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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kalibrierung der Sensoreinheit eines Scangeräts, wobei es das Scangerät einem Nutzer ermöglicht, Eigenschaften bzw. Gegenstandsdaten eines Gegenstands, insbesondere eines Textilteils oder eines Nahrungsmittels, zu ermitteln.
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Haushaltsgeräte, wie beispielsweise eine Waschmaschine, eine Geschirrspülmaschine, ein Trockner oder ein Kühlschrank, können in verschiedenen Betriebsmodi betrieben werden oder können verschiedene Fächer zur Aufbewahrung von unterschiedlichen Typen von Gegenständen aufweisen. Beispielsweise können für unterschiedliche Typen von Textilteilen bzw. Kleidungsstücken unterschiedliche Waschprogramme einer Waschmaschine verwendet werden. Des Weiteren können unterschiedliche Fächer eines Kühlschranks unterschiedliche klimatische Bedingungen aufweisen, die jeweils für unterschiedliche Typen von Nahrungsmitteln geeignet sind.
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Informationen über Gegenstände, die in einem Haushaltsgerät platziert und/oder verarbeitet werden sollen, können unter Verwendung eines Scangeräts ermittelt werden. Ein Scangerät umfasst dabei typischerweise zumindest eine Sensoreinheit, die eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf einen Gegenstand zu erfassen. Die Güte der Information bzw. der Gegenstandsdaten, die mittels eines Scangeräts über einen Gegenstand ermittelt werden können, hängt von der Güte der Sensordaten ab. Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe die Messqualität eines Scangeräts in zuverlässiger und effizienter Weise zu überprüfen und/oder einzustellen.
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Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Kalibrier-Vorrichtung für zumindest eine zu kalibrierende Einheit beschrieben, wobei die zu kalibrierende Einheit eine Sensoreinheit für ein Scangerät zur Erfassung von Sensordaten in Bezug auf einen in einem Erfassungsbereich der Sensoreinheit angeordneten Gegenstand umfasst. Die Kalibrier-Vorrichtung umfasst einen Materialhalter, der eingerichtet ist, an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien zu halten, sowie einen Gerätehalter, der eingerichtet, zumindest eine zu kalibrierende Einheit zu halten. Außerdem umfasst die Kalibrier-Vorrichtung ein Bewegungsmittel, das eingerichtet ist, den Materialhalter und/oder den Gerätehalter relativ zueinander zu bewegen, um sequentiell die unterschiedlichen Stellen des Materialhalters in dem Erfassungsbereich der Sensoreinheit einer von dem Gerätehalter gehaltenen zu kalibrierenden Einheit zu positionieren. Des Weiteren umfasst die Kalibrier-Vorrichtung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, die Sensoreinheit der von dem Gerätehalter gehaltenen zu kalibrierenden Einheit zu veranlassen, für jede der unterschiedlichen Stellen des Materialhalters Sensordaten zu erfassen und den unterschiedlichen Kalibrierungsmaterialien zuzuordnen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Kalibrierung einer Sensoreinheit für ein Scangerät beschrieben, wobei die Sensoreinheit eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf einen in einem Erfassungsbereich der Sensoreinheit angeordneten Gegenstand zu erfassen. Das Verfahren umfasst das Kalibrieren der von dem Scangerät isolierten Sensoreinheit vor Verbau der Sensoreinheit in dem Scangerät, unter Verwendung aller Kalibrierungsmaterialien einer Gesamtmenge von Kalibrierungsmaterialien, wobei die Gesamtmenge von Kalibrierungsmaterialien ein Basis-Kalibrierungsmaterial und mehrere Sekundär-Kalibrierungsmaterialien umfasst. Außerdem umfasst das Verfahren das Kalibrieren der in dem Scangerät verbauten Sensoreinheit vor Inbetriebnahme des Scangeräts, allein unter Verwendung einer reduzierten Teilmenge der Gesamtmenge von Kalibrierungsmaterialien, wobei die reduzierte Teilmenge das Basis-Kalibrierungsmaterial und zumindest ein Sekundär-Kalibrierungsmaterial umfasst. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Kalibrieren der in dem Scangerät verbauten Sensoreinheit nach Inbetriebnahme des Scangeräts, allein unter Verwendung des Basis-Kalibrierungsmaterials.
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Es ist zu beachten, dass jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtung und/oder des in diesem Dokument beschriebenen Verfahrens in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden können. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 ein beispielhaftes System zur Ermittlung von Gegenstandsdaten in Bezug auf eine Eigenschaft eines Gegenstands;
- 2 ein beispielhaftes Scangerät;
- 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Kalibrierung der Sensoreinheit eines Scangeräts;
- 4a bis 4d, sowie 5a, 6 bis 7 beispielhafte Kalibrier-Vorrichtungen;
- 4e beispielhafte Sensordaten der Sensoreinheit einer Scanvorrichtung; und
- 5b ein beispielhafter zeitlicher Verlauf des Abstands zwischen dem Materialhalter und dem Gerätehalter.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument damit, in effizienter und zuverlässiger Weise die Messqualität eines Scangeräts zu gewährleisten. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes System 100 mit einem Scangerät 110 zur Ermittlung von Gegenstandsdaten in Bezug auf zumindest eine Eigenschaft eines Gegenstands 111, insbesondere eines Textilteils oder eines Nahrungsmittels. Die Gegenstandsdaten können z.B. Information in Bezug auf eine materielle Zusammensetzung und/oder in Bezug auf Inhaltsstoffe des Gegenstands 111 umfassen. Beispielsweise können die Gegenstandsdaten für ein Textilteil die ein oder mehreren Stoffe bzw. Materialien anzeigen, aus denen das Textilteil besteht. Für ein Nahrungsmittel können die Gegenstandsdaten ein oder mehrere Inhaltsstoffe des Nahrungsmittels anzeigen.
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Das Scangerät 110 ist eingerichtet, Sensordaten in Bezug auf einen Gegenstand 111 zu erfassen. Das Scangerät 110 kann einen spektralen Sensor als Sensoreinheit umfassen, der eingerichtet ist, ein Absorptionsspektrum und/oder ein Reflexionsspektrum des Gegenstands 111 zu erfassen. Die Sensordaten können somit spektrale Daten (z.B. ein Absorptionsspektrum und/oder ein Reflexionsspektrum) bezüglich des Gegenstands 111 umfassen.
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Das System 100 kann eine Auswerteeinheit 101 umfassen (z.B. als Teil des Scangeräts 110 und/oder als Teil zumindest eines Netzwerk- bzw. Backend-Servers). Die Auswerteeinheit 101 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten des Scangeräts 110 Gegenstandsdaten in Bezug auf zumindest eine Eigenschaft des Gegenstands 111 zu ermitteln. Zu diesem Zweck kann auf eine Datenbank zugegriffen werden, die z.B. unterschiedliche Materialien und/oder Inhaltsstoffe und die damit assoziierten Sensordaten (z.B. Spektren) umfasst. Alternativ oder ergänzend kann die Auswerteeinheit 101 ein Maschinen-erlerntes System umfassen, das eingerichtet ist, den Sensordaten Gegenstandsdaten zuzuweisen.
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Es können somit in zuverlässiger Weise Gegenstandsdaten für einen Gegenstand 111 ermittelt werden. Des Weiteren kann ein Haushaltsgerät 102 in Abhängigkeit von den ermittelten Gegenstandsdaten betrieben werden. Beispielsweise kann das Waschprogramm einer Waschmaschine 102 für ein gescanntes Textilteil 111 in Abhängigkeit von den ermittelten Gegenstandsdaten für das Textilteil 111 ausgewählt werden. In einem weiteren Beispiel kann einem Nutzer in Abhängigkeit von den Gegenstandsdaten ein Fach in einem Kühlschrank 102 angezeigt werden, das sich besonders gut für die Lagerung eines gescannten Nahrungsmittels 111 eignet.
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2 zeigt ein beispielhaftes Scangerät 110 in einer Seitenansicht. Das Scangerät 110 weist einen Messkopf 210 auf, in bzw. an dem eine Sensoreinheit 201 zur Erfassung von Sensordaten angeordnet ist. Des Weiteren weist das Scangerät 110 einen Griff 220 auf, mit dem das Scangerät 110 von einem Nutzer (z.B. an einen Gegenstand 111) gehalten werden kann. Die Sensoreinheit 201 kann insbesondere einen Spektralsensor, etwa einen Near Infrared (NIR) Sensor, aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann die Sensoreinheit 201 einen optischen Sensor (z.B. einen RGB-Sensor oder einen Bildsensor oder einen Farbsensor) umfassen. Die Sensoreinheit 201 kann eingerichtet sein, ein Messsignal 203 auszusenden. Das Messsignal 203 kann dann an einem Gegenstand 111 reflektiert werden, und es kann das reflektierte Signal durch die Sensoreinheit 201 erfasst werden. Aus dem reflektierten Signal kann dann das Reflexionsspektrum des Gegenstands 111 ermittelt werden (und als Sensordaten bereitgestellt werden). Alternativ oder ergänzend kann die Sensoreinheit 201 einen Gassensor (z.B. einen Metalloxid-Halbleiter, MOX, Sensor) umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf ein von dem Gegenstand 111 abgesondertes Gas zu ermitteln.
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Des Weiteren kann der Messkopf 210 einen Abstandssensor 202 umfassen, mit dem Abstandsdaten in Bezug auf den Abstand zu einem Gegenstand 111 gemessen werden können. Das Erfassen von Sensordaten mittels der Sensoreinheit 201 kann dann ggf. automatisch in Abhängigkeit von den Abstandsdaten erfolgen, wenn das Scangerät 110 nah genug an einen Gegenstand 111 gehalten wird.
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Das Scangerät 110 kann eine Steuereinheit 205 umfassen, die eingerichtet ist, auf Basis der erfassten Sensordaten Gegenstandsdaten, insbesondere Eigenschafts-Information, in Bezug einen gescannten Gegenstand 111 zu ermitteln. Des Weiteren kann das Scangerät 110 eine Speichereinheit 207 umfassen, auf der die ermittelten Gegenstandsdaten für einen Gegenstand 111 zumindest vorübergehend gespeichert werden können.
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Es kann somit ein Scangerät 110 mit einer Sensoreinheit 201 bereitgestellt werden, wobei die Sensoreinheit 201 z.B. einen NIR Sensor, einen RGB-Sensor und/oder einen Gassensor umfasst. Die Sensoreinheit 201 kann NIR Spektren und/oder Farbwerte von einem Gegenstand 111 (z.B. einem Textil) erfassen, der vor die Sensoreinheit 201 gehalten wird. Beispielsweise kann ein Nutzer in Vorbereitung auf einen Waschvorgang zu waschende Kleidungsstücke 111 vor das Scangerät 110 halten, um jeweils Gegenstandsdaten für die Kleidungsstücke 111 zu ermitteln. Es kann dann in Abhängigkeit von den ermittelten Gegenstandsdaten ein geeignetes Waschprogramm einer Waschmaschine 102 ermittelt und/oder ausgewählt werden.
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Die Güte der ermittelten Gegenstandsdaten hängt von der Güte der durch die Sensoreinheit 201 erfassten Sensordaten ab. Die Güte der durch die Sensoreinheit 201 bereitgestellten Sensordaten kann durch ein oder mehrere Performancetests und/oder durch Kalibrierungstests überprüft werden. Dabei können unterschiedliche Typen von Kalibrierungstests (mit unterschiedlichen Kalibrierungsmaterialien) durchgeführt werden. Beispielhafte Typen von Kalibrierungstests sind: ein Basis-Kalibrierungstest (mit einem Basis-Kalibrierungsmaterial) sowie ein oder mehrere Sekundär-Kalibrierungstests (mit jeweils einem Sekundär-Kalibrierungsmaterial).
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Der Basis-Kalibrierungstest kann als Basis bzw. als Referenz für die ein oder mehreren Sekundär-Kalibrierungstests verwendet werden. Für den Basis-Kalibrierungstest kann z.B. ein Basis-Kalibrierungsmaterial mit einem relativ flachen und/oder gleichmäßigen Reflexionsspektrum verwendet werden. Beispielsweise kann durch das Basis-Kalibrierungsmaterial eine 95% diffuse Reflexion bewirkt werden. In Bezug auf das sichtbare Spektrum kann das Basis-Kalibrierungsmaterial die Farbe „weiß“ aufweisen (z.B. zur Überprüfung eines RGB Sensors der Sensoreinheit 201).
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Ein erster Sekundär-Kalibrierungstest kann ein erstes Sekundär-Kalibrierungsmaterial mit einer 50% diffusen Reflexion und einem relativ flachen und/oder gleichmäßigen Reflexionsspektrum aufweisen. In Bezug auf das sichtbare Spektrum kann das erste Sekundär-Kalibrierungsmaterial die Farbe „grau“ aufweisen.
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Ein zweiter Sekundär-Kalibrierungstest kann ein zweite Sekundär-Kalibrierungsmaterial aufweisen, das ein Spektrum mit mehreren charakteristischen Wellenlängen aufweist, bei denen das Material eine relativ hohe Absorption bzw. Reflexion aufweist. Das zweite Sekundär-Kalibrierungsmaterial kann zu diesem Zweck z.B. ein oder mehrere selten Erden Metalle aufweisen. Das zweite Sekundär-Kalibrierungsmaterial kann diffus reflektierend sein.
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Des Weiteren können ein oder mehrere weitere Sekundär-Kalibrierungstests durchgeführt werden, z.B. für spezielle Materialien und/oder für spezielle Farben (z.B. rot, grün oder blau).
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Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines Scangeräts 110 können ein oder mehrere Kalibrierungstests an unterschiedlichen Zeitpunkten während des Lebenszyklus eines Scangeräts 110 erfolgen. Insbesondere kann, wie in 3 dargestellt, ein mehrstufiges Kalibrierungsverfahren 300 durchgeführt werden, bei dem zunächst (Schritt 301) die Sensoreinheit 201 kalibriert wird. Dabei können der Basis-Kalibrierungstest und ein oder mehrere (ggf. alle) Sekundär-Kalibrierungstests durchgeführt werden. Zur Kalibrierung der Sensoreinheit 201 werden bevorzugt alle verfügbaren Kalibrierungsmaterialien verwendet, um eine defekte Sensoreinheit 201 frühzeitig aussortieren zu können.
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In einem zweiten Kalibrierungsschritt 302 kann dann die Sensoreinheit 201 als Teil des Scangeräts 110 kalibriert werden. Dabei kann der Basis-Kalibrierungstest sowie eine Kalibrierung mit einem Teil der verfügbaren Kalibrierungsmaterialien erfolgen. In einem dritten Kalibrierungsschritt 303 kann wiederholt eine Kalibrierung während des Betriebs des Scangeräts 110 erfolgen. Dabei kann ggf. nur der Basis-Kalibrierungstest durchgeführt werden, um einen Defekt (z.B. eine spektrale Verschiebung) der Sensoreinheit 201 zu detektieren. Zu diesem Zweck kann z.B. eine Kalibrierungsabdeckung für den Messkopf 210 des Scangeräts 110 verwendet werden, wobei die Kalibrierungsabdeckung das Kalibrierungsmaterial für den Basis-Kalibrierungstest enthält.
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Bei einem Kalibrierungstest können die Sensordaten (insbesondere die Spektren) einer Sensoreinheit 201 erfasst und als Kalibrierungsdaten gespeichert werden. Die Speicherung der Kalibrierungsdaten kann z.B. zentral (etwa in einer Cloud) erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann die Sequenz von Kalibrierungsdaten für die Sensoreinheit 201 eines Scangeräts 110 auf der Speichereinheit 207 des Scangeräts 110 gespeichert werden. Für eine bestimmte Sensoreinheit 201 kann somit eine Sequenz von Kalibrierungsdaten aus einer Sequenz von Kalibrierungstest gespeichert werden.
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Die Sequenz von Kalibrierungsdaten für eine Sensoreinheit 201 kann bei der Überprüfung der Sensoreinheit 201 verwendet werden (z.B. während des Betriebs eines Scangeräts 110). Insbesondere können die bei einem aktuellen Kalibrierungstest erfassten Kalibrierungsdaten mit der gespeicherten Sequenz von Kalibrierungsdaten verglichen werden. Wenn eine Abweichung vorliegt, so kann auf einen Defekt der Sensoreinheit 201 geschlossen werden. Alternativ oder ergänzend kann eine Abweichung zwischen den aktuellen Kalibrierungsdaten und der gespeicherten Sequenz von Kalibrierungsdaten dazu genutzt werden, einen Algorithmus zur Auswertung der Sensordaten einer Sensoreinheit 201 (zur Ermittlung der Gegenstandsdaten) anzupassen.
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4a bis 4d, sowie 5 bis 7 zeigen beispielhafte Kalibrier-Vorrichtungen 400, die zur Kalibrierung von Sensoreinheiten 201 (Schritt 301) und/oder zur Kalibrierung von Scangeräten 110 (Schritt 302) verwendet werden können. Eine Kalibrier-Vorrichtung 400 umfasst einen Gerätehalter 410, der eingerichtet ist, ein oder mehrere zu kalibrierende Einheiten 430 (z.B. eine Sensoreinheit 201 oder ein Scangerät 110) aufzunehmen. Insbesondere können dabei auf einer Halteplatte 411 des Gerätehalters 410 ein oder mehrere Halterungen 412 für jeweils eine zu kalibrierende Einheit 430 angeordnet sein. Des Weiteren umfasst eine Kalibrier-Vorrichtung 400 einen Materialhalter 420, der ebenfalls eine Halteplatte 421 aufweist, um ein oder mehrere Kalibriermaterialien 440 aufzunehmen.
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Die Kalibrier-Vorrichtung 400 aus 4a umfasst jeweils als (Dreh-) Teller ausgebildete Halteplatten 411, 421. Die Halteplatten 411, 421 können um eine gemeinsame Achse 401 gegeneinander verdreht werden (dargestellt durch den Pfeil an der Halteplatte 421 des Materialhalters 420). In unterschiedlichen (Pizzastück-förmigen) Segmenten der Halteplatte 421 des Materialhalters 420 können unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien angeordnet sein. Durch eine Drehung zumindest einer Materialplatte 411, 421 kann somit eine zu kalibrierende Einheit 430 in effizienter Weise vor unterschiedlichen Kalibrierungsmaterialien 440 positioniert werden (um unterschiedliche Kalibrierungstests durchzuführen).
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Wie in 4a durch den Doppelpfeil entlang der Rotationsachse 401 dargestellt, kann ggf. der Abstand zwischen dem Materialhalter 420 und dem Gerätehalter 410 verändert werden. Alternativ oder ergänzend kann zwischen dem Materialhalter 420 und dem Gerätehalter 410 zumindest ein Abstandshalter 402 angeordnet sein, um eine zu kalibrierende Einheit 430 in einem definierten Abstand zu einem Kalibrierungsmaterial 440 zu halten. Der Abstandshalter 402 kann, wie in 4c dargestellt, als Umrandung der Halteplatte 421 des Materialhalters 420 ausgebildet sein. Der Abstandshalter 402 kann dabei zusätzlich zur Abschirmung von elektromagnetischer Strahlung von dem Bereich zwischen den Halteplatten 411, 421 verwendet werden. So kann die Güte eines Kalibrierungstests erhöht werden.
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4b veranschaulicht eine in eine Halterung 412 des Gerätehalters 410 eingesetzte zu kalibrierende Einheit 430 (insbesondere eine zu kalibrierende Sensoreinheit 201). Des Weiteren zeigt 4b beispielhafte Leitungen 431 (z.B. zur Energieversorgung und/oder zur Übertragung der Sensordaten) zwischen der zu kalibrierende Einheit 430 und einer Steuereinheit 450 für einen Kalibrierungstest. Die Steuereinheit 450 kann eingerichtet sein, eine Relativbewegung zwischen dem Materialhalter 420 und dem Gerätehalter 410 einer Kalibrier-Vorrichtung 400 zu bewirken, um ein oder mehrere Kalibrierungstests durchzuführen. Zu diesem Zweck kann ein Bewegungsmittel 404 (z.B. ein elektrischer Motor) angesteuert werden. Des Weiteren kann die Steuereinheit 450 eingerichtet sein, die von den ein oder mehreren zu kalibrierenden Einheiten 430 bereitgestellten Sensordaten auszuwerten und ggf. als Kalibrierungsdaten zu speichern.
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Außerdem kann die Steuereinheit 450 eingerichtet sein, die Position der Kalibrier-Vorrichtung 400 aufzunehmen und abzuspeichern, um einen Zusammenhang zwischen den erfassten Sensordaten und einem entsprechenden Kalibrierungsmaterial 440 herzustellen. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 450 kann eingerichtet sein, die Relativpositionierung zwischen dem Materialhalter 420 und dem Gerätehalter 410 zu bestimmen, um die von der Sensoreinheit 201 erfassten Sensordaten 201 mit jeweils einem bestimmten Kalibrierungsmaterial 440 zu assoziieren. Die Sensordaten können dann zusammen mit einem Verweis auf das Kalibrierungsmaterial 440 abgespeichert werden (z.B. in einer Daten-Cloud).
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Des Weiteren kann die Steuereinheit 450 eingerichtet sein, das Erfassen einer Vielzahl von Sensordaten für eine entsprechende Vielzahl von Sensoreinheiten 201 (die in dem Gerätehalter 410 angeordnet sind) zu koordinieren. Beispielsweise können die Sensordaten gemultiplext und/oder parallel ausgelesen werden. Somit kann in effizienter Weise eine Vielzahl von Sensoreinheit 201 gleichzeitig kalibriert werden.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 450 eingerichtet sein, eine Sensoreinheit 201 in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Betriebsmodi zu betreiben. Insbesondere kann eine Sensoreinheit 201 während eines Kalibrierungsprozesses mit einem Kalibrierungsmaterial 440 ggf. in mehreren unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden. Die unterschiedlichen Betriebsmodi können sich in Bezug auf ein oder mehrere Sensorparameter der Sensoreinheit 201 unterscheiden. Beispielhafte Sensorparameter sind die Beleuchtungsdauer, die Integrationszeit, ein Verstärker-Gain etc. Durch die Verwendung von unterschiedlichen Betriebsmodi kann die Güte der Kalibrierung einer Sensoreinheit 201 weiter erhöht werden.
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4e zeigt beispielhafte Sensordaten einer zu kalibrierenden Einheit 430 in Bezug auf ein bestimmtes Kalibrierungsmaterial 440. Insbesondere zeigt 4e für eine Mehrzahl von unterschiedlichen Kalibrierungsmaterialien 440 den Reflexionsgrad 460 als Funktion der Wellenlänge 465. Insbesondere zeigt 4e ein Reflexionsspektrum 461 für ein Kalibrierungsmaterial 440 mit einem gleichmäßigen Reflexionsgrad 460 bei ca. 50%, ein Reflexionsspektrum 462 für ein Kalibrierungsmaterial 440 mit mehreren Reflexionspeaks, und ein Reflexionsspektrum 463 für ein Kalibrierungsmaterial 440 mit einem gleichmäßigen Reflexionsgrad 460 bei ca. 95%.
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5a zeigt eine Kalibrier-Vorrichtung 400, bei der der Materialhalter 420 quaderförmig ist, und bei der die unterschiedlichen Seitenflächen des quaderförmigen Materialhalters 420 unterschiedliche Halteplatten 421 für unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 bilden. Der quaderförmige Materialhalter 420 kann um eine Längsachse 402 gedreht werden, um unterschiedliche Seitenflächen bzw. Halteplatten 421 vor der (rechteckförmigen) Halteplatte 411 des Gerätehalters 410 zu positionieren.
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Ggf. kann eine gesamte Seitenfläche (eines quaderförmigen Materialhalters 420) bzw. eine gesamte Halteplatte 421 für ein einziges Kalibrierungsmaterial 440 verwendet werden. Alternativ kann die Halteplatte 421 eines Materialhalters 420, wie in 6 dargestellt, in Teilsegmente 622 für (ggf. unterschiedliche) Kalibrierungsmaterialien 440 unterteilt sein.
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Bei Verwendung eines quaderförmigen Materialhalters 420 kann es ggf. erforderlich sein, den Abstand zwischen dem Materialhalter 420 und dem Gerätehalter 410 zwischen zwei Messungen für unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 zu verändern (um eine neue Seitenfläche des Materialhalters 420 vor dem Gerätehalter 410 zu positionieren). 5b zeigt den Abstand 501 zwischen dem Materialhalter 420 und dem Gerätehalter 410 als Funktion der Zeit 502 bzw. als Funktion des Rotationswinkels des Materialhalters 420. Wie aus 5b zu entnehmen ist, wird der Abstand 501 zwischen zwei Messungen erhöht, um den quaderförmigen Materialhalter 420 drehen zu können.
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7 zeigt eine Kalibrier-Vorrichtung 400, bei der die Halteplatte 421 des Materialhalter 420 als Endlosband ausgebildet ist, das über zwei Walzen 701 umgelenkt wird. Unterschiedliche Abschnitte bzw. Segmente des Endlosbandes können unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 aufweisen. So können in effizienter Weise durch Bewegen des Endlosbandes unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 vor einer zu kalibrierenden Einheit 430 positioniert werden.
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Alternativ oder ergänzend kann der Gerätehalter 410 eingerichtet sein, sich zumindest zeitweise synchron mit dem Endlosband des Materialhalters 420 mitzubewegen. Alternativ oder ergänzend kann das Endlosband ausgebildet sein, zumindest zeitweise stillzustehen. So kann bewirkt werden, das für eine Messung der Materialhalter 420 und der Gerätehalter 410 relativ zueinander ruhen. So kann die Messgenauigkeit einer Kalibrier-Vorrichtung 400 erhöht werden.
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Ein Materialhalter 420 mit Endlosband kann ggf. für einen in-line Kalibrierprozess verwendet werden. Beispielsweise können mehrere Sensoreinheit 201 einzeln auf einer Fertigungstrasse bzw. auf einem Fertigungsband angeordnet sein. Es kann dann in-line während der Fertigung der Sensoreinheit 201 ein Kalibrierprozess durchgeführt werden.
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Es werden somit Kalibrier-Vorrichtungen 400 mit unterschiedlichen Materialhaltern 420 und/oder unterschiedlichen Gerätehaltern 410 beschrieben, wobei die unterschiedlichen Materialhalter 420 und die unterschiedlichen Gerätehalter 410 in diverser Weise miteinander kombiniert werden können.
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In Zusammenhang mit den 4a bis 4d wird ein runder Materialhalter 420 beschrieben, der (z.B. pizzastückförmig) unterteilt sein kann, um in den einzelnen Teilbereichen unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 aufzunehmen. Wenn ein Gerätehalter 410 vor den Materialhalter 420 positioniert wird (z.B. auf den Materialhalter 420 aufgelegt wird), kann durch Drehen des Materialhalters 420 jeweils ein bestimmtes Kalibrierungsmaterial 440 vor eine zu kalibrierende Einheit 430 bewegt werden.
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5a zeigt einen quaderförmigen Materialhalter 420, der auf unterschiedlichen Seitenflächen unterschiedliche Kalibriermaterialien 440 aufnehmen kann. Wenn ein Gerätehalter 410 vor den Materialhalter 420 positioniert wird (z.B. auf den Materialhalter 420 aufgelegt wird), kann durch Drehen des Materialhalters 420 jeweils ein bestimmtes Kalibrierungsmaterial 440 vor eine zu kalibrierende Einheit 430 bewegt werden. Dabei kann zum Wechsel der Seitenflächen der Abstand zwischen dem Gerätehalter 410 und dem Materialhalter 420 vorübergehend erhöht werden (um ein Anstoßen zu vermeiden). Die Änderung des Abstands beim Drehen des Materialhalters 420 ist beispielhaft in 5b dargestellt.
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7 zeigt einen Materialhalter 420 mit einer laufbandförmigen Halteplatte 421. Auf dem Laufband können unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 angeordnet sein, um durch Bewegung der ein oder mehreren Walzen bzw. Rollen 701 periodisch bzw. zyklisch unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 vor einer zu kalibrierenden Einheit 430 zu positionieren.
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Ein Materialhalter 420 kann einen Abstandshalter 401 (z.B. in Form einer umlaufenden Phase bzw. eines umlaufenden Kragens) aufweisen. Alternativ oder ergänzend kann ein bestimmter Abstand über ein oder mehrere Scharniere eingestellt werden.
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Ein Gerätehalter 410 für ein oder mehrere zu kalibrierende Einheiten 430 (z.B. für eine Sensoreinheit 201 und/oder für ein Scangerät 110) kann eine Lochplatte 411 aufweisen, welche geeignet ist, ein oder mehrere zu kalibrierende Einheiten 430 vollständig zu halten und die darin befindliche Sensoreinheit 201 derart auszurichten, das ein oder mehrere Kalibrierungsmaterialien 440 auf einem Materialhalter 420 vermessen werden können.
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Es wird somit in diesem Dokument eine Kalibrier-Vorrichtung 400 für zumindest eine zu kalibrierende Einheit 430 beschrieben. Die zu kalibrierende Einheit 430 umfasst eine Sensoreinheit 201 (insbesondere einen NIR Sensor) für ein (mit der Hand tragbares) Scangerät 110. Die Sensoreinheit 201 ist dabei eingerichtet, Sensordaten in Bezug auf einen in einem Erfassungsbereich der Sensoreinheit 201 angeordneten Gegenstand 111 zu erfassen. Ferner kann das Scangerät 110 eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der Sensoreinheit 201 Gegenstandsdaten in Bezug auf den Gegenstand 111 zu ermitteln (wie in Zusammenhang mit den 1 und 2 dargelegt).
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Die Kalibrier-Vorrichtung 400 umfasst einen Materialhalter 420, der eingerichtet ist, an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 zu halten bzw. aufzunehmen. Der Materialhalter 420 kann z.B. 3 oder mehr, 4 oder mehr, 5 oder mehr, 6 oder mehr unterschiedliche Stellen (z.B. Segmente, Seitenflächen oder Abschnitte) für unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 aufweisen.
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Die unterschiedlichen Kalibrierungsmaterialien 440 können umfassen: zumindest ein Kalibrierungsmaterial 440 mit einem Reflexionsgrad von 90% oder mehr; zumindest ein Kalibrierungsmaterial 440 mit einem Reflexionsgrad zwischen 40% und 60%; zumindest ein Kalibrierungsmaterial 440 mit einem im Wesentlichen flachen Spektrum in dem von der Sensoreinheit 201 erfassbaren Wellenlängenbereich; zumindest ein Kalibrierungsmaterial 440, das für ein oder mehrere isolierte Wellenlängen und/oder isolierte Wellenlängenbereiche einen Peak in Bezug auf einen Reflexionsgrad oder einen Absorptionsgrad aufweist; und/oder zumindest zwei Kalibrierungsmaterialien 440, die jeweils unterschiedliche Farben aufweisen. Durch die Verwendung von unterschiedlichen Kalibrierungsmaterialien 440 für die Kalibrierung einer zu kalibrierenden Einheit 430 kann eine präzise Kalibrierung ermöglicht werden.
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Außerdem umfasst die Kalibrier-Vorrichtung 400 einen Gerätehalter 410, der eingerichtet, zumindest eine zu kalibrierende Einheit 430 zu halten. Dabei kann der Gerätehalter 410 eingerichtet, zumindest eine isolierte Sensoreinheit 201 eines Scangeräts 110 als zu kalibrierende Einheit 430 zu halten. Alternativ oder ergänzend kann der Gerätehalter 410 eingerichtet sein, ein (komplettes) Scangerät 110 mit einer Sensoreinheit 201 als zu kalibrierende Einheit 430 zu halten.
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Der Gerätehalter 410 kann zumindest eine Halterung 412 umfassen, die eingerichtet ist, eine zu kalibrierende Einheit 430 derart zu halten, dass die Sensoreinheit 201 der zu kalibrierenden Einheit 430 dem Materialhalter 420 zugewandt ist. Insbesondere kann der Gerätehalter 410 eine Mehrzahl von Halterungen 412 für eine entsprechende Mehrzahl von zu kalibrierenden Einheiten 430 umfassen (z.B. für 2 oder mehr, 4 oder mehr, 8 oder mehr, etc. zu kalibrierenden Einheiten 430). Dabei kann eine Halterung 412 derart ausgebildet sein, dass die von dem Gerätehalter 410 gehaltene zu kalibrierende Einheit 430 ausgetauscht werden kann.
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Durch die Bereitstellung eines Gerätehalters 410 kann eine präzise Kalibrierung von ein oder mehreren zu kalibrierenden Einheiten 430 bewirkt werden.
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Außerdem umfasst die Kalibrier-Vorrichtung 400 ein Bewegungsmittel 404 (z.B. mit einem elektrischen Motor), das eingerichtet ist, den Materialhalter 420 und/oder den Gerätehalter 410 relativ zueinander zu bewegen, um sequentiell die unterschiedlichen Stellen des Materialhalters 420 in dem Erfassungsbereich der Sensoreinheit 201 einer von dem Gerätehalter 410 gehaltenen, zu kalibrierenden Einheit 430 zu positionieren. Insbesondere kann das Bewegungsmittel 404 eingerichtet ist, den Materialhalter 420 und/oder den Gerätehalter 410 relativ zueinander zu bewegen, um sequentiell die unterschiedlichen Stellen des Materialhalters 420 in den Erfassungsbereichen der Sensoreinheiten 201 der von dem Gerätehalter 410 gehaltenen Mehrzahl von zu kalibrierenden Einheiten 430 zu positionieren. So können in effizienter Weise mehrere Kalibrierungstests mit unterschiedlichen Kalibrierungsmaterialien 440 durchgeführt werden.
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Des Weiteren umfasst die Kalibrier-Vorrichtung 400 eine Steuereinheit 450, die eingerichtet ist, die Sensoreinheit 201 der von dem Gerätehalter 410 gehaltenen zu kalibrierenden Einheit 430 zu veranlassen, für jede der unterschiedlichen Stellen des Materialhalters 420 Sensordaten zu erfassen. Insbesondere kann die Steuereinheit 450 eingerichtet sein, die Sensoreinheiten 201 der von dem Gerätehalter 410 gehaltenen Mehrzahl von zu kalibrierenden Einheiten 430 jeweils zu veranlassen, für jede der unterschiedlichen Stellen des Materialhalters 420 Sensordaten zu erfassen. Dabei kann das Erfassen von Sensordaten durch die Sensoreinheit 201 einer von dem Gerätehalter 410 gehaltenen zu kalibrierenden Einheit 430 derart mit der durch das Bewegungsmittel 404 bewirkten Relativbewegung zwischen dem Materialhalter 420 und dem Gerätehalter 410 synchronisiert werden, dass die Sensordaten der Sensoreinheit 201 eindeutig den einzelnen Stellen (mit den unterschiedlichen Kalibrierungsmaterialien 440) des Materialhalters 420 zugeordnet werden können.
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Es wird somit eine Kalibrier-Vorrichtung 400 beschrieben, mit der in effizienter und präziser Weise ein oder mehrere zu kalibrierende Einheiten 430, insbesondere Sensoreinheit 201 für Scangeräte 110, kalibriert werden können.
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Der Materialhalter 420 kann (wie in 4a dargestellt) eine Halteplatte 421 mit unterschiedlichen (z.B. pizzastückförmigen) Segmenten für unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 umfassen. Die Halteplatte 421 des Materialhalters 420 kann ausgebildet sein, um eine Rotationsachse 401 gedreht zu werden, um sequentiell die unterschiedlichen Segmente der Halteplatte 421 des Materialhalters 420 in dem Erfassungsbereich der Sensoreinheit 201 einer von dem Gerätehalter 410 gehaltenen zu kalibrierenden Einheit 430 zu positionieren.
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Alternativ kann der Materialhalter 420 einen prismaförmigen Körper (insbesondere einen quaderförmigen Körper) mit drei oder mehr Seitenflächen, insbesondere mit drei oder mehr rechteckigen Seitenflächen, aufweisen, die jeweils ein unterschiedliches Kalibrierungsmaterial 440 aufweisen können. Der prismaförmige Körper des Materialhalters 420 kann ausgebildet sein, um die senkrecht zu der Grundfläche des prismaförmigen Körpers verlaufende Rotationsachse 402 gedreht zu werden, um sequentiell die unterschiedlichen Seitenflächen des prismaförmigen Körpers des Materialhalters 420 in dem Erfassungsbereich der Sensoreinheit 201 einer von dem Gerätehalter 410 gehaltenen zu kalibrierenden Einheit 430 zu positionieren.
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Alternativ kann der Materialhalter 420 ein Endlosband umfassen, das durch ein oder mehrere Walzen 701 bewegt werden kann, um sequentiell unterschiedliche Abschnitte des Endlosbandes des Materialhalters 420 (für unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440) in dem Erfassungsbereich der Sensoreinheit 201 einer von dem Gerätehalter 410 gehaltenen zu kalibrierenden Einheit 430 zu positionieren.
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Durch die o.g. Materialhalter 420 können in besonders effizienter und zuverlässiger Weise unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 in den Erfassungsbereich der Sensoreinheit 201 einer von dem Gerätehalter 410 gehaltenen zu kalibrierenden Einheit 430 bewegt werden.
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Die Kalibrier-Vorrichtung 400 und/oder das Bewegungsmittel 404 können eingerichtet sein, zu bewirken, dass das Endlosband des Materialhalters 420 und der Gerätehalter 410 für eine Messung von Sensordaten zeitweise relativ zueinander ruhen. Zu diesem Zweck kann ggf. der Gerätehalter 410 zeitweise mit dem Endlosband mitbewegt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Endlosband zumindest zeitweise angehalten werden. So kann die Güte der erfassten Sensordaten erhöht werden.
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Die Kalibrier-Vorrichtung 400 kann einen Abstandshalter 401 umfassen, der ausgebildet ist, die Sensoreinheit 201 einer von dem Gerätehalter 410 gehaltenen zu kalibrierenden Einheit 430 in einem definierten Abstand von den unterschiedlichen Stellen des Materialhalters 420 zu positionieren. So kann die Güte der Kalibrierung in effizienter Weise erhöht werden.
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Die Kalibrier-Vorrichtung 400 kann eine Abschirmung, insbesondere in Form eines Abstandshalters 401, aufweisen, die ausgebildet ist, zumindest teilweise elektromagnetische Strahlung von dem Erfassungsbereich der Sensoreinheit 201 einer von dem Gerätehalter 410 gehaltenen zu kalibrierenden Einheit 430 abzuschirmen. So kann die Güte der Kalibrierung in effizienter Weise erhöht werden.
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Die Steuereinheit 450 der Kalibrier-Vorrichtung 400 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten einer Sensoreinheit 201 zu bestimmen, ob die Sensoreinheit 201 einer von dem Gerätehalter 410 gehaltenen zu kalibrierenden Einheit 430 defekt ist oder nicht. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 450 eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten einen Herstellungsprozess eines die Sensoreinheit 201 umfassenden Scangeräts 110 zu überwachen bzw. zu tracken.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 450 eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten Kalibrierungsdaten und/oder einen Auswertealgorithmus für die Sensoreinheit 201 einer von dem Gerätehalter 410 gehaltenen zu kalibrierenden Einheit 430 zu ermitteln. Die Kalibrierungsdaten und/oder der Auswertealgorithmus der Sensoreinheit 201 können dann im Betrieb eines die Sensoreinheit 201 umfassenden Scangeräts 110 dazu verwendet werden, Gegenstandsdaten in Bezug auf einen von dem Scangerät 110 gescannten Gegenstand 111 zu ermitteln. So kann die Güte der von einem Scangerät 110 ermittelten Gegenstandsdaten erhöht werden.
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Beispielsweise kann ein multivariater Algorithmus bzw. ein multivariates Modell angelernt werden, um auf Basis der Sensordaten eine minderwertige Sensoreinheit 201 zu detektieren, die z.B. nicht in ein Scangerät 110 verbaut, sondern aussortiert werden sollte. Das multivariate Modell (z.B. eine Principle Component Analysis, PCA) kann anhand der Sensordaten von Referenz-Sensoreinheiten 201 trainiert werden, wobei von den Referenz-Sensoreinheiten 201 bekannt ist, dass sie im Betrieb eines Scangeräts 110 zuverlässige Messergebnisse liefern. Die Referenz-Sensoreinheiten 201 können anhand von Messungen im Betrieb von Scangeräten 110 identifiziert werden. Die Referenz-Sensoreinheiten 201 können dazu verwendet werden, Referenz-Sensordaten in Bezug auf unterschiedliche Kalibrierungsmaterialien 440 zu erfassen. Auf Basis der Referenz-Sensordaten kann dann ein in-line Auswertemodell trainiert werden. Dabei kann das Auswertemodell eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten einer Sensoreinheit 201 für eine Mehrzahl von Kalibrierungsmaterialien 440 zu klassifizieren bzw. zu detektieren, ob es sich bei der Sensoreinheit 201 um eine minderwertige Sensoreinheit 201 handelt oder nicht. Insbesondere kann mittels einer Abstandsmetrik bestimmt werden, ob die von einer Sensoreinheit 201 erfassten Sensordaten zu sehr von den Referenz-Sensordaten abweichen oder nicht. Mittels eines vordefinierten Schwellwerts kann dann entschieden werden, ob eine Sensoreinheit 201 aussortiert werden muss oder ob die Sensoreinheit 201 in einem Scangerät 110 verbaut werden kann. Der Schwellwert kann dabei auf Basis einer Verbindung zwischen Hardwaregüte und Anwendungsfallgüte ermittelt werden. Durch einen derartigen Prozess kann die Güte von verbauten Sensoreinheiten 201 zuverlässig erhöht werden.
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Des Weiteren wird in diesem Dokument ein Verfahren 300 zur Kalibrierung einer Sensoreinheit 201 für ein Scangerät 110 beschrieben, wobei die Sensoreinheit 201 eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf einen in einem Erfassungsbereich der Sensoreinheit 201 angeordneten Gegenstand 111 zu erfassen.
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Das Verfahren 300 umfasst das Kalibrieren 301 der von dem Scangerät 110 isolierten Sensoreinheit 201 vor Verbau der Sensoreinheit 201 in dem Scangerät 110, unter Verwendung aller Kalibrierungsmaterialien 440 einer Gesamtmenge von Kalibrierungsmaterialien 440. Die Gesamtmenge von Kalibrierungsmaterialien 440 kann dabei ein Basis-Kalibrierungsmaterial 440 und mehrere Sekundär-Kalibrierungsmaterialien 440 umfassen.
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Insbesondere kann die Gesamtmenge von Kalibrierungsmaterialien 440 umfassen: ein Basis-Kalibrierungsmaterial 440 mit einem Reflexionsgrad von 90% oder mehr und mit einem im Wesentlichen flachen Reflexionsspektrum; ein erstes Sekundär-Kalibrierungsmaterial 440 mit einem Reflexionsgrad zwischen 40% und 60% und mit einem im Wesentlichen flachen Reflexionsspektrum; ein zweites Sekundär-Kalibrierungsmaterial 440 mit zumindest einem Peak in Bezug auf einen Reflexionsgrad oder einen Absorptionsgrad für ein oder mehrere isolierte Wellenlängen und/oder Wellenlängenbereiche; und/oder zumindest ein drittes Sekundär-Kalibrierungsmaterial 440 mit einer bestimmten Farbe.
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Insbesondere kann die Gesamtmenge von Kalibrierungsmaterialien 440 ein oder mehrere zweite Sekundär-Kalibrierungsmaterialien 440 aufweisen, die jeweils ein oder mehrere Peaks in Bezug auf den Reflexionsgrad oder den Absorptionsgrad aufweisen, und die ein charakteristisches dynamisches und/oder nicht flaches (Reflexions- bzw. Absorptions-) Spektrum aufweisen. Alternativ oder ergänzend können ein oder mehrere Kalibrierungsmaterialien 440 verwendet werden, welche ähnliche Merkmale aufweisen, wie Materialien von Gegenständen 111, die im Betrieb von Scangeräten 110 verwendet werden. Insbesondere sind dabei bevorzugt der Dynamikbereich, die Anzahl von spektralen Peaks und/oder die Breite der Spektren vergleichbar.
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Außerdem umfasst das Verfahren 300 das Kalibrieren 302 der in dem Scangerät 110 verbauten Sensoreinheit 201 vor Inbetriebnahme des Scangeräts 110, allein unter Verwendung einer reduzierten Teilmenge der Gesamtmenge von Kalibrierungsmaterialien 440. Dabei kann die reduzierte Teilmenge das Basis-Kalibrierungsmaterial 440 und zumindest ein Sekundär-Kalibrierungsmaterial 440 umfassen.
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Des Weiteren umfasst das Verfahren 300 das Kalibrieren 303 der in dem Scangerät 110 verbauten Sensoreinheit 201 nach Inbetriebnahme des Scangeräts 110, allein unter Verwendung des Basis-Kalibrierungsmaterials 440.
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Durch ein derart abgestuftes Kalibrierungs-Verfahren 300 kann in effizienter und zuverlässiger Weise eine präzise Kalibrierung der Sensoreinheit 201 eines Scangeräts 110 über die gesamte Lebensdauer des Scangeräts 110 ermöglicht werden.
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Das Kalibrieren 301 der von dem Scangerät 110 isolierten Sensoreinheit 201 und/oder das Kalibrieren 302 der in dem Scangerät 110 verbauten Sensoreinheit 201 vor Inbetriebnahme des Scangeräts 110 kann anhand der in diesem Dokument beschriebenen Kalibrier-Vorrichtung 400 erfolgen. Das Kalibrieren 303 der in dem Scangerät 110 verbauten Sensoreinheit 201 nach Inbetriebnahme des Scangeräts 110 kann mittels einer Abdeckung für den Messkopf 210 des Scangeräts 110 erfolgen (wobei die Abdeckung das Basis-Kalibrierungsmaterial 440 umfasst). So kann eine besonders zuverlässige und effiziente Kalibrierung erfolgen.
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Das Verfahren 300 kann umfassen, das Speichern von Sensordaten, die von der Sensoreinheit 201 beim Kalibrieren 301 der von dem Scangerät 110 isolierten Sensoreinheit 201 und/oder beim Kalibrieren 302 der in dem Scangerät 110 verbauten Sensoreinheit 201 vor Inbetriebnahme des Scangeräts 110 erfasst wurden. Die Sensordaten können z.B. in einer Daten-Cloud gespeichert werden. Die Sensordaten können ggf. in Zusammenhang mit Referenz-Sensordaten gespeichert werden.
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Des Weiteren kann das Verfahren 300 umfassen, das Verwenden der gespeicherten Sensordaten (ggf. in Zusammenhang mit den Referenz-Sensordaten) beim Kalibrieren 303 der in dem Scangerät 110 verbauten Sensoreinheit 201 nach Inbetriebnahme des Scangeräts 110. Die für eine Sensoreinheit 201 bei der Herstellung eines Scangeräts 110 erfassten Sensordaten können somit dazu verwendet werden, die Sensoreinheit 201 während des Betriebs des Scangeräts 110 zu re-kalibrieren. So kann die Erfassungsgüte eines Scangeräts 110 über die gesamte Lebensdauer erhöht werden.
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen wird eine effiziente und zuverlässige Kalibrierung einer Sensoreinheit 201 und/oder eines Scangeräts 110 ermöglicht. Durch ein mehrstufiges Kalibrierungsverfahren 300 kann die Qualität eines Scangeräts 110 über den gesamten Lebenszyklus überwacht und eingestellt werden. Insbesondere kann ggf. ein Algorithmus zur Auswertung von Sensordaten einer Sensoreinheit 201 in einem Scangerät 110 nachträglich (in Abhängigkeit von einer Kalibrierung) angepasst werden, um die Qualität der ermittelten Gegenstandsdaten zu erhöhen.
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Des Weiteren kann durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen eine Prozesskontrolle erfolgen, z.B. beim Verbau einer Sensoreinheit 201, bei Überprüfung von Einflüssen der Elektronik in einem Scangerät 110, zur Erkennung von Stürzen im Transport, zur Erkennung von Handhabungsfehlern, zur Erkennung von ESD (elektrostatische Entladung) Beschädigungen, und/oder zur Erkennung von Tendenzen einer Verschlechterung der Herstellungsgüte (die z.B. auf Basis der in einer Daten-Cloud gespeicherten Daten erkannt werden können).
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Wie in diesem Dokument beschrieben, können im Rahmen des (mehrstufigen) Kalibrierungs-Verfahrens 300 im Rahmen von mehreren Messungen bzw. Kalibriervorgängen jeweils Sensordaten für eine Sensoreinheit 201 ermittelt werden. Die Sensordaten können insbesondere Spektren 561, 562, 563 für ein oder mehrere Kalibrierungsmaterialien 440 umfassen. Die Sensordaten, die von einer Sensoreinheit 201 erfasst wurden, können zum Erstellen eines Qualitätsindexes verwendet werden, wobei der Qualitätsindex die Güte der Sensoreinheit 201 qualifiziert und/oder quantifiziert. Zur Ermittlung eines Wertes des Qualitätsindexes kann ein in-line Güteanalyse-Algorithmus verwendet werden.
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Alternativ oder ergänzend können die Sensordaten einer Sensoreinheit 201 dazu verwendet werden, eine defekte Sensoreinheit 201 zu detektieren (und ggf. auszusortieren). Des Weiteren können die Sensordaten einer Vielzahl von Sensoreinheiten 201 gemeinsam ausgewertet werden, um z.B. die (statistische) Varianz der Sensordaten einer Sensoreinheit 201 zu ermitteln, und bei der Nutzung einer Sensoreinheit 201 in einem Scangerät 110 zu verwenden. Zu diesem Zweck können die Sensordaten einer Vielzahl von Sensoreinheiten 201 auf einem zentralen Speichereinheit und/oder in einer Daten-Cloud gespeichert und ausgewertet werden.
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Alternativ oder ergänzend kann das (mehrstufige) Kalibrierungs-Verfahren 300 und/oder die dabei erfassten Sensordaten dazu genutzt werden, einen Assembly- / Verarbeitungsprozesses zu tracken, ein In-line Güte-Tracking durchzuführen und/oder eine Vorhersage bzw. eine Extrapolation zukünftiger Qualitätsprobleme durchzuführen (z.B. bei Erkennung einer stetigen Verschlechterung der Qualitätsparameter einer Sensoreinheit 201).
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Vorrichtung und/oder des vorgeschlagenen Verfahrens veranschaulichen sollen.