DE102019120696A1 - Apparatus and method for tire testing - Google Patents

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Johann Blaser
Rainer Huber
Christian Wojek
Timo Stich
Alexander Freytag
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Carl Zeiss Optotechnik GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung zeigt eine Vorrichtung zur Reifenprüfung mit einem Reifenprüfgerät, durch welches mindestens eine Aufnahme mindestens eines Bereiches eines Reifens erzeugt wird, und mit einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der mindestens einen Aufnahme. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest eine Auswertungsfunktion der Auswerteeinrichtung mittels Maschinenlernen (ML) arbeitet.The present invention shows a device for tire testing with a tire testing device, by means of which at least one recording of at least one area of a tire is generated, and with an evaluation device for evaluating the at least one recording. It is provided that at least one evaluation function of the evaluation device works by means of machine learning (ML).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reifenprüfung mit einem Reifenprüfgerät, durch welches mindestens eine Aufnahme mindestens eines Bereiches eines Reifens erzeugt wird, und mit einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der mindestens einen Aufnahme. Beispielsweise kann es sich bei dem Reifenprüfgerät um ein optisches Reifenprüfgerät handeln, insbesondere um ein shearographisches Reifenprüfgerät.The present invention relates to a device for tire testing with a tire testing device by which at least one recording of at least one area of a tire is generated, and with an evaluation device for evaluating the at least one recording. For example, the tire testing device can be an optical tire testing device, in particular a shearographic tire testing device.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus der Druckschrift EP 2 851 670 A2 bekannt.Such a device is for example from the publication EP 2 851 670 A2 known.

Die Auswertung der durch das Reifenprüfgerät aufgenommenen Aufnahmen erfolgt in vielen Fällen noch manuell durch eine Bedienperson, welche anhand der Aufnahmen Fehlstellen des Reifens identifiziert und den Reifen anhand der identifizierten Fehlstellen klassifiziert. Erste Ansätze zur Automatisierung der Auswertung der Aufnahmen beruhen auf Algorithmen zur Bildauswertung und Mustererkennung, welche beispielsweise auf Basis einer Grauwertstatistik oder einer Kantenerkennung arbeiten. Diese Ansätze haben sich jedoch bisher als nicht ausreichend zuverlässig in der Erkennung von Defekten erwiesen, und müssen zudem sehr aufwendig an die jeweilige Messsituation oder den zu prüfenden Reifen angepasst werden.The evaluation of the recordings recorded by the tire testing device is in many cases still carried out manually by an operator who uses the recordings to identify defects in the tire and classifies the tire on the basis of the identified defects. Initial approaches to automating the evaluation of the recordings are based on algorithms for image evaluation and pattern recognition, which work, for example, on the basis of gray value statistics or edge recognition. However, these approaches have so far proven to be insufficiently reliable in the detection of defects and also have to be adapted to the respective measurement situation or the tire to be tested in a very complex manner.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Reifenprüfung zur Verfügung zu stellen. Insbesondere soll die Auswertung verbessert werden.The object of the present invention is therefore to provide an improved device and an improved method for testing tires. In particular, the evaluation should be improved.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 12. Preferred embodiments of the present invention are the subject of the subclaims.

Die vorliegende Erfindung umfasst eine Vorrichtung zur Reifenprüfung mit einem Reifenprüfgerät, durch welches mindestens eine Aufnahme mindestens eines Bereiches eines Reifens erzeugt wird, und mit einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der mindestens einen Aufnahme. Dabei ist vorgesehen, dass zumindest eine Auswertungsfunktion der Auswerteeinrichtung mittels Maschinenlernen (ML) arbeitet.The present invention comprises a device for tire testing with a tire testing device by which at least one recording of at least one area of a tire is generated, and with an evaluation device for evaluating the at least one recording. It is provided that at least one evaluation function of the evaluation device works by means of machine learning (ML).

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass sich Maschinenlernen gerade für die speziellen Anforderungen, welche bei der automatischen Auswertung von Aufnahmen bei der Reifenprüfung zu erfüllen sind, besonders eignet. Der Einsatz des Maschinenlernen erlaubt dabei zum einen eine robuste und präzise Auswertung, und zum anderen eine einfachere Anpassung an neue Reifentypen und/oder Messsituationen.The inventors of the present invention have found that machine learning is particularly suitable for the special requirements that have to be met in the automatic evaluation of recordings during tire testing. The use of machine learning enables robust and precise evaluation on the one hand, and simpler adaptation to new tire types and / or measurement situations on the other.

Für das Maschinenlern können im Rahmen der vorliegenden Erfindung zunächst beliebige Maschinenlern-Verfahren zum Einsatz kommen. Beispielsweise ist der Einsatz von statistischen Modellen denkbar.In the context of the present invention, any machine learning method can initially be used for machine learning. For example, the use of statistical models is conceivable.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung arbeitet die zumindest eine Auswertungsfunktion mit Deep Learning (DL). Unter Deep Learning wird im Sinne der vorliegenden Erfindung der Einsatz eines künstlichen neuronalen Netzes verstanden. Bevorzugt wird hierbei ein künstliches neuronales Netz mit einer Mehrzahl von Zwischenschichten zwischen der Eingabeschicht und der Ausgabeschicht eingesetzt.In one possible embodiment of the present invention, the at least one evaluation function works with deep learning (DL). In the context of the present invention, deep learning is understood to mean the use of an artificial neural network. An artificial neural network with a plurality of intermediate layers between the input layer and the output layer is preferably used here.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das eingesetzte künstliche neuronale Netz eine Encoder-Decoder-Architektur auf. Weiterhin kann das künstliche neuronale Netz skip-connections umfassen, welche Ergebnisse aus früheren Transformationschichten hierzu korrespondierenden späteren Schichten zur Verfügung stellen und insbesondere Ergebnisse von Encoder-Schichten unmittelbar zugehörigen Decoder-Schichten zur Verfügung stellen, bspw. Decoder-Schichten mit gleicher Anzahl von Pixeln in der Eingabe.In one possible embodiment of the present invention, the artificial neural network used has an encoder-decoder architecture. Furthermore, the artificial neural network can include skip-connections, which make available results from earlier transformation layers, corresponding later layers and in particular make results from encoder layers directly associated decoder layers available, for example decoder layers with the same number of pixels in the input.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das eingesetzte künstliche neuronale Netz Residual Blocks auf, welche Eingaben von mehreren Schichten transformieren und die Ausgabe zusätzlich mit der Eingabe verrechnen, um das Ergebnis des Blocks zu erhalten. In einer möglichen Ausgestaltung können mehrere Residual Block hintereinander geschaltet werden.In one possible embodiment of the present invention, the artificial neural network used has residual blocks, which transform inputs from several layers and additionally offset the output with the input in order to obtain the result of the block. In one possible embodiment, several residual blocks can be connected in series.

Die oben genannten Ausgestaltungen des künstlichen neuronalen Netzes können auch miteinander kombiniert werden.The above-mentioned configurations of the artificial neural network can also be combined with one another.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung nimmt die Auswerteeinrichtung eine Trennung zwischen einem Reifenbereich und einem Hintergrund vor. Dies trägt der Tatsache Rechnung, dass die Aufnahmen typischerweise nicht nur den Reifen zeigen, sondern auch einen Hintergrund, welcher beispielsweise auch Haltevorrichtungen umfassen kann.In a possible embodiment of the present invention, the evaluation device separates a tire area and a background. This takes into account the fact that the recordings typically not only show the tire, but also a background, which can also include holding devices, for example.

In einer ersten Variante kann die Trennung zwischen einem Reifenbereich und einem Hintergrund durch eine algorithmische Lösung erfolgen, z. B. mittels einer Grauwertstatistik, und damit ohne den Einsatz von Maschinenlernen.In a first variant, the separation between a tire area and a background can be done by an algorithmic solution, e.g. B. by means of gray value statistics, and thus without the use of machine learning.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu der algorithmischen Lösung eine Parametrisierung der Trennlinie zwischen Reifenbereich und dem Hintergrund eingesetzt werden. Insbesondere kann dabei in der algorithmisch erzeugten pixelweisen Auftrennung ein Fit mit einer Primitiven wie beispielsweise einem Spline, einem Kreisbogen oder einem Ellipsenbogen erfolgen, um bekanntes Wissen zur Kreisform der Reifenfläche einzubringen.In a possible embodiment of the present invention, in addition to the algorithmic solution, a parameterization of the dividing line between the tire area and the background can be used. In particular, a fit with a primitive such as a spline, a circular arc or an elliptical arc can take place in the algorithmically generated pixel-by-pixel separation in order to incorporate known knowledge about the circular shape of the tire surface.

In einer zweiten Variante erfolgt die Trennung zwischen dem Reifenbereich und dem Hintergrund dagegen durch mindestens ein ML-Modell.In a second variant, on the other hand, the separation between the tire area and the background takes place by means of at least one ML model.

Beispielsweise kann mittels einer Deep Learning Segmentierung eine pixelweise Trennung von Reifenberiech und Hintergrund erfolgen.For example, deep learning segmentation can be used to separate the tire area and background pixel by pixel.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich zu dem Einsatz von Maschinenlernen zur Trennung zwischen dem Reifenbereich und dem Hintergrund eine Parametrisierung der Trennlinie zwischen Reifenbereich und dem Hintergrund eingesetzt werden. Die Parametrisierung kann beispielsweise durch eine Primitive wie einen Spline, einen Kreisbogen oder einen Ellipsenbogen erfolgen.In a possible embodiment of the present invention, in addition to the use of machine learning to separate the tire area and the background, a parameterization of the dividing line between the tire area and the background can be used. The parameterization can be done, for example, by a primitive such as a spline, an arc of a circle or an arc of an ellipse.

In einer ersten Variante kann dabei in der durch Maschinenlernen erzeugten pixelweisen Auftrennung ein Fit mit einer Primitiven wie beispielsweise einem Spline, einem Kreisbogen oder einem Ellipsenbogen erfolgen, um bekanntes Wissen zur Kreisform der Reifenfläche einzubringen.In a first variant, a fit with a primitive such as a spline, a circular arc or an elliptical arc can take place in the pixel-by-pixel separation generated by machine learning in order to incorporate known knowledge about the circular shape of the tire surface.

In einer zweiten Variante kann eine direkte Schätzung der Parameter der Primitive aus der Aufnahme mittels Maschinenlernen erfolgen.In a second variant, the parameters of the primitives can be estimated directly from the recording by means of machine learning.

Die Parametrisierung kann insbesondere zur Auswertung von Aufnahmen der Seitenfläche eines Reifens eingesetzt werden, da hier der Reifenbereich immer durch einen Kreisabschnitt approximiert werden kann.The parameterization can be used in particular to evaluate recordings of the side surface of a tire, since here the tire area can always be approximated by a segment of a circle.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung nimmt die Auswerteeinrichtung eine Lokalisierung von Defektbereichen und/oder eine Klassifikation von Defekten und/oder des Reifens vor.In a possible embodiment of the present invention, the evaluation device localizes defect areas and / or classifies defects and / or the tire.

Im Rahmen der Lokalisierung von Defektbereichen kann beispielsweise eine pixelgenaue Segmentierung und/oder eine grobe Eingrenzung von Fehlerstellen auf der Aufnahme vorgenommen werden.In the context of the localization of defect areas, for example, pixel-precise segmentation and / or rough delimitation of defect locations on the recording can be carried out.

Im Rahmen der Klassifikation von Defekten können diese in Klassen eingeteilt werden, welche beispielsweise die Art und/oder die Größe der Defekte beschreiben. Dies kann entweder aufgrund einer erfolgten Lokalisierung von Defektbereichen erfolgen, und/oder unmittelbar aus den Aufnahmen.In the context of the classification of defects, these can be divided into classes that describe the type and / or size of the defects, for example. This can take place either on the basis of a localization of defect areas and / or directly from the recordings.

Im Rahmen der Klassifikation von Reifen können die Reifen in Defektklassen eingeteilt werden, beispielsweise in Reifen ohne Defekte und Reifen mit Defekten, wobei die Reifen mit Defekten weiter in mehrere Klassen eingeteilt werden können, welche sich im Hinblick auf die Art und/oder Anzahl und/oder Schwere der Defekte unterscheiden. Die Klassifikation von Reifen kann anhand einer erfolgten Klassifikation der Defekte der Reifen, anhand einer erfolgten Lokalisierung von Defektbereichen und/oder unmittelbar aus den Aufnahmen erfolgen.As part of the classification of tires, the tires can be divided into defect classes, for example into tires without defects and tires with defects, whereby the tires with defects can be further divided into several classes, which differ in terms of type and / or number and / or severity of the defects. The classification of tires can take place on the basis of a completed classification of the defects in the tires, on the basis of a completed localization of defect areas and / or directly from the recordings.

Die Art und Weise, durch welche die Lokalisierung und/oder Klassifikation durchgeführt wird, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung zunächst nicht weiter beschränkt.The manner in which the localization and / or classification is carried out is initially not restricted further within the scope of the present invention.

Beispielsweise kann einer, mehrere oder alle der oben beschriebenen Vorgänge zur Lokalisierung und/oder Klassifikation algorithmisch erfolgen, d.h. ohne den Einsatz von Maschinenlernen, oder manuell durch eine Bedienperson. Beispielsweise kann die Segmentierung von Defektregionen algorithmisch erfolgen, z.B. durch eine Kantenerfassung.For example, one, several or all of the above-described localization and / or classification processes can be carried out algorithmically, i.e. without the use of machine learning, or manually by an operator. For example, the segmentation of defect regions can be done algorithmically, e.g. by detecting the edges.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt die Lokalisierung und/oder Klassifikation jedoch durch mindestens ein ML-Modell. Insbesondere kann mindestens einer der oben beschriebenen Vorgänge zur Lokalisierung und/oder Klassifikation durch ein ML-Modell erfolgen. In einer möglichen Ausgestaltung können auch mehrere oder alle der vorgesehenen, oben beschriebenen Vorgänge zur Lokalisierung und/oder Klassifikation durch mindestens ein ML-Modell erfolgen.In a preferred embodiment of the present invention, however, the localization and / or classification is carried out using at least one ML model. In particular, at least one of the processes described above for localization and / or classification can take place using an ML model. In a possible embodiment, several or all of the provided, above-described processes for localization and / or classification can also take place by means of at least one ML model.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Lokalisierung, Klassifikation und/oder Trennung zwischen Reifenbereich und Hintergrund durch ein einziges ML-Modell simultan gelöst.In a possible embodiment of the present invention, the localization, classification and / or separation between the tire area and the background is solved simultaneously by a single ML model.

Insbesondere kann die Trennung zwischen Reifenbereich und Hintergrund auf der einen Seite und die Lokalisierung und/oder Klassifikation auf der anderen Seite durch ein einziges ML-Modell simultan gelöst werden.
In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung nimmt die Auswerteeinrichtung auf Grundlage der Lokalisierung von Defektbereichen und/oder der Klassifikation von Defekten eines Reifens eine Entscheidung vor, ob es sich bei dem Reifen um Ausschuss handelt oder nicht. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine ja/nein-Aussage handeln, oder eine Ausschuss-Wahrscheinlichkeit angegeben werden. Die Aussage kann unmittelbar zur Ansteuerung einer Aussortierungs-Station der Produktionsanlage und zur Aussortierung von Ausschuss-Reifen eingesetzt werden, oder nochmals durch einen menschlichen Prüfer überprüft werden.
In particular, the separation between the tire area and the background on the one hand and the localization and / or classification on the other hand can be solved simultaneously by a single ML model.
In one possible embodiment of the present invention, the evaluation device makes a decision on the basis of the localization of defect areas and / or the classification of defects in a tire as to whether the tire is scrap or not. This can be a yes / no statement, for example, or a reject probability can be specified. The statement can be used directly for control a sorting station of the production plant and for sorting out scrap tires, or checked again by a human tester.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden die Defektbereiche und/oder Defekte mittels einer oder mehrerer Toleranz-Regeln bezüglich ihrer Ausschussrelevanz beurteilt.In a possible embodiment of the present invention, the defect areas and / or defects are assessed with regard to their relevance to rejects by means of one or more tolerance rules.

Insbesondere erfolgt im Rahmen der vorliegenden Erfindung daher die Lokalisierung von Defektbereichen und/oder der Klassifikation von Defekten eines Reifens mittels Maschinenlernen, die auf diesen Ergebnissen beruhende Entscheidung, ob es sich bei dem Reifen um Ausschuss handelt oder nicht, dagegen regelbasiert. Hierdurch ist die Entscheidungsfindung nachvollziehbar.In particular, within the scope of the present invention, the localization of defect areas and / or the classification of defects in a tire takes place by means of machine learning, whereas the decision based on these results as to whether the tire is scrap or not is rule-based. This makes the decision-making process traceable.

Eine Toleranz-Regeln kann dabei beispielsweise vorgeben, welche Defektbereiche und/oder Defekte toleriert werden, und welche Defektbereiche und/oder Defekte zu der Entscheidung führen, dass der Reifen Ausschuss ist. Beispielsweise können Defektbereiche und/oder Defekte bezüglich einer oder mehrerer ihrer Eigenschaften wie bspw. Größe, Radius, Länge und/oder Kontrast mit Schwellwerten verglichen werden.A tolerance rule can, for example, specify which defect areas and / or defects are tolerated and which defect areas and / or defects lead to the decision that the tire is scrap. For example, defect areas and / or defects can be compared with threshold values with regard to one or more of their properties such as, for example, size, radius, length and / or contrast.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden für unterschiedliche Prüfbereiche des Reifens unterschiedliche Toleranz-Regeln eingesetzt. Die Toleranz-Regel, welche auf einen Defektbereich und/oder einen Defekt angewendet werden, hängen daher insbesondere davon ab, in welchem Bereich des Reifens sich der Defektbereich und/oder Defekt befindet. Hierfür kann der Reifen in Prüfregionen aufgeteilt werden, welchen unterschiedliche Toleranz-Regeln zugeordnet werden.In one possible embodiment of the present invention, different tolerance rules are used for different test areas of the tire. The tolerance rule which is applied to a defect area and / or a defect therefore depends in particular on the area of the tire in which the defect area and / or defect is located. For this purpose, the tire can be divided into test regions to which different tolerance rules are assigned.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden in Abhängigkeit von der Prüfregion unterschiedliche Fehlertoleranzen eingesetzt. Beispielsweise können die Schwellwerte, mit welchen einer oder mehre Eigenschaften der Defektbereiche und/oder Defekte verglichen werden, in Abhängigkeit von der Prüfregion, in welcher sich der Defektbereich und/oder Defekt befindet, unterschiedlich sein.In a possible embodiment of the present invention, different error tolerances are used depending on the test region. For example, the threshold values, with which one or more properties of the defect areas and / or defects are compared, can be different depending on the test region in which the defect area and / or defect is located.

Beispielsweise können die Seitenwände und die Lauffläche des Reifens unterschiedliche Prüfregionen bilden. Weiterhin können auch die Seitenwände des Reifens in unterschiedliche Prüfregionen aufgeteilt sein.For example, the sidewalls and the tread of the tire can form different test regions. Furthermore, the sidewalls of the tire can also be divided into different test regions.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Bediener-Interface, mittels welchem die Toleranz-Regeln vorgebbar und/oder änderbar sind.In a possible embodiment of the present invention, the device comprises an operator interface, by means of which the tolerance rules can be specified and / or changed.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Bediener-Interface, mittels welchem die Prüfregionen vorgebbar und/oder änderbar sind.In a possible embodiment of the present invention, the device comprises an operator interface, by means of which the test regions can be specified and / or changed.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Interface, über welches ein Benutzer durch das Reifenprüfgerät aufgenommene und/oder simulierte Aufnahmen durch Annotation, insbesondere durch manuelle Trennung, Lokalisierung und/oder Klassifikation aufbereiten kann, wobei die Vorrichtung weiterhin ein Trainingsmodul umfasst, welches ein Training des ML-Modells durch die durch den Benutzer aufbereiteten Aufnahmen erlaubt.In one possible embodiment of the present invention, the device comprises an interface via which a user can process recordings recorded and / or simulated by the tire tester by annotation, in particular by manual separation, localization and / or classification, the device further comprising a training module, which allows the ML model to be trained using the recordings prepared by the user.

Das Interface erlaubt damit die Erstellung von Trainingsdaten zum Training des Maschinenlernverfahrens.The interface thus allows the creation of training data for training the machine learning process.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung ein vortrainiertes ML-Modell, wobei das Interface und das Trainingsmodul ein weiteres Training bei Installation und/oder während des Betriebs der Vorrichtung erlauben. Hierdurch wird der Aufwand zum Training des ML-Modells verringert, da dieses bereits vortrainiert ist. Andererseits kann die Vorrichtung dennoch bei der Installation und/oder während des Betriebs an die konkrete Auswertungsaufgabe, bspw. die zu prüfenden Reifentypen und/oder die Messsituation, angepasst werden. Bevorzugt ist die Vorrichtung so ausgestaltet, dass der Prozess des Nachlernens auch mehrfach ausgeführt werden kann, etwa wenn sich die Aufnahmeumgebung verändert, neue Produkte zu prüfen sind, neue Defektklassen zu erkennen sind und/oder andere neue Informationen dem ML-Modell bereitgestellt werden müssen.In a possible embodiment of the present invention, the device comprises a pre-trained ML model, the interface and the training module allowing further training during installation and / or during operation of the device. This reduces the effort for training the ML model, since it has already been pre-trained. On the other hand, the device can nevertheless be adapted to the specific evaluation task, for example the tire types to be tested and / or the measurement situation, during installation and / or during operation. The device is preferably designed in such a way that the re-learning process can also be carried out several times, for example when the recording environment changes, new products are to be checked, new defect classes are to be recognized and / or other new information has to be provided to the ML model.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Auswertestation zur manuellen Auswertung von Aufnahmen, wobei die Auswertestation durch das ML-Modell unterstützt wird. Die finale Auswertung erfolgt bei dieser Ausgestaltung daher zumindest nicht durchgehend vollautomatisch, sondern zumindest teilweise durch eine Bedienperson. Diese wird jedoch durch automatisierte Teilprozesse unterstützt.In a possible embodiment of the present invention, the device comprises an evaluation station for the manual evaluation of recordings, the evaluation station being supported by the ML model. In this embodiment, the final evaluation therefore takes place at least not fully automatically, but at least partially by an operator. However, this is supported by automated sub-processes.

In einer ersten Variante kann die Auswertestation so ausgestaltet sein, dass sämtliche Reifen auch durch eine Bedienperson geprüft werden. Beispielsweise kann die Auswertefunktion dabei eine Auswertung, bspw. eine Klassifikation anbieten, welche durch die Bedienperson entweder bestätigt oder geändert wird.In a first variant, the evaluation station can be designed in such a way that all tires are also checked by an operator. For example, the evaluation function can offer an evaluation, for example a classification, which is either confirmed or changed by the operator.

In einer zweiten Variante kann die Auswertestation so ausgestaltet sein, dass nur noch ein Teil der Reifen auch durch eine Bedienperson geprüft werden, während ein anderer Teil der Reifen nur noch durch die Auswertefunktion geprüft wird. Insbesondere können dabei nur noch jene Reifen, bei welchen die Auswertefunktion einen hohen Unsicherheitsfaktor ausgibt, einer Bedienperson zur Prüfung vorgelegt werden.In a second variant, the evaluation station can be designed so that only some of the tires are also checked by an operator while another part of the tires is only checked by the evaluation function. In particular, only those tires for which the evaluation function outputs a high uncertainty factor can be presented to an operator for testing.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt die Auswertestation Aufnahmen in Abhängigkeit von einer unter Zuhilfenahme des ML-Modells durchgeführten Lokalisation und/oder Klassifikation unterschiedlich dar. Beispielsweise werden dabei Aufnahmen, welche Defekte zeigen, bei der Darstellung priorisiert und/oder hervorgehoben. Weiterhin kann ein Unsicherheitsfaktor des ML-Modells berücksichtigt werden. Beispielsweise können Aufnahmen, bei deren Auswertung die Auswertefunktion einen hohen Unsicherheitsfaktor ausgibt, bei der Darstellung priorisiert und/oder gekennzeichnet und/oder hervorgehoben werden.In a possible embodiment of the present invention, the evaluation station displays recordings differently depending on a localization and / or classification carried out with the aid of the ML model. For example, recordings which show defects are prioritized and / or highlighted in the display. Furthermore, an uncertainty factor of the ML model can be taken into account. For example, recordings whose evaluation the evaluation function outputs a high uncertainty factor can be prioritized and / or identified and / or highlighted in the display.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt die Vorrichtung Reifen in Abhängigkeit von einer unter Zuhilfenahme des ML-Modells durchgeführten Lokalisation und/oder Klassifikation unterschiedlich dar. Beispielsweise können dabei Reifen, bei welchen keine Defekte erkannt wurden und/oder ein niedriger Unsicherheitsfaktor im Hinblick auf die automatische Klassifikation vorliegt, überhaupt nicht mehr oder nur nachrangig gegenüber Reifen dargestellt werden, bei welchen Defekte erkannt und/oder ein hoher Unsicherheitsfaktor im Hinblick auf die automatische Klassifikation vorliegt.In a possible embodiment of the present invention, the device displays tires differently depending on a localization and / or classification carried out with the aid of the ML model. For example, tires in which no defects were detected and / or a low uncertainty factor with regard to the automatic classification is present, can no longer be displayed at all or is only displayed in a subordinate manner to tires in which defects are recognized and / or a high uncertainty factor is present with regard to the automatic classification.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung erfolgt die Reifenprüfung zumindest in einem Betriebsmodus der Vorrichtung für alle Reifen ausschließlich automatisiert durch die Auswertefunktion und ohne eine zusätzliche menschliche Prüfung.In a further possible embodiment, the tire test is carried out at least in one operating mode of the device for all tires in an exclusively automated manner by the evaluation function and without an additional human test.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung führt das Reifenprüfgerät ein optisches Messverfahren durch. Insbesondere kann dabei ein interferometrisches Messverfahren zum Einsatz kommen.In a possible embodiment of the present invention, the tire testing device carries out an optical measuring method. In particular, an interferometric measuring method can be used.

Insbesondere kann die vorliegende Erfindung zur Auswertung von Aufnahmen eines Reifenprüfgerätes eingesetzt werden, welches eine shearografische Messung zur Erzeugung von Phasendifferenzbildern vornimmt. Bei den erfindungsgemäß ausgewerteten Aufnahmen kann es sich daher insbesondere um Phasendifferenzbilder handeln.In particular, the present invention can be used for evaluating recordings from a tire testing device which undertakes a shearographic measurement to generate phase difference images. The recordings evaluated according to the invention can therefore in particular be phase difference images.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung setzt das Reifenprüfgerät die Reifen einer Druckbelastung aus. Die Aufnahmen können dabei ein Verformung des Reifens durch die Druckbelastung wiedergeben. Insbesondere werden die Reifen dabei einem Unterdruck ausgesetzt.In one possible embodiment of the present invention, the tire testing device subjects the tires to a pressure load. The recordings can reproduce a deformation of the tire due to the pressure load. In particular, the tires are exposed to a negative pressure.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst das Reifenprüfgerät eine Druckkammer, insbesondere eine Unterdruckkammer. Bevorzugt sind in der Druckkammer einer oder mehrere Messköpfe zur shearographischen Vermessung der Lauffläche und/oder der Seitenflächen des Reifen angeordnet.In one possible embodiment of the present invention, the tire testing device comprises a pressure chamber, in particular a vacuum chamber. One or more measuring heads for shearographic measurement of the tread and / or the side surfaces of the tire are preferably arranged in the pressure chamber.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung prüft das Reifenprüfgerät die Lauffläche und/oder der Seitenflächen des Reifens.In one possible embodiment of the present invention, the tire testing device checks the tread and / or the side surfaces of the tire.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Reifenprüfgerät in einer Transportstrecke für die Reifen angeordnet. Dabei kann mindestens ein Reifenwender vorgesehen sein, um beide Seitenflächen des Reifens von außen prüfen zu können.In one possible embodiment of the present invention, the tire testing device is arranged in a transport path for the tires. At least one tire turner can be provided so that both side surfaces of the tire can be checked from the outside.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Auswertung von Aufnahmen eines Reifenprüfgerätes mit den Schritten:

  • - Aufnehmen von Aufnahmen durch das Reifenprüfgerät; und
  • - Auswerten der Aufnahmen mittels eines ML-Modells.
The present invention also comprises a method for evaluating recordings from a tire testing device with the following steps:
  • - Recording of recordings by the tire testing device; and
  • - Evaluation of the recordings using an ML model.

Hierdurch ergeben sich die gleichen Vorteile, welche bereits oben im Hinblick auf die erfindungsgemäße Vorrichtung näher beschrieben wurden.This results in the same advantages that have already been described in more detail above with regard to the device according to the invention.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden vorab folgenden Schritte durchgeführt:

  • - Aufbereitung von Aufnahmen durch Annotation, insbesondere durch Trennung, Lokalisierung und/oder Klassifikation von Aufnahmen zur Erzeugung von ersten Trainingsdaten;
  • - Trainieren des ML-Modells mittels der ersten Trainingsdaten.
In one possible embodiment of the present invention, the following steps are carried out beforehand:
  • - Preparation of recordings by annotation, in particular by separating, localizing and / or classifying recordings for generating first training data;
  • - Training the ML model using the first training data.

In möglichen alternativen Ausgestaltungen kann die Aufbereitung der Aufnahmen ggf. jedoch auch entfallen. Beispielsweise kann das ML-Modell in diesem Fall lediglich sinnvolle Beschreibungen der Aufnahmen lernen, beispielsweise mittels Methoden des unsupervised bzw. self-supervised learning.In possible alternative configurations, however, the preparation of the recordings can also be omitted. For example, in this case the ML model can only learn meaningful descriptions of the recordings, for example by means of unsupervised or self-supervised learning methods.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das ML-Modell vortrainiert ausgeliefert und nach Installation der Vorrichtung werden folgende weitere Schritte durchgeführt:

  • - Aufnehmen von Aufnahmen durch das Reifenprüfgerät
  • - Aufbereitung der Aufnahmen durch Trennung, Lokalisierung und/oder Klassifikation von Aufnahmen zur Erzeugung von zweiten Trainingsdaten;
  • - Nachtrainieren eines ML-Modells mittels der zweiten Trainingsdaten.
In one possible embodiment of the present invention, the ML model is delivered pre-trained and after the device has been installed, the following additional steps are carried out:
  • - Recording of recordings by the tire testing device
  • - Preparation of the recordings by separating, localizing and / or classifying Recordings for generating second training data;
  • - Retraining of an ML model using the second training data.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt ein solches Nachtrainieren mehrfach, bspw. wenn sich die Aufnahmeumgebung verändert, neue Produkte zu prüfen sind, neue Defektklassen zu erkennen sind, oder andere neue Informationen dem ML-Modell bereitgestellt werden müssenIn one possible embodiment of the present invention, such retraining takes place several times, for example when the recording environment changes, new products are to be checked, new defect classes are to be recognized, or other new information has to be provided to the ML model

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden zur Erzeugung von Trainingsdaten Aufnahmen von Reifen ohne Defekte herangezogen und in diesen Aufnahmen eine Trennung zwischen einem Reifenbereich und einem Hintergrund vorgenommen. Da Defekte an Reifen relativ selten auftreten, ist die Erstellung einer ausreichenden Menge an Trainingsdaten mit Defekten aufwendig. Dieser Aufwand kann verringert werden, indem zumindest zum Erlernen der Trennung zwischen Reifenbereich und einem Hintergrund auf Aufnahmen zurückgegriffen wird, welche Reifen ohne Defekte zeigen.In a possible embodiment of the present invention, recordings of tires without defects are used to generate training data, and a separation between a tire area and a background is made in these recordings. Since defects in tires occur relatively rarely, the creation of a sufficient amount of training data with defects is time-consuming. This effort can be reduced by making use of recordings which show tires without defects, at least for learning about the separation between the tire area and a background.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden Trainingsdaten durch Simulation erzeugt.In a further possible embodiment of the present invention, training data are generated by simulation.

Das erfindungsgemäße Verfahren erfolgt bevorzugt so, wie diese bereits oben im Hinblick auf die Vorrichtung näher beschrieben wurde. Insbesondere kann das Verfahren dabei unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung erfolgen.The method according to the invention is preferably carried out as it has already been described in more detail above with regard to the device. In particular, the method can be carried out using the device described above.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin eine Software zur Implementierung einer Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde. Insbesondere kann die Software ein ML-Modell umfassen.The present invention further comprises software for implementing a device as described above. In particular, the software can include an ML model.

Mittels der Software ist bevorzugt ein Verfahren, wie es oben beschrieben wurde, durchführbar, insbesondere wenn die Software auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung abläuft.A method as described above can preferably be carried out by means of the software, in particular when the software runs on the device according to the invention.

Die Software kann auf einem Datenträger oder Speicher abgespeichert sein.The software can be stored on a data carrier or memory.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst bevorzugt mindestens einen Mikroprozessor und einen Speicher, auf welchem die erfindungsgemäße Software abgespeichert ist, wobei die Software Befehle umfasst, durch welche der Mikroprozessor die Vorrichtung zur Implementierung der erfindungsgemäßen Funktionen ansteuert.The device according to the invention preferably comprises at least one microprocessor and a memory on which the software according to the invention is stored, the software comprising commands by which the microprocessor controls the device for implementing the functions according to the invention.

Bei den erfindungsgemäß geprüften Reifen handelt es sich insbesondere um Gummireifen.The tires tested according to the invention are in particular rubber tires.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und Zeichnungen näher beschrieben.The present invention will now be described in more detail with reference to exemplary embodiments and drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • 2 eine Messung einer Seitenfläche eines Reifens und eine entsprechende Aufnahme in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 3 eine Messung einer Lauffläche eines Reifens und eine entsprechende Aufnahme in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
  • 4 Beispiele für unterschiedliche Klassen von Defekten,
  • 5 eine Prinzipdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 6 Aufnahmen der Lauffläche und einer Seitenfläche eines Reifens mit einer durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgenommenen Trennung zwischen Reifenbereich und Hintergrund und einer Lokalisierung von Defekten,
  • 7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem externen Interface,
  • 8 ein erstes Ausführungsbeispiel für ein ML-Modell und
  • 9 ein zweites Ausführungsbeispiel für ein ML-Modell.
Show:
  • 1 a first embodiment of a device according to the invention,
  • 2 a measurement of a side surface of a tire and a corresponding recording in an embodiment of the present invention,
  • 3 a measurement of a tread of a tire and a corresponding recording in an embodiment of the present invention,
  • 4th Examples of different classes of defects,
  • 5 a schematic representation of an embodiment of a method according to the invention,
  • 6 Recordings of the tread and a side surface of a tire with a separation made by an embodiment of a device according to the invention between the tire area and the background and a localization of defects,
  • 7th a second embodiment of a device according to the invention with an external interface,
  • 8th a first exemplary embodiment for an ML model and
  • 9 a second embodiment for an ML model.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Reifenprüfgerät 1. 1 shows an embodiment of a device according to the invention with a tire testing device 1 .

Im Ausführungsbeispiel ist das Reifenprüfgerät in einer Transportstrecke angeordnet, von welcher Transportabschnitte 4 und 5, welche vor und hinter dem Reifenprüfgerät 1 angeordnet sind, in 1 dargestellt sind. Die Reifen 6 durchlaufen daher in der im Ausführungsbeispiel auf der Transportstrecke das Reifenprüfgerät. Weiterhin ist eine Wendevorrichtung 2 vorgesehen, um den Reifen zwischen zwei Prüfdurchgängen im Reifenprüfgerät zu wenden.In the exemplary embodiment, the tire testing device is arranged in a transport route from which transport sections 4th and 5 , which in front of and behind the tire tester 1 are arranged in 1 are shown. The tires 6 therefore pass through the tire testing device in the exemplary embodiment on the transport route. There is also a turning device 2 provided to turn the tire between two test runs in the tire tester.

Die Reifen werden im Ausführungsbeispiel auf der Transportstrecke liegend angeliefert, von der Wendevorrichtung gegebenenfalls um 180° gewendet, und im Reifenprüfgerät in mindestens einem Prüfdurchgang geprüft. Das Prüfen der Reifen in einem Prüfdurchgang erfolgt bevorzugt ebenfalls liegend. Das Reifenprüfgerät kann dabei eine interne Transportstrecke aufweisen, auf welcher die Reifen zum einen durch das Reifenprüfgerät hindurch verfahren werden, und auf welchen die Reifen während des Prüfvorgangs liegen.In the exemplary embodiment, the tires are delivered lying on the transport route, if necessary turned by 180 ° by the turning device, and tested in the tire testing device in at least one test run. The testing of the tires in one test run is also preferably carried out horizontally. The tire testing device can have an internal transport route on which the tires on the one hand can be moved through the tire testing device, and on which the tires lie during the testing process.

Andere Anordnungen zur Beschickung des Reifenprüfgerätes mit Reifen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch ebenfalls denkbar. Beispielsweise kann das Reifenprüfgerät manuell beschickt werden.However, other arrangements for loading the tire testing device with tires are also conceivable within the scope of the present invention. For example, the tire testing device can be loaded manually.

In einer möglichen Ausgestaltung der möglichen Erfindung handelt es sich bei dem Reifenprüfgerät 1 um ein Prüfgerät, bei welchem der Reifen einer Druckbelastung ausgesetzt wird, und sich hierdurch ergebende Verformungen gemessen werden. Insbesondere kann der Reifen dabei einer Unterdruckbelastung ausgesetzt werden. In one possible embodiment of the possible invention, the tire testing device is involved 1 around a test device in which the tire is subjected to a pressure load and deformations resulting from this are measured. In particular, the tire can be exposed to a negative pressure load.

Die Prüfung erfolgt insbesondere holographisch und/oder shearografisch. Ein möglicher Prüfdurchgang kann darin bestehen, dass zunächst bei einer ersten Druckbelastung des Reifens ein erstes Phasenbild aufgenommen wird, daraufhin die Druckbelastung verändert und bei einer zweiten Druckbelastung ein zweites Phasenbild aufgenommen wird. Aus den beiden Phasenbildern wird ein Phasendifferenzbild erstellt, durch dessen Auswertung Fehlstellen und/oder Defekte des Reifens erkannt werden können, da sich diese unter der geänderten Druckbelastung verformen. Dieses Vorgehen kann im Rahmen eines Prüfvorgangs mehrmals wiederholt werden, um unterschiedliche Umfangsbereiche des Reifens zu prüfen.The check is carried out in particular holographically and / or shearographically. One possible test run can consist in first recording a first phase image when the tire is subjected to a first pressure load, then changing the pressure load and recording a second phase image when the tire is subjected to a second pressure load. A phase difference image is created from the two phase images, the evaluation of which can be used to identify flaws and / or defects in the tire, since these deform under the changed pressure load. This procedure can be repeated several times as part of a test process in order to test different circumferential areas of the tire.

Das Reifenprüfgerät 1 umfasst im Ausführungsbeispiel eine Druckkammer 10, insbesondere eine Unterdruckkammer. Diese weist bevorzugt mindestens eine Öffnung 11 auf, durch welche die Reifen in die Druckkammer hinein und aus dieser heraus verfahren werden können, und welche zur Veränderung des Drucks in der Druckkammer luftdicht verschließbar sind. Die Reifen werden dabei im Ausführungsbeispiel auf einer ersten Seite in die Druckkammer 10 hinein transportiert, geprüft, und nach erfolgter Prüfung auf der gegenüberliegenden Seite wieder aus dem Reifenprüfgerät heraus transportiert.The tire testing device 1 comprises in the exemplary embodiment a pressure chamber 10 , especially a vacuum chamber. This preferably has at least one opening 11 through which the tires can be moved into and out of the pressure chamber, and which can be hermetically sealed to change the pressure in the pressure chamber. In the exemplary embodiment, the tires are placed in the pressure chamber on a first side 10 transported in, checked, and after the test carried out on the opposite side again out of the tire tester.

Das Reifenprüfgerät umfasst ein oder mehrere Messköpfe 7, welche bevorzugt über eine Verfahranordnung 8 verfahrbar und/oder drehbar sind. Bei den Messköpfen handelt es sich insbesondere um holographische und/oder shearografische Messköpfe. Durch das Drehen des oder der Messköpfe können unterschiedliche Umfangsbereiche eines liegenden Reifens erfasst werden. Alternativ oder zusätzlich wäre es auch denkbar, den Reifen zu drehen, um unterschiedliche Umfangsbereiche zu prüfen.The tire testing device comprises one or more measuring heads 7th , which preferably via a traversing arrangement 8th are movable and / or rotatable. The measuring heads are in particular holographic and / or shearographic measuring heads. By rotating the measuring head or heads, different circumferential areas of a lying tire can be recorded. Alternatively or in addition, it would also be conceivable to rotate the tire in order to check different circumferential areas.

In alternativen Ausgestaltungen können jedoch auch andere optische Prüfverfahren denkbar.In alternative configurations, however, other optical test methods are also conceivable.

Die Reifenprüfanlage ist bevorzugt für eine sogenannte Bead-to-Bead-Reifenprüfung ausgelegt, bei welcher beide Seitenflächen des Reifens zumindest von außen, und die Lauffläche des Reifens zumindest von innen geprüft werden. Da eine der beiden Seitenflächen während eines Prüfdurchgangs üblicherweise auf einer Unterlage aufliegt, sodass sie nicht von außen geprüft werden kann, kann die gesamte Reifenprüfung in zwei separaten Prüfdurchgängen erfolgen, zwischen welchen der Reifen um 180° gewendet wird.The tire testing system is preferably designed for a so-called bead-to-bead tire test, in which both side surfaces of the tire are tested at least from the outside and the tread of the tire is tested at least from the inside. Since one of the two side surfaces usually rests on a surface during a test run so that it cannot be tested from the outside, the entire tire test can be carried out in two separate test runs, between which the tire is turned through 180 °.

Alternativ können auch nur die Seitenflächen, eine der Seitenflächen oder die Lauffläche, sowie beliebige Kombinationen hiervon, geprüft werden.Alternatively, only the side surfaces, one of the side surfaces or the running surface, as well as any combination thereof, can be tested.

2 zeigt eine Prüfung einer Seitenfläche 12 des Reifens 6 durch einen Messkopf 7 mit einem Messfeld 19. Die durch den Messkopf aufgenommene Aufnahme 20 umfasst einen äußeren Hintergrund 13, die obere Seitenwand 12 von außen, den oberen Wulst 14, die untere Seitenwand 15' von innen, den unteren Wulst 14' und den inneren Hintergrund 13'. 2 shows an examination of a side surface 12 of the tire 6 through a measuring head 7th with a measuring field 19th . The recording made by the measuring head 20th includes an outside background 13 , the upper side wall 12 from the outside, the upper bead 14th , the lower side wall 15 ' from the inside, the lower bead 14 ' and the inner background 13 ' .

3 zeigt eine Prüfung einer inneren Lauffläche 16 des Reifens 6 durch einen Messkopf 7' mit einem Messfeld 19'. Die durch den Messkopf 7' aufgenommene Aufnahme 20' umfasst den oberen Wulst 14, die obere Seitenwand 15 von innen, die Lauffläche 16 von innen und die untere Seitenwand 15' von innen. 3 shows an inner tread test 16 of the tire 6 through a measuring head 7 ' with a measuring field 19 ' . The through the measuring head 7 ' recorded recording 20 ' includes the upper bead 14th , the upper side wall 15th from the inside, the tread 16 from the inside and the lower side wall 15 ' from within.

4 zeigt das Erscheinungsbild typischer Defekte 21 bis 23, welche durch eine Reifenprüfung auf der durch das Reifenprüfgerät aufgenommenen Aufnahme, insbesondere einem Phasendifferenzbild, erkannt werden sollen. 4th shows the appearance of typical defects 21st to 23 which are to be recognized by a tire test on the recording made by the tire testing device, in particular a phase difference image.

Die erfindungsgemäße Auswertung der durch das Reifenprüfgerät erzeugten Aufnahmen des Reifens dient der Lokalisierung und/oder Quantifizierung von Defekten auf der Aufnahme des Reifens.The evaluation according to the invention of the recordings of the tire generated by the tire testing device serves to localize and / or quantify defects on the record of the tire.

Der hierfür gemäß dem Stand der Technik eingesetzte bisherige Workflow war dabei der folgende:

  1. 1. Data Recording mittels Shearographie
  2. 2. Manuelle Inspektion
oder
  1. 1. Data Recording mittels Shearographie
  2. 2. Extraktion handkodierter Merkmale (z.B. Histogramm über Grauwerte, Kantenorientierungen, ...)
  3. 3. Einfache Analyseverfahren (z.B. Schwellwert) auf der Merkmalsrepräsentation zur Unterscheidung Hintergrund vs. Reifen und Analyse der Defektregionen im Reifenbereich
The previous workflow used for this according to the state of the art was the following:
  1. 1. Data recording using shearography
  2. 2. Manual inspection
or
  1. 1. Data recording using shearography
  2. 2. Extraction of hand-coded features (e.g. histogram over gray values, edge orientations, ...)
  3. 3. Simple analysis methods (eg threshold value) on the feature representation to distinguish background vs. tire and analysis of the defect regions in the tire area

Hiermit waren jedoch die folgenden Nachteile verbunden:

  • ■ Manuelle Prüfung ist nötig, welche zeitintensiv ist und in der Genauigkeit variieren kann und dadurch subjektiv ist.
  • ■ Automatisierte Prüfungen auf Basis einfacher Schwellwert-Operationen sind in der Applikation für den vollautomatischen Einsatz zu ungenau.
  • ■ Automatisierte Prüfungen auf Basis einfacher Image Processing Verfahren (z.B. handkodierte Merkmale) sind zeitaufwendig in der Implementierung, können nicht ohne signifikanten Aufwand auf neue Gerätetypen übertragen werden (im Gegensatz zu lernbasierten Verfahren) und sind häufig zu ungenau für die Applikation.
  • ■ Die Position des Reifens im Analysetool kann variieren, was in einfachen Analyseverfahren nur mit erheblichem Aufwand zu berücksichtigen ist (zum Beispiel durch aufwendiges Kalibrieren und Vermessen der Anlagenparameter).
  • ■ Reifen sind von oben und von der Seite zu sehen und zeigen variierender Hintergrund, eventuell mit Zusatzobjekten (Metallarmen etc.), was für einfache Analyseverfahren zu komplex ist
However, this had the following disadvantages:
  • ■ Manual testing is necessary, which is time-consuming and can vary in accuracy and is therefore subjective.
  • ■ Automated tests based on simple threshold value operations are too imprecise in the application for fully automatic use.
  • ■ Automated tests based on simple image processing methods (eg hand-coded features) are time-consuming to implement, cannot be transferred to new device types without significant effort (in contrast to learning-based methods) and are often too imprecise for the application.
  • ■ The position of the tire in the analysis tool can vary, which can only be taken into account with considerable effort in simple analysis processes (for example, through complex calibration and measurement of the system parameters).
  • ■ Tires can be seen from above and from the side and show a varying background, possibly with additional objects (metal arms, etc.), which is too complex for simple analysis methods

Um diese Probleme zu beheben, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung daher eine Auswerteeinrichtung zur Auswertung der durch das Prüfgerät erzeugten Aufnahmen auf, insbesondere zur Auswertung der Phasendifferenzbilder des shearografischen Prüfgerätes, wobei zur Auswertung ein ML-Modell zum Einsatz kommt.In order to eliminate these problems, the device according to the invention therefore has an evaluation device for evaluating the recordings generated by the test device, in particular for evaluating the phase difference images of the shearographic test device, an ML model being used for evaluation.

Insbesondere kann das ML-Modell zur Vorhersage der zu prüfenden Reifenregion, d.h. der Trennung zwischen Hintergrund und Reifenbereich, und/oder der (anschließenden) Lokalisierung und/oder Klassifikation der Defektregionen eingesetzt werden. Insbesondere kann das ML-Modell hierzu ein angelerntes Segmentierungsmodell und/oder einen angelernten Klassifikator umfassen. Die Klassifikation kann dabei eine Quantifizierung der Defektregionen umfassen, bspw. die Bestimmung der Fläche und/oder Erstreckung einer Defektregion.In particular, the ML model can be used to predict the tire region to be checked, i.e. the separation between background and tire area, and / or the (subsequent) localization and / or classification of the defect regions. In particular, for this purpose the ML model can include a learned segmentation model and / or a learned classifier. The classification can include a quantification of the defect regions, for example the determination of the area and / or extent of a defect region.

Die Vorteile des ML gegenüber bekannten Verfahren wie einer einfacher Image-Processing-Lösung bzw. einer einfachen Computer-Vision-Lösung können wie folgt zusammengefasst werden:

  • ◯ Robuste und präzise Vorhersage von Prüfregion und Defekten (insbesondere durch gemeinsames Lernen der Bildrepräsentation und des Prediktors/Klassifikators) .
  • ◯ Berücksichtigung des globalen Kontexts kann ohne zusätzlichen Aufwand mitgelernt werden.
  • ◯ Anpassung auf neue Reifentypen, Aufnahmeänderungen, etc. kann mit wenig Aufwand durch neues Anlernen erfolgen (z.B. durch Servicepersonal oder Kunde) und benötigt keine algorithmischen Anpassungen mit großem Implementierungsaufwand.
The advantages of the ML compared to known methods such as a simple image processing solution or a simple computer vision solution can be summarized as follows:
  • ◯ Robust and precise prediction of test region and defects (especially through joint learning of the image representation and the predictor / classifier).
  • ◯ Taking the global context into account can be learned without additional effort.
  • ◯ Adaptation to new tire types, changes to mountings, etc. can be done with little effort through new training (e.g. by service staff or customers) and does not require any algorithmic adaptations with a large implementation effort.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem ein ML-Modell zur Auswertung der Aufnahmen eingesetzt wird. 5 shows an embodiment of a method according to the invention in which an ML model is used to evaluate the recordings.

Eine Trainingsphase 30 umfasst eine Erstellung 31 von Aufnahmen, eine Annotation 32 von Fehlern in den Aufnahmen zur Erzeugung von Trainingsdaten und ein Training 33 eines ML-Modells bzw. maschinellen Lernverfahrens.A training phase 30th includes a creation 31 of recordings, an annotation 32 of errors in the recordings for generating training data and a training 33 an ML model or machine learning method.

Zur Erstellung der Aufnahmen werden diese in Schritt 31 bevorzugt aufgenommen, insbesondere mittels Shearographie. Alternativ können die Aufnahmen auch durch eine Simulation erstellt werden. Die Annotation erfolgt händisch und kann ggf. durch klassische Computervision unterstützt werden.To create the recordings, these are used in step 31 preferably recorded, especially by means of shearography. Alternatively, the recordings can also be created using a simulation. The annotation is done manually and can, if necessary, be supported by classic computer vision.

Durch das Training des ML-Modells werden dessen Modellparameter bestimmt.By training the ML model, its model parameters are determined.

Im Normalbetrieb 40 der Vorrichtung erfolgt das Data Recording 41 wiederum durch ein optisches Messverfahren, insbesondere Shearographie. Die Auswertung 42 der Aufnahmen erfolgt unter Zuhilfenahme des in der Trainingsphase 40 angelernten ML-Modells. Insbesondere erfolgt dabei eine automatische Bestimmung der Ausgabeparameter mittels der erlernten Modellparameter.In normal operation 40 the device is used for data recording 41 again by an optical measuring method, in particular shearography. The evaluation 42 the recordings are made with the help of the in the training phase 40 learned ML model. In particular, the output parameters are automatically determined using the learned model parameters.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das ML-Modell nicht nur ein einziges Eingabebild erhält, welches ausgewertet wird, sondern einen Bildstapel, z.B. einen Bildstapel, welcher den gleichen Bereich des Reifens in verschiedenen Auflösungen zeigt.In a possible embodiment of the present invention it is provided that the ML model not only receives a single input image, which is evaluated, but an image stack, e.g. an image stack, which shows the same area of the tire in different resolutions.

Die Auswerteeinrichtung kann zum einen eine Abtrennung des Hintergrundes von den zu prüfenden Bildbereichen, d. h. dem Reifenbereich, vornehmen (Schritt 1), als auch eine Defektregionenanalyse und/oder Klassifikation (Schritt 2). Bei mindestens einem dieser Schritte kommt dabei ein ML-Verfahren zum Einsatz, insbesondere in Form eines neuronalen Netzwerkes bzw. Deep Learning. Im Rahmen von Schritt 1 kann zudem eine weitere Auftrennung des Reifenbereichs in die oben näher diskutierten unterschiedlichen Bereiche eines Reifens, welche auf der Aufnahme zu sehen sein können, erfolgen.The evaluation device can, on the one hand, separate the background from the image areas to be checked, ie the tire area (step 1 ), as well as a defect region analysis and / or classification (step 2 ). In at least one of these steps, an ML method is used, in particular in the form of a neural network or deep learning. As part of step 1 the tire area can also be further divided into the different areas of a tire discussed in more detail above, which can be seen on the recording.

Es bestehen beispielsweise folgende Lösungsmöglichkeiten für Schritt 1 (insbesondere die Hintergrund-Abtrennung):

  • - L1: Klassisch algorithmische Lösung (zum Beispiel via Grauwertstatistik);
  • - L2: ML Lernbasierte Lösung (zum Beispiel mittels Deep Learning Segmentierung, um pixelweise Vordergrund vom Hintergrund und/oder unterschiedliche Reifenbereiche zu trennen);
  • - L3: Kombination von L1 oder L2 mit Fit einer Primitiven (z.B. Spline), um bekanntes Wissen zur Kreisform der Prüffläche einzubringen;
  • - L4: Direkte Schätzung von Parametern einer Primitiven (z.B. Splineparameter) aus der Aufnahme mittels eines Deep Learning Verfahrens (z.B. zur Auswertung von Seitenaufnahmen von Reifen, in denen der Vordergrund stets durch einen Kreisabschnitt approximiert werden kann).
For example, there are the following possible solutions for step 1 (especially the background separation):
  • - L1: Classically algorithmic solution (for example via gray value statistics);
  • - L2: ML learning-based solution (for example using deep learning segmentation to separate pixel-by-pixel foreground from background and / or different tire areas);
  • - L3: Combination of L1 or L2 with the fit of a primitive (eg spline) in order to incorporate known knowledge about the circular shape of the test surface;
  • - L4: Direct estimation of parameters of a primitive (e.g. spline parameters) from the recording using a deep learning process (e.g. for evaluating side recordings of tires, in which the foreground can always be approximated by a segment of a circle).

Weiterhin bestehen beispielsweise folgende Lösungsmöglichkeiten für Schritt 2 (Defektregionenanalyse und/oder Klassifikation):

  • - K1: Klassisch algorithmische Segmentierung von Defektregionen (z.B. via Kantenmerkmale o.Ä.);
  • - K2: ML Lernbasierte pixelgenaue Segmentierung und ggf. Klassifizierung von Fehlerstellen (z.B. mittels Deep Learning zur Bildsegmentierung);
  • - K3: ML Lernbasierte Detektion von Fehlerstellen und Beschreibung mittels rechteckförmiger Bounding Boxes oder anderer parametrisch beschreibbar, geometrischer Primitiva wie etwa Kreis oder Ellipsen (z.B. mittels Deep Learning Verfahren zur Objekterkennung).
Furthermore, there are, for example, the following possible solutions for step 2 (Defect region analysis and / or classification):
  • - K1: Classically algorithmic segmentation of defect regions (eg via edge features or the like);
  • - K2: ML learning-based, pixel-precise segmentation and, if necessary, classification of faults (eg using deep learning for image segmentation);
  • - K3: ML learning-based detection of faults and description by means of rectangular bounding boxes or other parametrically describable, geometric primitives such as circles or ellipses (e.g. by means of deep learning methods for object recognition).

Die Optionen L2 und K2 können auch mit einem einzigen ML-Modell gelöst werden. Als Eingabe dient hier die Aufnahme, insbesondere ein Sheraographie-Bild. Die Ausgabe erfolgt in Form einer Aufnahme, auf welcher eine pixelweise Unterscheidung von Hintergrund, Reifen und einem oder mehreren Defekttypen vorgenommen wurde.Options L2 and K2 can also be solved with a single ML model. The input here is the recording, in particular a sheraography image. The output is in the form of a recording on which a pixel-by-pixel differentiation has been made between the background, tires and one or more types of defects.

Die Optionen (L4 und K2) oder (L4 und K3) können auch mit einem gemeinsamen ML-Modell simultan gelöst werden (sogenanntes Multi-task-Learning, gemeinsame Vorhersage einer Vordergrund-Hintergrund-Unterscheidung sowie einer Defektreg ionen-Seg m entierung).The options (L4 and K2) or (L4 and K3) can also be solved simultaneously with a common ML model (so-called multi-task learning, common prediction of a foreground-background distinction and a defect region segmentation).

6a und 6b zeigen beispielhafte Ausgaben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Aufnahme einer Lauffläche (6a) und einer Seitenfläche (6b). 6a and 6b show exemplary outputs of a device according to the invention for receiving a running surface ( 6a) and a side face ( 6b) .

Hierbei erfolgt jeweils eine Trennung zwischen Reifenbereich 16, 12 und Hintergrund 13, 13' durch eine Primitive 50, sowie eine Lokalisierung und Klassifikation von Defekten 21, 22 und 23. Die Lokalisierung erfolgt hier durch Bounding Boxes. Alternativ könnte die Lokalisierung auch pixelweise erfolgen.There is a separation between the tire area 16 , 12 and background 13 , 13 ' by a primitive 50 , as well as a localization and classification of defects 21st , 22nd and 23 . The localization is done here by bounding boxes. Alternatively, the localization could also be done pixel by pixel.

Erfindungsgemäß wird dabei in mindestens einem der Schritte 1 und/oder 2 ein ML-Modell eingesetzt, d. h. mindestens L2, L3 oder L4 oder K2 oder K3.According to the invention, in at least one of the steps 1 and or 2 an ML model is used, ie at least L2, L3 or L4 or K2 or K3.

Das ML-Modell kann unabhängig von oder in Kombination mit den oben genannten Vorgehensweisen wie folgt eingesetzt und ausgestaltet sein:The ML model can be used and designed independently of or in combination with the above-mentioned procedures as follows:

Lösung 1 (nur Ersetzen der bisherigen Analyse)Solution 1 (only replacing the previous analysis)

Beschreibungdescription

  • • Eingabe: Aufnahmen, insbesondere aus dem Shearographie-Prozess• Input: recordings, especially from the shearography process
  • • Ausgabe: Defektkarte (binär oder multi-Klassen, skalar oder Klassenwahrscheinlichkeiten) und/oder Region of Interest (ROI)- Maske der Reifenflächen• Output: Defect map (binary or multi-class, scalar or class probabilities) and / or Region of Interest (ROI) - mask of the tire surfaces
  • • Das ML-Modell lernt die Prädiktion der Ausgabe aus der Eingabe• The ML model learns the prediction of the output from the input

Lösung 2 (direkte Vorhersage der relevanten Metriken)Solution 2 (direct prediction of the relevant metrics)

Beschreibungdescription

  • • Eingabe: Aufnahmen, insbesondere aus dem Shearographie-Prozess• Input: recordings, especially from the shearography process
  • • Ausgabe: Schätzung der Defektgrößen und Defektposition (z.B. in mm), ROI-Maske der Reifenflächen• Output: Estimation of the defect size and defect position (e.g. in mm), ROI mask of the tire surfaces
  • • Das ML-Modell lernt die Prädiktion der Ausgabe aus der Eingabe.• The ML model learns the prediction of the output from the input.

Lösung 3 (nur Lernen der Merkmalsrepräsentationen im existierenden Workflow)Solution 3 (only learning the feature representations in the existing workflow)

Beschreibungdescription

  • • Eingabe: Aufnahmen, insbesondere aus dem Shearographie-Prozess• Input: recordings, especially from the shearography process
  • • Ausgabe: Defektkarte (binär oder multi-Klassen, skalar oder Klassenwahrscheinlichkeiten) und/oder Region of Interest (ROI)- Maske der Reifenflächen• Output: Defect map (binary or multi-class, scalar or class probabilities) and / or Region of Interest (ROI) - mask of the tire surfaces
  • • Ein involviertes ML-Modell lernt lediglich sinnvolle Beschreibungen der Shearographie-Daten, z.B. mittels Unsupervised Learning (AutoEncoders, RBM), der Rest des Workflows gemäß dem Stand der Technik bleibt unverändert, d.h. die durch das ML-Modell erlernten Beschreibungen werden anstelle von handkodierter Merkmale in einem Computer-Vision-Prozess eingesetzt. Eine Annotation kann in diesem Fall entfallen, wodurch der initiale Annotationsaufwand reduziert wird.• An involved ML model only learns meaningful descriptions of the shearography data, eg using Unsupervised Learning (AutoEncoders, RBM), the rest of the workflow according to the state of the art remains unchanged, ie the descriptions learned by the ML model are replaced by hand-coded features used in a computer vision process. In this case, annotation can be omitted, which reduces the initial annotation effort.

Für das Erzeugen von Trainingsdaten bestehen unterschiedliche Varianten:There are different variants for generating training data:

Variante 1 (Lernen aus gemessenen Daten)Variant 1 (learning from measured data)

Als Trainingsdaten sind zugehörige Paare aus {Aufnahme, Annotation} nötig. Es werden durch Messungen erhaltene Aufnahmen daher mit einer entsprechenden Annotation versehen. Je nach Lösung (1-3) kann die Annotation eine pixelweise Defektkarte, Defektwahrscheinlichkeitskarte, binäre und multi-klassen Version davon, oder auch nur ein Skalar oder Vektor der Zielgröße sein.Associated pairs from {recording, annotation} are required as training data. Recordings obtained through measurements are therefore provided with a corresponding annotation. Depending on the solution (1-3), the annotation can be a pixel-by-pixel defect map, defect probability map, binary and multi-class version thereof, or just a scalar or vector of the target variable.

Variante 2 (Lernen aus simulierten Daten)Variant 2 (learning from simulated data)

Wie Variante 1, nur dass die Aufnahmen aus einem Simulationsverfahren gewonnen werden, welches die Shearographieabbildung geeignet simuliert bzw. approximiert.Same as variant 1, except that the recordings are obtained from a simulation method which appropriately simulates or approximates the shearographic image.

Variante 3 (Lernen aus gemessenen und simulierten Daten)Variant 3 (learning from measured and simulated data)

Das Lernen aus gemessenen und simulierten Daten kann zyklisch erfolgen, kann gemischt werden, kann z.B. als Zwei-Schritt-Verfahren ablaufen (erst V1 dann V2). Learning from measured and simulated data can be carried out cyclically, can be mixed, can e.g. run as a two-step process (first V1 then V2).

Unabhängig von der Art und Weise, wie die Trainingsdaten erzeugt werden, kann das ML-Modell in einer möglichen Ausgestaltung mit Daten von verschiedenen „Modalitäten“ angelernt werden, z.B. mit Daten von mehreren, verschiedenen Shearographie-Systemen, oder verschiedenen Beleuchtungssettings.Regardless of the way in which the training data are generated, the ML model can be taught in a possible configuration with data from different "modalities", e.g. with data from several different shearography systems or different lighting settings.

Die Trainingsdaten sollten möglichst repräsentativ sein, d.h. sie sollten mindestens eines und bevorzugt mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen:

  • - Verschiedenen Zeitpunkte
  • - Verschiedene physische Messmaschinen
  • - Verschiedene Defekttypen
  • - Verschiedene Defektausprägungen
  • - Von verschiedenen Annotierern bewertet
  • - Verschiedene Reifentypen
Dies gilt sowohl für tatsächlich aufgenommene als auch für simulierte Daten.The training data should be as representative as possible, ie they should have at least one and preferably several of the following properties:
  • - Different times
  • - Various physical measuring machines
  • - Different types of defects
  • - Different types of defects
  • - Rated by various annotators
  • - Different types of tires
This applies to both actually recorded and simulated data.

Die Annotationen sollten konsistent sein, d.h., die Annotationen sollten in sich möglichst konsistent sein bzw. ein Abschätzen der Annotationsungenauigkeit erlauben und/oder der Akquiseprozess sollte stationär sein.The annotations should be consistent, i.e. the annotations should be as consistent as possible or allow an assessment of the annotation inaccuracy and / or the acquisition process should be stationary.

Die Vorrichtung kann in möglichen Ausgestaltungen mit weiteren Ausgestaltungsmerkmalen versehen sein. Die im folgenden beschriebenen Möglichkeiten können dabei mit allen oben beschriebenen Optionen und Varianten kombiniert werden.The device can be provided with further configuration features in possible configurations. The options described below can be combined with all of the options and variants described above.

Ausgestaltungsmerkmal „Kontinuierliches Trainieren + Interface“Design feature "continuous training + interface"

Es ist praktisch unmöglich, für alle spätere Anwendungsfälle bereits während des Entwicklungszeitpunkts repräsentative Daten vorliegend zu haben. Insbesondere können die Systeme von Kunde zu Kunde unterschiedlich installiert werden, unterschiedliche Umgebungen mit Hintergrundstrukturen vorliegen, unterschiedliche Einstellungen für die Datenaufnahme eingestellt werden, etc.It is practically impossible to have representative data for all subsequent use cases at the time of development. In particular, the systems can be installed differently from customer to customer, different environments with background structures exist, different settings can be set for data acquisition, etc.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung daher so ausgestaltet, dass beim Kunden ein Nachlernen des im Voraus angelernten ML-Modells möglich ist. Dies kann zum Beispiel während einer Installationsphase geschehen, oder auch später in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen.In a possible embodiment of the present invention, the device is therefore designed in such a way that the customer can relearn the ML model learned in advance. This can happen during an installation phase, for example, or later at regular or irregular intervals.

Insbesondere kann der Prozess des Nachlernens auch mehrfach ausgeführt werden, etwa wenn sich die Aufnahmeumgebung verändern, neue Produkte zu prüfen sind, neue Defektklassen zu erkennen sind, oder andere neue Informationen dem ML-Modell bereitgestellt werden müssen.In particular, the re-learning process can also be carried out several times, for example if the recording environment changes, new products have to be checked, new defect classes have to be recognized, or other new information has to be provided to the ML model.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in 7 dargestellt, wobei die Vorrichtung zunächst die oben im Hinblick auf 1 beschriebenen Komponenten aufweist.
Um das Nachlernen zu ermöglichen, kann ein Interface vorgesehen sein, um Annotationen für neu aufgenommene Daten zu erstellen, bspw. als Annotation-GUI an einem Operator-PC 60, welcher an dem Reifenprüfgerät angeordnet ist, oder über einen externen Rechner 61, welcher mit der Vorrichtung über ein Netzwerk 62 in Verbindung steht, siehe 7. Das Interface auf dem externen Rechner 61 kann beispielsweise über eine Browser-Lösung implementiert werden.
A corresponding embodiment is shown in 7th shown, the device initially the above with regard to 1 Has described components.
To enable re-learning, an interface can be provided in order to create annotations for newly recorded data, for example as an annotation GUI on an operator PC 60 , which is arranged on the tire testing device, or via an external computer 61 which communicates with the device over a network 62 is related, see 7th . The interface on the external computer 61 can for example be implemented via a browser solution.

Zusätzlich kann eine Recheneinheit 63 (mit GPU) zur Verfügung stehen, auf der das Nachlernen erfolgen kann, z.B. in der Cloud oder auf einem lokalen PC.In addition, a computing unit 63 (with GPU) are available on which the learning can take place, e.g. in the cloud or on a local PC.

Algorithmisch bzw. technisch können für das Nachlernen Verfahren aus dem Bereich Transfer Learning herangezogen werden. Speziell für Deep Neural Networks kann das Nachlernen beispielsweise über ein Fine-Tuning erfolgen, bei dem die bisherigen Parameterwerte des ursprünglich angelernten Modells als Startlösung für das Nach-Trainieren beim Kunden verwendet werden. Durch Fine-Tuning kann das gesamte Lernen schneller und mit weniger Daten erfolgen, als es beim ersten Anlernen während der Entwicklungszeit notwendig war.Algorithmic or technical methods from the area of transfer learning can be used for retraining. Especially for deep neural networks, re-learning can take place via fine-tuning, for example, in which the previous parameter values of the originally learned model are used as a starting solution for re-training at the customer's. Fine-tuning enables the entire learning process to be carried out faster and with less data than was necessary when it was first learned during the development phase.

Ausgestaltungsmerkmal „Priorisierung von Lerndaten‟Design feature "prioritization of learning data"

Während des oben beschriebenen Nachlernens bzw. kontinuierlichen Lernens während der Installation bzw. des Betriebs und/oder Einfahrens der Vorrichtung durch Anpassen der ML-Verfahren können aus Zeit- und Kostengründen nicht beliebig viele Daten annotiert werden.During the above-described re-learning or continuous learning during the installation or operation and / or running-in of the device by adapting the ML methods, for reasons of time and costs, not any number of data can be annotated.

Daher kann in einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die neu aufgenommenen Daten durch die Vorrichtung automatisch nach Relevanz sortiert und entsprechend sortiert zur Verfügung gestellt werden. Hierdurch besteht die Möglichkeit, nur die relevantesten Daten zu annotieren. Ein Maß für Relevanz kann die Unsicherheit des initial gelernten Systems sein.Therefore, in a possible embodiment of the present invention, it can be provided that the newly recorded data is automatically sorted by relevance and made available in a correspondingly sorted manner by the device. This makes it possible to annotate only the most relevant data. The uncertainty of the initially learned system can be a measure of relevance.

Auch hier kann Hardware und/oder Software zum Annotieren und Anlernen vorgesehen sein, entweder lokal oder über Cloud-ähnliche AnbindungenHardware and / or software for annotating and training can also be provided here, either locally or via cloud-like connections

Ausgestaltungsmerkmal „ML-Verfahren ohne pixelweise Annotationen“Design feature "ML method without pixel-by-pixel annotations"

Das pixelgenaue Annotieren von Bildern ist oft zu kostenintensiv, um in großer Menge durchgeführt zu werden.The pixel-perfect annotation of images is often too expensive to be carried out in large quantities.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung daher so ausgestaltet, dass Trainingsdaten einsetzbar sind, bei welchen die Annotation nur auf Bild-Label-Ebene realisiert wird. Beispielsweise kann die Annotation dahingehend erfolgen, ob ein Bild einen Defekt enthält oder nicht, oder einem Bild eine oder mehrere Defektklassen zugeordnet werden. Bevorzugt ist hierfür ein entsprechend ausgestaltetes Interface vorgesehen.According to a possible embodiment of the present invention, the device is therefore designed in such a way that training data can be used in which the annotation is only implemented on the image label level. For example, the annotation can be made to determine whether or not an image contains a defect, or one or more defect classes are assigned to an image. A correspondingly designed interface is preferably provided for this.

Durch derart annotierte Bilder wird im Rahmen eines Ausführungsbeispiels ein Bild-Klassifikator angelernt, welcher für neue Bilder diese ja-nein-Antwort und/oder Klassifizierung prädiziert, und ggf. anschließend ein Visualisieren in dem Bild vornimmt, welche Regionen entscheidungs-relevant für den ML-Klassifikator waren (z.B. Gradcam, GuidedBackprob). Somit wird neben dem Klassifikations-Ergebnis noch eine Segmentierungsartige Karte erzeugt, ohne vorher segmentierungs-Annotationen benötigt zu haben.With images annotated in this way, an image classifier is learned within the scope of an exemplary embodiment, which predicts this yes-no answer and / or classification for new images, and possibly then visualizes in the image which regions are decision-relevant for the ML -Classifier (e.g. Gradcam, GuidedBackprob). Thus, in addition to the classification result, a segmentation-like map is also generated without first having to use segmentation annotations.

Ausgestaltungsmerkmal „Hybrid-Operation-Mode Sichtprüfer + Maschine“Design feature "hybrid operation mode visual inspection + machine"

Es ist zu erwarten, dass ML-Verfahren initial nicht hinreichend akzeptiert werden, insbesondere da initial keine 100%-Genauigkeit erreicht werden kann, aber extrem geringe Fehlerraten applikativ benötigt werden.It is to be expected that ML methods will initially not be adequately accepted, especially since 100% accuracy cannot initially be achieved, but extremely low error rates are required in the application.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist daher eine Hybridlösung aus Maschine und Sichtprüfer realisiert. Die Vorrichtung stellt hierfür ein Interface zur Verfügung, durch welches ein Sichtprüfer die durch die Vorrichtung anhand eines ML-Modells erzeugte Vorhersage überprüfen und ggf. korrigieren kann. Insbesondere kann dabei eine automatisierte pixelweise ML-Analyse mit einer manuellen Verifikation gekoppelt werden.In one possible embodiment of the present invention, a hybrid solution comprising a machine and a visual inspector is therefore implemented. For this purpose, the device provides an interface through which a visual inspector can check and, if necessary, correct the prediction generated by the device using an ML model. In particular, an automated pixel-by-pixel ML analysis can be coupled with a manual verification.

Bevorzugt gibt die Vorrichtung hierbei neben der anhand eines ML-Modells erzeugte Vorhersage weiterhin einen Wert und/oder eine Anzeige für die Konfidenz aus, welche das ML-Modell bei der Vorhersage hatte.In addition to the prediction generated on the basis of an ML model, the device preferably also outputs a value and / or a display for the confidence that the ML model had in the prediction.

Der Sichtprüfer kann die ML-Vorhersage für Aufnahmen beispielsweise ohne nähere Prüfung akzeptieren, wenn das Modell eine hohe Konfidenz hat. Verifizieren/korrigieren muss der Sichtprüfer nur Vorhersagen bei Beispielen, für welche das ML-System eine hohe interne Unsicherheit hat.For example, the visual inspector can accept the ML prediction for recordings without further examination if the model has a high confidence. The visual inspector only has to verify / correct predictions for examples for which the ML system has a high internal uncertainty.

Ausgestaltungsmerkmal „Voll-automatisierte Finalprüfung“Design feature "fully automated final inspection"

Der bisherige Workflow mit manueller Sichtprüfung kann für hochfrequente Prüfprozesse zu zeitaufwändig sein, z. B. für 24/7-Prüfabläufe, bei denen Sichtprüfer aber nicht immer in 24/7-Schichten verfügbar sind. Auch der im vorherigen Merkmal beschriebene Gesamtworkflow „Hybrid-Operation-Mode Sichtprüfer + Maschine“ kann zu zeitintensiv sein, selbst wenn nur einige (unsichere) Aufnahme manuell verifiziert werden müssen.The previous workflow with manual visual inspection can be too time-consuming for high-frequency inspection processes, e.g. B. for 24/7 test sequences, where visual inspectors are not always available in 24/7 shifts. The overall workflow “hybrid operation mode visual inspection + machine” described in the previous feature can also be too time-consuming, even if only a few (unsafe) recordings have to be verified manually.

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt die Prüfung daher ausschließlich durch ein ML-Verfahren, welches direkt die finale Prüfentscheidung vorhersagt (z.B. als Klassifikationsmodell oder mit zusätzlicher Vorhersage der Segmentierungen wie oben beschrieben).According to a possible embodiment of the present invention, the test is therefore carried out exclusively by an ML method which directly predicts the final test decision (e.g. as a classification model or with additional prediction of the segmentations as described above).

Ausgestaltungsmerkmal „Regelbasierte Ausschuss-Entscheidung“Design feature "rule-based committee decision"

Im Rahmen einer möglichen Ausgestaltung ermittelt die Auswerteeinrichtung zunächst mittels eines ML-Modells eine Segmentierungskarte und/oder eine Klassifikation der Defekte, bspw. eine Vorhersage zum Ort, zur Größe, zur Art und/oder zur Anzahl von Defekten.As part of a possible embodiment, the evaluation device first uses an ML model to determine a segmentation map and / or a classification of the defects, for example a prediction of the location, size, type and / or number of defects.

Dieses Ergebnis wird dann basierend auf gewissen Toleranz-Regeln in die finale Aussage dazu, ob es sich bei dem Reifen um Ausschuss handelt (insbesondere in Form einer ja/nein-Entscheidung), überführt.Based on certain tolerance rules, this result is then transferred into the final statement as to whether the tire is scrap (in particular in the form of a yes / no decision).

Hierzu beurteilt die Auswerteeinrichtung die ermittelten Defektregionen und/oder Defekte mittels einer regelbasierten Tolerierung (z.B. bezüglich Radius, Länge, Kontrast, ...) im Hinblick auf ihre Ausschussrelevanz.For this purpose, the evaluation device assesses the determined defect regions and / or defects by means of rule-based tolerance (e.g. with regard to radius, length, contrast, ...) with regard to their relevance to rejects.

Die Bewertung nach Defektrelevanz für in Ordnung oder nicht in Ordnung kann in einer möglichen Ausgestaltung von Prüfregionen abhängig sein. Insbesondere können Fehlertoleranzen in Abhängigkeit von Prüfregionen gesetzt werden.The assessment according to the defect relevance for OK or not OK can be dependent on test regions in one possible embodiment. In particular, error tolerances can be set depending on the test regions.

Beispielsweise können hierdurch auf der Reifenseite andere Anforderungen an eine Blasengröße als auf der Reifenlaufseite vorgegeben werden.For example, different requirements for a bubble size can be specified on the tire side than on the tire running side.

Im folgenden werden einige ML-Modelle beschrieben, welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen können.Some ML models that can be used within the scope of the present invention are described below.

Die einfachste Möglichkeit zum Lernen eines ML-Modells für die Transformation von Daten sind statistische Modelle (nahezu jede parametrische Verteilung ist vorstellbar). Dies wird in der Praxis jedoch häufig nicht zu einer ausreichenden Genauigkeit führen. Daher kommen im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt Deep-Learning-Verfahren zum Einsatz.The easiest way to learn an ML model for transforming data is through statistical models (almost any parametric distribution can be imagined). In practice, however, this will often not lead to sufficient accuracy. For this reason, deep learning methods are preferably used in the context of the present invention.

In einem möglichen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kommt als ML-Modell eine Encoder-Decoder-Architektur zum Einsatz. Insbesondere kann eine solche Encoder-Decoder-Architektur zur pixelgenauen Trennung in Hintergrund und Reifenbereich und/oder zur pixelgenauen Segmentierung von Defekten eingesetzt werden. Beispielsweise kann hierbei eine Transformation der Aufnahme zu einer Klassen-Wahrscheinlichkeitskarte erfolgen.In one possible exemplary embodiment of the present invention, an encoder-decoder architecture is used as the ML model. In particular, such an encoder-decoder architecture can be used for pixel-precise separation into the background and tire area and / or for pixel-precise segmentation of defects. For example, the recording can be transformed into a class probability map.

In einem möglichen Ausgestaltung kann die Encoder-Decoder-Architektur um Skip-Connections erweitert werden, welche es erlauben, speziell kleinste Feinheiten in Bilddaten akkurat beschreiben zu können. Bekannte ML-Modelle sind hierbei Resnet, DenseNet oder RefineNet.In one possible refinement, the encoder-decoder architecture can be expanded to include skip connections, which make it possible to accurately describe especially the smallest subtleties in image data. Well-known ML models are Resnet, DenseNet or RefineNet.

Die Encoder-Decoder-Architektur kann dabei als U-Net ausgestaltet sein, bei welcher die Encoder-Seite in mehreren Schritten die sample-Größe reduziert, während die Decoder-Seite die sample-Größe wieder erhöht.The encoder-decoder architecture can be designed as a U-Net, in which the encoder side reduces the sample size in several steps, while the decoder side increases the sample size again.

8 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines solchen Modells zur Transformation von Aufnahmen 70 in pixelgenaue Segmentierungen 71. Das Ausführungsbeispiel weist zunächst einen Encoder-Pfad 73 aus mehreren Ebenen 74, 74', 74", 74''' von Layern 80 auf, welche die sample-Größe reduzieren. Der Decoder-Pfad 75 weist ebenfalls entspreche Ebenen 74, 74', 74", 74''' von Layern 80 auf, welche die sample-Größe wieder erhöhen. 8th shows an embodiment of such a model for transforming recordings 70 into pixel-perfect segmentations 71 . The exemplary embodiment initially has an encoder path 73 from several levels 74 , 74 ' , 74 " , 74 ''' of layers 80 which reduce the sample size. The decoder path 75 also has corresponding levels 74 , 74 ' , 74 " , 74 ''' of layers 80 which increase the sample size again.

Im Ausführungsbeispiel ist diese klassische Encoder-Decoder-Architektur verallgemeinert, indem Ergebnisse von frühen Transformationslayern durch die Skip-Connections auch späteren Layern zur Verfügung stehen (darstellt durch horizontale Pfeile 72). Im Ausführungsbeispiel verbinden die Skip-Connections dabei Layer des Encoder-Pfades 73 und des Decoder-Pfades 75 der selben Ebene. Dadurch wird insbesondere die räumliche Information beibehalten, was zu einer höheren Genauigkeit führt. Darüber hinaus kann das Zwischenergebnis jedes Pfades als feature interpretiert werden, was die Abbildung auf eine zentrale Featurekollektion verallgemeinert.In the exemplary embodiment, this classic encoder-decoder architecture is generalized in that results from early transformation layers are also available to later layers through the skip connections (represented by horizontal arrows 72 ). In the exemplary embodiment, the skip connections connect layers of the encoder path 73 and the decoder path 75 the same level. As a result, the spatial information in particular is retained, which leads to greater accuracy. In addition, the intermediate result of each path can be interpreted as a feature, which generalizes the mapping to a central feature collection.

Anstelle eines U-Nets kann eine blockweise Verarbeitung mit Skip-Connections vorgesehen sein.Instead of a U-Net, processing in blocks with skip connections can be provided.

9 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines Residual-Blocks, welcher Eingaben mit mehreren Layern transformiert und die Ausgabe zusätzlich mit der ursprünglichen Eingabe verrechnet, um das finale Ergebnis des Blocks zu erhalten. 9 shows an exemplary representation of a residual block, which transforms inputs with several layers and additionally offsets the output with the original input in order to obtain the final result of the block.

Mehrere solcher Residual-Blöcke können hintereinander geschaltet werden. Der ausschließliche Datenfluss von einem zum nachfolgenden layer ist somit verallgemeinertSeveral such residual blocks can be connected in series. The exclusive flow of data from one layer to the next is thus generalized

Ebenso können Dense-Blöcke eingesetzt werden. Bei einem Dense-Block werden Eingaben mit mehreren layern transformiert. Jeder layer erhält dabei die (verrechneten) Ergebnisse aller vorherigen layer, und leitet seine Ausgabe an den nachfolgenden layer sowie an die finale Ausgabe weiterDense blocks can also be used. With a dense block, inputs are transformed with several layers. Each layer receives the (calculated) results of all previous layers and forwards its output to the subsequent layer and to the final output

Die blockweise Verarbeitung kann mit einem U-Net kombiniert werden.Processing in blocks can be combined with a U-Net.

Weiterhin können DenseNet-Modelle aus mehreren Dense-Blöcken bestehen. Es verallgemeinert somit Ideen von ResNet und U-Net, indem der Datenfluss und dessen Verarbeitung verallgemeinert wird, was sowohl Genauigkeit als auch Lernbarkeit der Modelle positiv beeinflusst.Furthermore, DenseNet models can consist of several Dense blocks. It thus generalizes ideas from ResNet and U-Net by adding the Data flow and its processing is generalized, which has a positive effect on both the accuracy and learnability of the models.

Weiterhin kann ein RefineNet-Block eingesetzt werden, welcher simultan Eingaben einer Modalität auf mehreren Auflösungsstufen erhält, diese individuell mit Resnet-Blöcken verarbeitet, deren Ergebnisse fusioniert, und dieses Zwischenergebnis schließlich denset-artig transformiert. Ebenso kann ein RefineNet-Modell eingesetzt werden, welches mehrere RefineNet-Blöcke kombiniert, um hoch-präzise, lernbare Transformationen zu realisieren.Furthermore, a RefineNet block can be used, which simultaneously receives inputs of a modality at several resolution levels, processes them individually with Resnet blocks, fuses their results, and finally transforms this intermediate result in the manner of a set. A RefineNet model can also be used, which combines several RefineNet blocks in order to implement highly precise, learnable transformations.

Insbesondere können Encoder-Decoder-Architekturen, mit oder ohne Skip-Connections, und insbesondere solche Encoder-Decoder-Architekturen, wie sie soeben beschrieben wurden, für die oben beschriebene Lösung 1 eingesetzt werden.In particular, encoder-decoder architectures, with or without skip connections, and in particular those encoder-decoder architectures as just described, can be used for the solution 1 described above.

Im Rahmen der oben beschriebenen Lösung 2 kann die Vorhersage der Zielgröße in einem möglichen Ausführungsbeispiel als Regressionsproblem aufgefasst werden. Da mehrere Defekte in einem Bild vorkommen können, kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Anzahl der Defekte mit vorhergesagt wird, d.h. eine Liste von Defekten mit entsprechender Größe und Vorhersagewahrscheinlichkeit je Bild. Mögliche Detektionsverfahren wie YOLO, SSD, YOL0-9000 oder Mask R-CNN können hierfür entsprechend angepasst werden, indem anstelle der dort vorhergesagten Objektgröße in Pixel sowie der Klassenzugehörigkeit die Defektgröße in mm und die Klassenzugehörigkeit vorhergesagt wird.In the context of solution 2 described above, the prediction of the target variable can be interpreted as a regression problem in one possible exemplary embodiment. Since several defects can occur in an image, it can also be provided that the number of defects is also predicted, i.e. a list of defects with the corresponding size and prediction probability for each image. Possible detection methods such as YOLO, SSD, YOL0-9000 or Mask R-CNN can be adapted accordingly by predicting the defect size in mm and the class affiliation instead of the predicted object size in pixels and the class affiliation.

Im Rahmen der oben beschriebenen Lösung 3 können AutoEncoder oder Restricted Boltzmann Machines (RBM) eingesetzt werden, welche das unüberwachte Lernen von Bildrepräsentationen erlauben. Alternativ können auch überwachte Verfahren wie für Lösung 1 beschrieben angelernt werden, um dann jedoch lediglich deren Aktivierungen als Repräsentation von Bilddaten zu verwenden und diese in den bisherigen Workflow zu integrieren (also z.B. die handcrafted Features ersetzen).In the context of solution 3 described above, AutoEncoder or Restricted Boltzmann Machines (RBM) can be used, which allow the unsupervised learning of image representations. Alternatively, monitored processes can also be learned as described for solution 1, in order to then only use their activations as a representation of image data and to integrate them into the previous workflow (e.g. replace the handcrafted features).

Zusammenfassend stellt die vorliegende Erfindung damit eine Vorrichtung und ei Verfahren zur Verfügung, durch welche Aufnahmen von Reifen, insbesondere Phasendifferenzbilder von Shearographieanlagen für Reifen, automatisch bewertet, Fehler erkannt, in Lage und Größe erfasst und/oder in Fehlerklassen eingeteilt, und insbesondere auch von Sensorartefakten unterschieden werden.In summary, the present invention thus provides a device and a method by means of which recordings of tires, in particular phase difference images from shearography systems for tires, are automatically evaluated, defects are recognized, recorded in position and size and / or divided into defect classes, and in particular also of sensor artifacts can be distinguished.

Phasendifferenzbilder von Shearographieanlagen für Reifen gibt es in unterschiedlichen Ansichten auf den Reifen: Es können Sektoren der Lauffläche und/oder der Seitenwand und mindestens einem Wulst abgebildet sein. Es kann auch ein ganzer Reifen zu sehen sein. Die Bildbereiche gliedern sich also in die einzelnen Bereiche Lauffläche, Seitenwand (nah und fern), Wulstbereich (nah und fern), Hintergrund, die jeweils auch teilweise oder völlig fehlen können.Phase difference images from shearography systems for tires are available in different views on the tire: Sectors of the tread and / or the sidewall and at least one bead can be shown. A whole tire can also be seen. The image areas are divided into the individual areas of tread, side wall (near and far), bead area (near and far), background, which can also be partially or completely missing.

Existierende Verfahren erkennen die unterschiedlichen Bildbereiche und Fehler anhand vorgegebener Kriterien und Schwellwerte für lokale oder globale Unterschiede im Bildkontrast oder Mustererkennungsparameter. Die Vorgabe der Schwellwerte ist fehlerbehaftet und aufwändig.Existing methods recognize the different image areas and defects on the basis of specified criteria and threshold values for local or global differences in image contrast or pattern recognition parameters. The specification of the threshold values is flawed and complex.

Die Erfindung nutzt dagegen ein selbstlernendes Verfahren, das ohne manuelle Vorgabe von Schwellwerten funktioniert und sich daher in breiten Anwendungsfeldern einsetzen lässt.In contrast, the invention uses a self-learning method that works without manual specification of threshold values and can therefore be used in a wide range of fields of application.

So ist es möglich, bei der Herstellung und Runderneuerung beliebiger Luftreifen Fehler automatisch zu erkennen und zu klassifizieren. Die Erkennung kann einen Bediener der Anlage bei der Bewertung des geprüften Reifens unterstützen oder gar ersetzen. Das Anlernen der Fehlerbewertung erfolgt dabei durch Prüfung von Reifen mit bekannten Fehlerbildern.It is thus possible to automatically detect and classify defects in the manufacture and retreading of any pneumatic tire. The detection can support or even replace an operator of the system in evaluating the tested tire. The learning of the fault assessment is done by testing tires with known fault patterns.

Zeit- und Kostenaufwändiges Bestimmen von Parametern entfällt, die Fehlererkennung wird kontinuierlich weiter optimiert und objektiviert und den Bedürfnissen des jeweiligen Kunden automatisch angepasst.Time-consuming and costly determination of parameters is no longer necessary, the error detection is continuously optimized and objectified and automatically adapted to the needs of the respective customer.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2851670 A2 [0002]EP 2851670 A2 [0002]

Claims (15)

Vorrichtung zur Reifenprüfung mit einem Reifenprüfgerät, durch welches mindestens eine Aufnahme mindestens eines Bereiches eines Reifens erzeugt wird, und mit einer Auswerteeinrichtung zur Auswertung der mindestens einen Aufnahme, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Auswertungsfunktion der Auswerteeinrichtung mittels Maschinenlernen (ML), insbesondere mittels Deep Learning (DL), arbeitet.Device for tire testing with a tire testing device, by which at least one recording of at least one area of a tire is generated, and with an evaluation device for evaluating the at least one recording, characterized in that at least one evaluation function of the evaluation device by means of machine learning (ML), in particular by means of deep learning (DL), works. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auswerteeinrichtung eine Trennung zwischen einem Reifenbereich und einem Hintergrund vornimmt.Device according to Claim 1 , the evaluation device separating a tire area and a background. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Trennung zwischen dem Reifenbereich und dem Hintergrund durch mindestens ein ML-Modell erfolgt, wobei zusätzlich bevorzugt eine Parametrisierung der Trennlinie zwischen Reifenbereich und dem Hintergrund eingesetzt wird.Device according to Claim 2 , the separation between the tire area and the background being carried out by at least one ML model, with a parameterization of the dividing line between the tire area and the background also preferably being used. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Auswerteeinrichtung eine Lokalisierung von Defektbereichen und/oder eine Klassifikation von Defekten und/oder des Reifens vornimmt.Device according to one of the preceding claims, wherein the evaluation device localizes defect areas and / or classifies defects and / or the tire. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Lokalisierung und/oder Klassifikation durch mindestens ein ML-Modell erfolgt, wobei bevorzugt Lokalisierung, Klassifikation und/oder Trennung zwischen Reifenbereich und Hintergrund durch ein einziges ML-Modell simultan gelöst werden.Device according to Claim 4 , the localization and / or classification being carried out by at least one ML model, localization, classification and / or separation between the tire area and the background preferably being solved simultaneously by a single ML model. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Auswerteeinrichtung auf Grundlage der Lokalisierung von Defektbereichen und/oder der Klassifikation von Defekten eines Reifens eine Entscheidung vornimmt, ob es sich bei dem Reifen um Ausschuss handelt oder nicht, wofür bevorzugt die Defektbereiche und/oder Defekte mittels einer oder mehrerer Toleranz-Regeln bezüglich ihrer Ausschussrelevanz beurteilt werden, wobei bevorzugt für unterschiedliche Prüfbereiche des Reifens unterschiedliche Toleranz-Regeln eingesetzt werden und insbesondere in Abhängigkeit von der Prüfregion unterschiedliche Fehlertoleranzen eingesetzt werden.Device according to Claim 4 or 5 , the evaluation device making a decision based on the localization of defect areas and / or the classification of defects in a tire as to whether the tire is scrap or not, for which purpose the defect areas and / or defects are preferably based on one or more tolerance rules are assessed with regard to their relevance to rejects, wherein different tolerance rules are preferably used for different test areas of the tire and in particular different error tolerances are used depending on the test region. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Interface, über welches ein Benutzer durch das Reifenprüfgerät aufgenommene und/oder simulierte Aufnahmen durch Annotation, insbesondere durch manuelle Trennung, Lokalisierung und/oder Klassifikation aufbereiten kann, wobei die Vorrichtung weiterhin ein Trainingsmodul umfasst, welches ein Training des ML-Modells durch die durch den Benutzer aufbereiteten Aufnahmen erlaubt.Device according to one of the preceding claims, with an interface via which a user can process recordings recorded and / or simulated by the tire tester by annotation, in particular by manual separation, localization and / or classification, the device further comprising a training module which has a Training of the ML model through the recordings prepared by the user allowed. Vorrichtung nach Anspruch 7, mit einem vortrainierten ML-Modell, wobei das Interface und das Trainingsmodul ein weiteres Training bei Installation und/oder während des Betriebs der Vorrichtung erlauben, wobei das Interface und das Trainingsmodul bevorzugt eine mehrfache Durchführung des Nachlernprozesses erlauben.Device according to Claim 7 With a pre-trained ML model, the interface and the training module allowing further training during installation and / or during operation of the device, the interface and the training module preferably allowing the post-learning process to be carried out multiple times. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Auswertestation zur manuellen Auswertung von Aufnahmen, wobei die Auswertestation durch das ML-Modell unterstützt wird, wobei insbesondere sämtliche Reifen oder ein Teil der Reifen zusätzlich zu der Prüfung durch die Auswertefunktion auch durch eine Bedienperson geprüft werden, wobei bevorzugt die Auswertestation Aufnahmen und/oder Reifen in Abhängigkeit von einer unter Zuhilfenahme des ML-Modells durchgeführten Lokalisation und/oder Klassifikation unterschiedlich darstellt, und insbesondere einen Unsicherheitsfaktor des ML-Modells berücksichtigt.Device according to one of the preceding claims, with an evaluation station for the manual evaluation of recordings, the evaluation station being supported by the ML model, wherein in particular all tires or some of the tires are also tested by an operator in addition to the test by the evaluation function, wherein the evaluation station preferably displays recordings and / or tires differently depending on a localization and / or classification carried out with the aid of the ML model, and in particular takes into account an uncertainty factor of the ML model. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Reifenprüfung zumindest in einem Betriebsmodus der Vorrichtung für alle Reifen ausschließlich automatisiert durch die Auswertefunktion und ohne eine zusätzliche menschliche Prüfung erfolgt.Device according to one of the preceding claims, the tire test being carried out at least in one operating mode of the device for all tires in an exclusively automated manner by the evaluation function and without an additional human test. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Reifenprüfgerät ein optisches Messverfahren durchführt, und insbesondere eine shearografische Messung zur Erzeugung von Phasendifferenzbildern vornimmt, und/oder wobei das Reifenprüfgerät die Reifen einer Druckbelastung aussetzt und insbesondere eine Druckkammer aufweist.Device according to one of the preceding claims, wherein the tire testing device carries out an optical measurement method, and in particular carries out a shearographic measurement to generate phase difference images, and / or wherein the tire testing device subjects the tires to a pressure load and in particular has a pressure chamber. Verfahren zur Auswertung von Aufnahmen eines Reifenprüfgerätes, insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit den Schritten: - Aufnehmen von Aufnahmen durch das Reifenprüfgerät; und - Auswerten der Aufnahmen mittels eines ML-Modells, wobei bevorzugt vorab folgenden Schritte durchgeführt wurden: - Aufbereitung von Aufnahmen durch Annotation, insbesondere durch Trennung, Lokalisierung und/oder Klassifikation von Aufnahmen zur Erzeugung von ersten Trainingsdaten; - Trainieren des ML-Modells mittels der ersten Trainingsdaten.Method for evaluating recordings from a tire testing device, in particular using a device according to one of the preceding claims, with the steps: - Recording of recordings by the tire testing device; and - Evaluation of the recordings using an ML model, the following steps preferably being carried out beforehand: - Preparation of recordings by annotation, in particular by separating, localizing and / or classifying recordings for generating first training data; - Training the ML model using the first training data. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das ML-Modell vortrainiert ausgeliefert und nach Installation der Vorrichtung folgende Schritte durchgeführt werden: - Aufnehmen von Aufnahmen durch das Reifenprüfgerät - Aufbereitung der Aufnahmen durch Trennung, Lokalisierung und/oder Klassifikation von Aufnahmen zur Erzeugung von zweiten Trainingsdaten; - Nachtrainieren eines ML-Modells mittels der zweiten Trainingsdaten.Procedure according to Claim 12 , whereby the ML model is delivered pre-trained and the following steps are carried out after the device has been installed: - Recordings by the tire testing device - Processing of recordings by separating, localizing and / or classifying recordings to generate second training data; - Retraining of an ML model using the second training data. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei bei der Erzeugung von Trainingsdaten Aufnahmen von Reifen ohne Defekte herangezogen und in diesen Aufnahmen eine Trennung zwischen einem Reifenbereich und einem Hintergrund vorgenommen wird.Procedure according to Claim 12 or 13 , whereby recordings of tires without defects are used in the generation of training data and a separation between a tire area and a background is made in these recordings. Software zur Implementierung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mittels welcher bevorzugt ein Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 durchführbar ist, wenn diese auf der Vorrichtung abläuft.Software for implementing a device according to one of the Claims 1 to 11 , by means of which a method according to one of the Claims 12 to 14th is feasible if this runs on the device.
DE102019120696.0A 2019-07-31 2019-07-31 Apparatus and method for tire testing Pending DE102019120696A1 (en)

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