DE102022201725A1

DE102022201725A1 - Method of manufacturing a vibration detection system, computer program product and manufacturing system

Info

Publication number: DE102022201725A1
Application number: DE102022201725.0A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ens; Tim Scherer; Stefan von Dosky
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2022-02-18
Filing date: 2022-02-18
Publication date: 2023-08-24
Also published as: WO2023156273A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum Herstellen eines Vibrationserfassungssystems (90) mit zumindest einem Beschleunigungssensor (10), der in einem schwingenden Bereich (24) einer Vorrichtung (20) angeordnet ist. Das Verfahren (100) umfasst einen ersten Schritt (110), in dem ein Bereitstellen der Vorrichtung (20) in einem aktiven Betriebszustand erfolgt und zumindest ein teilweises optisches Erfassen (35) des schwingenden Bereichs (24) der Vorrichtung (20) mittels einer einstellbaren Erfassungsvorrichtung (30). Weiter umfasst das Verfahren (100) einen zweiten Schritt (120), in dem ein Erkennen eines verschmierten Bildbereichs (36) und/oder eines Bildbereichs mit Intensitätsänderung (38) und Ermitteln zumindest eines Amplitudenwerts (17) erfolgt. Des Weiteren weist das Verfahren (100) einen dritten Schritt (130) auf, in dem ein Montagebereich (42) für den Beschleunigungssensor (10) im schwingenden Bereich (24) der Vorrichtung (20) anhand des zumindest einen Amplitudenwerts (17) erkannt wird. Ferner umfasst das Verfahren (100) einen vierten Schritt (140), in dem ein Ausgeben des Montagebereichs (42) und Befestigen des Beschleunigungssensors (10) im ausgegebenen Montagebereich (42) erfolgt. Die Erfindung betrifft ebenso ein Computerprogrammprodukt (60), das dazu ausgebildet ist, ein entsprechendes Verfahren (100) durchzuführen. Ebenso betrifft die Erfindung ein System (80) zum Herstellen eines entsprechenden Vibrationserfassungssystems (90).

The invention relates to a method (100) for producing a vibration detection system (90) with at least one acceleration sensor (10) which is arranged in a vibrating area (24) of a device (20). The method (100) comprises a first step (110), in which the device (20) is provided in an active operating state and at least a partial optical detection (35) of the oscillating region (24) of the device (20) by means of an adjustable detection device (30). The method (100) further comprises a second step (120) in which a blurred image area (36) and/or an image area with a change in intensity (38) is recognized and at least one amplitude value (17) is determined. Furthermore, the method (100) has a third step (130), in which a mounting area (42) for the acceleration sensor (10) in the oscillating area (24) of the device (20) is identified using the at least one amplitude value (17). . The method (100) also includes a fourth step (140), in which the assembly area (42) is output and the acceleration sensor (10) is fastened in the output assembly area (42). The invention also relates to a computer program product (60) which is designed to carry out a corresponding method (100). The invention also relates to a system (80) for producing a corresponding vibration detection system (90).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Vibrationserfassungssystems und ein dazu eingerichtetes Computerprogrammprodukt. Die Erfindung betrifft auch ein System, das zu einem Durchführen des Verfahrens ausgebildet ist.The invention relates to a method for producing a vibration detection system and a computer program product set up for this purpose. The invention also relates to a system that is designed to carry out the method.

Die Druckschrift US 10,153,796 B2 offenbart ein Verfahren zur Verarbeitung von photoplethysmographischen Signalen in einem Fahrzeug, die über entsprechende Sensoren gewonnen werden. Eine Mehrzahl von photoplethysmographischen Signalen wird aggregiert und ein Noise-Signal empfangen. Basierend hierauf werden Bewegungsartefakte erkannt.The pamphlet U.S. 10,153,796 B2 discloses a method for processing photoplethysmographic signals in a vehicle, which are obtained via appropriate sensors. A plurality of photoplethysmographic signals are aggregated and a noise signal is received. Based on this, motion artifacts are detected.

Aus dem Dokument US 6,628,898 B2 ist eine optische Vorrichtung bekannt, die über einen Sensor verfügt, der dazu ausgebildet ist, eine Vibration der optischen Vorrichtung zu erkennen. Die optische Vorrichtung verfügt auch über eine Schmier- oder Schlierenkorrektur, die basierend auf Signalen des Sensors ansteuerbar ist. Die optische Vorrichtung ist mit einer Steuereinheit versehen, die dazu ausgebildet, zu erkennen, ob ein Benutzer in einer vorliegenden Betriebssituation einen Sucher oder ein Display benutzt.From the document U.S. 6,628,898 B2 an optical device is known which has a sensor which is designed to detect a vibration of the optical device. The optical device also has a smear or streak correction that can be controlled based on signals from the sensor. The optical device is provided with a control unit which is designed to recognize whether a user is using a viewfinder or a display in a given operating situation.

Zur Erfassung und Diagnose eines Betriebszustands von Vorrichtungen, insbesondere in einem industriellen Anwendungsgebiet, werden Vibrationserfassungssysteme eingesetzt. Die Güte einer damit vorgenommenen Vibrationsmessung hängt unter anderem von der Positionierung der zugehörigen Sensoren an der zu überwachenden Vorrichtung ab. An Vorrichtungen in industriellen Anwendungen werden zunehmende Anforderungen in puncto Zuverlässigkeit gestellt, was wiederum Vibrationsmesssysteme mit gesteigerter Messgenauigkeit verlangt. Es besteht ein Bedarf an Vibrationserfassungssystemen, die schnell und in einfacher Weise aufbaubar sind und gleichzeitig zuverlässig eine gesteigerte Messgenauigkeit bieten. Gleichzeitig werden gesteigerte Anforderungen an die Kosteneffizienz gestellt. Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, eine Möglichkeit bereitzustellen, die in zumindest einem der dargelegten Aspekte eine Verbesserung bietet.Vibration detection systems are used to detect and diagnose an operating state of devices, in particular in an industrial application area. The quality of a vibration measurement carried out with it depends, among other things, on the positioning of the associated sensors on the device to be monitored. Increasing demands are being placed on devices in industrial applications in terms of reliability, which in turn requires vibration measurement systems with increased measurement accuracy. There is a need for vibration sensing systems that are quick and easy to set up while reliably providing increased measurement accuracy. At the same time, increased demands are placed on cost efficiency. The object of the invention is to provide a possibility that offers an improvement in at least one of the aspects presented.

Die Aufgabenstellung wird durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines Vibrationserfassungssystems gelöst. Das Vibrationserfassungssystems umfasst zumindest einen Beschleunigungssensor, der dazu ausgebildet ist, an seinem Montageort eine vorliegende Vibration zu erfassen. Durch die Vibration ist an der Vorrichtung, beispielsweise an einer ihrer Flächen, folglich ein schwingender Bereich ausgebildet, in dem der Beschleunigungssensor anzuordnen ist. Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt, in dem die Vorrichtung, für die das Vibrationserfassungssystem herzustellen ist, in einem aktiven Betriebszustand bereitgestellt. Der aktive Betriebszustand umfasst, dass die Vorrichtung, beispielsweise eine mechanische Applikation wie ein Antrieb, eine Pumpe oder ein Getriebe, aufgebaut und funktionstüchtig ist und in bestimmungsgemäßer Weise betrieben wird. Im aktiven Betriebszustand liegt in der Vorrichtung eine Vibration vor, die von der herzustellenden Vibrationserfassungsvorrichtung zu erkennen ist. Im ersten Schritt wird der schwingende Bereich der Vorrichtung zumindest teilweise optisch erfasst. Dies erfolgt mittels einer einstellbaren Erfassungsvorrichtung. Der von der einstellbaren Erfassungsvorrichtung optisch erfasste schwingende Bereich bestimmt den Bereich, in der ein Montageort für den Beschleunigungssensor zu ermitteln ist.The task is solved by a method according to the invention for producing a vibration detection system. The vibration detection system includes at least one acceleration sensor, which is designed to detect a vibration present at its installation location. As a result of the vibration, an oscillating area is formed on the device, for example on one of its surfaces, in which area the acceleration sensor is to be arranged. The method comprises a first step in which the device for which the vibration detection system is to be manufactured is provided in an active operating state. The active operating state includes that the device, for example a mechanical application such as a drive, a pump or a transmission, is set up and functional and is being operated in the intended manner. In the active operating state, there is a vibration in the device, which can be detected by the vibration detection device to be produced. In the first step, the oscillating area of the device is at least partially optically recorded. This is done using an adjustable detection device. The oscillating area optically recorded by the adjustable detection device determines the area in which a mounting location for the acceleration sensor is to be determined.

Das Verfahren umfasst weiter einen zweiten Schritt, in dem basierend auf dem optischen Erfassen im ersten Schritt ein verschmierter Bildbereich erkannt wird. Durch eine im aktiven Betriebszustand vorliegende Vibration liegt im schwingenden Bereich eine gesteigerte Geschwindigkeit vor. Hierdurch kommt es im von der einstellbaren Erfassungsvorrichtung erfassten Bild zu einem Verschmieren bzw. zu einer Schlierenbildung. Demzufolge ist der schwingende Bereich im entsprechenden Bildbereich mit verringerter Schärfe abgebildet. Das Erkennen des verschmierten Bildbereichs kann anhand geeigneter Algorithmen erfolgen, die beispielsweise in der Fotographietechnik eingesetzt werden. Alternativ oder ergänzend kann im zweiten Schritt im schwingenden Bereich eine Intensitätsänderung im entsprechenden Bildbereich ermittelt werden. Dazu können mehrere Bilder verglichen werden, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfasst sind. Durch die Vibration ist der schwingende Bereich zumindest stellenweise ausgelenkt. Bei gleichbleibendem Lichteinfall an der entsprechenden Stelle ergibt sich eine veränderliche Reflexion, und somit eine veränderliche Intensität an der korrespondierenden Position. Auch dazu kann ein entsprechend ausgebildeter Algorithmus eingesetzt werden, beispielsweise aus der Fotographietechnik. Ausgehend vom erkannten verschmierten Bildbereich und/oder der Intensitätsänderung wird im zweiten Schritt ein Amplitudenwert ermittelt. Der Amplitudenwert stellt ein Maß für den Grad des Verschmierens im entsprechenden Bildbereich bzw. für eine Intensitätsänderung dar. Ferner korrespondiert der Amplitudenwert mit einer an der entsprechenden Position hervorgerufenen Schwingungsamplitude infolge der Vibration im aktiven Betriebszustand.The method also includes a second step, in which a smeared image area is detected based on the optical detection in the first step. Due to a vibration present in the active operating state, there is an increased speed in the oscillating area. This results in smearing or streaking in the image captured by the adjustable capture device. As a result, the vibrating area is imaged with reduced sharpness in the corresponding image area. The smeared image area can be recognized using suitable algorithms that are used, for example, in photography technology. Alternatively or additionally, a change in intensity in the corresponding image area can be determined in the second step in the oscillating area. To do this, multiple images can be compared that were captured at different points in time. Due to the vibration, the oscillating area is deflected at least in places. If the incidence of light remains the same at the corresponding point, there is a variable reflection and thus a variable intensity at the corresponding position. A suitably designed algorithm can also be used for this purpose, for example from photography technology. Based on the detected smeared image area and/or the change in intensity, an amplitude value is determined in the second step. The amplitude value represents a measure of the degree of blurring in the corresponding image area or of a change in intensity. The amplitude value also corresponds to an oscillation amplitude caused at the corresponding position as a result of the vibration in the active operating state.

Ebenso umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einend dritten Schritt, in dem ein Montagebereich für den Beschleunigungssensor im schwingenden Bereich der Vorrichtung erkannt wird. Dies erfolgt zumindest basierend auf dem Amplitudenwert, der im zweiten Schritt ermittelt wird. Je höher der Amplitudenwert ist, umso höher ist die Messgenauigkeit, die bei einer Montage des Beschleunigungssensors an der korrespondierenden Position erzielbar ist. Der Montagebereich kann eine Mehrzahl an Positionen umfassen, an denen ein Amplitudenwert vorliegt, an dem der Beschleunigungssensor in vorteilhafter Weise montierbar ist, also eine angestrebte Messgenauigkeit erreichbar ist. Der Montagebereich kann dabei zusammenhängend ausgebildet sein oder eine Mehrzahl an disjunkten Bereichen umfassen. Weiter umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen vierten Schritt, in dem der im dritten Schritt ermittelte Montagebereich ausgegeben wird. Das Ausgeben des Montagebereichs kann dabei an einen Benutzer erfolgen oder an ein Engineering-System, das beispielsweise dazu ausgebildet ist, einen zum Anbringen des Beschleunigungssensors geeigneten Roboter anzusteuern. Während des vierten Schritts wird der Beschleunigungssensor im ausgegebenen Montagebereich an der Vorrichtung angebracht. Der Beschleunigungssensor kann dabei zerstörungsfrei lösbar oder nur zerstörungsbehaftet lösbar an der Vorrichtung befestigt werden.The method according to the invention also includes a third step, in which a mounting area for the acceleration sensor is identified in the vibrating area of the device. This takes place at least based on the amplitude value that is determined in the second step. The higher the amplitude value, the higher the measurement accuracy that can be achieved when the acceleration sensor is mounted at the corresponding position. The mounting area can include a plurality of positions at which there is an amplitude value at which the acceleration sensor can be mounted in an advantageous manner, ie a desired measurement accuracy can be achieved. In this case, the assembly area can be designed to be continuous or can comprise a plurality of disjunctive areas. The method according to the invention also includes a fourth step, in which the assembly area determined in the third step is output. The assembly area can be output to a user or to an engineering system that is designed, for example, to control a robot that is suitable for attaching the acceleration sensor. During the fourth step, the acceleration sensor is attached to the device in the assigned mounting area. The acceleration sensor can be attached to the device so that it can be detached in a non-destructive manner or can only be detached in a destructive manner.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Montagebereiche, die eine gesteigerte Messgenauigkeit für den zu montierenden Beschleunigungssensor bieten, schnell und zuverlässig selbsttätig identifizierbar. Die Erkennung eines verschmierten Bildbereichs bzw. eine Ermittlung einer Intensitätsänderung ist beispielsweise anhand von verfügbaren Algorithmen aus der Fotographietechnik möglich. Je genauer ein Bereich mit einem erhöhten Amplitudenwert, insbesondere ein lokales Maximum des Amplitudenwerts, erkennbar ist, umso gezielter ist der Beschleunigungssensor positionierbar. Dadurch sind auch Vorrichtungen mit geringen Vibrationen mit Beschleunigungssensoren ausstattbar, die hinreichend genaue Messwerte liefern, die eine zuverlässige Zustandsdiagnose erlauben. Der Amplitudenwert stellt insgesamt ein aussagekräftiges Maß für eine Eignung einer Position zur Montage eines Beschleunigungssensors dar. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, durch vorteilhaftes Positionieren des Beschleunigungssensors, auch an Vorrichtungen Vibrationsanalysen durchzuführen, für die bislang geeigneten Montagebereiche bekannt sind oder höchstens mit erhöhtem Aufwand feststellbar sind. Ebenso erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren es, Beschleunigungssensoren mit reduzierter Messauflösung einzusetzen, was das herzustellende Vibrationserfassungssystem vereinfacht und kosteneffizienter gestaltet. Insgesamt wird durch das erfindungsgemäße Verfahren das technische Potential von Beschleunigungssensoren, und damit von Vibrationserfassungssystemen, stärker ausgeschöpft.By means of the method according to the invention, assembly areas that offer increased measurement accuracy for the acceleration sensor to be assembled can be identified quickly and reliably. The detection of a smeared image area or the determination of a change in intensity is possible, for example, using available algorithms from photography technology. The more precisely an area with an increased amplitude value, in particular a local maximum of the amplitude value, can be identified, the more precisely the acceleration sensor can be positioned. As a result, even devices with low vibrations can be equipped with acceleration sensors that deliver sufficiently accurate measured values that allow a reliable status diagnosis. Overall, the amplitude value represents a meaningful measure of the suitability of a position for mounting an acceleration sensor. By advantageously positioning the acceleration sensor, the method according to the invention also allows vibration analyzes to be carried out on devices for which suitable mounting areas have previously been known or can only be determined with increased effort . The method according to the invention also makes it possible to use acceleration sensors with a reduced measurement resolution, which simplifies the vibration detection system to be produced and makes it more cost-efficient. Overall, the technical potential of acceleration sensors, and thus of vibration detection systems, is more fully exploited by the method according to the invention.

In einer Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens wird der Montagebereich im dritten Schritt erkannt, wenn der zumindest eine Amplitudenwert einen einstellbaren Schwellenwert übersteigt. Der Schwellenwert ist beispielsweise durch den Benutzer oder durch einen Algorithmus einstellbar. Insbesondere kann der Schwellenwert als Absolutwert oder als Relativwert ausgebildet sein. Dadurch kann beispielsweise ein Montagebereich erkannt werden, im dem ein lokales Maximum des Amplitudenwerts vorliegt, wodurch wiederum ein besonders geeigneter Montagebereich identifizierbar ist. Dies erlaubt unter anderem eine Anpassung des Verfahrens an Vorrichtungen, an denen nur geringfügige Amplitudenwerte vorliegen. Ferner kann der Schwellenwert in Abhängigkeit von einer Geräteangabe über den zu montierenden Beschleunigungssensor ausgebildet sein. Dadurch ist beispielsweise ein Abschnitt des schwingenden Bereichs als Montagebereich erkennbar, der den Anforderungen des Beschleunigungssensors genügt. Das beanspruchte Verfahren ist damit in einfacher Weise an die Gegebenheiten der Vorrichtung und/oder des Sensors anpassbar. Das beanspruchte Verfahren ist folglich an eine breite Spanne an Einsatzwecken anpassbar.In one embodiment of the claimed method, the assembly area is recognized in the third step if the at least one amplitude value exceeds an adjustable threshold value. The threshold value can be set by the user or by an algorithm, for example. In particular, the threshold value can be in the form of an absolute value or a relative value. In this way, for example, an assembly area can be identified in which there is a local maximum of the amplitude value, which in turn makes it possible to identify a particularly suitable assembly area. Among other things, this allows the method to be adapted to devices in which only small amplitude values are present. Furthermore, the threshold value can be formed as a function of device information about the acceleration sensor to be installed. As a result, for example, a section of the oscillating area can be identified as a mounting area that satisfies the requirements of the acceleration sensor. The claimed method can thus be easily adapted to the circumstances of the device and/or the sensor. The claimed method is thus adaptable to a wide range of purposes.

Des Weiteren kann im beanspruchten Verfahren der Amplitudenwert im dritten Schritt anhand einer Stärke einer Verschmierung im verschmierten Bereich erkannt werden. Je stärker eine Verschmierung ausgebildet ist, umso höher ist eine Lokalgeschwindigkeit einer Schwingung im schwingenden Bereich. Dementsprechend ist im Bereich einer stärksten Verschmierung ein sogenannter Schwingungsbauch zu erwarten, wo auch die entsprechend höchste Amplitude zu erwarten ist. Je höher die Amplitude ist, umso höher ist der entsprechend ermittelte Amplitudenwert. Die Stärke einer Verschmierung ist durch verfügbare Algorithmen aus der Fotographietechnik zuverlässig und präzise ermittelbar. Das beanspruchte Verfahren beruht somit auch einer physikalisch stets gegebenen Tatsache, die hinreichend präzise messbar ist. Folglich ist das beanspruchte Verfahren robust gegen Störeinflüsse. Ferner sind Weiterentwicklungen in der Erkennung von Verschmierungen, beispielsweise aus der Fotorgraphietechnik bzw. Bildbearbeitungstechnik, in einfacher Weise in das beanspruchte Verfahren einfach implementierbar. Das beanspruchte Verfahren ist somit auch an künftige Anwendungsfälle mit minimalen Schwingungen anpassbar.Furthermore, in the claimed method, the amplitude value can be recognized in the third step based on a degree of smearing in the smeared area. The stronger the smearing, the higher the local speed of an oscillation in the oscillating area. Accordingly, a so-called antinode is to be expected in the area of the strongest smearing, where the correspondingly highest amplitude is also to be expected. The higher the amplitude, the higher the correspondingly determined amplitude value. The degree of smearing can be determined reliably and precisely using available algorithms from photography technology. The claimed method is therefore also based on a fact that is always physically present and can be measured with sufficient precision. Consequently, the claimed method is robust against interference. Furthermore, further developments in the detection of smearing, for example from photography technology or image processing technology, can be easily implemented in the claimed method in a simple manner. The claimed method can thus also be adapted to future applications with minimal vibrations.

Darüber hinaus kann der im beanspruchten Verfahren im dritten Schritt erkannte Montagebereich ein Bereich mit dem maximalen Amplitudenwert an zumindest einer Fläche der Vorrichtung ausgebildet sein. Die Fläche der Vorrichtung kann beispielsweise eine Wandung eines Gehäuses der Vorrichtung sein, die im aktiven Betriebszustand membranartig schwingt. Der Montagebereich kann dabei die Position mit dem maximalen Amplitudenwert sein und ein darum ausgebildeter Toleranzbereich. Der Toleranzbereich kann beispielsweise als Radius um die Position mit dem maximalen Amplitudenwert ausgebildet sein. Der Radius kann in Abhängigkeit vom maximalen Amplitudenwert und zumindest einem Amplitudenwert einer weiteren Position im schwingenden Bereich ausgebildet sein. Dadurch ist beispielsweise ermittelbar, in welchem Abstand die Schwingungsknoten der erfassten Schwingung liegen, und mit welchen Amplitudenwerten benachbart zum maximalen Amplitudenwert zu erwarten sind. Dementsprechend ist der Radius des Toleranzbereichs dahingehend anpassbar, dass bei einer Montage des Beschleunigungssensors im Toleranzbereich noch eine hinreichende Messgenauigkeit erzielbar ist.In addition, the mounting area identified in the third step in the claimed method can be an area with the maximum amplitude value formed on at least one surface of the device. The surface of the device can be, for example, a wall of a housing of the device, which is membrane-like in the active operating state swings. The assembly area can be the position with the maximum amplitude value and a tolerance area formed around it. The tolerance range can be designed, for example, as a radius around the position with the maximum amplitude value. The radius can be formed as a function of the maximum amplitude value and at least one amplitude value of a further position in the oscillating area. This makes it possible to determine, for example, the distance between the vibration nodes of the detected vibration and the amplitude values that are to be expected close to the maximum amplitude value. Accordingly, the radius of the tolerance range can be adjusted in such a way that sufficient measuring accuracy can still be achieved when the acceleration sensor is installed in the tolerance range.

Ferner kann im beanspruchten Verfahren das Ausgeben des Montagebereich im vierten Schritt mittels eines Bildes, einer Videoaufnahme und/oder einer Augmented-Reality-Darstellung der Vorrichtung erfolgen. Beispielsweise kann der Montagebereich als statische oder dynamische graphische Repräsentation in einem Engineering-System oder eine mit der Auswertungseinheit gekoppelten Anzeigeeinheit angezeigt werden. Basierend hierauf ist ein einfacher Weise eine Maßangabe ermittelbar, die eine präzise Montage des Beschleunigungssensors erlaubt. Analog kann die Position des Montagebereichs auch in einer Videoaufnahme mit einer graphischen Repräsentation dargestellt sein. Alternativ oder ergänzend erlaubt eine Augmented-Reality-Darstellung es, den ermittelten Montagebereich beispielsweise in einer sogenannten AR-Brille dem Benutzer einzublenden. Der Benutzer wird somit durch die Augmented-Reality-Darstellung präzise zum Montagebereich geführt, wo er die Montage des Beschleunigungssensors selbst durchführen kann. Hierdurch werden Fehler durch den Benutzer bei der Montage des Beschleunigungssensors vermieden.Furthermore, in the claimed method, the assembly area can be output in the fourth step by means of an image, a video recording and/or an augmented reality representation of the device. For example, the assembly area can be displayed as a static or dynamic graphic representation in an engineering system or a display unit coupled to the evaluation unit. Based on this, a dimension can be determined in a simple manner, which allows precise assembly of the acceleration sensor. Analogously, the position of the assembly area can also be shown in a video recording with a graphic representation. Alternatively or in addition, an augmented reality display allows the determined assembly area to be shown to the user, for example in so-called AR glasses. The user is thus guided precisely to the assembly area by the augmented reality display, where he can assemble the acceleration sensor himself. This avoids errors by the user when installing the acceleration sensor.

Im beanspruchten Verfahren kann die einstellbare Empfangsvorrichtung, mit der schwingende Bereich zumindest teilweise optisch erfasst wird, zu einem Empfangen und Verarbeiten von sichtbarem Licht, von Laserstrahlung oder von Radarstrahlung ausgebildet sein. Für derartige Wellenlängen sind hinreichend präzise Empfangsvorrichtungen verfügbar, mit denen eine Intensitätsänderung in einem Bildbereich oder ein verschmierter Bildbereich identifizierbar sind. Das beanspruchte Verfahren ist dadurch an eine Vielzahl an möglichen Anwendungsfällen anpassbar.In the claimed method, the adjustable receiving device, with which the oscillating area is at least partially detected optically, can be designed to receive and process visible light, laser radiation or radar radiation. Sufficiently precise receiving devices are available for such wavelengths, with which an intensity change in an image area or a smeared image area can be identified. As a result, the claimed method can be adapted to a large number of possible applications.

Ferner kann die einstellbare Empfangsvorrichtung dazu ausgebildet sein, einen zweidimensionalen oder dreidimensionalen Bildbereich zu erfassen. Bei einer Erfassung eines zweidimensionalen Bildbereichs kann beispielsweise mittels einer Strukturerkennung und Angaben über den schwingenden Bereich, beispielsweise dessen Form, auch aus einem zweidimensionalen Bildbereich der Amplitudenwert ermittelt werden. Das Erfassen eines dreidimensionalen Bildbereichs kann beispielsweise mittels eines Stereokamerasystems erfolgen. Eine solche dreidimensionale Erfassung bietet eine erhöhte Genauigkeit bei der Ermittlung des Amplitudenwerts für eine Position an einer Fläche der Vorrichtung. Mittels einer Erfassung eines dreidimensionalen Bildbereichs ist insbesondere eine Übersicht über eine Verteilung von Amplitudenwerten im schwingenden Bereich ermittelbar. Hierdurch sind besonders vorteilhafte Montagebereiche für den Beschleunigungssensor schnell identifizierbar. Furthermore, the adjustable receiving device can be designed to capture a two-dimensional or three-dimensional image area. When capturing a two-dimensional image area, the amplitude value can also be determined from a two-dimensional image area, for example by means of structure recognition and information about the oscillating area, for example its shape. A three-dimensional image area can be captured, for example, by means of a stereo camera system. Such three-dimensional detection offers increased accuracy in determining the amplitude value for a position on a surface of the device. In particular, an overview of a distribution of amplitude values in the oscillating area can be determined by capturing a three-dimensional image area. As a result, particularly advantageous mounting areas for the acceleration sensor can be quickly identified.

In einer weiteren Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens kann umfassen, dass im zweiten Schritt eine Kantenerkennung durchgeführt wird. Eine Kante einer Fläche an der Vorrichtung, beispielsweise an einem Gehäuse, ist aufgrund eines scharfen geradlinigen Kontrastes einfach und zuverlässig erkennbar. Kanten stellen häufig Bereiche von Flächen an Vorrichtungen dar, an denen höchstens minimale Amplitudenwert auftreten. Insbesondere können schwingende Bereich typischerweise von Kanten begrenzt werden. Mittels einer Kantenerkennung ist beispielsweise bei einer zweidimensionalen Bilderfassung selbsttätig eine Referenz erzeugbar, anhand der der zumindest eine Amplitudenwert präzise erfassbar ist. Dadurch ist das beanspruchte Verfahren weiter automatisierbar und nicht anfällig für unzutreffende Angaben durch den Benutzer.In a further embodiment of the claimed method, an edge detection can be carried out in the second step. An edge of a surface on the device, for example on a housing, is easily and reliably recognizable due to a sharp linear contrast. Edges often represent areas of surfaces on devices where at most minimal amplitude values occur. In particular, vibrating areas can typically be delimited by edges. By means of an edge detection, for example in the case of a two-dimensional image acquisition, a reference can be generated automatically, on the basis of which the at least one amplitude value can be precisely acquired. As a result, the claimed method can be further automated and is not susceptible to inaccurate information provided by the user.

Des Weiteren kann die Belichtungsdauer der einstellbaren Erfassungsvorrichtung einstellbar sein. Je länger die Belichtungsdauer ist, umso größer sind verschmierte Bildbereiche. Je geringer die Amplitudenwerte im schwingenden Bereich sind, umso länger kann die Belichtungsdauer eingestellt werden um verschmierte Bildbereiche erkennbar zu machen. Je kürzer die Belichtungsdauer ist, umso kleiner wird der verschmierte Bildbereich. Dies erlaubt es beispielsweise, stark schwingende Bereiche, also mit erhöhtem Amplitudenwerten, scharf aufzulösen. Nur noch Bereiche mit maximalen Amplitudenwerten sind dementsprechend als verschmierte Bildbereiche zu erkennen. Die Belichtungsdauer kann im beanspruchten Verfahren, insbesondere während des ersten und/oder zweiten Schritts, variiert werden, um so die Lage eines Bereichs mit einem maximalen Amplitudenwert zu ermitteln. Insbesondere kann in mehreren Durchgängen eine Scharf-Unscharf-Front und ihre Bewegungsrichtung erkannt werden. Basierend hierauf kann eine umlaufende Scharf-Unscharf-Front in mehreren Durchgängen ermittelt werden und auf einer Unscharf-Seite, also einem verschmierten Bildbereich, ein Zentrum ermittelt werden, in dessen Bereich der maximale Amplitudenwert zu erwarten ist. Dementsprechend ist ein Bereich mit einem maximalen Amplitudenwert nach einer verringerten Anzahl an Durchgängen rechnerisch gestützt ermittelbar. Die Belichtungsdauer kann beispielsweise von Durchgang zu Durchgang inkrementell reduziert werden, oder parametergesteuert. Ein entsprechender Parameter kann beispielsweise eine Fortschrittsgeschwindigkeit einer Scharf-Unscharf-Front sein.Furthermore, the exposure duration of the adjustable detection device can be adjustable. The longer the exposure time, the larger the smeared image areas. The lower the amplitude values in the oscillating area, the longer the exposure time can be set to make smeared image areas recognizable. The shorter the exposure time, the smaller the smeared image area. This makes it possible, for example, to sharply resolve strongly oscillating areas, i.e. with increased amplitude values. Accordingly, only areas with maximum amplitude values can be recognized as smeared image areas. In the claimed method, the exposure time can be varied, in particular during the first and/or second step, in order to determine the position of an area with a maximum amplitude value. In particular, a sharp/unsharp front and its direction of movement can be recognized in several passes. Based on this, a peripheral sharp-blurred front can be determined in several passes and a center can be determined on an unsharp side, i.e. a smeared image area in the area in which the maximum amplitude value is to be expected. Accordingly, an area with a maximum amplitude value can be determined with the aid of computation after a reduced number of passes. The exposure time can, for example, be incrementally reduced from pass to pass, or it can be parameter-controlled. A corresponding parameter can be, for example, a progression speed of a sharp-blurred front.

In einer weiteren Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens kann das Erkennen des Montagebereichs im dritten Schritt basierend auf eine photoplethysmographischen Auswertung erfolgen. Derartige photoplethysmographischen Auswertungen sind dazu geeignet, auch Vibrationen mit verringerter Amplitude und verringerter Frequenz zu identifizieren. Derartige photoplethysmographische Auswertungen sind beispielsweise in sogenannten Pulsoxymetern verwirklicht. Die Erfindung basiert unter anderem auf der überraschenden Erkenntnis, dass Vibrationen auf Flächen von Vorrichtungen, also schwingende Bereiche, mittels derartiger Auswertungen erkennbar sind. Insbesondere sind dadurch periodische Intensitätsänderungen von Bildbereichen erkennbar. Dementsprechend kann das beanspruchte Verfahren mittels einer photoplethysmographischen Auswertung mit reduziertem Rechenaufwand auf relativ einfacher Hardware durchführbar.In a further embodiment of the claimed method, the assembly area can be recognized in the third step on the basis of a photoplethysmographic evaluation. Such photoplethysmographic evaluations are also suitable for identifying vibrations with a reduced amplitude and reduced frequency. Such photoplethysmographic evaluations are implemented, for example, in so-called pulse oximeters. The invention is based, among other things, on the surprising finding that vibrations on the surfaces of devices, ie vibrating areas, can be detected by means of such evaluations. In particular, periodic intensity changes of image areas can be identified as a result. Accordingly, the claimed method can be carried out by means of a photoplethysmographic evaluation with reduced computing effort on relatively simple hardware.

Die zugrundeliegende Aufgabenstellung wird ebenso durch ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt gelöst. Das Computerprogrammprodukt dient zur Herstellung eines Vibrationserfassungssystems und ist dazu ausgebildet, Bilddaten von einer einstellbaren Erfassungsvorrichtung zu empfangen und zu verarbeiten. Des Weiteren ist das Computerprogrammprodukt dazu geeignet, in einer Auswertungseinheit eines Systems zum Herstellen des Vibrationserfassungssystems ausgeführt zu werden. Das Computerprogrammprodukt kann als Software ausgebildet sein oder festverdrahtet, beispielsweise als Chip, Integrierte Schaltung oder FPGA, oder als Kombination hieraus. Ferner kann das Computerprogrammprodukt monolithisch ausgebildet sein, also auf einer einzigen Hardwareplattform ausführbar sein und sämtlich Funktionalitäten in sich vereinigen. Alternativ kann das Computerprogrammprodukt modular ausgebildet sein und eine Mehrzahl an Teilprogrammen umfassen, die kommunikativ miteinander verbunden sind und im Zusammenspiel die Funktionalitäten des Computerprogrammprodukts bereitstellen. Erfindungsgemäß ist das Computerprogrammprodukt dazu ausgebildet, zumindest ein Verfahren gemäß den skizzierten Ausführungsformen durchzuführen. Das Computerprogrammprodukt kann ferner dazu ausgebildet sein, einen ermittelten Montagebereich an eine Anzeigeeinheit zu übermitteln, so dass der ermittelte Montagebereich auf der Anzeigeeinheit dargestellt wird. Weiter kann das Computerprogrammprodukt dazu ausgebildet sein, einen Roboter anzusteuern um den Beschleunigungssensor im ermittelten Montagebereich zu befestigen. Insbesondere kann das Computerprogrammprodukt dazu ausgebildet sein, zumindest den zweiten und dritten Schritt des Verfahrens umzusetzen. Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt ist dazu geeignet, das beanspruchte Verfahren schnell umzusetzen und in einfacher Weise an die Erfordernisse des jeweiligen Anwendungsfalls anzupassen.The underlying task is also solved by a computer program product according to the invention. The computer program product is used to produce a vibration detection system and is designed to receive and process image data from an adjustable detection device. Furthermore, the computer program product is suitable for being executed in an evaluation unit of a system for producing the vibration detection system. The computer program product can be embodied as software or hardwired, for example as a chip, integrated circuit or FPGA, or as a combination thereof. Furthermore, the computer program product can be designed monolithically, ie it can be executed on a single hardware platform and combine all functionalities. Alternatively, the computer program product can be of modular design and include a plurality of subprograms which are communicatively connected to one another and which interact to provide the functionalities of the computer program product. According to the invention, the computer program product is designed to carry out at least one method according to the outlined embodiments. The computer program product can also be designed to transmit a determined assembly area to a display unit, so that the determined assembly area is displayed on the display unit. Furthermore, the computer program product can be designed to control a robot in order to fasten the acceleration sensor in the determined assembly area. In particular, the computer program product can be designed to implement at least the second and third step of the method. The computer program product according to the invention is suitable for quickly implementing the claimed method and adapting it in a simple manner to the requirements of the respective application.

Gleichermaßen wird die eingangs beschriebene Aufgabenstellung durch ein erfindungsgemäßes System zum Herstellen eines Vibrationserfassungssystems gelöst. Das erfindungsgemäße System umfasst eine einstellbare Erfassungsvorrichtung, die zu einem optischen Erfassen eines schwingenden Bereichs einer Vorrichtung, insbesondere an einer Fläche der Vorrichtung, geeignet ist. Der zu erfassende Bereich an der Vorrichtung umfasst einen Montagebereich, in dem ein Beschleunigungssensor anzubringen ist. Darüber hinaus umfasst das System eine Auswertungseinheit, die mit der einstellbaren Erfassungsvorrichtung koppelbar ist. Ebenso weist das System eine Anzeigeeinheit auf, die dazu ausgebildet ist, den ermittelten Montagebereich für den Beschleunigungssensor auszugeben, also anzuzeigen. Erfindungsgemäß ist die Auswertungseinheit gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet. Das erfindungsgemäße System erlaubt es, den Beschleunigungssensor vorteilhaft zu positionieren und so dessen technisches Potential weiter auszuschöpfen.The task described at the outset is likewise achieved by a system according to the invention for producing a vibration detection system. The system according to the invention comprises an adjustable detection device which is suitable for optically detecting an oscillating area of a device, in particular on a surface of the device. The area to be detected on the device includes a mounting area in which an acceleration sensor is to be attached. In addition, the system includes an evaluation unit that can be coupled to the adjustable detection device. The system also has a display unit that is designed to output, that is to say to display, the determined mounting area for the acceleration sensor. According to the invention, the evaluation unit is designed according to one of the embodiments described above. The system according to the invention makes it possible to advantageously position the acceleration sensor and thus to further exploit its technical potential.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Ausführungsform in Figuren näher erläutert. Die Figuren sind insoweit in gegenseitiger Ergänzung zu lesen, dass gleiche Bezugszeichen in unterschiedlichen Figuren die gleiche technische Bedeutung haben. Die Merkmale der Ausführungsform sind mit den oben skizzierten Merkmalen kombinierbar. Es zeigen im Einzelnen:

1 eine Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens in einem ersten Stadium in einer Schrägansicht;
2 die Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens in einem zweiten Stadium in einer Schrägansicht;
3 die Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens im zweiten Stadium in einer Schnittdarstellung;
4 die Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens in einem dritten Stadium in einer Schrägansicht.

The invention is explained in more detail below using an embodiment in figures. The figures are to be read as complementing one another to the extent that the same reference symbols in different figures have the same technical meaning. The features of the embodiment can be combined with the features outlined above. They show in detail:

1 an embodiment of the claimed method in a first stage in an oblique view;
2 the embodiment of the claimed method in a second stage in an oblique view;
3 the embodiment of the claimed method in the second stage in a sectional view;
4 the embodiment of the claimed method in a third stage in an oblique view.

Eine Ausführungsform des beanspruchten Verfahrens 100 ist in 1 in einer Schrägansicht in einem ersten Stadium dargestellt. Das Verfahren 100 dient unter anderem dazu, einen Beschleunigungssensor 10 auf der Fläche 22, insbesondere in einem schwingenden Bereich 24, in einer Position zu montieren, an der eine präzise Messung in einfacher Weise möglich ist. Dazu ist der zu montierende Beschleunigungssensor 10 über eine kommunikative Datenverbindung 52 mit einer Überwachungsausrichtung 50 koppelbar. Das Verfahren 100 geht davon aus, dass eine Vorrichtung 20 bereitgestellt ist, die im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist und von einer Mehrzahl an Flächen 22 begrenzt ist. In einem aktiven Betriebszustand der Vorrichtung 20 ist diese einer Vibrationsbeanspruchung unterworfen. Zumindest eine der Flächen 22 weist einen schwingenden Bereich 24 auf, der von Kanten 23 der jeweiligen Fläche 22 beabstandet ist. Die schwingende Fläche 24 ist ein Bereich der Fläche 22, in dem eine Vibration 15 feststellbar ist. Die Vibration 15 ist im schwingenden Bereich 24 lokal unterschiedlich ausgebildet, was durch unterschiedliche Doppelpfeile in 1 versinnbildlicht ist. In einem ersten Schritt 110 des Verfahrens 100 wird die Vorrichtung 20 in einem aktiven Betriebszustand bereitgestellt, in dem im schwingenden Bereich 24 Vibration 15 vorliegt. Ebenso erfolgt im ersten Schritt 110 ein optisches Erfassen 35 zumindest eines Abschnitts 26 des schwingenden Bereichs 24. Das optische Erfassen 35 erfolgt mittels einer einstellbaren Erfassungsvorrichtung 30, die als Kamera 32 ausgebildet ist. Dementsprechend werden Bilddaten 31 vom erfassten Bereich 26 des schwingenden Bereichs 24 erzeugt, die in der einstellbaren Erfassungsvorrichtung 30 vorliegen und im weiteren Verfahren 100 auszuwerten sind.An embodiment of the claimed method 100 is in 1 shown in an oblique view in a first stage. The method 100 serves, among other things, to mount an acceleration sensor 10 on the surface 22, in particular in a vibrating area 24, in a position at which a precise measurement is easily possible. For this purpose, the acceleration sensor 10 to be mounted can be coupled to a monitoring device 50 via a communicative data connection 52 . The method 100 is based on the fact that a device 20 is provided which is of essentially cuboid design and is delimited by a plurality of surfaces 22 . When the device 20 is in an active operating state, it is subjected to vibrational stress. At least one of the surfaces 22 has a vibrating region 24 spaced from edges 23 of the respective surface 22 . The vibrating surface 24 is an area of the surface 22 in which a vibration 15 can be detected. The vibration 15 is locally different in the oscillating area 24, which is indicated by different double arrows in 1 is symbolized. In a first step 110 of the method 100 the device 20 is provided in an active operating state in which vibration 15 is present in the oscillating region 24 . Likewise, in the first step 110 an optical detection 35 of at least one section 26 of the oscillating region 24 takes place. Accordingly, image data 31 are generated from the detected area 26 of the oscillating area 24 , which are present in the adjustable detection device 30 and are to be evaluated in the further method 100 .

Ein zweites Stadium des beanspruchten Verfahrens 100 ist in 2 in einer Schrägansicht dargestellt. Das zweite Stadium schließt sich an das in 1 gezeigte erste Stadium an. Die Bilddaten 31, die durch das optische Erfassen 35 des schwingenden Bereichs 24 erzeugt werden, über eine kommunikative Datenverbindung 39 an eine Auswertungseinheit 40 übertragen. Auf der Auswertungseinheit 40 ist ein Computerprogrammprodukt 60 ausführbar gespeichert, das dazu ausgebildet ist, die Bilddaten 31 in einem zweiten Schritt 120 auszuwerten. Insbesondere wird im zweiten Schritt 120 anhand der Bilddaten 31 ein verschmierter Bildbereich 36 erkannt, der im schwingenden Bereich 24 lokal auflösbar ist. Durch ein Einstellen einer Belichtungsdauer der einstellbaren Erfassungsvorrichtung 30 ist einstellbar, wie groß der verschmierte Bildbereich 36 ausgebildet ist. Je höher eine Amplitude 16 einer Vibration 15 ist, umso stärker ist die entsprechende Position in den Bilddaten 31 als verschmierter Bildbereich 36 dargestellt. Je kürzer die Belichtungsdauer der einstellbaren Erfassungsvorrichtung 30 ist, umso kleiner ist der verschmierte Bildbereich 36. Ein verschmierter Bildbereich 36 ist in den Bilddaten 31 durch das Computerprogrammprodukt 60 selbsttätig erkennbar. Dazu kann durch das Computerprogrammprodukt 60 ein Algorithmus, insbesondere aus der Fotographietechnik oder Bildverarbeitungstechnik, eingesetzt werden. Das Erkennen des verschmierten Bildbereichs 36 kann ein Variieren der Belichtungsdauer der einstellbaren Erfassungsvorrichtung 31 umfassen, so dass beispielsweise ein Zentrum des verschmierten Bildbereichs 36 erkannt wird.A second stage of the claimed method 100 is in 2 shown in an oblique view. The second stage follows the in 1 shown first stage. The image data 31 generated by the optical detection 35 of the oscillating area 24 is transmitted to an evaluation unit 40 via a communicative data link 39 . A computer program product 60 is executably stored on the evaluation unit 40 and is designed to evaluate the image data 31 in a second step 120 . In particular, in the second step 120 a smeared image area 36 is recognized on the basis of the image data 31 , which area can be locally resolved in the oscillating area 24 . The size of the smeared image area 36 can be adjusted by setting an exposure duration of the adjustable detection device 30 . The higher an amplitude 16 of a vibration 15, the stronger the corresponding position in the image data 31 is represented as a smeared image area 36. The shorter the exposure time of the adjustable detection device 30, the smaller the smeared image area 36. A smeared image area 36 is automatically recognizable in the image data 31 by the computer program product 60. For this purpose, the computer program product 60 can use an algorithm, in particular from photography technology or image processing technology. The detection of the smeared image area 36 can include varying the exposure duration of the adjustable detection device 31 so that, for example, a center of the smeared image area 36 is detected.

Zusätzlich umfasst der zweite Schritt 120 ein Erfassen von Intensitätsänderungen 38. Die Intensitätsänderungen 38 sind in 2 im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Die Intensitätsänderungen 38 können als Helligkeitsänderungen ausgebildet sein, die sich infolge der im erfassten Bereich 26 vorliegenden Vibration 15 ergibt.In addition, the second step 120 includes detecting intensity changes 38. The intensity changes 38 are in 2 essentially ring-shaped. The changes in intensity 38 can be embodied as changes in brightness which result from the vibration 15 present in the detected region 26 .

Das zweite Stadium des beanspruchten Verfahrens 100 ist in einer Schnittansicht in 3 dargestellt. Der in 3 gezeigt Schnitt verläuft im Wesentlichen durch den erfassten Bereich 26 der schwingende Bereich 24 der Fläche 22, auf der der Beschleunigungssensor 10 zu montieren ist. Während des zweiten Schritts 120 wird im erfassten Bereich 26, also im schwingende Bereich 24, zumindest ein Amplitudenwert 17 der Amplitude 16 der vorliegenden Vibration 15 erfasst wird. Der Amplitudenwert 17 stellt hierbei einen Momentanwert für die Amplitude 16 an einer einstellbaren Position 37 dar. Der Amplitudenwert 17 ist anhand einer Auswertung von Bilddaten 31 des verschmierten Bildbereichs 36 ermittelbar. Alternativ oder ergänzend ist der Amplitudenwert 17 anhand der entsprechend vorliegenden Intensitätsänderung 38 ermittelbar. Die Intensitätsänderung 38 wird dadurch hervorgerufen, dass durch die Vibration 15 eine Wölbung der Fläche 22 vorliegt. Lokal ist die Fläche 22, also der schwingende Bereich 24, an einer Position gegenüber einer Ruhelage 11 um einen Wölbungswinkel 19 geneigt. Dementsprechend ist lokal auch eine Flächennormale 25 geneigt, anhand der sich für einen einfallende Lichtstrahl 21 eine Reflexionsrichtung ergibt. Infolgedessen wird an der entsprechenden Position ein veränderlicher Intensitätswert 18 hervorgerufen. Das Erkennen der Intensitätsänderungen 38 ist ebenso basierend anhand von Algorithmen aus der Fotographietechnik bzw. Bildverarbeitung durch Auswertung der im zweiten Schritt 120 erfassten Bilddaten 31 durchführbar.The second stage of the claimed method 100 is shown in a sectional view in FIG 3 shown. the inside 3 The section shown runs essentially through the detected area 26 of the oscillating area 24 of the surface 22 on which the acceleration sensor 10 is to be mounted. During the second step 120, at least one amplitude value 17 of the amplitude 16 of the existing vibration 15 is recorded in the recorded area 26, ie in the oscillating area 24. The amplitude value 17 here represents an instantaneous value for the amplitude 16 at an adjustable position 37 . The amplitude value 17 can be determined using an evaluation of image data 31 of the smeared image area 36 . Alternatively or in addition, the amplitude value 17 can be determined using the intensity change 38 that is correspondingly present. The change in intensity 38 is caused by the fact that the surface 22 is curved by the vibration 15 . The surface 22 , ie the oscillating area 24 , is locally inclined at a position relative to a rest position 11 by a curvature angle 19 . Accordingly, a surface normal 25 is also locally inclined, which results in a direction of reflection for an incident light beam 21 . As a result, a variable intensity value 18 is produced at the corresponding position. The detection of the intensity changes 38 can also be carried out based on algorithms from photography technology or image processing by evaluating the image data 31 captured in the second step 120 .

Basierend auf dem Erkennen des verschmierten Bildbereichs 36 und/oder der Intensitätsänderungen 38 ist für zumindest eine einstellbare Position 37 im schwingenden Bereich 24 ein Amplitudenwert 17 ermittelbar, der in einem dritten Schritt 130 mit einem einstellbaren Schwellenwert 33 vergleichbar ist. Wenn ein Amplitudenwert 17 einer Position den einstellbaren Schwellenwert 33 übersteigt, wird die entsprechende Position als geeignet als Montageposition 41 identifiziert. Durch ein wiederholtes Durchführen zumindest des dritten Schritts 130 für eine Mehrzahl an einstellbaren Positionen 37 ist eine Mehrzahl an geeigneten Montagepositionen 41 identifizierbar. Das wiederholte Durchführen zumindest des dritten Schritts 130 erfolgt in einer Schleife des Computerprogrammprodukts 60, das in der Auswertungseinheit 40 ausführbar gespeichert ist. Ferner ist so im erfassten Bereich 26 ein Bereich 28 mit maximalen Amplitudenwerten 17 erkennbar. Basierend auf zumindest einer ermittelten geeigneten Montageposition 41 ist im dritten Schritt 130 ein Montagebereich 42 für den zu montierenden Beschleunigungssensor 10 ermittelbar. Im ermittelten Montagebereich 42 liegen im aktiven Betriebszustand der Vorrichtung 20 ein erhöhter Amplitudenwert 17 vor, so dass eine Vibrationsmessung mit erhöhter Präzision durchführbar ist.Based on the detection of the smeared image area 36 and/or the changes in intensity 38, an amplitude value 17 can be determined for at least one adjustable position 37 in the oscillating area 24, which is comparable to an adjustable threshold value 33 in a third step 130. If an amplitude value 17 a Position exceeds the adjustable threshold 33, the corresponding position is identified as suitable as a mounting position 41. By repeatedly performing at least third step 130 for a plurality of adjustable positions 37, a plurality of suitable assembly positions 41 can be identified. The repeated implementation of at least the third step 130 takes place in a loop of the computer program product 60, which is executably stored in the evaluation unit 40. Furthermore, a region 28 with maximum amplitude values 17 can be identified in the detected region 26 . Based on at least one determined suitable mounting position 41, a mounting area 42 for the acceleration sensor 10 to be mounted can be determined in the third step 130. An increased amplitude value 17 is present in the determined assembly area 42 in the active operating state of the device 20, so that a vibration measurement can be carried out with increased precision.

Weiter ist in 4 ein drittes Stadium des beanspruchten Verfahrens 100 in einer Schrägansicht gezeigt. 4 zeigt eine Augmented-Reality-Darstellung 70, wie sie sich einem Benutzer durch ein Augmented-Reality-Gerät 72 darbietet, der das beanspruchte Verfahren 100 durchführt. Dementsprechend ist das Augmented-Reality-Gerät 72 als Anzeigeeinheit 75 aufzufassen. Das ist 4 gezeigte Stadium geht davon aus, dass das zweite Stadium, wie in 2 und 3 dargestellt, abgeschlossen ist. Im dritten Schritt 130 ist ein Montagebereich 42 erkannt, in dem eine Montage 55 des Beschleunigungssensors 10 durchführbar ist. Korrespondierend zum Montagebereich 42 wird in einem vierten Schritt 140 eine Repräsentation 45 erstellt, die in der Augmented-Reality-Darstellung 70 dem Benutzer angezeigt werden. Die Repräsentation 45 für den Montagebereich 42 ist als Bereichsmarkierung 46 ausgebildet, die dem Benutzer in sinnfälliger Weise die Lage des Montagebereichs 42 in einstellbarer Form anzeigt. Ergänzend zur Bereichsmarkierung 46 wird eine weitere Repräsentation 45 in der Augmented-Reality-Darstellung 70 gezeigt, die als Navigationsmarkierung 48 ausgebildet ist und den Benutzer zum vorgesehenen Montagebereich 42 führt. Ferner wird eine Repräsentation 45 dargestellt, die als eine Anweisungsmarkierung 49 für die durchzuführende Montage 55 ausgebildet ist. Die Montage 55 des Beschleunigungssensors 10 wird weiter im vierten Schritt 140 durchgeführt. Die Montage 55 kann dabei ein Herstellen einer kommunikativen Datenverbindung 52 zwischen dem Beschleunigungssensor 10 und einer Überwachungsvorrichtung 50 umfassen. Im montierten Zustand gehören der Beschleunigungssensor 10 und die Überwachungseinheit 50 zu einem Vibrationserfassungssystem 90. Durch das Verfahren 100 wird ein Montagebereich 42 ermittelt, an dem für den Beschleunigungssensor 10 eine gesteigerte Messgenauigkeit zu erwarten ist. Das Verfahren 100 erlaubt es, den Montagebereich 42 selbsttätig und zuverlässig zu ermitteln. Wiederholte Probedurchläufe des Messbetriebs des Beschleunigungssensors 10 sind somit entbehrlich. Die einstellbare Erfassungsvorrichtung 30, die Anzeigeeinheit 75 und die Auswertungseinheit 40 gehören zu einem System 80, das zum Herstellen des Vibrationserfassungssystems 90 dient. Die Herstellung des Vibrationserfassungssystems 90 wird somit durch das beanspruchte Verfahren 100 beschleunigt.Next is in 4 a third stage of the claimed method 100 is shown in an oblique view. 4 shows an augmented reality representation 70 as it is presented to a user by an augmented reality device 72 that carries out the claimed method 100 . Accordingly, the augmented reality device 72 is to be regarded as a display unit 75 . That is 4 stage shown assumes that the second stage, as in 2 and 3 shown is complete. In the third step 130, an assembly area 42 is identified, in which an assembly 55 of the acceleration sensor 10 can be carried out. Corresponding to the assembly area 42, a representation 45 is created in a fourth step 140, which is displayed to the user in the augmented reality representation 70. The representation 45 for the assembly area 42 is in the form of an area marking 46 which clearly shows the user the position of the assembly area 42 in an adjustable form. In addition to the area marking 46, a further representation 45 is shown in the augmented reality display 70, which is designed as a navigation marking 48 and guides the user to the intended assembly area 42. Furthermore, a representation 45 is shown, which is embodied as an instruction marking 49 for the assembly 55 to be carried out. The assembly 55 of the acceleration sensor 10 is further carried out in the fourth step 140 . The assembly 55 can include establishing a communicative data connection 52 between the acceleration sensor 10 and a monitoring device 50 . In the installed state, the acceleration sensor 10 and the monitoring unit 50 belong to a vibration detection system 90. The method 100 determines an installation area 42 in which increased measurement accuracy for the acceleration sensor 10 is to be expected. The method 100 allows the assembly area 42 to be determined automatically and reliably. Repeated test runs of the measuring operation of the acceleration sensor 10 are therefore unnecessary. The adjustable detection device 30, the display unit 75 and the evaluation unit 40 belong to a system 80 which is used to produce the vibration detection system 90. FIG. The manufacture of the vibration detection system 90 is thus accelerated by the claimed method 100. FIG.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

US 10153796 B2 [0002]
US 6628898 B2 [0003]

Claims

Method (100) for producing a vibration detection system (90) with at least one acceleration sensor (10), which is arranged in a vibrating area (24) of a device (20), comprising the steps: a) providing the device (20) in an active operating state and at least partially optically detecting (35) the oscillating region (24) of the device (20) by means of an adjustable detection device (30); b) detecting a blurred image area (36) and/or an image area with a change in intensity (38) and determining at least one amplitude value (17); c) detecting a mounting area (42) for the acceleration sensor (10) in the oscillating area (24) of the device (20) based on the at least one amplitude value (17); d) issuing the assembly area (42) and fastening the acceleration sensor (10) in the issued assembly area (42).

Method (100) according to claim 1 , characterized in that in step c) the assembly area (42) is recognized if the at least one amplitude value (17) exceeds an adjustable threshold value (33).

Method (100) according to claim 1 or 2 , characterized in that the amplitude value (17) is determined in step c) on the basis of a degree of smearing in the smeared image area (36).

Method (100) according to any one of Claims 1 until 3 , characterized in that the assembly area (42) recognized in step c) corresponds to an area with the maximum amplitude value (17) on at least one surface (22) of the device (20).

Method (100) according to any one of Claims 1 until 4 , characterized in that the output in step d) takes place in an image, a video recording and/or in an augmented reality representation (70) of the device (20).

Method (100) according to any one of Claims 1 until 5 , characterized in that the adjustable detection device (30) is designed to receive and process visible light, laser radiation or radar radiation.

Method (100) according to any one of Claims 1 until 6 , characterized in that the adjustable detection device (30) is designed to detect a two-dimensional or three-dimensional image area (26).

Method (100) according to any one of Claims 1 until 7 , characterized in that step b) comprises an edge detection.

Method (100) according to any one of Claims 1 until 8th , characterized in that an exposure time of the detection device (30) is adjustable.

Method (100) according to any one of Claims 1 until 9 , characterized in that the detection of the assembly area (42) in step c) is based on a photoplethysmographic evaluation.

Computer program product (60) for producing a vibration detection system (90), which can be executed in an evaluation unit (40) and is designed to receive and process image data (31) from an adjustable detection device (30), characterized in that the computer program product (60 ) to carry out a method (100) according to one of Claims 1 until 10 is trained.

System (80) for producing a vibration detection system (90), comprising an adjustable detection device (30) for optically detecting a vibrating region (24) of a device (20) to which an acceleration sensor (10) is to be attached, and an evaluation unit (40 ), which can be coupled to the adjustable detection device (30) and a display unit (75) for outputting a mounting area (42) for the acceleration sensor (10), characterized in that the evaluation unit (40) for carrying out a method (100) according to one the Claims 1 until 10 is trained.