Augmented-Reality/Mixed-Reality-Umgebung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik in einer Augmented-Reality- bzw. Mixed-Reality-Umgebung, wobei die Bedieneinheit eine

Bilderfassungseinheit aufweist und wobei das Feldgerät in regelmäßigen und/oder festgelegten Zeitabständen Identifikationsdaten über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle aussendet.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Feldgeräte bekannt geworden, die in industriellen Anlagen zum Einsatz kommen. In der Automatisierungstechnik ebenso wie in der Fertigungsautomatisierung werden vielfach Feldgeräte eingesetzt. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. So werden Feldgeräte zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessgrößen verwendet. Zur Erfassung von Prozessgrößen dienen Messgeräte, bzw. Sensoren. Diese werden beispielsweise zur Druck- und Temperaturmessung, Leitfähigkeitsmessung, Durchflussmessung, pH-Messung, Füllstandmessung, etc. verwendet und erfassen die entsprechenden Prozessvariablen Druck, Temperatur, Leitfähigkeit, pH-Wert, Füllstand, Durchfluss etc. Zur Beeinflussung von Prozessgrößen werden Aktoren verwendet. Diese sind beispielsweise Pumpen oder Ventile, die den Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohr oder den Füllstand in einem Behälter beeinflussen können. Neben den zuvor genannten Messgeräten und Aktoren werden unter Feldgeräten auch Remote I/Os, Funkadapter bzw. allgemein Geräte verstanden, die auf der Feldebene angeordnet sind.

Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Endress+Hauser-Gruppe produziert und vertrieben.

Feldgeräte, die in eine neue Applikation einer Prozessanlage integriert werden, oder

Austauschfeldgeräte, die ein veraltetes oder defektes Feldgerät einer Applikation ersetzen, müssen im Zuge der Inbetriebnahme spezifisch auf die jeweilige Applikation des Feldgeräts in der Messstelle angepasst werden. Dafür werden diese Feldgeräte während oder nach der Fertigung konfiguriert und parametriert. Die Konfiguration beschreibt zum einen die hardwareseitige Konfiguration, welche beispielsweise das Flanschmaterial eines Durchflussmessgerätes umfasst, als auch die

softwareseitige Konfiguration. Unter Parametrierung versteht man das Definieren und Festlegen von Parametern, mit deren Hilfe der Betrieb des Feldgerätes auf die jeweiligen Merkmale der

Applikation, beispielsweise das Messmedium, eingestellt wird.

Abhängig vom Feldgerätetyp kann ein Feldgerät mehrere hunderte verschiedene Parameter aufweisen, denen im Zuge der Inbetriebnahme Parameterwerte zugewiesen werden. Heutzutage wird die Parametrierung eines Feldgeräts mittels Softwaretools vorgenommen. Die Eingaben der Parameterwerte sind ausschließlich textbasiert möglich und setzen ein technisches Verständnis seitens des Bedieners voraus.

Im Stand der Technik sind Verfahren bekannt geworden, in welchen die Parametrierung von Feldgeräten mittels Augmented-Reality, bzw. Mixed-Reality-Methoden vereinfacht wird. Bei solchen Methoden wird eine Bedieneinheit mit einer Kamera und einer Anzeigeeinheit verwendet, welche Kamera ein Objekt aus der realen Welt erfasst. Das erfasste Objekt wird virtuell auf der

Anzeigeeinheit der Bedieneinheit mit virtuellen Komponenten überlagert, welche dem Benutzer die Parametereigabe erleichtern, oder dem Benutzer anhand erfasster/erkannter Geometrien der Messstelle, in welche das jeweilige Feldgerät eingebaut ist, Parametervorschläge unterbreiten. Als geeignete Bedieneinheiten kommen beispielsweise Datenbrillen wie die Microsoft Hololens oder mobile Endgeräte, wie Tablets oder Smartphones, in Betracht.

Unter„Augmented-Reality“ (deutsch: Erweiterte Realität) versteht man die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung.„Mixed-Reality“ umfasst das gesamte„Realitäts-Virtualitäts- Kontinuum“ mit Ausnahme von nur Realität und nur Virtualität. Zwischen den beiden Extremen„nur Realität“ und„nur Virtualität“ gibt es stufenlos Zwischenstadien, die beide vermischen. Insbesondere sind damit„Erweiterte Realität“ und„Erweiterte Virtualität“ spezielle Ausprägungen des Prinzips Mixed-Reality.

Voraussetzung für solche Augmented-Reality- bzw. Mixed-Reality-Anwendungen ist zum einen, dass bekannt sein muss, um welchen erfassten Objekttyp es sich handelt. Zum anderen muss die Lage des Objekts im dreidimensionalen Raum bekannt sein, um eine korrekte Überlagerung des erfassten Objekts mit den virtuellen Komponenten zu ermöglichen. Augmented-Reality- bzw. Mixed- Reality-Devices arbeiten üblicherweise mit sogenannten 3D-Tiefensensoren um ihre Umgebung dreidimensional erfassen zu können. Aus den Tiefeninformationen wird zur Laufzeit ein sogenanntes 3D-Mesh (Modell) generiert, welches die Oberflächen der realen Umgebung abbildet. Auf Basis dessen können Applikationen nun virtuelle Inhalte der realen Welt überlagern. Um eine räumliche Zuordnung von Objekten zwischen realer und virtueller Welt zu ermöglichen, werden aktuelle optische Marker, wie beispielsweise ein QR-Code, eingesetzt. In der Nähe von diesem können dann virtuelle Inhalte, beispielsweise ein dreidimensionales Modell, oder Metadaten, dargestellt werden. Technisch wird so ein Marker auch als„Fiducial Marker“ bezeichnet.

Aktuelle Marker eignen sich gut zur optischen Positionsbestimmung eines Objekts. Jedoch sind diese nur bedingt zur Identifikation des Objekts geeignet, da der Marker ein Datenfeld enthalten muss, welches Datenfeld zwingend Identifikationsdaten umfasst, damit der Marker einem spezifischen Objekt zugeordnet werden kann. Wird ein Marker versehentlich am falschen Objekt angebracht, so wird dies innerhalb einer Augmented Reality-, bzw. Mixed-Reality-Anwendung mit falschen Daten (virtuelle Modelle, Metadaten, etc.) verknüpft. Insbesondere stellt dies ein Problem bei temporär am Objekt anbringbaren Markern dar.

Ausgehend von dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzustellen, welches eine zuverlässige Identifikation eines Feldgerätes für eine Augmented-Reality- , bzw. Mixed-Reality-Anwendungen ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben eines Feldgeräts der Automatisierungstechnik in einer Augmented-Reality-, bzw. Mixed-Reality-Umgebung mit einer Bedieneinheit gelöst, wobei die Bedieneinheit eine Bilderfassungseinheit aufweist und wobei das Feldgerät in regelmäßigen und/oder festgelegten Zeitabständen Identifikationsdaten über eine drahtlose

Kommunikationsschnittstelle aussendet, umfassend:

Anbringen eines Markers an dem Feldgerät, wobei der Marker zumindest eine definierte zweidimensionale Struktur aufweist;

Erfassen der Struktur des Markers mittels der Bilderfassungseinheit;

Ermitteln der Lage des Markers im dreidimensionalen Raum anhand der erfassten Struktur des Markers;

Ermitteln des Typs des Markers anhand der erfassten Struktur des Markers;

Empfangen der Identifikationsdaten des Feldgeräts mittels der Bedieneinheit;

Ermitteln eines virtuellen, dreidimensionalen Modells des Feldgeräts und/oder einer Modellbeschreibung, welche Metadaten des Feldgeräts enthält, anhand der Identifikationsdaten zur Identifikation des Feldgeräts; und

Überlagern des Feldgeräts mit dem virtuellen Modell des Feldgeräts, bzw. mit zumindest einer der Metadaten, auf dem Sichtfeld des Bedieners, im Falle, dass sich das Feldgerät im Sichtbereich des Bedieners befindet, wobei die Position des virtuellen Modells, bzw. der Metadaten, auf der Anzeigeeinheit anhand einer absoluten Lage des Markers im dreidimensionalen Raum und dem Typ des Markers bestimmt wird.

Erfindungsgemäß wird ein mobiler Marker verwendet, der selbst keine Identifikationsdaten des Feldgeräts besitzt und zur Positionsbestimmung des Feldgeräts dient. Der Marker ist derart ausgestaltet, dass dieser temporär mechanisch am Feldgerät anbringbar ist, beispielsweise mittels eines Klipp-Mechanismus. Die Identifikationsdaten stammen von dem Feldgerät selbst und werden mittels eines Burst- oder Broadcoastkommandos wiederholt von diesem via Funk ausgesendet, insbesondere via Bluetooth (LE), WiFi, ZigBee oder Vergleichbarem. Beispielsweise handelt es sich bei den Identifikationsdaten um ein TAG des Feldgeräts und/oder um eine Seriennummer des Feldgeräts. Über den Typ des Markers wird definiert, wo dieser standardmäßig an einem bestimmten

Feldgerätetyp angebracht wird. Über die Lage des Markers im dreidimensionalen Raum kann daher die Lage des Feldgeräts im dreidimensionalen Raum berechnet werden.

Anhand der Identifikation kann ein dreidimensionales Modell des Feldgeräts geladen werden und in einer Augmented-Reality-, bzw. bzw. Mixed-Reality-Anwendung verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ können Metadaten des Feldgeräts geladen werden, beispielsweise Statusdate,

Diagnosedaten, Handbücher, etc. Durch Kenntnis der Lage des Feldgeräts im dreidimensionalen Raum können diese Metadaten, bzw. das dreidimensionale Modell, passend in Bezug der Lage des Feldgeräts in der Augmented-Reality-, bzw. Mixed-Reality-Anwendung angezeigt werden.

Die Verwendung eines mobilen Markers ist vorteilhaft gegenüber dem Verwenden eines

permanenten Markers:

Der mobile Marker ist keinen Alterungseffekten ausgesetzt, so dass das erfindungsgemäße Verfahren auch nach längerer Betriebsphase eines Feldgeräts angewandt werden kann. Auch auf ältere Feldgeräte, für die während dessen Produktion das Anbringen eines Markers nicht vorgesehen war, kann das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden.

Bei der Bilderfassungseinheit handelt es sich beispielsweise um eine optische Bilderfassungseinheit, wie eine Kamera, um ein Lidar-System („light detection and ranging“) oder ähnliches.

Feldgeräte, welche im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben werden, sind bereits im einleitenden Teil der Beschreibung beispielhaft genannt worden.

Gemäß einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die

Bedieneinheit eine Anzeigeeinheit aufweist, wobei die Anzeigeeinheit das Sichtfeld des Bedieners darstellt, wobei als Sichtfeld des Bedieners ein von der Bilderfassungseinheit erfasstes, ständig aktualisiertes Bild visualisiert wird, welches mit dem virtuellen Modell, bzw. den Metadaten, des Feldgeräts überlagert wird. Die Anzeigeeinheit der Bedieneinheit zeigt das Livebild, welches von der Kamera aufgenommen wird. Der Bediener sollte die Bedieneinheit derart auf das Feldgerät richten, dass die Komponente der Messstelle von der Kamera erfasst wird. Über das aktuelle Livebild der Kamera wird das virtuelle Modell des Feldgeräts, bzw. die Metadaten, gelegt. Diese Methode eignet sich für Bedieneinheiten, welche keine transparente Scheibe aufweisen, sondern ein herkömmliches Display als Anzeigeeinheit besitzen.

Gemäß einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Bediener durch eine im Wesentlichen transparente Scheibe der Bedieneinheit blickt und wobei das virtuelle Modell, bzw. die Metadaten, des Feldgeräts zum Überlagern des Feldgeräts auf die transparente Scheibe projiziert wird. Bei der Scheibe handelt es sich um ein transparentes Glas. Die Bedieneinheit weist zusätzlich einen Projektor auf. Der Bediener blickt durch das Glas hindurch. Die durch das Glas betrachtete Umgebung wird als Sichtfeld bezeichnet. Der Projektor ist dazu ausgestaltet, eine Projektion auf das Glas zu werfen, welche der Bediener wahrnimmt. Über das aktuelle Sichtfeld des Bedieners werden so die Metadaten und/oder das virtuelle Modell des Feldgeräts gelegt. Ändert sich das Sichtfeld bezüglich der Komponente der Messstelle, beispielsweise durch Drehen des Kopfes, so verändert sich das auf der Anzeigeeinheit visualisierte Bild dementsprechend. Das Visualisierungsmodell, bzw. die Metadaten, verbleiben allerdings auf der zugewiesenen Position des feldgeräts und„wandern“, bzw. drehen sich dementsprechend abhängig von der Verschiebung des Feldgeräts im Sichtfeld mit.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Bedieneinheit anhand des Typs des Markers eine Referenzstruktur des Markers ermittelt. Die Referenzstruktur weist definierte Dimensionen ab und stellt die Draufsicht auf die Struktur des Markers dar.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass eine perspektivische Verzerrung der erfassten Struktur des Markers im Vergleich zu der Referenzstruktur ermittelt wird, wobei die Verzerrung für beide Dimensionen der Struktur ermittelt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass anhand der ermittelten perspektivischen Verzerrung eine relative Lage, insbesondere ein relativer Neigungswinkel, des Markers zu der Bedieneinheit ermittelt wird. Die Position und Lage des reflexiven Musters zu der Bedieneinheit wird in Ortskoordinaten eines relativen Koordinatensystems der Bedieneinheit übertragen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Bedieneinheit mittels Lagesensoren eine Skalierung des dreidimensionalen Raums ermittelt. Hierfür bestimmt die Bedieneinheit ihre eigene absolute Lage im dreidimensionalen Raum, beispielsweise mittels Lagesensoren, eines oder mehreren Gyroskopen, eines Lidar-Systems oder mittels eines Kamerasystems, beispielsweise eine ToF(„Time of Flight“a)-Kamera. Zusätzlich ist es vorgesehen, dass die Bedieneinheit ihre jeweilige Ortsposition ermittelt, beispielsweise mittels GPS- Sensoren. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass anhand der Skalierung des dreidimensionalen Raums die absolute Lage des Markers im

dreidimensionalen Raum berechnet wird. Durch die Bestimmung der absoluten Lage der

Bedieneinheit im dreidimensionalen Raum definiert die Bedieneinheit ein absolutes

Koordinatensystem. Die Ortskoordinaten des reflexiven Musters werden anschließend in das absolute Koordinatensystem transformiert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der Typ des Markers denjenigen Ort definiert, an welchem der Marker an zumindest einem Typ eines Feldgeräts anbringbar ist und wobei der Typ des Markers die Lage des Feldgeräts in Relation zu der Lage des Markers nach korrektem Anbringen des Markers an dem Feldgerät definiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass bei verschiedene Typen von Markern, bzw. deren Referenzmustern, und/oder verschiedene virtuelle Modelle von verschiedenen Typen von Feldgeräten auf einer Datenbank abgelegt sind, auf welche im Zuge der Ermittlung der perspektivischen Verzerrung, des Ermitteln des virtuellen Modells und/oder des Überlagern des Feldgeräts mit dem virtuellen Modell zugegriffen wird. In einer ersten Variante handelt es sich bei der Datenbank um eine lokale Datenbank, welche sich auf der

Bedieneinheit selbst befindet. In einer zweiten Variante handelt es sich bei der Datenbank um eine globale Datenbank, welche sich beispielsweise in einer Cloud-Computing-Umgebung befindet und welche von der Bedieneinheit via Internet kontaktierbar ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass in dem Fall, dass Identifikationsdaten von mehr als einem Feldgerät empfangen werden, ein Abstand des jeweiligen Feldgeräts zu der Bedieneinheit mittels der Signalstärke ermittelt wird, wobei nur eine Identifikation desjenigen Feldgeräts durchgeführt wird, welches sich geographisch am nächsten zu der Bedieneinheit befindet oder sich welches innerhalb eines vorgegebenen Radius zu der Bedieneinheit befindet.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass sich zwei oder mehrere Feldgeräte innerhalb des vorgegebenen Radius zu der Bedieneinheit befinden, eine Auswahl desjenigen Feldgeräts von dem Bediener fordert, mit welchem eine

Identifikation durchgeführt wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass als Bedieneinheit eine Datenbrille verwendet wird. Eine solche Datenbrille besitzt einen Bildschirm, welcher das von der Kamera aufgenommene Bild anzeigt. Für den Bediener erscheint es, als ob das von der Kamera erfasst Bild von den eigenen Augen erfasst wird. Alternativ weist eine Datenbrille einen Projektor auf, welche ein Bild auf eine Scheibe der Brille projiziert. Der Bediener sieht die Umgebung durch die Scheibe der Brille. Gleichzeitig erfasst eine Kamera der Brille die Umgebung in dem Maße, wie die Augen des Bedieners die Umgebung erfassen. Anstatt das gesamte von der Kamera aufgenommene Bild der Umgebung auf die Scheibe zu projizieren, wird lediglich das virtuelle Modell des Feldgeräts, bzw. die Metadaten, auf die Scheibe projiziert. Ein Beispiel für solch eine Datenbrille letzteren Typs, welche für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, stellt die „Hololens“ von Microsoft dar.

Es kann alternativ vorgesehen sein, dass eine solche Datenbrille ein lichtdurchlässiges Display aufweist, durch welches der Bediener blickt. Analog zur Datenbrille mit Projektor sieht der Bediener die Umgebung durch dieses Display. Gleichzeitig erfasst eine Kamera der Brille die Umgebung in dem Maße, wie die Augen des Bedieners die Umgebung erfassen. Das Display visualisiert dann das virtuelle Modell des Feldgeräts, bzw. die Metadaten.

Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass als Bedieneinheit ein mobiles Endgerät verwendet wird. Hierfür eignet sich beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablet, aber auch ein Laptop, welcher eine Webcam aufweist, welche es erlaubt, die Umgebung in der entgegengesetzten Richtung zu dem Bediener zu erfassen.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 : ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist ein Feldgerät FG gezeigt. Bei dem Feldgerät FG handelt es sich um ein

Füllstandmessgerät, welches zur Erfassung des Füllstands eines in einem Tank befindlichen Prozessmediums dient.

Zur Inbetriebnahme muss das Feldgerät FG parametriert werden. Der Bediener möchte die

Parametrierung des Feldgeräts FG mithilfe einer Mixed-Reality, bzw. Augmented-Reality- Anwendung vornehmen. Beispielsweise soll die Anwendung selbstständig relevante Geometrien des Tanks erkennen und auf dieser Basis spezifische Parameterwerte vorschlagen. Alternativ sollen Hinweise und Hilfestellungen zur Parametrierung angezeigt werden. Der Bediener BD möchte die Virtual-Reality-Anwendung auf seiner Bedieneinheit BE in Form einer Datenbrille ausführen.

Um spezifische Parameterwerte vorschlagen zu können muss der Bedieneinheit BE mitgeteilt werden, um welches konkrete Feldgerät FG, bzw. um welchen Typ Feldgerät FG, es sich handelt. Zudem werden in der Mixed-Reality, bzw. Augmented-Reality-Anwendung unter Umständen spezielle virtuelle Objekte, beispielsweise Visualierungsmodelle, o.ä. verwendet, welche auf einer Anzeigeeinheit der Bedieneinheit BE angezeigt werden und spezifisch für den jeweiligen

Feldgerätetyp sind. Des Weiteren ist es notwendig, dass die Mixed-Reality, bzw. Augmented- Reality-Anwendung die Positionierung und die Lage des Feldgeräts FG relativ zur Bedieneinheit BE im dreidimensionalen Raum kennt.

In einem ersten Schritt begibt sich der Bediener in die Nähe des Feldgeräts FG. Zur Identifizierung sendet das Feldgerät FG in regelmäßigen und/oder festgelegten, wiederkehrenden Zeitabständen Identifikationsinformationen ID aus. Hierfür besitzt das Feldgerät FG eine drahtlose

Kommunikationsschnittstelle KS, mittels welcher die Identifikationsinformationen ID per Funk ausgesendet werden. Als Funkprotokoll wird insbesondere Bluetooth LE verwendet - es können jedoch auch weitere beliebige Funkprotokolle verwendet werden.

Die Bedieneinheit BE empfängt diese Identifikationsinformationen. Empfängt die Bedieneinheit BE die Identifikationsinformationen von zwei oder mehr Feldgeräten, so überprüft diese jeweils, in welcher Entfernung sich der Absender der Identifikationsinformationen ID befindet, um den nächstliegenden Absender zu ermitteln. Dies geschieht mittels einer Analyse der

Empfangsfeldstärke der empfangenen Identifikationsinformationen ID. Dieses Verfahren ist bekannt unter dem Namen RSSI („Received Signal Strength Indication“). Hierfür wird ein Radius

vorgegeben. Befindet sich ein Feldgerät FG innerhalb dieses Radius, wird es als das nächstliegende Feldgerät FG angesehen. Befinden sich mehrere Feldgeräte FG innerhalb des vorgegebenen Radius, so fordert die Bedieneinheit BE eine Auswahl des Bedieners für das zu identifizierende Feldgerät FG.

In einem nächsten Schritt, oder in einem zum ersten Schritt parallelen Schritt, erfasst eine

Bilderfassungseinheit BD, beispielsweise eine Kamera, einen am Feldgerät FG angebrachten Marker MK. Der Marker MK ist klemmenförmig ausgestaltet und an einer definierten Stelle am Feldgerät FG temporär angebracht. Der Marker MK weist eine zweidimensionale Struktur ST auf.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer solchen zweidimensionalen Struktur. Die Struktur ist in diesem Fall rechteckig ausgestaltet und weist definierte Seitenlängen in beiden Dimensionen x, y auf. Des Weiteren weist die Struktur mehrere Codierungen CD auf.

Die Bedieneinheit BE analysiert die erfasste Struktur ST und ermittelt anhand der Codierungen CD den Typ des Markers MK. Hierfür greift die Bedieneinheit BE auf eine Datenbank DB zu, auf welcher sich Informationen über mehrere Typen von Markern MK befinden. Ist der Typ des Markers MK ermittelt, so ruft die Bedieneinheit BE eine Referenzstruktur für diesen Typ Marker MK ab.

Mittels Bildverarbeitungsalgorithmen wird die erfasste Struktur ST mit der Referenzstruktur verglichen. Insbesondere wird eine perspektivische Verzerrung der erfassten Struktur im Vergleich zu der Referenzstruktur ermittelt, wobei die Verzerrung für beide Dimensionen x, y der Struktur ermittelt wird. Anhand der ermittelten perspektivischen Verzerrung wird, insbesondere ein relativer Neigungswinkel, des Markers MK zu der Bedieneinheit BE ermittelt. Die Position und Lage des Markers MK zu der Bedieneinheit BE wird in Ortskoordinaten eines relativen Koordinatensystems der Bedieneinheit BE erstellt. Anschließend bestimmt die Bedieneinheit BE mittels Lagesensoren, eines Kamerasystems, eines Lidars und/oder zumindest eines Gyroskops eine absolute Lage der Bedieneinheit BE im dreidimensionalen Raum. Die absolute Lage der Bedieneinheit BE umfasst die Neigung der Bedieneinheit BE und ihre jeweilige Ortsposition, welche die Bedieneinheit beispielsweise mittels GPS-Sensoren erfasst. In einem weiteren Schritt bestimmt die Bedieneinheit BE durch Vergleichen der relativen Lage des Markers MK zu der Bedieneinheit BE und der absoluten Lage der Bedieneinheit BE im dreidimensionalen Raum die absolute Lage des Markers MK im dreidimensionalen Raum. Durch die Bestimmung der absoluten Lage der Bedieneinheit BE im dreidimensionalen Raum definiert die Bedieneinheit BE ein absolutes Koordinatensystem. Die Ortskoordinaten der Struktur ST des Markers MK werden anschließend in das absolute

Koordinatensystem transformiert und dadurch die Lage des Markers MK, und gegebenenfalls dessen Ortsposition, im Bezug zu der Bedieneinheit BE bestimmt.

Wird eine Time-of-Flight-Kamera als Bilderfassungseinheit BD verwendet, so kann das Verfahren abgekürzt werden. Die Bedieneinheit BE muss hierfür ihre absolute Lage im dreidimensionalen Raum bestimmen. Anschließend erfasst die Time-of-Flight-Kamera KA den Abstand der

Bedieneinheit BE zu den jeweiligen Eckpunkten der Struktur und berechnet daraufhin den Abstand zu dem Marker MK bzw. daraus die absolute Lage und Ortsposition des Markers MK im

dreidimensionalen Raum.

Typischerweise ist es vorgesehen, für jeden Typ eines Feldgeräts FG einen eigenen Marker MK vorzusehen, welcher für jeden Typ eines Feldgeräts FG an einer spezifischen Position an dem Feldgerät FG anbringbar ist. Durch Identifikation des Markers MK anhand der auf der Struktur ST befindlichen Codierungen CD kann auf die zu einem Markertyp gespeicherten Informationen auf der Datenbank DB zugegriffen werden. Diese Informationen enthalten unter anderem auch

Informationen über die relative Lage des Feldgeräts FG zu dem Marker MK, im Falle dass der Marker MK an der vorgesehenen Position am Feldgerät FG angebracht ist. In Verbindung mit der Kenntnis der Bedieneinheit BE über die absolute Lage des Markers MK im dreidimensionalen Raum kann die Bedieneinheit BE schließlich die relative Lage des Feldgeräts FG zu der Bedieneinheit BE, bzw. die absolute Lage des Feldgeräts FG im dreidimensionalen Raum, bestimmen.

Nachdem die Bestimmung des Feldgeräts FG im dreidimensionalen Raum abgeschlossen ist, kann die eigentliche Augmented-Reality-Applikation auf der Bedieneinheit BE ausgeführt werden, bei welcher es sich beispielsweise um besagte Anwendung zur Unterstützung des Bedieners bei der Parametrierung des Feldgeräts FG handelt.

Hierfür werden die Identifikationsinformationen des Feldgeräts FG an die Datenbank DB übertragen. Die Datenbank DB umfasst neben den Informationen bezüglich des Markers MK auch über

Metadaten MD des Feldgeräts FG, beispielsweise über Parametrierhinweise. Diese werden von der Datenbank DB abgerufen und auf der Bedieneinheit BE visualisiert. Die Bedieneinheit BE weist hierfür eine transparente Scheibe GL auf, durch welche der Bediener blickt. Die Metadaten MD werden nun auf die Schreibe GL projiziert, so dass diese das Blickfeld des Bedieners überlagern.

Die Metadaten überlagern das Sichtfeld des Benutzers an definierten Positionen, welche Positionen in den Metadaten MD selbst enthalten sind, welche relativ zur bekannten Position des Feldgeräts FG sind, und welche selbst dann an der definierten Position relativ zu dem Feldgerät FG projiziert bleiben, wenn der Bediener den Kopf bewegt und dadurch sein Sichtfeld ändert. Alternativ zu den Metadaten MD kann auch ein virtuelles, dreidimensionales Modell des Feldgeräts FG geladen werden, welches von der Bedieneinheit BE auf dem Sichtfeld des Bedieners auf die Position des Feldgeräts FG projiziert wird.

Alternativ zu einer Datenbrille kann als Bedieneinheit BE auch ein mobiles Endgerät verwendet werden. Hierfür eignet sich beispielsweise ein Smartphone oder ein Tablet, aber auch ein Laptop mit einer Webcam.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für alle Arten von Feldgerätetypen und ist nicht etwa auf Füllstandmessgeräte beschränkt.

Bezugszeichenliste

AE Anzeigeeinheit

BD Bilderfassungseinheit

BE Bedieneinheit

CD Codierungen

DB Datenbank

FG Feldgerät

ID Identifikationsdaten

KS drahtlose Kommunikationsschnittstelle MD Metadaten

MK Marker

ST zweidimensionale Struktur des Markers