現(xiàn)場(chǎng)視頻流在過程控制系統(tǒng)中的使用
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中控制固定用戶接口的方法、用戶接口控制裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及這樣的過程控制系統(tǒng)。用戶接口控制裝置在第一位置(L1)從監(jiān)測(cè)工業(yè)過程的視頻相機(jī)(32)獲取第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流，獲取第一位置(L1)的過程控制視圖，在第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流上疊加過程控制視圖，并且在用戶接口的顯示器上顯示具有疊加的過程控制視圖的第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流。
【專利說明】
現(xiàn)場(chǎng)視頻流在過程控制系統(tǒng)中的使用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明總體上涉及過程控制系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及用于控制工業(yè)過程控制系統(tǒng)中的固定用戶接口的方法、用戶接口控制裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品以及這樣的過程控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]過程控制系統(tǒng)通常包括大量在過程的控制中被涉及到的過程控制設(shè)備。
[0003]過程控制系統(tǒng)因此通常包括控制計(jì)算機(jī)以及操作站或監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)，操作者經(jīng)由操作站或監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)能夠監(jiān)測(cè)過程。操作站因此通常是固定的并且設(shè)置在工廠的控制室或控制站中。
[0004]在過程控制系統(tǒng)的操作站處，普遍具有顯示過程或者過程的部分的圖形過程控制視圖，其中過程及其設(shè)備可以被表示為在邏輯結(jié)構(gòu)中互連的圖形塊。
[0005]還已知的是，在過程控制設(shè)備周圍的位置處安裝有視頻相機(jī)。相機(jī)捕獲視頻圖像，其被流送到控制室或控制站以用于經(jīng)由監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)來觀察。操作者因此可以在其監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)的屏幕上查看視頻流。然而，在這種情況下，視頻通常顯示在圖形塊的旁邊。顯示區(qū)域的大部分通常被圖形過程控制視圖覆蓋。
[0006]在一些過程中，在視頻流中概覽遠(yuǎn)遠(yuǎn)更好。這表示，在以上提及的情況下，因?yàn)橐曨l被過程視圖主導(dǎo)，因此操作者有可能未能注意到過程的重要變化。因此，得到過程的更好的概覽是令人感興趣的，其中現(xiàn)場(chǎng)視頻流主導(dǎo)用戶接口顯示。然而，仍然可能需要查看過程視圖。
[0007]已知的是，在過程控制環(huán)境中在現(xiàn)場(chǎng)視頻上疊加過程控制圖形。這在US2013/032125中有描述。然而，疊加在該文檔中是在移動(dòng)設(shè)備中執(zhí)行的。另外，過程控制圖形的顯示看起來依賴于將移動(dòng)設(shè)備向外帶到捕獲視頻的位置以便獲取要與現(xiàn)場(chǎng)視頻組合的過程圖形的知識(shí)。該文檔的教導(dǎo)因此不能很容易地被轉(zhuǎn)移到用戶接口固定的環(huán)境。
[0008]因此，需要在固定用戶接口處實(shí)現(xiàn)過程控制系統(tǒng)的更好概括。
[0009]本發(fā)明被提供用于解決以上描述的問題中的一個(gè)或多個(gè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明解決如下問題，即改善在固定用戶接口處的過程的過程概括。
[0011]這一目的根據(jù)本發(fā)明的第一方面通過一種用于在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中控制固定用戶接口的方法來解決，方法由用戶接口控制裝置來執(zhí)行并且包括步驟:
[0012]在第一位置從監(jiān)測(cè)工業(yè)過程的視頻相機(jī)獲取第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流，
[0013]獲取針對(duì)第一位置的過程控制視圖，
[0014]在第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流上疊加過程控制視圖，以及
[0015]在用戶接口的顯示器上顯示具有疊加的過程控制視圖的第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流。
[0016]這一目的根據(jù)本發(fā)明的第二方面、通過一種用于控制工業(yè)過程控制系統(tǒng)中的固定用戶接口的用戶接口控制裝置來解決，用戶接口控制裝置包括:
[0017]視頻獲取單元，被配置成在第一位置從監(jiān)測(cè)工業(yè)過程的視頻相機(jī)獲取第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流，
[0018]控制圖形單元，被配置成獲取針對(duì)第一位置的過程控制視圖，以及
[0019]用戶接口控制單元，被配置成在第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流上疊加過程控制視圖，并且在用戶接口的顯示器上顯示具有疊加的過程控制視圖的第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流。
[0020]這一目的根據(jù)本發(fā)明的第三方面、通過一種工業(yè)過程控制系統(tǒng)來解決，工業(yè)過程控制系統(tǒng)用于控制工業(yè)過程并且包括根據(jù)第二方面的用戶接口控制裝置。
[0021]這一目的根據(jù)本發(fā)明的第四方面、通過一種用于控制工業(yè)過程控制系統(tǒng)中的固定用戶接口的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來解決，計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被設(shè)置在包括計(jì)算機(jī)程序代碼的數(shù)據(jù)載體上，計(jì)算機(jī)程序代碼被配置成引起用戶接口控制裝置在計(jì)算機(jī)程序代碼被加載到提供用戶接口控制裝置的至少一個(gè)設(shè)備中時(shí):
[0022]在第一位置從監(jiān)測(cè)工業(yè)過程的視頻相機(jī)獲取第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流，
[0023]獲取針對(duì)第一位置的過程控制視圖，
[0024]在第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流上疊加過程控制視圖，以及
[0025]在用戶接口的顯示器上顯示具有疊加的過程控制視圖的第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流。
[0026]本發(fā)明具有大量?jī)?yōu)點(diǎn)。在某些類型的過程中最佳地示出過程的變化的視頻流形成顯示器上的操作者視圖的基礎(chǔ)。這使得操作者能夠?qū)υ谶^程中發(fā)生的重要的變化快速地做出反應(yīng)。同時(shí)，相關(guān)的過程控制視圖也存在并且被觀察。這具有以下優(yōu)點(diǎn):操作者不需要將他的或她的注意力從現(xiàn)場(chǎng)視頻流轉(zhuǎn)移以便查看過程控制視圖，這增強(qiáng)了控制操作的安全性和可靠性。
【附圖說明】
[0027]下面將參考附圖描述本發(fā)明，在附圖中:
[0028]圖1示意性地示出了具有過程控制系統(tǒng)的工業(yè)工廠，過程控制系統(tǒng)操作工業(yè)過程并且包括大量視頻相機(jī)和用作用戶接口控制裝置的用戶接口設(shè)備，
[0029]圖2示意性地示出了用戶接口設(shè)備的示意性框圖，
[0030]圖3示出了在工業(yè)工廠的前提下的第一和第二位置，其中存在大量過程控制設(shè)備、在過程中正在產(chǎn)生的對(duì)象以及在兩個(gè)位置處的視頻相機(jī)，
[0031 ]圖4示意性地示出了由視頻相機(jī)中的第一視頻相機(jī)捕獲的現(xiàn)場(chǎng)視頻流，
[0032]圖5示意性地示出了與第一位置相關(guān)聯(lián)的過程圖形，
[0033]圖6示意性地示出了疊加在現(xiàn)場(chǎng)視頻流上的過程圖形，
[0034]圖7示意性地示出了具有和沒有可視活動(dòng)指示符的對(duì)象，
[0035]圖8示出了在控制用戶接口的方法中正在執(zhí)行的大量方法步驟的流程圖，以及
[0036]圖9示意性地示出了用于執(zhí)行方法的步驟的、CD-ROM盤形式的具有計(jì)算機(jī)程序代碼的數(shù)據(jù)載體。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面，將給出用于控制過程控制系統(tǒng)中的固定用戶接口的方法、用戶接口控制裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述。
[0038]圖1示意性地示出了其中設(shè)置有工業(yè)過程控制系統(tǒng)10的工業(yè)工廠。過程控制系統(tǒng)10是用于控制工業(yè)過程的計(jì)算機(jī)化的過程控制系統(tǒng)。過程可以是任何類型的工業(yè)過程，諸如電力生成、傳輸和分配過程以及水凈化和分配過程、油和氣生產(chǎn)和分配過程、石化、化學(xué)、制藥和食品過程、以及紙漿和造紙過程。這些僅是可以應(yīng)用上述系統(tǒng)的過程的一些示例。存在無數(shù)其他工業(yè)過程。過程還可以是其他類型的工業(yè)過程，諸如貨物的制造。過程可以通過一個(gè)或多個(gè)過程監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)來監(jiān)測(cè)，一個(gè)或多個(gè)過程監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)與處理過程的監(jiān)測(cè)和控制的服務(wù)器通信。
[0039]在圖1中，過程控制系統(tǒng)10因此包括大量過程監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)12、14和16。這些計(jì)算機(jī)在此也可以被認(rèn)為形成操作者終端或工作站，并且連接至第一數(shù)據(jù)總線BI。這些操作者終端也是到過程控制系統(tǒng)的操作者的用戶接口。另外，它們是固定的。過程監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)16中的一個(gè)也是用作用戶接口控制裝置的用戶接口設(shè)備。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，用戶接口控制裝置不一定限于實(shí)現(xiàn)在用戶接口中。比如，其可以通過連接至第一總線BI的服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器經(jīng)由過程監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)的用戶接口來控制數(shù)據(jù)的顯示。
[0040]連接至第一總線BI的還有第一和第二視頻相機(jī)32和34。視頻相機(jī)32和34設(shè)置在過程正在運(yùn)行的工廠的設(shè)備中的第一和第二位置。這些位置不同于用戶接口的位置。用戶接口是固定的。這些用戶接口中的一些設(shè)置在控制室中，而其他用戶接口可以設(shè)置在工廠中的專用控制站處?？刂剖液涂刂普疽约耙虼擞脩艚涌谝虼伺c第一和第二位置分離。
[0041]另外，存在第二數(shù)據(jù)總線B2，并且在第一和第二數(shù)據(jù)總線BI和B2之間，連接有提供過程的控制和保護(hù)的服務(wù)器18以及與過程的控制和保護(hù)相關(guān)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在該處的數(shù)據(jù)庫
20。這樣的與控制和保護(hù)相關(guān)的數(shù)據(jù)在此可以包括過程數(shù)據(jù)，諸如測(cè)量和控制命令，而與保護(hù)相關(guān)的數(shù)據(jù)可以包括警報(bào)和事件數(shù)據(jù)以及可以生成警報(bào)和事件的數(shù)據(jù)，諸如在過程中做出的測(cè)量。數(shù)據(jù)庫20還可以包括與過程相關(guān)聯(lián)的圖形，諸如表示過程控制設(shè)備、過程控制設(shè)備的邏輯過程連接方案和面板、以及過程控制設(shè)備的物理屬性的圖形符號(hào)。
[0042]連接到第二數(shù)據(jù)總線B2的還有大量另外的設(shè)備24、26、28和30。這些另外的設(shè)備
24、26、28和30是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，它們是作為到被控制的過程的接口的設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通常是經(jīng)由其做出過程的測(cè)量并且向其給出控制命令的接口。由于此，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備也是過程控制設(shè)備。因此，存在第一過程控制設(shè)備24、第二過程控制設(shè)備26、第三過程控制設(shè)備28和第四過程控制設(shè)備30。
[0043]圖2示出了用戶接口設(shè)備16的示意性框圖。用戶接口設(shè)備16包括內(nèi)部總線38，并且連接至這一內(nèi)部總線的是用于到第一數(shù)據(jù)總線BI的通信接口 40、處理器42、程序存儲(chǔ)器44以及顯示器36。通信接口 40可以是以太網(wǎng)通信接口。
[0044]在程序存儲(chǔ)器44中，設(shè)置有軟件代碼，軟件代碼在由處理器42運(yùn)行時(shí)形成視頻獲取單元46、控制圖形單元48、用戶接口控制單元50、圖像識(shí)別單元52和活動(dòng)確定單元54。
[0045]圖3示意性地示出了工業(yè)工廠的兩個(gè)相鄰位置。存在第一位置LI和第二位置L2。在第一位置LI處，放置有第一、第二和第三過程控制設(shè)備24、26和28。在第一位置LI處，還放置或設(shè)置有第一視頻相機(jī)32，用于在該第一位置LI處監(jiān)測(cè)過程。在本示例中，第一視頻相機(jī)32固定，即，其在第一位置LI具有固定位置并且被放置成使得在具有第一定向時(shí)能夠覆蓋第一和第二過程控制設(shè)備24和26，而如果其具有第二定向，則其將能夠覆蓋第三過程控制設(shè)備28。在第一位置LI處，還存在由第一過程控制設(shè)備24提供的第一對(duì)象01。在第二位置L2處，定位有第二視頻相機(jī)34并且第二視頻相機(jī)34被設(shè)置成覆蓋第四過程控制設(shè)備30。第二對(duì)象02被視為從第二過程控制設(shè)備26向第四過程控制設(shè)備30被供應(yīng)。另外，在過程的運(yùn)行期間，由第一過程控制設(shè)備24產(chǎn)生的對(duì)象01可以從第一過程控制設(shè)備移動(dòng)到第二過程控制設(shè)備26以用于某個(gè)另外的處理。之后，其可以向第二位置L2移動(dòng)以由第四過程控制設(shè)備30來處理。
[0046]現(xiàn)在還將參考圖4-圖8來描述本發(fā)明的第一實(shí)施例，其中圖4示意性地示出了由第一視頻相機(jī)捕獲的現(xiàn)場(chǎng)視頻流，圖5示意性地示出了與第一位置LI相關(guān)聯(lián)的過程圖形，圖6示意性地示出了疊加在現(xiàn)場(chǎng)視頻流上的過程圖形，圖7示意性地示出了具有和沒有可見活動(dòng)指示符的對(duì)象，并且圖8示出了在控制用戶接口的方法中執(zhí)行的大量方法步驟的流程圖。
[0047]在示例性過程中，存在對(duì)象01和02的生產(chǎn)。另外，由操作者經(jīng)由接口設(shè)備16來監(jiān)測(cè)過程。在這一監(jiān)測(cè)中，操作者可能需要作用于警報(bào)和趨勢(shì)以在過程中執(zhí)行各種操作。
[0048]工業(yè)中的過程操作者需要不同種類的信息以便用高效和安全的方式來操作其過程區(qū)域，諸如在第一位置LI處的過程區(qū)域。這在多數(shù)情況下通過使用連接至可編程邏輯控制器(PLC)的控制系統(tǒng)或人機(jī)接口(HMI)面板的操作者接口特征來解決。這樣的接口特征在此定義為過程控制視圖。過程控制視圖通常提供過程的信息，有時(shí)以表示過程控制設(shè)備的互連的圖形符號(hào)的形式，其中互連可以跟隨過程流。除此之外，可以顯示過程控制值和趨勢(shì)。
[0049]然而，在某些過程和制造中，加倍地非常重要的是，也具有過程的實(shí)時(shí)視頻圖片，以便找出過程的狀態(tài)。這比如在被監(jiān)測(cè)的過程的部分中缺少測(cè)量方法的情況下可能需要。這樣的視頻流通常顯示在過程控制視圖的旁邊。
[0050]如果過程控制視圖的控制系統(tǒng)信息與視頻圖片相比不太重要，則以上描述的標(biāo)準(zhǔn)的人機(jī)接口(HMI)解決方案并不高效。比如在操作者沒有與過程控制系統(tǒng)中的機(jī)器的視覺接觸時(shí)，具有視頻圖像很重要，在操作者終端是固定的并且與生產(chǎn)發(fā)生的位置分離的情況正是這樣。
[0051]圖3示出了這一問題近在手邊的示例。在圖3的示例中，第一過程控制設(shè)備24生產(chǎn)產(chǎn)品，產(chǎn)品是對(duì)象01，產(chǎn)品然后可以被運(yùn)送到第二過程控制設(shè)備26以用于進(jìn)一步處理。對(duì)象01可能具有在系統(tǒng)中、諸如在第一過程控制設(shè)備24中不能很容易地測(cè)量的屬性，。然而，這些屬性在光學(xué)檢查之后可以很清楚地可見。出于這一原因，第一視頻相機(jī)32被放置在第一位置LI處，使得對(duì)象01能夠被很容易地觀察，因?yàn)槠湓诘谝缓偷诙^程控制設(shè)備24和26之間被運(yùn)送。第一視頻相機(jī)32從而捕獲過程的視頻圖像，并且在本示例中捕獲對(duì)象01的視頻圖像，這些視頻圖像作為第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流VSl經(jīng)由總線BI被傳達(dá)給接口設(shè)備16的視頻獲取單元46。
[0052]圖4示意性地示出了由第一相機(jī)32捕獲的圖像，該圖像描繪在第一和第二過程控制設(shè)備24和26之間的運(yùn)送帶上正在被運(yùn)送的第一對(duì)象01。視頻獲取單元46因此獲取或接收第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流VSI，步驟58。另外，控制圖形單元48獲取過程控制視圖PCV，步驟60。這一過程控制視圖PCV是針對(duì)第一位置LI的過程控制視圖并且包括由第一視頻相機(jī)32可見的與第一位置LI的過程控制設(shè)備相關(guān)的圖形符號(hào)。圖形符號(hào)可以包括表示與過程控制設(shè)備或者在過程控制設(shè)備處的過程相關(guān)聯(lián)的物理屬性的圖形符號(hào)、表示過程控制設(shè)備本身的圖形符號(hào)、表示過程控制設(shè)備的過程控制數(shù)據(jù)趨勢(shì)和可能的控制命令的圖形符號(hào)。
[0053]圖5示出了幾個(gè)這樣的符號(hào)連同過程控制數(shù)據(jù)。在圖5的左手側(cè)，示出了:與第一過程控制設(shè)備24有關(guān)的屬性的符號(hào)連同這一屬性的值5.0，該值是過程控制數(shù)據(jù)值;表示第一過程控制設(shè)備的符號(hào)；以及表示也與第一過程控制設(shè)備24相關(guān)的第一致動(dòng)單元AUl的符號(hào)。在圖的右側(cè)，示出了:表示第二過程控制設(shè)備26的趨勢(shì)的符號(hào)，該符號(hào)是面板(face plate)并且因此還包括這樣的趨勢(shì)數(shù)據(jù);表示第二過程控制設(shè)備26本身的符號(hào)；以及表示與第二過程控制設(shè)備26相關(guān)聯(lián)的第二致動(dòng)單元AU2的符號(hào)。圖形符號(hào)可以比如包括從數(shù)據(jù)庫20中的圖形符號(hào)庫獲取的圖標(biāo)，而過程控制數(shù)據(jù)可以從服務(wù)器18來獲取，服務(wù)器18又可以從過程控制設(shè)備本身采集過程控制數(shù)據(jù)。致動(dòng)單元AUl和AU2是過程致動(dòng)器，過程致動(dòng)器由操作者致動(dòng)或操控以便在過程中執(zhí)行控制活動(dòng)。
[0054]在一些變型中，第一視頻相機(jī)32具有固定視圖，即第一視頻相機(jī)32所覆蓋的區(qū)域以及由第一視頻相機(jī)32在第一位置LI可見的過程控制系統(tǒng)的部分是固定的。其比如可以具有第一定向。另外，所使用的圖形符號(hào)也可以本地存儲(chǔ)在接口設(shè)備16中并且不需要從數(shù)據(jù)庫20中取回。然而，過程控制數(shù)據(jù)需要從服務(wù)器18取回。
[0055]在獲取了視頻流VSl和過程控制視圖PCV之后，將它們從視頻獲取單元46和控制圖形單元48前送給用戶接口控制單元50。這一單元50然后在第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流VSl上疊加過程控制視圖PCV，步驟62，并且然后在用戶接口設(shè)備16的顯示器36上顯示具有疊加的過程控制視圖PCV的視頻流VSl，步驟64。視頻流和過程控制視圖的組合在圖6中示意性地示出。
[0056]以這一方式，疊加在現(xiàn)場(chǎng)視頻流上的智能過程控制圖形視圖被提供作為操作者接口。疊加還包括通常通過控制系統(tǒng)HMI呈現(xiàn)的信息，如警報(bào)、過程數(shù)據(jù)、趨勢(shì)等。
[0057]顯示器36可以是觸摸屏，在這種情況下，其形成用戶接口，其中操作者能夠在此經(jīng)由顯示器36和手指的觸摸直接致動(dòng)第一和第二致動(dòng)單元AUl和AU2。替選地，可以使用單獨(dú)的用戶輸入單元，諸如鍵盤、鼠標(biāo)或跟蹤球。
[0058]最佳地示出過程的變化的視頻流VSl因此在顯示器36上形成操作者視圖的基礎(chǔ)，這使得操作者能夠?qū)υ谶^程中發(fā)生的重要變化快速地做出反應(yīng)。同時(shí)，相關(guān)過程控制視圖也存在并且被觀察。另外，操作者可以對(duì)視頻流和過程控制視圖的組合直接執(zhí)行操作。這具有以下優(yōu)點(diǎn):操作者不需要將他的或者她的注意力從現(xiàn)場(chǎng)視頻流轉(zhuǎn)移以便查看過程控制視圖或者執(zhí)行控制活動(dòng)，這增強(qiáng)了控制操作的安全性和可靠性。
[0059]另外，在本第一實(shí)施例中，能夠做出對(duì)視頻流的一些進(jìn)一步調(diào)查以便進(jìn)一步增強(qiáng)控制。這通過圖像識(shí)別單元52的使用來進(jìn)行。圖像識(shí)別單元52可以設(shè)置有增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)功會(huì)K。
[0060]可以使用各種特征提取方法來構(gòu)建位置LI處的自然特征的3D圖，諸如使用2DRGB數(shù)據(jù)和3D RGBD(紅色、綠色、藍(lán)色、深度)數(shù)據(jù)的角部或邊緣檢測(cè)。使用這一稀疏圖，也能夠確定是否能夠在現(xiàn)場(chǎng)視頻流VSl中檢測(cè)到離開第一過程控制設(shè)備24的、被處理的對(duì)象并且更特別地確定這樣的對(duì)象的形狀。
[0061]因此，用戶接口控制單元50可以詢問圖像識(shí)別單元52關(guān)于是否檢測(cè)到離開第一過程控制設(shè)備24的被處理的對(duì)象。如果回答是否定的，步驟66，則用戶接口過程控制單元50繼續(xù)并且經(jīng)由致動(dòng)單元、諸如AUl或AU2調(diào)查是否存在任何輸入。然而，如果圖像識(shí)別單元52的確在第一視頻流VSl中檢測(cè)到被處理的對(duì)象，步驟66，則在相同的單元52中確定對(duì)象的形狀，步驟68。圖像識(shí)別單元52因此可以使用圖像識(shí)別(比如以上描述的AR功能的形式)來檢測(cè)對(duì)象的形狀，比如3D形狀。圖像識(shí)別單元52然后向活動(dòng)確定單元54前送與形狀有關(guān)的數(shù)據(jù)，這一數(shù)據(jù)可以定義形狀的3D圖像。
[0062]活動(dòng)確定單元54然后基于所確定的形狀確定要在過程中執(zhí)行的活動(dòng)，步驟70。比如可以將對(duì)象的形狀與參考形狀或理想形狀相比較，并且可以基于差異來確定活動(dòng)?；顒?dòng)可以是與過程控制設(shè)備相關(guān)的變化，比如過程流中在從中檢測(cè)到對(duì)象的地方的上游的活動(dòng)，諸如要對(duì)第一過程控制設(shè)備24做出的設(shè)置的變化?；顒?dòng)也可以是在過程流中的下游的活動(dòng)，諸如在第二過程控制設(shè)備26中。活動(dòng)確定單元54在這樣的情況下可以提供自動(dòng)控制命令并且將其供應(yīng)給服務(wù)器18用于做出所討論的過程控制設(shè)備的調(diào)節(jié)。活動(dòng)另外或者替選地可以是要對(duì)對(duì)象01執(zhí)行的活動(dòng)。在這種情況下，活動(dòng)確定單元54還能夠提供視覺活動(dòng)指示符VAI，步驟72，即要對(duì)對(duì)象01執(zhí)行的活動(dòng)的類型的視覺指示。然后可以將這一視覺活動(dòng)指示符鏈接至所識(shí)別的對(duì)象?；顒?dòng)因此可以是要對(duì)對(duì)象執(zhí)行的獨(dú)特的活動(dòng)，對(duì)象的形狀已被識(shí)別。指示符因此可以是針對(duì)每個(gè)被檢測(cè)的對(duì)象的個(gè)體的活動(dòng)的指示，或者是專用于所識(shí)別的對(duì)象的活動(dòng)的指示。
[0063]然后可以將指示符VAI發(fā)送給用戶接口控制單元50，用戶接口控制單元50使得指示符VAI在視頻流VSl中跟隨對(duì)象01。其因此可以在第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流VSl中被疊加并顯示在對(duì)象01上以便使得能夠執(zhí)行活動(dòng)，步驟74。因此可以使得指示符VAI在對(duì)象01在視頻流VSl中移動(dòng)時(shí)跟隨對(duì)象01。視覺活動(dòng)指示符VAI更特別地可以是與對(duì)象的幾何形狀相聯(lián)系的指示符，諸如指示要去除或添加材料的對(duì)象的區(qū)域的指示符。具有和沒有指示符VAI的對(duì)象01在圖7中示出。在本附圖中，存在要使得對(duì)象在中間變薄的指示符。視覺活動(dòng)指示符VAI可以指示要對(duì)不同對(duì)象執(zhí)行的相同類型的活動(dòng)，其中要對(duì)不同對(duì)象執(zhí)行活動(dòng)的程度取決于其個(gè)體的形狀。
[0064]這樣的指示VAI因此在幫助操作者在第二過程控制設(shè)備26處執(zhí)行活動(dòng)時(shí)可以很有用，并且操作者因此可以更好地定義要在何程度上執(zhí)行活動(dòng)以及要在對(duì)象上的何處執(zhí)行活動(dòng)。作為示例，視覺活動(dòng)指示符VAI可以是指示要在哪里切割對(duì)象的切割圖案、常規(guī)位置指示符、邊界線等。
[0065]用戶接口控制單元50然后經(jīng)由用戶輸入單元(諸如經(jīng)由顯示器36的致動(dòng)單元AUl和AU2)調(diào)查是否存在控制命令形式的用戶輸入。這一調(diào)查可以在具有或沒有對(duì)象識(shí)別和相伴隨的活動(dòng)指示符兩種情況下執(zhí)行。如果沒有控制命令，步驟76，則用戶接口控制單元50返回并且調(diào)查是否檢測(cè)到對(duì)象，而如果檢測(cè)到控制命令，步驟76(其可以使用顯示器36上的第一或第二致動(dòng)器單元AUl和AU2進(jìn)行)，則向系統(tǒng)中的控制設(shè)備(諸如服務(wù)器18)發(fā)送對(duì)應(yīng)控制命令，用于使得這一設(shè)備能夠基于控制命令來控制過程，步驟78。之后，用戶接口控制單元50返回并且調(diào)查是否檢測(cè)到對(duì)象。
[0066]視覺活動(dòng)指示符的使用在過程的控制中給予操作者進(jìn)一步的幫助而不必使用其他用于確定控制活動(dòng)的裝置。這樣的其他裝置也可能在過程中很難實(shí)現(xiàn)。
[0067]以上描述的第一實(shí)施例可以用各種方式來變化。比如，視覺活動(dòng)指示符VAI可能沒有涉及到要由第二過程控制設(shè)備26執(zhí)行的活動(dòng)。其可以涉及要對(duì)第一對(duì)象01執(zhí)行的活動(dòng)，該第一對(duì)象01與在第二位置L2處(即在沒有被第一視頻相機(jī)32覆蓋但是被第二視頻相機(jī)34覆蓋的位置處)的第四過程控制設(shè)備30相關(guān)。在這種情況下，第二視頻相機(jī)34捕獲第二位置L2的視頻圖像，其被遞送給用戶接口，可以經(jīng)由用戶接口設(shè)備16的顯示器36來提供用戶接口，但是也可以經(jīng)由其他用戶終端12和14中的任何一個(gè)的顯示器來提供。接口控制單元50因此可以輸出視覺活動(dòng)指示符VAI用于在對(duì)象存在于在第二位置L2處獲得的第二現(xiàn)場(chǎng)視頻流中時(shí)顯示在對(duì)象上。因此，能夠使得可見活動(dòng)指示符VAI在對(duì)象行進(jìn)或移動(dòng)到另一位置時(shí)跟隨對(duì)象，在本示例中，另一位置是由不同于識(shí)別出對(duì)象的視頻相機(jī)的另一視頻相機(jī)覆蓋的第二位置L2。
[0068]可能的另一變型涉及第一視頻相機(jī)32。第一視頻相機(jī)32可以能夠改變其覆蓋的區(qū)域。這一變化可以涉及旋轉(zhuǎn)相機(jī)。視頻相機(jī)32因此可以具有可調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度。其可以另外地或者替代地能夠縮放。其因此還可以具有可調(diào)節(jié)的查看角度，其中拉遠(yuǎn)(zooming out)涉及查看角度的減小，并且拉近(zooming in)涉及查看角度的增加。在這兩種情況下，過程控制視圖PCV中示出的圖形對(duì)象可以取決于被第一視頻相機(jī)32實(shí)際覆蓋的過程控制設(shè)備。這表示，控制圖形單元48可以接收被第一視頻相機(jī)32覆蓋的旋轉(zhuǎn)和/或查看角度的信息以便確定被第一視頻相機(jī)32覆蓋的區(qū)域并且之后確定對(duì)應(yīng)于被覆蓋的區(qū)域的過程控制視圖。過程控制視圖的確定可以涉及確定哪些過程控制設(shè)備被相機(jī)32覆蓋并且因此僅包括與在過程控制視圖中被相機(jī)32覆蓋的過程控制設(shè)備相關(guān)的圖形對(duì)象和過程控制數(shù)據(jù)。所討論的過程控制設(shè)備可以很容易地確定，因?yàn)橄鄼C(jī)和過程控制設(shè)備二者的位置已知。旋轉(zhuǎn)角度和查看角度因此可以直接使用以便立刻定位可以看到的、要顯示其圖形對(duì)象的過程控制設(shè)備。
[0069]可以以第三過程控制設(shè)備28為例來解釋進(jìn)行這一操作的方式。如在圖3中可見，第一視頻相機(jī)32初始可以具有第一定向，在第一定向中，第一視頻相機(jī)32覆蓋第一和第二過程控制設(shè)備24和26。第一視頻相機(jī)32然后可以被設(shè)置為旋轉(zhuǎn)和/或縮放，使得第一視頻相機(jī)32具有第二定向，在第二定向中，第一視頻相機(jī)32覆蓋第三過程控制設(shè)備28。在這種情況下，第一視頻相機(jī)32不再能夠覆蓋第一和第二過程控制設(shè)備24和26。在這種情況下，由控制圖形單元48提供的過程控制視圖僅包括與第三過程控制設(shè)備28相關(guān)聯(lián)而不與第一和第二過程控制設(shè)備24和26相關(guān)聯(lián)的圖形符號(hào)和過程控制數(shù)據(jù)。
[0070]能夠做出大量另外的變型。比如，圖形符號(hào)在以上被描述為設(shè)置在數(shù)據(jù)庫中。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，圖形符號(hào)可以放置在接口設(shè)備中。當(dāng)具有固定定向時(shí)以及當(dāng)能夠改變第一視頻相機(jī)的定向時(shí)可以正是這種情況。
[0071]還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以從第一實(shí)施例中省去對(duì)象的檢測(cè)以及隨后的視覺活動(dòng)指示符的提供。
[0072]接口設(shè)備的功能可以另外用一個(gè)或多個(gè)處理器連同包括用于執(zhí)行其功能的計(jì)算機(jī)程序代碼的計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)器的形式來提供。作為替選，它們可以用專用集成電路(ASIC)或現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)的形式來提供。這一計(jì)算機(jī)程序代碼還可以設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)載體上，一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)載體在其上的程序代碼被加載到接口設(shè)備中時(shí)執(zhí)行本發(fā)明的功能。具有計(jì)算機(jī)程序代碼82的CD ROM盤形式的一個(gè)這樣的數(shù)據(jù)載體80在圖9中示意性地示出。這樣的計(jì)算機(jī)程序作為替選可以設(shè)置在另一服務(wù)器上并且從其下載到接口設(shè)備中。
[0073]本發(fā)明可以用很多方式變化。可以包括以上提及的接口設(shè)備或與接口設(shè)備的顯示器交互的服務(wù)器的接口裝置比如可以包括視頻相機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)。因此可見，本發(fā)明僅受以下權(quán)利要求的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于控制工業(yè)過程控制系統(tǒng)(10)中的固定用戶接口的方法，所述方法由用戶接口控制裝置(16)來執(zhí)行并且包括如下步驟: -在第一位置(LI)從監(jiān)測(cè)工業(yè)過程的視頻相機(jī)(32)獲取(58)第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流(VSl)， -獲取(60)針對(duì)所述第一位置(LI)的過程控制視圖(PCV)， -在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流(VSl)上疊加(62)所述過程控制視圖(PCV)，以及 -在所述用戶接口的顯示器(32)上顯示(64)具有疊加的所述過程控制視圖的所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述過程控制視圖包括表示至少一個(gè)過程致動(dòng)器(AUl，AU2)的至少一個(gè)圖標(biāo)，并且所述方法還包括經(jīng)由所述用戶接口控制裝置(16)檢測(cè)(76)來自操作者的控制命令并且向所述過程控制系統(tǒng)的控制設(shè)備(18)發(fā)送(78)所述控制命令以用于基于所述控制命令來控制所述工業(yè)過程。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述工業(yè)過程包括對(duì)象的生產(chǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括: 在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流(VSl)中檢測(cè)(66)正在被處理的對(duì)象(01)， 使用圖像識(shí)別來確定(68)所述對(duì)象(01)的形狀，以及 基于所確定的形狀來確定(70)要在所述工業(yè)過程中執(zhí)行的活動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括:將所述對(duì)象(01)的形狀與參考形狀相比較并且基于所述對(duì)象(01)的形狀與所述參考形狀之間的差異來確定要執(zhí)行的活動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其中所述活動(dòng)是要對(duì)所述對(duì)象(01)執(zhí)行的活動(dòng)，并且所述方法還包括: 提供(72)要對(duì)所述對(duì)象(01)執(zhí)行的活動(dòng)的視覺指示(VAI)，并且在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流(VSl)中的所述對(duì)象(01)上顯示(74)所述視覺指示(VAI)以便幫助要執(zhí)行的所述活動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，在引用權(quán)利要求2時(shí)，其中所述控制命令涉及要對(duì)所述對(duì)象執(zhí)行的活動(dòng)。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中所述對(duì)象正在向所述第二位置移動(dòng)(L2)，并且在所述對(duì)象存在于在所述第二位置獲得的第二現(xiàn)場(chǎng)視頻流中時(shí)輸出所述視覺指示(VAI)以用于顯示在所述對(duì)象上。9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述視覺指示(VAI)是指示要去除或添加材料的所述對(duì)象(OI)的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的指示符。10.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中所述視頻相機(jī)(32)在所述第一位置(LI)具有固定位置，并且被所述視頻相機(jī)覆蓋的區(qū)域可變化，并且所述方法還包括:確定被所述視頻相機(jī)(32)覆蓋的區(qū)域并且確定對(duì)應(yīng)于被覆蓋的所述區(qū)域的過程控制視圖，在被覆蓋的所述區(qū)域中被顯示為疊加在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流上的所述過程控制視圖是所確定的過程控制視圖。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述視頻相機(jī)具有可調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度，并且所述過程控制視圖的確定基于所述視頻相機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)角度。12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中所述視頻相機(jī)具有可調(diào)節(jié)的查看角度，并且所述過程控制視圖的確定基于所述視頻相機(jī)的所述查看角度。13.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的方法，還包括在所述第一位置從過程控制設(shè)備獲取過程控制數(shù)據(jù)，并且在疊加在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流上的所述過程控制視圖中顯示所述過程控制數(shù)據(jù)。14.一種用于控制工業(yè)過程控制系統(tǒng)(10)中的固定用戶接口的用戶接口控制裝置(16)，所述用戶接口控制裝置包括: -視頻獲取單元(46)，被配置成在第一位置(LI)從監(jiān)測(cè)工業(yè)過程的視頻相機(jī)(32)獲取第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流(VSl)， -控制圖形單元(48)，被配置成獲取針對(duì)所述第一位置(LI)的過程控制視圖(PCV)，以及 -用戶接口控制單元(50)，被配置成在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流(VSl)上疊加所述過程控制視圖(PCV)，并且在所述用戶接口的顯示器(36)上顯示具有疊加的所述過程控制視圖的所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的用戶接口控制裝置，其中所述過程控制視圖包括表示至少一個(gè)過程致動(dòng)器(AUl，AU2)的至少一個(gè)圖標(biāo)，并且所述用戶接口控制單元(50)還被配置成檢測(cè)來自操作者的控制命令并且向所述過程控制系統(tǒng)的控制設(shè)備(18)發(fā)送所述控制命令以用于基于所述控制命令來控制所述工業(yè)過程。16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的用戶接口控制裝置，其中所述工業(yè)過程包括對(duì)象的生產(chǎn)。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的用戶接口控制裝置，還包括: 圖像識(shí)別單元(52)，被配置成在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流(VSl)中檢測(cè)正在被處理的對(duì)象(Ol)并且確定所述對(duì)象的形狀，以及 活動(dòng)確定單元(54)，被配置成基于所確定的形狀來確定要在所述工業(yè)過程中執(zhí)行的活動(dòng)。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的用戶接口控制裝置，其中所述活動(dòng)確定單元(54)還被配置成將所述對(duì)象(01)的形狀與參考形狀相比較并且基于所述對(duì)象(01)的形狀與所述參考形狀之間的差異來確定要執(zhí)行的活動(dòng)。19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的用戶接口控制裝置，其中所述活動(dòng)是要對(duì)所述對(duì)象(01)執(zhí)行的活動(dòng)，并且所述活動(dòng)確定單元(54)還被配置成提供要對(duì)所述對(duì)象執(zhí)行的活動(dòng)的視覺指示(VAI)，并且所述用戶接口控制單元還被配置成在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流中的所述對(duì)象上顯示所述視覺指示以便幫助要執(zhí)行的所述活動(dòng)。20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的用戶接口控制裝置，在引用權(quán)利要求15時(shí)，其中所述控制命令涉及要對(duì)所述對(duì)象執(zhí)行的活動(dòng)。21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的用戶接口控制裝置，其中所述對(duì)象正在向第二位置(L2)移動(dòng)，并且在所述對(duì)象存在于在第二位置(L2)獲得的第二現(xiàn)場(chǎng)視頻流中時(shí)所述用戶接口控制單元(52)被配置成輸出所述指示以用于顯示在所述對(duì)象上。22.根據(jù)權(quán)利要求19-21中的任一項(xiàng)所述的用戶接口控制裝置，其中所述視覺指示(VAI)是指示要去除或添加材料的所述對(duì)象(OI)的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的指示符。23.根據(jù)權(quán)利要求14-22中的任一項(xiàng)所述的用戶接口控制裝置，其中所述視頻相機(jī)(32)在所述第一位置(LI)具有固定位置，被所述視頻相機(jī)覆蓋的區(qū)域可變化，并且所述控制圖形單元(48)還被配置成:確定被所述視頻相機(jī)覆蓋的區(qū)域并且確定對(duì)應(yīng)于被覆蓋的所述區(qū)域的過程控制視圖，并且所述用戶接口控制單元(50)還被配置成在顯示疊加在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流上的所述過程控制視圖時(shí)顯示所確定的過程控制視圖。24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的用戶接口控制裝置，其中所述視頻相機(jī)具有可調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度，并且所述用戶接口控制單元被配置成使得所述過程控制視圖的確定基于所述視頻相機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)角度。25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的用戶接口控制裝置，其中所述視頻相機(jī)具有可調(diào)節(jié)的查看角度，并且所述用戶接口控制單元被配置成使得所述過程控制視圖的確定基于所述視頻相機(jī)的所述查看角度。26.根據(jù)權(quán)利要求14-25中的任一項(xiàng)所述的用戶接口控制裝置，其中所述控制圖形單元(48)被配置成在所述第一位置從過程控制設(shè)備獲取過程控制數(shù)據(jù)，并且所述用戶接口控制單元(50)被配置成在疊加在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流上的所述過程控制視圖中顯示所述過程控制數(shù)據(jù)。27.根據(jù)權(quán)利要求14-26中的任一項(xiàng)所述的用戶接口控制裝置，還包括所述用戶接口。28.根據(jù)權(quán)利要求14-27中的任一項(xiàng)所述的用戶接口控制裝置，還包括所述視頻相機(jī)(32)。29.一種工業(yè)過程控制系統(tǒng)(10)，用于控制工業(yè)過程并且包括根據(jù)權(quán)利要求14-28中的任一項(xiàng)所述的用戶接口控制裝置(16)。30.—種用于控制工業(yè)過程控制系統(tǒng)(10)中的固定用戶接口的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品被設(shè)置在包括計(jì)算機(jī)程序代碼(82)的數(shù)據(jù)載體(80)上，所述計(jì)算機(jī)程序代碼(82)被配置成在所述計(jì)算機(jī)程序代碼被加載到提供所述用戶接口控制布置控制裝置的至少一個(gè)設(shè)備中時(shí)引起用戶接口控制裝置(16): -在第一位置(LI)從監(jiān)測(cè)工業(yè)過程的視頻相機(jī)(32)獲取第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流(VSl)， -獲取針對(duì)所述第一位置(LI)的過程控制視圖(PCV)， -在所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流(VSl)上疊加所述過程控制視圖(PCV)，以及 -在所述用戶接口的顯示器(32)上顯示具有疊加的所述過程控制視圖的所述第一現(xiàn)場(chǎng)視頻流。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK105900029SQ201480072615
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日
【發(fā)明人】T·奧托森
【申請(qǐng)人】Abb技術(shù)有限公司