DE102011108579B4 - Plant, comprising handsets, and method for transmitting information in a plant - Google Patents
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Abstract
Anlage, aufweisend ein erstes und ein zweites Mobilteil,
wobei jedes Mobilteil eine jeweilige Kamera aufweist, die mit einer jeweiligen Bildverarbeitungseinheit des jeweiligen Mobilteils derart verbunden ist, dass die KameraBildsignale der jeweiligen Bildverarbeitungseinheit zugeführt werden,
wobei jedes Mobilteil ein Leuchtmittel aufweist,
wobei das Leuchtmittel von dem Rechner des jeweiligen Mobilteils derart ansteuerbar ist, dass Leuchtstärke und/oder Farbe des Leuchtmittels modulierbar ist,
wobei die Bildverarbeitungseinheit jedes Mobilteils ein Decodiermittel aufweist zum Decodieren der mittels des Leuchtmittels des jeweils anderen Mobilteils abgestrahlten Information,
wobei in der Anlage Markierungen angeordnet sind, mittels deren von der jeweiligen Kamera aufgenommenen Bild von der Bildverarbeitungseinheit des zweiten Mobilteils die Position des zweiten Mobilteils bestimmbar ist und diese Positionsinformation an das erste Mobilteil mittels der modulierend und codiert angesteuerten Leuchtmittel und der Decodiermittel übertragbar ist.
System, comprising a first and a second handset,
wherein each handset has a respective camera, which is connected to a respective image processing unit of the respective handset such that the camera image signals are fed to the respective image processing unit,
each handset has a lamp,
wherein the illuminant can be controlled by the computer of the respective handset in such a way that the luminosity and / or color of the illuminant can be modulated,
wherein the image processing unit of each handset has a decoding means for decoding the information emitted by the illuminant of the other handset,
wherein markings are arranged in the system, by means of whose image recorded by the respective camera, the position of the second handset can be determined by the image processing unit of the second handset and this position information can be transmitted to the first handset by means of the modulating and coded lamps and the decoding means.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage, aufweisend Mobilteile, und ein Verfahren zum Übertragen von Information bei einer Anlage.The invention relates to a system comprising mobile parts and a method for transmitting information in a system.
Als Mobilteile sind beispielsweise Spielzeug-Roboter allgemein bekannt, die auf einem Boden verfahrbar sind und eine elektronische Steuerschaltung aufweisen.Toy robots, for example, are generally known as mobile parts, which can be moved on a floor and have an electronic control circuit.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfach herstellbare Datenübertragung bei Mobilteilen einer Anlage weiterzubilden.The invention is therefore based on the object of further developing an easy-to-manufacture data transmission in the case of mobile parts of a system.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Anlage nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the system according to the features in
Wichtige Merkmale der Erfindung bei der Anlage sind, dass sie Mobilteile aufweist,
wobei ein erstes Mobilteil eine Kamera aufweist,
wobei ein weiteres Mobilteil ein Leuchtmittel, insbesondere zur Erzeugung von mit der Kamera detektierbarer elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung oder sichtbares Licht, aufweist, dessen Leuchtstärke und/oder Farbe, insbesondere Spektralverteilung, steuerbar ist, insbesondere von einem Rechner des weiteren Mobilteils.Important features of the invention in the system are that it has mobile parts,
a first handset having a camera,
wherein another handset has an illuminant, in particular for generating electromagnetic radiation that can be detected with the camera, in particular infrared radiation or visible light, the luminosity and / or color, in particular spectral distribution, of which can be controlled, in particular by a computer of the other handset.
Von Vorteil ist dabei, dass Information mittels Modulation der Lichtstärke, insbesondere als Amplitudenmodulation und/oder Pulsweitenmodulation, oder mittels der Modulation der Farbe, also Frequenzmodulation, übertragbar ist. Dabei ist die Strahlung mittels der Kamera detektierbar. Darüber hinaus ist die Strahlung in einem derartigen Frequenzbereich und die Kamera derart aufgebaut, dass ein Bild aufnehmbar ist. Vorzugsweise ist die Kamera eine Wärmebildkamera oder eine photosensitive Kamera, insbesondere weist die Kamera einen CCD Sensor oder einen anderen photosensitiven Bildsensor auf. Außerdem weist die Kamera ein einen Teil der Umgebung abbildendes Linsensystem auf.It is advantageous here that information can be transmitted by means of modulation of the light intensity, in particular as amplitude modulation and / or pulse width modulation, or by means of the modulation of the color, that is to say frequency modulation. The radiation can be detected by the camera. In addition, the radiation in such a frequency range and the camera are constructed in such a way that an image can be recorded. The camera is preferably a thermal imaging camera or a photosensitive camera, in particular the camera has a CCD sensor or another photosensitive image sensor. In addition, the camera has a lens system that images part of the surroundings.
Das Kamerabild weist mehr als 1000, insbesondere bevorzugt mehr als 10 000 Bildpixel, auf.The camera image has more than 1000, particularly preferably more than 10,000 image pixels.
Erfindungsgemäß ist das Leuchtmittel von einem Rechner des weiteren Mobilteils ansteuerbar, insbesondere zeitabschnittsweise anschaltbar und danach abschaltbar. Von Vorteil ist dabei, dass eine Codierung der zu sendenden Information in einfacher Weise ermöglicht ist.According to the invention, the illuminant can be controlled by a computer of the further mobile part, in particular can be switched on in periods and then switched off. The advantage here is that the information to be transmitted can be encoded in a simple manner.
Erfindungsgemäß ist das Leuchtmittel von einem Rechner des weiteren Mobilteils derart ansteuerbar, dass die Leuchtstärke und/oder Farbe modulierbar ist,
insbesondere wobei das Leuchtmittel aus mehreren Leuchteinheiten, insbesondere LED, Lampen oder dergleichen, zusammengesetzt ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine fehlerarme Übertragung der Information, insbesondere also mit einem hohen Signal-Rausch-Verhältnis erreichbar ist.According to the invention, the illuminant can be controlled by a computer of the further mobile part in such a way that the luminosity and / or color can be modulated.
in particular where the illuminant is composed of a plurality of lighting units, in particular LEDs, lamps or the like. The advantage here is that a low-error transmission of the information, in particular thus with a high signal-to-noise ratio, can be achieved.
Erfindungsgemäß ist die vom weiteren Mobilteil mittels des Leuchtmittels abgestrahlte Farbe veränderbar und/oder steuerbar. Von Vorteil ist dabei, dass eine gegenüber einer Schwarz-Weiß-Übertragung oder sonstigen ausschließlich Lichtintensitätsmodulierten Übertragung ein besonders hohes Signal-Rausch-Verhältnis erreichbar ist.According to the invention, the color emitted by the further mobile part by means of the illuminant can be changed and / or controlled. The advantage here is that a particularly high signal-to-noise ratio can be achieved compared to black-and-white transmission or other transmission that is exclusively modulated by light intensity.
Erfindungsgemäß weist das erste Mobilteil, insbesondere ein Rechner des ersten Mobilteils, eine Bildverarbeitungseinheit auf, insbesondere wobei die vom weiteren Mobilteil mittels des ansteuerbaren Leuchtmittels abgestrahlte Information decodierbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine sowieso am Mobilteil vorhandene Einheit verwendbar ist, also die Erfindung mittels Software realisierbar ist, insbesondere ohne zusätzlich notwendige Hardware. Denn es müssen die von der Kamera aufgenommenen Bilder nur auf Helligkeitsschwankungen und/oder Farbschwankungen untersucht werden und aus dem detektierten Helligkeitsschwankungssignal und/oder Farbschwankungssignal die Information decodiert werden. According to the invention, the first mobile part, in particular a computer of the first mobile part, has an image processing unit, in particular wherein the information emitted by the further mobile part by means of the controllable illuminant can be decoded. The advantage here is that an existing unit on the handset can be used, that is, the invention can be implemented by means of software, in particular without additional hardware. This is because the images recorded by the camera only have to be examined for brightness fluctuations and / or color fluctuations and the information is decoded from the detected brightness fluctuation signal and / or color fluctuation signal.
Erfindungsgemäß weist die Bildverarbeitungseinheit des ersten Mobilteils ein Decodiermittel auf zum Decodieren der mittels des Leuchtmittels des weiteren Mobilteils abgestrahlten Information. Von Vorteil ist dabei, dass das Decodiermittel einfach und ohne besonderen Aufwand herstellbar ist, insbesondere als Software in einem Rechner, dem die Kamerabildsignale zugeführt werden.According to the invention, the image processing unit of the first mobile part has a decoding means for decoding the information emitted by the illuminant of the further mobile part. The advantage here is that the decoding means can be produced easily and without special effort, in particular as software in a computer to which the camera image signals are fed.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist ein Mobilteil eine Sekundärwicklung auf, insbesondere an einer seiner Seitenwände, und ein Mobilteil einen Primärleiter aufweist, so dass Primärleiter und Sekundärwicklung induktiv koppelbar sind zur induktiven Energieübertragung. Von Vorteil ist dabei, dass eine berührungslose Übertragung von Energie ermöglicht ist und somit der Wartungsaufwand reduziert ist, da die Übertragung insbesondere im Vergleich zu Schleifleitungsübertragung verschleißfrei erfolgt.In an advantageous embodiment, a mobile part has a secondary winding, in particular on one of its side walls, and a mobile part has a primary conductor, so that the primary conductor and secondary winding can be inductively coupled for inductive energy transmission. The advantage here is that a contactless transmission of energy is made possible and thus the maintenance effort is reduced, since the transmission takes place without wear, particularly in comparison to conductor line transmission.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Boden ein Primärleiter angeordnet, aus dem ein Mobilteil mittels an seiner Unterseite angeordneter Sekundärwicklung induktiv versorgbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine berührungslose Versorgung eines Mobilteils aus dem Boden ausführbar ist und von diesem Mobilteil Energie weiterleitbar ist mittels des an der Seitenfläche angeordneten Primärleiters, der mit der Sekundärwicklung des weiteren Mobilteils induktiv koppelbar ist.In an advantageous embodiment, a primary conductor is arranged on the floor, from which a mobile part can be supplied inductively by means of a secondary winding arranged on its underside. The advantage here is that a contactless supply of a mobile part can be carried out from the ground and energy can be transmitted from this mobile part by means of the primary conductor arranged on the side surface, which can be inductively coupled to the secondary winding of the further mobile part.
Erfindungsgemäß sind in der Anlage Markierungen angeordnet, mittels derer vom ersten Mobilteil seine Position bestimmbar ist,
insbesondere wobei die Markierung eine Form und/oder einen Barcode aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels Bildauswertung die Position des Mobilteils bestimmbar ist. Dabei wird aus der Verzerrung der Form die Blickrichtung der Kamera und aus der Größe der Form die Entfernung zur Markierung bestimmt und aus dem Barcode die zur Markierung gehörige Positionsinformation.According to the invention, markings are arranged in the system, by means of which its position can be determined by the first mobile part,
in particular where the marking has a shape and / or a bar code. The advantage here is that the position of the handset can be determined by means of image evaluation. The distortion of the shape determines the viewing direction of the camera and the size of the shape determines the distance to the marking, and the position information associated with the marking is determined from the barcode.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind erstes und zweites Mobilteil gleichartig ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die Datenübertragung bidirektional ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the first and second mobile parts are designed in the same way. The advantage here is that the data transmission can be carried out bidirectionally.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Übertragen von Information bei einer Anlage sind, dass die von einer Kamera eines ersten Mobilteils aufgenommene Bildfolge ausgewertet wird, wobei die in der von Leuchtmitteln eines weiteren Mobilteils abgestrahlten Leuchtintensität und/oder in der von Leuchtmitteln eines weiteren Mobilteils abgestrahlten Farbe codierte Information von einer mit der Kamera verbundenen Bildverarbeitungseinheit decodiert wird und einem Rechner zugeführt wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Kamera für die Navigation des Mobilteils sowieso vorhanden ist und somit nur die Bildauswertungseinheit erfindungsgemäß ausgebildet werden muss. Da die Kamera sowieso vorhanden ist, stellt sie keinen zusätzlichen Aufwand dar.Important features of the method for transmitting information in a system are that the image sequence recorded by a camera of a first handset is evaluated, the light intensity emitted by lamps of another handset and / or the color emitted by lamps of another handset encoded information is decoded by an image processing unit connected to the camera and fed to a computer. The advantage here is that the camera for the navigation of the handset is present anyway and therefore only the image evaluation unit has to be designed according to the invention. Since the camera is available anyway, it does not represent any additional effort.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird aus der aufgenommenen Bildfolge oder aus einem der aufgenommenen Bilder die relative Position des ersten zum weiteren Mobilteil bestimmt. Von Vorteil ist dabei, dass ein Heranfahren auf eine vorgegebene Relativposition ausführbar ist, bei welcher dann die Sekundärwicklung des weiteren Mobilteils an den Primärleiter des ersten Mobilteils induktiv gekoppelt ist und somit Energie berührungslos übertragbar ist.In an advantageous embodiment, the relative position of the first to the further mobile part is determined from the recorded image sequence or from one of the recorded images. The advantage here is that a drive up to a predetermined relative position can be carried out, in which the secondary winding of the further mobile part is then inductively coupled to the primary conductor of the first mobile part and energy can thus be transmitted without contact.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages result from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the person skilled in the art there are further useful combinations of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or the figures, in particular from the task and / or the task arising from comparison with the prior art.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
- In der
1 ist eine erfindungsgemäße Anlage schematisch skizziert.
- In the
1 a system according to the invention is schematically outlined.
Hierbei sind zumindest zwei Mobilteile
Diese Mobilteile
Mittels des Kamerabildes ist ein Bestimmen der Position des Mobilteils innerhalb der Anlage ermöglicht. Hierzu sind an bekannten Positionen Markierungen in der Anlage angeordnet, so dass mittels Auswerten des Kamerabildes die Position des Mobilteils innerhalb der Anlage bestimmbar ist. Die Markierungen weisen beispielsweise eine leicht erkennbare Form, wie beispielsweise Rechteck oder Kreis auf und außerdem einen Barcode. Somit ist aus der Verzerrung der Form, der Größe des Abbildes der Form im Kamerabild und aus einer zum Barcode gehörigen Identitätsinformation, zu der die Position der Markierung in einem Speicher hinterlegt ist, nicht nur die zur Markierung relative Position des Mobilteils, sondern auch die absolute Position des Mobilteils in der Anlage bestimmbar.The camera image enables the position of the handset to be determined within the system. For this purpose, markings are arranged in the system at known positions, so that the position of the handset within the system can be determined by evaluating the camera image. The markings have, for example, an easily recognizable shape, such as a rectangle or circle, and also a barcode. Thus, from the distortion of the shape, the size of the image of the shape in the camera image and from identity information belonging to the barcode, for which the position of the marking is stored in a memory, not only the position of the handset relative to the marking, but also the absolute position The position of the handset in the system can be determined.
Die Mobilteile umfassen auch einen elektromotorischen Antrieb, welcher aus einem Energiespeicher des Mobilteils
Außerdem weisen die Mobilteile
Die Kamera
Zur Datenübertragung werden die Leuchtmittel derart angesteuert von einem Rechner des zugehörigen Mobilteils
Statt eines An- und Abschalten ist auch ein Modulieren der Leuchtstärke ausführbar.Instead of switching on and off, the light intensity can also be modulated.
Das über die Kamera
Auf diese Weise ist also von einem ersten Mobilteil
Bei Vorhandensein mehrerer Mobilteile
Außerdem ist anhand des ausgewerteten Bildes auch die relative Position des sendenden Mobilteils
Die Mobilteile
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- Mobilteil, RoboterHandset, robot
- 22nd
- Kameracamera
- 3131
- LEDLED
- 3232
- LEDLED
- 3333
- LEDLED
- 3434
- LEDLED
- 3535
- LEDLED
- 3636
- LEDLED
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