DE102010053017A1

DE102010053017A1 - Verfahren und Vorrichtung zur optischen Zeichenerkennung der Ziffern eines Zählerstands eines dezimalen Zählers

Info

Publication number: DE102010053017A1
Application number: DE102010053017A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Q Beyond AG
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2030-12-03
Also published as: DE102010053017B8; DE102010053017B4

Abstract

Bei einem Verfahren zur optischen Zeichenerkennung der Ziffern eines dezimalen Zählerstands eines Zählers mittels einer Bildverarbeitungseinrichtung, wobei ein den Zählerstand zeigendes Anzeigefeld des Zählers von der Bildverarbeitungseinrichtung aufgenommen wird, ergibt sich eine einfache und zuverlässige Erkennung der Ziffern durch folgende Schritte: (a) Aufnehmen von einzelnen Ziffern einer ersten Dezimalstelle des Zählerstands sowie von einzelnen Ziffern einer zweiten höheren Dezimalstelle des Zählerstands; (b) Erfassen eines Übertrags von der ersten zu der zweiten Dezimalstelle durch Erkennen einer Ziffernänderung der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands; und (c) Zuordnen der erfassten Ziffern der ersten und/oder der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands zu den Zahlenwerten von 0 bis 9 mittels des im Schritt (b) erfassten Übertrags.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Zeichenerkennung der Ziffern eines Zählerstands eines dezimalen Zählers mittels einer Bildverarbeitungseinrichtung, wobei ein den Zählerstand zeigendes Anzeigefeld des Zählers von der Bildverarbeitungseinrichtung aufgenommen wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine entsprechende Vorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das Gebiet der Nachrüstung von Zählern, wobei die Vorrichtung in einem Gerät integriert ist, welches einen „einfachen” analogen Zähler durch Anbringung des Geräts auf der Glasscheibe des Zählers zu einem elektronischen digital ablesbaren Zähler nachrüstet.
Im Stand der Technik sind Zähleinrichtungen, beispielsweise für Strom, Gas und Wasser, seit langem bekannt und weit verbreitet. Es gibt in Deutschland ungefähr 45 Millionen Elektrizitätszähler. Ein Beispiel für einen Stromzähler ist der sogenannte „Ferarris”-Zähler, der aus einem Triebsystem, einer drehbaren Metallscheibe, zumeist aus Aluminium, und einem Bremsmagneten besteht, und in seiner Funktionsweise einem Induktionsmotor ähnelt. Zunehmend werden allerdings elektronische Zähler eingesetzt, die auf rein digitaler Basis oder mit Hilfe des Hall-Effekts arbeiten. Derartige elektronische Zähler werden heutzutage standardmäßig bei Neubauten oder bei einem erforderlichen Austausch eines elektromechanischen Zählers verwendet. Allerdings sind selbst die heutigen elektronischen Zähler häufig immer noch nicht in der Lage, aus der Ferne ausgelesen zu werden.
Es besteht daher ein großer Bedarf dahingehend, eine einfache Nachrüstungsmöglichkeit insbesondere für elektromechanische Zähler zu schaffen, welche insbesondere auch die Möglichkeit der Datenfernauslesung schafft. Darüber hinaus soll dem Verbraucher auch die Möglichkeit gegeben werden, über seinen Verbrauch laufend informiert gehalten zu werden und nicht lediglich am Ende des Jahres eine Stromrechnung vom Versorger zu erhalten. Besonders wichtig ist in diesem Zusammenhang auch eine tageszeitlich aufgelöste Messung des Stromverbrauchs, wodurch insbesondere auch der Verbraucher den Anreiz erhält, beispielsweise die Waschmaschine oder einen Trockner, durch die Zeitwahl mit besonders günstigem Strom zu betreiben. Für den Stromversorger ist Information über den zeitaufgelösten Verbrauch ebenfalls besonders wichtig, und zwar insbesondere für die Planung von Kraftwerken zur Deckung des Strombedarfs bzw. für den Einkauf von Strom, welcher in der Regel einen Tag im voraus für eine bestimmte Uhrzeit in einer bestimmten Menge eingekauft werden muss, wobei sich der Stromversorger bislang lediglich auf grobe Informationen, z. B. den Wetterbericht, verlassen kann, um den voraussichtlichen Strombedarf abzuschätzen.
Besonders wichtig bei der Nachrüstbarkeit ist, dass das Nachrüsten möglichst einfach erfolgen kann. Es wäre daher besonders wünschenswert, dass für die Installation kein Elektriker vor Ort sein muss, da dies einen enormen Kostenaufwand verursacht und das Nachrüsten aller im Feld befindlichen Zähler auf diese Weise Jahre dauern würde. Es wäre daher enorm vorteilhaft, wenn die Installation eines entsprechenden Nachrüstgeräts (insbesondere Positionierung und Befestigung) von einem Laien zuverlässig durchgeführt werden kann.
Zum Stand der Technik wird auch auf die europäische Patentveröffentlichung EP 1 596 164 B1 hingewiesen, aus welcher eine automatische Zählerablesevorrichtung bekannt ist. Aus dieser Druckschrift ist eine Vorrichtung zur automatischen Überwachung eines Messgeräts, das hinter einem Fenster angeordnet ist, bekannt, welche einen Bilddetektor zum Detektieren eines Bildes des Messgeräts aufweist. Der gesamte Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift ist durch diese Bezugnahme mit in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Schließlich wird auf die parallele, gleichzeitig angemeldete deutsche Patentanmeldung (Anmeldetag: 2. Dezember 2010) mit dem Titel „Vorrichtung und Verfahren zum Positionieren eines Geräts mit einem optischen Sensor auf einem Träger” des vorliegenden Anmelders hingewiesen, deren gesamter Offenbarungsgehalt durch diese Bezugnahme vollinhaltlich in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Ein spezielles Problem bei der Nachrüstung von analogen Zählern durch auf deren Gehäuse angebrachte Zählerstand-Erfassungseinrichtungen besteht in der Erkennung der Zählerstände der mechanischen Zählwerke. Hierzu können ganz grundsätzlich Verfahren zur optischen Zeichenerkennung eingesetzt werden, wie dies ganz allgemein bei der elektronischen Erkennung von Texten üblich ist. Nachteilig ist hierbei jedoch, dass dann eine Vielzahl von unterschiedlichen Schriftarten vorrätig gehalten werden muss. Im Fall von Ziffern eines Zählwerks gibt es auch wenige Datenbanken, welche die möglichen Schriftarten der an dem Zählwerk sichtbaren Ziffern enthalten. Selbst wenn aber eine Schriftart bzw. eine „Ziffernart” bekannt ist, funktioniert die optische Zeichenerkennung nicht zuverlässig. Bei der bekannten optischen Erkennung von Texten werden deshalb zusätzliche Algorithmen eingesetzt, welche beispielsweise die Häufigkeit verschiedener Buchstaben oder Buchstabenkombination in einer bestimmten Sprache als zusätzliche Erkennungshilfe verwenden. Auf derartige Methoden kann aber bei der Erkennung eines Zählerstands nicht zurückgegriffen werden. Beispielsweise sind die Ziffern „8” und „9” nur sehr schlecht voneinander zu unterscheiden. Bei der Ziffernerkennung stellt insbesondere auch die Größe, die Orientierung (schiefe Anbringung des Zählerstandlesegeräts) und die Dicke der Schriftart ein Problem dar.
Es besteht daher ein großer Bedarf dahingehend, den Zählerstand eines Zählwerks zuverlässig opto-elektronisch zu erfassen, so dass der Zählerstand automatisch ausgelesen werden kann.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine einfache und zuverlässige automatische Erkennung der Ziffern des Zählerstands zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Verfahren folgende Schritte aufweist: (a) Aufnehmen von einzelnen Ziffern einer ersten Dezimalstelle des Zählerstands sowie von einzelnen Ziffern einer zweiten höheren Dezimalstelle des Zählerstands; (b) Erfassen eines Übertrags von der ersten zu der zweiten Dezimalstelle bzw. eines Übertrags an der zweiten Dezimalstelle, und zwar durch Erkennen einer Ziffernänderung der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands; und (c) Zuordnen der erfassten Ziffern der ersten und/oder der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands zu den Zahlenwerten von 0 bis 9 mittels des im Schritt (b) erfassten Übertrags.
Die Erfindung stellt dabei eine Art initialisierende Erfassung der Schriftart der Ziffern des Zählerstands dar und ermöglicht die Erkennung des Zählerstands im Betrieb ohne zusätzliche Informationen, wie z. B. Hersteller und Typ des Zählers zur Zuordnung des bei einer bestimmten Zählerbaureihe verwendeten Schrift. Unter „erste” Dezimalstelle wird in der vorliegenden Anmeldung ohne Beschränkung der Allgemeinheit irgendeine der Stellen verstanden. Entsprechend wird unter „zweite” Dezimalstelle in der vorliegenden Anmeldung ohne Beschränkung der Allgemeinheit irgendeine der Dezimalstellen (außer der „ersten”) verstanden. Dabei ist ebenfalls klar, dass eine zweite höhere Dezimalstelle höher (also links von) der ersten Dezimalstelle ist. Zum Zuordnen der erfassten Ziffern werden ersten und/oder der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands verwendet. In der Regel wird hierzu lediglich die erste Dezimalstelle verwendet, es ist aber auch möglich hierfür die zweite Dezimalstelle mitzuverwenden.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das erfindungsgemäße Verfahren für alle Schriftarten von Ziffern eines Zählwerks geeignet ist, solange nur der Zählerstand im Dezimalsystem angezeigt wird. Es müssen daher keine Schriftarten von Ziffern vorrätig gehalten werden, und der Zählerstand jedes beliebigen Zählwerks kann auf diese Weise ausgelesen werden, da das erfindungsgemäße Verfahren selbstlernend ist. Selbstverständlich können aber zusätzlich zu der Erfindung auch noch Schriftarten bereitgehalten werden, welche insbesondere dann zum Einsatz kommen, und zur Erkennung der Ziffern verwendet werden, wenn der Zähler sich nicht bewegt, d. h. kein Verbraucher angeschlossenen ist, oder wenn die Ziffern beispielsweise aufgrund von Verschmutzung unterschiedlich bzw. schwer erkennbar sind.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass diese nicht einmal arabische Ziffern voraussetzt, sondern beispielsweise auch asiatische Ziffern, wie beispielsweise chinesische Ziffern, erkennen kann, solange nur der Zähler das Dezimalsystem verwendet. Die vorliegende Erfindung ist nicht nur für mechanische Zählwerke, sondern beispielsweise auch für andere Anzeigearten, wie eine Siebensegment-Anzeige geeignet.
Dabei ist besonders bevorzugt, dass die Bildverarbeitungseinrichtung ein Teil eines Zählerstandlesegeräts ist. Hierdurch ergibt sich eine Synergie bzw. eine Doppelfunktionalität. Die Bildverarbeitungseinrichtung dient dann einerseits zum Erfassen des Zählerstands im Betrieb aber kann auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden.
Vorteilhafterweise ist der Zähler ein Stromzähler, Gaszähler oder Wasserzähler. Derartige Zähler sind omnipräsent und bedürfen der Nachrüstung wie oben ausführlich erläutert wurde.
Um eine besonders schnelle Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu ermöglichen ist vorzugsweise die zweite Dezimalstelle eine um Eins höhere Dezimalstelle als die erste Dezimalstelle. Ein Übertrag kann dadurch sehr schnell erfasst werden. Eine weitere Verbesserung der Schnelligkeit ergibt sich, wenn die erste Dezimalstelle des Zählerstands die letzte Stelle ist. Diese bewegt sich in der Regel besonders schnell und ist auch einfach zu lokalisieren, da die Ziffern zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens noch nicht erkannt bzw. zugeordnet werden können. Oftmals ist diese letzte Stelle auch in einer anderen Farbe, z. B. rot, angezeigt, was ebenfalls ein Erkennungsmerkmal ist. Vorteilhafterweise ist dabei die erste Dezimalstelle des Zählerstands eine erste Nachkommastelle, wobei die zweite Dezimalstelle die erste Vorkommastelle ist.
In einer besonders praxistauglichen Variante der Erfindung werden zum Aufnehmen der einzelnen Ziffern die Abstände dazwischen erfasst. Diese zeichnen sich durch ihre Regelmäßigkeit aus, so dass auch ohne echte Ziffernerkennung sozusagen eine Positionserkennung der Ziffern durchgeführt werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden im Schritt (a) die einzelnen Ziffern der ersten und/oder der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands so lange aufgenommen bis im Schritt (c) alle Ziffern den Zahlwerten 0 bis 9 zugeordnet werden konnten. Die gesamte „Schriftart” des Zählerstands ist somit nach Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens bekannt.
Ferner ist bevorzugt, dass im Schritt (c) die Ziffer der ersten Dezimalstelle des Zählerstands vor dem im Schritt (b) erfassten Übertrag dem Zahlenwert 9 zugeordnet wird und/oder die Ziffer der ersten Dezimalstelle des Zählerstands nach dem im Schritt (b) erfassten Übertrag dem Zahlenwert 0 zugeordnet wird.
Vorteilhafterweise werden die im Schritt (a) der Reihe nach aufgenommenen Ziffern der ersten Dezimalstelle nach dem im Schritt (b) erfassten Übertrag im Schritt (c) dem Zahlenwert 0 und/oder den folgenden Zahlenwerten 1, 2... zugeordnet. Nach dem Übertrag werden also die niedrigen Dezimalziffern zunächst zugeordnet.
Vorzugsweise werden die im Schritt (a) der Reihe nach aufgenommenen Ziffern der ersten Dezimalstelle vor dem im Schritt (b) erfassten Übertrag im Schritt (c) dem Zahlenwert 9 und/oder den vorausgehenden Zahlenwerten 8, 7... zugeordnet. Vor dem Übertrag werden also die hohen Dezimalziffern zunächst zugeordnet.
Vorteilhafterweise wird der nach dem Durchlaufen der Schritte (a) bis (c) erfasste, den Zahlenwerten von 0 bis 9 entsprechenden Ziffernsatz, gespeichert und die Ziffern des Zählerstands durch Vergleich der aufgenommenen Ziffern mit dem Ziffernsatz erkannt. Der Vergleich mit dem Ziffernsatz kann dabei ein Einzelvergleich sein oder heuristische Methoden verwenden, und insbesondere auch auf einem Ausschließungsprinzip basieren.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Die Erfindung, sowie weitere Merkmale, Ziele, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten derselben, wird bzw. werden nachfolgend anhand einer Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen dieselben oder ähnliche Bezugszeichen dieselben bzw. entsprechende Elemente. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und zwar unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. In den Zeichnungen zeigen in stark schematischer Darstellung:
1 eine schematische Darstellung in einer perspektivischen Ansicht der Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel auf einem herkömmlichen Stromzähler;
2 eine schematische perspektivische Ansicht der Rückseite der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1;
3 eine schematische Querschnittsdarstellung des inneren Aufbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
4a bis 4c schematische Darstellungen in einer Querschnittsansicht zur Verdeutlichung der Schritte der Anbringung der Vorrichtung auf dem Stromzähler;
5a und 5b schematische Darstellungen in einer Draufsicht zur Verdeutlichung der Schritte der Anbringung der Vorrichtung auf dem Stromzähler;
6a und 6b schematische Darstellungen zur Verdeutlichung von Einzelheiten der 4b und 4c; und
7a bis 7j schematische Darstellungen zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Anzeige des Zählerstands bei Durchlaufen der Nachkommastelle von allen Ziffern von 0 bis 9 zusammen mit einem Übertrag der ersten Vorkommastelle (7d).
In 1 ist anhand einer schematischen perspektivischen Darstellung das erfindungsgemäße Zählerstandslesegerät 1, vorzugsweise ein Zusatzgerät für einen Stromzähler, das selbst als Stromzähler wirkt, dargestellt. Die 1 zeigt das als kleines quaderförmiges Kästchen ausgebildete Gerät bzw. Vorrichtung 1 in bestimmungsgemäßer Anbringlage auf einer als Glasplatte ausgebildeten Vorderseite 102 eines elektromechanischen Zählers 100, z. B. eines Ferarris-Zählers. Ohne das auf der Glasplatte 102 angeordnete erfindungsgemäße Gerät 1 ist der Zählerstand für den Anwender durch die Glasscheibe 102 des Zählers 100 sichtbar. Das Gerät 1 ist in seinen Abmessungen derart dimensioniert, dass es innerhalb des Bereichs der Glasplatte von allen herkömmlichen Zählertypen passt. An der in bestimmungsgemäßer Anbringlage dem Anwender zugewandten Vorderseite 2 des Geräts 1 ist eine vorzugsweise digitale Anzeige 3 vorgesehen, welche den aktuellen Zählerstand zeigt. Um Strom zu sparen, wird auf der Anzeige 3 nur dann der Zählerstand angezeigt, wenn der Anwender den Bedienkopf 4 betätigt. Oberhalb der Anzeige 3 weist die Vorrichtung 1 zwei Anzeigeeinrichtungen 5, 6 auf. Die erste Anzeigeeinrichtung 5 besteht aus vier kreuzförmig angeordneten Pfeilen, deren jeweilige Spitze nach „oben”, „unten”, „links”, und „rechts” zeigt. Genauer zeigt der Pfeil 5a nach rechts, der Pfeil 5b nach unten, der Pfeil 5c nach links und der Pfeil 5d nach oben. Hinter den Pfeilen sitzen jeweilige, vorzugsweise rote, Leuchtdioden, die selektiv angesteuert werden können. Der Zweck der ersten Anzeigevorrichtung 5 besteht nun darin, einem Laien zu ermöglichen, das Gerät 1 auf der Glasplatte 102 des Zählers 100 korrekt zu positionieren bzw. auszurichten, so dass der Zählerstand des Zählers 100 von der Vorrichtung 1 korrekt erfasst werden kann. Hierzu werden die Pfeile 5a, 5b, 5c und 5d entsprechend angesteuert und beleuchtet, so dass dem Anwender die erforderliche Richtungsänderung zur Positionierung des Geräts 1 auf dem Zähler 100 vermittelt wird. Dies wird im Folgenden noch näher erläutert. Die zweite Anzeigeeinchtung 6 ist zentral innerhalb der kreuzförmigen Anordnung der ersten Anzeigeeinrichtung 5 angeordnet und weist eine grüne Leuchtdiode auf. Falls das Gerät 1 korrekt auf der Glasscheibe 102 des Zählers 100 positioniert ist, leuchtet die zweite Anzeigeeinchtung 6 grün auf. Falls die Vorrichtung 1 für eine korrekte Positionierung auf der Glasscheibe 102 des Zählers 100 noch verschoben werden muss, leuchten die entsprechenden (roten) Pfeile der ersten Anzeigeeinrichtung 5 auf und die zweite Anzeigeeinrichtung 6 leuchtet noch nicht.
In 2 ist schematisch in einer perspektivischen Ansicht die Rückseite der Vorrichtung 1 gezeigt, welche in bestimmungsgemäßer Anbringlage an der Glasscheibe 102 des Zählers 100 (in 2 nicht dargestellt) anliegt. An der Rückseite 7 der Vorrichtung 1 ist ein Fenster 8 gezeigt, welches in bestimmungsgemäßer Anbringlage direkt über der Zählerwalze des Zählers 100 anliegen muss, da hinter dem Fenster 8 ein optischer Sensor sowie weitere optische Einrichtungen angeordnet sind, um den Zählerstand des Zählers 100 zu erfassen. Zur Anbringung des Geräts 1 auf der Glasplatte 102 des Zählers 100 weist die Rückseite 7 der Vorrichtung 1 eine doppelseitige Klebefolie 9 mit darüber angebrachter abziehbarer Schutzfolie 10 auf. Außerhalb der Klebefolie 9, und zwar etwa im Bereich der Ecken davon, sind vier Abstandhalter 11a, 11b, 11c und 11d vorgesehen. Die Abstandhalter 11a bis 11d dienen dazu, dass die Vorrichtung 1, wenn die Schutzfolie 10 der Klebefolie 9 abgezogen ist, auf die Glasscheibe 102 des Zählers 100 angelegt und dort verschoben werden kann, ohne dass die Klebefolie 9 bereits an der Glasscheibe 102 klebt. Dies wird im Folgenden noch weiter anhand der 4a bis 4c beschrieben.
In 3 ist schematisch der Aufbau der Vorrichtung 1 gezeigt. Hinter dem Fenster 8 ist eine Spiegeloptik 18 angeordnet, welche das Bild der (nicht gezeigten) Zählerwalze des Zählers 100 zu einer Kamera 12 überträgt. Die Optik 18 ist dabei derart ausgelegt, dass die Anordnung eine große Tiefenschärfe besitzt, so dass das von der Kamera 12 aufgenommene Bild der Zählerwalze weitgehend unabhängig vom Abstand der Vorrichtung 1 zu der Zählerwalze des Zählers 100 ein scharfes Bild ergibt. Die Lichtstrahlen sind dabei schematisch gestrichelt eingezeichnet. Zur Beleuchtung der Zählerwalze ist ein Lichtwellenleiter 13 vorgesehen. Zur Stromversorgung der Vorrichtung 1 ist eine Batterie 14 in der Vorrichtung 1 vorgesehen. Zudem weist die Vorrichtung einen digitalen Signalprozessor 15 auf, welcher eine Verarbeitungseinrichtung darstellt, die die Positionierung des Geräts auf der Glasscheibe 102 des Zählers 100 durch Auswerten der von dem optischen Sensor, d. h. der Kamera 12, erfassten Signale erkennt und ebenfalls als eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der ersten und zweiten Anzeigeeinrichtungen 5, 6 ansprechend auf von der Verarbeitungseinrichtung gelieferte Signale dient. Der digitale Signalprozessor 15 ist auf einer Schaltungsplatine 16 angeordnet, welche zur Speicherung von Daten ebenfalls einen nichtflüchtigen Speicher, z. B. einen Flash-Speicher, 17 aufweist. Die von der Kamera 12 aufgenommen Bilder der Zählerwalze werden von dem digitalen Signalprozessor verarbeitet und beispielsweise mittels optischer Zeichenerkennung erkannt und gespeichert. Zur Vereinfachung sind in der schematischen Darstellung der 3 die Abstandhalter 11a bis 11d nicht gezeigt. Vorzugsweise weist die Vorrichtung 1 weitere (nicht dargestellte) elektronische Elemente auf, um die erfassten Zählerstände fernzuübertragen. Beispielsweise kann hierzu in einem Keller, in welchem sich die nachzurüstenden Zähler befinden, ein entsprechender Router vorgesehen sein, welcher von verschiedenen Vorrichtungen 1 gelieferte Zählerstände beispielsweise über das Internet zu dem Stromversorger überträgt. Der Stromversorger erhält somit tageszeitgenau Werte für den Stromverbrauch und beispielsweise kann der Verbraucher selbst dann auch über eine dedizierte Webseite unter Verwendung von einem Passwort die Daten zu seinem Stromverbrauch einsehen.
Anhand der 4a bis 4c wird im Folgenden die Positionierung der Vorrichtung 1 auf dem Zählergehäuse 100 und genauer auf der Glasplatte 102 des Zählers 100 näher erläutert. In 4a ist die Vorrichtung 1 entfernt von dem Zähler 100 gezeigt. Die Abstandhalter (in der schematischen Schnittansicht der 4a sind lediglich die Abstandhalter 11c und 11d erkennbar) sind ausgefahren bzw. stehen vor und die Schutzfolie 10 befindet sich noch auf dem doppelseitigem Klebeband 9. In 4b erkennt man, dass die Vorrichtung 1 auf die Glasscheibe 102 der Vorrichtung 100 aufgesetzt ist. Die Schutzfolie 10 ist bereits von dem doppelseitigen Klebeband 9 entfernt und die Abstandhalter 11c und 11d liegen direkt auf der Glasscheibe 102 auf. In der Position der 4b wird nun die Vorrichtung 1 auf der Glasscheibe 102 des Zählers 100 verschoben, bis das Fenster 8 korrekt über der Zählerwalze des Zählers 100 liegt, so dass über die Optik 18 die Kamera 12 ein auswertbares Bild des Zählerstands aufnehmen kann. Dies wird im Folgenden anhand der 5a und 5b noch in weiterer Einzelheit erläutert. In 4c ist die Vorrichtung 1 direkt auf dem Zähler 100 mittels des doppelseitigen Klebebands 9 angebracht. Die Vorrichtung 1 ist also an der Glasplatte 102 des Zählers 100 durch das doppelseitige Klebeband 9 befestigt. Die Abstandhalter 11c und 11d sind in das Gehäuse der Vorrichtung 1 eingedrückt. Im Folgenden wird anhand der 6a und 6b in weiterer Einzelheit erläutert, wie die Abstandhalter 11, d. h. 11a bis 11d, in das Gehäuse der Vorrichtung 1 eingedrückt werden können.
In 5a ist eine Positionierung der Vorrichtung 1 auf der Glasscheibe 102 des Zählers 100 schematisch gezeigt. Man entnimmt der 5a deutlich, dass die Vorrichtung 1 noch nicht in einer korrekten Position auf der Glasscheibe 102 des Zählers 100 angeordnet ist. Ein vollständiges Bild der Zählerwalze 103 wird noch nicht durch das Fenster 8 aufgenommen. Durch das Fenster 8 und die Optik 18 werden allerdings Teile der Zählerwalze 103 bereits von der Kamera 12 aufgenommen, so dass erkannt werden kann, dass die Vorrichtung 1 gemäß der Ansicht der 5a nach oben und rechts verschoben werden muss, um das Fenster 8 mit der Zählerwalze 103 auszurichten. Die zweite Anzeigevorrichtung 6 leuchtet in diesem Fall rot auf und dies signalisiert dem Anwender, dass die Position der Vorrichtung 1 noch nicht korrekt ist. Hierzu sei bemerkt, dass die Vorrichtung 1 zu diesem Zweck noch keine optische Zeichenerkennung der einzelnen Ziffern der Zählerwalze 103 durchführen muss, um die entsprechenden Kommandos für den Anwender zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt können die Ziffern durch Auswerten von den Abständen zwischen den Ziffern grob erkannt werden, so dass im vorliegenden Fall die Leuchtpfeile 5a und 5d der ersten Anzeigevorrichtung angesteuert und beleuchtet werden. In der 5b ist nun der Fall einer korrekten Positionierung gezeigt, bei welcher keiner der Pfeile 5a bis 5d der ersten Anzeigevorrichtung 5 mehr beleuchtet ist. Stattdessen leuchtet die zweite Anzeigevorrichtung 6 grün auf, und zeigt somit eine korrekte Positionierung an. In diesem Zustand drückt der Anwender die Vorrichtung 1 auf die Glasscheibe 102 des Zählers 100 auf, wie in 4c dargestellt ist. Im Anschluss daran kann die Vorrichtung 1 den Zählerstand der Zählerwalze erfassen und beispielsweise über optische Zeichenerkennung auswerten.
Anhand der 6a und 6b ist stark schematisch eine Ausführungsform gezeigt, wie die Abstandshalter 11a bis 11d in der Vorrichtung 1 festgeklemmt werden. In 6a ist gezeigt, wie ein beispielhafter Abstandhalter 11 durch die Vorderseite 2 der Vorrichtung 1 vorsteht. Der Abstandhalter 11 ist ein Stift, welcher zwei entlang seiner Längsachse zueinander versetzt ausgebildete Materialverjüngungen besitzt. Der Stift entspricht in seinem Außendurchmesser in etwa einer entsprechenden Öffnung in der Vorderseite 2 der Vorrichtung 1. Die Öffnung ist deutlich in 6b erkennbar. Der Stift ist in seinem ausgefahrenen oder noch nicht eingedrückten Zustand (vgl. 4a und 4b) mit seiner axial inneren Materialverjüngung in einer Halterung 20, beispielsweise einer Scheibe, aufgenommen. Genauer sitzt die innere Materialverjüngung des Stifts relativ fest und formschlüssig in einer Öffnung 21 der Halterung 20. Um nun den Stift einzufahren oder einzudrücken (4c) wird der Stift entlang seiner Längsachse, d. h. senkrecht zu der Vorderseite 20 der Vorrichtung 1, durch den Anwender gedrückt, indem dieser die Vorrichtung 1 auf die Glasscheibe des Zählers 100 drückt. Der Endzustand dieser Bewegung ist in 6b gezeigt. Man erkennt deutlich, dass der Stift sich dann innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung 1 befindet, so dass durch die doppelseitige Klebefolie 9 die Vorrichtung an dem Zähler 100 befestigt ist. Der Stift wird dann an seiner axial äußeren Materialverjüngung in der Öffnung 21 fest und formschlüssig gehalten. Der Stift 11 ist dabei aus einem plastischen Kunststoffmaterial, z. B. Polypropylen, hergestellt, so dass ein erstes Festklemmen des Stifts an der axial inneren Materialverjüngung und dann ein zweites Festklemmen des Stifts an der axial äußeren Materialverjungung möglich ist. Hierzu sei bemerkt, dass in dem finalen Anbringungszustand der Vorrichtung 1 an dem Zähler 100, welcher in 6b gezeigt ist, der Stift nicht mehr aus dem Gehäuse vorsteht, so dass keine Gegenkraft zu der Haft- bzw. Klebewirkung des Klebebands 9 erzeugt wird. Ferner sorgt die definierte Aufnahme bzw. Halterung des Stifts in den beiden Betriebszuständen gemäß den 6a bzw. 6b dafür, dass zum Eindrücken des Stifts in das Gehäuse eine gewisse Kraft aufgewandt werden muss, so dass ein unabsichtliches Eindrücken verhindert wird. Ein unabsichtliches Eindrücken des Stifts während der Positionierung bzw. des Verschiebens der Vorrichtung 1 auf dem Zähler 100 (vgl. die 5a und 5b) wäre sehr störend, da dann die Vorrichtung 1 in einer falschen Position auf dem Zähler 100 befestigt und dann bereits durch das Klebeband 9 fixiert wäre. Das doppelseitige Klebeband 9 ist nämlich so stark, dass es Jahrzehnte hält und dessen Verbindung manuell nicht mehr leicht gelöst werden kann.
Anhand der 7a bis 7j wird im Folgenden das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert. Man entnimmt der 7a, dass der Zählerstand des Zählers 100 einen beispielhaften Wert von „123456,7” zeigt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ist nun zur Erkennung des Zählerstands korrekt auf dem Zähler 100 positioniert, wie oben ausführlich beschrieben wurde, aber zur Vereinfachung der Darstellung in den 7a bis 7j nicht gezeigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist also der Zählerstand sechs Vorkommastellen und eine Nachkommastelle auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 beobachtet nun die erste Nachkommstelle und nimmt die einzelnen Ziffern der Nachkommastelle auf, welche gut anhand deren vertikaler Abstände erkennbar bzw. voneinander unterscheidbar sind. Genauer wird im Fall der 7a die Ziffer „7”, in 7b die Ziffer „8”, in 7c die Ziffer „9”, in 7d die Ziffer „0”, in 7e die Ziffer „1”, in 7f die „2”, in 7g die Ziffer „3”, in 7h die Ziffer „4”, in 7i die Ziffer „5” und in 7j „6” aufgenommen. Gleichzeitig werden aber auch die anderen Ziffern des Zählerstands aufgenommen, und zwar insbesondere auch der Einerstelle des Zählerstands, welche sich links neben der sich relativ schnell bewegenden Nachkommastelle befindet. Bei dem Übergang der 7c zu 7d wird daher erkannt, dass sich die Einerstelle, d. h. die erste Vorkommastelle, von „6” auf „7” ändert. Durch die Erfassung der Änderung der ersten Vorkommastelle, d. h. eines Übertrags, können nun die einzelnen erfassten Ziffern der Nachkommastelle den Zahlenwerten von 0 bis 9 zugeordnet werden. Die Nachkommastelle vor dem Übertrag muss nämlich (im Dezimalsystem) eine 9 sein, und die Stelle nach dem Übertrag der Einerstelle ist eine 0. Da im Dezimalsystem diese Ziffern 0 bis 9 nacheinander durchlaufen, kann durch die Erfassung von zehn Ziffern der Nachkommastelle gemäß den zehn 7a bis 7j der gesamte Wertebereich der Ziffern erkannt werden, so dass durch die Aufnahme der Ziffern der Nachkommastelle die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 das zählerspezifische Aussehen der Ziffern gelernt hat, so dass der gesamte Zählerstand 123457,6 (7j) erfasst werden kann. Für einen Fachmann ist klar, dass die Erfindung nicht auf das Überwachen der ersten Nachkommastelle und der ersten Vorkommastelle beschränkt ist. Ganz grundsätzlich können wenigstens zwei Ziffern des Zählerstands überwacht werden, wobei besonders bevorzugt ist, dass diese unmittelbar benachbart sind. Sind die beiden überwachten Ziffern weiter voneinander entfernt, dauert ein entsprechendes Erfassen der Ziffern in der Regel wesentlich länger, beispielsweise bei dem Überwachen von zwei Ziffern, die sich um zwei statt einer Stelle unterscheiden, müssen bis zu 100 Zählerstände erfasst werden, anstatt von lediglich zehn Zählerständen wie im dargestellten Ausführungsbeispiel. Besonders vorteilhaft ist selbstverständlich die Erfassung der letzten Ziffer, da diese sich in der Regel am schnellsten bewegen wird, so dass das erfindungsgemäße Verfahren möglichst schnell eine komplette Erfassung des Ziffernsatzes von 0 bis 9 erhält. Da die letzte Ziffer auch innerhalb des Zählwerks am rechten Rand bzw. ganz rechts angeordnet ist, ist auch eine einfache Erfassung der Position dieser Ziffer möglich.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungsformen derselben näher erläutert. Für einen Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass unterschiedliche Abwandlungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Gerät bzw. Vorrichtung
2: Vorderseite des Geräts bzw. der Vorrichtung
3: Anzeige
4: Bedienknopf
5: erste Anzeigeeinrichtung
6: zweite Anzeigeeinrichtung
7: Rückseite des Geräts bzw. der Vorrichtung
8: Fenster
9: Klebefolie
10: Schutzfolie
11, 11a bis 11d: Abstandhalter bzw. Stift
12: Kamera bzw. optischer Sensor
13: Lichtwellenleiter
14: Batterie
15: Signalprozessor
16: Schaltungsplatine
17: Speicher
18: Spiegeloptik
20: Halterung
21: Öffnung
100: Zähler bzw. Träger
102: Vorderseite des Zählers bzw. Glasplatte
103: Zählerwalze

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1596164 B1 [0005]

Claims

Verfahren zur optischen Zeichenerkennung der Ziffern eines dezimalen Zählerstands eines Zählers mittels einer Bildverarbeitungseinrichtung, wobei ein den Zählerstand zeigendes Anzeigefeld des Zählers von der Bildverarbeitungseinrichtung aufgenommen wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte: (a) Aufnehmen von einzelnen Ziffern einer ersten Dezimalstelle des Zählerstands sowie von einzelnen Ziffern einer zweiten höheren Dezimalstelle des Zählerstands; (b) Erfassen eines Übertrags von der ersten zu der zweiten Dezimalstelle durch Erkennen einer Ziffernänderung der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands; und (c) Zuordnen der erfassten Ziffern der ersten und/oder der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands zu den Zahlenwerten von 0 bis 9 mittels des im Schritt (b) erfassten Übertrags.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildverarbeitungseinrichtung ein Teil eines Zählerstandlesegeräts ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler ein Stromzähler, Gaszähler oder Wasserzähler ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Dezimalstelle eine um Eins höhere Dezimalstelle als die erste Dezimalstelle ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dezimalstelle des Zählerstands die letzte Stelle ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dezimalstelle des Zählerstands eine erste Nachkommastelle ist, wobei die zweite Dezimalstelle die erste Vorkommastelle ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufnehmen der einzelnen Ziffern die Abstände dazwischen erfasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (a) die einzelnen Ziffern der ersten und/oder der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands so lange aufgenommen werden bis im Schritt (c) alle Ziffern den Zahlwerte 0 bis 9 zugeordnet werden konnten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (c) die Ziffer der ersten Dezimalstelle des Zählerstands vor dem im Schritt (b) erfassten Übertrag dem Zahlenwert 9 zugeordnet wird und/oder die Ziffer der ersten Dezimalstelle des Zählerstands nach dem im Schritt (b) erfassten Übertrag dem Zahlenwert 0 zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die im Schritt (a) der Reihe nach aufgenommenen Ziffern der ersten Dezimalstelle nach dem im Schritt (b) erfassten Übertrag im Schritt (c) dem Zahlenwert 0 und/oder den folgenden Zahlenwerten 1, 2... zugeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die im Schritt (a) der Reihe nach aufgenommenen Ziffern der ersten Dezimalstelle vor dem im Schritt (b) erfassten Übertrag im Schritt (c) dem Zahlenwert 9 und/oder den vorausgehenden Zahlenwerten 8, 7... zugeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der nach dem Durchlaufen der Schritte (a) bis (c) erfasste, den Zahlenwerten von 0 bis 9 entsprechende Ziffernsatz gespeichert wird und die Ziffern des Zählerstands durch Vergleich der aufgenommenen Ziffern mit dem Ziffernsatz erkannt werden.
Vorrichtung zur optischen Zeichenerkennung der Ziffern eines dezimalen Zählerstands eines Zählers mittels einer Bildverarbeitungseinrichtung, wobei ein den Zählerstand zeigendes Anzeigefeld des Zählers von der Bildverarbeitungseinrichtung aufgenommen wird, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch: (a) Mittel zum Aufnehmen von einzelnen Ziffern einer ersten Dezimalstelle des Zählerstands sowie von einzelnen Ziffern einer zweiten höheren Dezimalstelle des Zählerstands; (b) Mittel zum Erfassen eines Übertrags von der ersten zu der zweiten Dezimalstelle durch Erkennen einer Ziffernänderung der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands; und (c) Mittel zum Zuordnen der erfassten Ziffern der ersten und/oder der zweiten Dezimalstelle des Zählerstands zu den Zahlenwerten von 0 bis 9 mittels des im Schritt (b) erfassten Übertrags.