用于启动尤其电容式的读取装置的方法、计算机程序和计算机可读介质与流程

本发明涉及一种用于启动用于模拟式指针仪表的尤其电容式的读取装置的方法，其中，模拟式指针仪表包括测量刻度和能相对于测量刻度运动的指针，并且其中，读取装置具有传感器设施，该传感器设施被构造和布置在指针仪表上，尤其布置在指针仪表的视窗上，从而能够借助该传感器设施非接触地探测指针位置。此外，本发明涉及计算机程序和计算机可读介质。

背景技术：

1、存在多个模拟式传感器，其测量值借助模拟式指针仪表来显示。常见的测量变量是压力、温度、湿度、电压等。指针仪表包括指针，该指针可相对于通常显示在仪表指针盘上的测量刻度运动并且其偏转指示所监控或显示的测量变量的当前值。在此类模拟式指针仪表中，指针通常可绕轴旋转并且测量刻度呈圆形或圆弧形。也称为圆形仪表和圆形刻度。圆弧形测量刻度所围绕延伸的角度范围可根据应用情况或指针仪表的设计方案而变化。例如其可以是270°或甚至90°。

2、模拟式指针仪表可由现场人员可视地读取。但也可能是有利的是，能够远程且自动化地读取由相应的当前指针部位、换言之指针位置定义的测量值。此外尤其有利的是，能够以电形式或数字形式提供相关的测量值或代表变量或代表值。

3、然而现场通常没有电能量供应并且没有数据线路。因此自动读取指针部位的技术装置应尽可能消耗少的能量并且能够无线传输测量值。此外该技术装置的成本必须很低，以便此类加装对运行者来说是值得的。

4、已经开发出读取装置，模拟式指针仪表可以配备有该读取装置并实现非接触式检测指针位置。一方面，存在光学读取装置，例如从wo 2007/147609 a2、us 6,157,311 a以及us 4,275,393 a中已知的那样。然而指针仪表的光学读取装置部分被认为具有缺点，即它们对外来光的干扰敏感并且因此可能需要有源照明。

5、从现有技术中也已知用于探测模拟式指针仪表的指针位置的其他读取装置、例如电容式和电感式读取装置。例如从ep 3 150 972 b1和de 38 91 367 c2中已知的那样，电容式读取装置通常具有多个电极，这些电极相对于指针仪表的旋转指针布置在载体上，尤其是呈圆形或圆弧形布置。在wo 2023/036423 a1中公开另外的电容式读取装置。

6、已知的用于远程读取的读取装置原则上已被证明。然而在市场上有多个不同的指针仪表，借助指针仪表显示各种物理测量变量的当前测量值，这以不同的单位并且以不同的测量范围和测量刻度的不同刻度划分被显示。

7、这导致在使用读取装置、例如电容式读取装置时显示数据的校准非常繁琐并且必须手动初始化。

技术实现思路

1、基于此，本发明的任务是提供开头部分提及的方法，其可以以更少的开销被执行。

2、根据本发明，该任务通过用于启动用于模拟式指针仪表的尤其电容式的读取装置的方法来实现，其中，模拟式指针仪表包括测量刻度和能相对于测量刻度运动的指针，并且其中，读取装置具有传感器设施，该传感器设施被构造和布置在指针仪表上，尤其布置在指针仪表的视窗上，从而能够借助该传感器设施非接触地探测指针位置，并且其中，传感器设施具有标记，该方法包括如下步骤：

3、s1）评估指针仪表的至少一个图像记录以及指针仪表上的传感器设施，其中，该评估包括自动化确定由指针仪表显示的测量变量以及自动化确定传感器设施的标记的相对于测量刻度的至少一个元件、尤其是相对于测量刻度的至少一个数字和/或至少一条线的方位，

4、s2）提供或确定或接收由传感器设施针对与标记相关的指针位置输出的传感器测量值，并且

5、s3）基于根据步骤s1的自动化图像评估，将指针仪表的测量变量的对应测量值分配给与标记相关的传感器测量值。

6、换言之，本发明实现设定的指针仪表的特性与来自被配备给该模拟式指针仪表的读取装置的一个或多个输出之间的自动化分配。

7、在此，使用至少一个图像记录、例如指针仪表的照片，以便一方面自动化地从其中确定指针仪表的测量变量，利用该照片显示该测量变量的测量值。优选地，通过图像评估也可以自动化确定仪表的测量刻度的一个或多个特性。例如可以确定被测量刻度覆盖的测量范围和/或测量刻度的刻度划分作为测量刻度的至少一个特性。

8、测量变量的示例包括压力、温度、湿度或电压。指针仪表的测量刻度的一个或多个特性尤其可以是被测量刻度覆盖的测量范围和/或测量刻度的刻度划分。纯示例性地可以提出，可以从指针仪表的图像记录、尤其照片自动化确定压力、作为被测量刻度覆盖的测量范围的0至50巴的压力范围以及0.5巴的刻度划分（换言之是增量）作为测量变量。

9、不仅测量变量而且测量范围都在指针仪表上标注，以便用户能够正确读取。测量刻度通常包括多个撑开测量范围或将该测量范围细分成单个步长的刻度线。对应的数值通常以阿拉伯数字被标注在测量刻度的至少一些刻度线上。

10、根据本发明，在指针仪表上包含的标注被自动化检测，尤其是被读取。例如可以作为覆盖的测量范围来确定或读取测量刻度的最后一个刻度线上的最后数字标注或数字，因为刻度通常从零开始。

11、另一方面借助根据步骤s1的自动化图像评估确定该标记相对于指针仪表的测量刻度的方位。

12、该标记原则上可以任意设计，只要该标记在图像记录、例如照片中可识别即可。其形状无关紧要。纯示例性地可以提出，标记由传感器设施上的点、叉号、线、星等给定。备选或附加于此类元件或符号（其例如可以印刷在传感器设施上，例如其载体上）也可能的是，标记由传感器设施、例如其载体中存在的留空部给定。纯示例性地，可以提及传感器设施或其载体的圆周上的缺口。

13、此外要说明的是，即使原则上一个标记就足够了，但绝不排除传感器设施具有多个标记。那么在步骤s1中可以通过图像评估自动化确定一个或者还有多个标记的相对于测量刻度（具体是分别相对于该刻度的至少一个元件）的方位。

14、通常，用于模拟式指针仪表的读取装置、例如电容式读取装置的传感器设施是圆形的或包括圆形载体。在一些情况下，传感器设施或其载体也具有带有蛋糕块形的截取部分的扇形的形状。例如可以涉及四分之三圆。当然具有不同于270°角度的扇形也是可能的。

15、如前所述，传感器设施通常安装在指针仪表的视窗上，并且指针以本身已知的方式在视窗下方或后方可旋转地保持。那么在步骤s2中，例如可以当指针位于相应标记下方或后方并且尤其是位于传感器设施的特定、尤其是已知的传感器元件下方或后方时，提供或确定或接收由传感器设施输出的传感器测量值。步骤s2中的传感器测量值在此可以相应于当指针仪表的指针对于观察者基本上直接指向标记时由传感器设施输出的测量信号。

16、传感器设施有利地布置并尤其是紧固在指针仪表上，通常在其视窗上，使得传感器设施或其载体的中点（尽可能精确地）位于指针的旋转轴的上方。

17、通过一个标记或必要时多个标记并且通过测量刻度的被自动化识别的一个或多个特征，可以相对于指针仪表的测量刻度（或换言之，表盘）来校准通常事后安设的传感器设施，这根据本发明是利用图像评估自动化进行的。由此可能的是，将例如电容式检测的传感器测量值精确地分配给测量刻度或表盘上的测量变量的测量值并且补偿校准公差。

18、在电容式读取装置的情况下，传感器测量值通常由法拉值给出，这些法拉值在优选设计方案中可以被数字化。

19、传感器设施通常具有多个传感器元件，借助这些传感器元件可以分别探测指针的不同位置，从而可以检测相应当前的指针部位。例如传感器设施可以具有多个电极，如从wo2023/036423 a1中已知的那样。那么不同的法拉值可以属于不同的电极，这些法拉值相应于不同的指针位置或者代表这些指针位置。

20、已证明特别有利的是，在步骤s1中的图像评估的范围内自动化确定标记最接近测量刻度的哪个元件、尤其是哪个数字和/或哪条线。示例性地提出，测量变量是压力，例如以巴为单位，并且测量刻度具有数字0、10、20、30、40和50，这些数字以充分已知的方式沿圆形刻度等距布置。如果标记、例如点靠近或邻近20，则可以从图像记录中自动化确定这一点。那么例如可以将与标记相关的传感器测量值、优选连同相关的单位巴（bar）作为测量值分配给测量变量20。

21、布置有读取装置的指针仪表的图像记录可以以较小的开销（例如由现场用户）创建。例如指针仪表的至少一个图像记录可以在步骤s1之前由用户使用智能电话、平板电脑或数码相机记录并且被提供用于自动化的图像评估和识别。原则上也可以想到使用可能已经存在的摄像头，例如在包括指针仪表的技术设备中已经安装的摄像头，来获取指针仪表的至少一个图像记录。

22、通常指针仪表的一个图像记录就足以以根据本发明的方式自动化确定关于该指针仪表的所期望的信息。尤其是对于仅使用一个图像记录的情况，则该图像记录有利地至少显示测量刻度的区段和指针仪表的区域，其中标注了显示的测量变量以及优选相关的单位。测量变量尤其在指针仪表的刻度盘上通常被标注在测量刻度中、旁边或下方，例如通过相应的字母被印刷。

23、也可以想到，在步骤s1中使用多于一个图像记录，例如指针仪表的包括多个单独收录的视频，该指针仪表具有一个这样的图像记录或多个图像记录的读取装置或传感器设施，该图像记录示出指针仪表和传感器设施的不同区段，例如至少区段式地示出测量刻度和传感器设施的图像记录，以及示出指针仪表的标注有测量变量的至少一个区域的另外的图像记录。

24、创建图像记录的步骤可以是根据本发明的方法的组成部分。

25、在有利的改进方案中提出，在步骤s3中，从利用标记的分配出发并且基于根据步骤s1的自动化图像评估，将测量刻度的测量变量的对应测量值分配给另外的传感器测量值、优选所有传感器测量值。另外的传感器测量值在此尤其可以配属于传感器设施的另外的传感器元件、例如电极。尤其是对于读取装置是电容式读取装置的情况，传感器设施通常具有多个电极，这些电极环形地布置在例如圆形载体上。在此，传感器测量值可以对应于每个电极。当指针相对于相应电极处于特定位置中时（例如位于该电极上方或后方），可以输出相应的传感器测量值。

26、例如，可以基于将测量变量值分配给具体与标记对应的传感器值并且考虑测量刻度覆盖的测量范围和测量刻度的刻度划分以及可能关于测量刻度或传感器设施的另外信息，为每个传感器测量值确定根据测量刻度的测量变量的相关测量值。示例性地要提出，基于用于被标记的电极的分配，还将指针仪表显示的测量变量的相关测量值分配给另外的电极、优选是传感器设施的所有电极。

27、对于在步骤s1中进行的自动化的图像评估，原则上存在不同可能性。已证明特别有利的是，在步骤s1中的图像评估的范围内使用至少一个光学字符识别算法，这尤其用于自动化确定测量变量（必要时连同相关单位）、标记的方位和/或测量刻度的至少一个属性。对此备选地或附加地，也可以使用一个或多个查找表。也可以使用至少一个优选预训练的图像识别工具，这尤其用于自动化确定测量变量（可能连同相关单位）、标记的方位和/或测量刻度的至少一个属性。也可以使用人工智能，例如神经网络。预训练的图像识别工具（换言之，预训练的图像识别程序）可以以特别合适的方式用于确定有利的参考点。图像识别工具的预训练或训练可以以本身已知的方式使用合适的训练数据进行，这些训练数据例如可以通过合适的示例被提供。预训练的图像识别工具也可以被提供在云存储器中。

28、有利地，在步骤s1中，除了显示的测量变量之外，还从至少一个图像记录中自动化确定所显示的测量变量的单位。为此同样可以使用优选与用于确定另外信息的相同的光学字符识别算法和/或至少一个查找表和/或至少一个图像识别工具。纯示例性地对于自动化确定的单位提到的是，在测量变量为压力的情况下是bar或psi，在测量变量为温度的情况下是℃或℉，在测量变量为绝对空气湿度的情况下例如是g/m3，并且在电压的情况下是伏特。

29、如前所述，指针仪表可以是圆形指针仪表（换言之，圆形仪表），其中指针可绕轴旋转并且测量刻度具有圆形或圆弧形走向（换言之，圆形刻度）。指针的旋转轴和圆形刻度的中点在此有利地重合。这种类型的指针仪表特别普遍。

30、在有利的改进方案中，在步骤s3之后，借助读取装置优选电容式地至少一次探测当前指针位置，并基于根据步骤s3的分配从相关传感器值自动化确定指针仪表的测量变量的相应的测量值并优选以数字形式输出该测量值。优选地，多次地例如（准）连续地或以预设的时间间隔重复地借助读取装置优选电容式地探测当前的指针位置，并且分别自动化确定指针仪表的测量变量的相应的测量值并优选以数字形式输出该测量值。例如可以通过云和/或在移动终端设备、例如智能电话或平板电脑上进行输出。

31、此外可以提出，将至少一个测量值、优选多个测量值用于技术过程的控制或调节，这被证明是特别有利的。

32、根据本发明的方法的另外的实施方式的特征还在于，在步骤s1之前，由用户将传感器设施布置在并优选固定在指针仪表上、尤其在指针仪表的视窗上。用户可以将传感器设施在此如此布置在并优选固定在指针仪表上，使得标记位于测量刻度的预设元件旁边，尤其是预设数字和/或线旁边。换言之，读取装置或其传感器设施在指针仪表上的安装或加装可以是根据本发明的方法的一部分。用户在此还可以实现标记相对于测量刻度的尤其合适的定位。

33、本发明的主题还在于包括计算机程序，该计算机程序包括指令，该指令当程序在计算机上运行时使计算机实施上述根据本发明的方法。根据本发明的计算机程序尤其是可以是应用程序（简称app），优选用于移动终端设备、如智能电话、平板电脑等。因此例如用户可以使用具有该app的移动终端设备拍摄指针仪表的照片并可以通过该app（也）实施根据本发明的方法的（另外）步骤，这被证明是特别有利的。

34、本发明的另外的主题还在于包括根据本发明的计算机程序的计算机可读介质。