ES3040219T3 - Automatic object detection fitting and method for controlling a fitting by means of automatic object detection - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un accesorio (1), en particular un accesorio de salida, para una instalación sanitaria. El accesorio (1) comprende una unidad de control (3) y un elemento sanitario (4) que puede ser controlado por la unidad de control (3). Además, el accesorio (1) cuenta con al menos un sensor de imagen (5). La unidad de control (3) está diseñada para activar una acción del elemento sanitario (4) en función de la detección de objetos, basándose en al menos una señal de salida del sensor de imagen (5). Asimismo, la presente invención se refiere a una disposición de accesorios con un accesorio conforme a la invención y a un método para controlar dicho accesorio. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Grifería con reconocimiento automático de objetos y procedimiento para controlar una grifería mediante reconocimiento automático de objetos

Campo técnico de la invención

La presente invención se refiere a una grifería de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, en particular a una grifería de salida, para una instalación sanitaria, a una disposición de grifería con una grifería de acuerdo con la invención y a un procedimiento para controlar una grifería de acuerdo con la invención.

Antecedentes de la invención

En ingeniería sanitaria, los componentes que sirven para modificar y controlar los flujos de materias (por ejemplo, fluidos, líquidos o gases) se denominan griferías. Se usan en particular en tuberías y calderas. Las denominadas griferías de salida también se conocen en el ámbito doméstico como grifo de agua, grifería de entrada de ducha o de bañera, según la aplicación. Las válvulas combinadas de salida de agua caliente y fría suelen denominarse grifos mezcladores. Dependiendo del lugar de utilización, las griferías se denominan más específicamente griferías de cocina o griferías de baño, por ejemplo. Una grifería comprende normalmente una unidad de mando y/o una unidad de control y un elemento sanitario que puede controlarse con la unidad de control, como un tubo con una válvula, con la que se regula el caudal de un fluido.

Se conoce el funcionamiento de instalaciones sanitarias por medio de aparatos de control electrónicos. Es deseable que el respectivo usuario pueda activar sin contacto funciones predeterminadas. Para este fin, a menudo se usan sensores infrarrojos o capacitivos que reaccionan al acercamiento del usuario al sensor. Pero recientemente también están disponibles griferías controladas por voz, que pueden controlarse por comando de voz por medio de asistentes de voz como "Amazon Alexa"™, "Apple Siri"™ o "Google Assistant"™. De esta manera, el usuario siempre tiene las dos manos libres y no tiene que tocar ningún elemento de mando, lo que tiene ventajas prácticas y de higiene. Pero en entornos ruidosos (como, por ejemplo, instalaciones sanitarias públicas), el reconocimiento de voz a menudo se ve perjudicado, de modo que el control por voz ya no funciona de manera fiable. Además, existe la necesidad de una asistencia automática mejorada en la utilización de griferías en muy diversos ámbitos de aplicación. En particular, sería deseable que la grifería pudiera reconocer y desencadenar o ejecutar automáticamente una multiplicidad de acciones diferentes deseadas por el usuario.

Los siguientes documentos muestran el estado de la técnica. El documento US10450732B2 se refiere a un sistema dispensador de líquido que con un aparato de identificación identifica a un usuario del sistema y genera una ID de usuario. Un procesador responde a la ID de usuario para acceder a una base de datos a fin de invocar datos de usuario que indican una o varias preferencias del usuario y genera una señal de control como reacción. Los sensores detectan un movimiento gestual del usuario y como reacción se genera una señal de entrada local. Un sistema actuador reacciona a la señal de control y a la señal de entrada local para dispensar un líquido con propiedades predefinidas desde un dispensador de líquidos.

El documento DE202017007173U1 se refiere a un dispositivo de llenado para llenar diferentes recipientes, con al menos una cámara para grabar el recipiente actualmente introducido, una unidad electrónica que recibe las señales de la cámara y en la que está presente un algoritmo entrenado para reconocer el recipiente actualmente introducido, una unidad de control que evalúa el resultado del algoritmo y que adapta su comportamiento en función del recipiente actualmente introducido.

El documento DE202019100120U1 se refiere a un objeto sanitario con una salida de agua que puede conectarse a un depósito de agua por medio de un elemento de entrada y entre el depósito de agua y la salida de agua está previsto un elemento calentador de agua controlable. El elemento de entrada y el elemento calentador de agua son controlados por un dispositivo de control que presenta un módulo de reconocimiento mímico con un primer y un segundo estado de salida.

El documento US9756297B1 se refiere a una cámara para observar y registrar el estado de salud de un usuario sentado en un inodoro.

El documento DE102019106584A1 se refiere a una máquina para preparar bebidas caldeadas, que presenta un dispositivo de reconocimiento de recipientes para beber.

El documento US20160309967A1 se refiere a un dispensador para dispensar jabón, desinfectante o loción en función del tamaño de la mano. El dispensador presenta un sensor para registrar un parámetro que indica el tamaño de la mano. El dispensador comprende además circuitos para determinar el volumen de la dosis que ha de ser dispensada en función del parámetro registrado que indica el tamaño de la mano, y circuitos para hacer que una bomba dispense el volumen de dosis.

El documento EP2138640A1 se refiere a un dispositivo con un dispositivo de limpieza para limpiar la zona íntima de un usuario sentado en la taza de un inodoro, un dispositivo sensor para detectar la ubicación o el estado de suciedad y un dispositivo de control para activar el dispositivo de limpieza de acuerdo con la ubicación detectada o el estado de suciedad detectado.

Resumen de la invención

Es por lo tanto un objetivo de la presente invención proporcionar una grifería para una instalación sanitaria, que asista automáticamente a un usuario en la utilización de la grifería, de modo que la grifería pueda ser controlado particularmente sin contacto. Una grifería de este tipo también debería poder utilizarse en muchos ámbitos de aplicación diferentes. De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue mediante la grifería definida en la reivindicación 1.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar una disposición de grifería que comprenda una instalación sanitaria y una grifería. Dicha disposición de grifería se indica en la reivindicación 14.

Otro objetivo de la presente invención es proponer un procedimiento que asista automáticamente a un usuario en la utilización de una grifería, de modo que la grifería pueda ser controlada, en particular, sin contacto. De acuerdo con la invención, este objetivo se consigue mediante el procedimiento propuesto en la reivindicación 16.

Variantes de realización específicas de la presente invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

Una grifería de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria comprende una unidad de control y un elemento sanitario controlable con la unidad de control. Adicionalmente, la grifería presenta al menos un sensor generador de imagen. La unidad de control está configurada para activar una acción del elemento sanitario a base de al menos una señal de salida del al menos un sensor generador de imagen, en función de un reconocimiento de objetos para reconocer al menos un objeto en la escena, como por ejemplo una mano de un usuario de la grifería, un utensilio de cocina o un utensilio de limpieza. El reconocimiento de objetos se realiza por medio de una red neuronal, siendo la red neuronal una red neuronal de autoaprendizaje. La grifería está configurada para recibir una respuesta del usuario a la unidad de control, con la que el usuario indica si la acción desencadenada por la unidad de control ha sido correcta o no. El sensor generador de imagen se utiliza para registrar una escena en una zona espacial de la grifería, por ejemplo, en una zona de salida de la grifería.

La grifería puede ser, por ejemplo, un grifo de agua, una grifería de entrada de ducha o bañera, pero también una parte (por ejemplo, una salida) de un dispensador de jabón, loción o desinfectante, o también una parte (por ejemplo, una tobera de aire) de un secador de manos o de pelo.

En una variante de realización de la grifería, el al menos un sensor generador de imagen es una cámara 2D o 3D/estéreo (óptica) (para el rango de luz visible), una cámara de imágenes térmicas (para el rango de luz infrarroja/IR), un sensor ultrasónico, un sensor de radar o un sensor láser de medición de distancias, en particular un sensor LIDAR (= light detection and ranging) o ToF (= time of flight) o un escáner láser, o una combinación de los tipos de sensor mencionados. Si solo se utiliza un (elemento) sensor para detectar una escena en un área espacial de la grifería, está concebido en particular para explorar sucesivamente (y periódicamente) el área espacial (es decir, escanearla espacialmente), por ejemplo, cambiando la dirección en la que se recibe una señal de sensor a lo largo del tiempo con el fin de registrar una imagen bidimensional (o tridimensional) del área espacial (formada por varios píxeles o vóxeles). Por ejemplo, también puede utilizarse una combinación de una cámara óptica 2D y un sensor ToF (que pueden orientarse en diferentes direcciones espaciales) para la medición adicional de distancias; en particular, también puede utilizarse una multiplicidad de sensores ToF para determinar varias distancias en diferentes direcciones simultáneamente.

La grifería puede, por ejemplo, comprender adicionalmente una unidad de iluminación para el alumbrado de objetos, comprendiendo la unidad de iluminación en particular uno o varios LED (diodos emisores de luz) o diodos láser o una fuente de luz ultravioleta/UV o infrarroja/IR.

En otra variante de realización, la grifería presenta adicionalmente una unidad de procesamiento de imágenes para realizar el reconocimiento de objetos. La unidad de procesamiento de imágenes puede, por ejemplo, comprender un microprocesador/controlador (MPU/MCU) o un procesador de señales (DSP), siendo éstos programables.

Alternativamente (o adicionalmente), la unidad de procesamiento de imágenes también puede comprender hardware específico de la aplicación, como un ASIC o FGPA (field-programmable gate array / matriz de puerta programable en campo). La unidad de procesamiento de imágenes también puede estar implementada como parte de la unidad de control. La unidad de procesamiento de imágenes y/o la unidad de control pueden denominarse en general procesador (o procesadores) de la grifería.

En otra variante de realización, la grifería comprende adicionalmente una unidad de comunicación para enviar la al menos una señal de salida del al menos un sensor generador de imagen a una unidad de procesamiento de imágenes remota, por ejemplo un servidor, en particular en la nube, para el reconocimiento de objetos y para recibir un resultado del reconocimiento de objetos.

En otra variante de realización de la grifería, la red neuronal/red fue entrenada antes de la puesta en servicio de la grifería (por ejemplo, por el fabricante).

En otra variante de realización de la grifería, puede llevarse a cabo el denominado "aprendizaje reforzado" para la red neuronal/red de autoaprendizaje. Para la red neuronal/red de autoaprendizaje, el usuario proporciona una respuesta a la unidad de control o a la unidad de procesamiento de imágenes o a la unidad que realiza el reconocimiento de objetos, con la que el usuario indica si la acción desencadenada por la unidad de control fue correcta o no. En una variante de realización, la respuesta del usuario es registrada por el sensor generador de imagen, consistiendo la respuesta del usuario, en particular, en que el usuario tapa el sensor generador de imagen con la mano durante un breve tiempo si la acción desencadenada ha sido incorrecta.

En otra variante de realización, la grifería presenta adicionalmente un micrófono con el que el usuario puede, en particular, dar una respuesta a la unidad de control, estando la unidad de control realizada, en particular, para reconocer sonidos de aplausos y/o silbidos a base de una señal de salida del micrófono.

En otra variante de realización de la grifería, la unidad de procesamiento de imágenes está configurada para realizar como parte de un reconocimiento de objetos una clasificación de objetos con el fin de asignar el objeto a una determinada clase de entre una multiplicidad de clases predefinidas. Cada clase de objetos comprende un determinado tipo de objetos.

En otra variante de realización de la grifería, pueden reconocerse por medio de la clasificación de objetos diferentes clases de utensilios de cocina, como por ejemplo platos, vasos, tazas, cubiertos, ollas, sartenes, etc., o de extremidades, como por ejemplo manos (incluidos dedos individuales), brazos, pies o piernas, del usuario de la grifería o de utensilios de limpieza, como por ejemplo un cepillo de limpieza, una esponja de limpieza, lana de acero o un trapo de limpieza.

En otra variante de realización de la grifería, la unidad de procesamiento de imágenes está configurada para determinar al menos una propiedad del objeto, como la transparencia, el color, el tamaño o el grado de suciedad. En otra variante de realización de la grifería, la unidad de procesamiento de imágenes está configurada para determinar una posición, en particular relativa a una posición de referencia, y/o un movimiento del objeto.

En otra variante de realización de la grifería, la unidad de control está configurada para desencadenar una acción determinada del elemento sanitario en función de la clasificación del objeto y/o la propiedad del objeto y/o la posición del objeto y/o el movimiento del objeto.

En otra variante de realización de la grifería, pueden desencadenarse una o varias de las siguientes acciones:

- seleccionar un preajuste del elemento sanitario y ejecutar un comportamiento del elemento sanitario, definido de acuerdo con el preajuste;

- dispensar una cantidad determinada de un fluido;

- dispensar una determinada cantidad de un fluido por unidad de tiempo;

- dispensar un fluido con una temperatura máxima, mínima o preferente preajustada del fluido que ha de ser dispensado;

- dispensar un fluido determinado de entre una multiplicidad (es decir, dos o más) de fluidos diferentes, en particular en función de una posición del objeto, como por ejemplo una mano del usuario;

- encender y/o apagar la dispensación de un fluido.

Por fluidos se entienden gases (por ejemplo, aire u ozono), líquidos (por ejemplo, agua o desinfectantes) y/o mezclas de gas y líquido (agua con gas). En lugar de fluidos, la grifería también puede estar realizada para la dispensación de sólidos de grano fino (como, por ejemplo, polvo o arena). Sin embargo, en relación con la presente invención, los líquidos también pueden incluir sustancias viscosas como jabones, lociones, cremas y pastas.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, una disposición de grifería comprende una instalación sanitaria y una grifería de acuerdo con una de las formas de realización mencionadas anteriormente, en donde el (al menos un) sensor generador de imagen está dispuesto de tal manera que una zona de entrada, en particular para dispensar un fluido, y/o una zona de salida, en particular para evacuar el fluido dispensado, de la grifería es/son detectables por el (al menos un) sensor generador de imagen.

En una variante de realización de la grifería, la instalación sanitaria es un lavabo o una pila, un bidé, una ducha, una bañera, un dispensador de jabón, un dispensador de loción, un dispensador de desinfectante, un secador de manos, un secador de pelo, un inodoro, un inodoro con ducha, un urinario, una máquina expendedora de bebidas o una instalación de lavado.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, un procedimiento para desencadenar una acción de un elemento sanitario de una grifería de acuerdo con una de las formas de realización mencionadas anteriormente comprende los siguientes pasos:

- la detección de una escena en el elemento sanitario con al menos un sensor generador de imagen, en particular en una zona de entrada y/o una zona de salida de la grifería, en donde la escena se detecta por medio de una o varias imágenes como salida del al menos un sensor generador de imagen, en donde, en particular en el caso de varias imágenes, éstas se graban de forma escalonada en el tiempo, por ejemplo como película o vídeo, o (simultáneamente) desde diferentes ángulos de visión;

- la realización de un reconocimiento de objetos para reconocer al menos un objeto en la escena, como por ejemplo la mano de un usuario de la grifería, un utensilio de cocina o un utensilio de limpieza; y

- el desencadenamiento de una acción del elemento sanitario en función del reconocimiento de objetos, en donde el reconocimiento de objetos se realiza por medio de una red neuronal, la red neuronal es una red neuronal de autoaprendizaje y el usuario da una respuesta sobre si la acción desencadenada ha sido correcta o no.

Durante el procedimiento, por ejemplo, la escena puede alumbrarse por medio de una unidad de iluminación, en particular uno o varios LED o diodos láser o una fuente de luz UV o IR.

En el procedimiento, por ejemplo, la escena detectada por el al menos un sensor generador de imagen puede enviarse como salida del al menos un sensor generador de imagen a una unidad de procesamiento de imágenes remota, por ejemplo, un servidor, en particular en la nube (es decir, una infraestructura informática disponible a través de Internet, por ejemplo), para el reconocimiento de objetos, y un resultado del reconocimiento de objetos puede ser recibido por la unidad de procesamiento de imágenes remota.

En el procedimiento, el reconocimiento de objetos puede realizarse, por ejemplo, por medio de una red neuronal/red, en particular mediante una red neuronal/red entrenada antes de la puesta en servicio de la instalación (por ejemplo, por el fabricante).

Por ejemplo, se puede realizar una clasificación de objetos como parte del reconocimiento de objetos para asignar un objeto a una determinada clase de entre una multiplicidad de clases predefinidas.

En el procedimiento, por ejemplo, pueden reconocerse por medio de la clasificación de objetos diferentes clases de utensilios de cocina, como por ejemplo platos, vasos, tazas, cubiertos, ollas, sartenes, etc., o de extremidades, como por ejemplo manos (incluidos dedos individuales), brazo, pies y piernas, de un usuario de la grifería o de utensilios de limpieza, como por ejemplo un cepillo de limpieza, una esponja de limpieza, lana de acero o un trapo de limpieza. En el procedimiento, por ejemplo, puede determinarse al menos una propiedad de un objeto, como la transparencia, el color, el tamaño o el grado de suciedad.

En el procedimiento, por ejemplo, se puede determinar una posición, en particular relativa a una posición de referencia, y/o un movimiento de un objeto.

En el procedimiento, puede desencadenarse una determinada acción del elemento sanitario, por ejemplo, en función de la clasificación del objeto y/o de la propiedad del objeto y/o de la posición del objeto y/o del movimiento del objeto. En el procedimiento, la acción puede incluir, por ejemplo, al menos uno de los siguientes:

- seleccionar un preajuste del elemento sanitario y ejecutar un comportamiento del elemento sanitario, definido de acuerdo con el preajuste;

- dispensar una cantidad determinada de un fluido;

- dispensar una determinada cantidad de un fluido por unidad de tiempo;

- dispensar un fluido con una temperatura máxima, mínima o preferente preajustada del fluido que ha de ser dispensado;

- dispensar un fluido determinado de entre una multiplicidad (es decir, dos o más) de fluidos diferentes, en particular en función de una posición del objeto, como por ejemplo una mano del usuario;

- encender y/o apagar la dispensación de un fluido.

En una variante de realización, el procedimiento comprende adicionalmente al menos uno de los siguientes pasos: - la grabación con el (al menos un) sensor generador de imagen o con una cámara separada (independiente de la grifería), por ejemplo la cámara de un smartphone, de imágenes (o de una película o un vídeo) de un objeto nuevo, es decir, hasta entonces desconocido;

- la transmisión de datos de entrenamiento, por ejemplo, las imágenes (o la película o el vídeo) previamente grabadas de un objeto nuevo, es decir, hasta entonces desconocido, a un servidor (remoto), opcionalmente con una indicación relativa a la clase (de objeto) a la que están asignados los datos de entrenamiento;

- el procesamiento de datos de entrenamiento para crear una red neuronal/red entrenada, por ejemplo, en forma de un modelo TensorFlow Lite;

- la transmisión de una red neuronal/red entrenada, por ejemplo en forma de un modelo TensorFlow Lite, desde el servidor (remoto) a la grifería;

- la asignación de un determinado objeto (o un gesto relacionado con este objeto) a una determinada acción para la unidad de control, en particular por parte del usuario, por ejemplo, por medio de una app web o una app móvil (software de aplicación para dispositivos móviles) en un smartphone.

Breve descripción de los dibujos

Los ejemplos de realización no limitantes de la presente invención se explican con más detalle a continuación con la ayuda de figuras. Muestran:

La figura 1 una representación esquemática de un primer ejemplo de realización de una grifería de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria;

la figura 2a) un alzado lateral de un segundo ejemplo de realización de una grifería de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria, como por ejemplo un lavabo o fregadero;

b) una representación en una vista desde abajo del segundo ejemplo de realización;

la figura 3 una representación esquemática de un tercer ejemplos de realización de una grifería de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria, como por ejemplo un lavabo en un cuarto de baño o aseo público;

la figura 4 una representación esquemática de un cuarto ejemplo de realización de una grifería de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria, como por ejemplo un lavabo en un cuarto de baño o aseo público;

la figura 5 una representación del segundo ejemplo de realización, que ilustra un caso de aplicación para el lavado de manos;

la figura 6 una representación del segundo ejemplo de realización, que ilustra un caso de aplicación para lavar vajilla sucia;

la figura 7 una representación del segundo ejemplo de realización, que ilustra un caso de aplicación para llenar una taza de té con agua caliente;

la figura 8 una representación del segundo ejemplo de realización, que ilustra un caso de aplicación para llenar un vaso medidor con agua fría;

la figura 9 una representación esquemática de un quinto ejemplo de realización de una grifería de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria, como una ducha en un cuarto de baño o una sala de duchas pública; y

la figura 10 una representación esquemática de un sexto ejemplo de realización de una grifería de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria con dos salidas para dos líquidos diferentes.

En las figuras, los mismos signos de referencia representan los mismos elementos.

Descripción detallada de la invención

Para explicar el principio básico de la presente invención, la figura 1 muestra una representación esquemática de un primer ejemplo de realización simple de una grifería 1 de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria, como por ejemplo un lavabo para un cuarto de baño o un fregadero para una cocina. En el presente caso, la grifería 1 es, a modo de ejemplo, una grifería de salida (también denominado grifo de agua). La grifería 1 comprende un elemento sanitario 4 en forma de un tubo con una salida 17 para un líquido 11, por ejemplo agua. El caudal del líquido 11 que sale por la salida 17 se regula mediante una válvula (no representada en la figura 1). La válvula a su vez es ajustada por una unidad de control 3. Normalmente, el control de la válvula se efectúa a través de un elemento de mando manual que debe ser accionado por un usuario. Alternativamente, la válvula se activa automáticamente, por ejemplo, por medio de un sensor de proximidad, como por ejemplo un sensor de infrarrojos/IR. De acuerdo con la presente invención, un sensor de imagen 5, como por ejemplo una cámara, se utiliza ahora para activar la válvula a través de la unidad de control 3. Para ello, se analiza la señal de salida del sensor generador de imagen 5, por ejemplo, una (o varias) imagen(es) 2D o una película o un vídeo (es decir, una secuencia temporal de imágenes) y se realiza un reconocimiento de objetos, por ejemplo, para detectar la presencia de manos 7 bajo la salida 17. En función del resultado del reconocimiento de objetos, la válvula se abre a través de la unidad de control 3 para que el usuario pueda lavarse las manos 7. Tan pronto como el usuario retira las manos 7 de la zona de entrada 13 que es registrada y vigilada por el sensor generador de imagen 5, esto es detectado por el reconocimiento de objetos y la válvula se cierra de nuevo a través de la unidad de control 3 para que no salga más líquido 11 por la salida 17.

La ventaja del reconocimiento de objetos es que se pueden llevar a cabo distintas acciones en función del objeto reconocido y de su(s) movimiento(s). Por ejemplo, el caudal de agua puede ser controlado por el sensor generador de imagen 5 en función de la distancia del objeto 7 (por ejemplo, las manos) - por ejemplo, cuanto más lejos estén las manos de la cámara 5, más agua se dispensará por unidad de tiempo. Además, por ejemplo, en un grifo mezclador, es decir, una válvula combinada de salida de agua caliente y fría, la temperatura del agua puede ajustarse, por ejemplo, en función de un movimiento del objeto 7, por ejemplo, un movimiento/desplazamiento de las manos 7 hacia la derecha conduce a agua más fría y un movimiento/desplazamiento de las manos 7 hacia la izquierda conduce a agua más caliente.

La figura 2 muestra a) un alzado lateral y b) una vista desde abajo de un segundo ejemplo de realización de una grifería 1 de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria, como por ejemplo un lavabo o fregadero. Al igual que en el ejemplo de la figura 1, el sensor de imagen 5 (por ejemplo, la cámara) también está dispuesto aquí en el tubo de salida cerca de la salida 17 del elemento sanitario 4, en la figura 2 por encima de la salida 17 y en la figura 1 por debajo de la salida 17, de modo que la zona de entrada 13 puede ser detectada completamente por el sensor de imagen 5 (por ejemplo, la cámara).

La figura 3 muestra una representación esquemática de un tercer ejemplo de realización de una grifería 1 de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria, como un lavabo 2 en un cuarto de baño. La señal (por ejemplo, imagen o película o vídeo) registrada por el sensor generador de imagen 5 (por ejemplo, cámara) se transmite a una unidad de procesamiento de imágenes 8 para el reconocimiento de objetos. La unidad de procesamiento de imágenes 8 puede estar dispuesta directamente en el sensor generador de imagen 5 (por ejemplo, en un módulo electrónico común) o puede ser una unidad independiente, dispuesta por ejemplo de forma separada del tubo de salida. La transmisión de señales/datos entre el sensor generador de imagen 5 (por ejemplo, la cámara) y la unidad de procesamiento de imágenes 8 puede tener lugar por cable o de forma inalámbrica (en la figura 3 se muestra como "radio flash"). La unidad de procesamiento de imágenes 8 puede, por ejemplo, estar dispuesta junto con la unidad de control 3 (por ejemplo, en un módulo electrónico común o ambas realizadas por un procesador común). Alternativamente, el reconocimiento de objetos también puede llevarse a cabo en un servidor remoto, como un servidor en la nube 10. La conexión puede ser inalámbrica (por ejemplo, mediante infrarrojos, Bluetooth, WLAN, radio móvil) o por cable (por ejemplo, mediante bus de red de área de controlador (CAN), Ethernet), en particular a través de Internet. Para permitir el acoplamiento inalámbrico del sensor generador de imagen 5 (por ejemplo, una cámara), la grifería 1 comprende adicionalmente una unidad de comunicación inalámbrica 9 (transmisor/receptor, transceptor).

La figura 3 muestra una representación esquemática de un cuarto ejemplo de realización de una grifería 1 de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria, como por ejemplo un lavabo 2 en un cuarto de baño. En comparación con el tercer ejemplo de realización de acuerdo con la figura 3, aquí el sensor generador de imagen 5 (por ejemplo, una cámara) no está dispuesto en el tubo de salida 4, sino que está montado en una pared y orientado en dirección a la zona de entrada 13 (así como la zona de salida 14). Adicionalmente, la grifería 1 comprende una unidad de iluminación 6, que está dispuesta en el tubo de salida 4. Sirve para iluminar la zona de entrada 13 (así como la zona de salida 14) de modo que el sensor generador de imagen 5 pueda grabar una imagen con el mayor contraste posible, lo que facilita el reconocimiento de objetos. La luz emitida por la unidad de iluminación 6 se adapta al rango de detección del sensor generador de imagen 5. Pero la unidad de iluminación 6 también puede servir como iluminación de trabajo para el usuario y, por ejemplo, como indicación/indicador, por ejemplo, una luz roja significa agua caliente y una luz azul significa agua fría, y una luz intermitente indica un fallo.

Como parte del reconocimiento de objetos, por ejemplo, se lleva a cabo una clasificación de objetos para asignar un objeto a una determinada clase de entre una multiplicidad de clases predefinidas. Cada clase de objeto comprende un determinado tipo de objeto, como por ejemplo utensilios de cocina (por ejemplo, platos, vasos, tazas, cubiertos, ollas, sartenes, etc.) o extremidades (por ejemplo, manos, dedos, brazos, pies o piernas) de un usuario de la grifería o utensilios de limpieza (por ejemplo, cepillo de limpieza, esponja de limpieza, lana de acero o trapo de limpieza).

En función del objeto detectado, pueden activarse entonces diferentes acciones del elemento sanitario. Es decir que a cada objeto (o cada tipo de objeto) se asigna una acción determinada.

El reconocimiento de objetos se realiza mediante una red neuronal o red de autoaprendizaje.

La red neuronal fue entrenada preferentemente antes de la puesta en servicio de la válvula (por ejemplo, por el fabricante de la válvula). Es decir que los ajustes de la red neuronal se determinaron, por ejemplo, con la ayuda de datos de entrenamiento. Los datos de entrenamiento para entrenar la red neuronal se componen de señales/datos de salida del sensor generador de imagen 5 y respectivamente de una asignación a un (conocido) (denominado "etiquetado de datos" en el campo del aprendizaje automático). Como ya se ha mencionado, el entrenamiento de la red neuronal se realiza fuera de línea y suele llevarse a cabo con la ayuda de potentes ordenadores (por ejemplo, en la nube) y herramientas de software especializadas. El reconocimiento local de objetos (por ejemplo, mediante "inferencia" por medio de la red neuronal) en la grifería ofrece la ventaja de que las imágenes grabadas no tienen que transmitirse a un servidor externo, lo que es preferente en particular por motivos de protección de datos y privacidad. Es concebible que el usuario registre datos de entrenamiento para nuevos objetos que deban reconocerse por medio del sensor generador de imagen y los transmita a un servicio (automático) que envía al usuario nuevos ajustes (por ejemplo, en forma de modelo "TensorFlow Lite") para la red neuronal o un nuevo firmware para el reconocimiento o la clasificación de objetos.

Las figuras 5 a 8 muestran ahora cómo con la ayuda de la grifería de acuerdo con la invención pueden reconocer diversos objetos conforme a la variante de realización mostrada en la figura 2, que luego conducen a acciones correspondientemente asignadas del elemento sanitario.

En la figura 5, un usuario mantiene las manos 7 bajo el grifo de agua 4. En cuanto la cámara 5 reconoce las manos 7 en la zona de entrada 13, se enciende el agua 11. Cuando el usuario retira las manos 7 de la zona de entrada 13, el agua 11 vuelve a apagarse. Los movimientos de las manos (por ejemplo, determinados gestos) pueden desencadenar además acciones adicionales, como por ejemplo calentar o enfriar el agua, aumentar o disminuir el caudal de agua o encender o apagar la ducha. En particular, durante la evaluación de los gestos se reconocen determinados patrones de movimiento (dirección/velocidad). Por ejemplo, abrir la mano / las manos (de puño a dedos extendidos) puede desencadenar la acción de dispensar una porción de jabón o desinfectante.

En la figura 6, un usuario sostiene un plato sucio 7 bajo el grifo de agua 4. En cuanto la cámara 5 reconoce el plato 7 sucio en la zona de entrada 13, se conecta el agua templada/caliente 11 (en lugar de fría). Adicionalmente, se puede añadir además detergente al agua 11, especialmente si se reconoce que el plato 7 está (muy) sucio, ya que el reconocimiento de objetos también permite determinar las propiedades de un objeto, como por ejemplo el grado de suciedad. También en este caso, el agua 11 se vuelve a apagar en cuanto el usuario retira el plato 7 (ahora limpio) de la zona de entrada 13.

En la figura 7, un usuario sostiene una taza de té 7 bajo el grifo de agua 4. En cuanto la cámara 5 reconoce la taza de té 7 en la zona de entrada 13, se enciende el agua 11 caliente / hirviendo. El reconocimiento de objetos también permite determinar las propiedades del objeto, como su transparencia, color y/o tamaño. De esta manera, por un lado, se puede distinguir entre tazas de distintos tamaños y colores, por ejemplo, de cristal o cerámica, de modo que se vierta la cantidad adecuada de agua caliente / hirviendo. El llenado también puede anularse alejando la taza 7 del chorro de agua. En cuanto la grifería 1 detecta que la distancia entre el chorro de agua y el borde de la taza ha cambiado o que esta distancia desciende por debajo de un valor determinado, el agua 11 se apaga automáticamente. Por razones de seguridad, el agua hirviendo 11 también puede apagarse inmediatamente en cuanto se detecta la mano del usuario en la zona de entrada 13 (-> función de seguridad de desconexión de emergencia).

En la figura 8, un usuario sostiene un vaso medidor 7 bajo el grifo de agua 4. En cuanto la cámara 5 reconoce el vaso medidor 7 en la zona de entrada 13, se enciende el agua 11 fría. Adicionalmente, el usuario puede indicar cuánto debe llenarse el vaso medidor 7 con agua 11 (por ejemplo, un cuarto, la mitad, tres cuartos o completamente lleno) extendiendo la mano con, por ejemplo, 1 a 4 dedos estirados. En cambio, si el usuario sostiene una olla con ambas manos bajo el grifo de agua 4 en la zona de entrada 13, se llena de agua 11 hasta que la olla vuelva a retirarse del chorro de agua.

La figura 9 muestra una aplicación de la grifería 1 de acuerdo con la invención en una ducha 2. En cuanto la cámara 5 reconoce a una persona 15 o, en particular, su cabeza o torso 7 bajo la ducha en la zona de entrada 13, se deja salir agua 11. La temperatura y la fuerza del chorro de agua pueden ser ajustadas por la persona 15 mediante gestos de la mano, por ejemplo. También es posible ajustar la posición (por ejemplo, la altura encima de la cabeza) y/o la orientación de la alcachofa de ducha con respecto a la persona y, dado el caso, seguirla.

De forma análoga a las realizaciones para la aplicación en una ducha, la grifería de acuerdo con la invención también se puede utilizar para un secador de manos o de pelo montado en la pared, por lo que el flujo de aire se puede encender y apagar y la temperatura y la fuerza (así como la dirección) se pueden regular en función del reconocimiento de objetos.

La figura 10 muestra una representación esquemática de un sexto ejemplo de realización de una grifería 1 de acuerdo con la invención para una instalación sanitaria. En una ampliación del primer ejemplo de realización de acuerdo con la figura 1, esta variante tiene dos salidas de líquido 17, 17' para dos líquidos diferentes 11, 11', en donde el primer líquido 11 puede ser, por ejemplo, agua y el segundo líquido 11' puede ser, por ejemplo, jabón o un desinfectante de manos (alcohólico). Si en la zona de entrada 13 que es detectada y controlada por el sensor de imagen 5, el usuario mantiene las manos 7 bajo la primera salida 17 en la posición P1, esto es detectado por el reconocimiento de objetos y la válvula para el primer líquido 11 se abre a través de la unidad de control 3, de modo que, por ejemplo, corre agua 11 para lavarse las manos 7. Si el usuario mueve ahora las manos 7 dentro de la zona de entrada 13 de la posición P1 a la posición P2 por debajo de la segunda salida 17', esto es reconocido por la unidad de procesamiento de imágenes, tras lo cual la unidad de control 3 cierra inmediatamente la válvula para el primer líquido 11 y abre brevemente la válvula para el segundo líquido 11', por ejemplo para dispensar una determinada cantidad de jabón o desinfectante. El segundo líquido 11' puede, por ejemplo, dispensarse también a través de un segundo tubo con la segunda salida de líquido 17', que está dispuesta, por ejemplo, de forma desplazada lateralmente (y hacia atrás) con respecto al tubo para el primer líquido 11. La unidad de procesamiento de imágenes es capaz de determinar las posiciones P1 y P2 del objeto 7 (por ejemplo, las manos), y la unidad de control 3 realiza diferentes acciones en función de la respectiva posición P1, P2 del objeto 7 (por ejemplo, manos).

Si hay que reconocer un determinado objeto (nuevo, desconocido hasta entonces), el usuario puede tomar las imágenes (o películas o vídeos) correspondientes como datos de entrenamiento con la cámara de la grifería (o con otra cámara, por ejemplo, un smartphone). Como ya se ha mencionado anteriormente, estos datos pueden transmitirse a un servidor, que devuelve a la adaptación una red neuronal adecuadamente entrenada (por ejemplo, en forma de un modelo "TensorFlow Lite"). El usuario puede asignar él mismo un determinado objeto (o un gesto relacionado con dicho objeto) a una acción determinada, por ejemplo mediante una app web o una app en su smartphone.

Otros campos de aplicación de la grifería de acuerdo con la invención son concebibles, por ejemplo, en máquinas expendedoras de bebidas o instalaciones de lavado automático. En función del recipiente reconocido (grande, pequeño, transparente, de un color determinado), las máquinas expendedoras de bebidas dispensan distintas bebidas, por ejemplo, agua pura, agua con gas, té, café, sopa, etc.

La grifería propuesta puede utilizarse en instalaciones sanitarias tanto privadas como públicas, siendo posible para la aplicación en el ámbito privado un grado mucho mayor de personalización y una mayor variedad de acciones diferentes para su uso. Pero para el ámbito público, la grifería propuesta también tiene la ventaja de que un montador, instalador o técnico de mantenimiento puede configurar la instalación sin elemento de mando, simplemente a través del sensor generador de imagen integrado (por ejemplo, una cámara) y no necesita para ello ningún aparato especial de configuración/programación.

Lista de signos de referencia

1 Grifería, grifería de salida, grifo de agua, grifería de entrada de ducha

2 Instalación sanitaria, lavabo, ducha

3 Unidad de control, procesador de control

4 Elemento sanitario, tubo (de salida) con válvula

5 Sensor generador de imagen, cámara (2D/3D)

6 Unidad de iluminación, indicación/indicador

7 Objeto, manos, vajilla, utensilios de cocina, cabeza

8 Unidad de procesamiento de imágenes, procesador de imágenes

9 Unidad de comunicación, transmisor/receptor (transceptor)

10 Servidor (en la nube)

11, 11' Líquido (agua, desinfectante, jabón)

12 Disposición de grifería

13 Zona de entrada

14 Zona de salida

15 Usuario

16 Válvula

17, 17' Salida (de líquido)

P1, P2 Posición

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Una grifería (1) para una instalación sanitaria (2), como por ejemplo un lavabo o una pila, un bidé, una ducha, una bañera, un dispensador de jabón, un dispensador de loción, un dispensador de desinfectante, un secador de manos, un secador de pelo, un inodoro, un inodoro con ducha, un urinario, una máquina expendedora de bebidas o una instalación de lavado, que comprende una unidad de control (3) y un elemento sanitario (4) controlable con la unidad de control (3), en donde la grifería (1) presenta al menos un sensor generador de imagen (5) para detectar una escena en el elemento sanitario (4), en donde el al menos un sensor generador de imagen (5) es, en particular, una cámara 2D o 3D, una cámara de imagen térmica, un sensor ultrasónico, un sensor de radar o un sensor láser de medición de distancia, en particular un sensor LIDAR o ToF o un escáner láser, o una combinación de los tipos de sensor mencionados, y la unidad de control (3) está configurada para, en función de un reconocimiento de objetos para reconocer al menos un objeto (7) en la escena, como por ejemplo una mano de un usuario (15) de la grifería (1), un utensilio de cocina o un utensilio de limpieza, desencadenar una acción del elemento sanitario (4) a base de al menos una señal de salida del al menos un sensor generador de imagen (5), en donde el reconocimiento de objetos se realiza por medio de una red neuronal,caracterizada por quela red neuronal es una red neuronal de autoaprendizaje, y por que la grifería (1) está configurada para recibir una respuesta del usuario (15) a la unidad de control (3), con la que el usuario (15) indica si la acción desencadenada por la unidad de control (3) ha sido correcta o no.

2. La grifería (1) según la reivindicación 1,caracterizada por quela respuesta del usuario (15) puede ser grabada por el al menos un sensor generador de imagen (5), consistiendo la respuesta del usuario (15) en particular en que el usuario (15) tapa el al menos un sensor generador de imagen (5) con la mano durante un breve tiempo si la acción desencadenada ha sido incorrecta.

3. La grifería (1) según las reivindicaciones 1 o 2,caracterizada por quela grifería (1) presenta adicionalmente un micrófono, con el que el usuario (15) puede en particular dar una respuesta a la unidad de control (3), estando la unidad de control (3) realizada en particular para reconocer ruidos de aplausos y/o silbidos a base de una señal de salida del micrófono.

4. La grifería (1) según una de las reivindicaciones 1 a 3,caracterizada por quepuede realizarse un aprendizaje por refuerzo.

5. La grifería (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizada por quela grifería (1) presenta adicionalmente una unidad de procesamiento de imágenes (8), estando la unidad de procesamiento de imágenes (8) configurada para llevar a cabo el reconocimiento de objetos por medio de la red neuronal.

6. La grifería (1) según una de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizada por quela grifería (1) comprende adicionalmente una unidad de comunicación (9) para enviar la al menos una señal de salida del al menos un sensor generador de imagen (5) a una unidad de procesamiento de imágenes (8) remota de la grifería (1), por ejemplo un servidor, en particular en la nube (10), para el reconocimiento de objetos y para recibir un resultado del reconocimiento de objetos, estando la unidad de procesamiento de imágenes (8) configurada para llevar a cabo el reconocimiento de objetos por medio de la red neuronal.

7. La grifería (1) según una de las reivindicaciones 1 a 6,caracterizada por quela red neuronal fue entrenada antes de la puesta en servicio de la grifería (1).

8. La grifería (1) según una de las reivindicaciones 5 o 6,caracterizado por quela unidad de procesamiento de imágenes (8) está configurada para realizar como parte del reconocimiento de objetos una clasificación de objetos, con el fin de asignar el objeto (7) a una clase determinada de entre una multiplicidad de clases predefinidas.

9. La grifería (1) según la reivindicación 8,caracterizada por quepor medio de la clasificación de objetos pueden reconocerse diferentes clases de utensilios de cocina, como por ejemplo platos, vasos, tazas, cubiertos, ollas, sartenes, etc., o de extremidades, como por ejemplo manos, brazos, pies o piernas, del usuario (15) de la grifería o de utensilios de limpieza, como por ejemplo un cepillo de limpieza, una esponja de limpieza, lana de acero o un trapo de limpieza.

10. La grifería (1) según una de las reivindicaciones 5, 6, 8 y 9,caracterizada por quela unidad de procesamiento de imágenes (8) está configurada para determinar al menos una propiedad del objeto (7), como por ejemplo la transparencia, el color, el tamaño o el grado de suciedad.

11. La grifería (1) según una de las reivindicaciones 5, 6, 8, 9 y 10,caracterizada por quela unidad de procesamiento de imágenes (8) está configurada para determinar una posición, en particular relativa a una posición de referencia, y/o un movimiento del objeto (7).

12. La grifería (1) según una de las reivindicaciones 8 a 11,caracterizada por quela unidad de control (3) está configurada para desencadenar una acción determinada del elemento sanitario (4) en función de la clasificación del objeto y/o de la propiedad del objeto (7) y/o de la posición del objeto (7) y/o del movimiento del objeto (7).

13. La grifería (1) según la reivindicación 12,caracterizada por quepueden desencadenarse una o varias de las siguientes acciones:

- seleccionar un preajuste del elemento sanitario (4) y ejecutar un comportamiento del elemento sanitario (4), definido de acuerdo con el preajuste;

- dispensar una determinada cantidad de un fluido (11);

- dispensar una determinada cantidad de un fluido (11) por unidad de tiempo;

- dispensar un fluido (11) con una temperatura máxima, mínima o preferente preajustada del fluido (11) que ha de ser dispensado;

- dispensar un fluido (11) determinado de entre una multiplicidad de diferentes fluidos, en particular en función de una posición del objeto (7);

- encender y/o apagar la dispensación de un fluido (11).

14. Una disposición de grifería (12) que comprende una instalación sanitaria (2) y una grifería (1) según una de las reivindicaciones 1 a 13, en la que el sensor generador de imagen (5) está dispuesto de tal manera que una zona de entrada (13), en particular para dispensar un fluido (11), y/o una zona de salida (14), en particular para evacuar el fluido (11) dispensado, de la grifería (1) es/son detectables por el sensor generador de imagen (5).

15. Una disposición de grifería (12) de acuerdo con la reivindicación 14, en la que la instalación sanitaria (2) es un lavabo o una pila, un bidé, una ducha, una bañera, un dispensador de jabón, un dispensador de loción, un dispensador de desinfectante, un secador de manos, un secador de pelo, un inodoro, un inodoro con ducha, un urinario, una máquina expendedora de bebidas o una instalación de lavado.

16. Un procedimiento para desencadenar una acción de un elemento sanitario (4) de una grifería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende los pasos de:

- la detección de una escena en el elemento sanitario (4) con al menos un sensor generador de imagen (5), en particular en una zona de entrada (13) y/o una zona de salida (14) de la grifería (1), en donde la escena se detecta por medio de una o varias imágenes como salida del al menos un sensor generador de imagen (5), en donde, en particular en el caso de varias imágenes, éstas se graban de forma escalonada en el tiempo, por ejemplo como película o vídeo, o desde diferentes ángulos de visión;

- la realización de un reconocimiento de objetos para reconocer al menos un objeto (7) en la escena, como por ejemplo la mano de un usuario (15) de la grifería (1), un utensilio de cocina o un utensilio de limpieza; y

- el desencadenamiento de una acción del elemento sanitario (4) en función del reconocimiento de objetos,

en donde el reconocimiento de objetos se realiza por medio de una red neuronal,caracterizado por quela red neuronal es una red neuronal de autoaprendizaje y por que el usuario (15) da una respuesta sobre si la acción desencadenada ha sido correcta o no.

17. El procedimiento según la reivindicación 16, que comprende adicionalmente al menos uno de los siguientes pasos:

- la grabación con el al menos un sensor generador de imagen (5) o con una cámara separada, independiente de la grifería (1), por ejemplo la cámara de un smartphone, de imágenes de un nuevo objeto (7) nuevo, hasta entonces desconocido;

- la transmisión de datos de entrenamiento, en particular, las imágenes previamente grabadas de un objeto (7) nuevo, hasta entonces desconocido, a un servidor (10), en particular con una indicación relativa a la clase de objeto a la que están asignados los datos de entrenamiento;

- el procesamiento de datos de entrenamiento para crear una red neuronal entrenada, en particular, en forma de un modelo TensorFlow Lite;

- la transmisión de una red neuronal entrenada, en particular en forma de un modelo TensorFlow Lite, desde el servidor (10) a la grifería (1);

- la asignación de un determinado objeto (7) o un gesto relacionado con este objeto (7) a una determinada acción para la unidad de control (3), en particular por parte del usuario (15), por ejemplo, por medio de una app web o una app móvil en un smartphone.