(57)【要約】本発明は、物体の輸送および／または保管のためのコンテナに関する。本発明のこの種のコンテナは、コンテナの占有状態および／または充填状態に関する情報を判断するための検出デバイスを備えることを特徴とする。検出デバイスは、コンテナの内壁の領域において異なる光強度を検出し、対応するセンサ信号を生成することが可能である。さらには、信号処理ユニットと接続するためのインターフェースが設けられ、信号処理ユニットでは、コンテナの充填状態および／または占有状態に関する画像情報を、センサ信号に基づいて生成する。
2013541468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体（９０）、特にピース品およびバルク材料の少なくとも一方の輸送および保管の少なくとも一方のためのコンテナ（１０）であって、
前記コンテナ（１０）の内壁（１８）を画定する底部（１２）および側壁（１４）と、
前記側壁（１４）に組み込まれるかまたは前記側壁（１４）に配置され、光学系（２１）および統合光学センサ（２４）を備えることを特徴とする検出デバイス（２０）であって、前記コンテナの内部の電磁放射の強度、特に光強度に応じてセンサ信号を生成するように設計された、検出デバイス（２０）と、
前記検出デバイス（２０）と機能的に接続され、かつ、前記コンテナ（１０）の占有状態および充填状態の少なくとも一方に関する情報を判断するために、前記センサ信号に基づいて画像情報を生成するための機能を備えた信号処理ユニット（３０）に前記センサ信号を送信する第１のインターフェース（２６）と、を備えるコンテナ（１０）。
【請求項２】
前記検出デバイス（２０）は、シングルピン絞り、または、絞り（２３）の前または後ろの少なくとも１つのレンズ（２２）、または少なくとも１つのレンズを備える光学系（２１）を含む少なくとも１つのカメラを装備し、前記光学センサ（２４）は、前記光学系（２１）の画像面に配置される、請求項１に記載のコンテナ（１０）。
【請求項３】
前記コンテナ（１０）は、前記検出デバイス（２０）に接続され、前記光学センサ（２４）によって生成されたセンサ信号を画像情報に変換するように設計された信号処理ユニット（３０）を特徴とし、かつ、前記コンテナ（１０）の占有状態および充填状態の少なくとも一方を判断するように設計された分析ユニット（４０）に前記画像情報を送信するための第２のインターフェース（３２）をさらに備える、請求項１または２に記載のコンテナ（１０）。
【請求項４】
前記分析ユニット（４０）は、前記コンテナ（１０）上に、特に、前記検出デバイス（２０）および前記信号処理ユニット（３０）の少なくとも一方に隣接して配置され、特にワイヤ結合方式で前記第２のインターフェース（３２）と機能的に接続される、請求項３に記載のコンテナ（１０）。
【請求項５】
前記分析ユニット（４０）は、前記コンテナ（１０）とは別に配置され、特に少なくとも部分的にワイヤレス方式でまたは無線リンクで、前記第２のインターフェース（３２）と機能的に接続される、請求項３に記載のコンテナ（１０）。
【請求項６】
前記分析ユニット（４０）は、
−  前記画像情報の分析中に、前記コンテナ（１０）内に位置する物体（９０）の輪郭点（ＫＰ）の投影ポイント（ＰＰ）の形で画像ポイントを決定するように、
−  前記決定された輪郭点（ＫＰ）上に位置する少なくとも１つの輪郭線を決定するように、ならびに、
−  前記少なくとも１つの輪郭線から前記コンテナ（１０）の占有状態および充填状態の少なくとも一方に関する情報を判断するように
設計される、請求項３〜５のいずれか一項に記載のコンテナ（１０）。
【請求項７】
前記分析ユニット（４０）は、
−  前記画像情報内で、事前に定義された値の範囲内または範囲外の三刺激値および輝度値の少なくとも一方を有する位置もしくはエリア、または、前記三刺激値および輝度値の少なくとも一方が事前に定義された値から最小量だけ逸脱する位置もしくはエリアを特定するように、ならびに、
−  これらの位置またはエリアの数に基づいて、前記コンテナ（１０）の占有状態および充填状態の少なくとも一方に関する情報を判断するように
設計され、
前記コンテナ（１０）の占有状態および充填状態の少なくとも一方に使用された前記三刺激値および輝度値の少なくとも一方は、場合により、前記分析ユニット（４０）から受信された画像情報の画素に割り当てられる、請求項３〜５のいずれか一項に記載のコンテナ（１０）。
【請求項８】
前記分析ユニット（４０）は、
−  前記コンテナの内壁（１８）を形成する底部（１２）および側壁（１４）内の少なくとも一方、または、前記底部（１２）および側壁（１４）上の少なくとも一方に規則的な構造およびパターンの少なくとも一方を検出するように、ならびに、
−  前記規則的な構造およびパターンの少なくとも一方がどの程度覆われているかに基づいて、前記コンテナ（１０）の占有状態および充填状態の少なくとも一方に関する情報を判断するように
設計される、請求項３〜５のいずれか一項に記載のコンテナ（１０）。
【請求項９】
前記分析ユニット（４０）は、
−  前記画像情報内で、少なくとも１つのエリアの三刺激値もしくは輝度値、または、少なくとも１つの事前に定義された三刺激値および輝度値の少なくとも一方に関して決定された少なくとも２つの異なるエリア群または位置群を特定するように、ならびに、
−  前記２つの異なるエリア群または位置群のそれぞれの数に基づいて、前記コンテナ（１０）の占有状態および充填状態の少なくとも一方に関する情報を判断するように
設計される、請求項３〜８のいずれか一項に記載のコンテナ（１０）。
【請求項１０】
前記コンテナの内壁（１８）に対して前記検出デバイス（２０）によって検出された三刺激値および輝度値の少なくとも一方が、物体（９０）に対して前記検出デバイス（２０）によって検出された前記三刺激値および輝度値の少なくとも一方とは事前に定義された検出閾値だけ異なるように、前記コンテナの内壁（１８）を形成する底部（１２）および側壁（１４）を前記検出デバイス（２０）に適合させる、請求項１〜９のいずれか一項に記載のコンテナ（１０）。
【請求項１１】
−  前記光学系（２１）は、前記検出デバイス（２０）が特定の周波数範囲からの電磁放射のみを検出できるように実現された少なくとも１つのフィルタをさらに備えることを特徴とし、この周波数範囲は、前記分析ユニット（４０）に対して既定の三刺激値および輝度値の少なくとも一方を有する前記底部（１２）および前記コンテナの内壁（１８）の少なくとも一方の位置またはエリアを検出するように定義され、
−  前記分析ユニット（４０）は、前記検出された位置またはエリアに基づいて、前記コンテナ（１０）の占有状態および充填状態の少なくとも一方に関する情報を判断するように設計された機能を備えることを特徴とする、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のコンテナ（１０）。
【請求項１２】
−  給電線によって前記検出デバイス（２０）に接続される電源モジュール（７０）と、
−  前記電源モジュールおよび分析ユニット（４０）の少なくとも一方と機能的に接続され、検出および分析期間中の前記電源モジュール（７０）および前記分析ユニット（４０）の起動を可能にする、前記電源モジュールを起動するための起動デバイスと、を備えることを特徴とする、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のコンテナ（１０）。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の特性を有する少なくとも１つのコンテナと、前記コンテナ（１０）とは別に実現され、前記画像情報および前記センサ信号の少なくとも一方を受信するための前記インターフェース（３２，２６）の各々を介して前記信号処理ユニット（３０）および前記検出デバイス（２０）の少なくとも一方に接続される分析ユニット（４０）を備える受信機（１１０）とを用いる、存在検出および充填レベルモニタリングの少なくとも一方を行うためのモニタリングシステム（１００）。
【請求項１４】
前記分析ユニット（４０）は、前記充填レベル状況に特有の充填レベル値を決定する、請求項１３に記載のモニタリングシステム（１００）。
【請求項１５】
実際の位置およびコンテナ（１０）のある位置での存在の少なくとも一方を決定するように設計される、請求項１３または１４に記載のモニタリングシステム（１００）。
【請求項１６】
コンテナ（１０）に組み込むためのコンテナモジュール（１５）であって、前記コンテナ（１０）の側壁（１４）に組み込まれるようにまたは側壁（１４）上に配置するように設計され、
−  前記コンテナの内部の電磁放射の強度、特に光強度に応じてセンサ信号を生成するように設計された、光学系（２１）および統合光学センサ（２４）を備えた検出デバイス（２０）と、
−  前記コンテナ（１０）の占有状態および充填状態の少なくとも一方を判断するために、前記センサ信号に基づいて画像情報を生成するための機能を備えた信号処理ユニット（３０）と、
−  前記検出デバイス（２０）と機能的に接続され、かつ、前記信号処理ユニット（３０）にセンサ信号を送信する第１のインターフェース（２６）と、を備えるコンテナモジュール（１５）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテナ状態、特にコンテナの占有状態および／または充填状態に関する情報を判断するための検出デバイスを備えた、物体、特にピース品および／またはバルク材料の輸送および／または保管のためのコンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の保管および輸送のためのコンテナは、例えば、ねじ、ナットまたは電子コンポーネントなどのハードウェア、すなわち、一般に、ピース品およびバルク材料を保管するためまたは輸送するために使用される。この種のコンテナは、輸送コンテナとして使用することができるが、ハイベイ保管システム（Ｒｅｇａｌｌａｇｅｒｎ）などの保管システムの保管コンテナとしても使用することができる。ある一定の期間の間、分散保管場所として機能させるために、ハイベイ保管システムに保管されているコンテナをこの保管システムから取り出して作業現場に輸送するという点で、併用も考えられよう。
【０００３】
公知のコンテナでは、ピース品またはバルク材料の十分な在庫を保管システム内で確保するにはかなりの努力が必要とされる。これには、物品の投入および個々のコンテナからの引き出しをモニタする、特に、途切れることなくコンテナをモニタするための複雑なロジスティックシステムが必要とされる。それに加えて、ロジスティックシステムは、各コンテナのオリジナルまたは初期の充填状態を理解しなければならない。経時的に不可避的に起こるエラーが在庫問題を招かないことを保証するために、保管されたすべての物品を手作業で数えることによって定期的に在庫管理する必要がある。ロジスティックシステムの形式におけるそのような在庫管理のための努力ならびに物品の投入および個々のコンテナからの引き出しをモニタするための努力には、大きな労働力および高いコストを要する。在庫管理は、例えば、数え間違いなどの人的エラーのリスクをさらに伴う。コンテナへの物品の投入およびコンテナからの引き出しのモニタリングは、大きな労働力を要し、それ相応に複雑な、したがって、高価なロジスティックシステムを必要とする。
【０００４】
個々のコンテナを計量し、このようにそれぞれのコンテナの充填状態に関する情報を得ることが既に提案されている。そのような実施形態の欠点は、それぞれのコンテナのスケールへの依存性であるが、その理由は、各コンテナが、コンテナの現場での制約を受けることにもなる別々のスケールを必要とするためである。できる限り正確にコンテナを計量するため、スケールが本質的に水平な表面上にあることもさらに必要とされる。スケールもまた、追加コストを招く比較的複雑な構造である。特に、多様な異なる製品、そして該当する場合は、多様な部分的に異なるコンテナを含むハイベイ保管システムでは、複数の個々のスケールが必要とされよう。したがって、そのようなシステムのコストは、コンテナ数とともに直線的に増加する。あるサイズから、計量システムの利用は、公知のロジスティックおよび在庫システムと比較すると、コストの観点からもはや理にかなうものではなくなる。
【０００５】
（特許文献１）は、コンテナ内の材料数量を判断するためのシステムを開示する。この目的のため、赤外光源および赤外光センサは、赤外光源によってコンテナ中に発光され、コンテナ内に置かれた材料によって吸光または反射される赤外光を、対向して配置された赤外光センサが受光し、コンテナの充填レベルの判断を可能にすることができるように、赤外光を透過する対向するコンテナ側壁の後方に配置される。
【０００６】
（特許文献２）は、とりわけ、自動小型部品保管システムに投入される物品を自動的に制御するためのシステムを開示する。この目的のため、保管する物品および小型部品コンテナまたは棚板の画像をカメラで撮り、格納して演算処理する。保管する物品のタイプおよびその寸法などの保管する物品に関する情報ならびに小型部品コンテナおよび／または棚板の中身に関する情報ばかりでなく、小型部品コンテナまたは棚板の占有および非占有エリアならびにそれらの寸法に関する情報もまた、後に抽出することができる。
【０００７】
（特許文献３）は、コンピュータ制御方式で順番に異なる物品をアセンブルするための方法を開示する。輸送デバイスは、適正な物品の適正な数量がコンテナ内に配置された時点で、格納場所から事前に定義された次の格納場所へのコンテナの移動のみを進行する。これは、重量を判断することによって、および／または、積載コンテナの光学制御で達成される。
【０００８】
（特許文献４）は、枠組み構造を有し、枠組み構造に対して順方向および逆方向の移動方向に移動させることができ、少なくとも１つの物体をその上に保管するための保管表面を備えることを特徴とする保管ユニットを備えた、物体を保管するための保管システムを開示する。保管ユニットの保管表面の画像データは、画像取得ユニットによって、枠組み構造に対するその順方向の運動中および／またはその逆方向の運動中に取得する。画像取得ユニットに接続される画像分析ユニットは、順方向の運動中に少なくとも１つのポイントで取得された順方向運動画像データから順方向ドキュメンテーション画像を、および／または、逆方向の運動中に少なくとも１つのポイントで取得された逆方向運動画像データから逆方向ドキュメンテーション画像を生成する。誤った引き出しの自動識別は、空になったセクションを識別するという点、ならびに／または、画像に基づく方式および／もしくはデータベースに基づく方式で物体を識別するという点において、これらのドキュメンテーション画像を用いて行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０９５２４３２号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００８０２７６４６号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第３６３２４４８号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０２００８０６００３４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の潜在的な目的は、上記で説明された問題をそれぞれ解決するか、または、公知の解決策を改善することからなる。本発明の潜在的な目的は、特に、高いコスト効率で、できる限り精密に、充填状態および／または占有状態に関する情報を判断することができるコンテナを物体の保管および／または輸送に利用できるようにすることに見ることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記で定義された目的は、独立項の対象物を用いて達成される。特別な実施形態および強化形態は、以下の独立項にそれぞれ由来する。
第１の態様は、物体の輸送および／または保管のためのコンテナに関する。コンテナは、コンテナの内壁を共に画定する底部および側壁を備える。光学系および統合光学センサを備えた検出デバイスは、側壁に配置されるかまたは側壁に組み込まれる。検出デバイスは、コンテナの内部の電磁放射の強度、特に光強度に関するセンサ信号を生成するように設計される。コンテナは、検出デバイスと機能的に接続され、かつ、コンテナの占有状態および／または充填状態に関する情報を判断するために、センサ信号に基づいて画像情報を生成するための機能を備えた信号処理ユニットにセンサ信号を送信する第１のインターフェースをさらに備える。
【００１２】
したがって、そのようなコンテナは、コンテナの充填状態および／または占有状態に関する情報を判断するため、光学の物理的な現象を利用する。この場合、検出デバイスは、側壁に組み込むかまたは側壁に配置して実現することができる。検出デバイスは、側壁に分離可能にも分離不可能にも配置することができる。特別な実施形態では、検出デバイスは、コンテナ全体が可能な最もコンパクトな設計を有するように、側壁に組み込んで実現することができる。
【００１３】
現在提案されている概念に従って、物体の輸送および／または保管のための既存のコンテナシステムを装備するため、検出デバイスは、コンテナが最初は検出デバイスを装備するおよび／または組み込むことができるように、例えば、スナップロック接続を用いて、側壁上または側壁内に分離可能に配置しなければならない場合がある。
【００１４】
ある実施形態では、検出デバイスは、コンテナの内部へまたはコンテナの内部からの、例えば、可視領域の電磁放射などのある電磁放射の強度、すなわち、光強度に関するまたは同強度に応じたセンサ信号を生成することができる。本発明の文脈では、これは、紫外線領域および／または赤外領域の電磁放射も含む。可視領域の電磁放射に関し、コンテナの内部の光強度は、例えば、コンテナの内部からの光の三刺激値および／または輝度値に関して異なる光強度であり得る。言い換えれば、例えば、コンテナの内部の中での輝度値の違いおよび／または三刺激値の違いなどの光強度は、検出デバイスを用いてそれぞれ捉えるかまたは検出することができる。検出デバイスは、検出した強度、この場合は光強度に応じてセンサ信号を生成する際に排他的に役立つ。例えば、コンテナの占有状態および／または充填状態を判断するための分析は、検出デバイスとは別に行ってもよい。
【００１５】
生成されたセンサ信号は、検出デバイスの第１のインターフェースを介して信号処理ユニットに送信することができる。このインターフェースは、ワイヤ結合方式で、すなわち、機械的にばかりでなく、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈインターフェース、ワイヤレスＬＡＮ（ＷＬＡＮ）インターフェースまたは別のタイプのデータ送信用のエアインターフェースなどのワイヤレスエアインターフェースの形式でも実現することができる。
【００１６】
信号処理ユニットは、検出デバイスから生成されたセンサ信号を得るかまたは受信し、受信したセンサ信号からコンテナの占有状態および／または充填状態を判断するための画像情報を生成するように設計される。言い換えれば、画像情報は、信号処理ユニットにおいて、検出デバイスのセンサ信号から生成される。この画像情報は、コンテナの占有状態および／または充填状態を判断するために必要な情報を含むが、この画像情報は、未分析のものである。つまり、検出されたセンサ信号は、既に、コンテナの充填状態および／または占有状態に特有のものである。
【００１７】
生成されたセンサ信号の画像情報へのさらなる処理が必ずしもコンテナ上で行われなければならないという訳ではない。外部の信号処理ユニットへセンサ信号を送信するためのインターフェースを備えたコンテナを提供することも可能である。これにより、コンテナ上で直接信号処理が行われない分散システムの実現が可能になる。したがって、数個のコンテナに対する１つの信号処理ユニットの利用も考えられよう。
【００１８】
コンテナの検出デバイスは、光学系を備えた少なくとも１つのカメラを備えることを特徴としてもよい。特に簡単な実施形態では、光学系は、シングルピン絞りからなってもよい。あるいは、光学系は、絞りの前または後ろの少なくとも１つのレンズ、または、１つのレンズもしくは数個のレンズのみ（すなわち、絞りなし）を備えることを特徴としてもよい。光学センサは、従来通り、光学系の画像面に配置される。言い換えれば、２つの基本的構成の実現が可能である。光学系は、基本的に、シングルピン絞りのみを備えることを特徴としてもよい。あるいは、光学系は、絞りも含む１つまたは複数のレンズ、および、規則的な光学像を生成する（少なくとも）１つの追加のレンズを（絞りの前または後ろに）備えたレンズ系を備えることを特徴としてもよい。
【００１９】
システムは、光学センサが配置される画像面にコンテナの内部から電磁放射の強度を投影する。この場合、それは、コンテナの内面の寸法に光学系の被写界深度を常に調整するのに十分であり得るか、または、対応する被写界深度は、充填状態および／または占有状態を判断するのに十分である。
【００２０】
この種の光学検出デバイスは、検出した強度または光強度に応じて複数のセンサ信号をそれぞれ生成することができる。カメラのタイプに応じて、コンテナの内壁の等しく大きな表面積に対して解像度が異なるセンサ信号、すなわち、異なる数のセンサ信号が見られることがある。また、個々のセンサ信号が異なる質を有することも可能である。そのようなカメラは、異なる輝度値の形で白黒画像を生成し得る。しかし、光学センサが、コンテナの内部で受信した光強度の色の違いを捉えることができるカラーセンサからなることも可能であろう。
【００２１】
光学センサは、例えば、少なくとも１つのレンズおよび／または１つの絞りならびに可動レンズまたは可動センサが設けられるなど、光学系の画像面に配置されるため、モニタされるコンテナの内部に光学系の焦点を合わせることができる。
【００２２】
特に、少なくとも１つのレンズおよび／または１つの絞りからなる光学系を利用可能にすることが可能であり、ならびに光学センサは標準の光学コンポーネント、例えば、センサに基づき得る。そのようなコンテナに対する総合的なコストは、レンズおよび／または絞りを用いる焦点調整のため、ならびに、コスト効率の高い光学センサの利用のため、削減することができる。
【００２３】
カメラの形の検出デバイスは、動画（一連のフィルム）または高解像度写真の製作に必要なタイプの複雑なカメラからならなければならない必要はない。「カメラ」という用語はむしろ、少なくとも複数の画素を有する静止画像を撮ることができ、各画素に対してセンサ信号の形の光強度に関する情報を生成することができる検出デバイス、特に光学センサがその中に設置されたものを指す。したがって、カメラの形の検出デバイスは、単に、異なる輝度値を有する複数の低解像度画素、すなわち、最も簡単な場合には、低解像度の白黒画像を生成することができる。
【００２４】
カメラが検出デバイスで利用される場合、複数のカメラをコンテナ上またはコンテナ内に設けることが可能である。特に、コンテナの内壁上および／またはコンテナの内壁内に数個のカメラを互いに離間するように配置することが可能であろう。このように、透視画像、特に三次元画像を生成することができる、すなわち、立体画法を実現することができる。そのような立体画法の画像の分析は、コンテナの側壁内または底部の少なくとも２つのカメラの互いに対する配置を考慮に入れ、コンテナの内部の三次元解析を可能にする。このように、そのような立体画法の画像の生成により、コンテナの充填状態および／または占有状態に関するさらに正確な情報を得ることが可能になる。
【００２５】
「充填状態」に関するまたは「充填状態」についての情報は、実際の充填量、すなわち、コンテナの残量のみを指す訳ではない。それに付随する情報、例えば、最も簡単な場合には「満杯」情報および「空」情報が、充填状態に関する情報として十分であり得る。充填状態に関する情報に必要な解像度は、それぞれのアプリケーションまたは目的に依存する。検出デバイスのタイプおよび設計に応じて、検出デバイスによって、充填状態に関するこの基本情報に加えて、他の情報も生成することができる。
【００２６】
「占有状態」に関するまたは「占有状態」についての情報は、例えば、占有タイプ、すなわち、収容されている道具、コンポーネントまたはピース品、またはさらには、バルク材料に関する情報を指す場合がある。この場合、光学検出デバイスが異なるタイプのセンサ信号を送信することも当然に可能である。例えば、三刺激値および光量値の組合せの形の検出デバイスの異なるセンサ信号が信号処理ユニットに送信されることも考えられよう。この信号処理ユニットは、異なるセンサ信号を異なる信号群として捉え、それに応じてセンサ信号を分析することができる。その結果、レンズから異なる距離に配置された光学センサを使用し、したがって、レンズの画像面の位置を変化させることによって異なる方法で起動することができることも考えられよう。例えば、異なる信号群の異なるセンサ信号は、レンズの焦点、すなわち、レンズの画像面を変化させることによって、単一の光学センサ内で生成することができる。そのような特にコスト効率の高い実施形態では、コンテナの充填状態ばかりではなく占有状態の複合モニタリングもまた、高いコスト効率で達成される。
【００２７】
信号処理ユニットは、コンテナの占有状態および／または充填状態を判断するため、分析ユニットに画像情報を送信するための第２のインターフェースをさらに備えることを特徴としてもよい。このように、画像情報の自動分析、したがって、コンテナの占有状態および／または充填状態に関する情報の自動生成は、コンテナの内部または外部の分析ユニットで実現することができる。
【００２８】
占有状態と充填状態との違いは以下の通り定義される。「充填状態」はコンテナの満杯度を指す。この場合、緩やかな充填度の漸次的変化は、場合により、それぞれのアプリケーションに応じて適合させることができる。例えば、検出デバイスは、単に、空のコンテナと満杯のコンテナを区別するのみ（すなわち、２つの充填状態しか存在しない）であってもよい。しかし、検出デバイスが高解像度を有する場合、充填状態のより細かな漸次的変化も考えられよう。特に、検出デバイスが特に高解像度で充填状態を再現させ、したがって、充填状態の経時的経過を説明できることが可能であろう。
【００２９】
「占有状態」は、充填状態ばかりでなく、この充填状態に加えてまたはその代替として、コンテナの占有タイプもモニタすることができるという事実を指す。そのような実施形態では、検出デバイスは、保管されたコンポーネントのタイプまたは保管されたピース品のタイプを占有状態情報の形で判断する際に役立つ。これは、例えば、センサ信号および画像情報を用いて判断される保管された物体の輪郭線を分析することによって実現することができる。
【００３０】
単に、例えば、保守要員によって準マニュアルプロセスでもモニタできる画像情報を利用可能にすることに加えて、分析ユニットに画像情報を送信するための第２のインターフェースは、この種のコンテナのロジスティクスプロセスのさらなる自動化にも役立つ。これにより、ロジスティクスプロセスを行うための、特に、複数のそのようなコンテナの占有状態および／または充填状態をモニタするためのコストの削減が可能になる。
【００３１】
さらには、請求項１６に従って、最初にコンテナに設置するかまたは組み込むためのコンテナモジュールが提案されている。そのようなモジュールは、コンテナが最初に上記で説明される検出デバイスおよび信号処理ユニットを装備するまたは組み込むことを可能にする。その形状に関し、コンテナモジュールは、例えば、コンテナの側壁に組み込むかまたはコンテナの側壁に配置できるように実現される。したがって、そのようなコンテナモジュールは、光学系および統合光学センサを備えた検出デバイスであって、コンテナの内部の電磁放射の強度、特に光強度に応じてセンサ信号を生成するように設計された検出デバイスを備える。それに加えて、コンテナモジュールは、コンテナの占有状態および／または充填状態を判断するため、センサ信号に基づいて画像情報を生成するための機能を備えた信号処理ユニットを備える。信号処理ユニットは、信号処理ユニットにセンサ信号を送信するための第１のインターフェースを介して検出デバイスと機能的に接続される。
【００３２】
それに加えて、コンテナモジュールは、適切なエネルギー供給源も備えることを特徴とする。このエネルギー供給源は、例えば、適切に寸法調整されたバッテリを備えたバッテリコンパートメントからなってもよい。この文脈では、適切に寸法調整されるは、既知の利用プロフィール、したがって、評価可能な電力需要に基づく、既定の時間の間の自立的なバッテリモジュールの確実な動作に十分な一定のバッテリ容量が設けられていることを意味する。
【００３３】
検出デバイスと機能的に接続される分析ユニットは、現在提案されているコンテナの範囲内で提供することができる。この分析ユニットは、対応する第２のインターフェースを介して信号処理ユニットと接続され、受信した画像情報に基づいて、コンテナの占有状態および／もしくは充填状態を判断することが可能であるか、または、コンテナの占有状態および／もしくは充填状態を判断するように設計される。分析ユニットは、コンテナ上に直接、特に、検出デバイスおよび／または信号処理ユニットに隣接して配置することができ、特にワイヤ結合方式で第２のインターフェースと機能的に接続することができる。あるいは、分析ユニットは、コンテナとは別に配置することができ、特に少なくとも部分的にワイヤレス方式で、例えば無線リンクで、第２のインターフェースと機能的に接続することができる。
【００３４】
分析ユニットがコンテナの一部を形成する、すなわち、コンテナ上またはコンテナ内に配置される実施形態では、コンテナは、物体の保管および輸送の基本機能を実現できるばかりでなく、自動で完全に自立的に占有状態または充填状態をモニタすることもできるコンパクトなユニットを表す。このように、コンテナは、保管システムまたはハイベイ保管システムの複数のコンテナに自由裁量で組み合わせることができ、中央分析ユニットに関する制限は存在しない。この場合、検出デバイスおよび信号処理ユニットまたは分析ユニットは、中央コンピュータ、すなわち、総合的なロジスティクスプロセスの中央制御ユニットまたは制御部に接続されるインターフェースを個別にまたは一緒に備えることを特徴としてもよい。
【００３５】
コンテナの外部の分析ユニットを使用する、すなわち、個々のコンテナの外部に配置される実施形態では、１つの分析ユニットが、主に複数のコンテナのそれぞれの占有状態または充填状態をモニタすることができる。これにより、同様に、保管システムまたはハイベイ保管システムの１つまたは複数の中央分析ユニットによってモニタされる複数のコンテナの利用が可能になる。
【００３６】
信号処理ユニットによって利用可能になった画像情報の分析は、分析ユニットで行うことができる。しかし、コンテナ、特に、モニタリングシステムの中央の位置での分析によって判断された複数のコンテナの占有状態または充填状態の分析または解釈を行うことも可能である。その結果、中央制御ユニットまたは制御部は、複数のコンテナまたは分析ユニットと通信することができ、したがって、分析ユニットによって判断された複数のコンテナの占有状態および充填状態を受信することができる。言い換えれば、画像情報の分析は、総合システムの中央分析ユニットで行うことができる。コンテナ、特に、複数のコンテナの個々の占有状態または充填状態の判断は、この場合は中央の位置で行われる。その結果、中央制御ユニットまたは制御部は、同様に中央に配置された分析ユニットと通信し、この分析ユニットから、総合システムの複数のコンテナの判断された占有状態および充填状態を受信する。したがって、分析ユニットは、総合システムの中央制御ユニットまたは制御部のソフトウェアアプリケーションの形で実装することもできる。
【００３７】
このように、時宜を得てそれぞれの物品を再注文することによって個々のコンテナの充填状態または占有状態をモニタする、したがって、制御することが可能であるばかりでなく、異なる充填状態間の相関性、例えば、互いに依存し合う、または、物体の輸送および／もしくは保管のためのロジスティクスプロセスに互いに代用できる保管された道具間の相関性を組み込むことも可能である。このように、ロジスティクスプロセス全体をさらに効率的に行うことができる。
【００３８】
ある実施形態では、分析ユニットは、画像情報の分析中に、コンテナ内に位置する物体の輪郭点の投影ポイントの形で画像ポイントを決定するように設計される。少なくとも１つの輪郭線は、決定された輪郭点に基づいて決定することができ、コンテナの占有状態および／または充填状態に関する情報は、この輪郭線から判断することができる。言い換えれば、分析ユニットは、画像情報をポイントごとに分析する。個々の画像ポイントは、このプロセス中の輪郭点の投影ポイントとして定義される。これらの投影ポイントは、分析ユニットで、例えば、あるポイントから次のポイントへの三刺激値および／または輝度値の急激な変化に基づいて検出することができる。コンテナの内壁が連続色を有する場合またはコンテナの内壁が連続輝度を有する場合、そのような急激な変化は、例えば、コンテナの内壁と物体との間の移行によって生じ得る表面構造の不連続性を表す。検出デバイスが内部を二次元でモニタするように設計される場合、輪郭点と投影ポイントは、センサ信号に基づいて信号処理ユニットで画像情報として生成される二次元画像で一致する。
【００３９】
検出デバイスが２つ以上のカメラを備えることを特徴とし、対応する信号処理によって立体画法のセンサ信号を三次元画像情報に変換することが可能な実施形態では、画像情報において投影ポイントと輪郭点は一致しない可能性がある。三次元画像情報の複数の投影ポイントに基づいて、分析ユニットは、この場合、前記投影ポイントとは異なり、決定できる空間における三次元位置を有する複数の輪郭点を決定することができる。三次元画像情報では、輪郭点は、分析ユニットの検出デバイスによって、例えば、物体のエンベロープまたは表面積などの輪郭表面の形で決定することができる。
【００４０】
そのような実施形態により、１つまたは複数の物体の検出された形状に関する結論に達することが可能になる。輪郭横断面として投影横断面を検出するか、または、三次元空間で輪郭表面を検出するかのいずれかによる物体の形状の検出により、物体のタイプの大体のまたは最終的な判断が可能になる。言い換えれば、物体、すなわち、保管された道具またはピース品のそれぞれの大体のタイプを求めることが可能である。そして、これにより、充填状態または占有状態も、すなわち、保管されている物品のタイプを検出することが可能になる。
【００４１】
また、分析ユニットは、画像情報の事前に定義された値の範囲内または範囲外の三刺激値または輝度値を有する位置またはエリアを特定するように設計することもできる。その後、コンテナの占有状態および／または充填状態に関する情報が、事前に定義された値の範囲内または範囲外の三刺激値または輝度値を有するこれらの位置またはエリアの数に基づいて判断される。言い換えれば、それらの三刺激値および／または輝度値に関して事前に定義された値の範囲内または範囲外の位置またはエリアを追加することができる。その総数を、特に、例えば、コンテナ壁の内面全体の以前に格納された総数と比較し、コンテナの充填状態および／または占有状態に対する初期の近似値の生成を可能にする。
【００４２】
例えば、特定の色、例えば、コンテナの内壁の色の領域に位置するか、または、特に物体の反射面が存在しているために、特定の輝度、例えば、非常に高い輝度値を有するすべてのエリアまたは位置を分析することが可能である。そのような三刺激値または輝度値を有する位置またはエリアを追加する場合、コンテナの内壁の表面全体との比較を行うこと、したがって、決定されたエリアと表面全体に対応する三刺激値または輝度値との関係を確認することが可能である。したがって、言い換えれば、例えば、コンテナの内壁の表面全体の部分を覆う物体の投影横断面の割合を判断することが可能である。これは、分析ユニットでの演算努力をほとんど必要としない特別な方法である。しかし、依然として、コンテナの充填状態の比較的正確な概観を得ることが可能である。この場合、そのような実施形態の検出デバイスが三次元モニタリングまたは単に二次元モニタリングを行うかどうかは重要ではない。第１の工程では、検出デバイスが説明されている表面積の比較を行い、このように、コンテナの占有状態または充填状態の第１の近似を判断すれば、むしろ十分である。
【００４３】
事前に定義された値の範囲は、コンテナの内壁によって反射した光の三刺激値および／または輝度値に相当し得る。特に、特定の色の選択、または、特定の表面コーティングもしくは表面処理の選択、したがって、反射率改善のため、コンテナの内壁の表面が特別な設計を有する場合に、比較的狭い範囲の三刺激値および／または輝度値を定義して、視認できるコンテナの内壁に割り当てることができる。この値の範囲は、検出デバイスによって受信された物体の測定された三刺激値および／または輝度値とは全く異なるように選択することができる。
【００４４】
また、事前に定義された値の範囲の三刺激値および／または輝度値がコンテナの内壁で起こる光の放射に相当することも当然に可能であろう。つまり、少なくともその部分でアクティブである、すなわち、部分的な発光が可能なアクティブなコンテナの内壁が、そのような例で設けられる。言い換えれば、コンテナは、外方へ発光する内部発光コンテナからなる。
【００４５】
また、コンテナの内壁が少なくとも部分的に発光体で作られていることも考えられよう。この場合、異なる方法で発光を達成することができる。例えば、化学発光により、化学反応を用いてコンテナの内部を照らすことが可能になる。また、例えば、ＵＶ放射、Ｘ線放射、放射線放射、電子放射、イオン放射、またはさらには、音波によって刺激発光を使用することも考えられよう。考えられる限りでは、機械プロセス（例えば、摩擦発光）もまた、例えば、コンテナ内の物体が移動し、物体とコンテナの内壁との間の摩擦がコンテナの内壁の表面に発光が起こるような方法で機械的に影響を及ぼす際に、使用される可能性がある。
【００４６】
ある実施形態では、分析ユニットは、コンテナの内壁を形成する底部および／もしくは側壁内、または、底部および／もしくは側壁上に、規則的な構造および／またはパターンを検出するように、ならびに、規則的な構造および／またはパターンがどの程度覆われているかに基づいて、コンテナの占有状態および／または充填状態に関する情報を判断するように設計される。これは、コンテナが結果的に底部および／または側壁上においてこれらの規則的な構造および／またはパターン、例えば、グリッド状で提供されることを意味する。例えば、コンテナの内壁はそれぞれ、三刺激値および／または輝度値の事前に定義された対応する値の範囲に少なくとも部分的にまたは単に部分的に適合させることができる。これらの部分は、定義された幾何学的形状を有する位置またはエリアの形で、すなわち、規則的な構造および／またはパターンの形で実現することができる。そのような位置またはエリアは、例えば、グリッドがこのように実現されるように線または格子の形で構成することができる。コンテナの占有状態および／または充填状態に関する情報は、規則的な構造および／またはパターンがグリッドの形でどの程度覆われているかに基づいて判断することができる。
【００４７】
また、そのようなグリッドが提供される場合、検出可能なグリッドポイントを、分析ユニットにおけるグリッドの実際の位置決めに関する追加の既知の情報と関連付けることも可能である。コンテナの内壁のグリッド位置を分析ユニットにおけるパラメータとして指定する場合、例えば、対応するグリッドが視認できるコンテナの内壁において検出された実際の状況、すなわち、検出された位置およびエリアに基づいてそれぞれの物体の正確な位置を決定することが可能である。このように、対応するグリッドの三次元位置について結論を出すことができるようにグリッドが二次元認知に対してコンテナの内壁に分散している限り、二次元の検出デバイスから三次元情報を得ることも可能である。例えば、互いに対する個々のグリッド線の角度配置により、検出デバイスの視角に関する情報を得ることが可能になる。また、検出デバイスがコンテナの側壁上のグリッドとコンテナ底部上のグリッドとを区別することができる場合は、物体の高さも決定することができる。
【００４８】
コンテナは、画像情報内で、その三刺激値および／または輝度値が事前に定義された値から最小量だけ逸脱する位置またはエリアを特定し、その後、これらの位置またはエリアの数に基づいてコンテナの占有状態および／または充填状態に関する情報を判断するように分析ユニットを実現することによって強化することができる。先行方法とは対照的に、この場合は、値の範囲（その範囲内または範囲外に測定値が位置する）は事前に定義されないが、定義された個々の値はむしろ指定され、この値からの最小偏差が定義される。この場合、値は中央に指定され、すなわち、指定値を上回るおよび下回る最小量は偏差として受け取られるかまたは最大値の形で受け取られる。この場合、最小量は、測定された三刺激値および／または輝度値に関する検出デバイスの公差を超えたところに位置する値に相当し得る。このように、検出デバイスは、事前に定義された値からの三刺激値および／または輝度値の偏差の最小量に対して分析ユニットで必要とされる解像度よりも、検出した光強度に対して高解像度で提供される。言い換えれば、検出デバイスは、分析ユニットの公差の分析に必要とされるよりも、検出に対して正確である。
【００４９】
また、そのような実施形態は、コンテナの内壁上での光の反射、コンテナの内壁上での光の生成またはコンテナの内壁全体における部分的な発光を参照して、および、グリッドの実現を参照して上記で明確に説明されるように、強化することもできる。
【００５０】
コンテナの占有状態および／または充填状態に使用される三刺激値および／または輝度値は、分析ユニットによって受信された画像情報の画素に割り当てることができる。分析ユニットによって受信された画像情報の画素は、特に、マトリクスのような方式、すなわち、グリッドの形で配置され、その個々のグリッド線は、本質的に互いに直交する方向に延在する。したがって、互いに対する個々の画素の位置決めが定義され、実際の、すなわち、コンテナの内部の中の個々のポイント間の相対的な関係について説明する際に使用することができる。分析ユニットが信号処理ユニットでの画像情報の生成についての通知を受信した場合、すなわち、分析ユニットが信号処理ユニットからの画像情報に関する検出デバイスのタイプおよび検出デバイスの解像度に関する情報を有する場合、受信した画像情報に関連して、この情報から、コンテナの内部におけるそれぞれの画素の実際の位置決めに関する結論を出すことができる。このように、実際の、すなわち、コンテナの内部の捉えた物体の、特に、決定された輪郭点または投影ポイントの方向付けおよび位置決めもまた決定することが可能である。その結果、同じ三刺激値または同じ輝度値を有する個々の画素を追加することができる。すなわち、個々の画素は、２つの変形形態を参照して上記で既に説明されたタイプの位置またはエリアを形成する。
【００５１】
コンテナの分析ユニットは、画像情報内で、少なくとも１つのエリアの三刺激値もしくは輝度値、または、少なくとも１つの事前に定義された三刺激値および／もしくは輝度値に関して決定された少なくとも２つの異なるエリア群または位置群を特定できるようにさらに実現することができる。次いで、２つの異なるエリア群または位置群のそれぞれの数に基づいて、コンテナの占有状態および／または充填状態に関する情報を判断することができる。上記で説明される方法とは対照的に、この場合は１つの選択を行うばかりでなく、むしろ少なくとも２つの選択を行う。このように、三刺激値および／または輝度値の２つの異なるエリアに相当する２つの異なる群が選択される。例えば、そのような群のエリアであるコンテナの内壁を画定するばかりでなく、そのような群に対する物体を特定することもさらに可能である。たとえ複数の異なる物体が単一のコンテナに一緒に保管されていても、異なるタイプの反射のため、依然として三刺激値および／または輝度値を異なる群に割り当てることができる。このように、総合的な情報画像が提供され、その結果、特に保管または以前の投入情報は必要とされない。言い換えれば、視認できるコンテナの内壁および同様に視認できる物体が測定され、分析ユニットで相互に関連し得る。その結果、これにより、以前に格納されたコンテナ内部の表面全体、すなわち、コンテナの内壁の表面全体との比較を行うことなく、それらのエリア数または位置数に関して個々の群間で比較を行うことが可能になる。したがって、そのようなデバイスの柔軟性は、何倍にも増加する。
【００５２】
コンテナは、コンテナの内壁に対して検出デバイスによって検出された三刺激値および／または輝度値と物体に対して検出デバイスによって検出された三刺激値および／または輝度値との違いが事前に定義された検出閾値を超えたところに位置するように、コンテナの内壁を検出デバイスに適合させるようにさらに実現することができる。これは、コンテナの内壁に対して検出デバイスによって検出された三刺激値および／または輝度値が、コンテナ内の物体に対して検出デバイスによって検出された三刺激値および／または輝度値とは事前に定義された検出閾値だけ異なるように、コンテナの内壁を形成する底部および側壁を検出デバイスに適合させることができることを意味する。
【００５３】
言い換えれば、これにより、コンテナの内壁を適合させることによって検出デバイスのコントラストを増加させることが可能になる。例えば、コンテナの内壁の対応する色または対応する表面構造により、コンテナの内壁上での光の反射または放射に関する物体の色または輝度とはかなり異なる色または輝度をそれぞれ達成することが可能になる。例えば、優性色が赤の物体をコンテナ内に保管する必要がある場合、コンテナの内壁を補色で設計することによってコントラストを増加させることが可能である。特に高い反射率を有する物体の場合、検出デバイスの輝度値に関してできる限り最高のコントラストを達成するため、コンテナの内壁は、主にぼやけた色を用いて実現することができる。
【００５４】
それらの色、粗さ値、反射特性などに関して表面を処理することに加えて、コンテナの内壁、特に側壁は、光学検出デバイスでも本質的に捉えることのできないフィルムで少なくとも部分的にコーティングすることができる。例えば、光がほとんど反射されない程度まで光の反射を抑制するフィルムを設けることが可能であろう。したがって、そのような実施形態では、検出デバイスは、フィルムの領域内で、非常に低い三刺激値および／または輝度値のみを捉えることも、三刺激値および／または輝度値を全く捉えないこともできる。それに応じて、この場合、検出デバイスにおいて追加の光学フィルタを用いることはないが、むしろコンテナの内壁の対応する設計のみを用いて自動フィルタ処理が実現される。
【００５５】
光学系は、フィルタを備えることを特徴としてもよく、それを使用して、検出デバイスは、分析ユニットに対して既定の三刺激値および／または輝度値を有する位置またはエリアをフィルタ処理する。これは、光学系が、分析ユニットに対して既定の三刺激値および／または輝度値を有する底部および／またはコンテナの内壁の位置またはエリアのみを検出するように定義された周波数範囲から、検出デバイスが電磁放射のみを検出できるように設計された少なくとも１つのフィルタを備えることを特徴としてもよいことを意味する。この目的のため、分析ユニットは、フィルタ処理されていない位置またはエリアの数からコンテナの占有状態または充填状態に関する情報を判断する機能を備えることを特徴としてもよい。
【００５６】
この実施形態では、アクティブな光学フィルタ処理が検出デバイスによって行われる。これは、例えば、コンテナの内壁の適合が複雑または高価である例において有利である。例えば、そのようなフィルタは、コントラスト増加効果を有し得、特別な三刺激値または特別な輝度値を有するエリアをフィルタ処理することができる。その結果、例えば、検出デバイスによって物体のみを捉えるようにコンテナの内壁の背景色を完全にフィルタ処理するためにフィルタを使用することができる。分析ユニットにおける分析は、この場合、上記で明確に説明されるように行うことができ、例えば、以前に格納されたコンテナの内壁の表面全体との比較を含む。このように、単にフィルタ処理されていない位置およびエリアを追加し、その後、格納された表面との比較を行うことのみが必要とされるため、分析ユニットにおける演算努力は、何倍にも軽減される。フィルタは、ある特定の波長、またはさらには、ある特定の波の方向、すなわち、検出デバイスに対して受光した光の偏光をフィルタ処理するように設計された光学フィルタからなってもよい。
【００５７】
コンテナは、給電線によって検出デバイスに接続される電源モジュールを備えることを特徴とするように、強化することができる。電源モジュールを起動するため、コンテナは、電源モジュールおよび該当する場合は分析ユニットと機能的に接続された起動デバイスであって、検出および分析期間中の電源モジュールおよび該当する場合は分析ユニットの起動を可能にする起動デバイスを備えることを特徴としてもよい。したがって、コンテナは、恐らく周囲のシステムからさらに一層自立的なものとなる。このように、特に分析ユニットのエネルギー供給は、分散方式で確保することができる。分析ユニットの起動デバイスは、アクティブでもパッシブでもあり得る。アクティブで、特にインテリジェントな起動デバイスは、例えば、グラフィカルユーザインターフェースの形で、または、検出および分析のオン・オフを切り替えるボタンもしくはノブなどの機械的なインターフェースの形で実現することができる。
【００５８】
より簡単ではるかにコスト効率の高いパッシブな起動デバイスの実施形態を利用することも考えられよう。特別な例では、例えば、取り外された場合、例えば、取り出された場合または剥離された場合に、起動デバイスの形で電源モジュールと分析ユニットとの間で電気接点を生成する改ざん検知デバイス（Ｏｒｉｇｉｎａｌｉｔａｅｔｓｖｏｒｒｉｃｈｔｕｎｇ）を設けることが可能であろう。このように、検出および分析期間中は、分析ユニットのパッシブ起動が行われる。この検出および分析期間は、電源モジュールが、例えば、バッテリ消耗の形でその必要な電圧を失い次第、アクティブにもパッシブにも完了し得る。
【００５９】
例えば、周囲の輝度を測定するセンサを用いた他の起動オプションも考えられよう。例えば、ロジスティクスプロセスを夜の間にのみ行う必要があることが起こり得る。昼の間にコンテナの空乏と補給が継続的に起こることにより、ロジスティクスプロセスが妨害されないことを保証するため、例えば、光センサを用いて、分析、または、検出、信号処理および後続の分析のプロセス全体までもが夜の間に、すなわち、周囲の光レベルが低減された状況においてのみ行われることを保証することができる。しかし、例えば、それらの解像度および画質に関して周辺光に依存するカメラなどの外部の光源からの光に依存する検出デバイスが使用されるアプリケーションでは、起動デバイスは、電源モジュールおよび分析ユニットを起動する期間の間、この外部の光源を起動することができるように、外部の光源を備えたインターフェースを備えることを特徴とする可能性がある。したがって、この外部の光源により、例えば、夜の間などの暗闇の状況において光学検出デバイスを用いて測定を行うことも可能になる。
【００６０】
第２の態様は、第１の態様による少なくとも１つのコンテナを用いた存在検出、ならびに／または、充填レベルモニタリングおよび／もしくは占有モニタリングのためのモニタリングシステムと、コンテナとは別に実現され、画像情報および／またはセンサ信号を受信するためのそれぞれのインターフェースを介して信号処理ユニットおよび／または検出デバイスに接続される分析ユニットを備えることを特徴とする受信機に関する。モニタリングシステムは、特に、現在の位置および／またはある位置でのあるコンテナの存在を確認するように設計することができる。
【００６１】
したがって、そのようなモニタリングシステムは、少なくとも１つのコンテナを使用する中央システムである。このように、ロジスティクスプロセスを実行する、すなわち、分散方式でコンテナからの引き出しおよびコンテナの補充をモニタするばかりでなく、１つまたは複数のコンテナに対する単一の分析ユニットにおいて中心的工程で送信される画像情報の分析を行うことも可能である。この場合、受信機は、無線信号を介してまたはケーブルを介して、データを受信する、すなわち、画像情報および／またはセンサ信号を受信するように設計することができる。無線信号については、例えば、ワイヤレスＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈまたは他の無線システムを考慮に入れることができる。
【００６２】
例えば、検出デバイスおよび／または信号処理ユニットにおいて、各コンテナに対する、信号処理ユニットに転送されたセンサ信号および／もしくは画像情報、ならびに／または、分析ユニットに転送された画像情報の一部を形成する位置指定またはコンテナ記数を割り当てることがさらに可能である。このように、個々のセンサ信号および／または個々の画像情報は、発生源であるコンテナに明確に向けられる。その結果、いかなる状況においても対応するデータ源を確認することができるため、複数の検出デバイスを備えた複数のコンテナを単一の分析ユニットで処理することもできる。
【００６３】
モニタリングシステムは、特に、中央に配置され、それぞれのコンテナの充填レベル状況または占有状況に対する特定の充填レベル値を決定する分析ユニットを備えることを特徴としてもよい。この場合、特定の充填レベル値は、必ずしも実際の状況、例えば、コンテナ内に収容されている物体の重量または数と関連付けなければならない訳ではない。特に簡単な例では、実際に、決定された充填レベル値量、すなわち０または１が「満杯のコンテナ」または「空のコンテナ」の形で解釈されれば十分であり得る。その結果、コンテナは、十分に充填されている限り、すなわち、検出されるべき充填レベル限度を超えたところに充填レベルが位置する限り、「満杯」であると解釈される。コンテナの充填レベルがこの限度を下回る場合は、決定された充填レベル値は、０に設定される、すなわち、必要な在庫管理に関して著しく低く見える値に設定される。例えば、本質的に連続的な充填レベルのモニタリング次第の「空」、「半分」および「満杯」などの高解像度もまた、充填レベル値の決定に対して考えられよう。
【００６４】
本発明は、図面を参照して以下でさらに詳細に説明する。この説明で使用される「左側」、「右側」、「上部」および「底部」の概念は、通常判読可能な参照記号を用いた図面の方向付けを指す。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】検出デバイスを備えたコンテナの実施形態を示す等角投影図。
【図２】２つの部分の検出デバイスを備えたコンテナの別の実施形態を示す等角投影図。
【図３】検出デバイスの一例を示す概略断面図。
【図４ａ】コンテナの別の実施形態を示す部分断面図。
【図４ｂ】コンテナの別の実施形態を示す部分断面図。
【図５】輪郭点の検出を示す概略断面図。
【図６】モニタリングシステムの実施形態を示す概略図。
【図７】コンテナの充填レベルの動的モニタリング用のモニタリングシステムの実施形態を示す概略図。
【図８ａ】コンテナの別の実施形態を示す図。
【図８ｂ】検出デバイス用のハウジングが側壁から切り離されている、図８ａによる実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
本発明は、物体、特にピース品および／またはバルク材料の輸送および／または保管のためのコンテナを利用可能にし、コンテナは、例えば、コンテナの占有状態および／または充填状態を判断するための検出デバイスなどの手段を備えることを特徴とする。
【００６７】
例えば、底部と、等しく高い四面のコンテナ壁からなる側壁とを長方形状で有し、上部は開いた状態の適切なコンテナタイプが実現される。コンテナには、側壁上または側壁内、例えば、コンテナの前部を形成するコンテナ壁内にヒンジ取り付けされた蓋が提供される場合もある。コンテナ材料は、例えば、比較的平滑な表面組織を有する黒いプラスチックなどのプラスチックからなってもよい。
【００６８】
本質的に均一の高さを有するコンテナの内壁およびコンテナの底部は、コンテナ内に位置するすべての物体または物品に対する空間的な境界面、および、コンテナ内のすべての電磁現象、例えば光学現象に対する境界面を表す単に接続された三次元表面を形成する。地球の重力のため、この三次元表面は、コンテナが適切に配置され、すなわち、十分に水平であり、人間の介入がなければ、コンテナの中身が経時的に不変であることを保証する。
【００６９】
コンテナの中身のモニタリングまたは判断は、本質的には、次の手法、すなわち、コンテナを調べること、中身の正体および数量を推定すること、および、必要ならば、より正確に充填レベルを分析するかまたはコンテナ内に存在するすべての物体を数えることに基づく。
【００７０】
この目的のため、視認できるコンテナ壁面（およびコンテナがほぼ空の状態の場合は視認できる底面）とコンテナの完全な三次元構造との割合を、例えば、モニタリングデバイスを用いて判断することができ、次いで、依然として残っている数量、すなわち、コンテナの実際の充填レベルを補充体積に基づいて推定することができる。
【００７１】
コンテナがほとんど空の場合は、追加の数量測定を行い、それにより、依然として残っている物体の数を正確に数えることができるが、その理由は、相対的な数え間違いは、物体の数が減少するにつれてますます重要になるためである。
【００７２】
これは、コンテナの中身の検出が、中身と組み合わせて検出可能なおよび検出不可能なそれぞれのコンテナの内面に関する情報に基づくことを意味する。この目的のため、コンテナの内面およびコンテナの形状の十分に正確な三次元モデルを占有体積の判断のため生成し、次いで、１つの物体によって占有される平均体積に基づいてコンテナ内の物体の数を推定することができる。
【００７３】
再現性に関して分析を改良するため、コンテナ壁およびコンテナ底部の内面は、十分に正確な方式での検出デバイスによるアクティブまたはパッシブ検出が可能な特性を用いて実現することができる。この目的のため、三次元解像方式でコンテナの底部およびコンテナの内壁の表面特性を検出すること、ならびに、後に三次元コンテナモデルとの原寸大比較を行うことが可能になる。コンテナのそれぞれの位置での局所的に変化する周囲条件（環境の影響）とは主に無関係の表面特性の分析のみを行うことが好ましい。コンテナの内壁に関する情報は、最終的に、底面のみが全体的にまたは部分的に覆われるほどコンテナ内に位置するコンポーネントの数が少なくなり次第、無視することができる。
【００７４】
以下で図面を参照して説明される例示的な実施形態では、コンテナの占有状態および／または充填状態を判断するための手段は、コンテナの側壁に組み込まれるかまたはコンテナの側壁上に配置される。それは、コンテナ上またはコンテナ内の１つまたは複数の適切なポイントに位置する三次元解像センサシステムの形の検出デバイスからなる。
【００７５】
適切なセンサシステムは、完全なまたは集合的に完全な方式でのコンテナの内壁の検出が可能であることを特徴とする。例えば、説明されるコンテナの例示的な実施形態は、光学系および統合光学センサによってコンテナの内部で光強度に関するセンサ信号を生成することができる検出デバイスを装備する。
【００７６】
図１は、コンテナ１０の第１の実施形態を示す。このコンテナは、コンテナ１０の底部１２のほぼ全体が見えるようにわずかに切り抜かれた等角投影図の形で示される。底部１２は、側壁１４とともにコンテナの内壁１８を形成する。物体９０は、コンテナの内壁１８の領域、すなわち、コンテナ１０の内部に収容することができる。したがって、コンテナ１０は、その中に収容される物体９０を保管または輸送するためのコンテナからなる。
【００７７】
図１に示される実施形態によるコンテナ１０は、検出デバイス２０を備えることを特徴とする。この検出デバイス２０は、コンテナの内壁１８、特に側壁１４に組み込まれる。この場合、検出デバイス２０は、その方向付けに対してコンテナ１０の後部側壁１４上に配置される。この位置から、検出デバイス２０は、コンテナの内部全体、すなわち、コンテナの内壁１８全体をそれぞれモニタするまたは捉えることができる。
【００７８】
検出デバイス２０は、コンテナの内部、すなわち、コンテナの内壁１８の光強度に依存するセンサ信号を生成することが可能である。したがって、検出デバイス２０は、コンテナ１０の内部で、例えば、異なる三刺激値または異なる輝度値などの異なる光強度を捉える。物体９０がコンテナ１０内に位置する場合、物体９０は、検出デバイス２０の検出方向に対してコンテナの内壁１８の部分を覆う。
【００７９】
図１では、物体９０によって底部１２の一部が覆われている。この被覆により、検出デバイス２０によって捉えられる異なる光強度が生じる。検出デバイス２０がコンテナ１０の内部からの反射光の検出に基づく場合、コンテナ１０内の物体９０は、コンテナの内壁１８、すなわち、底部１２および側壁１４とは異なる反射特性を有する。物体９０によって覆われる底部１２の一部では、したがって、検出デバイス２０は、物体９０によって覆われていない底部１２の部分とは異なる光強度を検出し、底部１２または側壁１４によって反射される光を直接検出することができる。異なる光強度の検出が異なれば、検出デバイス２０によってそれ相応に異なるセンサ信号が生成される。これらの違いは、コンテナ１０内の充填レベルおよび／または占有状態を判断する際に役立つ。
【００８０】
センサ信号は、図１には示されていないが、これらのセンサ信号を画像情報に追加的に処理または変換する信号処理ユニット３０に送信することができる。
図２は、コンテナ１０の別の実施形態を示す。このコンテナも同様に、コンテナの内壁１８を共に形成する底部１２および側壁１４を備えることを特徴とする。このコンテナ１０もまた、本質的に底部１２の全体が見えるように切り抜かれて示されている。この図面でも同様に、より良い概観を提供するため、コンテナ１０の内部には単一の物体９０のみが示されている。
【００８１】
図２による実施形態でのコンテナ１０は、２つの部分に分割された検出デバイス２０を備えることを特徴とし、第１の検出デバイス２０−１と第２の検出デバイス２０−２からなる。検出デバイス２０の両部分２０−１，２０−２とも、コンテナ１０の側壁１４内に位置する。しかし、それらは、異なる視野角からおよび異なる視方向または異なる検出方向でそれぞれコンテナ１０の内壁１８をモニタできるように、互いに離間している。検出デバイス２０の２つの部分２０−１，２０−２の異なる視方向および視野角のため、コンテナの内壁１８の三次元の相関性および捉えた物体９０とこのコンテナの内壁１８の関係の三次元の相関性を、検出デバイス２０の部分２０−１，２０−２の位置に基づいて分析することができる。検出デバイス２０の個々の部分２０−１，２０−２の互いに対する位置を分析で考慮に入れる場合、三次元画像情報を生成すること、および、分析中のコンテナ１０の実際の充填状態および／または占有状態に関する三次元情報を得ることが可能である。
【００８２】
図２による実施形態では、検出デバイス２０は、コンテナ１０の内部から異なる光強度も捉えることもできる。その結果、コンテナの内壁１８上での反射もまた、この場合のコンテナ１０内の物体９０上での対応する反射とは異なり得る。複数の部分の検出デバイス２０の、すなわち、検出デバイス２０の２つの部分２０−１，２０−２のセンサ信号は、それぞれで検出された光強度に依存し、したがって、物体９０がコンテナ１０の内部のある特定の位置もしくはある特定のエリアに位置するかどうか、または、コンテナの内壁１８がこれらの位置もしくはこれらのエリアで検出されたかどうかを反映する。
【００８３】
異なるセンサ信号は、図２には示されていないが、これらのセンサ信号を画像情報に処理する信号処理ユニット３０に送信することができる。
図３は、本質的要素を備えた検出デバイス２０を概略的に示す。図４ａおよび４ｂは、少なくとも１つの検出デバイス２０と１つの処理ユニット３０が配置されたコンテナモジュールの機能設計の概略図をそれぞれ示す。図４ａによる実施形態と図４ｂによる実施形態との本質的な違いは、図４ｂのコンテナモジュールが分析ユニット４０も含む点である。
【００８４】
図３による検出デバイス２０は、光学系２１と光学センサ２４とを備えることを本質的な特徴とする。示される実施形態では、光学系２１は、絞り２３の前部に配置されるレンズ２２からなる。光学センサ２４は、光学系２１の画像面に配置される。また、絞り２３は、レンズ２２の前部に配置してもよい。光学系２１は、唯一１つのレンズまたは「カメラ  オブスキュラ」のような唯一１つのピン絞りからなってもよいが、絞り有りまたは絞り無しのいくつかのレンズを備えたより複雑な光学機器の形で実現することもできる。
【００８５】
光学センサ２４は、検出デバイス２０によって捉えられるコンテナ内部の、すなわち、コンテナの内壁１８のセグメントまたは部分の鮮明な画像を撮ることができるように、レンズ２２の画像面に配置される。光学センサ２４は、例えば、低解像度、すなわち、エリア１単位当たり少数の画素での異なる光強度または単なる異なる輝度段階をそれぞれ捉えるかまたは検出することができるＣＣＤセンサ素子またはＣＭＯＳセンサ素子などの簡単な電子画像センサからなってもよい。これは、認知すなわち検出が、それぞれ捉えるかまたは検出された光強度に依存する異なるセンサ信号を生成することによって実現されることを意味する。つまり、光学センサ２４は、位置に応じて、異なる光強度、特に異なる輝度値を検出し、これらの光強度に依存するセンサ信号を生成することができる。また、光学センサ２４は、例えば、異なる光強度間ばかりでなく、異なる三刺激値間も区別することができる光学系の形でなど、より複雑な方式で実現することもできる。
【００８６】
さらには、光学センサ２４は、信号処理ユニット３０が既にセンサ２４に組み込まれているか、または、両方の要素がそれぞれ１つのコンポーネントに組み込まれている画像センサからなってもよい。そのような組み合わされた検出デバイス２０および信号処理ユニット３０によって生成される画像情報は、該当する場合、色画像情報の形で、静止画像の形で、または動画の形でさえも直接送信することができる。しかし、動画は、例外的な状況下のコンテナ１０にのみ必要とされる。
【００８７】
光学センサ２４は、特定の解像度（エリア１単位当たりの画素数）を有する。通常、よりコスト効率の高いロジスティクスプロセス、すなわち、コスト効率の高いコンテナの充填状態および／または占有状態のモニタリングを可能にする対応機能を備えたコンテナ１０の装備には、平均解像度を有する静止画像で十分である。
【００８８】
オリジナルのデータを改良するため、例えば、図１または図２によるコンテナ１０は、コンテナ１０の底部１２およびコンテナの内壁１８をコンテナ１０内に位置する物体とより良く区別できるように設計することができる。
【００８９】
この目的のため、コンテナの底部１２およびコンテナの内壁１８にＵＶ活性剤を全体的にまたは部分的に提供することも考えられよう。例えば、コンテナ材料は、少なくともコンテナの内壁１８の領域が、蛍光染料を含む非晶性プラスチックからなってもよい。そのようなＵＶ染料の例としては、ペリレン（青色、赤色および橙色用）、ナフタルイミド（紫色および青色用）または同様のものが挙げられる。例えば、これらの染料は、例えば、酢酸エチル中で溶解した、混合蛍光染料を含むＰａｒａｌｏｉｄ  Ｂ−７２などのコーティングの形でコンテナの内壁１８上にＵＶ活性層を生成することができるように、合成樹脂と混合することができる。Ｐａｒａｌｏｉｄ  Ｂ−７２は、優れた耐熱性および耐化学性を有する無色透明のコーティングの生成を可能にするアクリル酸エステル重合体である。
【００９０】
ＵＶ活性剤は、ＵＶ閃光の形で、または、例えば鏡を介して永久的に直接的もしくは間接的に、好ましくは短時間の間、例えば、ＵＶ−ＬＥＤなどの１つまたは複数の光源によって、例えば、コンテナの内部に、すなわち、好ましくは底部１２およびコンテナの内壁１８に向けて、故意に放つことができるＵＶ放射を吸収する。その後、ＵＶ活性剤は、検出デバイス２０によって局所解像方式で画像として捉えることができるＵＶスペクトルおよび／または可視スペクトルの定義された波長範囲で発光する。
【００９１】
コンテナ１０内に位置する物体９０の影になる底部１２および／またはコンテナの内壁１８の表面エリアならびにＵＶ活性剤が提供されていない表面は、この場合は不活性な状態のままであり、したがって、捉えた画像上では暗エリアとして現れる。これは、物体９０の形の中身にも類似して当てはまる。
【００９２】
既に述べられたように、ＵＶ活性コーティングの塗布の間に、例えば、コンテナの内壁１８および／または底部１２上／コンテナの内壁１８および／または底部１２内へのグリッド、目盛り、スケールおよび／または充填レベル線の形で、特別な形状またはパターンを適用するかまたは組み込むことがさらに可能である。
【００９３】
隣接する波長範囲の周囲からの他の干渉放射は、検出デバイス２０の光学系２１に、例えば、波長フィルタ、偏光フィルタまたは同様のものなどの少なくとも１つのフィルタを追加で設けることによって抑制することができる。鏡、レンズ、フィルタ、窓、オプトカプラおよび同様のものなどのＵＶ源、検出デバイス２０および他の光学コンポーネントは、電子コンポーネントの形で、および／または、ソフトウェアによって、したがって、コンテナモジュールに組み込んで、実装することもできる。
【００９４】
例えば、ラップトップまたは携帯電話に組み込まれたカメラと同様に実現された１つまたは複数の高解像度小型カメラを検出デバイス２０に使用することができる。そのようなカメラは、プリント回路基板に直接装着することができ、異なる周囲条件下で画質を最適化するため、および、特別な波長範囲を選択するために、レンズ、口径制御、自動焦点および／または特別なフィルタを装備することができる。マイクロプロセッサ制御口径調整を実現することも可能であり、それを使用して、入射する電磁放射（光）の強度変化に検出デバイス２０を適合させることもできよう。１つまたは複数のＵＶ−ＬＥＤを、光学系２１と同じプリント回路基板上にさらに設けて、同様に、好ましくは閃光の形で、マイクロプロセッサ制御方式でコンテナの内部へＵＶ放射を行うこともできる。
【００９５】
好ましくは、検出デバイス２０は、コンテナ１０、特にコンテナ壁に組み込まれ保護されたコンテナモジュールの一部を形成する。この場合、導電または内部可動コンポーネントは、好ましくは、偶発的接触および浸水（例えば、ＩＰ６６）から完全に保護される。この目的のため、検出デバイスは、コンテナの内壁１８内、例えば、透明な保護窓の後方に配置することができる。この場合、すべての光学的放射は、コンテナの内部を照らすため、検出デバイス２０へ向けて（発光するか、または、底部１２もしくはコンテナの内壁１８によって反射する）または検出デバイスから出て（ＵＶ放射）透明な保護窓を通過する。入射放射線は、光学系２１に投影し、次いで、対応する上流フィルタを用いてセンサ２４に投影することができる。
【００９６】
また、視野を広くするため、これは、保護窓と光学系２１との間で二重凹形状の鏡を用いて間接的に実現することもできる。このように、中身を含む底部１２およびコンテナの内壁１８の表面を光学的に、すなわち、コンテナ１０の角部、検出デバイス２０の設置ポイントの真下、または、その右側もしくは左側における検知不可能ゾーン（Ｂｌｉｎｄｚｏｎｅｎ）を最小限に抑えて、捉えることができる。
【００９７】
また、光学系２１および光学センサ２４に加えて、検出デバイスは、例えば、ＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤセンサの形のカメラの半導体チップなどのセンサ２４のセンサ画素によって検出されたアナログの光信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を備えることを特徴とする場合もある。その結果、検出デバイス２０は、第１のインターフェース２６を介してデジタルセンサ信号の形でアナログセンサ信号を処理ユニット３０に送信することができるか（図４ａおよび図４ｂを参照）、または、処理ユニット３０もまた、その入力で対応するＡ／Ｄ変換器を備えることを特徴としてもよい。
【００９８】
コンテナの内部の画像信号は、処理ユニット３０においてセンサ信号から生成される。この画像情報は、処理ユニット３０、すなわち、例えば、その中に設けられるフラッシュＲＡＭなどの対応するメモリに一時的に格納することができる。その後、このデジタル画像情報は、例えば、従来の形式、特に、処理ユニット３０のプロセッサ信号などの画像処理手段での圧縮形式に圧縮することができ、次いで、再度、分析ユニットへの送信が可能なようにＲＡＭに格納することができる。
【００９９】
その設計次第では、分析ユニット４０は、コンテナモジュールに組み込まれる場合も（図４ｂおよび図６を参照）、いくつかのコンテナモジュールに対する中央分析ユニットの形でコンテナモジュールから遠隔配置される場合も（図４ａおよび図７を参照）あり、後者の例では、画像情報は、好ましくは、ワイヤレス方式で分析ユニット４０に送信される。
【０１００】
したがって、インテリジェントなコンテナモジュールは、追加のＡ／Ｄ変換器を備えた検出デバイス２０と、ランダムアクセスメモリおよびプログラムメモリ（ＲＡＭおよびＲＯＭ）を備えた処理ユニット３０と、例えばさまざまな機能の逐次制御用のマイクロプロセッサなどのプログラム可能な制御ユニットと、シーケンスタイミングの調整用およびタイムスタンプ生成用のタイマと、トランシーバを備えた通信インターフェース３２と、中継局もしくは中間局、または、分析ユニット４０の受信機（図６を参照）へのワイヤレス伝送用および該当する場合は双方向データ伝送用のアンテナ３３とを含み得る。コンテナモジュールの異なるデジタルコンポーネントで実施されるファームウェアおよび／またはソフトウェアは、本質的にはすべてのモジュール特有制御および処理機能を備える。
【０１０１】
ワイヤレス伝送は、従来通り、アンテナ３３、または、光通信インターフェースさえも介して双方向に行うことができる。また、双方向データ伝送により、コンテナモジュールと例えばサービスモジュールとの間でのプログラミングも可能になる。
【０１０２】
コンテナモジュールの電源は、例えば、コンセント接続不要の電源用のバッテリを備えたエネルギー供給モジュール７０を用いて実現することができる。バッテリは、別のコンパートメント、例えば、検出デバイス２０を備えたコンテナモジュールの下端部に収容することができる。外部アクセスおよび環境の影響からバッテリを保護するため、カバー付きのコンパートメントを設けることができる。分配センタでは、例えば、そのように必要な場合（例えば、バッテリが消耗した場合）は、バッテリを新しいバッテリと容易に交換することができる。
【０１０３】
図４ａおよび４ｂはそれぞれ、コンテナ１０の実施形態の側壁１４を通した部分断面図を示す。コンテナ１０の側壁１４は、コンテナモジュールを装備し、したがって、コンテナモジュールは、側壁１４に永久的に組み込まれる。コンテナモジュールのそれぞれの検出デバイス２０は、インターフェース２６を介して信号処理ユニット３０に接続される。
【０１０４】
図４ａによる実施形態では、捉えた画像情報をこの分析ユニットに供給するため、信号処理ユニット３０は、この実施形態では、例えば、ＷＬＡＮまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ接続などのエアインターフェースの形で実現される通信インターフェース３２を介して、それほど詳細には示されていない分析ユニット４０に接続される。検出デバイス２０によって検出された光強度は、センサ信号に変換され、信号処理ユニット３０によってさらに画像情報に処理される。次いで、充填レベルまたは占有状態に関する情報を判断するため、画像情報は、通信インターフェース３２を介して、図４ａではそれほど詳細には示されていない分析ユニット４０にワイヤレス伝送し、この分析ユニットで分析することができる。
【０１０５】
さらには、電源モジュール７０は、それぞれのコンテナモジュールのすべてのコンポーネントに電力を供給するため、図４ａおよび４ｂによるコンテナモジュールのエネルギー供給用に設けられる。この電源モジュール７０は、例えば、コンデンサの形で実現することができるが、１つまたは複数のバッテリの形でも実現することができる。電源モジュール７０として、例えば、小型の太陽電池モジュールなどの他の自立的な電源を使用することも考えられよう。
【０１０６】
さらには、コンテナ１０の送達状態において、検出デバイス２０および／または信号処理ユニット３０および／または通信インターフェース３２の電源７０を妨げる改ざん検知デバイス８０を設けることができる。電源モジュール７０の電源は、改ざん検知デバイス８０が取り出された時にのみ始動される。
【０１０７】
最も簡単な例では、改ざん検知デバイス８０は、好ましくは、送達状態において検出デバイス２０のレンズも覆い、したがって、保護する接着ストリップからなってもよい。検出デバイス２０を起動するため、接着ストリップは取り外され、その後、側壁１４の内部から取り出される。側壁１４からの取り出しにより、電源モジュール７０と検出デバイス２０および／または信号処理ユニット３０および／またはインターフェース３２との間の２つの接触要素の接触が可能になり、したがって、検出デバイス２０の起動が可能になる。
【０１０８】
図４ｂは、本質的には図４ａと同じ実施形態を示すが、分析ユニット４０もまた図４ｂによる実施形態でのコンテナモジュールに組み込まれる。この実施形態は、コンテナ１０の充填状態または占有状態に関する情報の判断に対して、完全に分散された解決策を表し、その結果、信号処理ユニット３０によって生成された画像情報は、この場合は分析ユニット４０に送信され、分析は、コンテナ１０上で直接行われる。次いで、分析の結果は、通信インターフェース３２およびアンテナ３３を介して分析ユニット４０によって転送することができる。この測定のため、判断された充填レベル値および／または占有状態のみを、図４ｂのアンテナの形で示されるタイプのエアインターフェースの形の通信インターフェースを介して送信する必要がある。
【０１０９】
信号処理ユニット３０によって生成された画像情報は、通常、充填状態または占有状態よりはるかに大きなデータ量を含む。特に簡単な例では、充填状態は、対応する充填状態に関連する個々の充填状態値である。例えば、０は空のコンテナに相当し、１は満杯のコンテナに相当し、その間の他の充填レベル状態値は存在しない、デジタルデータの相関性が考えられよう。そのような例では、したがって、解像度に応じてかなりのデータ量を含み得る画像情報全体を別の方法では送信しなければならない一方で、単一のデジタル値、すなわち単一ビットのみを送信することが必要とされる。
【０１１０】
図５は、検出デバイス２０の実施形態の機能、および、この検出デバイスによって検出された強度の分析を概略的に示す。この場合、検出デバイス２０は、カメラを装備し、このカメラでコンテナ１０の内壁１８の少なくとも一部を捉える。円形断面を有する物体９０は、コンテナ１０の内部に配置される。検出デバイス２０のカメラは、反射光ビームを検出する。言い換えれば、コンテナ１０の内部に入射した光は、物体９０によって覆われていないコンテナの内壁１８および底部１２によって反射されるか、または、入射光は、底部１２およびコンテナの内壁１８のＵＶ活性コーティングを活性化し、活性化された表面はそれに応じてＵＶ光を発光する。
【０１１１】
図５では、一例として、検出デバイス２０の方向に底部１２によって反映される２本の光ビームがより詳細に示されている。コンテナの底部１２上、すなわち、コンテナの内壁１８全体上で光ビームが反射するポイントは、したがって、検出デバイス２０から見た物体９０の輪郭の投影ポイントＰＰである。これらの投影ポイントＰＰは、底部１２に投影されて検出デバイス２０によって検出された物体９０の輪郭点に相当する。
【０１１２】
図５で示される２つの投影ポイントＰＰの左側の投影ポイントのより厳密な検査は、これが端点であることを示し、その両側では、光強度、すなわち、反射特性はそれ自体の光強度とは異なる。左側の投影ポイントＰＰの左側に位置するポイントはすべて、それらの光強度のため、検出デバイス２０によって、底部１２の反射として捉えられる。左側の投影ポイントＰＰの右側に位置するポイントおよび右側の投影ポイントＰＰの左側に位置するポイント、すなわち、これらの２つの投影ポイント間のポイントはすべて、それらの光強度のため、検出デバイス２０によって、物体９０の反射として捉えられる。検出デバイス２０の認知は、この場合は、検出デバイス２０によって生成された対応する特定のセンサ信号の形で表現される。右側の投影ポイントＰＰの右側に位置するポイントはすべて、この場合もまた、検出デバイス２０によって、底部１２の反射として捉えられる。２つの投影ポイントＰＰ間に位置する底部１２のポイントは、検出デバイス２０の視野角および物体９０の位置により、物体９０によって覆われているため、検出デバイス２０によって捉えることはできない。２つの投影ポイントＰＰから検出デバイス２０までの反射線は、これらの反射線に沿った物体９０のアウトラインとの接線である。特に、このアウトラインは、検出デバイス２０によって、物体９０の輪郭として捉えられ、したがって、輪郭点ＫＰと呼ばれる。２つの投影ポイントＰＰ間の領域では、物体９０の反射は、したがって、特に底部１２またはコンテナの内壁１８とは対照的に、物体９０に割り当てることができる光強度、すなわち、特に三刺激値および／または輝度値で捉えられる。
【０１１３】
図５の概略図によれば、検出デバイス２０は、したがって、異なる光強度、例えば、異なる三刺激値および／または輝度値などに基づいて、受信した光強度をセンサ信号に変換することができる。センサ信号は、信号処理ユニット３０において画像データに変換される。画像データは、分析ユニット４０において、それ相応に、解釈する、すなわち分析することができる。図５では、分析ユニットは示されておらず、物体９０および底部１２の反射特性に関する情報に基づいて、信号処理ユニット３０を用いて、検出デバイス２０のセンサ信号から生成された画像情報を解釈または処理する。
【０１１４】
底部１２およびコンテナの内壁１８の上記で説明されるＵＶ活性コーティングの代替として、底部１２および／またはコンテナの内壁１８は、かなりぼやけた色で、本質的に光をほとんど反射しないまたはほんの少ししか反射しないように実現することもできる。この場合、右側の投影ポイントＰＰの右側および左側の投影ポイントＰＰの左側で検出デバイス２０によって検出され、センサ信号に変換された光強度、すなわち、輝度値は、信号処理ユニット３０によって処理され、分析ユニットにおいて低輝度値と同じと考えられる画像情報に相当する。２つの投影ポイントＰＰ間で検出デバイス２０によって捉えられたポイントは、物体９０によって反射された光を受光する。ぼやけた色の底部１２と比較すると、この反射光は、はるかに高い強度を有し、その結果、対応するセンサ信号の分析中は、２つの投影ポイントＰＰ間のポイントに対して、したがって、２つの輪郭点ＫＰ間のポイントに対しても、分析ユニット４０によって大きな輝度を測定することができる。コンテナの充填状態に関する情報は、高い光強度、例えばかなりの輝度を有するエリアと低い光強度を有するエリア、例えば底部１２との間で比較を行うことによって得られる。
【０１１５】
検出デバイス２０の位置決めに応じた輪郭点ＫＰの決定のため、決定されたすべての輪郭点ＫＰの接続に基づく輪郭線を生成することがさらに可能である。物体９０の輪郭は、輪郭線に基づいて決定することができ、分析ユニットにおいて格納された輪郭と比較することができ、その結果、このように、占有タイプ、特に物体９０のタイプに関する情報を得ることができる。
【０１１６】
図６は、モニタリングシステム１００の一例を概略的に示す。この場合、先行する図１および２を参照して上記で明確に説明されたタイプの個々のコンテナ１０が設けられる。図４ａを参照して説明されたタイプのコンテナモジュールは、コンテナ１０のそれぞれに配置される。モニタリングシステム１００の中央要素、特に受信機１１０との、例えば、第２のインターフェース、すなわち通信インターフェース３２を介した無線リンクなどのワイヤレス通信リンクは、破線で示される。
【０１１７】
システムの中央に配置される受信機１１０は、そのような実施形態ではコンテナ１０に組み込まれた限られたエネルギー予算のコンテナモジュール内で実行できるタスクよりもはるかに複雑なタスクを実行することもできる分析ユニット４０を備えることを特徴としてもよい。その結果、そのような中央分析ユニット４０は、コンテナ１０のそれぞれに対して分析を行うことができるばかりではなく、分析結果から相関性を引き出し、例えば、個々のコンテナ１０のコンポーネントの再注文などのロジスティクスプロセスを開始することもできる。
【０１１８】
モニタリングシステム１００が遠く離れたところまで広がるアプリケーション、すなわち、大規模なハイベイ保管システム、または、長距離にわたってコンテナ１０を輸送する必要があるアプリケーションでは、集信装置の形で遠隔コンテナ１０から受信したデータを収集し、分析ユニット４０を用いて収集したデータを受信機１１０に送信するリピータまたは中継局の形で中間局１２０を設けることが可能である。その結果、モニタリングシステム１００のサイズは、いかなる制限も受けない。この場合、中間局１２０と受信機１１０との間の接続は、追加の接続手段を用いて、特にワイヤ結合接続手段も用いて実現することができる。
【０１１９】
図７は、例えば、在庫管理システムまたは倉庫システムの一部を形成するモニタリングシステム１０１の別の例を概略的に示す。システムは、上記で明確に説明されたタイプのコンテナ１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，１０−５を備える。個々のコンテナ１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，１０−５とシステム１０１の要素との間の通信リンクは、破線で示される。システムの説明では、データ通信が具体的にどのように実現され動作されるかはあまり重要ではなく、これは基本的に十分知られている。その結果、システム１０１のコンテナの動的な充填レベルモニタリングを実現するため、個々のコンテナの充填レベルの判断に必要な通信のみ、以下で説明する。これに関して、重要な一態様は、本明細書で提案されるコンテナによって可能となった在庫管理システムの新しい能力、および、それぞれのコンテナに関する情報の判断のためにそれぞれ組み込まれた機能である。この情報は、コンテナに関する中央分析または遠隔で実行される分析にそれぞれ利用可能であり、したがって、リアルタイムでのシステム内のそれぞれのコンテナの充填状態および占有状態の準モニタリングが可能になる。
【０１２０】
コンテナ１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，１０−５のそれぞれは、図１〜４を参照して上記で説明されたタイプの検出デバイス２０および信号処理ユニット３０をそれぞれ含むコンテナモジュール１５−１，１５−２，１５−３，１５−４，１５−５を備えることを特徴とする。
【０１２１】
コンテナ１０−１のコンテナモジュール１５−１は、ワイヤレス無線リンク１１０−１を介して中央コンピュータ３００に直接接続される。この場合、分析ユニット４０−１は、例えば、ＳＡＰまたは同様のものなどの在庫管理システム（ＷＷＳ）が設置される中央コンピュータ３００の一部を形成する。分析ユニット４０−１は、ＷＷＳのソフトウェアルーチンの形で実装することができる。
【０１２２】
各充填プロセス前のコンテナ１０−１の初期化の間または空乏期間の間に起こり得る、コンテナ１０−１のコンテナモジュール１５−１がコンテナ１０−１の内部から強度を検出するときは常に、コンテナモジュール１５−１は、処理された画像データの形で検出した強度情報を中央コンピュータ３００内の分析ユニット４０−１に送信する。次いで、この画像データの分析は、コンテナ１０−１の充填レベルまたは占有状態に関する情報を判断するため、分析ユニットにおいて実行される。
【０１２３】
コンテナ１０−１と関連して説明された構成は、例えば、モニタすべきコンテナ１０−１が位置する保管エリアまたは作業エリアが直接取り付けられた自動車修理工場などの、例えば、小規模な企業の場合、理にかなっている。この場合、システムは、通信インフラに対して最小の出費で最大の柔軟性を提供する。
【０１２４】
大規模な企業または保管システムでは、コンテナとＷＷＳのコンピュータとの間の直接の無線リンクは、例えば、個々のコンテナ１０−２が中央コンピュータとの通信を正当な取り組みで実現できないほど広いエリアにわたって分配されるため（例えば、電波の遮蔽のため）、または、個々の中央コンピュータが過剰な数のコンテナとの通信に圧倒されることになるため、理にかなわない可能性がある。
【０１２５】
したがって、第１の無線リンク１１０−２は、例えば、コンテナ１０−２を無線アクセスポイント１２０−２に接続し、次いで、無線アクセスポイント１２０−２は、ワイヤ結合通信リンク１３０−２を介して、ＷＷＳの中央コンピュータ３００に、したがって、その中に実装される分析ユニット４０−２に接続される。
【０１２６】
例えば、大多数のコンテナ１０−３をモニタする必要がある場合に、分析ユニット４０−１または分析ユニット４０−２のタスクから中央コンピュータ３００を解放するため、分析ユニット４０−３は、コンテナ１０−３用の無線アクセスポイント１２０−３側に直接配置される。この場合、無線アクセスポイント１２０−３は、対応するエアインターフェースを有するコンピュータからなってもよく、分析ユニット４０−３もまた、ソフトウェアプログラムの形で実装される。あるいは、分析ユニット４０−３の機能を遂行する遠隔コンピュータもまた、無線アクセスポイント１２０−３に接続される可能性がある。分析ユニット４０−３によって生成されたコンテナ１０−３の充填状態および／または占有状態に関する情報は、例えば、ワイヤ結合通信リンク１３０−３を介して、中央コンピュータ３００に転送され、したがって、その上に設置されたＷＷＳに転送される。
【０１２７】
例えば、モバイルコンテナからなるか、または、例えば、トラック、列車、航空機もしくは船などの輸送車両上に位置するコンテナ１０−４を参照して別のオプションを説明する。この場合、コンテナ１０−４のコンテナモジュール１５−４は、エアインターフェース１１０−４を介して、無線範囲内のモバイルコンテナ上または輸送車両内に配置される無線アクセスポイント１２０−４に接続される。無線アクセスポイント１２０−４は、この場合、エアインターフェース１１２−４を介して、無線アクセスポイントで、例えば、インターネットなどのパブリックまたはプライベートまたは仮想プライベート（ＶＰＮ）データネットワーク２００と理想的に通信する。このように、中央コンピュータ３００内の分析ユニット４０−４とのデータリンクは、データネットワーク２００を介して確立される。この目的のため、中央コンピュータ自体は、従来通り、例えば、ワイヤ結合通信インターフェース１３０−４を介してデータネットワーク２００と接続される。これにより、ＷＷＳもまた、モバイルコンテナ１０−４の充填状態を動的にモニタすることができる。
【０１２８】
さらには、中央コンピュータ３００に対して遠隔に位置する固定された保管場所もまた、例えば、インターネットなどのパブリックまたはプライベートまたは仮想プライベート（ＶＰＮ）データネットワーク２００を介して接続することができる。
【０１２９】
この目的のため、無線アクセスポイント１２０−５は、例えば、通信インターフェース１１２−５によって、ワイヤ結合方式でデータネットワーク２００に接続され、分析ユニット４０−５を備えた中央コンピュータ３００もまた、ワイヤ結合通信インターフェース１３０−５によって前記データネットワークに接続される。コンテナ１０−５のコンテナモジュール１５−５は、コンテナ１０−５の内部で検出された強度情報を、無線アクセスポイント１２０−５を介して分析ユニット４０−５に送信することができる。
【０１３０】
コンテナ１０−１〜１０−５に関連して説明されたすべての通信経路の個々の構成の特性は、当然に組み合わせることもできる。例えば、それぞれの分析ユニット４０−１〜４０−５は、基本的に、すべての実施形態において、それぞれのコンテナ１０−１〜１０−５のコンテナモジュール１５−１〜１５−５に直接組み込むこともできる。それぞれのコンテナ１０−１〜１０−５とＷＷＳの中央コンピュータ３００との間の通信経路に沿った任意のポイントでの分析ユニットの構成もまた、基本的に、すべての実施形態において考えられよう。例えば、分析ユニットは、例えば、インターネットなどのデータネットワーク２００内の仮想サーバ上のアプリケーションの形で実装することもでき、これは、ＷＷＳのソフトウェア環境全体でも可能である。
【０１３１】
既に述べられたように、本明細書に提示される解決策の範囲内で、当業者の自由裁量で選択することができるため、使用されるあらゆる通信インターフェースも通信タイプもさらに詳細に説明する必要はない。検出デバイスの無線リンクに関して、「ワイヤレス」ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇ−Ｂｅｅおよび同様のものは、潜在的な無線リンクの例として単に言及される。
【０１３２】
図８ａおよび８ｂは、既存のコンテナモジュール１５をコンテナ１０に組み込むためのオプションを示す。この場合、検出デバイス２０、信号処理ユニット３０および第２のインターフェース３２（通信インターフェース）は、コンテナ１０、特に側壁１４との機械的なインターフェース６２を備えることを特徴とするハウジング６０内のコンテナモジュール１５の形で実現される。また、この場合、例えば、図６に示されるタイプのモニタリングシステム１００の無線リンク１１０を介して受信局１２０との通信を実現させるため、アンテナ３３も、ハウジング６０上に示されている。
【０１３３】
図８ａはハウジング６０の設置された状態を示し、図８ｂは切り離された状態を示す。これらの図面は、そのハウジング６０を備えたコンテナモジュール１５は、検出デバイス２０、信号処理ユニット３０および第２のインターフェース３２の機能をモジュール式で装備し、機械的なインターフェース６２を介してコンテナ１０に接続できることを示す。
【０１３４】
図８ａおよび８ｂによる例示的な実施形態での機械的なインターフェース６２は、その寸法に関してコンテナ１０の側壁１４の材料厚に相当するスロットの形で実現される。言い換えれば、図８ａおよび８ｂによるコンテナモジュール１５のハウジング６０は、単にコンテナ１０の側壁１４に取り付けられる。取り付けられた状態では、コンテナモジュール１５は、図８ａに示されるように位置する。このように、図８ａによるコンテナモジュール１５は、そのいかなる構造改修も必要とすることなく、コンテナ１０に組み込まれる。
【０１３５】
図面に示されない実施形態によれば、代替として、コンテナモジュールをコンテナ壁に組み込むことも可能であろう。この代替法は、例えば、安定性の理由で壁厚が十分で、既に空洞を備えることを特徴とするコンテナに適している。また、それ相応に成形されたコンテナモジュールをそのような空洞に設置することもできる。
【０１３６】
説明された例示的な実施形態は、単に本発明を解明するために役立つ例として解釈されたい。また、技術的に可能であれば、添付の特許請求の範囲で定義される対象物の範囲内で説明される個々の実施形態を組み合わせることも可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【国際調査報告】
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