CN110140024A - 用于放置像素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种由计算机执行的方法，包括以下步骤：捕获多个数据集，每个数据集至少包括时间值和角度值；并且根据时间值以离中心的径向距离并根据角度值以与参考方向的角度来将表示所述数据集的像素置于极坐标系中。

Description

用于放置像素的方法
技术领域
本发明涉及一种用于放置表示数据集的像素的方法和对应的系统。
背景技术
监视和分析生产过程是工业制造的基本特征。此过程的测量值有助于优化工业制造。在此程序中，获取包括大量数据集的数据。然而，往往来说，重新处理这些数据以供人类用户对特定图案进行光学识别是必要的。人类用户应该快速且直观地理解数据以进行个体评估。
文献US 8,638,981 B2涉及在图形可视化中将暂时对准且可变大小的像素放置在离散环中。
文献US2013/0278623A1涉及提供用于指示属性之间的相关性的相关环。
发明内容
本发明的目的是具体地改善包括从技术或工业过程中获取的时间值和对应角度值的显示数据。
此目的通过根据独立权利要求的技术主题来解决。优选的技术实施例隶属于从属权利要求、说明书或附图。
根据第一方面，通过计算机执行的方法具体地解决此目的，其包括步骤：捕获多个数据集，每个数据集至少包括时间值和角度值；并且根据所述时间值以离中心的径向距离并根据所述角度值以与参考方向的角度而将表示所述数据集的像素放置在极坐标系中。该方法允许快速且直观地人为捕获数据并评估基础过程。可以轻松识别每个循环中的关键或异常状态。
在该方法的技术优选实施例中，基于另外包括在所述数据集中的测量值对每个像素着色。此实施例具有可以捕获基础过程的循环并且相对于其他循环的技术优势。
在该方法的另一技术优选实施例中，基于某个标度或标准化来选择每个像素的颜色，所述标度或标准化诸如是相对于所测量值的线性标度、对数标度或百分位标度。此实施例具有测量值的特定间隔被颜色编码的技术优势。
在该方法的另一技术优选实施例中，当对应数据集的所测量值超过预定义阈值时，向每个像素指派预定义颜色。此实施例具有可以突出显示（highlight）特定数据集的技术优势。
在该方法的另一技术优选实施例中，可以根据颜色方案来修改向每个像素指派的颜色。此实施例具有可以适配所测量值的突出显示的技术优势。
在该方法的另一技术优选实施例中，颜色方案可以适于所测量的数据，诸如线性颜色方案或百分位颜色方案。此实施例具有使用合适的颜色方案的技术优势。
在该方法的另一技术优选实施例中，所测量值是压机（press）的压力值。此实施例具有这样的技术优势：可以容易地随时间并且相对于每个循环和角度来显示和捕获压机的状态。
在该方法的另一技术优选实施例中，表示具有相同角度值的数据集的多个测量值的变化（variance）的像素被放置在所述极坐标系中。此实施例具有可以识别具有低熵或高熵的相关区域的技术优势。
在该方法的另一技术优选实施例中，基于相对于所述变化的线性标度、对数标度或百分位标度来选择表示所述变化的每个像素的颜色。此实施例具有可以更容易地捕获相关区域的技术优势。
在该方法的另一技术优选实施例中，表示所述变化的像素位于相对于所述中心的圆上。此实施例具有可以示出相对于每个角度值的变化的技术优势。
在该方法的另一技术优选实施例中，所述多个数据集由传感器捕获。此实施例具有可以直接或实时提供数据集流的技术优势。
在该方法的另一技术优选实施例中，在旋转机器或振荡机器上捕获多个数据集。此实施例具有可以容易地识别旋转机器或振荡机器的状态的技术优势。
根据第二方面，此目的通过一种用于基于数据流显示图像的方法来具体地解决，所述数据流至少包括多个时间值和多个对应的角度值，其方法包括步骤：将所述数据流分成包括时间值的第一子集数据流和包括角度值的第二数据流，并且通过根据第一数据流以离中心的径向距离并且根据所述第二数据流以与参考方向的角度而将像素放置在极坐标系中来显示所述数据流。此方法具有与根据第一方面的方法相同的技术优势。
在该方法的另一技术优选实施例中，包括借助于传感器来捕获数据流的步骤。此实施例具有可以直接或实时提供数据流的技术优势。
根据第三方面，此目的通过一种用于基于数据流显示图像的系统来具体地解决，所述数据流至少包括多个时间值和多个对应的角度值，其包括：分离器，用于将所述数据流分成包括时间值的第一子集数据流和包括角度值的第二数据流；以及控制器，用于通过根据所述第一数据流以离中心的径向距离并且根据所述第二数据流以与参考方向的角度而将像素放置在极坐标系中来显示所述数据流。此系统具有与根据第一方面的方法相同的技术优势。
附图说明
在下面描述的附图中图示出了系统和方法的实施例：
图1示出了放置表示数据集的像素的示意图；
图2示出了时间-角度螺旋图；
图3示出了另一个时间-角度螺旋图；
图4示出了时间-角度螺旋图交互；
图5示出了另一个时间-角度螺旋图交互；
图6示出了另一个时间-角度螺旋图交互；
图7示出了包括增强数据的时间-角度螺旋图；
图8示出了包括增强数据的另一个时间-角度螺旋图；和
图9示出了系统的示意图。
具体实施方式
图1示出了放置表示数据集的像素的示意图。利用由计算机执行的方法来获得该视图，其包括以下步骤：捕获多个数据集107，每个数据集107至少包括时间值和角度值；以及根据时间值以离中心位置101的径向距离102和根据角度值以与参考方向104的角度103而将表示数据集107的像素放置在极坐标系100中。时间-角度螺旋图105由沿逆时针方向运行的连续数据集107产生。
每个像素表示数据集。像素位于螺旋上。具有较老时间值的数据集107比具有较年轻时间值的数据集107更向内定位。时间值可以用实数表示，并且可以定期或不定期地被获取。
时间值对应于中心与表示数据集的像素的位置之间的距离。角度值对应于参考方向104和表示数据集的像素的位置之间的角度。
测量值（比如传感器的值）由彩色像素表示。测量值可以是实数。可以从对应的颜色空间中选择颜色，诸如线性或对数颜色空间或基于百分位分布的颜色空间。
以如下方式来定位每个像素：使得在循环内具有相同角度值的所有数据集107位于源自螺旋105的中心101的线106上。以这种方式，可以描绘各种压机的循环。在压机的相同角度位置处但在不同的循环中获得的数据集位于线106上。
特征108示出了其中在特定时间段期间没有发生角度移动的停顿。特征109示出了与剩余的螺旋105相比更慢的角度移动。此外，可以识别最大测量值的角度或时间位置。
以如下方式来呈现所有特性数据：使得在评估数据方面高效地支持用户。例如在某些角度处或在某些阶段中，可以容易地识别数据模式。可以取决于时间和角度来容易地识别测量值的趋势或修改。
可以将该方法应用于压机中，以用于取决于曲柄角度和时间来描绘液压。可以将该方法使用在涡轮机或转子中以用于取决于旋转角度和时间来描绘振动，或者使用在传动系中以用于取决于旋转角度和时间来描绘温度、振动、噪声。可以以短的或甚至长的时间间隔来应用该方法。
图2示出了基于用于描绘压机在多个连续循环中的压力的基本实现的时间-角度螺旋图105。时间-角度螺旋图基于5.000个数据集。测量值由基于线性分布（左）或基于百分位分布（右）的颜色进行编码。通过点击右侧颜色标度117，可以更改颜色分布。
图3示出了基于用于描绘压机在多个连续循环中的压力的基本实现的另一个时间-角度螺旋图105。时间-角度螺旋图基于50.000个数据集。测量值的值由基于线性分布（左）或基于百分位分布（右）的颜色进行编码。
图4示出了时间-角度螺旋图交互。右图示出了取决于时间t的测量值Y的过程。右图是例如描绘压力随时间t的测量值的线性图表。如果从右图中选择或标记了特定时间间隔109，则在左时间-角度螺旋图105中将对应的间隔示出并突出显示为环111。
如果相反从时间-角度螺旋图105中选择或标记了特定时间间隔111，则在右图中示出并突出显示对应的间隔。
图5示出了另一个时间-角度螺旋图交互。右图也示出了取决于时间t的测量值Y的过程。通过定义阈值113并相对于测量值改变阈值113，超过预定阈值113的数据集107的像素115可以被着色或突出显示。以这种方式，实现了包括超过阈值113的测量值的数据集107的动态着色并且可以识别最大值。
图6以缩放视图示出了另一个时间-角度螺旋图交互。通过旋转鼠标滚轮，实现了鼠标指针的位置处的动态放大或缩小。可以任意地使选择的区域扩大或最小化。可以通过扩大区域更容易地识别图案。
在这个情况下，角度和压力随时间形成锯齿轮廓（profile）。通过交互式放大，用户能够识别甚至轻微不规则图案或测量值的修改。通过选择时间区域，可以突出显示或过滤对应的间隔。这些可以在线图或线图形中另外被可视化。
图7示出了包括增大角度相关数据或度量的时间-角度螺旋图105。螺旋105的中间被用于显示进一步的角度相关信息。内圆117示出了在螺旋105的对应径向段和特定角度内的测量数据的熵或变化。更亮的像素对应于更高的值。
还是在这个情况下，像素的动态着色可以被用来表示角度相关信息。高熵（即亮像素）可以对应于在不同循环内以相同角度改变测量压力值。
图8示出了包括增强数据的另一个时间-角度螺旋图105。测量值由基于线性分布（左）或基于百分位分布（右）的颜色进行编码。还是在这个情况下，内圆117示出了在螺旋105的对应径向段或特定角度内的测量数据的熵或变化。相对于角度计算和分析技术特征的测量值。这说明了相对于循环的测量值的修改。
在用于制造零件的压机中，假设在不同循环的相同角度中存在相同的压力，因为压机的机械零件处于同样的状况下。然而，螺旋105中间的颜色编码变化或熵像素图示了在相同值处的不同压力。以这种方式，可以将压机的意外行为或故障可视化。这里可以认识到，在区域121中的主压制程序之前压力下降。
图9示出了用于在屏幕201上基于数据流显示图像的系统200的示意图。该数据流至少包括多个时间值和多个对应的角度值。
该系统包括数字分离器203，以用于将数据流分成包括时间值的子集数据流和包括角度值的数据流。此外，该系统包括控制器205，以用于通过根据第一数据流以离中心的径向距离和根据第二数据流以与参考方向的角度而将像素放置在极坐标系中来在屏幕205上显示数据流。
可以将分离器203和控制器205实现为硬连线电子电路或通过在计算机上运行的计算机程序来实现。该计算机包括用于存储数字数据的存储器和用于处理来自存储器的数据的处理器。
该方法通过针对测量值使用不同的颜色方案来使旋转元件的循环和时间信息的关系可视化。以这种方式，获得了取决于时间和角度的技术特征的一般视图。该方法取决于角度、时间和测量值来计算涉及多个循环的度量。
通过使循环和时间信息可视化，便于循环过程随时间的模式识别以及相对于特定角度或循环间隔的趋势识别。可以在螺旋105的内部中表示或可视化附加数据，比如变化或熵。以这种方式，可以用附加数据来增强具有时间、角度和传感器信息的数据集107，使得实现抽象视图中的容易人类理解。
该方法允许检测和识别故障、超过极限的测量值、机器的未知或错误的行为或磨损，因为该方法描绘了相对于时间和循环的测量值。因此，可以以简单的方式分析和优化生产方法。便于搜索机器的错误行为。
可以以各种组合来提供相对于特定实施例讨论或示出的所有特征，以便同时实现它们的有利效果。
所有方法步骤可以通过适于执行相应方法步骤的对应装置来实现。由特定装置提供的所有功能可以是该方法的方法步骤。
保护范围由权利要求给出，并且不由说明书中讨论的或附图中所示出的特征来限制。

Claims (15)

1.一种由计算机执行的方法，包括步骤：
-捕获多个数据集，每个数据集至少包括时间值和角度值；和
-根据所述时间值以离中心的径向距离并根据所述角度值以与参考方向的角度来将表示所述数据集的像素置于极坐标系中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于另外包括在所述数据集中的测量值来对每个像素着色。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于某个标度或标准化来选择每个像素的颜色，所述标度或标准化诸如是相对于所测量值的线性标度、对数标度或百分位标度。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，当对应数据集的所测量值超过预定义阈值时，向每个像素指派预定义颜色。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，可以根据颜色方案来修改向每个像素指派的颜色。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述颜色方案可以适于所测量的数据，诸如线性颜色方案或百分位颜色方案。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述测量值是压机的压力值。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，将表示具有相同角度值的数据集的多个测量值的变化的像素置于所述极坐标系中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，基于相对于所述变化的线性标度、对数标度或百分位标度来选择表示所述变化的每个像素的颜色。
10.根据权利要求9所述的方法，其中表示所述变化的所述像素位于相对于所述中心的圆上。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个数据集由传感器捕获。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，在旋转机器或振荡机器上捕获所述多个数据集。
13.一种用于基于数据流来显示图像的方法，所述数据流至少包括多个时间值和多个对应的角度值，其包括步骤：
-将所述数据流分成包括时间值的第一子集数据流和包括角度值的第二数据流，和
-通过根据所述第一数据流以离中心的径向距离并且根据所述第二数据流以与参考方向的角度而将像素置于极坐标系中来显示所述数据流。
14.根据权利要求13所述的方法，包括借助于传感器来捕获数据流的步骤。
15.一种用于基于数据流来显示图像的系统，所述数据流至少包括多个时间值和多个对应的角度值，其包括：
-分离器，用于将所述数据流分成包括时间值的第一子集数据流和包括角度值的第二数据流，和
控制器，用于通过根据所述第一数据流以离中心的径向距离并且根据所述第二数据流以与参考方向的角度而将像素置于极坐标系中来显示所述数据流。
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