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.The invention relates to a device and a method for calibrating the sensor unit of a scanning device, the scanning device enabling a user to determine properties or object data of an object, in particular a textile part or a foodstuff.
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.Household appliances, such as a washing machine, a dishwasher, a dryer or a refrigerator, can be operated in different operating modes or can have different compartments for storing different types of objects. For example, different washing programs of a washing machine can be used for different types of textile parts or items of clothing. Furthermore, different compartments of a refrigerator can have different climatic conditions, each of which is suitable for different types of food.
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.Information about objects that are to be placed and / or processed in a household appliance can be determined using a scanning device. A scanning device typically includes at least one sensor unit that is set up to acquire sensor data relating to an object. The quality of the information or the object data that can be ascertained about an object by means of a scanning device depends on the quality of the sensor data. This document deals with the technical task of checking and / or setting the measurement quality of a scanning device in a reliable and efficient manner.
Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.The object is achieved in each case by the independent claims. Advantageous embodiments are i.a. described in the dependent claims.
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.According to one aspect of the invention, a calibration device for at least one unit to be calibrated is described, wherein the unit to be calibrated comprises a sensor unit for a scanning device for acquiring sensor data with respect to an object arranged in a sensing area of the sensor unit. The calibration device comprises a material holder which is set up to hold different calibration materials at different locations, and a device holder which is set up to hold at least one unit to be calibrated. In addition, the calibration device comprises a movement means which is set up to move the material holder and / or the device holder relative to one another in order to sequentially position the different locations of the material holder in the detection range of the sensor unit of a unit to be calibrated held by the device holder. Furthermore, the calibration device comprises a control unit which is set up to cause the sensor unit of the unit to be calibrated held by the device holder to acquire sensor data for each of the different locations on the material holder and to assign them to the different calibration materials.
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.According to a further aspect of the invention, a method for calibrating a sensor unit for a scanning device is described, wherein the sensor unit is set up to acquire sensor data with respect to an object arranged in a detection area of the sensor unit. The method comprises calibrating the sensor unit, which is isolated from the scanning device, before installing the sensor unit in the scanning device, using all calibration materials of a total amount of calibration materials, the total amount of calibration materials comprising a base calibration material and a plurality of secondary calibration materials. In addition, the method includes calibrating the sensor unit installed in the scanning device before the scanning device is put into operation, solely using a reduced subset of the total amount of calibration materials, the reduced subset comprising the basic calibration material and at least one secondary calibration material. Furthermore, the method includes calibrating the sensor unit installed in the scanning device after the scanning device has been started up, solely using the basic calibration material.
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.It should be noted that any aspects of the device described in this document and / or the method described in this document can be combined with one another in diverse ways. In particular, the features of the claims can be combined with one another in diverse ways.
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.
The invention is described in more detail below on the basis of exemplary embodiments. Show it - 1 an exemplary system for obtaining item data relating to a property of an item;
- 2 an exemplary scanning device;
- 3 a flowchart of an exemplary method for calibrating the sensor unit of a scanning device;
- 4a to 4d , such as 5a , 6 to 7th exemplary calibration devices;
- 4e exemplary sensor data of the sensor unit of a scanning device; and
- 5b an exemplary time course of the distance between the material holder and the device holder.
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.As stated at the beginning, the present document is concerned with ensuring the measurement quality of a scanning device in an efficient and reliable manner. In this context shows 1 an exemplary system 100 with a scanning device 110 for determining object data in relation to at least one property of an object 111 , in particular a textile part or a food. The object data can, for example, information with regard to a material composition and / or with regard to ingredients of the object 111 include. For example, the object data for a textile part can display the one or more substances or materials that make up the textile part. For a food item, the item data can indicate one or more ingredients of the food item.
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.The scanning device 110 is set up to provide sensor data relating to an object 111 capture. The scanning device 110 may comprise a spectral sensor as a sensor unit, which is set up an absorption spectrum and / or a reflection spectrum of the object 111 capture. The sensor data can thus be spectral data (for example an absorption spectrum and / or a reflection spectrum) relating to the object 111 include.
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.The system 100 can be an evaluation unit 101 include (e.g. as part of the scanning device 110 and / or as part of at least one network or backend server). The evaluation unit 101 can be set up based on the sensor data of the scanning device 110 Item data relating to at least one property of the item 111 to investigate. For this purpose, a database can be accessed which includes, for example, different materials and / or ingredients and the associated sensor data (for example spectra). Alternatively or in addition, the evaluation unit 101 comprise a machine-learned system which is set up to assign object data to the sensor data.
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.Object data for an object can thus be reliably obtained 111 be determined. Furthermore, a household appliance 102 operated depending on the object data determined. For example, the washing program of a washing machine 102 for a scanned textile part 111 depending on the object data determined for the textile part 111 to be selected. In a further example, depending on the item data, a user can select a compartment in a refrigerator 102 which is particularly useful for storing a scanned food item 111 suitable.
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. 2 shows an exemplary scanning device 110 in a side view. The scanning device 110 has a measuring head 210 on, in or on which a sensor unit 201 is arranged for the acquisition of sensor data. Furthermore, the scanning device 110 a handle 220 with which the scanning device 110 from a user (e.g. to an object 111 ) can be held. The sensor unit 201 can in particular have a spectral sensor, for example a near infrared (NIR) sensor. Alternatively or in addition, the sensor unit 201 an optical sensor (e.g. an RGB sensor or an image sensor or a color sensor). The sensor unit 201 can be set up a measurement signal 203 to send out. The measurement signal 203 can then on an object 111 be reflected, and it can be the reflected signal by the sensor unit 201 are recorded. The reflection spectrum of the object can then be derived from the reflected signal 111 can be determined (and provided as sensor data). Alternatively or in addition, the sensor unit 201 a gas sensor (eg a metal oxide semiconductor, MOX, sensor) which is set up to provide sensor data in relation to one of the object 111 to determine secreted gas.
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.Furthermore, the measuring head 210 a distance sensor 202 include, with the distance data relating to the distance to an object 111 can be measured. The acquisition of sensor data by means of the sensor unit 201 can then possibly take place automatically as a function of the distance data when the scanning device 110 close enough to an object 111 is held.
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.The scanning device 110 can be a control unit 205 which is set up on the basis of the detected sensor data object data, in particular property information, in relation to a scanned object 111 to investigate. Furthermore, the scanning device 110 a storage unit 207 include on which the determined object data for an object 111 can be stored at least temporarily.
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.It can therefore be a scanning device 110 with a sensor unit 201 are provided, the sensor unit 201 for example a NIR sensor, an RGB sensor and / or a gas sensor. The sensor unit 201 can NIR spectra and / or color values of an object 111 (e.g. a textile) in front of the sensor unit 201 is held. For example, a user can select items of clothing to be washed in preparation for a washing process 111 in front of the scanning device 110 keep to each item data for the garments 111 to investigate. It can then depending on the determined object data a suitable washing program of a washing machine 102 determined and / or selected.
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).The quality of the object data determined depends on the quality of the sensor unit 201 captured sensor data. The quality of the through the sensor unit 201 The sensor data provided can be checked by one or more performance tests and / or by calibration tests. Different types of calibration tests (with different calibration materials) can be performed. Exemplary types of calibration tests are: a basic calibration test (with a basic calibration material) and one or more secondary calibration tests (each with a secondary calibration material).
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).The base calibration test can be used as a base or reference for the one or more secondary calibration tests. For the basic calibration test, for example, a basic calibration material with a relatively flat and / or uniform reflection spectrum can be used. For example, a 95% diffuse reflection can be brought about by the base calibration material. With regard to the visible spectrum, the basic calibration material can have the color “white” (eg for checking an RGB sensor of the sensor unit 201 ).
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.A first secondary calibration test can have a first secondary calibration material with a 50% diffuse reflection and a relatively flat and / or uniform reflection spectrum. With respect to the visible spectrum, the first secondary calibration material can have the color “gray”.
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.A second secondary calibration test can have a second secondary calibration material which has a spectrum with a plurality of characteristic wavelengths at which the material has a relatively high absorption or reflection. The second secondary calibration material can for this purpose e.g. one or more rare earth metals. The second secondary calibration material can be diffusely reflective.
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).Furthermore, one or more further secondary calibration tests can be performed, e.g. for special materials and / or for special colors (e.g. red, green or blue).
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.For checking the functionality of a scanning device 110 can perform one or more calibration tests at different times during the life cycle of a scanning device 110 respectively. In particular, as in 3 shown, a multi-step calibration process 300 be carried out in which initially (step 301 ) the sensor unit 201 is calibrated. The basic calibration test and one or more (possibly all) secondary calibration tests can be carried out. For calibrating the sensor unit 201 all available calibration materials are preferably used to detect a defective sensor unit 201 to be able to sort out early.
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.In a second calibration step 302 can then the sensor unit 201 as part of the scanning device 110 be calibrated. The basic calibration test as well as a calibration can be carried out with some of the available calibration materials. In a third calibration step 303 can repeat calibration while the scanner is in operation 110 respectively. If necessary, only the basic calibration test can be carried out in order to detect a defect (eg a spectral shift) in the sensor unit 201 to detect. For this purpose, for example, a calibration cover for the measuring head 210 of the scanning device 110 with the calibration cover containing the calibration material for the basic calibration test.
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.In a calibration test, the sensor data (in particular the spectra) of a sensor unit 201 recorded and saved as calibration data. The calibration data can be stored centrally (for example in a cloud). Alternatively or in addition, the sequence of calibration data for the sensor unit 201 of a scanning device 110 on the storage device 207 of the scanning device 110 get saved. For a specific sensor unit 201 a sequence of calibration data from a sequence of calibration tests can thus be stored.
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.The sequence of calibration data for a sensor unit 201 can when checking the sensor unit 201 used (e.g. while a scanning device is in operation 110 ). In particular, the calibration data acquired during a current calibration test can be compared with the stored sequence of calibration data. If there is a discrepancy, the sensor unit may be defective 201 getting closed. Alternatively or in addition, a discrepancy between the current calibration data and the stored sequence of calibration data can be used to create an algorithm for evaluating the sensor data of a sensor unit 201 (to determine the object data).
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. 4a to 4d and FIGS. 5 to 7 show exemplary calibration devices 400 used to calibrate sensor units 201 (Step 301 ) and / or for calibrating scanning devices 110 (Step 302 ) can be used. A calibration device 400 includes a device holder 410 , of the is set up, one or more units to be calibrated 430 (e.g. a sensor unit 201 or a scanning device 110 ). In particular, can on a holding plate 411 of the device holder 410 one or more brackets 412 for one unit to be calibrated 430 be arranged. It also includes a calibration device 400 a material holder 420 , which also has a holding plate 421 has to one or more calibration materials 440 record.
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).The calibration device 400 out 4a each comprises retaining plates designed as (rotary) plates 411 , 421 . The retaining plates 411 , 421 can around a common axis 401 twisted against each other (shown by the arrow on the retaining plate 421 of the material holder 420 ). In different (pizza slice-shaped) segments of the holding plate 421 of the material holder 420 different calibration materials can be arranged. By rotating at least one sheet of material 411 , 421 can thus be a unit to be calibrated 430 in an efficient manner against different calibration materials 440 positioned (to perform different calibration tests).
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.As in 4a by the double arrow along the axis of rotation 401 shown, the distance between the material holder 420 and the device holder 410 to be changed. Alternatively or additionally, between the material holder 420 and the device holder 410 at least one spacer 402 be arranged around a unit to be calibrated 430 at a defined distance from a calibration material 440 to keep. The spacer 402 can, as in 4c shown as the border of the retaining plate 421 of the material holder 420 be trained. The spacer 402 can in addition to shielding electromagnetic radiation from the area between the holding plates 411 , 421 be used. In this way the quality of a calibration test can be increased.
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. 4b illustrates one in a bracket 412 of the device holder 410 used unit to be calibrated 430 (especially a sensor unit to be calibrated 201 ). Furthermore shows 4b exemplary lines 431 (eg for energy supply and / or for the transmission of sensor data) between the unit to be calibrated 430 and a control unit 450 for a calibration test. The control unit 450 can be set up, a relative movement between the material holder 420 and the device holder 410 a calibration device 400 to effect one or more calibration tests. A means of movement can be used for this purpose 404 (e.g. an electric motor) can be controlled. Furthermore, the control unit 450 be set up by the one or more units to be calibrated 430 evaluate the provided sensor data and, if necessary, save it as calibration data.
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).In addition, the control unit 450 be set up, the position of the calibration device 400 record and store in order to establish a relationship between the recorded sensor data and a corresponding calibration material 440 to manufacture. In other words, the control unit 450 can be set up, the relative positioning between the material holder 420 and the device holder 410 to determine the by the sensor unit 201 captured sensor data 201 each with a specific calibration material 440 to associate. The sensor data can then be used along with a reference to the calibration material 440 can be saved (e.g. in a data cloud).
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.Furthermore, the control unit 450 be set up to acquire a large number of sensor data for a corresponding large number of sensor units 201 (those in the device holder 410 are arranged) to be coordinated. For example, the sensor data can be multiplexed and / or read out in parallel. Thus, a large number of sensor units can be used in an efficient manner 201 be calibrated at the same time.
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.As an alternative or in addition, the control unit 450 be set up a sensor unit 201 operate in a plurality of different modes of operation. In particular, a sensor unit 201 during a calibration process with a calibration material 440 may be operated in several different operating modes. The different operating modes can be related to one or more sensor parameters of the sensor unit 201 distinguish. Exemplary sensor parameters are the lighting duration, the integration time, an amplifier gain, etc. By using different operating modes, the quality of the calibration of a sensor unit 201 further increased.
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%. 4e shows exemplary sensor data of a unit to be calibrated 430 in relation to a particular calibration material 440 . In particular shows 4e for a variety of different calibration materials 440 the reflectance 460 as a function of wavelength 465 . In particular shows 4e a reflection spectrum 461 for a calibration material 440 with a uniform reflectance 460 at approx. 50%, a reflection spectrum 462 for a calibration material 440 with multiple reflection peaks, and a reflection spectrum 463 for a calibration material 440 with a uniform reflectance 460 at about 95%.
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. 5a shows a calibration device 400 where the material holder 420 is cuboid, and the different side surfaces of the cuboid material holder 420 different retaining plates 421 for different calibration materials 440 form. The cuboid material holder 420 can around a longitudinal axis 402 be rotated to different side surfaces or retaining plates 421 in front of the (rectangular) holding plate 411 of the device holder 410 to position.
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.Possibly. can cover an entire side surface (of a cuboid material holder 420 ) or an entire retaining plate 421 for a single calibration material 440 be used. Alternatively, the retaining plate 421 a material holder 420 , as in 6 shown, in subsegments 622 for (possibly different) calibration materials 440 be divided.
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.When using a cuboid material holder 420 It may be necessary to adjust the distance between the material holder 420 and the device holder 410 between two measurements for different calibration materials 440 to change (to create a new side surface of the material holder 420 in front of the device holder 410 to position). 5b shows the distance 501 between the media holder 420 and the device holder 410 as a function of time 502 or as a function of the rotation angle of the material holder 420 . How out 5b can be seen, the distance is 501 between two measurements increased to the rectangular material holder 420 to be able to rotate.
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. 7th shows a calibration device 400 where the retaining plate 421 of the material holder 420 is designed as an endless belt that has two rollers 701 is diverted. Different sections or segments of the endless belt can have different calibration materials 440 exhibit. Different calibration materials can be efficiently moved by moving the endless belt 440 in front of a unit to be calibrated 430 be positioned.
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.Alternatively or in addition, the device holder 410 be set up, at least temporarily, synchronously with the endless belt of the material holder 420 to move with. Alternatively or in addition, the endless belt can be designed to stand still at least temporarily. This can be done for a measurement of the material holder 420 and the device holder 410 rest relative to each other. The measuring accuracy of a calibration device 400 increase.
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.A material holder 420 with endless belt can be used for an in-line calibration process if necessary. For example, several sensor units 201 be arranged individually on a production line or on a production line. It can then be in-line during manufacture of the sensor unit 201 a calibration process can be carried out.
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.There are thus calibration devices 400 with different material holders 420 and / or different device holders 410 described, with the different material holders 420 and the different device holders 410 can be combined with one another in various ways.
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.In connection with the 4a to 4d becomes a round material holder 420 described, which can be subdivided (e.g. in the shape of a pizza slice) in order to accommodate different calibration materials in the individual sub-areas 440 record. If a device holder 410 in front of the material holder 420 is positioned (e.g. on the material holder 420 is placed), can be done by turning the material holder 420 each a specific calibration material 440 in front of a unit to be calibrated 430 be moved.
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. 5a shows a cuboid material holder 420 , the different calibration materials on different side surfaces 440 can accommodate. If a device holder 410 in front of the material holder 420 is positioned (e.g. on the material holder 420 is placed), can be done by turning the material holder 420 each a specific calibration material 440 in front of a unit to be calibrated 430 be moved. The distance between the device holder can be used to change the side surfaces 410 and the material holder 420 temporarily increased (to avoid bumping into it). The change in the distance when rotating the material holder 420 is exemplary in 5b shown.
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. 7th shows a material holder 420 with a treadmill-shaped holding plate 421 . Different calibration materials can be used on the treadmill 440 be arranged to by moving the one or more rollers 701 periodically or cyclically different calibration materials 440 in front of a unit to be calibrated 430 to position.
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.A material holder 420 can use a spacer 401 (eg in the form of a circumferential phase or a circumferential collar). Alternatively or in addition, a certain distance can be set using one or more hinges.
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.A device holder 410 for one or more units to be calibrated 430 (e.g. for a sensor unit 201 and / or for a scanning device 110 ) can be a perforated plate 411 have, which is suitable, one or more units to be calibrated 430 to hold completely and the sensor unit inside 201 align the one or more calibration materials 440 on a material holder 420 can be measured.
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). It is therefore a calibration device in this document 400 for at least one unit to be calibrated 430 described. The unit to be calibrated 430 comprises a sensor unit 201 (especially a NIR sensor) for a (handheld) scanning device 110 . The sensor unit 201 is set up to provide sensor data in relation to one in a detection area of the sensor unit 201 arranged object 111 capture. Furthermore, the scanning device 110 be set up based on the sensor data of the sensor unit 201 Item data relating to the item 111 to determine (as in connection with the 1 and 2 set out).
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.The calibration device 400 includes a material holder 420 set up, different calibration materials in different places 440 to hold or take up. The material holder 420 can for example 3 or more, 4 or more, 5 or more, 6 or more different locations (e.g. segments, side surfaces or sections) for different calibration materials 440 exhibit.
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.The different calibration materials 440 may include: at least one calibration material 440 with a reflectance of 90% or more; at least one calibration material 440 with a reflectance between 40% and 60%; at least one calibration material 440 with a substantially flat spectrum in that of the sensor unit 201 detectable wavelength range; at least one calibration material 440 which has a peak in relation to a reflectance or an absorbance for one or more isolated wavelengths and / or isolated wavelength ranges; and / or at least two calibration materials 440 each with different colors. By using different calibration materials 440 for the calibration of a unit to be calibrated 430 a precise calibration can be made possible.
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.The calibration device also includes 400 a device holder 410 who set up at least one unit to be calibrated 430 to keep. The device holder can 410 set up at least one isolated sensor unit 201 of a scanning device 110 as the unit to be calibrated 430 to keep. Alternatively or in addition, the device holder 410 be set up, a (complete) scanning device 110 with a sensor unit 201 as the unit to be calibrated 430 to keep.
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.The device holder 410 can at least one bracket 412 which is set up to include a unit to be calibrated 430 to hold in such a way that the sensor unit 201 the unit to be calibrated 430 the material holder 420 is facing. In particular, the device holder 410 a plurality of brackets 412 for a corresponding plurality of units to be calibrated 430 include (e.g. for 2 or more, 4 or more, 8 or more, etc. units to be calibrated 430 ). A bracket 412 be designed such that the device holder 410 held unit to be calibrated 430 can be exchanged.
Durch die Bereitstellung eines Gerätehalters 410 kann eine präzise Kalibrierung von ein oder mehreren zu kalibrierenden Einheiten 430 bewirkt werden.By providing a device holder 410 can be a precise calibration of one or more units to be calibrated 430 be effected.
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.The calibration device also includes 400 a means of exercise 404 (e.g. with an electric motor) that is set up, the material holder 420 and / or the device holder 410 relative to each other to move sequentially the different locations of the material holder 420 in the detection range of the sensor unit 201 one from the device holder 410 held unit to be calibrated 430 to position. In particular, the movement means 404 is set up, the material holder 420 and / or the device holder 410 relative to each other to move sequentially the different locations of the material holder 420 in the detection areas of the sensor units 201 that of the device holder 410 held plurality of units to be calibrated 430 to position. In this way, several calibration tests with different calibration materials can be carried out efficiently 440 be performed.
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.The calibration device also includes 400 a control unit 450 that is set up, the sensor unit 201 that of the device holder 410 held unit to be calibrated 430 to cause for each of the different locations of the material holder 420 Acquire sensor data. In particular, the control unit 450 be set up, the sensor units 201 that of the device holder 410 held plurality of units to be calibrated 430 to cause each, for each of the different locations of the material holder 420 Acquire sensor data. The acquisition of sensor data by the sensor unit 201 one from the device holder 410 held unit to be calibrated 430 so with that by the moving means 404 caused relative movement between the material holder 420 and the device holder 410 be synchronized that the sensor data of the sensor unit 201 clearly the individual places (with the different calibration materials 440 ) of the material holder 420 can be assigned.
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.It thus becomes a calibration device 400 described, with which one or more units to be calibrated in an efficient and precise manner 430 , especially sensor unit 201 for scanning devices 110 , can be calibrated.
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.The material holder 420 can (as in 4a shown) a holding plate 421 with different (e.g. pizza slice shaped) segments for different calibration materials 440 include. The holding plate 421 of the material holder 420 can be designed around an axis of rotation 401 to be rotated to sequentially display the different segments of the support plate 421 of the material holder 420 in the detection range of the sensor unit 201 one from the device holder 410 held unit to be calibrated 430 to position.
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.Alternatively, the material holder 420 a prism-shaped body (in particular a cuboid body) with three or more side surfaces, in particular with three or more rectangular side surfaces, each of which has a different calibration material 440 can have. The prism-shaped body of the material holder 420 can be designed around the axis of rotation running perpendicular to the base of the prism-shaped body 402 to be rotated to sequentially the different side surfaces of the prism-shaped body of the material holder 420 in the detection range of the sensor unit 201 one from the device holder 410 held unit to be calibrated 430 to position.
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.Alternatively, the material holder 420 comprise an endless belt passing through one or more rollers 701 can be moved to sequentially different sections of the endless belt of the material holder 420 (for different calibration materials 440 ) in the detection range of the sensor unit 201 one from the device holder 410 held unit to be calibrated 430 to position.
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.With the above material holder 420 can use different calibration materials in a particularly efficient and reliable manner 440 into the detection range of the sensor unit 201 one from the device holder 410 held unit to be calibrated 430 be moved.
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.The calibration device 400 and / or the moving means 404 can be set up to cause the endless belt of the material holder 420 and the device holder 410 temporarily rest relative to each other for a measurement of sensor data. The device holder can, if necessary, for this purpose 410 are temporarily moved with the endless belt. As an alternative or in addition, the endless belt can be stopped at least temporarily. In this way, the quality of the recorded sensor data can be increased.
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.The calibration device 400 can use a spacer 401 comprise, which is formed, the sensor unit 201 one from the device holder 410 held unit to be calibrated 430 at a defined distance from the different points of the material holder 420 to position. In this way, the quality of the calibration can be increased in an efficient manner.
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.The calibration device 400 can be a shield, in particular in the form of a spacer 401 , which is designed to at least partially emit electromagnetic radiation from the detection area of the sensor unit 201 one from the device holder 410 held unit to be calibrated 430 shield. In this way, the quality of the calibration can be increased in an efficient manner.
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.The control unit 450 the calibration device 400 can be set up on the basis of the sensor data of a sensor unit 201 to determine whether the sensor unit 201 one from the device holder 410 held unit to be calibrated 430 is defective or not. As an alternative or in addition, the control unit 450 be set up, based on the sensor data, a manufacturing process of the sensor unit 201 comprehensive scanning device 110 to monitor or track.
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.As an alternative or in addition, the control unit 450 be set up, based on the sensor data, calibration data and / or an evaluation algorithm for the sensor unit 201 one from the device holder 410 held unit to be calibrated 430 to investigate. The calibration data and / or the evaluation algorithm of the sensor unit 201 can then operate the sensor unit 201 comprehensive scanning device 110 used to obtain item data relating to one of the scanning device 110 scanned item 111 to investigate. So can the goodness of a scanning device 110 determined object data are increased.
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.For example, a multivariate algorithm or a multivariate model can be learned in order to use the sensor data as a basis for an inferior sensor unit 201 to detect, for example, not in a scanning device 110 installed, but should be sorted out. The multivariate model (eg a Principle Component Analysis, PCA) can be based on the sensor data from reference sensor units 201 be trained, taking from the reference sensor units 201 is known to be operating a scanning device 110 deliver reliable measurement results. The reference sensor units 201 can be based on measurements during the operation of scanning devices 110 be identified. The reference sensor units 201 can be used to obtain reference sensor data in relation to different calibration materials 440 capture. An in-line evaluation model can then be trained on the basis of the reference sensor data. The evaluation model can be set up on the basis of the sensor data of a sensor unit 201 for a variety of calibration materials 440 to classify or to detect whether it is the sensor unit 201 an inferior sensor unit 201 act or not. In particular, a distance metric can be used to determine whether the sensor unit 201 detected sensor data deviate too much from the reference sensor data or not. A predefined threshold value can then be used to decide whether a sensor unit 201 Must be sorted out or whether the sensor unit 201 in a scanning device 110 can be installed. The threshold value can be determined on the basis of a connection between hardware quality and application quality. Such a process can improve the quality of built-in sensor units 201 can be reliably increased.
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.This document also describes a procedure 300 for calibrating a sensor unit 201 for a scanning device 110 described, the sensor unit 201 is set up, sensor data in relation to one in a detection range of the sensor unit 201 arranged object 111 capture.
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.The procedure 300 includes calibration 301 the one from the scanning device 110 isolated sensor unit 201 before installing the sensor unit 201 in the scanning device 110 , using all calibration materials 440 a total of calibration materials 440 . The total amount of calibration materials 440 can be a basic calibration material 440 and several secondary calibration materials 440 include.
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.In particular, the total amount of calibration materials 440 include: a base calibration material 440 having a reflectance of 90% or more and having a substantially flat reflectance spectrum; a first secondary calibration material 440 with a reflectance between 40% and 60% and with a substantially flat reflectance spectrum; a second secondary calibration material 440 with at least one peak relating to a reflectance or an absorbance for one or more isolated wavelengths and / or wavelength ranges; and / or at least a third secondary calibration material 440 with a certain color.
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.In particular, the total amount of calibration materials 440 one or more second secondary calibration materials 440 which each have one or more peaks in relation to the degree of reflection or the degree of absorption, and which have a characteristic dynamic and / or non-flat (reflection or absorption) spectrum. Alternatively or in addition, one or more calibration materials can be used 440 which have similar characteristics as materials of objects are used 111 involved in the operation of scanning devices 110 be used. In particular, the dynamic range, the number of spectral peaks and / or the width of the spectra are preferably comparable.
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.The procedure also includes 300 the calibration 302 the one in the scanning device 110 built-in sensor unit 201 before starting up the scanning device 110 , using only a reduced subset of the total set of calibration materials 440 . The reduced subset can be the basic calibration material 440 and at least one secondary calibration material 440 include.
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.The method also includes 300 the calibration 303 the one in the scanning device 110 built-in sensor unit 201 after commissioning the scanning device 110 , using only the base calibration material 440 .
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.With such a graded calibration procedure 300 can precisely calibrate the sensor unit in an efficient and reliable manner 201 of a scanning device 110 throughout the life of the scanning device 110 be made possible.
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.The calibration 301 the one from the scanning device 110 isolated sensor unit 201 and / or calibration 302 the one in the scanning device 110 built-in sensor unit 201 before starting up the scanning device 110 can be based on the calibration device described in this document 400 respectively. The calibration 303 the one in the scanning device 110 built-in sensor unit 201 after commissioning the scanning device 110 can by means of a cover for the measuring head 210 of the scanning device 110 done (with the cover being the base calibration material 440 includes). A particularly reliable and efficient calibration can thus take place.
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.The procedure 300 may include storing sensor data received from the sensor unit 201 when calibrating 301 the one from the scanning device 110 isolated sensor unit 201 and / or when calibrating 302 the one in the scanning device 110 built-in sensor unit 201 before starting up the scanning device 110 were recorded. The sensor data can be stored in a data cloud, for example. If necessary, the sensor data can be stored in connection with reference sensor data.
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.Furthermore, the procedure 300 include using the stored sensor data (possibly in conjunction with the reference sensor data) during calibration 303 the one in the scanning device 110 built-in sensor unit 201 after commissioning the scanning device 110 . The one for a sensor unit 201 in the manufacture of a scanning device 110 detected sensor data can thus be used to the sensor unit 201 while the scanning device is operating 110 to recalibrate. So can the detection quality of a scanning device 110 can be increased over the entire service life.
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.The measures described in this document ensure efficient and reliable calibration of a sensor unit 201 and / or a scanning device 110 enables. Through a multi-stage calibration process 300 can improve the quality of a scanning device 110 monitored and adjusted over the entire life cycle. In particular, an algorithm for evaluating sensor data from a sensor unit can optionally be used 201 in a scanning device 110 can be subsequently adapted (depending on a calibration) in order to increase the quality of the object data determined.
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).In addition, the measures described in this document can be used to monitor the process, for example when installing a sensor unit 201 when checking the influences of the electronics in a scanning device 110 , for the detection of falls during transport, for the detection of handling errors, for the detection of ESD (electrostatic discharge) damage, and / or for the detection of tendencies towards a deterioration in the manufacturing quality (which can be detected e.g. on the basis of the data stored in a data cloud ).
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.As described in this document, as part of the (multi-stage) calibration procedure 300 in the course of several measurements or calibration processes, each sensor data for a sensor unit 201 be determined. In particular, the sensor data can be spectra 561 , 562 , 563 for one or more calibration materials 440 include. The sensor data received from a sensor unit 201 can be used to create a quality index, the quality index being the quality of the sensor unit 201 qualified and / or quantified. An in-line quality analysis algorithm can be used to determine a value of the quality index.
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.Alternatively or in addition, the sensor data of a sensor unit 201 can be used to fix a defective sensor unit 201 to be detected (and possibly sorted out). Furthermore, the sensor data can be sent from a large number of sensor units 201 be evaluated together, for example, the (statistical) variance of the sensor data of a sensor unit 201 to determine, and when using a sensor unit 201 in a scanning device 110 to use. For this purpose, the sensor data can be from a large number of sensor units 201 can be stored and evaluated on a central storage unit and / or in a data cloud.
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).Alternatively or in addition, the (multi-stage) calibration process can be used 300 and / or the sensor data acquired in the process is used to track an assembly / processing process, to carry out in-line quality tracking and / or to make a prediction or extrapolation of future quality problems (e.g. when detecting a steady deterioration in the quality parameters of a sensor unit 201 ).
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.The present invention is not restricted to the exemplary embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and the figures are only intended to illustrate the principle of the proposed device and / or the proposed method.