OPTISCHES ERKENNEN EINES GARGUTS

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft das Erkennen eines Garguts. Insbesondere betrifft die Erfindung das Erkennen des Garguts auf der Basis einer optischen Abtastung.

[0002] Auf einem Herd oder in einem Ofen können Zutaten einer Speise gegart werden; man spricht dann von einem Gargut. Das Gargut kann beispielsweise Fleisch, Gemüse oder Getreide umfassen. Das Gargut kann optisch abgetastet werden, beispielsweise um einen Gargrad zu bestimmen.

[0003] WO 2015/185608 A1 schlägt vor, das Gargut mittels eines vorbestimmten Lichtmusters zu beleuchten, ein Bild des beleuchteten Garguts bereitzustellen und eine dreidimensionale Struktur des Garguts zu bestimmen. DE 10 2017 206 056 A1 beschreibt Verfahren zum Betreiben eines Gargeräts, bei welchem ein Garraum mit Licht in verschiedener Wellenlängenbereiche bestrahlt wird. DE 10 2013 102 295 A1 beschreibt ein Verfahren zur Anpassung eines Garprozesses, beim dem Lebensmittel zu Beginn und nach Abschluss des Garprozesses durch eine Kamera erfasst wird. DE 10 2010 039 371 A1 offenbart einer Steuervorrichtung für ein Hausgerät mit einem Detektor, um Bedienvorgänge einer Bedienperson zu erfassen.

[0004] DE 10 2013 211 097 A1 betrifft einen Kühlschrank, dessen Inhalt zu unterschiedlichen Zeiten bildlich abgetastet werden kann, um einen Frischegrad des Inhalts zu bestimmen.

[0005] Bekannte Techniken erlauben jedoch nur eine begrenzt aussagekräftige Analyse eines Garguts. Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur optischen Abtastung eines Garguts. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.

[0006] Eine Vorrichtung zur Erkennung eines Garguts umfasst eine erste Lichtquelle, die zur Aussendung von Licht einer ersten Farbe auf das Gargut eingerichtet ist; eine zweite Lichtquelle, die zur Aussendung von Licht einer zweiten Farbe auf das Gargut eingerichtet ist; einen Lichtsensor, der zur Abtastung von Bildern des Garguts in Licht der ersten und der zweiten Farbe eingerichtet ist; eine Steuervorrichtung und eine Verarbeitungsvorrichtung. Die Steuervorrichtung ist dazu eingerichtet, ein erstes Bild des Garguts bereitzustellen, während die erste Lichtquelle aktiviert und die zweite Lichtquelle deaktiviert ist; und ein zweites Bild des Garguts bereitzustellen, während die erste Lichtquelle deaktiviert und die zweite Lichtquelle aktiviert ist. Die Verarbeitungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, das Gargut auf der Basis des ersten und des zweiten Bilds zu erkennen.

[0007] Durch die Beleuchtung des Garguts mit farbigem Licht, also Licht eines gegenüber weißem Licht eingeschränkten Lichtwellenspektrums, können Bilder bereitgestellt werden, die bestimmte Aspekte des Garguts besonders gut erkennbar machen. Das Gargut kann insbesondere eine Speise oder Zutaten einer Speise umfassen und die geschilderte Technik kann während eines Garvorgangs des Garguts angewandt werden. Dazu kann das Gargut in einem Gargefäß wie einem Topf, einem Bräter oder einer Pfanne aufgenommen sein. Das Gargefäß kann sich auf einem Herd oder in einem Ofen befinden. Die Erkennung des Garguts kann so verbessert sein und ein Garprozess kann auf der Basis der Erkennung verbessert gesteuert werden. Der vorgenannte Lichtsensor ist dabei insbesondere als Kamera ausgebildet.

[0008] Die Steuervorrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Steuervorrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen. Die Verarbeitungsvorrichtung kann einen weiteren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen oder mit der Steuervorrichtung integriert aufgebaut sein. Das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.

[0009] Die Farben weisen bevorzugt unterschiedliche Verteilungen ihrer Intensitäten über die Wellenlänge des jeweils ausgesandten Lichts auf. In einer Ausführungsform umfasst eine Lichtfarbe nur Wellenlängen eines vorbestimmten Bereichs, wobei die Bereiche unterschiedlicher Farben disjunkt sein können, einander also nicht überlappen. Eine geringe Überlappung bei Intensitäten von beispielsweise ca. 10% oder ca. 5% der Maximalintensität können auch unberücksichtigt bleiben.

[0010] Licht, das eine wahrnehmbare Farbe aufweist, hat ein Lichtwellenspektrum, das im Wesentlichen nur einen Teil des sichtbaren Bereichs abdeckt. Beispielsweise kann Licht, in dem Wellenlängen von ca. 600 - 680 nm dominieren, als Rot; solches, in dem praktisch nur Wellenlängen zwischen 520 und 565 nm vorkommen, als Grün; und solches, bei dem Wellenlängen im Intervall zwischen 460 und 480 nm dominieren, vom menschlichen Sehapparat als Blau wahrgenommen werden. Ein geringer Anteil eines anderen Wellenlängenbereichs kann den Farbeindruck nicht entscheidend verändern.

[0011] Die Farben sind bevorzugt aus der Menge der Grundfarben Rot, Grün und Blau entnommen. Werden mehr als zwei Lichtquellen verwendet, so ist bevorzugt, dass wenigstens ein Paar von Lichtquellen zueinander disjunkte Lichtwellenspektren aufweisen.

[0012] Insbesondere können N Lichtquellen verwendet werden, wobei N > 2 ist, und die Lichtquellen sind zur Aussendung von Licht mit unterschiedlichen Farben eingerichtet. Bevorzugt ist jede Lichtquelle zur Aussendung von Licht einer anderen Farbe eingerichtet. Weiter bevorzugt ist die Steuervorrichtung zur Bereitstellung von N Bildern eingerichtet, die jeweils unter Beleuchtung des Garguts mittels nur einer der N Lichtquellen bereitgestellt sind; und die Verarbeitungsvorrichtung ist zur Erkennung des Garguts auf der Basis der N bereitgestellten Bilder eingerichtet.

[0013] Dadurch können mehr selektive Farbaufnahmen des Garguts bereitgestellt werden, sodass bestimmte Eigenschaften oder kochchemische Effekte verbessert optisch erkannt werden können. Die bereitgestellten N Bilder können optische Informationen verbessert isolieren, sodass die Erkennung des Garguts erleichtert oder verbessert werden kann.

[0014] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind drei Lichtquellen vorgesehen, von denen jeweils eine zur Aussendung von rotem, grünem und blauem Licht vorgesehen ist. Die Lichtquellen können von einer gemeinsamen Beleuchtungseinrichtung umfasst sein. Die Beleuchtungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, rotes, grünes und blaues Licht auf dem Gargut zusammenzumischen, um eine vorbestimmte Beleuchtung zu ermöglichen. Die Beleuchtungseinrichtung kann insbesondere Teil eines Projektors sein, der dazu eingerichtet ist, ein Farbbild auf das Gargut zu werfen. Erfindungsgemäß kann ein solcher Projektor zur sequentiellen Beleuchtung des Garguts mit Licht unterschiedlicher Farben angesteuert werden. Der Projektor und die Kamera können Teile einer Interaktionseinrichtung sein, die dazu eingerichtet ist, eine Geste eines Benutzers in einem Projektionsbereich zu erkennen. Auf der Basis der Geste kann ein Haushaltsgerät gesteuert werden. Das Haushaltsgerät kann mit einem Garprozess der Garguts verbunden sein und beispielsweise einen Herd, einen Ofen oder eine Abzugseinrichtung umfassen.

[0015] Wenigstens eine der Lichtquellen kann eine Leuchtdiode umfassen. Die Leuchtdiode kann als III-V-Halbleiter aufgebaut sein und nur Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbereichs bzw. einer vorbestimmten Intensitätsverteilung aussenden. Das ausgesandte Licht kann so verbessert auf einen Bereich konzentriert werden, in dem ein vorbestimmtes Merkmal des Garguts besonders gut optisch zu diskriminieren ist.

[0016] Wenigstens eine der Lichtquellen umfasst einen Laser. Der Laser kann insbesondere kostengünstig als Laserdiode oder Laser-LED realisiert sein. Das Laserlicht kann einen besonders schmalen Bereich von Wellenlängen umfassen. Das durch den Laser ausgesandte Licht kann außerdem kohärent sein, sodass eine bestimmtes Merkmal des Garguts verbessert optisch abgetastet werden kann.

[0017] Wenigstens eine der Farben kann in einem für das menschliche Auge unsichtbaren Infrarotbereich liegen. Insbesondere kann die Farbe im nahen Infrarotbereich liegen, der sich ungefähr von 0,75 bis 1.4 µm erstreckt. Dadurch kann zusätzliche optische Information des Garguts isoliert werden. Im Fall der oben beschriebenen Interaktionseinrichtung kann eine vom Projektor verschiedene dedizierte Lichtquelle für infrarotes Licht vorgesehen sein.

[0018] Die Steuervorrichtung ist bevorzugt dazu eingerichtet, ein weiteres Bild des Garguts bereitzustellen, während mehrere der Lichtquellen aktiviert sind, wobei die Verarbeitungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, das Gargut auf der zusätzlichen Basis des weiteren Bilds zu erkennen. Die aktivierten Lichtquellen ergeben zusammen bevorzugt im Wesentlichen weißes Licht. Die Lichtquellen können gleichzeitig oder einzeln nacheinander aktiviert werden, während die Kamera einen lichtempfindlichen Bereich belichtet. Durch das Berücksichtigen eines üblicherweise durch eine Person wahrnehmbaren Bilds kann die Weiterverarbeitung weiter erleichtert sein. In einer Ausführungsform kann unter der Beleuchtung mit Licht mehrerer Farben (insbesondere mit weißem Licht) eine erste Auswertung erfolgen, auf deren Basis dann eine Abtastung des Garguts mit einfarbigem Licht gesteuert werden kann. Durch diese erste Auswertung können auch mehrere Gargüter erkannt werden, die örtlich voneinander getrennt auf einer Fläche und/oder einer Gareinrichtung angeordnet sind. Ebenso können mehrere voneinander getrennt angeordnete Gargüter innerhalb eines offenen Gargefäßes erkannt werden. Die mehreren erkannten Gargüter können gemeinsam mit einfarbigem Licht abgetastet werden, wobei die finale Auswertung für jedes der Gargüter einzeln erfolgt. Entsprechend können auch für jedes der erkannten Gargüter unterschiedliche Handlungsanweisungen an einen Benutzer ausgegeben werden.

[0019] In einer weiteren Ausführungsform sind die Lichtquellen dazu eingerichtet, jeweils ein farbiges Bild auf eine Oberfläche zu projizieren, auf der sich das Gargut befindet, wobei die Steuervorrichtung dazu eingerichtet ist, nur einen vorbestimmten Bereich der Oberfläche nacheinander mittels der Lichtquellen zu beleuchten, um die Bilder bereitzustellen. Die projizierten Bilder können in einzelne Bildpunkte (Pixel) unterteilt sein, die üblicherweise matrixartig angeordnet sind. Durch Aktivieren nur vorbestimmter Bildpunkte kann ein praktisch beliebiger vorbestimmter Bereich beleuchtet werden. So kann die farbige Beleuchtung beispielsweise auf einen Bereich des Garguts beschränkt werden, der für die Auswertung von Interesse ist. Ein verbleibender Bereich kann auf andere Weise beleuchtet werden, beispielsweise in Weiß, einer anderen vorbestimmten Farbe oder durch Projektion eines vorbestimmten Bildes. Ein Benutzer kann von einer - für ihn erkennbaren - farblich wechselnden Beleuchtung weitgehend unbehelligt bleiben.

[0020] Insbesondere können das Gargut erkannt und der Bereich in Abhängigkeit des erkannten Garguts bestimmt werden. Anders ausgedrückt kann das Gargut optisch abgetastet und erkannt werden und auf der Basis des Erkennungsergebnisses kann ein Bereich bestimmt werden, der sequentiell mittels verschiedenen einfarbigen Lichtern abgetastet wird. Das erste optische Abtasten kann beispielsweise mittels weißen Lichts erfolgen oder mittels einer Tiefenkamera durchgeführt werden, die dazu eingerichtet ist, ein dreidimensionales Bild des Garguts bereitzustellen. Das dreidimensionale Bild trägt üblicherweise zunächst keine Farbinformation.

[0021] Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erkennen eines Garguts Schritte des Aktivierens einer ersten Lichtquelle, die zur Aussendung von Licht einer ersten Farbe auf das Gargut eingerichtet ist; des Deaktivierens einer zweiten Lichtquelle, die zur Aussendung von Licht einer zweiten Farbe auf das Gargut eingerichtet ist; des Bereitstellens eines ersten Bilds des Garguts in Licht der ersten Farbe; des Deaktivierens der ersten Lichtquelle und Aktivieren der zweiten Lichtquelle; des Bereitstellens eines zweiten Bilds des Garguts in Licht der zweiten Farbe; und des Erkennens des Garguts auf der Basis des ersten und des zweiten Bilds.

[0022] Das Verfahren wird mittels einer hierin beschriebenen Vorrichtung ausgeführt. In einer Ausführungsform kann eine an sich bekannte Interaktionseinrichtung, beispielsweise für eine Kochstelle, das erfindungsgemäße Verfahren ausführen. Die Interaktionseinrichtung kann so kostengünstig erfindungsgemäß ausgebaut oder nachgerüstet werden.

[0023] In einer weiteren Ausführungsform werden gleichzeitig zwei disjunkte Bereiche des Garguts mit Licht unterschiedlicher Farben beleuchtet und zwei Teilbilder der Bereiche bereitgestellt. Die Bereiche können bezüglich des Garguts bewegt werden, sodass sich für einen Betrachter der Eindruck einer Serie von unterschiedlich gefärbten Lichtbalken ergeben kann. Der Vorgang des optischen Abtastens kann so einem menschlichen Betrachter verbessert angezeigt werden.

[0024] Auf der Basis der Bilder kann ein Garzustand des Garguts bestimmt werden. Insbesondere können eine Färbung oder Bleichung des Garguts abgetastet und auf deren Basis ein Gargrad bestimmt werden. Die Färbung kann Ergebnis einer enzymatischen Reaktion sein, die Teil des Garprozesses sein kann. Die Farbänderung kann etwa aufgrund der Maillard Reaktion beim Braten oder Frittieren von Fleisch auftreten, oder aufgrund eines Karamellisierens von Zucker. Die Farbänderung kann auch auf eine enzymatische Reaktion hinweisen, beispielsweise falls das Gargut tierisches Fett umfasst, beispielsweise in Form eines Milchprodukts wie Käse. Entsprechend daraus abgeleitete Aktionen in Form von Handlungsanweisungen an einen Benutzer und/oder Steuerbefehle an eine Gareinrichtung oder Dunstabzugshaube können durch die Steuervorrichtung ausgegeben werden.

[0025] Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die beiliegenden Figuren genauer beschrieben, in denen:

Figur 1

ein beispielhaftes System mit einer Interaktionseinrichtung;

Figur 2

ein System in einer weiteren Ausführungsform;

Figur 3

ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Erkennen eines Garguts;

Figur 4

eine exemplarische Darstellung eines Garguts aus der Sicht einer Interaktionseinrichtung; und

Figur 5

unterschiedliche Intensitätsverteilungen von beispielhaft farbigem Licht darstellt.

[0026] Figur 1 zeigt ein System 100 mit einer Gareinrichtung 105 und einer Vorrichtung 110. Die Gareinrichtung 105 ist bevorzugt zur Bereitstellung von Wärme eingerichtet, um ein Gargut 115 zu garen, und kann beispielsweise ein Kochfeld oder einen Herd umfassen. Die Vorrichtung 110 ist beispielhaft über einer Fläche 120 eingeordnet, in welche die Gareinrichtung 105 eingelassen sein kann, und umfasst eine Kamera 125, mehrere Lichtquellen 130, eine Steuervorrichtung 135 und eine Verarbeitungsvorrichtung 140.

[0027] Die Lichtquellen 130 sind dazu eingerichtet, das Gargut 115 jeweils mit Licht in einer anderen Farbe zu beleuchten. Exemplarisch leuchtet eine erste Lichtquelle 130.1 Rot, eine zweite Lichtquelle 130.2 Grün, eine dritte Lichtquelle 130.3 Blau und eine vierte Lichtquelle 130.4 Infrarot. Die hierin vorgestellte Technik kann auch mittels anderer Farben und mit zwei oder mehr Lichtquellen 130 durchgeführt werden. Zwei oder mehr der Lichtquellen 130 können von einem Projektor 145 umfasst sein, der dazu eingerichtet ist, Licht - insbesondere ein farbiges Bild - auf die Fläche 120 zu werfen. Dazu kann der Projektor 145 ein Lichtventil 150 umfassen, das beispielsweise eine Matrix von Mikrospiegeln umfasst, um einzelne Bildpunkte von Licht auf die Fläche 120 zu leiten. Wird ein Bildpunkt ausreichend schnell nacheinander mittels unterschiedlich farbigen Lichts beleuchtet, können sich die Farben für einen Betrachter mischen. In einer anderen Ausführungsform ist eine Lichtquelle für weißes Licht vorgesehen, von dem mittels eines Farbrads nacheinander unterschiedliche Farben gefiltert werden. In noch einer anderen Ausführungsform ist mehreren Lichtquellen 130 jeweils ein Lichtventil 150 zugeordnet, beispielsweise in Form eines Flüssigkristall-Elements, sodass kontinuierlich Licht verschiedener Farben ausgesandt wird, das sich auf der Fläche 120 mischen kann.

[0028] Die Kamera 125 ist bevorzugt dazu eingerichtet, ein Bild in einem Bereich abzutasten, der wenigstens teilweise durch die Lichtquellen 130 beleuchtet wird. In einer Ausführungsform ist die Kamera 125 zur Abtastung eines Objekts eingerichtet, das sich in einem Bereich zwischen der Vorrichtung 110 und der Fläche 120 befindet. Das Objekt kann etwa eine Hand eines Benutzers umfassen und eine Stellung oder Geste der Hand kann optisch erfasst und mittels einer der Vorrichtungen 135, 140 bestimmt werden. Die Hand kann in Kontext zu einer Projektion stehen, die mittels des Projektors 145 auf die Fläche 120 geworfen wird. Die Stellung oder Geste kann zur Steuerung eines Hausgeräts, insbesondere der Gareinrichtung 105, ausgewertet werden. So können der Projektor 145 und die Kamera 125 zusammen eine Interaktionseinrichtung 155 bilden.

[0029] In einer weiteren Ausführungsform kann eine Tiefenkamera 160 von der Interaktionseinrichtung 155 umfasst sein. Die Tiefenkamera 160 ist zur optischen Abtastung eines Objekts zwischen ihr und der Fläche 120 eingerichtet und kann Abstandsinformationen zu dem Objekt bereitstellen. Die Tiefenkamera 160 kann auf der Basis einer stereoskopischen Abtastung arbeiten. Eine eingebaute Lichtquelle 130 kann zur Aussendung strukturierten Lichts eingerichtet sein. Die Lichtquelle 130 kann insbesondere im infraroten Bereich arbeiten, sodass sie auch als Lichtquelle 130.4 für die Vorrichtung 110 verwendet werden kann. In einer anderen Ausführungsform arbeitet die Tiefenkamera 160 auf der Basis der Entfernungsmessung aufgrund der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Licht (TOF: time of flight).

[0030] Für die Zwecke der Interaktionseinrichtung 155 kann ein durch die Kamera 125 bereitgestelltes Bild stets aufgezeichnet werden, während das Gargut 115 mit Licht von zwei oder mehr Farben beleuchtet wird. Arbeiten die Lichtquellen 130 sequenziell, sodass zu einem Zeitpunkt nur eine der Lichtquellen 130 aktiv ist, kann eine Verschlusszeit der Kamera 125 einen Durchlauf aller Farben oder länger betragen. Das bereitgestellte Bild trägt dabei Farbinformationen und kann in dieser Form weiter verarbeitet werden.

[0031] Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden die Lichtquellen 130 derart gesteuert, dass das Gargut 115 nacheinander mit Licht unterschiedlicher Farben beleuchtet wird. Während der Beleuchtung mit einfarbigem Licht kann mittels der Kamera 125 ein Bild des Garguts 115 angefertigt werden, sodass für N Lichtquellen 130 (in der Darstellung von Figur 1 ist N = 4) gleich viele Bilder angefertigt werden können, die jeweils unter unterschiedlich farbiger Beleuchtung abgetastet wurde. Optional kann noch ein weiteres Bild unter Beleuchtung einer Mischung mehrerer Lichtfarben erstellt werden. Die Mischung kann sich, wie üblicherweise für die Zwecke der Interaktionseinrichtung 155, zu weißem Licht ergänzen. In einer weiteren Ausführungsform kann auf der Basis eines Bilds, das bei mehrfarbiger (insbesondere weißer) Beleuchtung des Garguts 115 erstellt wurde, eine erste Verarbeitung erfolgen, die zur Bestimmung eines Beleuchtungsparameters für die sequentiell einfarbige Beleuchtung führen kann. Dabei können mehrere unterschiedliche Gargüter 115 erfasst und eine eigenständige Auswertung des Gargrades der einzelnen Gargüter 115 durch die Verarbeitungseinrichtung 140 eingeleitet werden. Die ermittelten Gargrade der unterschiedlichen Gargüter 115 können zu entsprechend unterschiedlichen Handlungsanweisungen an einen Benutzer führen.

[0032] Für die Abtastung eines Bilds kann die Dauer, über die eine der Lichtquellen 130 aktiviert ist (und die anderen Lichtquellen 130 deaktiviert sind) mindestens so lange wie eine Belichtungs- oder Verschlusszeit der Kamera 125 sein. Im Fall eines Farbrads kann dessen Drehgeschwindigkeit entsprechend gesteuert werden, um den gleichen Effekt zu bewirken. Die Verschlusszeit der Kamera 125 kann für die einfarbige Abtastung gegenüber einem Normalbetrieb verringert werden, um die genannte Bedingung zu erfüllen.

[0033] Die unter verschiedenen Lichtfarben entstandenen Bilder können dann mittels der Verarbeitungsvorrichtung 140 verarbeitet werden, wobei insbesondere eine Erkennung des Garguts 115 durchgeführt werden kann. Die Erkennung kann insbesondere eine Bestimmung des Garguts 115 oder wenigstens eines seiner Bestandteile umfassen. Ferner können eine Farbe des Garguts 115 an wenigstens einem Bereich oder eine optisch wahrnehmbare Information bestimmt werden, die für die Steuerung eines Garprozesses des Garguts 115 von Bedeutung sein kann. Die bestimmten Informationen können über eine Schnittstelle 165 nach außen bereitgestellt werden. Mittels bereitgestellter Informationen kann beispielsweise ein Benutzer über einen Zustand oder Fortschritt des Garguts 115 informiert werden, oder die Gareinrichtung 105 kann in Abhängigkeit der Informationen gesteuert werden. Dieser Vorgang kann parallel für mehrere unterschiedliche Gargüter 115 erfolgen, die auf der Gareinrichtung 105 und/oder der Fläche 120 positioniert sind.

[0034] Figur 2 zeigt ein System 100 in einer weiteren Ausführungsform. Hier ist die Interaktionseinrichtung 155 beispielhaft an einer Dunstabzugshaube 205 angebracht oder mit ihr integriert ausgeführt. Eine zusätzliche Beleuchtungseinrichtung 210 ist bevorzugt zur Aussendung weißen Lichts eingerichtet und kann einen größeren Bereich beleuchten als der Projektor 145. Rein exemplarisch ist hier keine Tiefenkamera 160 vorgesehen. Der Projektor 145 und die Kamera 125 weisen optische Achsen auf, die mit einer Senkrechten im Wesentlichen gleiche Winkel einschließen. In anderen Ausführungsformen können die optischen Achsen auch zusammenfallen oder andere Winkel mit der Senkrechten einschließen. Allgemein ist bevorzugt, dass optische Achsen des Projektors 145 und der Kamera 125 einen möglichst kleinen Winkel miteinander einschließen.

[0035] Figur 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Erkennen eines Garguts 115. Das Verfahren 300 kann insbesondere mittels der Vorrichtung 110 ausgeführt werden. Exemplarisch wird zur Erklärung des Verfahrens 300 von N = 3 verschieden farbigen Lichtquellen 130 ausgegangen.

[0036] In einem Schritt 305 kann die Fläche 120 abgetastet werden. Dies kann beispielsweise mittels der Tiefenkamera 160 oder mittels der Kamera 125 unter Beleuchtung der Fläche 120 mit weißem Licht erfolgen. In einem Schritt 310 kann auf der Basis der Abtastung bestimmt werden, wo auf der Fläche sich ein Gargut 115 befindet oder welcher Bereich des Garguts 115 für eine optische Abtastung von besonderem Interesse ist. Es können in diesem Schritt auch mehrere unterschiedliche Gargüter 115 erfasst werden, die dann gemeinsam optisch abgetastet und anschließend separat durch die Verarbeitungsvorrichtung 140 ausgewertet werden.

[0037] In einem Schritt 315 wird das Gargut 115 nacheinander mit Licht jeweils nur einer der Lichtquellen 130 beleuchtet und gleichzeitig mittels der Kamera 125 ein Bild abgetastet. Dieser Schritt 315 wird üblicherweise so oft durchlaufen, wie verschiedenfarbige, einzeln aktivierbare Lichtquellen 130 vorgesehen sind. Im vorliegenden Beispiel wird in einem ersten Durchlauf des Schritts 315 werden beispielsweise die erste Lichtquelle 130.1 aktiviert und die Lichtquellen 130.2 und 130.3 deaktiviert, und es wird ein erstes Bild unter roter Beleuchtung abgetastet. In einem zweiten Durchlauf werden die erste und die dritte Lichtquelle 130.1, 130.3 deaktiviert und die zweite Lichtquelle 130.2 wird aktiviert, und ein zweites Bild wird unter grüner Beleuchtung abgetastet. In einem dritten Durchlauf werden die erste und die zweite Lichtquelle 130.1, 130.2 deaktiviert und die dritte Lichtquelle 130.3 wird aktiviert, und ein drittes Bild wird unter blauer Beleuchtung abgetastet. Die Beleuchtungen können sich auf den im Schritt 310 bestimmten Bereich beschränken. In einem umliegenden Bereich kann die Beleuchtung jeweils abgestellt werden oder es kann ein Teil einer vorbestimmten Darstellung ausgegeben werden, die bevorzugt davor und/oder danach auf der gesamten beleuchteten Fläche dargestellt wird.

[0038] In einem Schritt 320 kann das Gargut 115 auf der Basis der einzelnen erstellten Bilder erkannt werden. Optional können eines oder mehrere Bilder hinzugenommen werden, die unter Beleuchtung mehrerer farbiger oder einer weißen Lichtquelle 130, 210 entstanden sind. Es ist bevorzugt, dass die zur Erkennung verwendeten Bilder zeitlich nah beieinander erfasst wurden, um eine Dekorrelation ihrer Bildinhalte zu vermeiden. Beispielsweise können alle Bilder aus einem zeitlichen Bereich von nicht mehr als einer Sekunde oder weniger stammen.

[0039] In einem Schritt 325 kann auf der Basis des erkannten Garguts 115 eine seiner Eigenschaften bestimmt werden. Dazu kann insbesondere eine Farbinformation an einer oder mehreren Stellen des Garguts 115 ausgewertet werden. Die Farbinformation kann in Relation zur Art des erkannten Garguts 115 gesetzt werden. So kann die Farbe braun bei einem Gemüse zu einer anderen Wertung führen als bei Fleisch, Teig oder Obst.

[0040] In einem Schritt 330 kann die bestimmte Information ausgegeben werden. Ferner kann ein Hausgerät, gesteuert werden, das insbesondere im Zusammenhang mit dem Garprozess des Garguts 115 steht. Dies kann beispielsweise die Gareinrichtung 105 oder die Dunstabzugshaube 205 umfassen. Beispielsweise kann die Gareinrichtung 105 in ihrer Wärmezufuhr gedrosselt werden, wenn ein gewünschter Garpunkt erreicht ist oder die Dunstabzugshaube 205 kann auf eine stärkere Stufe gestellt werden, wenn im Bereich des Garguts 115 eine kochende Flüssigkeit, aufsteigende Wrasen oder Rauch bestimmt wird.

[0041] Figur 4 zeigt eine exemplarische Darstellung eines Garguts 115 aus der Sicht einer Interaktionseinrichtung 155. Das Gargut 115 befindet sich beispielhaft in einem Garbehälter 405, vorliegend in einer Pfanne. Auf dem Gargut 115 ist ein Bereich 410 dargestellt, der beispielhaft für die Beurteilung eines Garpunkts oder Garprozesses des Garguts 115 von Interesse ist. Der Bereich 410 kann selektiv nacheinander mittels unterschiedlich farbigen Lichts beleuchtet werden, während jeweils ein Bild abgetastet wird. Der Bereich 410 kann auch in Teilbereiche 410.1, 410.2 und 410.3 unterteilt werden und die Teilbereiche 410.1, 410.2 und 410.3 können gleichzeitig mit jeweils anderen Farben beleuchtet werden, während jeweils ein Bild aufgenommen wird. Die Anzahl der Teilbereiche 410.1, 410.2 und 410.3 kann der Anzahl N der Lichtquellen 130 entsprechen oder unabhängig davon gewählt werden. Der Garbehälter 405 kann auch mehrere unterschiedliche Gargüter aufweisen, die entsprechend erkannt und einzeln durch die Verarbeitungsvorrichtung 140 ausgewertet werden.

[0042] In noch einer weiteren Ausführungsform kann beispielsweise ein Balken farbigen Lichts über den Bereich 410 bewegt werden, während ein Bild angefertigt wird. Nach dem Durchlaufen von N Balken kann alle erforderliche Information aufgenommen sein. Unterschiedliche Bereiche der aufgezeichneten Bilder können so miteinander kombiniert werden, dass drei jeweils einfarbige Bilder entstehen, die in beschriebener Weise ausgewertet werden können.

[0043] Figur 5 zeigt unterschiedliche Intensitätsverteilungen von beispielhaft farbigem Licht. In horizontaler Richtung ist eine ungefähre Wellenlänge in nm und in vertikaler Richtung eine Intensität in Prozent angegeben. Eine erste Intensitätsverteilung 505 entspricht rotem Licht, eine zweite Intensitätsverteilung 510 grünem Licht, eine dritte Intensitätsverteilung 515 blauem Licht und eine vierte Intensitätsverteilung 520 infrarotem Licht. Die Intensitätsverteilungen haben unterschiedliche Bereichsgrenzen. Als Bereichsgrenze kann eine Wellenlänge angenommen werden, jenseits der die Intensität der Intensitätsverteilung 505-520 unterhalb eines vorbestimmten Intensitätswerts liegt, beispielsweise ca. 10%, bevorzugt ca. 5%, weiter bevorzugt ca. 2% oder noch weniger. Die dargestellten Intensitätsverteilungen 505-520 sind disjunkt, indem sie paarweise keine überlappenden Bereiche abdecken.

Bezugszeichen

[0044] 

100

System

105

Gareinrichtung

110

Vorrichtung

115

Gargut

120

Fläche

125

Kamera / Lichtsensor

130

Lichtquelle

135

Steuervorrichtung

140

Verarbeitungsvorrichtung

145

Projektor

150

Lichtventil

155

Interaktionseinrichtung

160

Tiefenkamera

165

Schnittstelle

205

Dunstabzugshaube

210

Beleuchtungseinrichtung

300

Verfahren

305

Arbeitsfläche abtasten

310

Bereich bestimmen

315

Bereich farbig beleuchten, Bild erfassen

320

Gargut erkennen

325

Eigenschaft bestimmen

330

Gargerät ansteuern/Information ausgeben

405

Garbehälter

410

Bereich

410.1

erster Teilbereich

410.2

zweiter Teilbereich

410.3

dritter Teilbereich

505

erste Intensitätsverteilung (Rot)

510

zweite Intensitätsverteilung (Grün)

515

dritte Intensitätsverteilung (Blau)

520

vierte Intensitätsverteilung (Infrarot)

Ansprüche

1. Vorrichtung (110) zur Erkennung eines Garguts (115), wobei die Vorrichtung (110) folgendes umfasst:

- eine erste Lichtquelle (130.1), die zur Aussendung von Licht einer ersten Farbe auf das Gargut (115) eingerichtet ist;

- eine zweite Lichtquelle (130.2), die zur Aussendung von Licht einer zweiten Farbe auf das Gargut (115) eingerichtet ist;

- einen Lichtsensor (125), der zur Abtastung von Bildern des Garguts (115) in Licht der ersten und der zweiten Farbe eingerichtet ist;

- eine Steuervorrichtung (135), die dazu eingerichtet ist:

∘ ein erstes Bild des Garguts (115) bereitzustellen, während die erste Lichtquelle (130.1) aktiviert und die zweite Lichtquelle (130.2) deaktiviert ist;

∘ ein zweites Bild des Garguts (115) bereitzustellen, während die erste Lichtquelle (130.1) deaktiviert und die zweite Lichtquelle (130.2) aktiviert ist;

- eine Verarbeitungsvorrichtung (140), die dazu eingerichtet ist, das Gargut (115) auf der Basis des ersten und des zweiten Bilds zu erkennen; dadurch gekennzeichnet, dass eine der Lichtquellen (130) einen Laser umfasst.

2. Vorrichtung (110) nach Anspruch 1, wobei die Farben unterschiedliche Intensitätsverteilungen (505-520) über die Wellenlänge des jeweils ausgesandten Lichts aufweisen.

3. Vorrichtung (110) nach Anspruch 1 oder 2, wobei N > 2 Lichtquellen (130) vorgesehen sind, die zur Aussendung von Licht mit unterschiedlichen Farben eingerichtet sind; die Steuervorrichtung (135) zur Bereitstellung von N Bildern eingerichtet ist, die jeweils unter Beleuchtung des Garguts (115) mittels nur einer der N Lichtquellen (130) bereitgestellt sind; und die Verarbeitungsvorrichtung (140) zur Erkennung des Garguts (115) auf der Basis der N bereitgestellten Bilder eingerichtet ist.

4. Vorrichtung (110) nach Anspruch 3, wobei drei Lichtquellen (130) vorgesehen sind, von denen jeweils eine zur Aussendung von rotem, grünem und blauem Licht vorgesehen ist.

5. Vorrichtung (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der Farben in einem für das menschliche Auge unsichtbaren Infrarotbereich liegt.

6. Vorrichtung (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuervorrichtung (135) dazu eingerichtet ist, ein weiteres Bild des Garguts (115) bereitzustellen, während mehrere der Lichtquellen (130) aktiviert sind, und die Verarbeitungsvorrichtung (140) dazu eingerichtet ist, das Gargut (115) auf der zusätzlichen Basis des weiteren Bilds zu erkennen.

7. Vorrichtung (110) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lichtquellen (130) dazu eingerichtet sind, jeweils ein farbiges Bild auf eine Oberfläche (120) zu projizieren, auf der sich das Gargut (115) befindet, und die Steuervorrichtung (135) dazu eingerichtet ist, nur einen vorbestimmten Bereich (410) der Oberfläche (120) nacheinander mittels der Lichtquellen (130) zu beleuchten, um die Bilder bereitzustellen.

8. Vorrichtung (110) nach Anspruch 7, wobei das Gargut (115) erkannt und der Bereich (410) in Abhängigkeit des erkannten Garguts (115) bestimmt wird.

9. Verfahren (300) zum Erkennen eines Garguts (115), wobei das Verfahren (300) mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchgeführt wird und folgende Schritte umfasst:

- Aktivieren (315) einer ersten Lichtquelle (130.1), die zur Aussendung von Licht einer ersten Farbe auf das Gargut (115) eingerichtet ist;

- Deaktivieren (315) einer zweiten Lichtquelle (130.2), die zur Aussendung von Licht einer zweiten Farbe auf das Gargut (115) eingerichtet ist;

- Bereitstellen (315) eines ersten Bilds des Garguts (115) in Licht der ersten Farbe;

- Deaktivieren (315) der ersten Lichtquelle (130.1) und Aktivieren der zweiten Lichtquelle (130.2);

- Bereitstellen (315) eines zweiten Bilds des Garguts (115) in Licht der zweiten Farbe; und

- Erkennen (320) des Garguts (115) auf der Basis des ersten und des zweiten Bilds.

10. Verfahren (300) nach Anspruch 9, wobei gleichzeitig zwei disjunkte Bereiche (410.1, 410.2, 410.3) des Garguts (115) gleichzeitig mit Licht unterschiedlicher Farben beleuchtet und zwei Teilbilder der Bereiche (410.1, 410.2, 410.3) bereitgestellt werden.

11. Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei auf der Basis der Bilder ein Garzustand des Garguts (115) bestimmt wird.

Claims

1. Apparatus (110) for recognition of food to be cooked (115), wherein the apparatus (110) comprises the following:

- a first light source (130.1), which is configured to emit light of a first colour onto the food to be cooked (115);

- a second light source (130.2), which is configured to emit light of a second colour onto the food to be cooked (115);

- a light sensor (125), which is configured to scan images of the food to be cooked (115) in the light of the first and of the second colour;

- a control apparatus (135), which is configured to:

∘ provide a first image of the food to be cooked (115), with the first light source (130.1) being activated and the second light source (130.2) being deactivated;

∘ provide a second image of the food to be cooked (115), with the first light source (130.1) being deactivated and the second light source (130.2) being activated

- a processing apparatus (140), which is configured to recognise the food to be cooked (115) based on the first and the second image; characterised in that one of the light sources (130) comprises a laser.

2. Apparatus (110) according to claim 1, wherein the colours have different intensity distributions (505-520) over the wavelengths of the light emitted in each case.

3. Apparatus (110) according to claim 1 or 2, wherein N>2 light sources (130) are provided which are configured to emit light of different colours; the control apparatus (135) is configured to provide N images, which are provided in each case when the food to be cooked (115) is illuminated by means of just one of the N light sources (130); and the processing apparatus (140) is configured to recognise the food to be cooked (115) based on the N provided images.

4. Apparatus (100) according to claim 3, wherein three light sources (130) are provided, of which one is provided to emit red, green and blue light in each case.

5. Apparatus (100) according to one of the preceding claims, wherein at least one of the colours lies in an infrared range which is not visible to the human eye.

6. Apparatus (100) according to one of the preceding claims, wherein the control apparatus (135) is configured to provide a further image of the food to be cooked (115) when a number of the light sources (130) are activated, and the processing apparatus (140) is configured to recognise the food to be cooked (115) based additionally on the further image.

7. Apparatus (110) according to one of the preceding claims, wherein the light sources (130) are each configured to project a coloured image onto a surface (120) on which the food to be cooked (115) is situated, and the control apparatus (135) is configured to successively illuminate only a prespecified region (410) of the surface (120) by means of the light sources (130) in order to provide the images.

8. Apparatus (110) according to claim 7, wherein the food to be cooked (115) is recognised and the region (410) is specified depending on the food to be cooked (115) recognised.

9. Method (300) for recognition of food to be cooked (115), wherein the method (300) is carried out by means of an apparatus according to one of claims 1 to 8 and comprises the following steps:

- activate (315) a first light source (130.1), which is configured to emit light of a first colour onto the food to be cooked (115);

- deactivate (315) a second light source (130.2), which is configured to emit light of a second colour onto the food to be cooked (115);

- provide (315) a first image of the food to be cooked (115) in light of the first colour;

- deactivate (315) the first light source (130.1) and activate the second light source (130.2);

- provide (315) a second image of the food to be cooked (115) in light of the second colour; and

- recognise (320) the food to be cooked (115) based on the first and the second image.

10. Method (300) according to claim 9, wherein two disjointed regions (410.1, 410.2, 410.3) of the food to be cooked (115) are simultaneously illuminated with light of different colours and two partial images of the regions (410.1, 410.2, 410.3) are provided.

11. Method (300) according to one of claims 9 or 10, wherein a cooking state of the food to be cooked (115) is determined based on the images.

Revendications

1. Dispositif (110) pour la reconnaissance d'une denrée à cuire (115), dans lequel le dispositif (110) comprend les éléments suivants :

- une première source lumineuse (130.1) aménagée pour l'émission de lumière d'une première couleur sur la denrée à cuire (115) ;

- une deuxième source lumineuse (130.2) aménagée pour l'émission de lumière d'une deuxième couleur sur la denrée à cuire (115) ;

- un capteur de lumière (125) aménagé pour le balayage d'images de la denrée à cuire (115) dans la lumière de la première et de la deuxième couleur ;

- un dispositif de commande (135), aménagé :

∘ afin de mettre à disposition une première image de la denrée à cuire (115), pendant que la première source lumineuse (130.1) est activée et la deuxième source lumineuse (130.2) désactivée ;

∘ afin de mettre à disposition une deuxième image de la denrée à cuire (115), pendant que la première source lumineuse (130.1) est désactivée et la deuxième source lumineuse (130.2) activée ;

- un dispositif de traitement (140), aménagé afin de reconnaître la denrée à cuire (115) sur la base de la première et de la deuxième image ; caractérisé en ce que l'une des sources lumineuses (130) comprend un laser.

2. Dispositif (110) selon la revendication 1, dans lequel les couleurs présentent différentes répartitions d'intensité (505-520) sur la longueur d'onde de la lumière émise respective.

3. Dispositif (110) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel N > 2 sources lumineuses (130) sont prévues, lesquelles sont aménagées pour l'émission de lumière de différentes couleurs ; le dispositif de commande (135) est aménagé pour la mise à disposition de N images, lesquelles sont respectivement mises à disposition en éclairant la denrée à cuire (115) au moyen d'une seule des N sources lumineuses (130) ; et le dispositif de traitement (140) est aménagé pour la reconnaissance de la denrée à cuire (115) sur la base des N images mises à disposition.

4. Dispositif (110) selon la revendication 3, dans lequel trois sources lumineuses (130) sont prévues, dont une est respectivement prévue pour l'émission de lumière rouge, verte et bleue.

5. Dispositif (110) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel au moins une des couleurs se situe dans une plage infrarouge invisible à l'œil humain.

6. Dispositif (110) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de commande (135) est aménagé afin de mettre à disposition une image supplémentaire de la denrée à cuire (115), pendant que plusieurs des sources lumineuses (130) sont activées, et le dispositif de traitement (140) est aménagé afin de reconnaître la denrée à cuire (115) sur la base additionnelle de l'image supplémentaire.

7. Dispositif (110) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les sources lumineuses (130) sont aménagées afin de projeter respectivement une image colorée sur une surface (120) sur laquelle la denrée à cuire (115) se trouve, et le dispositif de commande (135) est aménagé afin d'éclairer seulement une zone prédéterminée (410) de la surface (120) après l'autre au moyen des sources lumineuses (130) afin de mettre les images à disposition.

8. Dispositif (110) selon la revendication 7, dans lequel la denrée à cuire (115) est reconnue et la zone (410) déterminée en fonction de la denrée à cuire (115) reconnue.

9. Procédé (300) pour la reconnaissance d'une denrée à cuire (115), dans lequel le procédé (300) est effectué au moyen d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 8 et comprend les étapes suivantes :

- l'activation (315) d'une première source lumineuse (130.1) aménagée pour l'émission de lumière d'une première couleur sur la denrée à cuire (115) ;

- la désactivation (315) d'une deuxième source lumineuse (130.2) aménagée pour l'émission de lumière d'une deuxième couleur sur la denrée à cuire (115) ;

- la mise à disposition (315) d'une première image de la denrée à cuire (115) dans la lumière de la première couleur ;

- la désactivation (315) de la première source lumineuse (130.1) et l'activation de la deuxième source lumineuse (130.2) ;

- la mise à disposition (315) d'une deuxième image de la denrée à cuire (115) dans la lumière de la deuxième couleur ; et

- la reconnaissance (320) de la denrée à cuire (115) sur la base de la première et de la deuxième image.

10. Procédé (300) selon la revendication 9, dans lequel deux zones disjointes (410.1, 410.2, 410.3) de la denrée à cuire (115) sont simultanément éclairées de lumière de couleurs différentes et deux images partielles des zones (410.1, 410.2, 410.3) sont simultanément mises à disposition.

11. Procédé (300) selon l'une des revendications 9 ou 10, dans lequel un état de cuisson de la denrée à cuire (115) est déterminé sur la base des images.

Zeichnung