 평가 디바이스는 각각의 반사 피쳐의 종방향 좌표를 결정하도록 및/또는 반사 이미지의 제1 반사 피쳐 및 제2 반사 피쳐를 사전 분류하도록 적응될 수 있다. 이것은, 삼각형 패턴, 직사각형 패턴, 육각형 패턴 또는 추가적인 볼록한 타일식 배열을 포함하는 패턴과 같은 규칙적인 및/또는 일정한 및/또는 주기적인 패턴을 포함하는 조명 패턴을 사용하는 것을 허용한다. 조명 패턴은 영역당 가능한 한 많은 피쳐를 포함할 수 있고, 그 결과, 육각형 패턴이 선호될 수 있다.

평가는 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(combined signal)(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함할 수 있다. 평가 디바이스는 센서 신호로부터의 결합 신호(Q)를 평가하는 것에 의해 선택된 반사 피쳐의 적어도 하나의 종방향 영역을 결정하도록 구성될 수 있다. 평가 디바이스는 결합 신호(Q1 및 Q2)를 평가하는 것에 의해 각각의 선택된 반사 피쳐의 제1 종방향 좌표(z1) 및 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 에러 간격(±ε₁) 내의 제1 종방향 좌표(z1) 및 에러 간격(±ε₂) 내의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하도록 적응될 수 있다. 에러(ε₁ 및 ε₂)는 광학 센서의 측정 불확실성에 의존할 수 있다. 예를 들면, 에러 간격은 ±10 %, 바람직하게는 ±5 %, 더 바람직하게는 ±1 %일 수 있다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "결합 신호(Q)"는 적어도 두 개의 센서 신호를 결합하는 것에 의해, 특히 센서 신호의 나누는 것, 센서 신호의 배수를 나누는 것 또는 센서 신호의 선형 조합을 나누는 것 중 하나 이상에 의해 생성되는 신호를 지칭한다. 평가 디바이스는 센서 신호를 분할하는 것, 센서 신호의 배수를 분할하는 것, 센서 신호의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 결합 신호(Q)를 유도하도록 구성될 수 있다. 제1 결합 신호(Q1)는 두 개의 제1 센서 신호를 분할하는 것, 두 개의 제1 센서 신호의 배수를 분할하는 것, 두 개의 제1 센서 신호의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 유도될 수 있다. 제2 결합 신호(Q2)는 두 개의 제2 센서 신호를 분할하는 것, 두 개의 제2 센서 신호의 배수를 분할하는 것, 두 개의 제2 센서 신호의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 유도될 수 있다. 평가 디바이스는 종방향 영역을 결정하기 위해 결합 신호(Q)와 종방향 영역 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 관계를 사용하도록 구성될 수 있다. 제1 종방향 좌표를 결정하기 위해 제1 결합 신호(Q1)와 제1 종방향 좌표(z1) 사이의 적어도 하나의 제1 미리 결정된 관계가 사용될 수 있고, 제2 종방향 좌표를 결정하기 위해 제2 결합 신호(Q2)와 제2 종방향 좌표(z2) 사이의 적어도 하나의 제2 미리 결정된 관계가 사용될 수 있다. 제1 미리 결정된 관계와 제2 미리 결정된 관계는 동일할 수 있다. 평가 디바이스는 결합 신호(Q1 및 Q2)와 각각의 종방향 좌표(z1 및 z2)의 종방향 좌표 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 관계를 사용하도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 관계는 경험적 관계, 반 경험적 관계 및 분석적으로 유도된 관계 중 하나 이상일 수 있다. 평가 디바이스는 룩업 목록 또는 룩업 테이블과 같은 미리 결정된 관계를 저장하기 위한 적어도 하나의 데이터 스토리지 유닛을 포함할 수 있다.

결합 신호(Q1 및 Q2)는 다양한 수단을 사용하는 것에 의해 결정될 수 있다. 한 예로서, 몫 신호를 유도하기 위한 소프트웨어 수단, 몫 신호를 유도하기 위한 하드웨어 수단, 또는 둘 모두가 사용될 수 있고 평가 디바이스에서 구현될 수 있다. 따라서, 평가 디바이스는, 한 예로서, 적어도 하나의 분할기를 포함할 수 있는데, 여기서 분할기는 몫 신호를 유도하도록 구성된다. 분할기는 소프트웨어 분할기 또는 하드웨어 분할기 중 하나 또는 둘 모두로서 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다. 분할기는 센서 엘리먼트에 완전히 또는 부분적으로 통합될 수 있거나 또는 센서 엘리먼트와는 독립적으로 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다.

예를 들면, i = 1,2인 결합 신호(Qi)는 다음에 의해 유도되는데

여기서, x 및 y는 횡방향 좌표(transversal coordinate)이고, A1 및 A2는 센서 엘리먼트의 위치에서의 각각의 반사 피쳐의 적어도 하나의 빔 프로파일의 상이한 영역이며, E(x, y, z_o)는 스토리지 유닛의 거리(z_o)에서 주어지는 빔 프로파일을 나타낸다. 영역(A1) 및 영역(A2)은 상이할 수 있다. 특히, A1 및 A2는 합동이 아니다. 따라서, A1 및 A2는 형상 또는 콘텐츠 중 하나 이상에서 상이할 수 있다. 센서 신호의 각각은, 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역의 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "빔 프로파일"은, 광 빔의 강도의, 특히 광 빔의 전파에 수직인 적어도 하나의 평면에서의, 공간적 분포에 관련된다. 빔 프로파일은 광 빔의 횡방향 강도 프로파일일 수 있다. 빔 프로파일은 광 빔의 단면일 수 있다. 빔 프로파일은 사다리꼴 빔 프로파일; 삼각형 빔 프로파일; 원뿔형 빔 프로파일 및 가우스 빔 프로파일의 선형 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 빔 프로파일은 휘도 L(z_o) 및 빔 형상 S(x, y; z_o)에 의존한다, E(x, y; z_o) = L·S이다. 따라서, 결합 신호를 유도하는 것에 의해, 그것은 휘도와는 독립적인 종방향 좌표를 결정하는 것을 허용할 수 있다. 또한, 결합 신호를 사용하는 것은, 물체 사이즈와는 독립적인 거리(z_o)를 결정할 수 있다. 따라서, 결합 신호는, 측정될 물체의 재료 속성 및/또는 반사 속성 및/또는 산란 속성과는 독립적이고 그리고 예컨대 제조 정밀도, 열, 물, 먼지, 렌즈에 대한 손상, 또는 등등에 의해 광원의 변경과는 독립적인 거리(z_o)의 결정을 허용한다.

제1 센서 신호의 각각은 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역의 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 제2 센서 신호의 각각은 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역의 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "빔 프로파일의 영역"은, 결합 신호(Q)를 결정하기 위해 사용되는 센서 엘리먼트의 위치에서의 빔 프로파일의 임의의 영역을 일반적으로 지칭한다. 감광 영역은, 제1 센서 신호 중 하나가 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역의 정보를 포함하고 제1 센서 신호 중 다른 하나가 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역의 정보를 포함하도록 배열될 수 있다. 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역 및 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역은 인접한 또는 중첩하는 영역 중 하나 또는 둘 모두일 수 있다. 감광 영역은, 제2 센서 신호 중 하나가 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역의 정보를 포함하고 제2 센서 신호 중 다른 하나가 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역의 정보를 포함하도록 배열될 수 있다. 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역 및 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역은 인접한 또는 중첩하는 영역 중 하나 또는 둘 모두일 수 있다. 각각의 빔 프로파일의 제1 영역 및 각각의 빔 프로파일의 제2 영역은 면적에서 일치하지 않을 수 있다. 방법은 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역, 특히 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역 및 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역, 특히 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역 및 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역은 본질적으로 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 에지 정보를 포함할 수 있고, 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역은 본질적으로 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 중심 정보를 포함할 수 있다. 에지 정보는 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역에서의 광자의 수에 관한 정보를 포함할 수 있고, 중심 정보는 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역에서의 광자의 수에 관한 정보를 포함한다. 평가 디바이스는 각각의 빔 프로파일의 제1 영역 및 각각의 빔 프로파일의 제2 영역을 결정하도록 및/또는 선택하도록 구성될 수 있다. 제1 반사 피쳐 및 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일은, 중심, 즉 빔 프로파일의 최대 값 및/또는 빔 프로파일의 고원의 중심 포인트 및/또는 광 스팟의 기하학적 중심, 및 중심으로부터 연장되는 하강 에지를 구비할 수 있다. 제2 영역은 단면의 내부 영역을 포함할 수 있고 제1 영역은 단면의 외부 영역을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "본질적으로 중심 정보"는, 중심 정보의 비율, 즉 중심에 대응하는 강도 분포의 비율과 비교하여, 에지 정보의 낮은 비율, 즉 에지에 대응하는 강도 분포의 비율을 일반적으로 지칭한다. 바람직하게는 중심 정보는 10 % 미만, 더 바람직하게는 5 % 미만의 에지 정보의 비율을 가지며, 가장 바람직하게는 중심 정보는 에지 콘텐츠를 포함하지 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "본질적으로 에지 정보"는, 에지 정보의 비율과 비교하여, 중심 정보의 낮은 비율을 일반적으로 지칭한다. 에지 정보는, 특히 중심 및 에지 영역으로부터의 전체 빔 프로파일의 정보를 포함할 수 있다. 에지 정보는 10 % 미만, 바람직하게는 5 % 미만의 중심 정보의 비율을 가질 수 있으며, 더 바람직하게는 에지 정보는 중심 콘텐츠를 포함하지 않는다. 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역은, 그것이 중심 주위에 있거나 또는 가깝고 본질적으로 중심 정보를 포함하는 경우, 빔 프로파일의 제2 영역으로서 결정 및/또는 선택될 수 있다. 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역은, 그것이 단면의 하강 에지의 적어도 일부를 포함하는 경우, 빔 프로파일의 제1 영역으로서 결정 및/또는 선택될 수 있다. 예를 들면, 단면의 전체 영역이 제1 영역으로 결정될 수 있다. 빔 프로파일의 제1 영역은 영역(A2)일 수 있고, 빔 프로파일의 제2 영역은 영역(A1)일 수 있다.

제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)의 다른 선택이 가능할 수 있다. 예를 들면, 제1 영역은 빔 프로파일의 본질적으로 외부 영역을 포함할 수 있고 제2 영역은 빔 프로파일의 본질적으로 내부 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이차원 빔 프로파일의 경우, 빔 프로파일은 좌측 부분 및 우측 부분으로 나누어질 수 있는데, 여기서 제1 영역은 기본적으로 빔 프로파일의 좌측 부분의 영역을 포함할 수 있고 제2 영역은 본질적으로 빔 프로파일의 우측 부분의 영역을 포함할 수 있다.

에지 정보는 빔 프로파일의 제1 영역에서의 광자의 수에 관한 정보를 포함할 수 있고, 중심 정보는 빔 프로파일의 제2 영역에서의 광자의 수에 관한 정보를 포함할 수 있다. 평가 디바이스는 빔 프로파일의 영역 적분(area integral)을 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 제1 영역의 통합(integrating) 및/또는 합산(summing)에 의해 에지 정보를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 제2 영역의 통합 및/또는 합산에 의해 중심 정보를 결정하도록 적응될 수 있다. 예를 들면, 빔 프로파일은 사다리꼴 빔 프로파일일 수 있고 평가 디바이스는 사다리꼴의 적분을 결정하도록 적응될 수 있다. 게다가, 사다리꼴 빔 프로파일을 가정될 수 있는 경우, 에지 및 중심 신호의 결정은, 에지의 기울기 및 위치의 그리고 중심 고원의 높이의 결정과 같은 사다리꼴 빔 프로파일의 속성을 사용하는 그리고 기하학적 형상의 고려에 의해 에지 및 중심 신호를 유도하는 등가의 식에 의해 대체될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 평가 디바이스는 광 스팟의 적어도 하나의 슬라이스 또는 컷으로부터 중심 정보 또는 에지 정보 중 하나 또는 둘 모두를 결정하도록 적응될 수 있다. 이것은, 예를 들면, 결합 신호(Q)의 영역 적분을, 슬라이스 또는 컷을 따르는 선적분에 의해 대체하는 것에 의해 실현될 수 있다. 향상된 정확도를 위해, 광 스팟을 통과하는 여러 가지 슬라이스 또는 컷이 사용 및 평균될 수 있다. 타원형 스팟 프로파일의 경우, 여러 가지 슬라이스 또는 컷에 걸쳐 평균을 구하는 것은 향상된 거리 정보로 나타날 수 있다.

평가 디바이스는, 각각의 에지 정보 및 각각의 중심 정보를 분할하는 것, 각각의 에지 정보 및 각각의 중심 정보의 배수를 분할하는 것, 각각의 에지 정보 및 각각의 중심 정보의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 결합 신호(Q1 및 Q2)를 유도하도록 구성될 수 있다. 따라서, 본질적으로, 광자 비율이 방법의 물리적 기반으로 사용될 수 있다.

하나의 실시형태에서, 스토리지 유닛으로부터 센서 엘리먼트로 전파하는 반사 패턴은, 적어도 두 개의 피쳐 포인트(feature point)를 포함하는 적어도 하나의 패턴을 가지고 센서 엘리먼트를 조명할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "피쳐 포인트"는 패턴의 적어도 하나의 적어도 부분적으로 확장된 피쳐를 지칭한다. 피쳐 포인트는, 적어도 하나의 포인트, 적어도 하나의 라인, 적어도 하나의 에지:로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 패턴은, 예를 들면, 적어도 하나의 패턴을 포함하는 조명 패턴에 의한 조명에 응답하여, 스토리지 유닛에 의해, 특히 스토리지 유닛에 보관되는 물품에 의해 생성될 수 있다. 평가 디바이스는 반사 이미지에서 제1 피쳐 포인트 및 제2 피쳐 포인트를 식별하도록 적응될 수 있다. 각각의 피쳐 포인트에 대해, A1은 광학 센서 상의 각각의 피쳐 포인트의 전체 또는 완전한 영역에 대응할 수 있고, A2는 광학 센서 상의 각각의 피쳐 포인트의 중심 영역일 수 있다. 중심 영역은 일정한 값일 수 있다. 중심 영역은 피쳐 포인트의 전체 영역과 비교하여 더 작을 수 있다. 예를 들면, 원형 피쳐 포인트의 경우, 중심 영역은, 피쳐 포인트 전체 반경의 0.1 배에서부터 0.9 배까지의, 바람직하게는 전체 반경의 0.4 배에서부터 0.6 배까지의 반경을 가질 수 있다.

예를 들면, 조명 패턴은 적어도 두 개의 라인을 포함하는 적어도 하나의 라인 패턴을 포함할 수 있다. 스토리지 유닛은 라인 패턴을 반영할 수 있다. 패턴의 각각의 라인에 대해, A1은 광학 센서 상의, 특히 광학 센서의 감광 영역 상의 라인 패턴의 전체 라인 폭을 갖는 영역에 대응할 수 있다. 광학 센서 상의 라인 패턴은, 광학 센서 상의 라인 폭이 증가되도록 조명 패턴의 라인 패턴과 비교하여 변위될 수 있고 및/또는 넓어질 수 있다. 특히, 광학 센서의 매트릭스의 경우, 광학 센서 상의 라인 패턴의 라인 폭은 열마다 변경될 수 있다. A2는 광학 센서 상의 라인 패턴의 중심 영역일 수 있다. 중심 영역의 라인 폭은 일정한 값일 수 있으며, 특히 조명 패턴의 라인 폭에 대응할 수 있다. 중심 영역은 전체 라인 폭과 비교하여 더 작은 라인 폭을 가질 수 있다. 예를 들면, 중심 영역은 전체 라인 폭의 0.1에서부터 0.9까지의, 바람직하게는 전체 라인 폭의 0.4에서부터 0.6까지의 라인 폭을 가질 수 있다. 라인 패턴은 광학 센서 상에서 분할될 수 있다. 광학 센서의 매트릭스의 각각의 열은, 라인 패턴의 중심 영역에서의 강도의 중심 정보 및 중심 영역으로부터 라인 패턴의 에지 영역으로 더 바깥쪽으로 연장되는 영역으로부터의 강도의 에지 정보를 포함할 수 있다.

예를 들면, 반사 패턴은 적어도 하나의 포인트 패턴을 포함할 수 있다. 포인트 패턴은 적어도 두 개의 피쳐 포인트를 포함할 수 있다. A1은 광학 센서 상의 포인트 패턴의 포인트의 전체 반경을 갖는 영역에 대응할 수 있다. A2는 광학 센서 상의 포인트 패턴에서의 포인트의 중심 영역일 수 있다. 중심 영역은 일정한 값일 수 있다. 중심 영역은 전체 반경과 비교하여 어떤 반경을 가질 수 있다. 예를 들면, 중심 영역은 전체 반경의 0.1 배에서부터 0.9 배까지의, 바람직하게는 전체 반경의 0.4 배에서부터 0.6 배까지의 반경을 가질 수 있다.

반사 패턴은 포인트 패턴과 라인 패턴 둘 모두를 포함할 수 있다. 라인 패턴 및 포인트 패턴에 추가적으로 또는 대안적으로 다른 실시형태가 실현 가능하다.

예를 들면, 제1 반사 피쳐의 제1 센서 신호의 평가 및 제2 반사 피쳐의 제2 센서 신호의 평가는 다음의 것을 포함할 수 있다

- 가장 높은 센서 신호를 갖는 적어도 하나의 광학 센서를 결정하고 적어도 하나의 중심 신호를 형성하는 것;

- 매트릭스의 광학 센서의 센서 신호를 평가하고 적어도 하나의 합 신호를 형성하는 것;

- 중심 신호 및 합 신호를 결합하는 것에 의해 적어도 하나의 결합 신호를 결정하는 것; 및

- 결합 신호를 평가하는 것에 의해 종방향 영역을 결정하는 것.

특히, 평가 디바이스는 제1 반사 피쳐의 제1 센서 신호 및 제2 반사 피쳐의 제2 센서 신호 각각을 다음에 의해 평가하도록 구성될 수 있다

- 가장 높은 센서 신호를 갖는 적어도 하나의 광학 센서를 결정하고 적어도 하나의 중심 신호를 형성하는 것;

- 매트릭스의 광학 센서의 센서 신호를 평가하고 적어도 하나의 합 신호를 형성하는 것;

- 중심 신호 및 합 신호를 결합하는 것에 의해 적어도 하나의 결합 신호를 결정하는 것; 및

- 결합 신호를 평가하는 것에 의해 선택된 피쳐의 적어도 하나의 종방향 좌표(z)를 결정하는 것.

결과적으로, 본 발명에 따르면, 용어 "중심 신호"는 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 중심 정보를 본질적으로 포함하는 적어도 하나의 센서 신호를 일반적으로 지칭한다. 예를 들면, 중심 신호는 전체 매트릭스의 또는 매트릭스 내의 주목 영역의 광학 센서에 의해 생성되는 복수의 센서 신호 중 가장 높은 센서 신호를 갖는 적어도 하나의 광학 센서의 신호일 수 있는데, 주목 영역은, 구체적으로 반사 이미지 내의 한 이미지 내에서 결정 가능하거나 또는 미리 결정될 수 있다. 주목 영역은 반사 이미지에서 각각의 반사 피쳐의 영역일 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "가장 높은 센서 신호"는 주목 영역에서의 최대치 또는 국소적 최대치 중 하나 또는 둘 모두를 지칭한다. 중심 신호는 단일의 광학 센서로부터, 또는, 하기에서 더 상세하게 개설될 바와 같이, 광학 센서의 그룹으로부터 발생할 수 있는데, 후자의 경우, 한 예로서, 광학 센서의 그룹의 센서 신호는, 중심 신호를 결정하기 위해, 합산, 통합 또는 평균될 수 있다. 중심 신호가 발생하는 광학 센서의 그룹은 가장 높은 센서 신호를 갖는 실제 광학 센서로부터 미리 결정된 거리 미만의 거리를 갖는 광학 센서와 같은 이웃하는 광학 센서의 그룹일 수 있거나, 또는 가장 높은 센서 신호로부터 미리 결정된 범위 내에 있는 센서 신호를 생성하는 광학 센서의 그룹일 수 있다. 중심 신호가 발생하는 광학 센서의 그룹은 최대 다이나믹 레인지를 허용하기 위해 가능한 한 크게 선택될 수 있다. 평가 디바이스는 복수의 센서 신호, 예를 들면, 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서 주변의 복수의 광학 센서의 통합에 의해 중심 신호를 결정하도록 적응될 수 있다. 예를 들면, 빔 프로파일은 사다리꼴 빔 프로파일일 수 있고, 평가 디바이스는 사다리꼴의, 특히 사다리꼴의 고원의 적분을 결정하도록 적응될 수 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 중심 신호는 일반적으로 광 스팟의 중심에 있는 광학 센서로부터의 센서 신호와 같은 단일의 센서 신호일 수 있거나, 또는 복수의 센서 신호의 조합, 예컨대 광 스팟의 중심에 있는 광학 센서로부터 발생하는 센서 신호의 조합, 또는 전술한 가능성 중 하나 이상에 의해 유도되는 센서 신호를 프로세싱하는 것에 의해 유도되는 이차 센서 신호일 수 있다. 중심 신호의 결정은, 센서 신호의 비교가 종래의 전자기기에 의해 상당히 간단하게 구현되기 때문에 전자적으로 수행될 수 있거나, 또는 소프트웨어에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 수행될 수 있다. 구체적으로, 중심 신호는 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 가장 높은 센서 신호; 가장 높은 센서 신호로부터 미리 결정된 범위의 공차 내에 있는 센서 신호의 그룹의 평균; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서를 포함하는 광학 센서의 그룹 및 이웃하는 광학 센서의 미리 결정된 그룹으로부터의 센서 신호의 평균; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서를 포함하는 광학 센서의 그룹 및 이웃하는 광학 센서의 미리 결정된 그룹으로부터의 센서 신호의 합; 가장 높은 센서 신호로부터 미리 결정된 범위의 공차 내에 있는 센서 신호의 그룹의 합; 미리 결정된 임계치를 초과하는 센서 신호의 그룹의 평균; 미리 결정된 임계치를 초과하는 센서 신호의 그룹의 합; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서를 포함하는 광학 센서의 그룹 및 이웃하는 광학 센서의 미리 결정된 그룹으로부터의 센서 신호의 적분; 가장 높은 센서 신호로부터 미리 결정된 범위의 공차 내에 있는 센서 신호의 그룹의 적분; 미리 결정된 임계치를 초과하는 센서 신호의 그룹의 적분.

유사하게, 용어 "합 신호"는, 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 에지 정보를 본질적으로 포함하는 신호를 일반적으로 지칭한다. 예를 들면, 합 신호는 센서 신호를 합산하는 것, 센서 신호에 걸쳐 통합하는 것, 또는 전체 매트릭스의 또는 매트릭스 내의 주목 영역의 센서 신호를 평균하는 것에 의해 유도될 수 있는데, 여기서 주목 영역은 매트릭스의 광학 센서에 의해 생성되는 이미지 내에서 결정 가능하거나 또는 미리 결정될 수 있다. 센서 신호를 합산, 통합 또는 평균할 때, 센서 신호가 생성되는 실제 광학 센서는 합산, 통합 또는 평균에서 제외될 수 있거나, 대안적으로, 합산, 통합 또는 평균에 포함될 수 있다. 평가 디바이스는 전체 매트릭스의 또는 매트릭스 내의 주목 영역의 신호를 통합하는 것에 의해 합 신호를 결정하도록 적응될 수 있다. 예를 들면, 빔 프로파일은 사다리꼴 빔 프로파일일 수 있고 평가 디바이스는 전체 사다리꼴의 적분을 결정하도록 적응될 수 있다. 게다가, 사다리꼴 빔 프로파일을 가정될 수 있는 경우, 에지 및 중심 신호의 결정은, 에지의 기울기 및 위치의 그리고 중심 고원의 높이의 결정과 같은 사다리꼴 빔 프로파일의 속성을 사용하는 그리고 기하학적 형상의 고려에 의해 에지 및 중심 신호를 유도하는 등가의 식에 의해 대체될 수 있다.

유사하게, 중심 신호 및 에지 신호는 또한, 빔 프로파일의 원형 세그먼트와 같은 각각의 빔 프로파일의 세그먼트를 사용하는 것에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 빔 프로파일은 빔 프로파일의 중심을 통과하지 않는 할선(secant) 또는 현(chord)에 의해 두 개의 세그먼트로 분할될 수 있다. 따라서, 하나의 세그먼트는 본질적으로 에지 정보를 포함할 것이고, 한편 다른 세그먼트는 본질적으로 중심 정보를 포함할 것이다. 예를 들면, 중심 신호에서 에지 정보의 양을 더 감소시키기 위해, 에지 신호는 중심 신호에서 더 감산될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 평가 디바이스는 광 스팟의 적어도 하나의 슬라이스 또는 컷으로부터 중심 정보 또는 에지 정보 중 하나 또는 둘 모두를 결정하도록 적응될 수 있다. 이것은, 예를 들면, 결합 신호(Q)의 영역 적분을, 슬라이스 또는 컷을 따르는 선적분에 의해 대체하는 것에 의해 실현될 수 있다. 향상된 정확도를 위해, 광 스팟을 통과하는 여러 가지 슬라이스 또는 컷이 사용 및 평균될 수 있다. 타원형 스팟 프로파일의 경우, 여러 가지 슬라이스 또는 컷에 걸쳐 평균을 구하는 것은 향상된 거리 정보로 나타날 수 있다.

결합 신호는, 중심 신호 및 합 신호를 결합하는 것에 의해 생성되는 신호일 수 있다. 구체적으로, 결합은 다음의 것 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 중심 신호 및 합 신호의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호의 배수 및 합 신호의 배수의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호의 선형 조합 및 합 신호의 선형 조합의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것. 추가적으로 또는 대안적으로, 결합 신호는, 중심 신호와 합 신호 사이의 비교에 대한 정보의 적어도 하나의 아이템을 포함하는 임의의 신호 또는 신호 조합을 포함할 수 있다.

예를 들면, WO 2012/110924 A1 또는 WO 2014/097181 A1에서 설명되는 바와 같이, 통상적으로, 광 스팟의 직경, 빔 웨이스트 또는 등가적 직경과 같은 광 스팟의 사이즈와, 광 빔이 센서 엘리먼트를 향해 전파되는 물체의 종방향 좌표 사이에는 미리 결정된 또는 결정 가능한 관계가 존재한다. 이 이론에 얽매이지 않으면서, 광 스팟은 두 가지 측정 변수에 의해 특성 묘사될 수 있다: 광 스팟의 중심 내의 또는 중심에 가까운 작은 측정 패치에서 측정되는, 중심 신호로도 또한 지칭되는 측정 신호, 및 중심 신호의 유무에 관계없이, 광 스팟에 걸쳐 통합되는 적분 또는 합 신호. 빔이 넓어지거나 또는 포커싱될 때 변하지 않는 소정의 총 전력을 갖는 광 빔의 경우, 합 신호는 광 스팟의 스팟 사이즈와는 독립적이어야 하며, 따라서, 적어도, 그들의 각각의 측정 범위 내의 선형 광학 센서가 사용되는 경우, 물체와 센서 엘리먼트 사이의 거리와는 독립적이어야 한다. 그러나, 중심 신호는 스팟 사이즈에 종속한다. 따라서, 중심 신호는, 통상적으로, 광 빔이 포커싱될 때 증가하고, 광 빔이 디포커싱될 때 감소한다. 따라서, 중심 신호 및 합 신호를 비교하는 것에 의해, 광 빔에 의해 생성되는 광 스팟의 사이즈에 대한, 따라서 반사 위치의 종방향 좌표에 대한 정보 아이템이 생성될 수 있다. 중심 신호 및 합 신호의 비교는, 한 예로서, 중심 신호 및 합 신호로부터 결합 신호(Q)를 형성하는 것에 의해 그리고 종방향 좌표와 종방향 좌표를 유도하기 위한 몫 신호 사이의 미리 결정된 또는 결정 가능한 관계를 사용하는 것에 의해 행해질 수 있다.

광학 센서의 매트릭스의 사용은 복수의 이점과 이익을 제공한다. 따라서, 센서 엘리먼트 매트릭스 상에서, 예컨대 센서 엘리먼트의 매트릭스의 광학 센서의 감광 영역의 공통 평면 상에서 광 빔에 의해 생성되는 광 스팟의 중심은 반사 피쳐의 횡방향 위치에 따라 변할 수 있다. 광학 센서의 매트릭스를 사용하는 것에 의해, 본 발명에 따른 센서 엘리먼트는 조건에서의 이들 변화에 적응할 수 있고, 따라서, 평가 디바이스는 센서 신호를 비교하는 것에 의해 광 스팟의 중심을 간단히 결정할 수 있다. 결과적으로, 평가 디바이스는, 그 자체로, 중심 신호를 선택하고 합 신호를 결정할 수 있으며, 이들 두 신호로부터, 반사 피쳐의 종방향 좌표에 대한 정보를 포함하는 결합 신호를 유도할 수 있다. 따라서, 결합 신호를 평가하는 것에 의해, 반사 피쳐의 종방향 좌표가 결정될 수 있다. 따라서, 광학 센서의 매트릭스의 사용은, 반사 피쳐의 위치의 관점에서, 구체적으로 반사 피쳐의 횡방향 위치의 관점에서 상당한 유연성을 제공한다.

제1 반사 피쳐 및 제2 반사 피쳐는, 중심 신호가 생성되는 적어도 하나의 광학 센서를 완전히 조명할 수 있고, 그 결과, 중심 신호가 발생하는 적어도 하나의 광학 센서는 광 빔 내에 완전히 위치될 수 있는데, 광 빔의 폭은 센서 신호가 발생하는 적어도 하나의 광학 센서의 감광 영역보다 더 크다. 반대로, 바람직하게는, 반사 피쳐의 반사 광 빔은, 구체적으로, 매트릭스보다 더 작은 전체 매트릭스 상에서 광 스팟을 생성할 수 있고, 그 결과, 광 스팟은 매트릭스 내에 완전히 위치된다. 이 상황은, 광 빔에 대한 포커싱 또는 디포커싱 효과를 갖는 하나 이상의 적절한 렌즈 또는 엘리먼트를 선택하는 것에 의해, 예컨대 하기에서 더 상세하게 개설될 바와 같은 적절한 전달 디바이스를 사용하는 것에 의해, 광학기기의 기술 분야의 숙련된 자에 의해 쉽게 조정될 수 있다. 본원에서 또한 사용되는 바와 같이, "광 스팟"은 가시적인 또는 검출 가능한 원형 또는 비원형의 조명을 일반적으로 지칭한다.

센서 신호를 생성하는 적어도 하나의 광학 센서의 횡방향 위치와 같은, 광학 센서의 매트릭스 상의 광 스팟의 횡방향 위치는, 심지어, 정보의 추가적인 아이템으로서 사용될 수 있는데, 이로부터, 반사 피쳐의 횡방향 위치에 대한 정보의 적어도 하나의 아이템은, 예를 들면, WO 2014/198629 A1에서 개시되는 바와 같이, 유도될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하기에서 더 상세하게 개설될 바와 같이, 적어도 하나의 종방향 좌표에 추가하여, 반사 피쳐의 적어도 하나의 횡방향 좌표를 검출하기 위한 적어도 하나의 추가적인 횡방향 검출기.

평가 디바이스는, 센서 신호 사이의 적어도 하나의 공지된, 결정 가능한 또는 미리 결정된 관계를 사용하는 것에 의해 각각의 반사 피쳐의 적어도 하나의 종방향 좌표(z)를 결정하도록 구성될 수 있다. 특히, 평가 디바이스는 센서 신호로부터 유도되는 몫 신호와 종방향 좌표 사이의 적어도 하나의 공지된, 결정 가능한 또는 미리 결정된 관계를 사용하는 것에 의해 반사 피쳐의 적어도 하나의 좌표(z)를 결정하도록 구성된다.

광학 센서의 원시 센서 신호는 평가를 위해 또는 그로부터 유도되는 이차 센서 신호를 위해 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "이차 센서 신호"는, 전자 신호, 더 바람직하게는 아날로그 및/또는 디지털 신호와 같은 신호를 일반적으로 지칭하며, 이것은 필터링, 평균, 복조 또는 등등과 같은, 하나 이상의 원시 신호를 프로세싱하는 것에 의해 획득된다. 따라서, 이미지 프로세싱 알고리즘은 매트릭스의 전체 센서 신호로부터 또는 매트릭스 내의 주목 영역으로부터 이차 센서 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 구체적으로, 평가 디바이스는 광학 센서의 센서 신호를 변환하도록, 그에 의해, 이차 광학 센서 신호를 생성하도록 구성될 수 있는데, 평가 디바이스는 이차 광학 센서 신호를 사용하는 것에 의해 센서 신호를 평가하도록 구성된다. 센서 신호의 변환은, 구체적으로, 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 변환을 포함할 수 있다: 필터링; 적어도 하나의 주목 영역의 선택; 상이한 조명 시간에서 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 조명 없이 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 주변 조명에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 적어도 하나의 추가적인 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 추가적인 조명 소스로부터의 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 센서 신호에 의해 생성되는 이미지와 적어도 하나의 오프셋 사이의 차이 이미지의 형성; 센서 신호에 의해 생성되는 이미지를 반전시키는 것에 의한 센서 신호의 반전; 상이한 시간에 센서 신호에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 백그라운드 보정; 컬러 채널로의 분해; 색조로의 분해; 채도; 및 밝기 채널; 주파수 분해; 특이 값 분해; 블롭 검출기를 적용하는 것; 코너 검출기를 적용하는 것; 헤시안 필터의 행렬식을 적용하는 것; 주요 곡률 기반의 영역 검출기를 적용하는 것; 최대 안정적 극 영역 검출기를 적용하는 것; 일반화된 허프 변환을 적용하는 것; 융기 검출기를 적용하는 것; 아핀 불변 피쳐 검출기를 적용하는 것; 아핀 적응 주목 포인트 연산자를 적용하는 것; 해리스 아핀 영역 검출기를 적용하는 것; 헤시안 아핀 영역 검출기를 적용하는 것; 스케일 불변 피쳐 변환을 적용하는 것; 스케일 공간 극값 검출기를 적용하는 것; 로컬 피쳐 검출기를 적용하는 것; 가속된 강건한 피쳐 알고리즘을 적용하는 것; 그래디언트 위치 및 방위 히스토그램 알고리즘을 적용하는 것; 지향된 그래디언트 디스크립터의 히스토그램을 적용하는 것; 데리체 에지 검출기를 적용하는 것; 차동 에지 검출기를 적용하는 것; 시공간 주목 포인트 검출기를 적용하는 것; 모라벡 코너 검출기를 적용하는 것; 캐니 에지 검출기를 적용하는 것; 가우시안-라플라시안 필터를 적용하는 것; 가우시안 차분 필터를 적용하는 것; 소벨 연산자를 적용하는 것; 라플라스 연산자를 적용하는 것; 샤르 연산자를 적용하는 것; 프리윗 연산자를 적용하는 것; 로버츠 연산자를 적용하는 것; 키르쉬 연산자를 적용하는 것; 고역 통과 필터를 적용하는 것; 저역 통과 필터를 적용하는 것; 푸리에 변환을 적용하는 것; 라돈 변환을 적용하는 것; 허프 변환을 적용하는 것; 웨이브릿 변환을 적용하는 것; 임계치화; 이진 이미지를 생성하는 것. 주목 영역은 사용자에 의해 수동으로 결정될 수 있거나 또는, 예컨대 광학 센서에 의해 생성되는 이미지 내의 물체를 인식하는 것에 의해, 자동적으로 결정될 수 있다. 종방향 좌표의 결정과 같은 평가는 주목 영역에 대해서만 수행될 수 있다. 그러나, 다른 구현예도 실현 가능하다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 광 스팟의 중심의 검출, 즉 중심 신호의 및/또는 중심 신호가 발생하는 적어도 하나의 광학 센서의 검출은, 전자적으로 완전히 또는 부분적으로 또는 하나 이상의 소프트웨어 알고리즘을 사용하는 것에 의해 완전히 또는 부분적으로 수행될 수 있다. 구체적으로, 평가 디바이스는 적어도 하나의 가장 높은 센서 신호를 검출하기 위한 및/또는 중심 신호를 형성하기 위한 적어도 하나의 중심 검출기를 포함할 수 있다. 중심 검출기는, 구체적으로, 소프트웨어로 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있고 및/또는 하드웨어로 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다. 중심 검출기는 적어도 하나의 센서 엘리먼트에 완전히 또는 부분적으로 통합될 수 있고 및/또는 센서 엘리먼트와는 독립적으로 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 합 신호는 매트릭스의 모든 센서 신호로부터, 주목 영역 내의 센서 신호로부터 또는 중심 신호에 기여하는 광학 센서로부터 발생하는 센서 신호가 배제된 상태에서의 이들 가능성 중 하나로부터 유도될 수 있다. 모든 경우에, 종방향 좌표를 결정하기 위해, 중심 신호와 신뢰성 있게 비교될 수 있는 신뢰 가능한 합 신호가 생성될 수 있다. 일반적으로, 합 신호는 다음 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 매트릭스의 모든 센서 신호에 걸친 평균; 매트릭스의 모든 센서 신호의 합; 매트릭스의 모든 센서 신호의 적분; 중심 신호에 기여하는 광학 센서로부터의 센서 신호를 제외한 매트릭스의 모든 센서 신호에 걸친 평균; 중심 신호에 기여하는 광학 센서로부터의 센서 신호를 제외한 매트릭스의 모든 센서 신호의 합; 중심 신호에 기여하는 광학 센서로부터의 센서 신호를 제외한 매트릭스의 모든 센서 신호의 적분; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서로부터 미리 결정된 범위 내의 광학 센서의 센서 신호의 합; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서로부터 미리 결정된 범위 내의 광학 센서의 센서 신호의 적분; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서로부터 미리 결정된 범위 내에 위치되는 광학 센서의 소정의 임계치를 초과하는 센서 신호의 합; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서로부터 미리 결정된 범위 내에 위치되는 광학 센서의 소정의 임계치를 초과하는 센서 신호의 적분. 그러나, 다른 옵션이 존재한다.

합산은 소프트웨어로 완전히 또는 부분적으로 수행될 수 있고 및/또는 하드웨어로 완전히 또는 부분적으로 수행될 수 있다. 합산은, 통상적으로, 예를 들면, 평가 디바이스로 쉽게 구현될 수 있는 순수 전자적 수단에 의해 일반적으로 가능하다. 따라서, 전자기기의 분야에서, 아날로그 신호 및 디지털 신호 둘 모두인, 두 개 이상의 전기 신호를 합산하기 위한 합산 디바이스가 일반적으로 공지되어 있다. 따라서, 평가 디바이스는 합 신호를 형성하기 위한 적어도 하나의 합산 디바이스를 포함할 수 있다. 합산 디바이스는 센서 엘리먼트에 완전히 또는 부분적으로 통합될 수 있거나 또는 센서 엘리먼트와는 독립적으로 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다. 합산 디바이스는 하드웨어 또는 소프트웨어 중 하나 또는 둘 모두에서 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 중심 신호와 합 신호 사이의 비교는, 구체적으로, 하나 이상의 몫 신호를 형성하는 것에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 일반적으로, 결합 신호는 다음의 것 중 하나 이상에 의해 유도되는 몫 신호(Q)일 수 있다: 중심 신호 및 합 신호의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호의 배수 및 합 신호의 배수의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호의 선형 조합 및 합 신호의 선형 조합의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호 및 합 신호와 중심 신호의 선형 조합의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 합 신호 및 합 신호와 중심 신호의 선형 조합의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호의 지수 및 합 신호의 지수의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것. 그러나, 다른 옵션이 존재한다. 평가 디바이스는 하나 이상의 몫 신호를 형성하도록 구성될 수 있다. 평가 디바이스는 또한, 적어도 하나의 몫 신호를 평가하는 것에 의해 적어도 하나의 종방향 좌표를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다.

평가 디바이스는, 구체적으로, 적어도 하나의 종방향 좌표를 결정하기 위해, 결합 신호(Q)와 종방향 좌표 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 관계를 사용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기에서 개시되는 이유에 기인하여 그리고 종방향 좌표에 대한 광 스팟의 속성의 종속성에 기인하여, 결합 신호(Q)는, 통상적으로, 반사의 위치의 종방향 좌표의 및/또는 광 스팟의 사이즈 예컨대 광 스팟의 직경 또는 등가적 직경의 단조 함수이다. 따라서, 한 예로서, 구체적으로, 선형 광학 센서가 사용되는 경우, 센서 신호(s_center) 및 합 신호(s_sum)의 간단한 몫(Q = s_center/s_sum)은 거리의 단조 감소 함수일 수 있다. 이 이론에 얽매이지 않으면서, 이것은, 상기에서 설명되는 선호된 셋업에서, 중심 신호(s_center) 및 합 신호(s_sum) 둘 모두가, 광원까지의 거리가 증가함에 따라, 센서 엘리먼트에 도달하는 광의 양이 감소하기 때문에, 제곱 함수로서 감소한다는 사실에 기인하는 것으로 믿어진다. 그러나, 그 점에서, 실험에서 사용되는 바와 같은 광학적 셋업에서, 이미지 평면에서의 광 스팟은 커지고, 따라서, 더 넓은 영역에 걸쳐 퍼지기 때문에, 중심 신호(s_center)의 중심은 합 신호(s_sum)보다 더 빠르게 감소한다. 따라서, 중심 신호 및 합 신호의 몫은, 매트릭스의 광학 센서의 감광 영역 상에서 광 빔의 직경 또는 광 스팟의 직경이 증가함에 따라 지속적으로 감소한다. 몫은, 또한, 통상적으로, 광 빔의 총 전력이 중심 신호 및 총 센서 신호 둘 모두에서 인자를 형성하기 때문에, 광 빔의 총 전력과는 독립적이다. 결과적으로, 결합 신호(Q)는 중심 신호와 합 신호 사이의 고유하고 명확한 관계 및 광 빔의 사이즈 또는 직경을 제공하는 이차 신호를 형성할 수 있다. 다른 한편으로는, 광 빔의 사이즈 또는 직경이, 광 빔이 센서 엘리먼트를 향해 전파되는 물체 사이의 거리에 종속하기 때문에, 한편으로는, 중심 신호와 합 신호 사이의 고유하고 명확한 관계, 및 다른 한편으로는 종방향 좌표가 존재할 수 있다. 후자의 경우, 예를 들면, WO 2014/097181 A1과 같은 상기 언급된 종래 기술 문서 중 하나 이상에 대한 참조가 이루어질 수 있다. 미리 결정된 관계는 분석적 고려에 의해, 예컨대 가우스 광 빔의 선형 조합을 가정하는 것에 의해, 경험적 측정, 예컨대 결합 신호 및/또는 중심 신호 및 합 신호 또는 이들로부터 유도되는 이차 신호를 물체의 종방향 좌표의 함수로서 측정하는 측정에 의해, 또는 둘 모두에 의해 결정될 수 있다.

따라서, 일반적으로, 평가 디바이스는 결합 신호(Q)를 평가하는 것에 의해 종방향 좌표를 결정하도록 구성될 수 있다. 이 결정은, 예컨대 중심 신호와 합 신호를 직접적으로 결합하고 그 종방향 좌표를 유도하는 것에 의한 일단계 프로세스일 수 있거나, 또는 예컨대, 먼저, 중심 신호 및 합 신호로부터 결합된 신호를 유도하는 것에 의한, 둘째로, 결합된 신호로부터 종방향 좌표를 유도하는 것에 의한, 다단계 프로세스일 수 있다. 옵션 둘 모두, 즉, 평가 단계가 분리되고 독립적인 단계인 옵션 및 평가 단계가 전체적으로 또는 부분적으로 결합되는 옵션은 본 발명에 포함되어야 할 것이다.

본원에서 또한 사용되는 바와 같이, 용어 "평가 디바이스"는, 바람직하게는 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스를 사용하는 것에 의해, 더 바람직하게는, 적어도 하나의 프로세서 및/또는 적어도 하나의 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit)를 사용하는 것에 의해, 지정된 동작을 수행하도록 적응되는 임의의 디바이스를 일반적으로 지칭한다. 따라서, 한 예로서, 적어도 하나의 평가 디바이스는 다수의 컴퓨터 커맨드를 포함하는 소프트웨어 코드를 저장한 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있다. 평가 디바이스는 지정된 동작 중 하나 이상을 수행하기 위한 하나 이상의 하드웨어 엘리먼트를 제공할 수 있고 및/또는 지정된 동작 중 하나 이상을 수행하기 위해 소프트웨어가 실행되는 하나 이상의 프로세서를 제공할 수 있다.

반사 피쳐의 적어도 하나의 종방향 좌표 및 결합 신호(Q)의 결정을 비롯한, 상기 언급된 동작은 적어도 하나의 평가 디바이스에 의해 수행된다. 따라서, 한 예로서, 상기 언급된 관계 중 하나 이상은, 예컨대 하나 이상의 룩업 테이블을 구현하는 것에 의해, 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 따라서, 한 예로서, 평가 디바이스는, 반사의 위치의 적어도 하나의 종방향 좌표를 결정하기 위해, 상기 언급된 평가를 수행하도록 구성되는 하나 이상의 컴퓨터, 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit; ASIC), 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor; DSP), 또는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array; FPGA)와 같은 하나 이상의 프로그래머블 디바이스를 포함할 수 있다. 그러나, 추가적으로 또는 대안적으로, 평가 디바이스는 또한 하드웨어에 의해 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 센서 엘리먼트는 적어도 하나의 반사 패턴을 결정하도록 적응될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "반사 패턴"은 스토리지 유닛의 표면에서 광의 반사 또는 산란에 의해 생성되는, 특히 조명 패턴에 의한 조명에 응답하여 스토리지 유닛의 표면에 의해 생성되는 응답 패턴을 지칭한다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 조명 패턴은 스토리지 유닛의 표면을 조명하도록 적응되는 복수의 조명 피쳐를 포함한다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 조명 피쳐는 주변 광에 의해 또는 적어도 하나의 조명 소스에 의해 생성될 수 있다. 반사 패턴은 조명 패턴의 적어도 하나의 피쳐에 대응하는 적어도 하나의 피쳐를 포함할 수 있다. 반사 패턴은, 조명 패턴과 비교하여, 적어도 하나의 왜곡된 패턴을 포함할 수 있는데, 왜곡은 스토리지 유닛의 표면 상의 조명 피쳐의 반사 위치의 거리에 의존한다. 평가 디바이스는, 상기에서 설명되는 바와 같이, 반사 패턴의 적어도 하나의 피쳐를 선택하도록 그리고 센서 신호로부터의 결합 신호(Q)를 평가하는 것에 의해 반사 패턴의 선택된 피쳐의 종방향 좌표를 결정하도록 적응될 수 있다.

방법은 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하는 것 및 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 것을 포함한다. 반사 이미지는 센서 엘리먼트에 의해 및/또는 적어도 하나의 추가적인 이미징 디바이스에 의해 결정될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "반사 이미지에서의 위치"는, 반사 이미지에서, 특히 광학 센서의 매트릭스에서 반사 피쳐의 위치에 관한 정보의 적어도 하나의 아이템을 지칭한다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 중심 신호 및 합 신호를 평가하는 것에 의해, 평가 디바이스는, 전체 스토리지 유닛의 또는 그 하나 이상의 부분의 종방향 좌표를 결정하는 옵션을 비롯하여, 각각의 기준 피쳐의 적어도 하나의 종방향 좌표를 결정하도록 인에이블될 수 있다. 그러나, 또한, 하나 이상의 횡방향 좌표 및/또는 회전 좌표를 비롯한, 기준 피쳐의 다른 좌표가, 구체적으로, 평가 디바이스에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 한 예로서, 기준 피쳐의 적어도 하나의 횡방향 좌표를 결정하기 위해, 하나 이상의 횡방향 센서가 사용될 수 있다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 중심 신호가 발생하는 적어도 하나의 광학 센서의 위치는 반사 피쳐의 적어도 하나의 횡방향 좌표에 대한 정보를 제공할 수 있는데, 한 예로서, 광학 변환을 위해 그리고 횡방향 좌표를 유도하기 위해, 간단한 렌즈 방정식(lens equation)이 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 추가적인 횡방향 센서가 사용될 수 있고 충전 레벨 결정 디바이스에 의해 포함될 수 있다. WO 2014/097181 A1에서 개시되는 횡방향 센서 및/또는 사분면 다이오드(quadrant diode), CCD 또는 CMOS 칩 또는 등등과 같은 다른 위치 감응 디바이스(position-sensitive device; PSD)와 같은 다양한 횡방향 센서가 기술 분야에서 일반적으로 공지되어 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 한 예로서, 본 발명에 따른 적어도 하나의 충전 레벨 결정 디바이스는 [R.A. Street (Ed.): Technology and Applications of Amorphous Silicon, Springer-Verlag Heidelberg, 2010, pp. 346-349]에서 개시되는 하나 이상의 PSD를 포함할 수 있다. 다른 실시형태가 실현 가능하다. 이들 디바이스는 일반적으로 또한 본 발명에 따른 충전 레벨 결정 디바이스 안으로 구현될 수 있다. 한 예로서, 광 빔의 일부는, 적어도 하나의 빔 분할 엘리먼트에 의해, 충전 레벨 결정 디바이스 내에서 분할될 수 있다. 분할 부분은, 한 예로서, CCD 또는 CMOS 칩 또는 카메라 센서와 같은 횡방향 센서를 향해 안내될 수 있고, 횡방향 센서 상에서 분할 부분에 의해 생성되는 광 스팟의 횡방향 위치가 결정될 수 있고, 그에 의해, 반사 피쳐의 적어도 하나의 횡방향 좌표를 결정할 수 있다. 평가 디바이스는 또한, 기준 피쳐의 적어도 하나의 횡방향 좌표(x, y)를 결정하도록 구성될 수 있다. 평가 디바이스는 종방향 좌표 및 횡방향 좌표의 정보를 결합하도록 그리고 벡터 (x, y, z)를 결정하도록 적응될 수 있다.

방법은, 삼각 측량 및/또는 구조화된 광 기술을 사용하는 것에 의해 각각의 조명 피쳐의 반사의 각각의 위치의 적어도 하나의 거리 정보를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 삼각 측량 또는 구조화된 광 기술을 사용하는 디바이스와 같은 공지된 3D 감지 디바이스에서는, 각각의 측정 포인트가 기준 패턴의 하나의 기준 포인트에 할당되어야 하기 때문에, 대응성 문제에 기인하여, 규칙적인, 일정한 또는 주기적인 패턴은 적합하지 않다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 평가 디바이스는 에러 간격(±ε₁) 내의 제1 종방향 좌표(z1) 및 에러 간격(±ε₂) 내의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하도록 적응될 수 있다. 방법은, 삼각 측량 및/또는 구조화된 광 기술을 사용하는 것에 의해 각각의 조명 피쳐의 반사의 각각의 위치의 적어도 하나의 거리 정보를 결정하는 것에 의해, 결정된 종방향 좌표(z1 및 z2), 특히 정확도를 향상시키는 것을 포함할 수 있다.

방법은 다음의 것을 더 포함할 수 있다:

- 선택된 반사 피쳐의 각각에 대해 복수의 기준 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 기준 이미지에서 종방향 영역(longitudinal region) - 종방향 영역은 단계 c)에서 결정되는 각각의 선택된 기준 피쳐의 종방향 좌표(z) 및 에러 간격(±ε)에 의해 주어짐 - 에 대응하는 적어도 하나의 변위 영역을 결정하는 것;

- 각각의 선택된 반사 피쳐를 변위 영역 내의 적어도 하나의 기준 피쳐와 매칭시키는 것.

예를 들면, 기준 이미지는 조명 소스 위치에 있는 이미지 평면에서의 조명 패턴의 이미지일 수 있다. 평가 디바이스는 반사 패턴의 선택된 피쳐의 종방향 영역에 대응하는 기준 이미지의 변위 영역을 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 반사 패턴의 선택된 피쳐를 변위 영역 내의 기준 패턴의 적어도 하나의 피쳐와 매칭시키도록 적응될 수 있다. 조명 소스 및 센서 엘리먼트는 고정된 거리만큼 분리될 수 있다.

예를 들면, 충전 레벨 결정 디바이스는 광학 센서의 매트릭스를 각각 구비하는 적어도 두 개의 센서 엘리먼트를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 제1 센서 엘리먼트 및 적어도 하나의 제2 센서 엘리먼트는 상이한 공간 위치에 위치될 수 있다. 제1 센서 엘리먼트와 제2 엘리먼트 사이의 상대적 거리는 고정될 수 있다. 적어도 하나의 제1 센서 엘리먼트는 적어도 하나의 제1 반사 패턴, 특히 적어도 하나의 제1 반사 피쳐를 결정하도록 적응될 수 있고, 적어도 하나의 제2 센서 엘리먼트는 적어도 하나의 제2 반사 패턴, 특히 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 반사 이미지로서 제1 센서 엘리먼트 또는 제2 센서 엘리먼트에 의해 결정되는 적어도 하나의 이미지를 선택하도록 그리고 기준 이미지로서 제1 센서 엘리먼트 또는 제2 센서 엘리먼트 중 다른 하나에 의해 결정되는 적어도 하나의 이미지를 선택하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 반사 패턴에서 적어도 하나의 반사 피쳐를 선택하도록 그리고 센서 신호로부터의 결합 신호(Q)를 평가하는 것에 의해 선택된 피쳐의 종방향 영역을 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 반사 패턴의 선택된 피쳐의 종방향 영역에 대응하는 기준 이미지의 변위 영역을 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 반사 패턴의 선택된 피쳐를 변위 영역 내의 기준 패턴의 적어도 하나의 피쳐와 매칭시키도록 적응될 수 있다. 기준 이미지 및 반사 이미지는 상이한 조명 시간에 및/또는 상이한 조명 조건에서 결정되는 스토리지 유닛의 이미지일 수 있다.

평가 디바이스는 종방향 영역에 대응하는 기준 이미지에서 변위 영역을 결정하도록 적응될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "기준 이미지"는, 반사 이미지와 비교하여 상이한 공간 위치에서 결정되는, 반사 이미지와는 상이한 이미지를 지칭한다. 기준 이미지는 적어도 하나의 기준 피쳐를 레코딩하는 것, 적어도 하나의 기준 피쳐를 이미지화하는 것, 기준 이미지를 계산하는 것 중 하나 이상에 의해 결정될 수 있다. 기준 이미지 및 반사 이미지는 고정된 거리를 갖는 상이한 공간 위치에서 결정되는 스토리지 유닛의 이미지일 수 있다. 거리는 베이스라인으로 또한 지칭되는 상대 거리일 수 있다. 평가 디바이스는 적어도 하나의 반사 피쳐에 대응하는 적어도 하나의 기준 이미지에서 적어도 하나의 기준 피쳐를 결정하도록 적응될 수 있다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 평가 디바이스는 이미지 분석을 수행하도록 그리고 반사 이미지의 피쳐를 식별하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는, 선택된 반사 피쳐와 본질적으로 동일한 종방향 좌표를 갖는 적어도 하나의 기준 피쳐를 기준 이미지에서 식별하도록 적응될 수 있다. 용어 "본질적으로 동일한"은 10 %, 바람직하게는 5 %, 가장 바람직하게는 1 % 내에서 동일한 것을 지칭한다. 반사 피쳐에 대응하는 기준 피쳐는 에피폴라 기하학적 형상(epipolar geometry)을 사용하여 결정될 수 있다. 에피폴라 기하학적 형상의 설명에 대해서는, 예를 들면, [chapter 2 in X. Jiang, H. Bunke: Dreidimensionales Computersehen" Springer, Berlin Heidelberg, 1997]에 대한 참조가 이루어진다. 에피폴라 기하학적 형상은, 기준 이미지 및 반사 이미지가 고정된 거리를 갖는 상이한 공간 위치 및/또는 공간 방위에서 결정되는 스토리지 유닛의 이미지일 수 있다는 것을 가정할 수 있다. 평가 디바이스는 기준 이미지에서 에피폴라 라인을 결정하도록 적응될 수 있다. 기준 이미지 및 반사 이미지의 상대적인 위치는 공지될 수 있다. 예를 들면, 기준 이미지 및 반사 이미지의 상대적 위치는 평가 디바이스의 적어도 하나의 스토리지 유닛 내에 저장될 수 있다. 평가 디바이스는 반사 이미지의 선택된 반사 피쳐로부터 연장되는 직선을 결정하도록 적응될 수 있다. 직선은 선택된 피쳐에 대응하는 가능한 피쳐를 포함할 수 있다. 직선 및 베이스라인은 에피폴라 평면에 걸쳐 있다. 기준 이미지가 반사 이미지와는 상이한 상대적 위치에서 결정되기 때문에, 대응하는 가능한 피쳐는 기준 이미지에서 에피폴라 라인으로 칭해지는 직선 상에 이미지화될 수 있다. 따라서, 반사 이미지의 선택된 피쳐에 대응하는 기준 이미지의 피쳐는 에피폴라 라인 상에 놓인다.

본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "변위 영역"은, 선택된 반사 피쳐에 대응하는 기준 피쳐가 이미지화될 수 있는 기준 이미지 내의 영역을 지칭한다. 조명 피쳐의 반사의 위치까지의 거리에 따라, 반사 피쳐의 이미지 위치에 대응하는 기준 피쳐는, 반사 이미지에서의 이미지 위치와 비교하여, 기준 이미지 내에서 변위될 수 있다. 변위 영역은 하나의 기준 피쳐만을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "기준 피쳐"는 기준 이미지의 적어도 하나의 피쳐를 지칭한다. 변위 영역은 에피폴라 라인을 따라 연장될 수 있다. 평가 디바이스는 종방향 좌표(z)에 대응하는 에피폴라 라인을 따라 각각의 기준 피쳐를 결정하도록 그리고 에러 간격(±ε)에 대응하는 에피폴라 라인을 따르는 변위 영역의 범위를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 z ±ε에 대응하는 에피폴라 라인을 따르는 변위 영역을 결정하기 위해 결합 신호(Q)로부터 에러 간격(±ε) 및 반사 피쳐에 대한 각각의 종방향 좌표(z)를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 선택된 반사 피쳐를 변위 영역 내의 적어도 하나의 기준 피쳐와 매칭시키도록 적응될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "매칭"은 대응하는 기준 및 반사 피쳐를 결정 및/또는 평가하는 것을 지칭한다. 평가 디바이스는, 결정된 종방향 좌표(z)를 고려하는 적어도 하나의 평가 알고리즘을 사용하는 것에 의해 반사 이미지의 선택된 피쳐를 변위 영역 내의 기준 피쳐와 매칭시키도록 적응될 수 있다. 평가 알고리즘은 선형 스케일링 알고리즘일 수 있다.

바람직하게는, 충전 레벨 결정 디바이스는 하나의 기준 피쳐에 대한 명확한 할당이 가능하도록 결합 신호(Q)를 사용하여 선택된 반사 피쳐를 사전 분류하도록 적응될 수 있다. 특히, 조명 패턴의 조명 피쳐는, 기준 이미지의 대응하는 기준 피쳐가 에피폴라 라인 상에서 가능한 한 큰 서로에 대한 상대적인 거리를 가질 수 있도록 배열될 수 있다. 조명 패턴의 조명 피쳐는 단지 몇 개의 기준 피쳐가 에피폴라 라인 상에 배치되도록 배열될 수 있다. 예를 들면, 조명 패턴은 적어도 하나의 육각형 패턴을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 조명 패턴은 적어도 하나의 육각형 패턴을 포함할 수 있는데, 여기서 패턴은 베이스라인에 대해 회전된다. 바람직하게는, 조명 패턴은 적어도 하나의 변위된 육각형 패턴을 포함할 수 있는데, 여기서 육각형 패턴의 개개의 포인트는, 예를 들면, 포인트의 에피폴라 라인에 직교하는 랜덤 거리만큼 정규 위치로부터 변위된다. 개개의 포인트의 변위는 두 개의 평행한 에피폴라 라인 사이의 거리의 절반보다 더 작을 수 있고, 바람직하게는 두 개의 평행한 에피폴라 라인 사이의 거리의 1/4보다 더 작을 수 있다. 개개의 포인트의 변위는, 두 포인트가 서로의 위로 변위되지 않도록 하는 그러한 것일 수 있다.

더구나, 매칭된 기준 피쳐 및 선택된 반사 피쳐의 변위가 결정될 수 있다. 매칭된 기준 피쳐의 적어도 하나의 종방향 정보는 종방향 좌표와 변위 사이의 미리 결정된 관계를 사용하여 결정될 수 있다. 평가 디바이스는 매칭된 기준 피쳐 및 선택된 반사 피쳐의 변위를 결정하도록 적응될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "변위"는 반사 이미지에서의 위치에 대한 기준 이미지에서의 위치 사이의 차이를 지칭한다. 평가 디바이스는 종방향 좌표와 변위 사이의 미리 결정된 관계를 사용하여 매칭된 피쳐의 종방향 정보를 결정하도록 적응될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "종방향 정보"는 종방향 좌표에 관련이 있는 정보를 지칭한다. 예를 들면, 종방향 정보는 거리 값일 수 있다. 평가 디바이스는 삼각 측량 방법을 사용하는 것에 의해 미리 결정된 관계를 결정하도록 적응될 수 있다. 반사 이미지에서의 선택된 반사 피쳐의 위치 및 매칭된 기준 피쳐의 위치 및/또는 선택된 반사 피쳐 및 매칭된 기준 피쳐의 상대적 변위가 공지되는 경우, 조명 피쳐의 반사의 대응하는 위치의 종방향 좌표는 삼각 측량에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 평가 디바이스는, 예를 들면, 후속하여 및/또는 열 단위로, 반사 피쳐를 선택하도록 그리고 기준 피쳐의 각각의 잠재적 위치에 대해 삼각 측량을 사용하여 대응하는 거리 값을 결정하도록 적응될 수 있다. 변위 및 대응하는 거리 값은 평가 디바이스의 적어도 하나의 스토리지 유닛에 저장될 수 있다. 평가 디바이스는, 한 예로서, 적어도 하나의 프로세서, 적어도 하나의 DSP, 적어도 하나의 FPGA 및/또는 적어도 하나의 ASIC와 같은 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있다. 게다가, 종방향 좌표(z)와 변위 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 또는 결정 가능한 관계를 저장하기 위해, 예컨대 미리 결정된 관계를 저장하기 위한 하나 이상의 룩업 테이블을 제공하기 위한 적어도 하나의 데이터 스토리지 유닛이 제공될 수 있다.

결합된 센서 신호를 사용하는 것은, 에러 간격 내에서의 종방향 좌표(z)와 같은 거리를 결정하는 것 및/또는 추정하는 것을 허용할 수 있다. 추정된 종방향 좌표에 대응하는 변위 영역 및 대응하는 에러 간격을 결정하는 것에 의해, 에피폴라 라인을 따라 솔루션의 가능한 수를 크게 감소시키는 것을 허용할 수 있다. 가능한 솔루션의 수는 심지어 하나로 감소될 수 있다. 종방향 좌표(z) 및 에러 간격의 결정은, 선택된 반사 피쳐 및 기준 피쳐를 매칭시키기 이전에 사전 평가 동안 수행될 수 있다. 이것은, 비용을 상당히 감소시키는 것 및 모바일 디바이스 또는 실외 디바이스에서의 사용을 허용하는 것이 가능하도록 계산 요구를 감소시키는 것을 허용할 수 있다. 더구나, 일반적으로 삼각 측량 시스템에서 먼 거리를 검출하기 위해서는 베이스라인은 커야만 한다. 결합된 센서 신호 및 선택된 반사 피쳐 및 기준 피쳐의 후속하는 매칭을 사용한 종방향 좌표(z) 및 에러 간격의 사전 평가는, 소형 디바이스를 제공하는 것이 가능할 수 있도록 짧은 베이스라인을 사용하는 것을 허용할 수 있다. 더구나, 결합된 센서 신호 및 선택된 반사 피쳐 및 기준 피쳐의 후속하는 매칭을 사용한 종방향 좌표(z) 및 에러 간격을 사전 평가는, 종래의 삼각 측량 시스템과 비교하여 정확도가 향상시킬 수 있다. 게다가, 조명 패턴에서의 조명 포인트 수와 같은 조명 피쳐의 수는 각각의 조명 포인트에서의 광 강도를 증가시키기 위해, 예컨대, 눈 안전 규정을 준수하면서 주변 광과 경쟁하기 위해, 감소될 수 있다. 종래의 삼각 측량 시스템에서의 조명 피쳐의 감소된 수는, 반사 피쳐 및 기준 피쳐를 매칭시키는 어려움을 증가시킬 수 있다. 게다가, 조명 패턴에서의 조명 포인트 수와 같은 조명 피쳐의 수는, 예컨대, 거리 측정의 해상도를 증가시키기 위해, 예컨대 저전력 및/또는 낮은 유지 보수 애플리케이션에서, 예컨대, 평가 디바이스의 프로세싱 전력을 증가시키지 않으면서 획득된 깊이 맵의 해상도를 증가시키기 위해, 증가될 수 있다.

방법은 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하는 것 및 그로부터 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하는 것을 더 포함한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "고도 맵"은 각각의 기준 피쳐의 삼차원 벡터, 특히 제1 벡터 및 제2 벡터를 포함하는 적어도 하나의 삼차원 맵을 지칭한다. 그 점에서, 예를 들면, 분말 또는 액체의 표면은 평활하고, 평평하며 평탄한 것으로 가정될 수 있다. 따라서, 표면 상의 단일의 측정 포인트가 충분할 수 있다. 측정 에러를 감소시키기 위해 추가적인 또는 추가적인 측정 포인트가 사용될 수 있다.

방법은 고도 맵에 적어도 하나의 그리드를 적용하는 것을 포함할 수 있다. 방법은, 특히 측정 부정확성에 기인하여, 스토리지 유닛 외부에 위치되는 것으로 보이는 삼차원 포인트를 평가 맵에서 식별하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 스토리지 유닛 외부에 위치되는 것으로 결정되는 이들 삼차원 포인트 모두를 고도 맵으로부터 제거하는 것을 포함할 수 있다. 방법은 고도 맵을 적어도 하나의 미리 결정된 고도 맵과, 특히 비어 있는 스토리지 유닛 및/또는 충전된 스토리지 유닛의 고도 맵과 비교하는 것을 포함할 수 있다. 방법은, 고도 맵과 미리 결정된 고도 맵 사이의 차이 특히 높이 차이를 결정하는 것을 포함할 수 있고, 그 결과, 높이 차이 맵으로 나타날 수 있다. 방법은, 스토리지 유닛 내에 위치되는 것으로 결정되었던 반사 피쳐의 각각의 삼차원 벡터를, 미리 결정된 고도 맵의 대응하는 벡터와 비교하는 것을 포함할 수 있다. 특히, 제1 벡터 (x1, y1, z1)는 미리 결정된 고도 맵의 벡터 (x_ref, y_ref, z_ref)와 비교된다. 특히, 차이 벡터 (x1, y1, z1) - (x_ref, y_ref, z_ref)가 결정될 수 있는데, 여기서 높이, 특히 높이 차이는 |(x1, y1, z1) - (x_ref, y_ref, z_ref)|에 의해 결정된다. 구체적으로, 검출기가 어떤 각도 하에서 또는 임의의 좌표 시스템에 대한 광을 수광하는 경우, 차이 벡터의 절대 값은 고도 맵에 대해 사용되는 높이에 대응한다. 그 점에서, x_ref, y_ref, 및 z_ref는 미리 결정된 고도 맵의 위치 (x1, y1)에서의 횡방향 및 종방향 좌표이다. 고도 맵 및/또는 높이 차이 맵은 추가 맵에 대한 비교 이전 또는 이후에, 상기에서 또는 하기에서 설명되는 바와 같은 중앙값 필터를 사용하여, 필터링될 수 있다. 방법은 볼륨, 특히 미리 결정된 볼륨에 대한 볼륨을 결정하는 것에 의해, 높이 차이(z1 - z_ref)로부터 실제 충전 레벨을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 볼륨은 높이 차이의 둘러싸인 영역의 적분을 결정하는 것에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 표면 및/또는 저부 또는 백그라운드 상에서 많은 측정 포인트가 이용 가능한 경우, 측정 포인트 사이의 영역은 보간될 수 있다. 영역은 심지어 삼각형일 수 있다. 그러나, 측정 포인트는 다른 짝수 및/또는 연속 영역을 사용하여 보간될 수 있다. 볼륨은 표면과 저부 또는 그라운드 사이의 볼륨을 결정하는 것에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 단일의 측정 포인트가 이용 가능한 경우, 표면이, 예를 들면, 평평한 및/또는 연속적인 및/또는 평탄한 및/또는 수평인 표면으로 가정되거나 또는 추정될 수 있다. 볼륨은, 예를 들면, 에지에서부터 저부 또는 그라운드까지, 가정된 또는 추정된 표면 하에서의 볼륨을 결정하는 것에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 복수의 측정 포인트가 이용 가능한 경우, 각각의 측정 포인트 주변의 영역, 예를 들면, 수평인 및/또는 평평한 및/또는 연속하는 및/또는 평탄한 영역이 결정될 수 있다. 예를 들면, 측정 포인트를 둘러싸는 영역은, 티센(Thiessen) 다각형, 보로노이(Voronoi) 테셀레이션, 디리클레(Dirichlet) 테셀레이션 또는 등등과 같은 테셀레이션 프로시져를 사용하여 결정되고 구획될 수 있다. 예를 들면, 이웃하는 측정 포인트의 영역의 에지는, 예를 들면, 포인트의 중심에 있는 측정 포인트 사이의 상호 연결 라인을 교차 및/또는 절단할 수 있다. 테셀레이션 프로시져에 의해 결정되는 영역은 비어 있는 스토리지 유닛의 표면에 평행하게 설정될 수 있거나, 또는 두 개의 인접한 영역 사이의 매끄러운 전이가 획득되도록 하는 그러한 것으로 근사될 수 있거나, 또는 등등일 수 있다. 일단 측정 포인트 주변의 영역이 결정되면, 측정 포인트에 연결되는 볼륨은 영역 아래의 볼륨 적분으로서 주어진다.

미리 결정된 고도 맵은 비어 있는 스토리지 유닛의 또는 충전된 스토리지 유닛, 특히 100 % 충전된 스토리지 유닛의 고도 맵일 수 있다. 특히, 결정된 고도 맵은 100 % 충전된 스토리지 유닛의 고도 맵에 비교될 수 있고, 적어도 하나의 백분율 충전 레벨이 결정될 수 있다. 따라서, 결정된 고도 맵은 0 % 또는 100 % 충전된 스토리지 유닛에 비교될 수 있다. 방법은 과충전을 검출하는 것 및/또는 과충전의 경우에, 특히 결정된 고도 맵이 100 % 충전된 스토리지 유닛에 대응하는 것으로 결정되고 및/또는 100 % 충전된 스토리지 유닛을 초과하는 경우에, 경고를 생성하는 것을 포함할 수 있다.

방법은, 특히 제1 반사 피쳐 및 제2 반사 피쳐를 포함하는 복수의 반사 이미지를 결정하기 위해, 방법 단계 a) 내지 e)를 반복하는 것을 포함할 수 있다. 이것은, 심지어 스토리지 유닛의 반사, 스크래치 또는 오염이 존재하는 경우에도, 각각의 반사 피쳐에 벡터를 할당하는 것의 신뢰성의 향상을 허용할 수 있다. 조명 시간은 0.1 ms에서부터 150 ms까지일 수 있다. 조명 시간은, 밝은 반사 표면의 경우 약 1 ms이고 무광택 표면 또는 검은 색 물체의 경우 최대 150 ms일 수 있다. 방법 단계 a) 내지 e)를 반복하는 경우, 반사 이미지의 피쳐의 결정된 벡터는 어레이에 저장될 수 있다. 다음의 단계에서, 동일한 좌표를 가진 피쳐가 어레이로부터 제거될 수 있다. 특히, 어레이의 피쳐의 각각의 좌표 (x, y, z)는, 어레이의 다른 모든 피쳐의 좌표에 비교될 수 있다. 어레이에서, ±2 mm의 공차 내에서 동일한 (x, y, z) 좌표를 갖는 추가적인 피쳐가 발견되면, 이 추가적인 피쳐는 어레이로부터 제거된다. 대안적으로, 다수의 피쳐를 제거하는 것으로부터, 다수의 피쳐의 좌표의 평균 또는 중앙 값이 결정될 수 있다.

고도 맵의 결정은 적어도 하나의 평활화 단계를 포함할 수 있는데, 여기서 이상점(outlier)은 적어도 하나의 중앙값 필터를 사용하여 평활화될 수 있다. 그러나, 단지 몇몇의 조명 피쳐만을 포함하는 조명 패턴을 사용하는 경우, 정보 중복성(information redundancy)은 낮다. 따라서, 평활화 단계에서, 3D ε 영역(3D-ε-region)에서 이웃하는 반사 피쳐를 고려하여 반사 피쳐가 이상점인지를 검사하는 적어도 하나의 알고리즘이 사용될 수 있다. 이상점은 2D에서 및/또는 3D에서 결정될 수 있다. 예를 들면, 3D에서, 이상점은 평탄한 표면에서 구멍 또는 피크로서 식별될 수 있다. 예를 들면, 2D에서, 예상된 측정 포인트가 존재하는지를 평가하는 것에 의해 이상점이 결정될 수 있다. 검사된 반사 피쳐가 이상점인 것으로 결정되는 경우, 반사 피쳐는 이웃하는 반사 피쳐의 중앙 값 및/또는 평균 값으로부터 재구성될 수 있다.

방법은, 벽에 위치되는 예컨대 스토리지 유닛의 후면 벽 및/또는 측벽 및/또는 표면 및/또는 저부 또는 등등에 위치되는 및/또는 측정 동안 스토리지 유닛 근처에 위치될 수 있고, 구체적으로, 이 목적을 위해 사용될 수 있는 추가적인 벽에 위치되는 조명 피쳐를, 추가적으로 또는 단독으로, 사용하여 충전 레벨을 추정하는 것을 포함할 수 있다. 구체적으로, 벽은, 조명 패턴의 반사 피쳐가 신뢰 가능한 방식으로 검출 가능하도록 및/또는 보관 유닛 내의 물품과 신뢰 가능한 방식으로 구별 가능하도록 하는 그러한 것으로 설계될 수 있다. 특히, 조명 패턴의 낮은 후방 반사로 및/또는 다중 반사 및/또는 왜곡된 후방 반사 또는 등등으로 이어질 수 있는, 저 반사 물품, 고 반사 물품, 금속 물품, 저 반사 및 고 반사 물품의 혼합물 또는 등등과 같은 검출하기 어려운 물품의 충전 레벨을 결정하는 경우, 스토리지 유닛의 후면 벽 및/또는 측벽 및/또는 표면 및/또는 저부 또는 등등과 같은 벽에 및/또는 측정 동안 스토리지 유닛 근처에 위치될 수 있고 구체적으로 이 목적을 위해 사용될 수 있는 추가적인 벽에 위치되는 조명 피쳐를 사용하는 것은, 충전 레벨의 추정치를 결정하는 것을 허용할 수 있다. 벽에 위치되는 조명 피쳐는 공백 교정 단계(empty-calibration step) 내에서 교정될 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스의 위치와 조합하여 벽에 위치되는 조명 피쳐를 사용하는 것은, 물품에 의해 점유되지 않는 볼륨의 결정을 허용할 수 있다. 특히, 벽에서의 반사 피쳐의 위치와 조합하여 충전 레벨 결정 디바이스의 위치를 사용하는 것은, 각각의 반사 피쳐의 적어도 하나의 광 빔이 검출기, 즉 충전 레벨 결정 디바이스를 향해 직선 상에서 이동한다는 사실과 추가로 결합되어, 100 % 충전된 스토리지 유닛에 대한 교정과 추가로 결합되어, 예컨대 가속도계로부터의 중력의 방향에 대한 지식과 추가로 결합되어, 또는 등등과 결합되어, 벽에 있는 반사 피쳐로부터 검출기로 이동하는 적어도 하나의 광 빔 위의 비어 있는 볼륨을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 100 % 충전된 스토리지 유닛에 대한 교정과 스토리지 유닛의 비어 있는 볼륨 사이의 차이는 스토리지 유닛의 충전 레벨에 대한 양호하고 신뢰 가능한 근사치일 수 있다. 게다가, 물품으로부터의 반사 피쳐의 위치 및 벽으로부터의 반사 피쳐의 위치가 결정될 수 있는 경우, 광선 위의 비어 있는 볼륨을 추정하기 위한 상기의 고려 사항은, 예를 들면, 반사 피쳐의 위치의 결정이 불가능하였던 및/또는 이상점이 결정되는 위치에서 부분적으로 및/또는 국소적으로만 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 광선 위의 비어 있는 볼륨은 동일한 광선 아래에서 결정되는 물품의 반사 피쳐의 위치에 의해 교정될 수 있다.

방법은 적어도 하나의 공백 교정 단계를 포함할 수 있다. 공백 교정 단계에서, 비어 있는 스토리지 유닛의 치수가 결정된다. 공백 교정 단계는 다음의 하위 단계를 포함할 수 있다:

i) 복수의 조명 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴으로 비어 있는 스토리지 유닛을 조명하고 비어 있는 스토리지 유닛의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 하위 단계;

ii) 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 하위 단계;

iii) 제1 반사 피쳐에 대해, 제1 반사 피쳐에 의한 적어도 하나의 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 제2 반사 피쳐에 대해, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 하위 단계;

iv) 단계 iii)에서 생성되는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하고, 단계 iii)에서 생성되는 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 하위 단계 - 평가는 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함함 - ;

v) 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 하위 단계;

vi) 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하고, 그로부터, 비어 있는 스토리지 유닛의 치수를 결정하는 하위 단계.

공백 교정 단계에서 결정되는 고도 맵은, 상기에서 개설되는 바와 같이, 미리 결정된 고도 맵으로서 사용될 수 있다. 더구나, 비어 있는 스토리지 유닛의 치수는 충전된 스토리지 유닛의 볼륨을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

공백 교정 단계는 방법 단계 a) 이전에 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 스토리지 유닛의 타입의 고도 맵 및/또는 치수가 평가 디바이스의 데이터 스토리지에서, 예를 들면, 평가 디바이스의 룩업 테이블에서 제공될 수 있다. 공백 교정 단계는 반복적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 충전 레벨을 결정하기 위해 사용되는 본 발명에 따른 충전 레벨 결정 디바이스의 교환의 경우에 공백 교정 단계가 수행될 수 있다. 예를 들면, 공백 교정 단계는, 충전 레벨 결정 디바이스의 배터리 교환과 같은 유지 보수의 경우에 수행될 수 있다.

바람직하게는, 공백 교정 단계에서, 고도 맵은 조명 패턴의 가능한 한 많은 피쳐의 벡터를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게는, 고도 맵은 조명 패턴의 모든 피쳐의 벡터를 포함할 수 있다. 이것은 충전된 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하는 동안 부정확성의 감소를 허용할 수 있다. 공백 교정 단계는 선형 보간 및/또는 외삽에 의해 조명 패턴의 누락 벡터(missing vector)를 추가하는 것을 포함할 수 있다.

방법은 적어도 하나의 충전 교정 단계(filled-up-calibration step)를 포함할 수 있는데, 충전 교정 단계에서, 스토리지 유닛은 100 % 충전 레벨로도 또한 표시되는 적어도 하나의 미리 정의된 충전 레벨까지 충전되고, 여기서, 충전된 스토리지 유닛의 치수가 결정된다. 충전 교정 단계는 다음의 하위 단계를 포함한다:

I) 복수의 조명 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴으로 충전된 스토리지 유닛을 조명하고 충전된 스토리지 유닛의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 하위 단계;

II) 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 하위 단계;

III) 제1 반사 피쳐에 대해, 제1 반사 피쳐에 의한 적어도 하나의 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 제2 반사 피쳐에 대해, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 하위 단계;

IV) 단계 III)에서 생성되는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하고, 단계 III)에서 생성되는 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 하위 단계 - 평가는 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함함 - ;

V) 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 하위 단계;

VI) 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하고, 그로부터, 비어 있는 충전된 스토리지 유닛의 치수를 결정하는 하위 단계.

미리 정의된 충전 레벨은 임의의 충전 레벨일 수 있으며 스토리지 유닛에 보관되는 물품의 타입에 의존할 수 있다. 미리 정의된 충전 레벨은 100 % 충전 레벨에 대응할 수 있다. 100 % 충전 레벨은 스토리지 유닛에 보관되는 물품의 타입에 의존할 수 있다. 구체적으로, 충전 볼륨은 물품의 타입에 의존할 수 있다. 예를 들면, 물품이 작고 평평한 와셔인 경우 스토리지 유닛의 표면은 본질적으로 평평할 수 있다. 물품이 큰 나사, 예를 들면, M45×160인 경우, 나사 사이에는 빈 공간이 존재할 수 있는데, 이것은 100 % 충전 레벨을 정의하는 것에 의해 고려되어야 한다.

충전 교정 단계는 방법 단계 a) 이전에 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 충전된 스토리지 유닛의 고도 맵은 평가 디바이스의 데이터 스토리지에서, 예를 들면, 평가 디바이스의 룩업 테이블에서 제공될 수 있다. 공백 교정 단계는 반복적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 충전 교정 단계는 스토리지 유닛에 보관될 물품의 타입의 교환의 경우에 수행될 수 있다.

본 발명의 추가적인 양태에서, 복수의 스토리지 유닛을 포함하는 적어도 하나의 창고에서, 물품의, 특히 동일한 타입의 물품의 양을 결정하기 위한 방법이 개시된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "창고"는 적어도 두 개의 스토리지 유닛을 포함하는 공간적 구성을 지칭한다. 창고는 두 개, 세 개, 네 개 또는 그 이상의 스토리지 유닛을 포함할 수 있다. 창고는, 적어도 하나의 물류 센터, 적어도 하나의 유통 센터, 적어도 하나의 가게, 적어도 하나의 구조 랙(structural rack); 적어도 하나의 상업용 건물; 적어도 하나의 자체 보관 창고; 적어도 하나의 팔레트 랙; 적어도 하나의 포장 하우스; 적어도 하나의 이행 하우스(fulfillment house); 적어도 하나의 자동화된 보관 및 검색 시스템; 적어도 하나의 상점; 또는 등등일 수 있다. 방법은 상기에서 개시되는 실시형태에 따라 및/또는 하기에서 더 상세하게 개시되는 실시형태 중 하나 이상에 따라 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 사용하여 스토리지 유닛의 각각의 충전 레벨을 결정하는 것을 포함한다.

방법은 스토리지 유닛의 결정된 충전 레벨로부터 물품의 양을 평가하는 것 및 물품의 양을 합산하는 것을 더 포함한다. 물품의 양을 평가하는 것은, 보관 유닛의 충전 레벨과 스토리지 유닛에 보관되는 물품의 양 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 관계를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 미리 결정된 관계는 경험적 관계, 반 경험적 관계 및 분석적으로 유도된 관계 중 하나 이상일 수 있다. 평가 디바이스는 룩업 목록 또는 룩업 테이블과 같은 미리 결정된 관계를 저장하기 위한 적어도 하나의 데이터 스토리지 유닛을 포함할 수 있다. 미리 결정된 관계는 물품의 타입에 의존할 수 있다.

방법은, 스토리지 유닛의, 특히 각각의 스토리지 유닛의 결정된 충전 레벨, 및/또는 스토리지 유닛 내의, 특히 각각의 스토리지 유닛의 물품의 결정된 양을, 보고된 충전 레벨 및/또는 보고된 양의 물품을 수용하도록 및/또는 보관하도록 및/또는 평가하도록 적응될 수 있는 적어도 하나의 상품 관리 시스템(merchandise management system)으로 보고하는 것을 포함할 수 있다. 상품 관리 시스템은 적어도 하나의 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다. 상품 관리 시스템은 보고된 충전 레벨 및/또는 물품의 보고된 양 및/또는 물품의 합산된 양을 디스플레이하도록 적응되는 적어도 하나의 디스플레이 디바이스를 포함할 수 있다. 더 상세하게 개설될 바와 같이, 스토리지 유닛의 각각은 적어도 하나의 충전 레벨 결정 디바이스를 포함할 수 있다. 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는, 물품의 결정된 충전 레벨 및/또는 결정된 양을 상품 관리 시스템에 보고하도록 적응될 수 있다. 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 상품 관리 시스템과 통신하도록 적응될 수 있다. 스토리지 유닛은 다른 디바이스와 함께 통신 네트워크와 같은 적어도 하나의 네트워크에 연결될 수 있다. 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는, SAP(Systems, Applications and Products in Data Processing; 데이터 프로세싱에서의 시스템, 애플리케이션, 및 제품) 시스템 및/또는 전사적 자원 관리(enterprise resource planning; ERP) 시스템에 연결될 수 있다. 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 자동 재고 조사(automatic inventory)를 수행하도록, 특히, 결정된 충전 레벨에 기초하여 스토리지 유닛에 보관되는 물품의 수에 대한 정보를, 예를 들면, 통신 네트워크로 및/또는 추가적인 디바이스로 제공하도록 구성될 수 있다. 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는, 예를 들면, 결정된 충전 레벨에 기초하여 요청을 생성하고 통신 네트워크로 및/또는 추가적인 디바이스로 제공하는 것에 의해, 스토리지 유닛의 자동 재충전을 수행하도록 적응될 수 있다. 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 결정된 충전 레벨에 기초한 과금을 허용하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 충전 레벨에서의 결정된 변화 또는 결정된 액세스의 경우, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 결정된 액세스 또는 충전 레벨에 대한 정보를 통신 네트워크로 및/또는 추가적인 디바이스로 제공할 수 있는데, 여기서 통신 네트워크의 적어도 하나의 참가자 및/또는 추가적인 디바이스는 액세스 및/또는 충전 레벨에 대한 정보에 기초하여 청구서를 생성할 수 있다. 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 주문에 기초하여 액세스를 허용하거나 또는 거부하도록 구성될 수 있다. 통신은 무선일 수 있다.

스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 저전력 소비 디바이스일 수 있고 및/또는 배터리와 같은 전원의 긴 수명을 허용할 수 있다. 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 저전력 애플리케이션 및/또는 명세를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 오퍼레이팅 시스템 없이 적어도 하나의 마이크로프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 적어도 하나의 저전력 Asic을 포함할 수 있다. 예를 들면, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 낮은 유지 보수 비용을 포함할 수 있다. 예를 들면, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 전력 절약 모드에서 실행될 수 있다. 전력을 절약하기 위해, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 감소된 수의 측정, 특히 필요한 측정만을 수행할 수 있다. 특정한 애플리케이션의 경우, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 측정 시간의 동적 조정을 위해 구성될 수 있다. 예를 들면, 미리 명시된 충전 레벨이 도달되는 경우 트리거될 수 있는 자동 재충전의 경우, 스토리지 유닛이 충전되면 충전 레벨은 덜 빈번하게 결정될 수 있는데, 여기서 감소하는 충전 레벨과 함께 측정 빈도는 증가할 수 있다. 측정 빈도는 재충전을 트리거하는 안전성 및/또는 소비 패턴에 의존할 수 있다. 두 측정 사이에서, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 슬립 모드에 있을 수 있다. 예를 들면, 충전 레벨 결정 디바이스의 마이크로컨트롤러는 저전력 모드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 충전 레벨 결정 디바이스의 마이크로컨트롤러는 Atmel SAMS70N19A로서 이용 가능한 마이크로컨트롤러일 수 있다. 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 전자 신호와 같은 웨이크업에 의해 활성화될 수 있고, 충전 레벨을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 웨이크업은, 예를 들면, 내부 저전력 실시간 클록에 의해 활성화되는 미리 정의된 시간 범위 이후에 방출될 수 있거나, 또는 외부 트리거에 의해 활성화될 수 있다. 심지어, 충전 레벨이 결정되는 능동 측정 모드에서도, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 낮은 에너지만을 필요로 하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있고 및/또는 컨트롤러는 오퍼레이팅 시스템이 없을 수 있다. 충전 레벨의 결정, 특히 충전 레벨을 결정하기 위한 알고리즘은 활성 상태에서 가능한 한 적은 시간을 허용하도록 시간 효율적일 수 있다. 더구나, 스토리지 디바이스 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 저에너지 데이터 통신을 위해 구성될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 무선 통신의 경우, 표준 Bluetooth 4.X와 같은 블루투스 저 에너지(Bluetooth Low Energy)가 사용될 수 있다. 스토리지 디바이스 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 통신 연결을 신속하게 확립하도록 구성될 수 있다. 스토리지 디바이스 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는 에너지 효율적인 데이터 송신을 위해 구성될 수 있다. 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스는, 어떠한 움직이는 컴포넌트 없이 설계될 수 있고, 결과적으로, 낮은 유지 보수 비용을 필요로 하고 방해에 덜 민감하다.

본 발명의 추가적인 양태에서, 적어도 하나의 스토리지 유닛에서 물품의 양의 적어도 하나의 변화를 결정하기 위한 방법이 개시된다. 방법은 상기에서 개시되는 실시형태에 따라 및/또는 하기에서 더 상세하게 개시되는 실시형태 중 하나 이상에 따라 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 사용하여 스토리지 유닛의 초기 충전 레벨을 제1 시점에서 결정하는 것을 포함한다. 방법은 상기에서 개시되는 실시형태에 따라 및/또는 하기에서 더 상세하게 개시되는 실시형태 중 하나 이상에 따라 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 사용하여 스토리지 유닛의 실제 충전 레벨을 제2 시점에서 결정하는 것을 포함한다. 제1 시점 및 제2 시점은 상이할 수 있다. 예를 들면, 제1 시점은 물품으로 스토리지 유닛을 충전한 시점 또는 그 직후의 시점에 있을 수 있다. 제1 시점은 충전 레벨의 이전 결정의 시점일 수 있다. 용어 "초기 충전 레벨"은 제1 시점에서의 물품의 양을 지칭한다. 제2 시점은 더 나중의 시점일 수 있다. 용어 "실제 충전 레벨"은 제2 시점에서의 물품의 양을 지칭한다. 실제 충전 레벨의 결정은, 예를 들면, 미리 정의된 시간 간격으로 연속적으로 또는 비 연속적으로 수행될 수 있다. 실제 충전 레벨의 결정은, 예를 들면, 미리 정의된 시간 간격으로 자동적으로 결정될 수 있다. 실제 충전 레벨의 결정은, 예를 들면, 사용자에 의해 개시될 수 있다. 방법은 초기 충전 레벨 및 실제 충전 레벨을 비교하는 것에 의해 초기 충전 레벨과 실제 충전 레벨 사이의 차이를 결정하는 것을 포함한다.

방법은 초기 충전 레벨과 실제 충전 레벨 사이의 차이가 미리 정의된 한계를 초과하는 경우 예외적인 액세스가 발생하였다는 것을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 미리 정의된 한계는, 예컨대, 스토리지 유닛에 보관되는 물품의 주문에 따르는 적어도 하나의 미리 정의된 차이 한계를 포함할 수 있다. 미리 정의된 한계는 상품 타입에 의존할 수 있다. 방법은, 예외적인 액세스가 결정되는 경우, 예외적인 액세스에 관한 적어도 하나의 정보, 예를 들면, 경고를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 예외적 액세스에 대한 정보는 적어도 하나의 광학적 디스플레이 예컨대 메시지 및/또는 적어도 하나의 음향 신호를 포함할 수 있다. 액세스는 주문에 따라 허가 및/또는 허용될 수 있다. 액세스는, 일시적으로, 예를 들면, 미리 정의된 시간 범위 동안 허가 및/또는 허용될 수 있다.

방법은, 초기 충전 레벨과 실제 충전 레벨 사이의 차이가 미리 정의된 한계를 초과하고 액세스가 승인되지 않는 경우, 승인되지 않은 액세스를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 상품 관리 시스템은 액세스를 승인하도록 적응될 수 있다. 방법은, 승인되지 않은 액세스가 결정되면, 승인되지 않은 액세스에 대한 적어도 하나의 정보를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 승인되지 않은 액세스에 대한 정보는 적어도 하나의 광학적 디스플레이 예컨대 메시지 및/또는 적어도 하나의 음향 신호를 포함할 수 있다.

본 발명의 추가적인 양태에서, 적어도 하나의 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하기 위한 충전 레벨 결정 디바이스가 개시된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "충전 레벨 결정 디바이스"는 충전 레벨을 결정하도록 적응되는 디바이스를 지칭한다. 충전 레벨 결정 디바이스는 적어도 하나의 충전 레벨 센서일 수 있거나 또는 이것을 포함할 수 있다.

충전 레벨 결정 디바이스는, 예를 들면, 스토리지 유닛의 및/또는 창고의 적어도 하나의 벽에 장착 및/또는 부착될 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스는 스토리지 유닛 위에 및/또는 스토리지 유닛 옆에 배열될 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스는, 스토리지 유닛으로부터 또는 그 안에 보관되는 물품으로부터 충전 레벨 결정 디바이스로 이동하는 적어도 하나의 광 빔이 충전 레벨 결정 디바이스의 광학 축에 평행하게 이동하도록 배열될 수 있다. 다른 실시형태가 실현 가능하다. 예를 들면, 충전 레벨 결정 디바이스는 임의의 각도 하에서 광 빔을 수신 및 평가하도록 적응될 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스는 스토리지 유닛 내에 통합될 수 있고 및/또는 마운팅 디바이스, 예를 들면, 나사, 접착제, 또는 등등과 같은 체결구에 의해 스토리지 유닛에 부착될 수 있고, 및/또는 예컨대 컨베이어 벨트 위에서 스토리지 유닛으로부터 독립적으로 배열될 수 있거나 또는 사일로, 또는 창고 또는 등등에서 매달릴 수 있다.

충전 레벨 결정 디바이스는, 하나 이상의 모션 센서, 및/또는 하나 이상의 모션 센서 및/또는 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 추가적인 센서를 포함할 수 있다: 위치 센서; 중량 센서; 경사 센서; 가속도 센서; 중력 센서; 진동 센서; 자이로스코프 센서. 다른 타입의 모션 센서가 사용될 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 모션 센서는 충전 레벨 결정 디바이스의 위치, 속도, 가속도, 및 경사 또는 방위 중 적어도 하나를 결정하도록 적응되는 센서를 일반적으로 지칭한다. 한 예로서, 모션 센서와의 결합은, 광학 축 이외의 방향에서의 측정을 허용할 수 있다. 한 예로서, 광학 축을 따라 제1 물체의 제1 거리를 측정하는 것, 자이로스코프와 같은 모션 센서에 의해 충전 레벨 결정 디바이스의 회전의 각도를 측정하는 것, 및 회전된 광학 축을 따라 제2 물체까지의 제2 거리를 측정하는 것은, 삼각법(trigonometry)의 표준 법칙을 사용하는 것에 의해 제1 물체와 제2 물체 사이의 거리를 결정하는 것을 허용할 수 있다.

충전 레벨 결정 디바이스는 이전 실시형태 중 임의의 하나에 따라 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 수행하도록 구성된다. 충전 레벨 결정 디바이스는 복수의 조명 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴을 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 디바이스를 포함할 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스는 스토리지 유닛의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하도록 적응되는 적어도 하나의 센서 엘리먼트를 포함할 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스는 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하도록 적응되는 적어도 하나의 평가 디바이스를 포함할 수 있다. 센서 엘리먼트는 광학 센서의 매트릭스를 가질 수 있다. 광학 센서 각각은 감광 영역을 가질 수 있다. 각각의 광학 센서는, 반사 광 빔에 의한 자신의 각각의 감광 영역의 조명에 응답하여 적어도 하나의 센서 신호를 생성하도록 설계될 수 있다. 센서 엘리먼트는, 제1 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 제1 반사 피쳐에 대해 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하도록, 그리고, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 제2 반사 피쳐에 대해 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가는 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(combined signal)(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함할 수 있다. 평가 디바이스는 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하도록 그리고 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스는 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하도록 그리고 그로부터 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하도록 적응될 수 있다.

세부 사항, 옵션 및 정의에 대해서는, 상기에서 논의되는 바와 같은 방법에 대한 참조가 이루어질 수 있다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 충전 레벨 결정 디바이스는 상기에서 개시되는 실시형태에 따라 및/또는 하기에서 더 상세하게 개시되는 실시형태 중 하나 이상에 따라 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 수행하도록 적응된다.

충전 레벨 결정 디바이스는 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 광학 엘리먼트를 포함할 수 있다: 전달 디바이스, 예컨대 적어도 하나의 렌즈 및/또는 적어도 하나의 렌즈 시스템, 적어도 하나의 회절 광학 엘리먼트. "전달 시스템"으로도 또한 지칭되는 용어 "전달 디바이스"는, 예컨대, 광 빔의 빔 파라미터, 광 빔의 폭 또는 광 빔의 방향 중 하나 이상을 수정하는 것에 의해, 광 빔을 수정하도록 적응되는 하나 이상의 광학 엘리먼트를 일반적으로 지칭할 수 있다. 전달 디바이스는 광 빔을 광학 센서 상으로 안내하도록 적응될 수 있다. 전달 디바이스는 구체적으로 다음의 것 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 적어도 하나의 렌즈, 예를 들면, 적어도 하나의 초점 조정 가능 렌즈, 적어도 하나의 비구면 렌즈, 적어도 하나의 구면 렌즈, 적어도 하나의 프레넬(Fresnel) 렌즈로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 렌즈; 적어도 하나의 회절 광학 엘리먼트; 적어도 하나의 오목 미러; 적어도 하나의 빔 편향 엘리먼트, 바람직하게는 적어도 하나의 미러; 적어도 하나의 빔 분할 엘리먼트, 바람직하게는 빔 분할 큐브 또는 빔 분할 미러 중 적어도 하나; 적어도 하나의 다중 렌즈 시스템. 본원에서 사용될 때, 용어 전달 디바이스의 "초점 거리(focal length)"는, 전달 디바이스에 충돌할 수 있는 입사 시준 광선(incident collimated ray)이, "초점(focal point)"으로 또한 표시될 수 있는 "초점(focus)"으로 이동되는 거리를 지칭한다. 따라서, 초점 거리는, 충돌하는 광 빔을 수렴시키는 전달 디바이스의 능력의 척도를 구성한다. 따라서, 전달 디바이스는, 수렴 렌즈의 효과를 가질 수 있는 하나 이상의 이미징 엘리먼트를 포함할 수 있다. 한 예로서, 전달 디바이스는 하나 이상의 렌즈, 특히 하나 이상의 굴절 렌즈, 및/또는 하나 이상의 볼록 미러를 가질 수 있다. 이 예에서, 초점 거리는, 얇은 굴절 렌즈의 중심으로부터 얇은 렌즈의 주 초점까지의 거리로서 정의될 수 있다. 볼록 렌즈 또는 얇은 양면 볼록 렌즈와 같은 수렴성의 얇은 굴절 렌즈의 경우, 초점 거리는 양의 값인 것으로 간주될 수 있고, 전달 디바이스로서의 얇은 렌즈에 충돌하는 시준된 광(collimated light)의 빔이 단일의 스팟으로 집속될 수 있는 거리를 제공할 수 있다. 추가적으로, 전달 디바이스는 수렴 렌즈의 효과를 가질 수 있는 렌즈와 같은 하나의 또는 복수의 전달 디바이스를 포함할 수 있다. 추가적으로, 전달 디바이스는 적어도 하나의 파장 선택 엘리먼트, 예를 들면, 적어도 하나의 광학 필터를 포함할 수 있다. 추가적으로, 전달 디바이스는, 예를 들면, 센서 영역(sensor region) 및 특히 센서 구역(sensor area)의 위치에서 전자기 방사선에 대한 미리 정의된 빔 프로파일에 영향을 주도록 설계될 수 있다. 전달 디바이스의 상기 언급된 옵션 사항의 실시형태는, 원칙적으로, 개별적으로 또는 임의의 소망되는 조합으로 실현될 수 있다.

전달 디바이스는 광학 축을 가질 수 있다. 특히, 충전 레벨 결정 디바이스 및 전달 디바이스는 공통 광학 축을 갖는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "전달 디바이스의 광학 축"은 렌즈 또는 렌즈 시스템의 거울 대칭 또는 회전 대칭의 축을 일반적으로 지칭한다. 광학 축은 충전 레벨 결정 디바이스의 광학적 셋업의 대칭의 라인일 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스는 적어도 하나의 전달 디바이스, 바람직하게는 적어도 하나의 렌즈를 갖는 적어도 하나의 전달 시스템을 포함할 수 있다. 전달 시스템은, 한 예로서, 적어도 하나의 빔 경로를 포함할 수 있는데, 빔 경로 내의 전달 시스템의 엘리먼트는 광학 축에 대해 회전 대칭 양식으로 위치된다. 여전히, 빔 경로 내에 위치되는 하나 이상의 광학 엘리먼트는 또한, 광학 축에 대해 중심에서 벗어나거나 또는 기울어질 수 있다. 그러나, 이 경우, 광학 축은, 예컨대 빔 경로에서 광학 엘리먼트의 중심을 상호 연결하는 것에 의해, 예를 들면, 렌즈의 중심을 상호 연결하는 것에 의해 순차적으로서 정의될 수 있는데, 여기서, 이러한 맥락에서, 광학 센서는 광학 엘리먼트로서 간주되지 않는다. 광학 축은 일반적으로 빔 경로를 나타낼 수 있다. 그 점에서, 충전 레벨 결정 디바이스는, 광 빔이 스토리지 유닛으로부터 광학 센서로 이동할 수 있는 단일의 빔 경로를 가질 수 있거나, 또는 복수의 빔 경로를 가질 수 있다. 한 예로서, 단일의 빔 경로가 제공될 수 있거나 또는 빔 경로가 두 개 이상의 부분 빔 경로로 분할될 수 있다. 후자의 경우, 각각의 부분 빔 경로는 자기 자신의 광학 축을 가질 수 있다. 광학 센서는 하나의 동일한 빔 경로 또는 부분적인 빔 경로에 위치될 수 있다. 그러나, 대안적으로, 광학 센서는 상이한 부분적 빔 경로에 또한 위치될 수 있다. 전달 디바이스는 좌표 시스템을 구성할 수 있는데, 여기서 종방향 좌표는 광학 축을 따르는 좌표이고, d는 광학 축으로부터의 공간 오프셋이다. 좌표 시스템은, 전달 디바이스의 광학 축이 z 축을 형성하고 z 축으로부터의 거리 및 극각을 추가적인 좌표로서 사용될 수 있는 극 좌표 시스템일 수 있다. z 축에 평행한 또는 반평행한 방향은 종방향으로 간주될 수 있고, z 축을 따르는 좌표는 종방향 좌표로 간주될 수 있다. z 축에 수직인 임의의 방향은 횡방향으로 간주될 수 있고, 극 좌표 및/또는 극각은 횡방향 좌표로 간주될 수 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 충전 레벨 결정 디바이스는 하나 이상의 추가적인 광학 엘리먼트와 같은 하나 이상의 추가적인 엘리먼트를 더 포함할 수 있다. 게다가, 충전 레벨 결정 디바이스는 적어도 하나의 하우징 안으로 완전히 또는 부분적으로 통합될 수 있다. 평가 디바이스 및 충전 레벨 결정 디바이스는 단일의 디바이스 안으로 완전히 또는 부분적으로 통합될 수 있다. 따라서, 일반적으로, 평가 디바이스는 또한 충전 레벨 결정 디바이스의 일부를 형성할 수 있다. 대안적으로, 평가 디바이스 및 충전 레벨 결정 디바이스는, 완전히 또는 부분적으로, 별개의 디바이스로 구체화될 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스는 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.

충전 레벨 결정 디바이스는 고정식 디바이스 또는 이동식 디바이스일 수 있다. 게다가, 충전 레벨 결정 디바이스는 독립형 디바이스일 수 있거나 또는 컴퓨터 또는 임의의 다른 디바이스와 같은 다른 디바이스의 일부를 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 디바이스는, 창고, 물류, 유통, 배송, 선적, 패키징, 품질 제어, 제조, 하역, 스마트 제조, 인더스트리 4.0, 또는 등등의 맥락에서 사용될 수 있다. 게다가, 제조 맥락에서, 본 발명에 따른 디바이스는, 특히 액체, 페인트, 펠릿, 페이스트, 천연물, 또는 등등의 가공, 분배, 굽힘 가공(bending), 패키징, 재료 핸들링의 맥락에서 사용될 수 있다.

충전 레벨 결정 디바이스는 적어도 하나의 전력 스토리지, 특히 적어도 하나의 배터리를 포함할 수 있다. 전력 스토리지는 교환 가능할 수 있고 및/또는 재충전 가능할 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스는, 적어도 하나의 추가적인 디바이스로 예컨대 상품 관리 시스템으로 데이터를 전달하도록 적응되는 적어도 하나의 통신 유닛을 포함할 수 있다. 통신 유닛은, 예를 들면, 충전 레벨 결정 디바이스를 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 신호, 및/또는, 예를 들면, 데이터 전송을 위한 적어도 하나의 요청과 같은 데이터를 상품 관리 시스템으로부터 수신하도록 적응될 수 있다. 통신 유닛은 상품 관리 시스템과, 예를 들면, WLAN, 전파, 블루투스, LiFi 또는 등등에 의해 무선으로 통신하도록 적응될 수 있다.

평가 디바이스는, 하나 이상의 집적 회로, 예컨대 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 및/또는 하나 이상의 데이터 프로세싱 디바이스, 예컨대 하나 이상의 컴퓨터, 바람직하게는 하나 이상의 마이크로 컴퓨터 및/또는 마이크로컨트롤러, 필드 프로그래머블 어레이, 또는 디지털 신호 프로세서일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 사전 프로세싱(preprocessing) 디바이스 및/또는 데이터 획득 디바이스, 예컨대 센서 신호의 수신 및/또는 사전 프로세싱을 위한 하나 이상의 디바이스, 예컨대 하나 이상의 AD 컨버터 및/또는 하나 이상의 필터와 같은 추가적인 컴포넌트가 포함될 수 있다. 게다가, 평가 디바이스는 하나 이상의 측정 디바이스, 예컨대 전류 및/또는 전압을 측정하기 위한 하나 이상의 측정 디바이스를 포함할 수 있다. 게다가, 평가 디바이스는 하나 이상의 데이터 스토리지 유닛을 포함할 수 있다. 게다가, 평가 디바이스는 하나 이상의 인터페이스, 예컨대 하나 이상의 무선 인터페이스 및/또는 하나 이상의 유선 인터페이스를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 평가 디바이스는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램, 예컨대 본 발명에 따른 방법의 방법 단계 중 하나 이상 또는 심지어 모두를 수행하도록 또는 지원하도록 적응되는 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램을 수행하도록 적응될 수 있다. 한 예로서, 센서 신호를 입력 변수로 사용하는 것에 의해, 충전 레벨을 결정할 수 있는 하나 이상의 알고리즘이 구현될 수 있다.

평가 디바이스는, 정보, 예컨대 광학 센서에 의해 및/또는 평가 디바이스에 의해 획득되는 정보의 디스플레이, 시각화, 분석, 분배, 통신 또는 추가적인 프로세싱 중 하나 이상을 위해 사용될 수 있는 적어도 하나의 추가적인 데이터 프로세싱 디바이스에 연결될 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 데이터 프로세싱 디바이스는, 예를 들면, 디스플레이, 프로젝터, 모니터, LCD, TFT, 라우드스피커, 다중채널 사운드 시스템, LED 패턴, 또는 추가적인 시각화 디바이스 중 적어도 하나에 연결될 수 있거나 또는 이들을 통합할 수 있다. 그것은 또한, 전자 메일, 문자 메시지, 전화, 블루투스(Bluetooth), Wi-Fi, LiFi, 적외선 또는 인터넷 인터페이스, 포트 또는 연결부 중 하나 이상을 사용하여 암호화된 또는 암호화되지 않은 정보를 전송할 수 있는 통신 디바이스 또는 통신 인터페이스, 커넥터 또는 포트 중 적어도 하나에 연결될 수 있거나 또는 이들을 통합할 수 있다. 그것은 또한, 프로세서, 그래픽 프로세서, CPU, 개방형 멀티미디어 애플리케이션 플랫폼(Open Multimedia Applications Platform; OMAP™), 집적 회로, Apple A 시리즈 또는 삼성 S3C2 시리즈로부터의 제품과 같은 시스템 온 칩, 마이크로컨트롤러 또는 마이크로프로세서, ROM, RAM, EEPROM 또는 플래시 메모리와 같은 하나 이상의 메모리 블록, 발진기 또는 위상 동기 루프와 같은 타이밍 소스, 카운터 타이머, 실시간 타이머, 또는 파워 온 리셋 생성기(power-on reset generator), 전압 조정기, 전력 관리 회로, 또는 DMA 컨트롤러 중 적어도 하나에 연결될 수 있거나 또는 이들을 통합할 수 있다. 개개의 유닛은 또한, AMBA 버스와 같은 버스에 의해 연결될 수 있거나 또는 사물 인터넷(Internet of Things) 또는 인더스트리(Industry) 4.0 타입 네트워크에서 통합될 수 있다.

평가 디바이스 및/또는 데이터 프로세싱 디바이스는, 직렬 또는 병렬 인터페이스 또는 포트, USB, 센트로닉스 포트(Centronics Port), 파이어와이어(FireWire), HDMI, 이더넷, 블루투스(Bluetooth), RFID, Wi-Fi, LiFi, USART 또는 SPI 중 하나 이상과 같은 추가적인 외부 인터페이스 또는 포트, 또는 ADC 또는 DAC 중 하나 이상과 같은 아날로그 인터페이스 또는 포트, 또는 CameraLink와 같은 RGB 인터페이스를 사용하는 2D 카메라 디바이스와 같은 추가적인 디바이스에 대한 표준화된 인터페이스 또는 포트에 의해 연결될 수 있거나 또는 이들을 구비할 수 있다. 평가 디바이스 및/또는 데이터 프로세싱 디바이스는 또한, 프로세서간(interprocessor) 인터페이스 또는 포트, FPGA 대 FPGA 인터페이스(FPGA-FPGA-interface), 또는 직렬 또는 병렬 인터페이스 포트 중 하나 이상에 의해 연결될 수 있다. 평가 디바이스 및 데이터 프로세싱 디바이스는 또한, 광학 디스크 드라이브, CD-RW 드라이브, DVD+RW 드라이브, 플래시 드라이브, 메모리 카드, 디스크 드라이브, 하드 디스크 드라이브, 솔리드 스테이트 디스크 또는 솔리드 스테이트 하드 디스크 중 하나 이상에 추가로 연결될 수 있다. 평가 디바이스 및/또는 데이터 프로세싱 디바이스는, 전화 커넥터, RCA 커넥터, VGA 커넥터, 헤르마프로디테 커넥터(hermaphrodite connector), USB 커넥터, HDMI 커넥터, 8P8C 커넥터, BCN 커넥터, IEC 60320 C14 커넥터, 광섬유 커넥터, D 서브 단자 커넥터(D-subminiature connector), RF 커넥터, 동축 커넥터, SCART 커넥터, XLR 커넥터 중 하나 이상과 같은 하나 이상의 추가적인 외부 커넥터에 의해 연결될 수 있거나 또는 이들을 구비할 수 있고, 및/또는 이들 커넥터 중 하나 이상에 대한 적어도 하나의 적절한 소켓을 통합할 수 있다.

본 발명의 추가적인 양태에서, 어떤 양의 물품을 보관하기 위한 스토리지 유닛이 개시된다. 스토리지 유닛은 어떤 양의 물품을 수용하도록 그리고 보관하도록 적응되는 적어도 하나의 리셉터클을 포함한다. 리셉터클은 적어도 하나의 저부 표면 또는 그라운드 표면 및 저부 표면 또는 그라운드 표면을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 적응되는 적어도 하나의 측벽을 포함할 수 있다. 용어 "부분적으로 둘러싸는"은, 스토리지 유닛의 측벽이 적어도 한 측면에서 개방되는 실시형태가 가능하다는 것을 가리킨다. 스토리지 유닛은 스토리지 유닛을 적어도 부분적으로 덮도록 적응되는 적어도 하나의 덮개를 포함할 수 있다. 스토리지 유닛은 다음의 것으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 적어도 하나의 컨테이너; 적어도 하나의 상자; 적어도 하나의 버킷, 적어도 하나의 용기, 적어도 하나의 배럴, 적어도 하나의 병, 적어도 하나의 앰플, 적어도 하나의 정전기 방지 백, 적어도 하나의 상자 내 백, 적어도 하나의 케이지, 적어도 하나의 가요성 백 또는 병, 적어도 하나의 케이스, 적어도 하나의 카보이, 적어도 하나의 카톤, 적어도 하나의 처브, 적어도 하나의 클램쉘, 적어도 하나의 틀상자, 적어도 하나의 컵, 적어도 하나의 봉투, 적어도 하나의 항아리, 적어도 하나의 제리캔, 적어도 하나의 케그, 적어도 하나의 멀티 팩, 적어도 하나의 들통, 적어도 하나의 종이 또는 비닐 백, 적어도 하나의 종이 봉투, 적어도 하나의 레토르트 파우치, 적어도 하나의 테트라 브릭, 적어도 하나의 통, 적어도 하나의 튜브, 적어도 하나의 단위 적재, 적어도 하나의 유리병, 적어도 하나의 나무 상자, 적어도 하나의 블리스터 팩, 적어도 하나의 컨테이너, 적어도 하나의 팔레트, 적어도 하나의 벌크 상자, 적어도 하나의 팔레트 상자, 적어도 하나의 빈 상자, 적어도 하나의 중간 벌크 컨테이너, 적어도 하나의 가요성 중간 벌크 컨테이너, 적어도 하나의 인터모달 컨테이너, 적어도 하나의 드럼, 적어도 하나의 캐스크, 적어도 하나의 캔, 적어도 하나의 백. 스토리지 유닛은 직사각형, 원통형, 입방체, 원형, 팔각형, 육각형 형상 또는 등등과 같은 임의의 형상을 가질 수 있다. 스토리지 유닛은, 목재, 플라스틱, 강철, 금속, 종이, 실리콘(silicon), 실리콘(silicone), 섬유, 카톤, 알루미늄, 철, 유리, 금속 포일, 플라스틱 필름, 셀로판, 버블 랩, 코팅 종이, 섬유판, 니켈, 탄소, 납, 구리, 텅스텐, 티타늄, 판지, 종이보드, 마그네슘, 폴리머 폼, 금속화 필름, 액체 포장용 보드, 콘크리트, 시멘트, 주석, 아연, 스트레치 랩, 테이프, 성형 펄프, 직물, 아연, 벽돌, 석고, 점토, 모래, 또는 등등과 같은 재료로 만들어질 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 스토리지 유닛은 적어도 하나의 플라스틱 컨테이너를 포함할 수 있다. 다른 형상 및 재료도 가능하다. 스토리지 유닛은 소망되는 양의 물품을 보관하기에 적절한 사이즈를 가질 수 있다. 스토리지 유닛은 상기에서 개시되는 실시형태에 따른 및/또는 하기에서 더 상세하게 개시되는 실시형태 중 하나 이상에 따른 적어도 하나의 충전 레벨 결정 디바이스를 포함한다.

본 발명의 추가적인 양태에서, 적어도 두 개의 스토리지 유닛을 포함하는 스토리지 관리 시스템이 개시된다. 스토리지 유닛 및/또는 각각의 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하는 충전 레벨 결정 디바이스는 다음의 것 중 하나 이상을 하도록 적응되는 관리 시스템에 연결될 수 있다: 스토리지 유닛 중 적어도 하나의 충전 레벨을 모니터링하는 것; 스토리지 유닛 중 적어도 하나에 있는 및/또는 창고에 있는 제품의 수를 모니터링하는 것; 재충전을 개시 및/또는 모니터링하는 것; 주문에 기초하여 액세스를 모니터링 및/또는 허용하는 것. 스토리지 유닛 관리 시스템은, 예를 들면, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스로부터 데이터를 수신하기 위해 및/또는 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스로 데이터를 전달하기 위해, 스토리지 유닛 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스와 통신하도록, 및/또는 전사적 자원 관리(ERP) 시스템과 같은 외부 디바이스와 통신하도록 적응되는 적어도 하나의 인터페이스를 포함할 수 있다.

제안된 디바이스 및 방법은 이러한 종류의 공지된 검출기에 비해 많은 수의 이점을 제공한다. 따라서, 충전 레벨 결정 디바이스는 일반적으로 상기에서 개시되는 공지된 종래 기술 시스템의 단점을 방지할 수 있다. 적어도 하나의 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하기 위한 방법은, 창고에서의 물품의 소비 기반의 분배 및 보관을 실시간으로 허용할 수 있다. 더구나, 물품의 가치 및 양이 임의 시간에 결정될 수 있다. 방법은, 물품에 대한 예기치 않은 또는 승인되지 않은 액세스가 발생하였는지의 결정을 허용한다. 추가적으로, 방법 및 디바이스는, 보편적으로, 즉, 보관된 물품의 표면의 형상, 사이즈, 컬러 또는 속성과 무관하게 사용될 수 있다.

전반적으로, 본 발명의 맥락에서, 다음의 실시형태가 바람직한 것으로 간주된다:

실시형태 1: 다음의 단계를 포함하는 적어도 하나의 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하기 위한 방법

a) 복수의 조명 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴을 사용하여 스토리지 유닛을 조명하고 스토리지 유닛의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 단계;

b) 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 단계;

c) 제1 반사 피쳐에 대해, 제1 반사 피쳐에 의한 광학 센서 - 광학 센서 각각은 감광 영역을 구비함 - 의 매트릭스를 갖는 적어도 하나의 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 제2 반사 피쳐에 대해, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 단계;

d) 단계 c)에서 생성되는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하고, 단계 c)에서 생성되는 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 단계;

e) 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 단계;

f) 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하고 그로부터 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하는 단계.

실시형태 2: 바로 이전 실시형태에 따른 방법으로서, 평가하는 것은 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함한다.

실시형태 3: 바로 이전 실시형태에 따른 방법으로서, 제1 결합 신호(Q1)는 두 개의 제1 센서 신호를 분할하는 것, 두 개의 제1 센서 신호의 배수를 분할하는 것, 두 개의 제1 센서 신호의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 유도되고, 제2 결합 신호(Q2)는 두 개의 제2 센서 신호를 분할하는 것, 두 개의 제2 센서 신호의 배수를 분할하는 것, 두 개의 제2 센서 신호의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 유도된다.

실시형태 4: 두 개의 바로 이전 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 결합 신호(Qi)(i = 1, 2)는 다음에 의해 유도되는데

여기서, x 및 y는 횡방향 좌표이고, A1 및 A2는 센서 엘리먼트의 위치에서의 각각의 반사 피쳐의 적어도 하나의 빔 프로파일의 상이한 영역이며, E(x, y, z_o)는 스토리지 유닛의 거리(z_o)에서 주어지는 빔 프로파일을 나타내되, 센서 신호의 각각은 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역의 적어도 하나의 정보를 포함한다.

실시형태 5: 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 상기 방법은, 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역 및 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역을 결정하는 것을 포함하되, 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역은 본질적으로 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 에지 정보를 포함하고 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역은 본질적으로 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 중심 정보를 포함하고, 에지 정보는 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역에서의 광자의 수에 관련이 있는 정보를 포함하고 중심 정보는 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역에서의 광자의 수에 관련이 있는 정보를 포함한다.

실시형태 6: 네 개의 바로 이전 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 제1 반사 피쳐의 제1 센서 신호의 평가 및 제2 반사 피쳐의 제2 센서 신호의 평가는 다음의 것을 포함한다

- 가장 높은 센서 신호를 갖는 적어도 하나의 광학 센서를 결정하고 적어도 하나의 중심 신호를 형성하는 것;

- 매트릭스의 광학 센서의 센서 신호를 평가하고 적어도 하나의 합 신호를 형성하는 것;

- 중심 신호 및 합 신호를 결합하는 것에 의해 적어도 하나의 결합 신호를 결정하는 것; 및

- 결합 신호를 평가하는 것에 의해 종방향 영역을 결정하는 것.

실시형태 7: 다섯 개의 바로 이전 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 제1 결합 신호(Q1)와 제1 종방향 좌표(z1) 사이의 적어도 하나의 제1 미리 결정된 관계는 제1 종방향 좌표를 결정하기 위해 사용되고, 제2 결합 신호(Q2)와 제2 종방향 좌표(z2) 사이의 적어도 하나의 제2 미리 결정된 관계는 제2 종방향 좌표를 결정하기 위해 사용된다.

실시형태 8: 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 방법은 다음의 것을 더 포함한다:

- 선택된 반사 피쳐의 각각에 대해 복수의 기준 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 기준 이미지에서 종방향 영역 - 종방향 영역은 단계 c)에서 결정되는 각각의 선택된 기준 피쳐의 종방향 좌표(z) 및 에러 간격(±ε)에 의해 주어짐 - 에 대응하는 적어도 하나의 변위 영역을 결정하는 것;

- 각각의 선택된 반사 피쳐를 변위 영역 내의 적어도 하나의 기준 피쳐와 매칭시키는 것.

실시형태 9: 바로 이전 실시형태에 따른 방법으로서, 매칭된 기준 피쳐 및 선택된 반사 피쳐의 변위가 결정되되, 매칭된 기준 피쳐의 적어도 하나의 종방향 정보는 종방향 좌표와 변위 사이의 미리 결정된 관계를 사용하여 결정된다.

실시형태 10: 두 개의 바로 이전 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 기준 이미지 및 반사 이미지는 상이한 공간 위치에서 결정되는 스토리지 유닛의 이미지이되, 에피폴라 라인이 기준 이미지에서 결정되고, 변위 영역은 에피폴라 라인을 따라 연장되고, 제1 또는 제2 반사 피쳐의 각각의 종방향 좌표(z)에 대응하는 기준 피쳐는 에피폴라 라인을 따라 결정되고, 에러 간격(±ε)에 대응하는 에피폴라 라인을 따르는 변위 영역의 범위가 결정된다.

실시형태 11: 세 개의 바로 이전 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 기준 이미지 및 반사 이미지는 상이한 조명 시간에 및/또는 상이한 조명 조건에서 결정되는 스토리지 유닛의 이미지이다.

실시형태 12: 네 개의 바로 이전 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 각각의 제1 및 제2 반사 피쳐는, 결정된 종방향 좌표(z)를 고려하는 적어도 하나의 평가 알고리즘을 사용하는 것에 의해 변위 영역 내의 대응하는 기준 피쳐와 매칭되되, 평가 알고리즘은 선형 스케일링 알고리즘(linear scaling algorithm)이다.

실시형태 13: 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 방법은 적어도 하나의 공백 교정 단계를 포함하되, 공백 교정 단계에서 비어 있는 스토리지 유닛의 치수가 결정되고, 공백 교정 단계는 다음의 하위 단계를 포함한다:

i) 복수의 조명 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴으로 비어 있는 스토리지 유닛을 조명하고 비어 있는 스토리지 유닛의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 하위 단계;

ii) 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 하위 단계;

iii) 제1 반사 피쳐에 대해, 제1 반사 피쳐에 의한 적어도 하나의 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 제2 반사 피쳐에 대해, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 하위 단계;

iv) 단계 iii)에서 생성되는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하고, 단계 iii)에서 생성되는 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 하위 단계 - 평가는 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함함 - ;

v) 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 하위 단계;

vi) 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하고, 그로부터, 비어 있는 스토리지 유닛의 치수를 결정하는 하위 단계.

실시형태 14: 바로 이전 실시형태에 따른 방법으로서, 방법은, 벽에 위치되는 예컨대 스토리지 유닛의 후면 벽 및/또는 측벽 및/또는 표면 및/또는 저부 또는 등등에 위치되는 및/또는 측정 동안 스토리지 유닛 근처에 위치될 수 있고 구체적으로 이 목적을 위해 사용될 수 있는 추가적인 벽에 위치되는 조명 피쳐를, 추가적으로 또는 단독으로, 사용하여 충전 레벨을 추정하는 것을 포함할 수 있다.

실시형태 15: 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 방법은 적어도 하나의 충전 교정 단계를 포함하되, 충전 교정 단계에서 스토리지 유닛은 적어도 하나의 미리 정의된 충전 레벨까지 충전되고, 충전된 스토리지 유닛의 치수가 결정되고, 충전 교정 단계는 다음의 하위 단계를 포함한다:

I) 복수의 조명 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴으로 충전된 스토리지 유닛을 조명하고 충전된 스토리지 유닛의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 하위 단계;

II) 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 하위 단계;

III) 제1 반사 피쳐에 대해, 제1 반사 피쳐에 의한 적어도 하나의 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 제2 반사 피쳐에 대해, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 하위 단계;

IV) 단계 III)에서 생성되는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하고, 단계 III)에서 생성되는 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 하위 단계 - 평가는 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함함 - ;

V) 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 하위 단계;

VI) 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하고, 그로부터, 비어 있는 충전된 스토리지 유닛의 치수를 결정하는 하위 단계.

실시형태 16: 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 방법은 완전 자동적으로 수행된다.

실시형태 17: 복수의 스토리지 유닛을 포함하는 적어도 하나의 창고에서, 물품, 특히 동일한 타입의 물품의 양을 결정하기 위한 방법으로서, 방법은 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 사용하여 스토리지 유닛의 각각의 충전 레벨을 결정하는 것을 포함하되, 방법은, 스토리지 유닛의 결정된 충전 레벨로부터 물품의 양을 평가하는 것 및 물품의 양을 합산하는 것을 더 포함한다.

실시형태 18: 적어도 하나의 스토리지 유닛에서 물품의 양의 적어도 하나의 변화를 결정하기 위한 방법으로서, 방법은 다음의 단계를 포함한다:

- 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 참조하는 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 사용하여 스토리지 유닛의 초기 충전 레벨을, 제1 시점에서, 결정하는 단계;

- 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 참조하는 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 사용하여 스토리지 유닛의 실제 충전 레벨을, 제2 시점에서, 결정하는 단계,

- 초기 충전 레벨과 실제 충전 레벨을 비교하는 것에 의해 초기 충전 레벨과 실제 충전 레벨 사이의 차이를 결정하는 단계.

실시형태 19: 바로 이전 실시형태에 따른 방법으로서, 방법은 초기 충전 레벨과 실제 충전 레벨 사이의 차이가 미리 정의된 한계를 초과하는 경우 예외적인 액세스가 발생하였다는 것을 결정하는 것을 포함한다.

실시형태 20: 바로 이전 실시형태에 따른 방법으로서, 방법은 예외적 액세스가 결정되는 경우 예외적 액세스에 대한 적어도 하나의 정보를 생성하는 것을 포함한다.

실시형태 21: 세 개의 바로 이전 실시형태 중 임의의 하나에 따른 방법으로서, 방법은, 초기 충전 레벨과 실제 충전 레벨 사이의 차이가 미리 정의된 한계를 초과하고 액세스가 승인되지 않는 경우, 승인되지 않은 액세스를 결정하는 것을 포함하되, 방법은, 승인되지 않은 액세스가 결정되는 경우, 승인되지 않은 액세스에 대한 적어도 하나의 정보를 생성하는 것을 포함한다.

실시형태 22: 적어도 하나의 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하기 위한 충전 레벨 결정 디바이스로서, 충전 레벨 결정 디바이스는 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 참조하는 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 수행하도록 구성된다.

실시형태 23: 바로 이전 실시형태에 따른 충전 레벨 결정 디바이스로서, 충전 레벨 결정 디바이스는 복수의 조명 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴을 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 디바이스를 포함하되, 충전 레벨 결정 디바이스는 스토리지 유닛의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하도록 적응되는 적어도 하나의 센서 엘리먼트를 포함하고, 충전 레벨 결정 디바이스는 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하도록 적응되는 적어도 하나의 평가 디바이스를 포함하고, 센서 엘리먼트는 광학 센서의 매트릭스를 구비하되, 광학 센서 각각은 감광 영역을 가지며, 각각의 광학 센서는 반사 광 빔에 의한 자신의 각각의 감광 영역의 조명에 응답하여 적어도 하나의 센서 신호를 생성하도록 설계되고, 센서 엘리먼트는 제1 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 제1 반사 피쳐에 대해 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하도록, 그리고 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 제2 반사 피쳐에 대해 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하도록 적응되고, 평가 디바이스는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하도록, 그리고 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하도록 적응되고, 평가 디바이스는 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하도록 그리고 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하도록 적응되고, 평가 디바이스는 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하도록 그리고 그로부터 스토리지 유닛의 충전 레벨을 결정하도록 적응된다.

실시형태 24: 충전 레벨 결정 디바이스를 참조하는 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 충전 레벨 결정 디바이스로서, 충전 레벨 결정 디바이스는 적어도 하나의 전력 스토리지, 특히 적어도 하나의 배터리를 포함한다.

실시형태 25: 충전 레벨 결정 디바이스를 참조하는 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 충전 레벨 결정 디바이스로서, 평가는 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함한다.

실시형태 26: 어떤 양의 물품을 보관하기 위한 스토리지 유닛으로서, 스토리지 유닛은 어떤 양의 물품을 수용하도록 그리고 보관하도록 적응되는 적어도 하나의 리셉터클을 포함하되, 스토리지 유닛은 충전 레벨 결정 디바이스를 참조하는 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 적어도 하나의 충전 레벨 결정 디바이스를 포함한다.

실시형태 27: 적어도 두 개의 스토리지 유닛을 포함하는 스토리지 관리 시스템으로서, 스토리지 유닛은 다음의 것 중 하나 이상을 하도록 적응되는 관리 시스템에 연결된다: 스토리지 유닛 중 적어도 하나의 충전 레벨을 모니터링하는 것;스토리지 유닛 중 적어도 하나에 있는 및/또는 창고에 있는 제품 수를 모니터링하는 것; 재충전을 개시 및/또는 모니터링하는 것; 주문에 기초하여 액세스를 모니터링 및/허용하는 것.

실시형태 28: 바로 이전 실시형태에 따른 스토리지 관리 시스템으로서, 스토리지 관리 시스템은, 스토리지 유닛과 및/또는 충전 레벨 결정 디바이스를 참조하는 전술한 실시형태 중 임의의 하나에 따른 적어도 하나의 충전 레벨 결정 디바이스와 및/또는 전사적 자원 관리(ERP) 시스템과 같은 외부 디바이스와 통신하도록 적응되는 적어도 하나의 인터페이스를 포함한다.

본 발명의 추가적인 옵션 사항의 세부 사항 및 피쳐는, 종속 실시형태와 연계하여 후속되는 바람직한 예시적인 실시형태의 설명으로부터 명백하다. 이러한 맥락에서, 특정한 피쳐는 격리된 양식으로 또는 다른 피쳐와 조합여 구현될 수 있다. 본 발명은 예시적인 실시형태로 제한되지는 않는다. 예시적인 실시형태는 도면에서 개략적으로서 도시된다. 개개의 도면에서의 동일한 참조 번호는 동일한 엘리먼트 또는 동일한 기능을 갖는 엘리먼트, 또는 그들의 기능과 관련하여 서로 대응하는 엘리먼트를 가리킨다.
구체적으로, 도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 충전 레벨 결정 디바이스 및 스토리지 유닛의 실시형태를 도시한다;
도 2는 본 발명에 따른 충전 레벨 결정 디바이스 및 스토리지 유닛의 추가적인 실시형태를 도시한다;
도 3a 및 도 3b는 조명된 스토리지 유닛의 상면도를 도시한다;
도 4(A) 내지 도 4(C)는 조명 패턴의 상이한 실시형태를 도시한다;
도 5(A) 내지 도 5(C)는 결정된 고도 맵(도 5(A)), 스토리지 유닛 외부의 피쳐의 제거(도 5(B)) 및 결과적으로 나타나는 고도 맵(도 5(C))을 도시한다;
도 6(A) 내지 도 6(C)는 상이한 조명 시간(도 6(A) 및 도 6(B))에서 결정되는 두 개의 고도 맵 및 결합된 고도 맵을 도시한다;
도 7(A) 및 도 7(B)는 비어 있는 스토리지 유닛의 고도 맵의 결정을 도시한다;
도 8(A) 및 도 8(B)는 나사로 충전된 스토리지 유닛의 결정된 고도 맵(도 8(A)) 및 이상점의 제거(도 8(B))를 도시한다;
도 9는 물품의 실시형태를 도시한다; 그리고
도 10a 내지 도 10c는 본 발명에 따른 방법을 사용하여 충전 레벨을 결정하는 것의 실험 결과를 도시한다.

도 1은 적어도 하나의 스토리지 유닛(112)의 충전 레벨을 결정하기 위한 충전 레벨 결정 디바이스(110)의 실시형태를 고도로 개략적인 양식으로 도시한다. 충전 레벨 결정 디바이스(110)는 복수의 조명 피쳐(118)를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴(116)을 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 디바이스(114)를 포함한다. 충전 레벨 결정 디바이스(110)는 스토리지 유닛(112)의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하도록 적응되는 적어도 하나의 센서 엘리먼트(120)를 포함한다. 충전 레벨 결정 디바이스(110)는 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하도록 적응되는 적어도 하나의 평가 디바이스(122)를 포함한다. 센서 엘리먼트(120)는 광학 센서(124)의 매트릭스를 구비한다. 광학 센서(124) 각각은 감광 영역을 구비한다. 각각의 광학 센서(124)는 반사 광 빔에 의한 자신의 각각의 감광 영역의 조명에 응답하여 적어도 하나의 센서 신호를 생성하도록 설계된다. 센서 엘리먼트(120)는, 제1 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 제1 반사 피쳐에 대해 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하도록, 그리고, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 제2 반사 피쳐에 대해 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하도록, 그리고, 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하도록 적응된다. 평가는 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함한다. 평가 디바이스(122)는 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하도록 그리고 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하도록 그리고 그로부터 스토리지 유닛(112)의 충전 레벨을 결정하도록 적응될 수 있다.

스토리지 유닛(112)은 물품(128)을 수용하도록 그리고 보관하도록 적응되는 적어도 하나의 리셉터클(126)을 포함하는데, 예를 들면, 도 2를 참조한다. 리셉터클(126)은 적어도 하나의 저부 표면(130)을 포함할 수 있다. 리셉터클(126)은 저부 표면(130)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 적응되는 적어도 하나의 측벽(132)을 포함할 수 있다. 스토리지 유닛(112)은 적어도 부분적으로 스토리지 유닛(112)을 덮도록 적응되는 적어도 하나의 덮개를 포함할 수 있다. 스토리지 유닛(112)은 다음의 것으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 적어도 하나의 컨테이너; 적어도 하나의 상자; 적어도 하나의 버킷, 적어도 하나의 용기, 적어도 하나의 배럴, 적어도 하나의 병, 적어도 하나의 앰플, 적어도 하나의 정전기 방지 백, 적어도 하나의 상자 내 백, 적어도 하나의 케이지, 적어도 하나의 가요성 백 또는 병, 적어도 하나의 케이스, 적어도 하나의 카보이, 적어도 하나의 카톤, 적어도 하나의 처브, 적어도 하나의 클램쉘, 적어도 하나의 틀상자, 적어도 하나의 컵, 적어도 하나의 봉투, 적어도 하나의 항아리, 적어도 하나의 제리캔, 적어도 하나의 케그, 적어도 하나의 멀티 팩, 적어도 하나의 들통, 적어도 하나의 종이 또는 비닐 백, 적어도 하나의 종이 봉투, 적어도 하나의 레토르트 파우치, 적어도 하나의 테트라 브릭, 적어도 하나의 통, 적어도 하나의 튜브, 적어도 하나의 단위 적재, 적어도 하나의 유리병, 적어도 하나의 나무 상자, 적어도 하나의 블리스터 팩, 적어도 하나의 컨테이너, 적어도 하나의 팔레트, 적어도 하나의 벌크 상자, 적어도 하나의 팔레트 상자, 적어도 하나의 빈 상자, 적어도 하나의 중간 벌크 컨테이너, 적어도 하나의 가요성 중간 벌크 컨테이너, 적어도 하나의 인터모달 컨테이너, 적어도 하나의 드럼, 적어도 하나의 캐스크, 적어도 하나의 캔, 적어도 하나의 백. 스토리지 유닛(112)은 직사각형, 입방체, 원형, 팔각형, 육각형, 원통형 형상 또는 등등과 같은 임의의 형상을 가질 수 있다. 스토리지 유닛(112)은, 목재, 플라스틱, 강철, 금속, 종이, 실리콘(silicon), 실리콘(silicone), 섬유, 카톤, 알루미늄, 철, 유리, 금속 포일, 플라스틱 필름, 셀로판, 버블 랩, 코팅 종이, 섬유판, 니켈, 탄소, 납, 구리, 텅스텐, 티타늄, 판지, 종이보드, 마그네슘, 폴리머 폼, 금속화 필름, 액체 포장용 보드, 콘크리트, 시멘트, 주석, 아연, 스트레치 랩, 테이프, 성형 펄프, 직물, 아연, 벽돌, 석고, 점토, 모래, 또는 등등과 같은 재료로 만들어질 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 스토리지 유닛은 적어도 하나의 플라스틱 컨테이너를 포함할 수 있다. 다른 형상 및 재료도 가능하다. 스토리지 유닛(112)은 소망되는 양의 물품을 보관하기에 적절한 사이즈를 가질 수 있다.

조명 디바이스(114)는, 스토리지 유닛(112)이 최대로 조명될 수 있도록, 즉 조명 패턴(116)의 피쳐의 적절한 분포가 달성되도록 배열될 수 있다. 이것은 데드 볼륨(134), 즉 조명 디바이스(114) 및 센서 엘리먼트(120)에 기인하여 그늘지게 되는 영역을 감소시키는 것을 허용할 수 있다.

센서 엘리먼트(120)는 한 개의 단일 디바이스로서 또는 여러 가지 디바이스의 조합으로서 형성될 수 있다. 매트릭스는, 구체적으로, 하나 이상의 행 및 하나 이상의 열을 갖는 직사각형 매트릭스일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 행 및 열은, 구체적으로, 직사각형 양식으로 배열될 수 있다. 그러나, 비직사각형 배열과 같은 다른 배열도 실현 가능하다. 한 예로서, 원형 배열도 또한 실현 가능한데, 이 경우, 엘리먼트는 중심 포인트를 중심으로 동심원 또는 타원으로 배열된다. 예를 들면, 매트릭스는 픽셀의 단일의 행일 수 있다. 다른 배열도 실현 가능하다. 매트릭스의 광학 센서(124)는, 구체적으로, 사이즈, 감도 및 다른 광학적, 전기적 및 기계적 속성 중 하나 이상에서 동일할 수 있다. 매트릭스의 모든 광학 센서(124)의 감광 영역은, 구체적으로, 공통 평면에 위치할 수 있는데, 공통 평면은 바람직하게는 스토리지 유닛(112)을 향하고, 그 결과, 스토리지 유닛(112)으로부터 충전 레벨 결정 디바이스(110)로 전파되는 광 빔이 공통 평면 상에서 광 스팟을 생성할 수 있다. 감광 영역은, 구체적으로, 각각의 광학 센서(124)의 표면 상에 위치될 수 있다. 그러나, 다른 실시형태도 실현 가능하다. 광학 센서(124)는, 예를 들면, 적어도 하나의 CCD 및/또는 CMOS 디바이스를 포함할 수 있다. 한 예로서, 광학 센서(124)는 픽셀화된 광학 디바이스의 일부일 수 있거나 또는 이것을 구성할 수 있다. 한 예로서, 광학 센서는 픽셀의 매트릭스를 구비하는 적어도 하나의 CCD 및/또는 CMOS 디바이스의 일부일 수 있거나 또는 이들을 구성할 수 있는데, 각각의 픽셀은 감광 영역을 형성한다.

광학 센서(124)는, 구체적으로, 광검출기, 바람직하게는 무기 광검출기, 더 바람직하게는 무기 반도체 광검출기, 가장 바람직하게는 실리콘 광검출기일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 광학 센서(124)는 가시광선 또는 적외선 스펙트럼 범위에서 감응할 수 있다. 매트릭스의 모든 광학 센서(124) 또는 매트릭스의 광학 센서(124)의 적어도 한 그룹은 구체적으로 동일할 수 있다. 매트릭스의 동일한 광학 센서(124)의 그룹은, 구체적으로, 상이한 스펙트럼 범위에 대해 제공될 수 있거나, 또는 모든 광학 센서가 스펙트럼 감도의 관점에서 동일할 수 있다. 게다가, 광학 센서(124)는 사이즈에서 및/또는 그들의 전자적 또는 광전자적 속성과 관련하여 동일할 수 있다. 매트릭스는 독립적인 광학 센서(124)로 구성될 수 있다. 따라서, 매트릭스는 무기 포토다이오드로 구성될 수 있다. 그러나, 대안적으로, CCD 검출기, 예컨대 CCD 검출기 칩, 및/또는 CMOS 검출기, 예컨대 CMOS 검출기 칩 중 하나 이상과 같은 상업적으로 이용 가능한 매트릭스가 사용될 수 있다.

광학 센서(124)는 센서 어레이를 형성할 수 있거나 또는 상기 언급된 매트릭스와 같은 센서 어레이의 일부일 수 있다. 따라서, 한 예로서, 센서 엘리먼트(120)는, m 개의 행과 n 개의 열을 갖는 직사각형 어레이와 같은 광학 센서(124)의 어레이를 포함할 수 있는데, m, n은, 독립적으로, 양의 정수이다. 바람직하게는, 하나보다 더 많은 열과 하나보다 더 많은 행이 제공된다, 즉, n > 1, m > 1이다. 따라서, 한 예로서, n은 2 내지 16 이상일 수 있고 m은 2 내지 16 이상일 수 있다. 바람직하게는, 행의 수와 열의 수의 비율은 1에 가깝다. 한 예로서, n 및 m은, 예컨대 m/n = 1:1, 4:3, 16:9 또는 유사한 것을 선택하는 것에 의해, 0.3 ≤ m/n ≤ 3이 되도록, 선택될 수 있다. 한 예로서, 어레이는, 예컨대 m = 2, n = 2 또는 m = 3, n = 3 또는 등등을 선택하는 것에 의해, 동일한 수의 행과 열을 갖는 정사각형 어레이일 수 있다.

매트릭스는, 구체적으로, 적어도 하나의 행, 바람직하게는 복수의 행, 및 복수의 열을 갖는 직사각형 매트릭스일 수 있다. 한 예로서, 행 및 열은 본질적으로 수직으로 배향될 수 있다. 더 넓은 범위의 시야를 제공하기 위해, 매트릭스는, 구체적으로, 적어도 10 개의 행, 바람직하게는 적어도 500 개의 행, 더 바람직하게는 적어도 1000 개의 행을 구비할 수 있다. 유사하게, 매트릭스는 적어도 10 개의 열, 바람직하게는 적어도 500 개의 열, 더 바람직하게는 적어도 1000 개의 열을 구비할 수 있다. 매트릭스는 적어도 500 개의 광학 센서(124), 바람직하게는 적어도 10000 개의 광학 센서(124), 더 바람직하게는 적어도 500000 개의 광학 센서(124)를 포함할 수 있다. 매트릭스는 수 메가 픽셀 범위 내의 픽셀의 수를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시형태도 실현 가능하다.

도 1에서 도시되는 실시형태에서, 조명 패턴(116)은 적어도 하나의 조명 디바이스(114)에 의해 생성될 수 있다. 조명 패턴(116)은 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 패턴을 포함할 수 있다: 적어도 하나의 포인트 패턴, 특히 의사 랜덤 포인트 패턴; 랜덤 포인트 패턴 또는 의사 랜덤 패턴; 적어도 하나의 Sobol(소볼) 패턴; 적어도 하나의 준 주기적 패턴; 적어도 하나의 미리 공지된 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 패턴; 적어도 하나의 규칙적인 패턴; 적어도 하나의 삼각형 패턴; 적어도 하나의 육각형 패턴; 적어도 하나의 직사각형 패턴; 볼록한 균일한 타일식 배열을 포함하는 적어도 하나의 패턴; 적어도 하나의 라인을 포함하는 적어도 하나의 라인 패턴; 평행 또는 교차 라인과 같은 적어도 두 개의 라인을 포함하는 적어도 하나의 라인 패턴. 조명 디바이스(114)는 적어도 하나의 조명 소스(136)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 조명 소스(136)는 적어도 하나의 레이저 및/또는 레이저 소스를 포함할 수 있다. 반도체 레이저, 이중 이형 구조 레이저, 외부 공동 레이저, 분리형 구속 이형 구조 레이저, 양자 캐스케이드 레이저, 분산 브래그 반사기 레이저, 폴라리톤 레이저, 하이브리드 실리콘 레이저, 확장 공동 다이오드 레이저, 퀀텀 닷 레이저, 볼륨 브래그 격자 레이저, 인듐 비화물 레이저, 트랜지스터 레이저, 다이오드 펌핑 레이저, 분산 피드백 레이저, 양자 우물 레이저, 대역간 캐스케이드 레이저, 갈륨 비소 레이저, 반도체 링 레이저, 확장 공동 다이오드 레이저, 또는 수직 공동 표면 방출 레이저와 같은 다양한 타입의 레이저가 활용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, LED 및/또는 전구와 같은 비 레이저 광원이 사용될 수 있다. 조명 디바이스(114)는 조명 패턴(116)을 생성하도록 적응되는 하나 이상의 회절 광학 엘리먼트(DOE)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 디바이스는 포인트의 클라우드를 생성 및/또는 투영하도록 적응될 수 있다. 조명 패턴은 삼각형 패턴, 직사각형 패턴, 육각형 패턴, 또는 추가적인 볼록한 타일식 배열을 포함하는 패턴과 같은 규칙적인 및/또는 일정한 및/또는 주기적인 패턴을 포함할 수 있다. 조명 패턴(116)은 영역당 가능한 한 많은 피쳐를 포함할 수 있고, 그 결과, 육각형 패턴이 선호될 수 있다. 조명 패턴의 두 개의 피쳐 사이의 거리 및/또는 적어도 하나의 조명 피쳐의 면적은 이미지의 착란원에 의존할 수 있다.

조명 디바이스(114)는, 적어도 하나의 광 프로젝터; 적어도 하나의 디지털 광 프로세싱(DLP) 프로젝터, 적어도 하나의 LCoS 프로젝터, 적어도 하나의 공간 광 변조기; 적어도 하나의 회절 광학 엘리먼트; 발광 다이오드의 적어도 하나의 어레이; 레이저 광원의 적어도 하나의 어레이 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 조명 디바이스(114)는 조명 패턴을 직접적으로 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 디바이스(114)는 적어도 하나의 레이저 소스를 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 디바이스(114)는 적어도 하나의 라인 레이저를 포함할 수 있다. 라인 레이저는 레이저 라인, 예를 들면, 수평 또는 수직 레이저 라인을 스토리지 유닛으로 전송하도록 적응될 수 있다. 조명 디바이스(114)는 복수의 라인 레이저를 포함할 수 있다. 예를 들면, 조명 디바이스(114)는 조명 패턴이 적어도 두 개의 평행 또는 교차 라인을 포함하도록 배열될 수 있는 적어도 두 개의 라인 레이저를 포함할 수 있다. 조명 디바이스(114)는, 조명 패턴이 복수의 포인트 패턴을 포함할 수 있도록 포인트의 클라우드를 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 광 프로젝터를 포함할 수 있다. 조명 디바이스(114)는, 조명 소스에 의해 생성되는 적어도 하나의 광 빔으로부터 조명 패턴을 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 마스크를 포함할 수 있다.

특히, 조명 디바이스(114)는, 구체적으로, 가시광선 또는 적외선 스펙트럼 범위 내의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다른 스펙트럼 범위가, 추가적으로 또는 대안적으로, 실현 가능하다는 것을 유의해야 한다. 게다가, 조명 디바이스(114)는, 구체적으로, 변조된 또는 비 변조된 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 복수의 조명 소스가 사용되는 경우, 상이한 조명 소스는, 하기에서 더 상세하게 개설되는 바와 같이, 나중에 광 빔을 구별하기 위해 사용될 수 있는 상이한 변조 주파수를 가질 수 있다. 반사 이미지의 그리고 센서 신호의 평가는 평가 디바이스(122)를 사용하여 수행될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 단일의 광 빔 또는 복수의 광 빔을 평가하도록 구성될 수 있다. 복수의 광 빔이 스토리지 유닛으로부터 센서 엘리먼트로 전파되는 경우, 광 빔을 구별하기 위한 수단이 제공될 수 있다. 따라서, 광 빔은 상이한 스펙트럼 속성을 가질 수 있고, 하나 이상의 파장 선택 엘리먼트가 상이한 광 빔을 구별하기 위해 사용될 수 있다. 그 다음, 광 빔의 각각은 독립적으로 평가될 수 있다. 파장 선택 엘리먼트는, 한 예로서, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 프리즘, 하나 이상의 격자, 하나 이상의 이색성 미러 또는 이들의 임의의 조합일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 게다가, 추가적으로 또는 대안적으로, 두 개 이상의 광 빔을 구별하기 위해, 광 빔은 특정한 양식으로 변조될 수 있다. 따라서, 한 예로서, 광 빔은 주파수 변조될 수 있고, 센서 신호는, 그들의 복조 주파수에 따라, 상이한 광 빔으로부터 발생하는 센서 신호를 부분적으로 구별하기 위해 복조될 수 있다. 이들 기술은 일반적으로 고주파 전자기기 분야의 숙련자에게 알려져 있다. 일반적으로, 평가 디바이스(122)는 상이한 변조를 갖는 상이한 광 빔을 구별하도록 구성될 수 있다.

조명 패턴(116)은 기하학적 형상 및 개방 각도와 같은 적어도 하나의 DOE의 설계에 의존할 수 있다. 도 4(A)는 포인트 패턴을 포함하는 조명 패턴(116)의 실시형태를 도시한다. 도 4(A)에서, 또한, 기하학적 형상(a, b, c, d), 개방 각도(α, β, γ, δ) 및 DOE의 거리에 대한 조명 패턴의 종속성이 화살표에 의해 묘사된다. 예를 들면, 도 4(A)에서 도시되는 조명 패턴(116)은, 635 nm의 파장, 30 mW의 전력, 원형 빔 프로파일을 가지며 연속파 모드에서 실행되는 적어도 하나의 레이저 소스, 및 폴리카보네이트(polycarbonate; PC) 캐리어 재료, 8 mm의 직경, 1.2 mm의 두께 및 100 mm 거리에서의 기하학적 형상 및 개구 각도: a = 71 mm, b = 50 mm, c = 5 mm, d = 50 mm, α = 39°, β = 28°, γ = 2.8° 및 δ = 28°를 갖는 모델 DE-R 258 하에서 이용 가능한 적어도 하나의 DOE에 의해 생성될 수 있다. 조명 패턴(116)은 약 4 mm의 직경을 갖는 121 개의 포인트를 포함할 수 있다. 포인트의 직경은 레이저 소스의 스팟 사이즈에 의존한다. DE-R 258 DOE의 경우, 3 mm의 최소 스팟 사이즈가 사용될 수 있다. DOE는 조명 피쳐(118)가 구별 가능하도록 구성될 수 있다. DOE의 동일한 개방 각도에서 조명 피쳐의 수 또는 직경을 향상시키는 경우, 개개의 피쳐 사이의 거리는 감소되고, 그 결과, 공간에서의 측정 커버리지는 감소된다. 그러나, 조명 피쳐(118)의 수 또는 직경을 향상시키는 것은, 더 작은 물품이 조명 피쳐(118)와 만나 측정될 수 있다는 것을 보장할 수 있다. 도 4(C)는 조명 디바이스(114)로부터의 거리가 증가함에 따른 조명 패턴(116)의 전개를 시각화한다. 조명 디바이스(114)는 복수의 DOE를 포함할 수 있다. 이것은 높은 스캔 레이트의 향상을 허용할 수 있다. DOE는 엇갈려 배치되는 배열로 배열될 수 있고 및/또는 연속적으로 배치될 수 있다. 조명 디바이스(116)는 상이한 컬러를 구비하는 조명 피쳐(118)를 갖는 조명 패턴(116)을 생성하도록 적응될 수 있다. 도 4(B)는, 네 개의 DOE에 의해 생성된 상이한 컬러를 구비하는 조명 피쳐(118)를 갖는 조명 패턴(116)의 예를 도시한다. 상이한 컬러를 사용하는 것은, 측정에 필요한 최소 거리를 향상시키지 않고도 스캐닝 레이트의 향상을 허용할 수 있다.

도 2에서 도시되는 바와 같이, 충전 레벨 결정 디바이스(110)는 다음의 것 중 하나 이상을 포함하는 적어도 하나의 전달 디바이스(138)를 포함할 수 있다: 적어도 하나의 렌즈, 예를 들면, 적어도 하나의 초점 조정 가능 렌즈, 적어도 하나의 비구면 렌즈, 적어도 하나의 구면 렌즈, 적어도 하나의 프레넬 렌즈로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 렌즈; 적어도 하나의 회절 광학 엘리먼트; 적어도 하나의 오목 미러; 적어도 하나의 빔 편향 엘리먼트, 바람직하게는 적어도 하나의 미러; 적어도 하나의 빔 분할 엘리먼트, 바람직하게는 빔 분할 큐브 또는 빔 분할 미러 중 적어도 하나; 적어도 하나의 다중 렌즈 시스템. 특히, 전달 디바이스(138)는 적어도 하나의 시준 렌즈(collimating lens)를 포함할 수 있다.

도 2에서 도시되는 실시형태에서, 센서 엘리먼트(120), 조명 디바이스(114) 및 평가 디바이스(122)는 충전 레벨 결정 디바이스(110)의 하우징(140) 내에 배열될 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스(110)는 적어도 하나의 전력 스토리지, 특히 적어도 하나의 배터리를 포함할 수 있다. 전력 스토리지는 교환 가능할 수 있고 및/또는 재충전 가능할 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스(110)는, 적어도 하나의 추가적인 디바이스로 예컨대 상품 관리 시스템으로 데이터를 전달하도록 적응되는 적어도 하나의 통신 유닛(142)을 포함할 수 있다. 통신 유닛(142)은, 예를 들면, 충전 레벨 결정 디바이스(110)를 제어하기 위한 적어도 하나의 제어 신호, 및/또는, 예를 들면, 데이터 전송을 위한 적어도 하나의 요청과 같은 데이터를 추가적인 디바이스로부터 수신하도록 적응될 수 있다. 통신 유닛(142)은, 예를 들면, WLAN, 블루투스, 또는 LiFi에 의해, 추가적인 디바이스와 무선으로 통신하도록 적응될 수 있다.

평가 디바이스(122)는, 하나 이상의 집적 회로, 예컨대 하나 이상의 주문형 집적 회로(ASIC), 및/또는 하나 이상의 데이터 프로세싱 디바이스, 예컨대 하나 이상의 컴퓨터, 바람직하게는 하나 이상의 마이크로 컴퓨터 및/또는 마이크로컨트롤러, 필드 프로그래머블 어레이, 또는 디지털 신호 프로세서일 수 있거나 또는 이들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 사전 프로세싱 디바이스 및/또는 데이터 획득 디바이스, 예컨대 센서 신호의 수신 및/또는 사전 프로세싱을 위한 하나 이상의 디바이스, 예컨대 하나 이상의 AD 컨버터 및/또는 하나 이상의 필터와 같은 추가적인 컴포넌트가 포함될 수 있다. 게다가, 평가 디바이스(122)는 하나 이상의 측정 디바이스, 예컨대 전류 및/또는 전압을 측정하기 위한 하나 이상의 측정 디바이스를 포함할 수 있다. 게다가, 평가 디바이스는 하나 이상의 데이터 스토리지 유닛을 포함할 수 있다. 게다가, 평가 디바이스(122)는 하나 이상의 인터페이스, 예컨대 하나 이상의 무선 인터페이스 및/또는 하나 이상의 유선 인터페이스를 포함할 수 있다.

도 2에서 묘사되는 바와 같이, 몇몇 조명 피쳐(118)는 스토리지 유닛(112)의 우측 벽에만 충돌한다. 평가 디바이스(122)는, 벽에 위치되는 예컨대 스토리지 유닛의 후면 벽 및/또는 측벽 및/또는 표면 및/또는 저부 또는 등등에 위치되는 및/또는 측정 동안 스토리지 유닛 근처에 위치될 수 있고 구체적으로 이 목적을 위해 사용될 수 있는 추가적인 벽에 위치되는 조명 피쳐를, 추가적으로 또는 단독으로, 사용하여 충전 레벨을 추정하도록 적응될 수 있다. 구체적으로, 벽은, 조명 패턴의 반사 피쳐가 신뢰 가능한 방식으로 검출 가능하도록 및/또는 보관 유닛 내의 물품과 신뢰 가능한 방식으로 구별 가능하도록 하는 그러한 것으로 설계될 수 있다. 특히, 조명 패턴(116)의 낮은 후방 반사로 및/또는 다중 반사 및/또는 왜곡된 후방 반사 또는 등등으로 이어질 수 있는, 저 반사 물품, 고 반사 물품, 금속 물품, 저 반사 및 고 반사 물품의 혼합물 또는 등등과 같은 검출하기 어려운 물품의 충전 레벨을 결정하는 경우, 스토리지 유닛의 후면 벽 및/또는 측벽 및/또는 표면 및/또는 저부 또는 등등과 같은 벽에 및/또는 측정 동안 스토리지 유닛(112) 근처에 위치될 수 있고 구체적으로 이 목적을 위해 사용될 수 있는 추가적인 벽에 위치되는 조명 피쳐(118)를 사용하는 것은, 충전 레벨의 추정치를 결정하는 것을 허용할 수 있다. 벽에 위치되는 조명 피쳐(118)는 공백 교정 단계 내에서 교정될 수 있다. 충전 레벨 결정 디바이스의 위치와 조합하여 벽에 위치되는 조명 피쳐(118)를 사용하는 것은, 물품에 의해 점유되지 않는 볼륨의 결정을 허용할 수 있다. 특히, 벽에서의 반사 피쳐의 위치와 조합하여 충전 레벨 결정 디바이스의 위치를 사용하는 것은, 각각의 반사 피쳐의 적어도 하나의 광 빔이 검출기를 향해 직선 상에서 이동한다는 사실과 추가로 결합되어, 100 % 충전된 스토리지 유닛에 대한 교정과 추가로 결합되어, 예컨대 가속도계로부터의 중력의 방향에 대한 지식과 추가로 결합되어, 또는 등등과 결합되어, 벽에 있는 반사 피쳐로부터 검출기로 이동하는 적어도 하나의 광 빔 위의 비어 있는 볼륨을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 100 % 충전된 스토리지 유닛에 대한 교정과 스토리지 유닛의 비어 있는 볼륨 사이의 차이는 스토리지 유닛의 충전 레벨에 대한 양호한 근사치일 수 있다. 게다가, 물품으로부터의 반사 피쳐의 위치 및 벽으로부터의 반사 피쳐의 위치가 결정될 수 있는 경우, 광선 위의 비어 있는 볼륨을 추정하기 위한 상기의 고려 사항은, 예컨대, 반사 피쳐의 위치의 결정이 불가능하였던 및/또는 이상점이 결정되는 위치에서만, 부분적으로 및/또는 국소적으로만 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 광선 위의 비어 있는 볼륨은 동일한 광선 아래에서 결정되는 물품의 반사 피쳐의 위치에 의해 교정될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 적어도 하나의 조명 패턴(116)으로 조명되는 스토리지 유닛(112)의 상면도를 도시한다. 도 3a는 비어 있는 스토리지 유닛(112)을 도시하고 도 3b는 나사로 충전된 동일한 스토리지 유닛(112)을 도시한다. 평가 디바이스(122)는 반사 이미지의 적어도 하나의 반사 피쳐를 선택하도록 적응된다. 평가 디바이스(122)는, 반사 피쳐를 식별하기 위해 적어도 하나의 이미지 분석 및/또는 이미지 프로세싱을 수행하도록 적응될 수 있다. 이미지 분석 및/또는 이미지 프로세싱은 적어도 하나의 피쳐 검출 알고리즘을 사용할 수 있다. 이미지 분석 및/또는 이미지 프로세싱은 다음의 것 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 필터링; 적어도 하나의 주목 영역의 선택; 상이한 조명 시간에서 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 조명 없이 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 주변 조명에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 적어도 하나의 추가적인 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지와 추가적인 조명 소스로부터의 반사 패턴에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 센서 신호에 의해 생성되는 이미지와 적어도 하나의 오프셋 사이의 차이 이미지의 형성; 센서 신호에 의해 생성되는 이미지를 반전시키는 것에 의한 센서 신호의 반전; 상이한 시간에 센서 신호에 의해 생성되는 이미지 사이의 차이 이미지의 형성; 백그라운드 보정; 컬러 채널로의 분해; 색조로의 분해; 채도; 및 밝기 채널; 주파수 분해; 특이 값 분해; 블롭 검출기를 적용하는 것; 코너 검출기를 적용하는 것; 헤시안 필터의 행렬식을 적용하는 것; 주요 곡률 기반의 영역 검출기를 적용하는 것; 최대 안정적 극 영역 검출기를 적용하는 것; 일반화된 허프 변환을 적용하는 것; 융기 검출기를 적용하는 것; 아핀 불변 피쳐 검출기를 적용하는 것; 아핀 적응 주목 포인트 연산자를 적용하는 것; 해리스 아핀 영역 검출기를 적용하는 것; 헤시안 아핀 영역 검출기를 적용하는 것; 스케일 불변 피쳐 변환을 적용하는 것; 스케일 공간 극값 검출기를 적용하는 것; 로컬 피쳐 검출기를 적용하는 것; 가속된 강건한 피쳐 알고리즘을 적용하는 것; 그래디언트 위치 및 방위 히스토그램 알고리즘을 적용하는 것; 지향된 그래디언트 디스크립터의 히스토그램을 적용하는 것; 데리체 에지 검출기를 적용하는 것; 차동 에지 검출기를 적용하는 것; 시공간 주목 포인트 검출기를 적용하는 것; 모라벡 코너 검출기를 적용하는 것; 캐니 에지 검출기를 적용하는 것; 가우시안-라플라시안 필터를 적용하는 것; 가우시안 차분 필터를 적용하는 것; 소벨 연산자를 적용하는 것; 라플라스 연산자를 적용하는 것; 샤르 연산자를 적용하는 것; 프리윗 연산자를 적용하는 것; 로버츠 연산자를 적용하는 것; 키르쉬 연산자를 적용하는 것; 고역 통과 필터를 적용하는 것; 블롭 분석(blob analysis)을 적용하는 것; 에지 필터를 적용하는 것; 저역 통과 필터를 적용하는 것; 푸리에 변환을 적용하는 것; 라돈 변환을 적용하는 것; 허프 변환을 적용하는 것; 웨이브릿 변환을 적용하는 것; 임계치화; 이진 이미지를 생성하는 것. 적어도 하나의 주목 영역은 사용자에 의해 수동으로 결정될 수 있거나 또는, 예컨대 광학 센서(124)에 의해 생성되는 이미지 내의 피쳐를 인식하는 것에 의해, 자동적으로 결정될 수 있다.

스토리지 유닛(112), 특히 물품(128)은 조명 패턴(116)의 적어도 하나의 광 빔을 방출 및/또는 반사할 수 있다. 센서 엘리먼트(120) 및/또는 적어도 하나의 추가적인 이미징 디바이스는 반사 이미지를 결정할 수 있다. 반사 이미지는 적어도 하나의 반사 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 반사 패턴을 포함할 수 있다.

상기에서 개설되는 바와 같이, 평가 디바이스(122)는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하도록 적응되고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)가 결정된다. 또한, 평가 디바이스(122)는 두 개의 제2 센서 신호를 평가하도록 적응되고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)가 결정된다. 따라서, 평가 디바이스(122)는 각각의 반사 피쳐의 종방향 좌표를 결정하도록 및/또는 반사 이미지의 제1 반사 피쳐 및 제2 반사 피쳐를 사전 분류하도록 적응될 수 있다.

평가는 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함한다. 평가 디바이스(122)는 센서 신호로부터의 결합 신호(Q)를 평가하는 것에 의해 선택된 반사 피쳐의 적어도 하나의 종방향 영역을 결정하도록 구성될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 결합 신호(Q1 및 Q2)를 평가하는 것에 의해 각각의 선택된 반사 피쳐의 제1 종방향 좌표(z1) 및 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 에러 간격(±ε₁) 내의 제1 종방향 좌표(z1) 및 에러 간격(±ε₂) 내의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하도록 적응될 수 있다. 에러(ε₁ 및 ε₂)는 광학 센서의 측정 불확실성에 의존할 수 있다. 예를 들면, 에러 간격은 ±10 %, 바람직하게는 ±5 %, 더 바람직하게는 ±1 %일 수 있다.

평가 디바이스(122)는 센서 신호를 분할하는 것, 센서 신호의 배수를 분할하는 것, 센서 신호의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 결합 신호(Q)를 유도하도록 구성될 수 있다. 제1 결합 신호(Q1)는 두 개의 제1 센서 신호를 분할하는 것, 두 개의 제1 센서 신호의 배수를 분할하는 것, 두 개의 제1 센서 신호의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 유도될 수 있다. 제2 결합 신호(Q2)는 두 개의 제2 센서 신호를 분할하는 것, 두 개의 제2 센서 신호의 배수를 분할하는 것, 두 개의 제2 센서 신호의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 유도될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 종방향 영역을 결정하기 위해 결합 신호(Q)와 종방향 영역 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 관계를 사용하도록 구성될 수 있다. 제1 종방향 좌표를 결정하기 위해 제1 결합 신호(Q1)와 제1 종방향 좌표(z1) 사이의 적어도 하나의 제1 미리 결정된 관계가 사용될 수 있고, 제2 종방향 좌표를 결정하기 위해 제2 결합 신호(Q2)와 제2 종방향 좌표(z2) 사이의 적어도 하나의 제2 미리 결정된 관계가 사용될 수 있다. 제1 미리 결정된 관계와 제2 미리 결정된 관계는 동일할 수 있다. 평가 디바이스(122)는 결합 신호(Q1 및 Q2)와 각각의 종방향 좌표(z1 및 z2)의 종방향 좌표 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 관계를 사용하도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 관계는 경험적 관계, 반 경험적 관계 및 분석적으로 유도된 관계 중 하나 이상일 수 있다. 평가 디바이스(122)는 룩업 목록 또는 룩업 테이블과 같은 미리 결정된 관계를 저장하기 위한 적어도 하나의 데이터 스토리지 유닛을 포함할 수 있다.

결합 신호(Q1 및 Q2)는 다양한 수단을 사용하는 것에 의해 결정될 수 있다. 한 예로서, 몫 신호를 유도하기 위한 소프트웨어 수단, 몫 신호를 유도하기 위한 하드웨어 수단, 또는 둘 모두가 사용될 수 있고 평가 디바이스에서 구현될 수 있다. 따라서, 평가 디바이스(122)는, 한 예로서, 적어도 하나의 분할기를 포함할 수 있는데, 여기서 분할기는 몫 신호를 유도하도록 구성된다. 분할기는 소프트웨어 분할기 또는 하드웨어 분할기 중 하나 또는 둘 모두로서 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다. 분할기는 센서 엘리먼트(120)에 완전히 또는 부분적으로 통합될 수 있거나 또는 센서 엘리먼트(120)와는 독립적으로 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다.

예를 들면, i = 1,2인 결합 신호(Qi)는 다음에 의해 유도되는데

여기서, x 및 y는 횡방향 좌표이고, A1 및 A2는 센서 엘리먼트(120)의 위치에서의 각각의 반사 피쳐의 적어도 하나의 빔 프로파일의 상이한 영역이며, E(x, y, zo)는 스토리지 유닛(112)의 거리(zo)에서 주어지는 빔 프로파일을 나타낸다. 영역(A1) 및 영역(A2)은 상이할 수 있다. 특히, A1 및 A2는 합동이 아니다. 따라서, A1 및 A2는 형상 또는 콘텐츠 중 하나 이상에서 상이할 수 있다. 센서 신호의 각각은, 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역의 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 빔 프로파일은 광 빔의 횡방향 강도 프로파일일 수 있다. 빔 프로파일은 광 빔의 단면일 수 있다. 빔 프로파일은 사다리꼴 빔 프로파일; 삼각형 빔 프로파일; 원뿔형 빔 프로파일 및 가우스 빔 프로파일의 선형 조합으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일반적으로, 빔 프로파일은 휘도 L(zo) 및 빔 형상 S(x, y; zo)에 의존한다, E(x, y; zo) = L·S이다. 따라서, 결합 신호를 유도하는 것에 의해, 그것은 휘도와는 독립적인 종방향 좌표를 결정하는 것을 허용할 수 있다. 또한, 결합 신호를 사용하는 것은, 물체 사이즈와는 독립적인 거리(zo)를 결정할 수 있다. 따라서, 결합 신호는, 측정될 물체의 재료 속성 및/또는 반사 속성 및/또는 산란 속성과는 독립적이고 그리고 예컨대 제조 정밀도, 열, 물, 먼지, 렌즈에 대한 손상, 또는 등등에 의해 광원의 변경과는 독립적인 거리(zo)의 결정을 허용한다.

제1 센서 신호의 각각은 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역의 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 제2 센서 신호의 각각은 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역의 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 감광 영역은, 제1 센서 신호 중 하나가 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역의 정보를 포함하고 제1 센서 신호 중 다른 하나가 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역의 정보를 포함하도록 배열될 수 있다. 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역 및 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역은 인접한 또는 중첩하는 영역 중 하나 또는 둘 모두일 수 있다. 감광 영역은, 제2 센서 신호 중 하나가 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역의 정보를 포함하고 제2 센서 신호 중 다른 하나가 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역의 정보를 포함하도록 배열될 수 있다. 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역 및 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역은 인접한 또는 중첩하는 영역 중 하나 또는 둘 모두일 수 있다. 각각의 빔 프로파일의 제1 영역 및 각각의 빔 프로파일의 제2 영역은 면적에서 일치하지 않을 수 있다. 평가 디바이스(122)는 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역, 특히 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역 및 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역을 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역, 특히 제1 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역 및 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역을 결정하도록 적응될 수 있다. 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역은 본질적으로 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 에지 정보를 포함할 수 있고, 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역은 본질적으로 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 중심 정보를 포함할 수 있다. 에지 정보는 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제1 영역에서의 광자의 수에 관한 정보를 포함할 수 있고, 중심 정보는 각각의 반사 피쳐의 빔 프로파일의 제2 영역에서의 광자의 수에 관한 정보를 포함한다. 평가 디바이스(122)는 각각의 빔 프로파일의 제1 영역 및 각각의 빔 프로파일의 제2 영역을 결정하도록 및/또는 선택하도록 구성될 수 있다. 제1 반사 피쳐 및 제2 반사 피쳐의 빔 프로파일은, 중심, 즉 빔 프로파일의 최대 값 및/또는 빔 프로파일의 고원의 중심 포인트 및/또는 광 스팟의 기하학적 중심, 및 중심으로부터 연장되는 하강 에지를 구비할 수 있다. 제2 영역은 단면의 내부 영역을 포함할 수 있고 제1 영역은 단면의 외부 영역을 포함할 수 있다. 바람직하게는 중심 정보는 10 % 미만, 더 바람직하게는 5 % 미만의 에지 정보의 비율을 가지며, 가장 바람직하게는 중심 정보는 에지 콘텐츠를 포함하지 않는다. 에지 정보는, 특히 중심 및 에지 영역으로부터의 전체 빔 프로파일의 정보를 포함할 수 있다. 에지 정보는 10 % 미만, 바람직하게는 5 % 미만의 중심 정보의 비율을 가질 수 있으며, 더 바람직하게는 에지 정보는 중심 콘텐츠를 포함하지 않는다. 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역은, 그것이 중심 주위에 있거나 또는 가깝고 본질적으로 중심 정보를 포함하는 경우, 빔 프로파일의 제2 영역으로서 결정 및/또는 선택될 수 있다. 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역은, 그것이 단면의 하강 에지의 적어도 일부를 포함하는 경우, 빔 프로파일의 제1 영역으로서 결정 및/또는 선택될 수 있다. 예를 들면, 단면의 전체 영역이 제1 영역으로 결정될 수 있다. 빔 프로파일의 제1 영역은 영역(A2)일 수 있고, 빔 프로파일의 제2 영역은 영역(A1)일 수 있다.

제1 영역(A1) 및 제2 영역(A2)의 다른 선택이 가능할 수 있다. 예를 들면, 제1 영역은 빔 프로파일의 본질적으로 외부 영역을 포함할 수 있고 제2 영역은 빔 프로파일의 본질적으로 내부 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이차원 빔 프로파일의 경우, 빔 프로파일은 좌측 부분 및 우측 부분으로 나누어질 수 있는데, 여기서 제1 영역은 기본적으로 빔 프로파일의 좌측 부분의 영역을 포함할 수 있고 제2 영역은 본질적으로 빔 프로파일의 우측 부분의 영역을 포함할 수 있다.

에지 정보는 빔 프로파일의 제1 영역에서의 광자의 수에 관한 정보를 포함할 수 있고, 중심 정보는 빔 프로파일의 제2 영역에서의 광자의 수에 관한 정보를 포함할 수 있다. 평가 디바이스(122)는 빔 프로파일의 영역 적분을 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 제1 영역의 통합 및/또는 합산에 의해 에지 정보를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 제2 영역의 통합 및/또는 합산에 의해 중심 정보를 결정하도록 적응될 수 있다. 예를 들면, 빔 프로파일은 사다리꼴 빔 프로파일일 수 있고 평가 디바이스는 사다리꼴의 적분을 결정하도록 적응될 수 있다. 게다가, 사다리꼴 빔 프로파일을 가정될 수 있는 경우, 에지 및 중심 신호의 결정은, 에지의 기울기 및 위치의 그리고 중심 고원의 높이의 결정과 같은 사다리꼴 빔 프로파일의 속성을 사용하는 그리고 기하학적 형상의 고려에 의해 에지 및 중심 신호를 유도하는 등가의 식에 의해 대체될 수 있다.

추가적으로 또는 대안적으로, 평가 디바이스(122)는 광 스팟의 적어도 하나의 슬라이스 또는 컷으로부터 중심 정보 또는 에지 정보 중 하나 또는 둘 모두를 결정하도록 적응될 수 있다. 이것은, 예를 들면, 결합 신호(Q)의 영역 적분을, 슬라이스 또는 컷을 따르는 선적분에 의해 대체하는 것에 의해 실현될 수 있다. 향상된 정확도를 위해, 광 스팟을 통과하는 여러 가지 슬라이스 또는 컷이 사용 및 평균될 수 있다. 타원형 스팟 프로파일의 경우, 여러 가지 슬라이스 또는 컷에 걸쳐 평균을 구하는 것은 향상된 거리 정보로 나타날 수 있다.

평가 디바이스(122)는, 각각의 에지 정보 및 각각의 중심 정보를 분할하는 것, 각각의 에지 정보 및 각각의 중심 정보의 배수를 분할하는 것, 각각의 에지 정보 및 각각의 중심 정보의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 결합 신호(Q1 및 Q2)를 유도하도록 구성될 수 있다. 따라서, 본질적으로, 광자 비율이 방법의 물리적 기반으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 반사 패턴은 적어도 하나의 포인트 패턴을 포함할 수 있다. 포인트 패턴은 적어도 두 개의 피쳐 포인트를 포함할 수 있다. A1은 광학 센서 상의 포인트 패턴의 포인트의 전체 반경을 갖는 영역에 대응할 수 있다. A2는 광학 센서 상의 포인트 패턴에서의 포인트의 중심 영역일 수 있다. 중심 영역은 일정한 값일 수 있다. 중심 영역은 전체 반경과 비교하여 어떤 반경을 가질 수 있다. 예를 들면, 중심 영역은 전체 반경의 0.1 배에서부터 0.9 배까지의, 바람직하게는 전체 반경의 0.4 배에서부터 0.6 배까지의 반경을 가질 수 있다.

예를 들면, 평가 디바이스(122)는 다음의 것에 의해 제1 센서 신호 및 제2 센서 신호를 각각 평가하도록 구성될 수 있다

- a) 가장 높은 센서 신호를 갖는 적어도 하나의 광학 센서(124)를 결정하고 적어도 하나의 중심 신호를 형성하는 것;

- b) 매트릭스의 광학 센서(124)의 센서 신호를 평가하고 적어도 하나의 합 신호를 형성하는 것;

- c) 중심 신호 및 합 신호를 결합하는 것에 의해 적어도 하나의 결합 신호를 결정하는 것; 및

- d) 결합 신호를 평가하는 것에 의해 선택된 피쳐의 적어도 하나의 종방향 좌표(z)를 결정하는 것.

중심 신호의 결정은, 센서 신호의 비교가 종래의 전자기기에 의해 상당히 간단하게 구현되기 때문에 전자적으로 수행될 수 있거나, 또는 소프트웨어에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 수행될 수 있다. 광 스팟의 중심의 검출, 즉 중심 신호의 및/또는 중심 신호가 발생하는 적어도 하나의 광학 센서의 검출은, 전자적으로 완전히 또는 부분적으로 또는 하나 이상의 소프트웨어 알고리즘을 사용하는 것에 의해 완전히 또는 부분적으로 수행될 수 있다. 구체적으로, 평가 디바이스(122)는 적어도 하나의 가장 높은 센서 신호를 검출하기 위한 및/또는 중심 신호를 형성하기 위한 적어도 하나의 중심 검출기를 포함할 수 있다. 중심 검출기는, 구체적으로, 소프트웨어로 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있고 및/또는 하드웨어로 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다. 중심 검출기는 적어도 하나의 센서 엘리먼트에 완전히 또는 부분적으로 통합될 수 있고 및/또는 센서 엘리먼트와는 독립적으로 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다.

구체적으로, 중심 신호는 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 가장 높은 센서 신호; 가장 높은 센서 신호로부터 미리 결정된 범위의 공차 내에 있는 센서 신호의 그룹의 평균; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서(124)를 포함하는 광학 센서의 그룹 및 이웃하는 광학 센서(124)의 미리 결정된 그룹으로부터의 센서 신호의 평균; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서(124)를 포함하는 광학 센서(124)의 그룹 및 이웃하는 광학 센서(124)의 미리 결정된 그룹으로부터의 센서 신호의 합; 가장 높은 센서 신호로부터 미리 결정된 범위의 공차 내에 있는 센서 신호의 그룹의 합; 미리 결정된 임계치를 초과하는 센서 신호의 그룹의 평균; 미리 결정된 임계치를 초과하는 센서 신호의 그룹의 합; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서(124)를 포함하는 광학 센서(124)의 그룹 및 이웃하는 광학 센서의 미리 결정된 그룹으로부터의 센서 신호의 적분; 가장 높은 센서 신호로부터 미리 결정된 범위의 공차 내에 있는 센서 신호의 그룹의 적분; 미리 결정된 임계치를 초과하는 센서 신호의 그룹의 적분.

예를 들면, 합 신호는 센서 신호를 합산하는 것, 센서 신호에 걸쳐 통합하는 것, 또는 전체 매트릭스의 또는 매트릭스 내의 주목 영역의 센서 신호를 평균하는 것에 의해 유도될 수 있는데, 여기서 주목 영역은 매트릭스의 광학 센서(124)에 의해 생성되는 이미지 내에서 결정 가능하거나 또는 미리 결정될 수 있다. 센서 신호를 합산, 통합 또는 평균할 때, 센서 신호가 생성되는 실제 광학 센서(124)는 합산, 통합 또는 평균에서 제외될 수 있거나, 대안적으로, 합산, 통합 또는 평균에 포함될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 전체 매트릭스의 또는 매트릭스 내의 주목 영역의 신호를 통합하는 것에 의해 합 신호를 결정하도록 적응될 수 있다. 게다가, 사다리꼴 빔 프로파일을 가정될 수 있는 경우, 에지 및 중심 신호의 결정은, 에지의 기울기 및 위치의 그리고 중심 고원의 높이의 결정과 같은 사다리꼴 빔 프로파일의 속성을 사용하는 그리고 기하학적 형상의 고려에 의해 에지 및 중심 신호를 유도하는 등가의 식에 의해 대체될 수 있다.

합 신호는 매트릭스의 모든 센서 신호로부터, 주목 영역 내의 센서 신호로부터 또는 중심 신호에 기여하는 광학 센서(124)로부터 발생하는 센서 신호가 배제된 상태에서의 이들 가능성 중 하나로부터 유도될 수 있다. 모든 경우에, 종방향 좌표를 결정하기 위해, 중심 신호와 신뢰성 있게 비교될 수 있는 신뢰 가능한 합 신호가 생성될 수 있다. 일반적으로, 합 신호는 다음 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다: 매트릭스의 모든 센서 신호에 걸친 평균; 매트릭스의 모든 센서 신호의 합; 매트릭스의 모든 센서 신호의 적분; 중심 신호에 기여하는 광학 센서(124)로부터의 센서 신호를 제외한 매트릭스의 모든 센서 신호에 걸친 평균; 중심 신호에 기여하는 광학 센서(124)로부터의 센서 신호를 제외한 매트릭스의 모든 센서 신호의 합; 중심 신호에 기여하는 광학 센서(124)로부터의 센서 신호를 제외한 매트릭스의 모든 센서 신호의 적분; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서로부터 미리 결정된 범위 내의 광학 센서(124)의 센서 신호의 합; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서(124)로부터 미리 결정된 범위 내의 광학 센서의 센서 신호의 적분; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서(124)로부터 미리 결정된 범위 내에 위치되는 광학 센서의 소정의 임계치를 초과하는 센서 신호의 합; 가장 높은 센서 신호를 갖는 광학 센서(124)로부터 미리 결정된 범위 내에 위치되는 광학 센서(124)의 소정의 임계치를 초과하는 센서 신호의 적분. 그러나, 다른 옵션이 존재한다. 합산은 소프트웨어로 완전히 또는 부분적으로 수행될 수 있고 및/또는 하드웨어로 완전히 또는 부분적으로 수행될 수 있다. 합산은, 통상적으로, 충전 레벨 결정 디바이스로 쉽게 구현될 수 있는 순전히 전자적 수단에 의해 일반적으로 가능하다. 따라서, 전자기기의 분야에서, 아날로그 신호 및 디지털 신호 둘 모두인, 두 개 이상의 전기 신호를 합산하기 위한 합산 디바이스가 일반적으로 공지되어 있다. 따라서, 평가 디바이스(122)는 합 신호를 형성하기 위한 적어도 하나의 합산 디바이스를 포함할 수 있다. 합산 디바이스는 센서 엘리먼트에 완전히 또는 부분적으로 통합될 수 있거나 또는 센서 엘리먼트와는 독립적으로 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다. 합산 디바이스는 하드웨어 또는 소프트웨어 중 하나 또는 둘 모두에서 완전히 또는 부분적으로 구체화될 수 있다.

결합 신호는, 중심 신호 및 합 신호를 결합하는 것에 의해 생성되는 신호일 수 있다. 구체적으로, 결합은 다음의 것 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 중심 신호 및 합 신호의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호의 배수 및 합 신호의 배수의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호의 선형 조합 및 합 신호의 선형 조합의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것. 추가적으로 또는 대안적으로, 결합 신호는, 중심 신호와 합 신호 사이의 비교에 대한 정보의 적어도 하나의 아이템을 포함하는 임의의 신호 또는 신호 조합을 포함할 수 있다.

중심 신호와 합 신호 사이의 비교는 구체적으로 하나 이상의 몫 신호를 형성하는 것에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 일반적으로, 결합 신호는 다음의 것 중 하나 이상에 의해 유도되는 몫 신호(Q)일 수 있다: 중심 신호 및 합 신호의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호의 배수 및 합 신호의 배수의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호의 선형 조합 및 합 신호의 선형 조합의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호 및 합 신호와 중심 신호의 선형 조합의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 합 신호 및 합 신호와 중심 신호의 선형 조합의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것; 중심 신호의 지수 및 합 신호의 지수의 몫 또는 그 반대의 것을 형성하는 것. 그러나, 다른 옵션이 존재한다. 평가 디바이스(122)는 하나 이상의 몫 신호를 형성하도록 구성될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 또한, 적어도 하나의 몫 신호를 평가하는 것에 의해 적어도 하나의 종방향 좌표를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다.

평가 디바이스(122)는, 구체적으로, 적어도 하나의 종방향 좌표를 결정하기 위해, 결합 신호(Q)와 종방향 좌표 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 관계를 사용하도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기에서 개시되는 이유에 기인하여 그리고 종방향 좌표에 대한 광 스팟의 속성의 종속성에 기인하여, 결합 신호(Q)는, 통상적으로, 종방향 좌표의 및/또는 광 스팟의 사이즈 예컨대 광 스팟의 직경 또는 등가적 직경의 단조 함수이다. 따라서, 한 예로서, 구체적으로, 선형 광학 센서가 사용되는 경우, 센서 신호(s_center) 및 합 신호(s_sum)의 간단한 몫(Q = s_center/s_sum)은 거리의 단조 감소 함수일 수 있다. 이 이론에 얽매이지 않으면서, 이것은, 상기에서 설명되는 선호된 셋업에서, 중심 신호(s_center) 및 합 신호(s_sum) 둘 모두가, 광원까지의 거리가 증가함에 따라, 센서 엘리먼트(120)에 도달하는 광의 양이 감소하기 때문에, 제곱 함수로서 감소한다는 사실에 기인하는 것으로 믿어진다. 그러나, 그 점에서, 실험에서 사용되는 바와 같은 광학적 셋업에서, 이미지 평면에서의 광 스팟은 커지고, 따라서, 더 넓은 영역에 걸쳐 퍼지기 때문에, 중심 신호(s_center)의 중심은 합 신호(s_sum)보다 더 빠르게 감소한다. 따라서, 중심 신호 및 합 신호의 몫은, 매트릭스의 광학 센서의 감광 영역 상에서 광 빔의 직경 또는 광 스팟의 직경이 증가함에 따라 지속적으로 감소한다. 몫은, 또한, 통상적으로, 광 빔의 총 전력이 중심 신호 및 총 센서 신호 둘 모두에서 인자를 형성하기 때문에, 광 빔의 총 전력과는 독립적이다. 결과적으로, 결합 신호(Q)는 중심 신호와 합 신호 사이의 고유하고 명확한 관계 및 광 빔의 사이즈 또는 직경을 제공하는 이차 신호를 형성할 수 있다. 다른 한편으로, 광 빔의 사이즈 또는 직경이, 광 빔이 센서 엘리먼트를 향해 전파되는 스토리지 유닛과 검출기 그 자체 사이의 거리에 의존하기 때문에, 즉, 종방향 좌표에 의존하기 때문에, 중심 신호와 한편으로는 합 신호 사이의 그리고 다른 한편으로는 종방향 좌표 사이의 고유하고 명확한 관계가 존재할 수 있다. 후자의 경우, 예를 들면, WO 2014/097181 A1과 같은 상기 언급된 종래 기술 문서 중 하나 이상에 대한 참조가 이루어질 수 있다. 미리 결정된 관계는 분석적 고려에 의해, 예컨대 가우스 광 빔의 선형 조합을 가정하는 것에 의해, 경험적 측정, 예컨대 결합 신호 및/또는 중심 신호 및 합 신호 또는 이들로부터 유도되는 이차 신호를 물체의 종방향 좌표의 함수로서 측정하는 측정에 의해, 또는 둘 모두에 의해 결정될 수 있다.

평가 디바이스(122)는 결합 신호와 종방향 좌표 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 관계를 사용하도록 구성될 수 있다. 미리 결정된 관계는 경험적 관계, 반 경험적 관계 및 분석적으로 유도된 관계 중 하나 이상일 수 있다. 평가 디바이스(122)는 룩업 목록 또는 룩업 테이블과 같은 미리 결정된 관계를 저장하기 위한 적어도 하나의 데이터 스토리지 유닛을 포함할 수 있다.

평가 디바이스(122)는, 삼각 측량 및/또는 구조화된 광 기술을 사용하는 것에 의해 각각의 조명 피쳐의 반사의 각각의 위치의 적어도 하나의 거리 정보를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 삼각 측량 또는 구조화된 광 기술을 사용하는 디바이스와 같은 공지된 3D 감지 디바이스에서는, 각각의 측정 포인트가 기준 패턴의 하나의 기준 포인트에 할당되어야 하기 때문에, 대응성 문제에 기인하여, 규칙적인, 일정한 또는 주기적인 패턴은 적합하지 않다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 평가 디바이스(122)는 에러 간격(±ε₁) 내의 제1 종방향 좌표(z1) 및 에러 간격(±ε₂) 내의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하도록 적응될 수 있다. 삼각 측량 및/또는 구조화된 광 기술은, 삼각 측량 및/또는 구조화된 광 기술을 사용하는 것에 의해 각각의 조명 피쳐의 반사의 각각의 위치의 적어도 하나의 거리 정보를 결정하는 것에 의해, 결정된 종방향 좌표(z1 및 z2), 특히 정확도를 향상시키는 것을 포함할 수 있다.

평가 디바이스(122)는, 선택된 반사 피쳐의 각각에 대해, 복수의 기준 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 기준 이미지에서 종방향 영역에 대응하는 적어도 하나의 변위 영역을 결정하도록 적응될 수 있다. 종방향 영역은 각각의 선택된 기준 피쳐의 종방향 좌표(z)와 에러 간격(±ε)에 의해 주어진다. 평가 디바이스는 각각의 선택된 반사 피쳐를 변위 영역 내의 적어도 하나의 기준 피쳐와 매칭시키도록 적응될 수 있다. 예를 들면, 기준 이미지는 조명 소스 위치에 있는 이미지 평면에서의 조명 패턴의 이미지일 수 있다. 기준 이미지는 적어도 하나의 기준 피쳐를 레코딩하는 것, 적어도 하나의 기준 피쳐를 이미지화하는 것, 기준 이미지를 계산하는 것 중 하나 이상에 의해 결정될 수 있다. 기준 이미지 및 반사 이미지는 고정된 거리를 갖는 상이한 공간 위치에서 결정되는 스토리지 유닛(112)의 이미지일 수 있다. 거리는 베이스라인으로 또한 지칭되는 상대 거리일 수 있다. 평가 디바이스(122)는 적어도 하나의 반사 피쳐에 대응하는 적어도 하나의 기준 이미지에서 적어도 하나의 기준 피쳐를 결정하도록 적응될 수 있다. 상기에서 개설되는 바와 같이, 평가 디바이스(122)는 이미지 분석을 수행하도록 그리고 반사 이미지의 피쳐를 식별하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는, 선택된 반사 피쳐와 본질적으로 동일한 종방향 좌표를 갖는 적어도 하나의 기준 피쳐를 기준 이미지에서 식별하도록 적응될 수 있다. 에피폴라 기하학적 형상의 설명에 대해서는, 예를 들면, [chapter 2 in X. Jiang, H. Bunke: Dreidimensionales Computersehen" Springer, Berlin Heidelberg, 1997]에 대한 참조가 이루어진다. 에피폴라 기하학적 형상은, 기준 이미지 및 반사 이미지가 고정된 거리를 갖는 상이한 공간 위치 및/또는 공간 방위에서 결정되는 스토리지 유닛의 이미지일 수 있다는 것을 가정할 수 있다. 평가 디바이스(122)는 기준 이미지에서 에피폴라 라인을 결정하도록 적응될 수 있다. 기준 이미지 및 반사 이미지의 상대적인 위치는 공지될 수 있다. 예를 들면, 기준 이미지 및 반사 이미지의 상대적 위치는 평가 디바이스의 적어도 하나의 스토리지 유닛 내에 저장될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 반사 이미지의 선택된 반사 피쳐로부터 연장되는 직선을 결정하도록 적응될 수 있다. 직선은 선택된 피쳐에 대응하는 가능한 피쳐를 포함할 수 있다. 직선 및 베이스라인은 에피폴라 평면에 걸쳐 있다. 기준 이미지가 반사 이미지와는 상이한 상대적 위치에서 결정되기 때문에, 대응하는 가능한 피쳐는 기준 이미지에서 에피폴라 라인으로 칭해지는 직선 상에 이미지화될 수 있다. 따라서, 반사 이미지의 선택된 피쳐에 대응하는 기준 이미지의 피쳐는 에피폴라 라인 상에 놓인다.

조명 피쳐의 반사의 위치까지의 거리에 따라, 반사 피쳐의 이미지 위치에 대응하는 기준 피쳐는, 반사 이미지에서의 이미지 위치와 비교하여, 기준 이미지 내에서 변위될 수 있다. 변위 영역은 하나의 기준 피쳐만을 포함할 수 있다. 변위 영역은 에피폴라 라인을 따라 연장될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 종방향 좌표(z)에 대응하는 에피폴라 라인을 따라 각각의 기준 피쳐를 결정하도록 그리고 에러 간격(±ε)에 대응하는 에피폴라 라인을 따르는 변위 영역의 범위를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 z ±ε에 대응하는 에피폴라 라인을 따르는 변위 영역을 결정하기 위해 결합 신호(Q)로부터 에러 간격(±ε) 및 반사 피쳐에 대한 각각의 종방향 좌표(z)를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 선택된 반사 피쳐를 변위 영역 내의 적어도 하나의 기준 피쳐와 매칭시키도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는, 결정된 종방향 좌표(z)를 고려하는 적어도 하나의 평가 알고리즘을 사용하는 것에 의해 반사 이미지의 선택된 피쳐를 변위 영역 내의 기준 피쳐와 매칭시키도록 적응될 수 있다. 평가 알고리즘은 선형 스케일링 알고리즘일 수 있다. 바람직하게는, 평가 디바이스(122)는 하나의 기준 피쳐에 대한 명확한 할당이 가능하도록 결합 신호(Q)를 사용하여 선택된 반사 피쳐를 사전 분류하도록 적응될 수 있다. 특히, 조명 패턴(116)의 조명 피쳐(118)는, 기준 이미지의 대응하는 기준 피쳐가 에피폴라 라인 상에서 가능한 한 큰 서로에 대한 상대적인 거리를 가질 수 있도록 배열될 수 있다. 조명 피쳐(118)는 단지 몇 개의 기준 피쳐가 에피폴라 라인 상에 배치되도록 배열될 수 있다.

더구나, 매칭된 기준 피쳐 및 선택된 반사 피쳐의 변위가 결정될 수 있다. 매칭된 기준 피쳐의 적어도 하나의 종방향 정보는 종방향 좌표와 변위 사이의 미리 결정된 관계를 사용하여 결정될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 매칭된 기준 피쳐 및 선택된 반사 피쳐의 변위를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 종방향 좌표와 변위 사이의 미리 결정된 관계를 사용하여 매칭된 피쳐의 종방향 정보를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 삼각 측량 방법을 사용하는 것에 의해 미리 결정된 관계를 결정하도록 적응될 수 있다. 반사 이미지에서의 선택된 반사 피쳐의 위치 및 매칭된 기준 피쳐의 위치 및/또는 선택된 반사 피쳐 및 매칭된 기준 피쳐의 상대적 변위가 공지되는 경우, 조명 피쳐의 반사의 대응하는 위치의 종방향 좌표는 삼각 측량에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 평가 디바이스(122)는, 예를 들면, 후속하여 및/또는 열 단위로, 반사 피쳐를 선택하도록 그리고 기준 피쳐의 각각의 잠재적 위치에 대해 삼각 측량을 사용하여 대응하는 거리 값을 결정하도록 적응될 수 있다. 변위 및 대응하는 거리 값은 평가 디바이스의 적어도 하나의 스토리지 유닛에 저장될 수 있다. 평가 디바이스(122)는, 한 예로서, 적어도 하나의 프로세서, 적어도 하나의 DSP, 적어도 하나의 FPGA 및/또는 적어도 하나의 ASIC와 같은 적어도 하나의 데이터 프로세싱 디바이스를 포함할 수 있다. 게다가, 종방향 좌표(z)와 변위 사이의 적어도 하나의 미리 결정된 또는 결정 가능한 관계를 저장하기 위해, 예컨대 미리 결정된 관계를 저장하기 위한 하나 이상의 룩업 테이블을 제공하기 위한 적어도 하나의 데이터 스토리지 유닛이 제공될 수 있다.

결합된 센서 신호를 사용하는 것은, 에러 간격 내에서의 종방향 좌표(z)와 같은 거리를 결정하는 것 및/또는 추정하는 것을 허용할 수 있다. 추정된 종방향 좌표에 대응하는 변위 영역 및 대응하는 에러 간격을 결정하는 것에 의해, 에피폴라 라인을 따라 솔루션의 가능한 수를 크게 감소시키는 것을 허용할 수 있다. 가능한 솔루션의 수는 심지어 하나로 감소될 수 있다. 종방향 좌표(z) 및 에러 간격의 결정은, 선택된 반사 피쳐 및 기준 피쳐를 매칭시키기 이전에 사전 평가 동안 수행될 수 있다. 이것은, 비용을 상당히 감소시키는 것 및 모바일 디바이스 또는 실외 디바이스에서의 사용을 허용하는 것이 가능하도록 계산 요구를 감소시키는 것을 허용할 수 있다. 더구나, 일반적으로 삼각 측량 시스템에서 먼 거리를 검출하기 위해서는 베이스라인은 커야만 한다. 결합된 센서 신호 및 선택된 반사 피쳐 및 기준 피쳐의 후속하는 매칭을 사용한 종방향 좌표(z) 및 에러 간격의 사전 평가는, 소형 디바이스를 제공하는 것이 가능할 수 있도록 짧은 베이스라인을 사용하는 것을 허용할 수 있다. 더구나, 결합된 센서 신호 및 선택된 반사 피쳐 및 기준 피쳐의 후속하는 매칭을 사용한 종방향 좌표(z) 및 에러 간격을 사전 평가는, 종래의 삼각 측량 시스템과 비교하여 정확도가 향상시킬 수 있다. 게다가, 조명 패턴에서의 조명 포인트 수와 같은 조명 피쳐의 수는 각각의 조명 포인트에서의 광 강도를 증가시키기 위해, 예컨대, 눈 안전 규정을 준수하면서 주변 광과 경쟁하기 위해, 감소될 수 있다. 종래의 삼각 측량 시스템에서의 조명 피쳐의 감소된 수는, 반사 피쳐 및 기준 피쳐를 매칭시키는 어려움을 증가시킬 수 있다. 게다가, 조명 패턴에서의 조명 포인트 수와 같은 조명 피쳐의 수는, 예컨대, 거리 측정의 해상도를 증가시키기 위해, 예컨대 모바일 애플리케이션에서, 예컨대, 평가 디바이스의 프로세싱 전력을 증가시키지 않으면서 획득된 깊이 맵의 해상도를 증가시키기 위해, 증가될 수 있다.

평가 디바이스(122)는 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하도록 적응된다. 평가 디바이스(122)는 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하도록 적응된다. 반사 이미지는 센서 엘리먼트에 의해 및/또는 적어도 하나의 추가적인 이미징 디바이스에 의해 결정될 수 있다. 횡방향 좌표(x 및 y)는 광학 센서(120)의 매트릭스에서의 각각의 광 스팟의, 특히 중심 신호의 위치로부터 결정될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하도록 그리고 그로부터 스토리지 유닛(112)의 충전 레벨을 결정하도록 적응될 수 있다. 도 5(A)는 결정된 예시적인 고도 맵을 도시한다. 평가 디바이스(122)는 적어도 하나의 격자(144)를 고도 맵에 적용하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는, 특히 측정 부정확성에 기인하여, 스토리지 유닛(112) 외부에 위치되는 것으로 보이는 삼차원 포인트를 평가 맵에서 식별하도록 적응될 수 있다. 도 5(B)는 스토리지 유닛(112)에 있는 것으로 간주되는 영역을 둘러싸는 한계(146)를 도시한다. 평가 디바이스(122)는 스토리지 유닛(112) 외부에 위치되는 것으로 결정되는 고도 맵으로부터 모든 삼차원 포인트를 제거하도록 적응될 수 있다. 결과적으로 나타나는 고도 맵은 도 5(C)에서 도시되어 있다.

평가 디바이스(122)는 측정 간격 동안 스토리지 유닛(112)의 복수의 반사 이미지 및 각각의 고도 맵을 결정하도록 적응될 수 있다. 측정 간격은 복수의 조명 시간을 포함할 수 있다. 이것은, 심지어 스토리지 유닛의 반사, 스크래치 또는 오염이 존재하는 경우에도, 각각의 반사 피쳐에 벡터를 할당하는 것의 신뢰성의 향상을 허용할 수 있다. 조명 시간은 0.1 ms에서부터 150 ms까지일 수 있다. 조명 시간은, 밝은 반사 표면의 경우 약 0.1 ms 이상이고 무광택 표면 또는 검은 색 물체의 경우 최대 150 ms일 수 있다. 고도 맵의 결정을 반복하는 경우, 반사 이미지의 피쳐의 결정된 벡터는 어레이에 저장될 수 있다. 평가 디바이스(122)는, 다음 번 단계에서, 동일한 좌표를 갖는 피쳐를 어레이로부터 제거하도록 적응될 수 있다. 특히, 어레이의 피쳐의 각각의 좌표 (x, y, z)는, 어레이의 다른 모든 피쳐의 좌표에 비교될 수 있다. 어레이에서, ±2 mm와 같은 주어진 공차 내에서 동일한 (x, y, z) 좌표를 갖는 추가적인 피쳐가 발견되면, 이 추가적인 피쳐는 어레이로부터 제거된다. 대안적으로, 다수의 피쳐를 제거하는 것으로부터, 다수의 피쳐의 좌표의 평균 또는 중앙 값이 결정될 수 있다. 도 6(A) 및 도 6(B)는, 도 6(A)에서, 5 ms의, 도 6(B)에서, 100 ms의 조명 시간에서 결정되는 포장재 재료, 특히 종이로 충전되는 스토리지 유닛의 고도 맵을 도시한다. 도 6(C)는, 도 6(A) 및 도 6(B)의 고도 맵의 결합된 고도 맵을 도시하는데, 여기서 결합을 위해, 고도 맵의 강조 표시된 부분이 사용되었다.

평가 디바이스(122)는 고도 맵을, 특히 비어 있는 스토리지 유닛(112)의 또는 충전된 스토리지 유닛(112)의 적어도 하나의 미리 결정된 고도 맵과 비교하도록 적응될 수 있다. 비어 있는 스토리지 유닛(112)의 고도 맵은 적어도 하나의 공백 교정 단계를 사용하여 결정될 수 있다. 공백 교정 단계에서, 비어 있는 스토리지 유닛(112)의 치수가 결정된다. 공백 교정 단계는 다음의 하위 단계를 포함할 수 있다:

i) 복수의 조명 피쳐(116)를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴(116)으로 비어 있는 스토리지 유닛(112)을 조명하고 비어 있는 스토리지 유닛(112)의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 하위 단계;

ii) 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 하위 단계;

iii) 제1 반사 피쳐에 대해, 제1 반사 피쳐에 의한 적어도 하나의 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 제2 반사 피쳐에 대해, 제2 반사 피쳐에 의한 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 하위 단계;

iv) 단계 iii)에서 생성되는 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하고, 단계 iii)에서 생성되는 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 하위 단계 - 평가는 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함함 - ;

v) 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고, 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 하위 단계;

vi) 제1 벡터 및 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하고, 그로부터, 비어 있는 스토리지 유닛(112)의 치수를 결정하는 하위 단계.

공백 교정 단계에서 결정되는 고도 맵은, 상기에서 개설되는 바와 같이, 미리 결정된 고도 맵으로서 사용될 수 있다. 더구나, 비어 있는 스토리지 유닛(112)의 치수는 충전된 스토리지 유닛(112)의 볼륨을 결정하기 위해 사용될 수 있다.

공백 교정 단계는 충전 측정 이전에 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 스토리지 유닛(112)의 타입의 고도 맵 및/또는 치수가 평가 디바이스(122)의 데이터 스토리지에서, 예를 들면, 평가 디바이스의 룩업 테이블에서 제공될 수 있다. 공백 교정 단계는 반복적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 공백 교정 단계는 충전 레벨 결정 디바이스(110)의 교환의 경우에 수행될 수 있다. 예를 들면, 공백 교정 단계는, 충전 레벨 결정 디바이스(110)의 배터리 교환과 같은 유지 보수의 경우에 수행될 수 있다.

바람직하게는, 공백 교정 단계에서, 고도 맵은 조명 패턴(116)의 가능한 한 많은 피쳐의 벡터를 포함할 수 있다. 가장 바람직하게는, 고도 맵은 조명 패턴(116)의 모든 피쳐의 벡터를 포함할 수 있다. 이것은 충전된 스토리지 유닛(112)의 충전 레벨을 결정하는 동안 부정확성의 감소를 허용할 수 있다. 공백 교정 단계는 선형 보간 및/또는 외삽에 의해 조명 패턴(116)의 누락 벡터를 추가하는 것을 포함할 수 있다. 도 7(A)은 비어 있는 스토리지 유닛(112)의 예시적인 결정된 고도 맵을 도시한다. 도 7(A)에서, 누락 벡터가 강조 표시된다. 도 7(B)은 선형 보간 및/또는 외삽에 의해 누락 벡터가 추가된 고도 맵을 도시한다.

평가 디바이스(122)는 고도 맵을 평활화하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는 적어도 하나의 중앙값 필터를 사용하여 이상점을 평활화하도록 적응될 수 있다. 그러나, 단지 몇몇 조명 피쳐만을 포함하는 조명 패턴을 사용하는 경우, 정보 중복성은 낮다. 따라서, 평활화 단계에서, 3D ε 영역에서 이웃하는 반사 피쳐를 고려하여 반사 피쳐가 이상점인지를 검사하는 적어도 하나의 알고리즘이 사용될 수 있다. 검사된 반사 피쳐가 이상점인 것으로 결정되는 경우, 반사 피쳐는 이웃하는 반사 피쳐의 중앙 값 및/또는 평균 값으로부터 재구성될 수 있다. 도 8(A)은 100 ms의 조명 시간에서 결정되는 아연 도금된 육각 나사 M10으로 충전되는 스토리지 유닛(112)의 결정된 고도 맵을 도시한다. X = 10.53, Y = 18.15 및 Z = -26.95에서 하나의 이상점이 식별되었다. 도 8(B)은 평활화된 고도 맵을 도시한다.

도 9는 스토리지 유닛(112)에 보관될 수 있는 예시적인 물품을 도시한다. 예를 들면, 좌측에서 우측으로: 나무 펜, O 링(고무), 검정색 플라스틱 홀더, 접시머리 나사(countersunk screw) M8 길이, 포장된 재료(종이), O 링(스틸), 블랙 커버 플랩(cover flap black), 다웰(dowel), 기름칠한 서클립(oily circlip), 화이트 홀더(holder white).

평가 디바이스(122)는 고도 맵과 미리 결정된 고도 맵 사이의 차이, 특히 높이 차이를 결정하도록 적응될 수 있다. 평가 디바이스(122)는, 스토리지 유닛(112)에 위치되는 것으로 결정된 반사 피쳐의 각각의 삼차원 벡터를, 미리 결정된 고도 맵의 대응하는 벡터와 비교하도록 적응될 수 있다. 특히, 제1 벡터 (x1, y1, z1)는 미리 결정된 고도 맵의 벡터 (x_ref, y_ref, z_ref)와 비교된다. 특히, 차이 벡터 (x1, y1, z1) - (x_ref, y_ref, z_ref)가 결정될 수 있는데, 여기서 높이, 특히 높이 차이는 |(x1, y1, z1) - (x_ref, y_ref, z_ref)|에 의해 결정된다. 구체적으로, 검출기가 어떤 각도 하에서 또는 임의의 좌표 시스템에 대한 광을 수광하는 경우, 차이 벡터의 절대 값은 고도 맵에 대해 사용되는 높이에 대응한다. 그 점에서, x_ref, y_ref, 및 z_ref는 미리 결정된 고도 맵의 위치 (x1, y1)에서의 횡방향 및 종방향 좌표이다. 고도 맵 및/또는 높이 차이 맵은 추가 맵에 대한 비교 이전 또는 이후에, 상기에서 또는 하기에서 설명되는 바와 같은 중앙값 필터를 사용하여, 필터링될 수 있다. 방법은 볼륨, 특히 미리 결정된 볼륨에 대한 볼륨을 결정하는 것에 의해, 높이 차이(z1 - z_ref)로부터 실제 충전 레벨을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 볼륨은 높이 차이의 둘러싸인 영역의 적분을 결정하는 것에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 표면 및/또는 저부 또는 백그라운드 상에서 많은 측정 포인트가 이용 가능한 경우, 측정 포인트 사이의 영역은 보간될 수 있다. 영역은 심지어 삼각형일 수 있다. 그러나, 측정 포인트는 다른 짝수 및/또는 연속 영역을 사용하여 보간될 수 있다. 볼륨은 표면과 저부 또는 그라운드 사이의 볼륨을 결정하는 것에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 단일의 측정 포인트가 이용 가능한 경우, 표면이, 예를 들면, 평평한 및/또는 연속적인 및/또는 평탄한 및/또는 수평인 표면으로 가정되거나 또는 추정될 수 있다. 볼륨은, 예를 들면, 에지에서부터 저부 또는 그라운드까지, 가정된 또는 추정된 표면 하에서의 볼륨을 결정하는 것에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 복수의 측정 포인트가 이용 가능한 경우, 각각의 측정 포인트 주변의 영역, 예를 들면, 수평인 및/또는 평평한 및/또는 연속하는 및/또는 평탄한 영역이 결정될 수 있다. 예를 들면, 측정 포인트를 둘러싸는 영역은, 티센 다각형, 보로노이 테셀레이션, 디리클레 테셀레이션 또는 등등과 같은 테셀레이션 프로시져를 사용하여 결정되고 구획될 수 있다. 예를 들면, 이웃하는 측정 포인트의 영역의 에지는, 예를 들면, 포인트의 중심에 있는 측정 포인트 사이의 상호 연결 라인을 교차 및/또는 절단할 수 있다. 테셀레이션 프로시져에 의해 결정되는 영역은 비어 있는 스토리지 유닛의 표면에 평행하게 설정될 수 있거나, 또는 두 개의 인접한 영역 사이의 매끄러운 전이가 획득되도록 하는 그러한 것으로 근사될 수 있거나, 또는 등등일 수 있다. 일단 측정 포인트 주변의 영역이 결정되면, 측정 포인트에 연결되는 볼륨은 영역 아래의 볼륨 적분으로서 주어진다.

미리 결정된 고도 맵은 비어 있는 스토리지 유닛의 또는 충전된 스토리지 유닛, 특히 100 % 충전된 스토리지 유닛의 고도 맵일 수 있다. 특히, 결정된 고도 맵은 100 % 충전된 스토리지 유닛의 고도 맵에 비교될 수 있고, 적어도 하나의 백분율 충전 레벨이 결정될 수 있다. 따라서, 결정된 고도 맵은 0 % 또는 100 % 충전된 스토리지 유닛에 비교될 수 있다.

도 10a 내지 도 10d는 본 발명에 따른 충전 레벨 결정 디바이스(110) 및 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 사용한 충전 레벨의 결정의 예시적인 결과를 도시한다. 실험적 셋업으로서, 13 메가픽셀의 해상도, 약 15 mm²의 센서 사이즈, 2.0의 F 값(F-number), 28 mm의 초점 거리를 갖는 카메라를 갖는 센서 엘리먼트가 사용되었다. 더구나, 635 nm의 파장, 30 mW의 연속파 전력 - 예를 들면, 121 개의 포인트를 포함하는 패턴의 경우 하나의 포인트의 평균 출력은 0.25 mW일 수 있음 - , 원형 빔 프로파일을 가지며 연속파 모드에서 실행되는 레이저 소스, 및 폴리카보네이트(PC) 캐리어 재료, 8 mm의 직경, 1.2 mm의 두께 및 100 mm 거리에서의 기하학적 형상 및 개구 각도: a = 71 mm, b = 50 mm, c = 5 mm, d = 50 mm, α = 39°, β = 28°, γ = 2.8° 및 δ = 28°를 갖는 모델 DE-R 258 하에서 이용 가능한 적어도 하나의 DOE가 사용되었다.

도 10a는, 1 ms의 조명 시간을 갖는 나무 펜(실선), 5 ms의 조명 시간을 갖는 붉은 다웰(대시 라인(dashed line)), 블랙 커버 플랩(점선(dotted line)) 및 화이트 홀더(1점 쇄선)에 대한, 가중치 부여에 의해 결정된 % 단위의 결정된 레벨(fl_exp)을 % 단위의 실제 충전 레벨(fl_real)의 함수로서 도시한다. 도 10b는, 기름칠한 서클립(실선), O 링, 특히 강철(쇄선)에 대한 그리고 포장된 재료, 특히 종이(점선)에 대한, 가중치 부여에 의해 결정되는 % 단위의 결정되는 충전 레벨(fl_exp)를, % 단위의 실제 충전 레벨(fl_real)의 함수로서 도시한다. 도 10c는, O 링, 특히 고무(실선), 블랙 플라스틱 홀더(쇄선) 및 접시머리 나사 M8 길이(점선)에 대한, 가중치 부여에 의해 결정되는 % 단위의 결정된 충전 레벨(fl_exp)을 % 단위의 실제 충전 레벨의 함수로서 도시한다.

참조 번호의 목록

110 충전 레벨 결정 디바이스

112 스토리지 유닛

114 조명 디바이스

116 조명 패턴

118 조명 피쳐

120 센서 엘리먼트

122 평가 디바이스

124 광학 센서

126 리셉터클

128 물품

130 저부 표면

132 측벽

134 데드 볼륨

136 조명 소스

138 전달 디바이스

140 하우징

142 통신 유닛

144 그리드

인용된 문헌

WO2012/019734

US2012/0314059A1

WO 2012/110924 A1

WO 2014/097181 A1

WO 2014/198629 A1

R.A. Street (Ed.): Technology and Applications of Amorphous Silicon, Springer-Verlag Heidelberg, 2010, pp. 346-349 X. Jiang, H. Bunke: "Dreidimensionales Computersehen" Springer, Berlin Heidelberg, 1997, chapter 2

Claims (22)

1. 적어도 하나의 스토리지 유닛(112)의 충전 레벨(filling level)을 결정하기 위한 방법으로서,
   a) 복수의 조명 피쳐(118)를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴(116)을 사용하여 상기 스토리지 유닛(112)을 조명하고 상기 스토리지 유닛(112)의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 단계와,
   b) 상기 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 단계와,
   c) 상기 제1 반사 피쳐에 대해, 상기 제1 반사 피쳐에 의한 광학 센서(124) - 상기 광학 센서(124) 각각은 감광 영역(light-sensitive area)을 구비함 - 의 매트릭스를 갖는 적어도 하나의 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 상기 제2 반사 피쳐에 대해, 상기 제2 반사 피쳐에 의한 상기 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 단계와,
   d) 단계 c)에서 생성되는 상기 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 상기 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(longitudinal coordinate)(z1)를 결정하고, 단계 c)에서 생성되는 상기 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 상기 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 단계와,
   e) 상기 반사 이미지에서 상기 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 상기 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고 상기 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 상기 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 단계와,
   f) 상기 제1 벡터 및 상기 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵(elevation map)을 결정하고 그로부터 상기 스토리지 유닛의 상기 충전 레벨을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 평가는 상기 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 상기 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함하는, 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 결합 신호(Q1)는 상기 두 개의 제1 센서 신호를 분할하는 것, 상기 두 개의 제1 센서 신호의 배수를 분할하는 것, 상기 두 개의 제1 센서 신호의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 유도되고, 상기 제2 결합 신호(Q2)는 상기 두 개의 제2 센서 신호를 분할하는 것, 상기 두 개의 제2 센서 신호의 배수를 분할하는 것, 상기 두 개의 제2 센서 신호의 선형 조합을 분할하는 것 중 하나 이상에 의해 유도되는, 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 결합 신호(Qi)(i = 1, 2)는
   

   

   
   에 의해 유도되되, x 및 y는 횡방향 좌표(transversal coordinate)이고, A1 및 A2는 상기 센서 엘리먼트의 상기 위치에서의 상기 각각의 반사 피쳐의 적어도 하나의 빔 프로파일의 상이한 영역이며, E(x, y, z_o)는 상기 스토리지 유닛(112)의 거리(z_o)에서 주어지는 상기 빔 프로파일을 나타내고, 상기 센서 신호의 각각은 상기 각각의 반사 피쳐의 상기 빔 프로파일의 적어도 하나의 영역의 적어도 하나의 정보를 포함하는, 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 방법은, 상기 각각의 반사 피쳐의 상기 빔 프로파일의 제1 영역 및 상기 각각의 반사 피쳐의 상기 빔 프로파일의 제2 영역을 결정하는 단계를 포함하되, 상기 각각의 반사 피쳐의 상기 빔 프로파일의 상기 제1 영역은 본질적으로 상기 각각의 반사 피쳐의 상기 빔 프로파일의 에지 정보를 포함하고 상기 각각의 반사 피쳐의 상기 빔 프로파일의 상기 제2 영역은 본질적으로 상기 각각의 반사 피쳐의 상기 빔 프로파일의 중심 정보를 포함하고, 상기 에지 정보는 상기 각각의 반사 피쳐의 상기 빔 프로파일의 상기 제1 영역에서의 광자의 수에 관련이 있는 정보를 포함하고 상기 중심 정보는 상기 각각의 반사 피쳐의 상기 빔 프로파일의 상기 제2 영역에서의 광자의 수에 관련이 있는 정보를 포함하는, 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 반사 피쳐의 상기 제1 센서 신호의 상기 평가 및 상기 제2 반사 피쳐의 상기 제2 센서 신호의 상기 평가는
   - 가장 높은 센서 신호를 갖는 적어도 하나의 광학 센서(120)를 결정하고 적어도 하나의 중심 신호를 형성하는 것과,
   - 상기 매트릭스의 상기 광학 센서(120)의 상기 센서 신호를 평가하고 적어도 하나의 합 신호를 형성하는 것과,
   - 상기 중심 신호 및 상기 합 신호를 결합하는 것에 의해 적어도 하나의 결합 신호를 결정하는 것과,
   - 상기 결합 신호를 평가하는 것에 의해 종방향 영역을 결정하는 것을 포함하는, 방법.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제1 결합 신호(Q1)와 상기 제1 종방향 좌표(z1) 사이의 적어도 하나의 제1 미리 결정된 관계는 상기 제1 종방향 좌표를 결정하기 위해 사용되고, 상기 제2 결합 신호(Q2)와 상기 제2 종방향 좌표(z2) 사이의 적어도 하나의 제2 미리 결정된 관계는 상기 제2 종방향 좌표를 결정하기 위해 사용되는, 방법.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 방법은:
   - 상기 선택된 반사 피쳐의 각각에 대해 복수의 기준 피쳐를 포함하는 적어도 하나의 기준 이미지에서 종방향 영역(longitudinal region) - 상기 종방향 영역은 단계 c)에서 결정되는 상기 각각의 선택된 기준 피쳐의 상기 종방향 좌표(z) 및 에러 간격(±ε)에 의해 주어짐 - 에 대응하는 적어도 하나의 변위 영역을 결정하는 단계와,
   - 상기 각각의 선택된 반사 피쳐를 상기 변위 영역 내의 적어도 하나의 기준 피쳐와 매칭시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 매칭된 기준 피쳐 및 상기 선택된 반사 피쳐의 변위가 결정되되, 상기 매칭된 기준 피쳐의 적어도 하나의 종방향 정보는 종방향 좌표와 상기 변위 사이의 미리 결정된 관계를 사용하여 결정되는, 방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 기준 이미지 및 상기 반사 이미지는 상이한 공간 위치에서 결정되는 상기 스토리지 유닛의 이미지이되, 에피폴라 라인(epipolar line)이 상기 기준 이미지에서 결정되고, 상기 변위 영역은 상기 에피폴라 라인을 따라 연장되고, 상기 제1 또는 제2 반사 피쳐의 상기 각각의 종방향 좌표(z)에 대응하는 상기 기준 피쳐는 상기 에피폴라 라인을 따라 결정되고, 상기 에러 간격(±ε)에 대응하는 상기 에피폴라 라인을 따르는 상기 변위 영역의 범위가 결정되는, 방법.
11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각각의 제1 및 제2 반사 피쳐는, 상기 결정된 종방향 좌표(z)를 고려하는 적어도 하나의 평가 알고리즘을 사용하는 것에 의해 상기 변위 영역 내의 상기 대응하는 기준 피쳐와 매칭되되, 상기 평가 알고리즘은 선형 스케일링 알고리즘(linear scaling algorithm)인, 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 적어도 하나의 공백 교정 단계(empty-calibration step)를 포함하되, 상기 공백 교정 단계에서 비어 있는 스토리지 유닛의 치수가 결정되고, 상기 공백 교정 단계는 다음의 하위 단계:
    i) 상기 복수의 조명 피쳐(118)를 포함하는 상기 적어도 하나의 조명 패턴(116)으로 상기 비어 있는 스토리지 유닛(112)을 조명하고 상기 비어 있는 스토리지 유닛(112)의 상기 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 하위 단계와,
    ii) 상기 반사 이미지의 상기 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 상기 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 하위 단계와,
    iii) 상기 제1 반사 피쳐에 대해, 상기 제1 반사 피쳐에 의한 상기 적어도 하나의 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 상기 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 상기 제2 반사 피쳐에 대해, 상기 제2 반사 피쳐에 의한 상기 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 상기 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 하위 단계와,
    iv) 단계 iii)에서 생성되는 상기 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 상기 제1 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하고, 단계 iii)에서 생성되는 상기 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 상기 제2 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 하위 단계 - 상기 평가는 상기 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 상기 제1 결합 신호(Q1) 및 상기 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 상기 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함함 -와,
    v) 상기 반사 이미지에서 상기 제1 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 상기 제2 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고, 상기 제1 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 상기 제2 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 하위 단계와,
    vi) 상기 제1 벡터 및 상기 제2 벡터로부터 상기 적어도 하나의 고도 맵을 결정하고 그로부터 상기 비어 있는 스토리지 유닛(112)의 상기 치수를 결정하는 하위 단계를 포함하는, 방법.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 적어도 하나의 충전 교정 단계(filled-up-calibration step)를 포함하되, 상기 충전 교정 단계에서 상기 스토리지 유닛(112)은 적어도 하나의 미리 정의된 충전 레벨까지 충전되고, 상기 충전된 스토리지 유닛(112)의 치수가 결정되고, 상기 충전 교정 단계는 다음의 하위 단계:
    I) 상기 복수의 조명 피쳐(118)를 포함하는 상기 적어도 하나의 조명 패턴(116)으로 상기 충전된 스토리지 유닛을 조명하고 상기 충전된 스토리지 유닛(112)의 상기 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하는 하위 단계와,
    II) 상기 반사 이미지의 상기 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 상기 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하는 하위 단계와,
    III) 상기 제1 반사 피쳐에 대해, 상기 제1 반사 피쳐에 의한 상기 적어도 하나의 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 상기 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하고, 상기 제2 반사 피쳐에 대해, 상기 제2 반사 피쳐에 의한 상기 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 상기 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하는 하위 단계와,
    IV) 단계 III)에서 생성되는 상기 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 상기 제1 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하고, 단계 III)에서 생성되는 상기 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 상기 제2 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하는 하위 단계 - 상기 평가는 상기 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 상기 제1 결합 신호(Q1) 및 상기 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 상기 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함함 -와,
    V) 상기 반사 이미지에서 상기 제1 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 상기 제2 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하고, 상기 제1 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 상기 제2 반사 피쳐의 상기 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하는 하위 단계와,
    VI) 상기 제1 벡터 및 상기 제2 벡터로부터 상기 적어도 하나의 고도 맵을 결정하고 그로부터 상기 충전된 스토리지 유닛(112)의 상기 치수를 결정하는 하위 단계를 포함하는, 방법.
14. 특히 적어도 하나의 창고에서, 복수의 스토리지 유닛(112)에 보관되는 물품(128)의, 특히, 동일한 타입의 물품(128)의 양을 결정하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 사용하여 상기 스토리지 유닛(112)의 각각의 충전 레벨을 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 방법은 상기 스토리지 유닛(112)의 상기 결정된 충전 레벨로부터 물품(128)의 상기 양을 평가하고 물품(128)의 상기 양을 합산하는 단계를 더 포함하는, 방법.
15. 적어도 하나의 스토리지 유닛(112)에서의 물품(128)의 양의 적어도 하나의 변화를 결정하기 위한 방법으로서,
    - 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 참조하는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 사용하여 상기 스토리지 유닛(112)의 초기 충전 레벨을, 제1 시점에서, 결정하는 단계와,
    - 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 참조하는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 사용하여 상기 스토리지 유닛(112)의 실제 충전 레벨을, 제2 시점에서, 결정하는 단계와,
    - 상기 초기 충전 레벨과 상기 실제 충전 레벨을 비교하는 것에 의해 상기 초기 충전 레벨과 상기 실제 충전 레벨 사이의 차이를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 방법은 상기 초기 충전 레벨과 상기 실제 충전 레벨 사이의 상기 차이가 미리 정의된 한계를 초과하는 경우 예외적인 액세스가 발생하였다는 것을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 방법은 예외적 액세스가 결정되는 경우 상기 예외적 액세스에 대한 적어도 하나의 정보를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 초기 충전 레벨과 상기 실제 충전 레벨 사이의 상기 차이가 상기 미리 정의된 한계를 초과하고 액세스가 승인되지 않는 경우, 승인되지 않은 액세스를 결정하는 단계를 포함하되, 상기 방법은, 승인되지 않은 액세스가 결정되는 경우, 상기 승인되지 않은 액세스에 대한 적어도 하나의 정보를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
19. 적어도 하나의 스토리지 유닛(112)의 충전 레벨을 결정하기 위한 충전 레벨 결정 디바이스(110)로서,
    상기 충전 레벨 결정 디바이스는 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 참조하는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 충전 레벨을 결정하기 위한 방법을 수행하도록 구성되는, 충전 레벨 결정 디바이스(110).
20. 제19항에 있어서,
    상기 충전 레벨 결정 디바이스(110)는 복수의 조명 피쳐(118)를 포함하는 적어도 하나의 조명 패턴(116)을 생성하도록 적응되는 적어도 하나의 조명 디바이스(114)를 포함하되, 상기 충전 레벨 결정 디바이스(110)는 상기 스토리지 유닛(112)의 적어도 하나의 반사 이미지를 결정하도록 적응되는 적어도 하나의 센서 엘리먼트(120)를 포함하고, 상기 충전 레벨 결정 디바이스는 상기 반사 이미지의 적어도 하나의 제1 반사 피쳐 및 적어도 하나의 제2 반사 피쳐를 선택하도록 적응되는 적어도 하나의 평가 디바이스(122)를 포함하고, 상기 센서 엘리먼트(120)는 광학 센서(124)의 매트릭스를 구비하되, 상기 광학 센서(124) 각각은 감광 영역을 가지며, 각각의 광학 센서(124)는 반사 광 빔에 의한 자신의 각각의 감광 영역의 조명에 응답하여 적어도 하나의 센서 신호를 생성하도록 설계되고, 상기 센서 엘리먼트(120)는 상기 제1 반사 피쳐에 의한 상기 센서 엘리먼트(120)의 조명에 응답하여 상기 제1 반사 피쳐에 대해 적어도 두 개의 제1 센서 신호를 생성하도록, 그리고 상기 제2 반사 피쳐에 의한 상기 센서 엘리먼트의 조명에 응답하여 상기 제2 반사 피쳐에 대해 적어도 두 개의 제2 센서 신호를 생성하도록 적응되고, 상기 평가 디바이스(122)는 상기 두 개의 제1 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 상기 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 종방향 좌표(z1)를 결정하도록, 그리고 상기 두 개의 제2 센서 신호를 평가하고, 그에 의해, 상기 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 종방향 좌표(z2)를 결정하도록 적응되고, 상기 평가 디바이스(122)는 상기 반사 이미지에서 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x1, y1) 및 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 위치 (x2, y2)를 결정하도록 그리고 상기 제1 반사 피쳐의 적어도 하나의 제1 벡터 (x1, y1, z1) 및 상기 제2 반사 피쳐의 적어도 하나의 제2 벡터 (x2, y2, z2)를 결정하도록 적응되고, 상기 평가 디바이스(122)는 상기 제1 벡터 및 상기 제2 벡터로부터 적어도 하나의 고도 맵을 결정하도록 그리고 그로부터 상기 스토리지 유닛(112)의 충전 레벨을 결정하도록 적응되는, 충전 레벨 결정 디바이스(110).
21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 평가는 상기 적어도 두 개의 제1 센서 신호로부터의 제1 결합 신호(Q1) 및 상기 적어도 두 개의 제2 센서 신호로부터의 제2 결합 신호(Q2)를 평가하는 것을 포함하는, 충전 레벨 결정 디바이스(110).
22. 어떤 양의 물품(128)을 보관하기 위한 스토리지 유닛(112)으로서,
    상기 스토리지 유닛(112)은 상기 어떤 양의 물품(128)을 수용하도록 그리고 보관하도록 적응되는 적어도 하나의 리셉터클(receptacle)(126)을 포함하되, 상기 스토리지 유닛(112)은 충전 레벨 결정 디바이스를 참조하는 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 충전 레벨 결정 디바이스(110)를 포함하는, 스토리지 유닛(112).

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