用于测量设备和装置组件的虚拟功能模块的制作方法

1.本发明涉及一种用于检测、评估(auswertung)以及操作设备的系统。
2.本发明还涉及一种用于检测、评估以及操作设备的方法。


背景技术：

3.根据现有技术，装置组件与工业组件通过互联网连接而相互连接是通常已知的。在传统的过程工业中并且在装置与制造领域中以及在移动工作设备、车辆和组件的装置与制造领域中也需要读取操作状态和进行调节。为此目的，这些组件包括开关、按钮、显示器或者交互式显示装置。根据应用，所述组件根据所谓的ip保护等级借助保护装置保护。
4.例如，具有显示器以及可调节压力值和开关阈值的压力开关是普遍已知的。也存在所谓的过程变送器，其检测过程压力并且将其转换成电信号。所述过程变送器具有高的精度并且例如设置有用于防止周围环境影响的螺旋盖。上述两个测量设备都能够实现在装置中进行本地操作和读取。
5.然而，在大型装置中通常存在以下问题：测量设备布置在难以触及的位置处。
6.为了解决所述问题，用于检测、评估以及操作设备的不同系统和方法根据现有技术是已知的。
7.例如，de 10 2014 115 514 b3描述了一种用于将现场设备与操作单元连接的方法，其中通过操作单元将询问信号传送到现场设备上。响应于所述询问信号，通过现场设备产生至少一个响应信号，其方式是，现场设备产生闪烁的显示器、显示器的颜色变化、声学信号或声学信号的变化。在响应信号中传输用于现场设备与操作单元连接的数据，其中响应信号涉及密码或者涉及密码的一部分。所述密码允许对现场设备的访问，其中通过操作单元将密码传递到现场设备上。
8.此外，wo 2014/026787 a1描述了借助电子移动无线电终端设备用于监视涡轮机装置的操作状态的系统和方法。在此，由用户启动存储在电子移动无线电终端设备中的应用。随后，由用户借助所述电子移动无线电终端设备的摄像机拍摄涡轮机装置的组件，其中给所述组件分配辨识特征。通过确定装置，通过在数据库中的根据所拍摄的辨识特征的比较确定涡轮机装置的组件或者组件所属的涡轮机装置，其中在数据库中对于涡轮机装置的每一个组件分别存储一个辨识特征。根据比较求取的组件或者所求取的涡轮机装置的至少一个信息、尤其运行参数从计算器单元被传输到电子无线电终端设备上。通过电子无线电终端设备上的应用，所传输的信息与摄像机拍摄相联并且显示在电子移动无线电终端设备的显示单元上。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种相比于现有技术的情况有改进的系统，以及用于检测、评估以及操作设备的改进的方法。
10.相对于系统，本发明的目的通过根据本发明所述的特征实现；相对于方法，该目的
通过根据本发明的特征实现。
11.本发明的有利构型是实施例的主题。
12.任务解决方案
13.根据本发明的用于检测、评估以及操作设备、例如测量设备、装置和/或装置组件的系统包括具有光学检测单元(例如摄像机)、显示器和操作单元的的移动终端设备，其中借助光学检测单元可以检测设备上的标记图案(markierungsmuster)和设备图像。所述系统还包括：用于存储设备的接收到的设备数据的缓存器；用于存储设备相关的虚拟图形组件的图形存储器；以及处理器，该处理器根据接收到的设备数据调整虚拟图形组件，光学地分析检测到的设备图像并且将该设备图像与虚拟图形组件一起组合成整体图像(gesamtbild)。在此，虚拟图形组件指示出(anzeigen)设备的操作状态(betriebszustand)，而显示器输出以预定时间间隔更新的整体图像。
14.在观察测量设备时查看例如设置有上述标记图案的测量设备的用户将通过其移动终端设备看见具有不同组件的、持续更新的显示(anzeige)来代替标记图案。在此，显示作为虚拟图形组件不仅根据观察角嵌入且相对于空间位置在运动时更新，而且根据数据连接的质量持续地或者以确定间隔来更新测量值、按钮和显示器元件。
15.所述系统提供用于读取测量值、调节值和/或操作状态以及用于操作和配置装置组件、例如压力测量设备、温度测量设备、液位测量设备或流量测量设备或者其他装置组件、例如泵、阀或其他测量设备的一种简单、可靠且成本有利的解决方案。此外，所述系统能够低成本地、可靠地并且防止周围环境影响地在移动终端设备上实现显示。通过移动终端设备作为显示器的使用，可以取消设备上的附加显示器。此外，在设备的对于用户而言难以触及的定位的情况下也能够实现用户对于与设备、尤其测量值、调节值和/或操作状态相关的信息的简单且方便的接触。
16.所述系统的一种可行的实施方式设置为，图形存储器是设置在移动终端设备上的本地数据库，和/或中央数据库的组成部分。
17.在所述系统的一种可行的扩展方案中，移动终端设备例如构造为便携计算机、智能电话、所谓的虚拟实境眼镜或者平板电脑。
18.移动终端设备尤其包括作为光学检测单元的摄像机、作为显示器的屏幕和用户界面。用户界面例如是键盘、触敏显示屏(bildschirm)、触摸板或者显示器与压力敏感的按钮的组合，所述按钮完全或者部分储存地在屏幕上显示。
19.在所述系统的一种可行的构型中，数据库是互联网支持的服务器应用的组成部分，在该服务器应用中设备和属于该设备的标记图案被管理。也可行的是，如果在与移动终端设备首次接触时以及在该终端设备上实施的应用程序(也称作应用(缩写：app))中第一次读取标记图案，则在互联网支持的服务器应用中管理并且调节哪些表面和显示器投影到整体图像中。数据库替代地也可以存放在移动终端设备中和/或以预定的时间间隔与服务器匹配。
20.例如，借助所述系统也能够实现设备的校准和/或配置，其中为此目的校准数据和/或配置数据存储在设备、移动终端设备中或者数据库中。在此，校准和/或配置通过虚拟显示器实现。尤其也可以输出用于提醒到期校准的警告。与数据库连接，不仅可以存储校准
数据和/或配置数据以及校准协议和/或配置协议、设置和调节，而且可以存储并且因此可以借助移动终端设备查询用于设备的交换、替代和/或维修的数据、例如所谓的标签辨识数字，其存储在移动终端设备中或者数据库中。也可以借助移动终端设备调取用于设备的操作和运行指导说明和数据页。如果例如借助移动终端设备虚拟地询问作为设备的马达或阀，则可以相对于其他参数和过程数据配置转速或冲程或精细调节或反应。例如，确定的值作为虚拟刻度盘上的动态模拟指针借助显示器显示，其中当值轻微或强烈波动时这种显示也能够实现容易读取值。
21.在所述系统的一种可行的构型中设置为，整体图像包含动态按钮(animierte)，其中所述按钮作为交互式的虚拟用户界面构造用于对设备的状态或者状态变化的访问。因此，以简单的方式除读取测量值、调节值和/或操作状态的可能性以外借助移动终端设备实施设备的控制。
22.在所述系统的另一可行的构型中，这样设置：应用在设备上的标记图案包含至少两个彼此垂直的线或棱边或框，据此虚拟图像组件可以相对于设备的图像定向。借此，对于数据处理而言以简单的方式创造了通过棱角检测和/或确定设备的表面在空间中的位置的可能性。同时，可以借助所述线或棱边或框的长度或者大小来确定设备的大小。
23.也可行的是，借助于图像检测单元自动地进行焦深的定向、大小匹配、调整和/或图像比例尺的调整，从而相应设备的检测到的图像最佳地匹配显示器并且因此对于使用者来说能够特别容易地采集。
24.为了能够实现设备的简化且可靠的辨识，所述系统的一种可行的扩展方案设置为，设置在设备上的标记图案包含点状的或线条状的编码，根据所述编码可以辨识设备。
25.根据所述系统的一种可行的扩展方案，整体图像包含动态开关，所述开关可以对于设备上的开关功能冗余地显示或者替换设置在设备上的开关功能。由此，对于用户而言实现直观且安全的操作并且降低错误操作的危险。
26.根据所述系统的另一可行的构型，在图形存储器中存储多个虚拟图形组件，其中可以根据所检测的编码加载(ladbar)与设备匹配的且预存储的虚拟图形组件，并且设备的测量值和/或调节值或按钮可以传输到图形组件中并且可以能够更新。因此，以清楚的且与相应设备匹配的方式向用户始终输出最新的设备特定的测量值和/或调节值。
27.在所述系统的一种可行的扩展方案中，在存储器和/或数据库中存储可根据所检测的编码调出的设备特定的运行指导说明、设置菜单、分析工具、故障分析或数据日志功能，它们能基于服务器或在本地在移动终端设备与存储器和/或数据库之间传输和/或借助移动终端设备和/或设备来实施。由此，对于用户而言能借助相关设备实现有关设备的简单且快速的信息取得，其中所有相关信息可以连同所属的设置可能性输出到同一移动终端设备上。
28.为了能够实现移动终端设备与设备的简单连接，所述系统的一种可行的构型设置为，在设备与移动终端设备之间为了双向数据交换设置无线电连接、光学连接和/或线缆，或者设备与移动终端设备借助网络、数据总线系统和/或因特网连接在可选择地借助数据服务器的情况下相互连接。在此，双向数据交换能够实现：在设备上的进行设置的效果实时地输出到移动终端设备的显示器上。因此，用户可以非常快速地对该效果做出反应并且必要时重新进行设置。
29.光学连接例如通过光被实现，其中所述设备例如包括闪烁灯、发光二极管和/或光接收器。移动终端设备例如可以借助光学检测单元检测、评估经编码的闪烁信号并且将响应通过光源、例如所集成的辅助闪光灯(aufhellblitz)发送到设备上。在一种可行的构型中，辅助闪光灯的光强度在此能使可变化的。
30.特别地，可靠地实现设备与移动终端设备之间的数据传输。为此，例如设置协议和返回确认算法，其与设备或装置组件的身份并且与相应的移动终端设备明确相连。例如，移动终端设备的光学检测单元为此目的与设备的标记图案建立不中断的视线连接。
31.例如，还设置用户特定的访问权限，其对于不同用户包括对设备的功能、例如读取权利的不同的访问等级、不同大小的访问范围和/或不同的访问深度或者包括与用于干预不同类型设备的权利相关的读取和显示。由此，根据职权向用户开启或者阻止对于确定的信息和操作的接触。也防止极为有效的操作并且因此防止设备的故障功能。此外，保护设备免受无意调节的影响。也可以实现，只要或者一旦设备完全检测到标记图案，则操作仅仅对于受限制的用户圈是可行的。
32.在所述系统的一种可行的扩展方案中，访问权利存储在数据库中。
33.在所述系统的一种可行的构型中，虚拟图形组件用于结合到对于用户而言借助移动终端设备的显示器示出的整体图像中并包含光学地复制(nachgebildet)设备的至少一个真实开关的动态开关和图形元件。由此，对于用户而言实现直观且安全的操作并且降低错误操作的危险。
34.所述系统的一种扩展方案设置为，移动终端设备的显示器包括触敏屏。
35.例如，所述触敏显示屏构造为具有用于在虚拟图形组件内操作设备的功能的动态按钮和/或键盘。由此，对于用户而言实现了简单、直观且安全的操作并且降低了错误操作的危险。
36.此外可行的是，移动终端设备和设备如此构造，即，使得具有触敏显示屏的移动终端设备放置在设备上以便激活移动终端设备与设备之间的数据传输。由此可以确保，不发生在设备与移动终端设备之间的数据传输的中断。此外可行的是，以简单的方式借助所谓的近场通信(缩写：nfc)将授权从移动终端设备传输到设备上。
37.为了移动终端的所述放置，在所述系统的一种可行的构型中设备包括例如具有抵靠边缘的有特征的放置面，其中所述放置面包括至少一个用于检测设备的放置的检测单元。这对于用户而言能够实现移动终端设备在对于检测单元最优定向的位置处的简单且可靠的放置。
38.根据所述系统的一种可行的扩展方案，所述系统包括评估单元，所述评估单元构造为用于将包括字母数字或数值的编码的标记图案转换成具有单位的测量值或另一参量并且将其集成到整体图像中。
39.在所述系统的一种可行的构型中，所检测的并且光学评估的图像是运动图像或者一系列相继检测的图像、尤其所谓的实时图像。运动图像始终能够实现设备的图像的与移动终端设备的定向相关的显示。
40.所述系统的一种扩展方案设置为，在远程激活的情况下，在移动终端设备相对于设备运动时移动终端设备作为单个图像或者静止图像不变地显示所检测的并且经光学评估的图像并且持续地更新虚拟图形组件。换言之：显示设备的背景图像被冻结并且更新构
成动态图像区段的图形组件。当地点更换时，例如也进行以上所述。因此，也能从远离设备的地点实现测量值、调节值和/或操作状态或另一状态的观察。
41.所述远程激活的一种可行的应用例如是燃料油箱的灌注或者奶制品厂的奶罐的灌注。在此，所述灌注可以通过远程应用虚拟地并与设备间距大、例如通过另一物体没有视线连接地观察或者控制。例如，因此也可以在与设备间距大时及时关闭阀。例如，在此可以远离设备地、即在此远离罐地借助罐车辆上的移动终端设备输出罐液位显示，以便达到期望液位时关闭阀。在此有利的是，控制访问权利，使得既不能发生错误访问又不能发生未授权的访问。为此，可能有意义的是，在远离设备地激活远程连接之前，分别总是对于首次构造或重新构造建立与测量设备的直接的视线接触。
42.例如也可行的是，罐中的液位通过显示器上的虚拟窗激活。液位则例如通过静态压力或者另一测量探测器的测量值转换成图形。在此，可以根据其他参数、例如密度来辨识罐的灌注物质、例如奶并且在奶的情形中作为白色液位在虚拟窗中显示。
43.与所谓的虚拟实境眼镜用作移动终端设备结合，可行的是：通过透明的或半透明的显示使设备内的过程可视。例如，通过虚拟窗根据数据在显示器上显示液体或者固体或者过程。因此，在检测到相应的温度时显示或更新沸水、根据所测量的流量显示或更新流动介质以及根据所测量的温度显示或更新放热过程。
44.所述系统尤其能够实现：在到达构造为测量设备或装置组件的设备时例如构造为便携计算机、智能电话、所谓的虚拟实境眼镜或者平板电脑的移动终端设备作为显示与操作更换界面使用。
45.为此，用户激活移动终端设备上的程序、也称作应用(缩写：app)，所述程序激活移动终端设备的光学检测单元，并且在构造为屏幕的显示器上显示借助所述光学检测单元拍摄的运动图像、例如实时图像。同时，根据标记图案搜索图像。
46.只要通过检测单元检测到具有所述设置的标记图案的测量设备或者装置组件，则根据编码识别出设备，并且根据在标记图案上方空间中的位置将虚拟显示器和/或开关元件和/或操作元件投影到图像上。因此，用户在移动终端设备的屏幕上观看测量设备或者装置组件时存在看到具有显示器和例如按钮元件的设备时的印象。特别地，所述虚拟按钮可以例如通过智能电话的触摸屏操作。虚拟地投影到设备上的显示器下方的指令、例如按压按钮例如能够以psi分辨mbar测量单位变化。
47.在所述系统的一种可行的构型中，也这样设置：多个组件、主动的装置组件、例如泵、测量设备和被动的装置元件、例如容器合并成一个共同的过程图形并且虚拟地借助移动终端设备控制所属过程。在此也可行的是，对于设备切换到远程状态，其中所述设备示意性在墙壁或其他投影面上示出。所述示意的显示借助所属标记图案分配给相应设备，其中标记图案尤其为了在设备上的安置平行地布置在过程构架面板上。在此，借助移动终端设备完全观察并且控制过程。与手势识别结合地，也能够实现过程的虚拟控制，其方式是，通过手势、例如转动、切换或者擦动手势操作例如阀。
48.在根据本发明的用于在使用包括光学检测单元、显示器和操作单元的移动终端设备的情况下检测、评估并且操作设备、例如测量设备、装置和/或装置组件的方法中，借助光学检测单元检测设备上的标记图案和设备图像。由标记图案得出设备数据，该设备数据指定给虚拟图形组件。此外虚拟图形组件由数据库加载并且与设备的所检测的并且经光学评
估的图像处理,以形成整体图像，其中借助虚拟图形组件指示出设备的操作状态并且以预定的时间间隔更新所述整体图像。
49.所述方法能够实现对于测量值、调节值和/或操作状态的简单、可靠且低成本的读取，以及装置组件、例如压力测量设备、温度测量设备以及液位测量设备或流量测量设备或者其他装置组件、例如泵、阀或其他测量测量设备的简单、可靠且成本有利的操作和配置。此外，所述方法能够低成本地、可靠地并且防止周围环境影响地在移动终端设备上实现显示。通过移动终端设备作为显示器的使用，可以取消设备上的附加显示器。此外，在设备的对于用户而言难以触及的定位的情况下也能够实现用户对于关于设备、尤其测量值、调节值和/或操作状态的信息的简单且方便的接触。
附图说明
50.以下根据附图进一步阐述本发明的实施例。
51.附图示出：
52.图1示意性示出处于第一状态的用于检测、评估以及操作设备的系统的第一透视图，
53.图2示意性示出处于第一状态的用于检测、评估以及操作设备的系统的第二透视图，
54.图3示意性示出具有所示第一整体图像的移动终端设备的透视图；
55.图4示意性示出具有所示第二整体图像的移动终端设备的透视图；
56.图5示意性示出具有所示第三整体图像的移动终端设备的透视图；
57.图6示意性示出具有所示第四整体图像的移动终端设备的透视图；
58.图7示意性示出具有所示第五整体图像的移动终端设备的透视图；
59.图8示意性示出具有所示第六整体图像的移动终端设备的透视图；
60.图9示意性示出用于检测、评估以及操作设备的系统的透视图，
61.图10示意性示出用于检测、评估以及操作设备的系统的透视图。
62.在所有附图中，相应的部件设有相同的附图标记。
具体实施方式
63.本发明涉及下列编号的用于设备的检测、评估和操作的系统：
64.1.所述的系统包括：
[0065]-具有光学检测单元(3.1)、显示器(3.2)和操作单元(3.3)的移动终端设备(3)，
[0066]-其中，所述设备(2)上的标记图案(m)以及所述设备(2)的图像(b)能借助所述光学检测单元检测，
[0067]-用于存储接收到的所述设备(2)的设备数据的缓存器，
[0068]-用于存储设备特定的虚拟图形组件(vg)的图形存储器，
[0069]-处理器(3.5)，所述处理器基于接收到的设备数据来使虚拟图形组件(vg)适应并将所述虚拟图形组件(vg)与接收到的设备图像(b)组合,以得到整体图像(gb)，
[0070]-其中所述虚拟图形组件(vg)指示出所述设备(2)的操作状态，
[0071]-其中，设置在所述设备(2)上的标记图案(m)包含至少两个相互垂直的线(l1，l2)
或棱边或框(r)，基于所述线(l1，l2)或棱边或框(r)能使所述虚拟图形组件(vg)相对于所述设备(2)的图像(b)定向,在所述框(r)所限定的范围内所述标记图案(m)完全由虚拟图形组件(vg)覆盖,
[0072]-其中所述整体图像(gb)在虚拟图形组件(vg)的区域中包含动态按钮(sf1至sf3)，按钮(sf1至sf3)设计成用于开关、控制和/或调节设备2的功能的交互式虚拟用户界面，
[0073]-所述显示器(3.2)输出以预定时间间隔更新的整体图像(gb)。
[0074]
2.根据编号1所述的系统，
[0075]
其特征在于，
[0076]
所述按钮(sf1至sf3)设计成用于选择菜单和/或配置菜单。
[0077]
3.根据编号1或2所述的系统，其特征在于，设置在所述设备(2)上的标记图案(m)包含点状的或者线条状的编码，基于所述点状的或者线条状的编码能识别所述设备(2)。
[0078]
4.根据编号1或2所述的系统，
[0079]
其特征在于，
[0080]
所述整体图像(gb)包含动态按钮(sf1至sf3)，所述按钮能对于所述设备(2)上的开关功能冗余地示出或者用于替代设置在所述设备(2)上的开关功能。
[0081]
5.根据编号3所述的系统，
[0082]
其特征在于，
[0083]-多个虚拟图形组件(vg)存储在所述图形存储器中或者在数据库中，
[0084]-其中，根据所检测的编码能加载与所述设备(2)匹配的并且预存储的虚拟图形组件(vg)，并且
[0085]-所述设备(2)的测量值和/或调节值或者按钮(sf1至sf3)能传输到所述图形组件(vg)中并且能被更新。
[0086]
6.根据编号3所述的系统，
[0087]
其特征在于，
[0088]-在存储器和/或所述数据库中存储设备特定的运行说明、设置菜单、分析工具、故障分析或者数据日志功能，它们
[0089]-能根据所检测的编码调取，
[0090]-能基于服务器或者在本地在所述移动终端设备(3)与所述存储器和/或所述数据库之间进行传输，和/或，
[0091]-能借助所述移动终端设备(3)和/或所述设备(2)实施。
[0092]
7.根据编号1或2所述的系统，
[0093]
其特征在于，
[0094]-无线电连接、光学连接和/或线缆设置在所述设备(2)与所述移动终端设备(3)之间，以便双向数据交换，或者
[0095]-所述设备(2)和所述移动终端设备(3)借助网络、数据总线系统和/或互联网连接在可选择地使用数据服务器(5)的情况下相互连接。
[0096]
8.根据编号1或2所述的系统，
[0097]
其特征在于，
[0098]-设置用户特定的访问权，所述访问权
[0099]-对于不同的用户包括对于所述设备(2)的功能的不同的访问等级、不同大小的访问范围和/或不同的访问深度。
[0100]
9.根据编号1或2所述的系统，
[0101]
其特征在于，
[0102]
为了结合到对于所述用户借助所述移动终端设备(3)的显示器(3.2)示出的整体图像(gb)中，所述虚拟图形组件(vg)包含光学地复制所述设备(2)的至少一个真实开关的动态开关和图形元件。
[0103]
10.根据编号1或2所述的系统，其特征在于，所述移动终端设备(3)的显示器(3.2)包括触敏显示屏。
[0104]
11.根据编号10所述的系统，
[0105]
其特征在于，
[0106]
所述触敏显示屏构造为提供动态按键和/或键盘，以用于在所述虚拟图形组件(vg)中对所述设备(2)进行操作的功能。
[0107]
12.根据编号10所述的系统，
[0108]
其特征在于，
[0109]
所述移动终端设备(3)和所述设备(2)构造成，使得为了激活所述移动终端设备(3)与所述设备(2)之间的数据传输将具有触敏显示屏的所述移动终端设备(3)放置到所述设备(2)上。
[0110]
13.根据编号12所述的系统，
[0111]
其特征在于，
[0112]
为了放置所述移动终端设备(3)，所述设备(2)包括具有抵靠边缘的放置面，其中，所述放置面包括至少一个用于检测所述设备(2)的放置的检测单元(3.1)。
[0113]
14.根据编号1所述的系统，
[0114]
其特征在于，
[0115]-设置评估单元，其中，所述评估单元构造为，
[0116]-将包括字母数字的或数字的编码的标记图案(m)转换成具有单位的测量值或另一参量并且将其集成到所述整体图像(gb)中。
[0117]
15.根据编号1或2所述的系统，其特征在于，
[0118]
所检测的并且经光学评估的图像(b)是运动图像。
[0119]
16.根据编号1或2所述的系统，
[0120]
其特征在于，
[0121]
在远程激活的情况下，在所述移动终端设备(3)相对于所述设备(2)运动时，所述移动终端设备(3)作为单个图像或者静止图像不变地显示设备(2)的所检测的并且经光学评估的图像(b)并且持续地更新所述虚拟图形组件(vg)。
[0122]
17.根据编号1或2所述的系统，其特征在于，所述设备(2)包括测量设备、装置和/或装置组件。
[0123]
本发明还涉及一种用于在使用包括光学检测单元、显示器和操作单元的移动终端设备的情况下检测、评估并且操作设备的方法，其中：
[0124]-借助所述光学检测单元(3.1)检测所述设备(2)上的标记图案(m)以及所述设备(2)的图像(b)，
[0125]-由所述标记图案(m)得出设备数据，
[0126]-将所述设备数据指定给虚拟图形组件(vg)，
[0127]-加载虚拟图形组件(vg)，
[0128]-将所述虚拟图形组件(vg)与所述设备(2)的检测的并且经光学评估的图像(b)处理，以形成整体图像(gb)，
[0129]-借助所述虚拟图形组件(vg)指示出所述设备(2)的操作状态，
[0130]-其中，设置在所述设备(2)上的标记图案(m)包含至少两个相互垂直的线(l1，l2)或棱边或框(r)，基于所述线(l1，l2)或棱边或框(r)能使所述虚拟图形组件(vg)相对于所述设备(2)的图像(b)定向,在所述框(r)所限定的范围内所述标记图案(m)完全由虚拟图形组件(vg)覆盖,
[0131]-其中所述整体图像(gb)在虚拟图形组件(vg)的区域中包含动态按钮(sf1至sf3)，按钮(sf1至sf3)设计成用于开关、控制和/或调节设备2的功能的交互式虚拟用户界面，
[0132]-以预定的时间间隔更新所述整体图像(gb)
[0133]
图1示出根据本发明的用于设备2的检测、评估和操作的系统1的一种可行的实施例的透视图。
[0134]
在所示实施例中，设备2是构造为所谓的过程变送器的压力测量设备，其检测装置4中的过程压力并且将其转换成电信号。
[0135]
系统1包括移动终端设备3，所示移动终端设备构造为所谓的智能电话。移动终端设备3至少在背侧上包括构造为摄像机的具有检测范围e的光学检测单元3.1、处理器3.5、显示器3.2和操作单元3.3。
[0136]
显示器3.2和操作单元3.3在所示实施例中结合在触敏显示屏中。
[0137]
在移动终端设备3上的程序、也称作应用(缩写：app)使得检测单元3.1激活之后，借助所述检测单元拍摄设备2的运动图像b、尤其所谓的实时图像并且在显示器3.2上显示。
[0138]
同时，根据设备2上的标记图案m搜索图像b并由此进行光学分析。
[0139]
根据标记图案m，由没有详细示出的在本地存放在移动终端设备3中的或者是基于因特网的服务器应用的中央组成部件的数据库求取涉及哪个设备2。随后，设备特定的虚拟图形组件vg从数据库传送到移动终端设备3的处理器3.5上，以便与设备2的所检测的并且经光学处理的图像b处理,以形成一个整体图像gb。虚拟图形组件vg在此指示出设备2的操作状态并且以预定的时间间隔更新。
[0140]
在所示实施例中，作为操作状态，借助虚拟图形组件vg指示出装置4中的过程压力。
[0141]
在移动终端设备3的显示器3.2上，虚拟图形组件vg投影到设备2的图像b上。
[0142]
在此，标记图案m优选完全由虚拟图形组件vg覆盖。
[0143]
也可设想的是，设备2具有成型面，在借助移动终端设备3观看时所述成型面才变成显示器和/或变成具有按钮的输入界面。
[0144]
为了总是能够独立于移动终端设备3相对于设备的取向并且因此独立于检测单元
3.1相对于设备的取向实现虚拟图形组件vg在显示器3.2上的位置正确的布置，应用于设备2的标记图案m包括至少两个彼此垂直的线l1、l2和框r，借此可以使虚拟图像组件vg朝设备2的图像b定向。
[0145]
在高度简化的版本中，设备2上的标记图案m仅仅由字母数字的或数值的辨识数据组成，所述辨识数据例如是商业上通用的铭牌的组成部分。在借助检测单元3.1的检测时，例如检测id数字并且将其转换或转化成具有单位的测量值。标记图案m也可以构造为条码或其他光电可读的字符，例如构造为所谓的2d码或2d条码或qr码。
[0146]
替代地或附加地，设备2的通过移动终端设备3的辨识能够借助布置在设备2上或其中的、例如布置在铭牌中的rfid芯片实现。
[0147]
所示整体图像gb在虚拟图形组件vg的区域中包含动态按钮sf1、sf2，它们构造为用于访问设备2的状态或者状态变化的交互式的虚拟的用户界面。在所示实施例中，第一按钮sf1是选择按钮，第二按钮sf2是用于打开选择菜单的按钮。在显示器3.2上对按钮sf1、sf2的按压对应于在设备2上开关功能的致动，或者通过具有移动终端设备3的系统1的使用而取消，所示开关功能例如冗余地布置在设备2的盖之下。
[0148]
为了所需数据从移动终端设备3传送到设备2以及反向传输，在设备2与移动终端设备3之间为了双向数据交换设置无线电连接、光学连接和/或线缆，或者设备2与移动终端设备3借助网络、数据总线系统和/或因特网连接借助可选的在图2中详细示出的数据服务器5而相互连接。
[0149]
光学连接的实现通过光实施，其中设备2在所示实施例中为此目的包括发光二极管2.1。移动终端设备3借助检测单元3.1检测由发光二极管2.1作为均衡数据而发射的经编码的光信号ls、例如闪烁信号，评估所述光信号，并且根据所述评估在虚拟图形组件vg上显示对应的信息。
[0150]
例如，发光二极管2.1构造为用于输出颜色不同的光信号ls，其中例如蓝色光信号ls表示构造设备2与移动终端设备3之间的数据连接。红色光信号ls例如表示存在错误、罐被完全填充或者达到了期望值。尤其还可行的是，根据rfid芯片的评估或者无线电连接的发射强度或者移动终端设备3在为此设置在设备2上的没有详细示出的放置位置处的直接放置检测移动终端设备3在设备2的接收区域中的存在。通过移动终端设备3的局部连接和嵌入，尤其防止另一设备2的错误操作。
[0151]
为了实现放置，设备2以没有示出的方式包括例如具有抵靠边缘的放置面，其中所述放置面包括至少一个用于检测设备的放置的检测单元3.1。
[0152]
图2示出系统1的透视图，其中除在图1中示出的实施例以外通过因特网连接建立在移动终端设备3与设备2之间的数据连接。
[0153]
在此，设备2与移动终端设备3之间的双向数据交换借助中央数据服务器5实施。为了建立数据连接，设备2与移动终端设备3分别具有相应的接口2.2、3.4。
[0154]
图3示出具有所示整体图像gb的移动终端设备3的透视图，所述整体图像借助虚拟图形组件vg示出选择菜单。通过在相应的位置处触碰显示器3.2，可以打开期望的菜单项。
[0155]
在此也可行的是：激活所记录的值的所谓图形的或数字的日志功能或示图，或者也在所谓的安全完整性等级(缩写：sil)方面进行设备配置。
[0156]
在例如借助工业4.0或iot(internet of things)的生产智能联网方面，设备2和/
或移动终端设备3与其他组件的联网可因此被监控、可视化并且必要时在现场进行配置。
[0157]
此外，在生产智能联网或者联网的工业自动化的背景下能够实现，通过移动终端设备3获得相邻的过程并且施加影响。因此，也可以读取并且配置安装在另一位置但与当前检测的组件或者当前检测的设备2联网的其他装置部件。为此，尤其需要对数据网络的可靠的访问，在所述数据网络中多个设备2彼此联网。
[0158]
特别地，仅仅当存在相应的授权并且例如输入了访问码时，才实现对整个网络或多个设备2的访问的接触。也可行的是，相应的“部分代码”作为rfid码、qr码、所谓的rsa码的一部分或者作为其他码布置或者存储在设备2上或设备2中。由此防止，未经授权的人员通过不足够可靠的接口非法影响过程或设备2。
[0159]
也可行的是，借助移动终端设备3调取和/或管理操作指导说明和其他材料、例如均衡协议或者测试证书。为此存在以下可能性：在激活时打开相应的程序或者所谓的阅读器以便开打相应的文档或文件。
[0160]
图4示出具有所示整体图像gb的移动终端设备3的透视图，所述整体图像借助虚拟图形组件vg在选择菜单中提供不同压力测量单元用于选择。通过在相应的位置处触碰显示器3.2，可以选择期望的压力测量单元。
[0161]
图5示出具有所示整体图像gb的移动终端设备3的透视图，所述整体图像借助虚拟图形组件vg在选择菜单中提供不同用户和属于用户的访问权利用于显示并且选择。
[0162]
在系统1中尤其设置用户特定的访问权利，所述访问权利对于不同的使用者或用户包括对设备2的功能的不同的访问等级、不同大小的访问范围和/或不同的访问深度。
[0163]
因此，例如对于一般工人仅仅设置对测量值的读取或显示的访问，其中另一用户尤其得到对设备2的配置菜单和/或其他功能的个人标识号(pin)保护访问。
[0164]
图6示出具有所示整体图像gb的移动终端设备3的透视图，所示整体图像借助虚拟图形组件vg在选择菜单中示出各种动态滑块开关(schiebeschalter)，借助这些滑块开关可以激活或者禁用设备2的不同功能、例如密码保护、数据记录器、远程控制、在发生事件时自动发送测量数据的所谓的电子邮件推送服务(e-mail-push-dienst)以及设备2的无线电连接。通过在相应位置处触碰显示器3.2或者所谓的擦动可以操作期望的滑块开关。
[0165]
图7示出具有所示整体图像gb的移动终端设备3的透视图，所示整体图像借助虚拟图形组件vg示出动态波动开关(kippschalter)，所述波动开关在标记图案m的位置处重合地反映到设备2的图像b中并且处理成移动终端设备3上的整体图像gb。
[0166]
在整体图像gb中示出的动态按钮和图形元件尤其光学地复制设备2的至少一个真实开关(realen schalter)并且设置用于开关、控制和/或调节设备2的功能。
[0167]
借助开关或者调节器例如能打开和关闭阀，接通和关断马达和泵或者将其调节成某一状态。
[0168]
图8示出具有所示整体图像gb的移动终端设备3的透视图，所述整体图像借助虚拟图形组件vg示出清晰文本的交互式键盘以便移动终端设备3与设备2的通信。
[0169]
在输入时存在以下可能性：键盘显示得比标记图案m的框r更大，以便能够实现方便的输入。为此，例如标准键盘也能被激活并且进行更大地显示以及被使用，所述标准键盘作为标准输入选项存储在移动终端设备的运行软件中。替代地或附加地，能使用设备2的键盘。
[0170]
图9示出根据本发明的用于设备2的检测、评估和操作的系统1的一种可行的实施例的透视图，其中设备2在所示实施例中是罐。
[0171]
在整体图像gb中，作为罐的图像b以及作为虚拟图形组件vg，动态虚拟液位被示出。为了确定液位，液位传感器以没有详细示出的方式设置在罐内，其中测量数据借助数据连接从设备2传送到移动终端设备3上。
[0172]
虚拟液位借助构造为垂直杆的虚拟图形组件vg示出。设备2的其他状态通过其他图形来显示也是可行的。
[0173]
例如，温度信息借助相应的变换的颜色示出并且存储在数据库中。过程发展例如借助饼状图示出，或者沸水借助动态气泡示出。
[0174]
一种可行的构型也设置为，根据罐的灌注物质以不同的颜色显示液位。例如，奶以白色示出，并且啤酒以黄色并且透明地示出。
[0175]
图10示出根据本发明的用于设备2的检测、评估和操作的系统1的一种可行的实施例的透视图，其中设备2在所示实施例中是例如构造为马达或泵的装置组件。
[0176]
在整体图像gb中，借助动态的模拟指针，设备2的虚拟的转速示出为设备2的图像b并且作为虚拟图形组件vg。为了确定液位，以没有详细示出的方式设置转速传感器，其中测量数据借助数据连接从设备2传送到移动终端设备3上。
[0177]
设备2上的没有详细示出的标记图案m例如是条码或者另一电子可读的字符，其中使用两个、三个或多个点来定向要嵌入的动态的虚拟图形组件vg。
[0178]
此外，设置三个按钮sf1至sf3，其中借助第一按钮sf1激活用于检测标记图案m的所谓的扫描模式，但所述扫描模式也可以在终端设备3上的应用的开始时自动开始。但在特定情形中，能有用的是：例如当多个设备2并置但仅检测一个、例如用于配置时，关闭所谓的“自动扫描”并且仅手动地扫描。
[0179]
但尤其在例如也借助具有更大显示器3.2的终端设备3检测多个设备2时能够实现：将多个显示器3.2虚拟地显示在所检测的多个装置组件或测量设备上。
[0180]
在相应的配置时，也能够在过程概览板上将多个标记图案m组合成一个过程结构并且补充有比例图和符号。用户则也可以在该过程概览板上在借助相应的眼镜或者借助移动终端设备3观察时获得对具有其实际值的过程的完整概览，并且通过按钮对此施加影响。为此，可以禁用组件或设备2本地附近的查询。
[0181]
另一按钮sf2设置用于打开选择菜单。
[0182]
第三按钮sf3设置用于激活并且禁用远程模式，所述远程模式允许远程地读取或者操作设备2，即远程控制，而不必须在当地位于设备2附近。在该情形中，在激活时，示出设备2的用作背景的图像b可以作为单个图像或者静止图像不变地示出、即“冻结”，其中当地点变换时也继续更新动态和虚拟图形组件vg。因此，转速或液位或另一状态的观察也可以从另一位置实施。
[0183]
本发明不局限于上述详尽的实施例。
[0184]
附图标记列表
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系统
[0186]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
设备
[0187]
2.1
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发光二极管
[0188]
2.2
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界面
[0189]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
终端设备
[0190]
3.1
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检测单元
[0191]
3.2
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显示器
[0192]
3.3
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操作单元
[0193]
3.4
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接口
[0194]
3.5
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处理器
[0195]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
装置
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数据服务器
[0197]bꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
图像
[0198]eꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
检测区域
[0199]
gb
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整体图像
[0200]
l1、l2线
[0201]
ls
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光信号
[0202]mꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
标记图案
[0203]rꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
框
[0204]
sf1至sf3按钮
[0205]
vg虚拟图形组件。

技术特征：
1.一种用于设备的检测、评估和操作的系统，其包括：-具有光学检测单元(3.1)、显示器(3.2)和操作单元(3.3)的移动终端设备(3)，-其中，所述设备(2)上的标记图案(m)以及所述设备(2)的图像(b)能借助所述光学检测单元检测，-用于存储接收到的所述设备(2)的设备数据的缓存器，-用于存储设备特定的虚拟图形组件(vg)的图形存储器，-处理器(3.5)，所述处理器基于接收到的设备数据来使虚拟图形组件(vg)适应并将所述虚拟图形组件(vg)与接收到的设备图像(b)组合,以得到整体图像(gb)，-其中所述虚拟图形组件(vg)指示出所述设备(2)的操作状态，-其中，设置在所述设备(2)上的标记图案(m)包含至少两个相互垂直的线(l1，l2)或棱边或框(r)，基于所述线(l1，l2)或棱边或框(r)能使所述虚拟图形组件(vg)相对于所述设备(2)的图像(b)定向,在所述框(r)所限定的范围内所述标记图案(m)完全由虚拟图形组件(vg)覆盖,-其中所述整体图像(gb)在虚拟图形组件(vg)的区域中包含动态按钮(sf1至sf3)，按钮(sf1至sf3)设计成用于开关、控制和/或调节设备(2)的功能的交互式虚拟用户界面，-所述显示器(3.2)输出以预定时间间隔更新的整体图像(gb)。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，-其中，所述按钮(sf1至sf3)设计成用于选择菜单和/或配置菜单。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，设置在所述设备(2)上的标记图案(m)包含点状的或者线条状的编码，基于所述点状的或者线条状的编码能识别所述设备(2)。4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述按钮能对于所述设备(2)上的开关功能冗余地示出或者用于替代设置在所述设备(2)上的开关功能。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，-多个虚拟图形组件(vg)存储在所述图形存储器中或者在数据库中，-其中，根据所检测的编码能加载与所述设备(2)匹配的并且预存储的虚拟图形组件(vg)，并且-所述设备(2)的测量值和/或调节值或者按钮(sf1至sf3)能传输到所述图形组件(vg)中并且能被更新。6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，-在存储器和/或所述数据库中存储设备特定的运行说明、设置菜单、分析工具、故障分析或者数据日志功能，它们-能根据所检测的编码调取，-能基于服务器或者在本地在所述移动终端设备(3)与所述存储器和/或所述数据库之间进行传输，和/或，-能借助所述移动终端设备(3)和/或所述设备(2)实施。
7.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，-无线电连接、光学连接和/或线缆设置在所述设备(2)与所述移动终端设备(3)之间，以便双向数据交换，或者-所述设备(2)和所述移动终端设备(3)借助网络、数据总线系统和/或互联网连接在可选择地使用数据服务器(5)的情况下相互连接。8.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，-设置用户特定的访问权，所述访问权-对于不同的用户包括对于所述设备(2)的功能的不同的访问等级、不同大小的访问范围和/或不同的访问深度。9.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，为了结合到对于所述用户借助所述移动终端设备(3)的显示器(3.2)示出的整体图像(gb)中，所述虚拟图形组件(vg)包含光学地复制所述设备(2)的至少一个真实开关的动态开关和图形元件。10.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述移动终端设备(3)的显示器(3.2)包括触敏显示屏。11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述触敏显示屏构造为提供动态按键和/或键盘，以用于在所述虚拟图形组件(vg)中对所述设备(2)进行操作的功能。12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述移动终端设备(3)和所述设备(2)构造成，使得为了激活所述移动终端设备(3)与所述设备(2)之间的数据传输将具有触敏显示屏的所述移动终端设备(3)放置到所述设备(2)上。13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，为了放置所述移动终端设备(3)，所述设备(2)包括具有抵靠边缘的放置面，其中，所述放置面包括至少一个用于检测所述设备(2)的放置的检测单元(3.1)。14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，-设置评估单元，其中，所述评估单元构造为，-将包括字母数字的或数字的编码的标记图案(m)转换成具有单位的测量值或另一参量并且将其集成到所述整体图像(gb)中。15.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所检测的并且经光学评估的图像(b)是运动图像。16.根据权利要求1或2所述的系统，
其特征在于，在远程激活的情况下，在所述移动终端设备(3)相对于所述设备(2)运动时，所述移动终端设备(3)作为单个图像或者静止图像不变地显示设备(2)的所检测的并且经光学评估的图像(b)并且持续地更新所述虚拟图形组件(vg)。17.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述设备(2)包括测量设备、装置和/或装置组件。18.一种用于在使用包括光学检测单元、显示器和操作单元的移动终端设备的情况下检测、评估并且操作设备的方法，其中：-借助所述光学检测单元(3.1)检测所述设备(2)上的标记图案(m)以及所述设备(2)的图像(b)，-由所述标记图案(m)得出设备数据，-将所述设备数据指定给虚拟图形组件(vg)，-加载虚拟图形组件(vg)，-将所述虚拟图形组件(vg)与所述设备(2)的检测的并且经光学评估的图像(b)处理，以形成整体图像(gb)，-借助所述虚拟图形组件(vg)指示出所述设备(2)的操作状态，-其中，设置在所述设备(2)上的标记图案(m)包含至少两个相互垂直的线(l1，l2)或棱边或框(r)，基于所述线(l1，l2)或棱边或框(r)能使所述虚拟图形组件(vg)相对于所述设备(2)的图像(b)定向,在所述框(r)所限定的范围内所述标记图案(m)完全由虚拟图形组件(vg)覆盖,-其中所述整体图像(gb)在虚拟图形组件(vg)的区域中包含动态按钮(sf1至sf3)，按钮(sf1至sf3)设计成用于开关、控制和/或调节设备(2)的功能的交互式虚拟用户界面，-以预定的时间间隔更新所述整体图像(gb)。

技术总结
本发明涉及一种用于设备的检测、评估和操作的系统，其中虚拟图形组件显示设备的操作状态并且作为整体图像显示在设备的运动图像中，设置在所述设备上的标记图案包含至少两个相互垂直的线或棱边或框，基于所述线或棱边或框能使所述虚拟图形组件相对于所述设备的图像定向,在所述框所限定的范围内所述标记图案完全由虚拟图形组件覆盖,所述整体图像在虚拟图形组件的区域中包含动态按钮，按钮设计成用于开关、控制和/或调节设备的功能的交互式虚拟用户界面，该整体图像以一定的时间间隔更新。该整体图像以一定的时间间隔更新。该整体图像以一定的时间间隔更新。


技术研发人员：T
受保护的技术使用者：威卡亚力山大维甘德欧洲两合公司
技术研发日：2017.03.01
技术公布日：2023/8/14