Technisches Gebiet

Ausführungsbeispiele befassen sich mit einem Verfahren zum zeitaufgelösten Berechnen ei ner Deformation eines Körpers und mit einem entsprechenden Computerprogramm, sowie mit einem System zum Erstellen einer Mehrzahl von Röntgenaufnahmen.

Hintergrund

Bei der Einführung neuer Fahrzeugmodelle/-generationen werden sowohl im Rahmen von Typgenehmigungsverfahren als auch durch unabhängige, verbraucherschutzorientierte Prüf dienstleister (z.B. NCAP, New Car Assessment Programme, Programm zur Bewertung neuer Automobile) mehrere repräsentative Crashtests (engl.„Crash“ bedeutet„Zusammenprall“) zur Bewertung der passiven Fahrzeugsicherheit durchgeführt. Die durchgeführten Abnahme tests sind die entscheidende Voraussetzung zur Zulassung und Markteinführung wie auch zur Akzeptanz neuer Fahrzeuge.

Diesen Gesamtfahrzeugcrashversuchen gehen umfangreiche experimentelle Untersuchungen aller relevanten Materialien, Einzelkomponenten und Bauteilgruppen voraus, welche entlang des gesamten Entwicklungsprozesses durchgeführt werden. Dieser Prozess wird signifikant von begleitenden Computersimulationen unterstützt, die es erlauben, Vorhersagen über das Verhalten eines virtuellen Bauteils unter mechanischer Belastung zu treffen. Das Fahrzeug verhalten während eines Crashs und folglich dessen Bewertung wird ausschließlich durch die Auslegung energieabsorbierender Strukturen des Fahrzeugs definiert. Folglich ist ein präzises Verständnis des Material- und Bauteilverhaltens im Extremlastfall„Crash“ Grundlage der virtuellen Fahrzeugentwicklung. Trotz der enormen Bedeutung prognosefähiger Modelle kommt es im Zuge der integrierten Auslegung zu signifikanten Unterschieden zwischen nu merischer Simulation und physikalischem Experiment. Grund hierfür ist der eingeschränkte messtechnische Zugang zu sicherheitskritischen Strukturen, die sich verborgen im Inneren des Fahrzeugs befinden - eine dynamische, bildgebende in-situ Untersuchung ist in diesen Fällen meist nicht möglich. Um möglichst viele Informationen über die Verformungen und Bewegungen von Bauteilen während jedes einzelnen Crashvorgangs zu gewinnen werden aktuell vor allem optische Hochgeschwindigkeitskameras, Beschleunigungssensoren und Dehnungsmessstreifen einge setzt. Dehnungsmessstreifen oder Beschleunigungssensoren messen lokal am Applikationsort kontinuierlich die Belastung. Sie müssen aufwändig verkabelt und mit externen Datenaufnah megeräten verbunden werden, was die nutzbare Anzahl pro Crash-Versuch einschränkt. Die zur Verfügung stehende Sensorik bietet daher keine (optisch) oder nur punktuelle Möglich keiten (lokale Sensoren), verborgene Komponenten in-situ detailliert zu beobachten. Mithilfe von aufwändigen 3D-DIC (Digital Image Correlation, Digitale Bild-Korrelation) Verfahren können von außen beobachtbare Verformungsprozesse während eines Crashs bereits aufge zeichnet und digitalisiert werden. Eine dynamische, bildgebende in-situ Untersuchung innen liegender Strukturen lässt dieses Auswerteverfahren allerdings nicht zu.

Erweitert wird diese Form der in-situ-Messverfahren durch a-posteriori-Untersuchungen der deformierten Fahrzeugstrukturen. Durch mechanisches Zerlegen, bei dem allerdings Residu alspannungen verloren gehen, oder mit Hilfe einer XXL-Computertomographie können zwar wertvolle Informationen über den Endzustand gewonnen werden, ein Rückschluss auf die Dynamik des eigentlichen Verformungsprozesses ist mit diesem Verfahren jedoch nicht mög lich.

Damit stellt sich die Aufgabe, ein Analyseverfahren bereitzustellen, das auch eine Analyse von innenliegenden Komponenten ermöglicht.

Zusammenfassung

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass sich eine Mehrzahl von Röntgenaufnahmen von Körpern, die sich im Prozess der Deformation befinden, anfertigen lassen, etwa durch eine Nutzung einer Mehrzahl von Röntgenblitzen oder durch eine Nutzung einer gepulsten Röntgenquelle, wie etwa einem Linearbeschleuniger. Werden dadurch Röntgenpulse erzeugt, so lassen sich Röntgenbilder davon durch Verwenden eines Flächendetektors mit geeigneter Orts- und Zeitauflösung aufnehmen, etwa durch Abfilmen eines geeigneten Szintillators durch eine Hochgeschwindigkeitskamera aufnehmen. Dabei können die Röntgenpulse einen ausreichend geringen Abstand und/oder eine ausreichend geringe Dauer aufweisen, um Be- wegungsunschärfe zu vermeiden. Diese Mehrzahl von Röntgenbildern kann nun genutzt wer den, um eine Deformation eines Körpers nachzuvollziehen. Dazu wird ein Deformations-Mo dell des Körpers berechnet, also ein Modell, das abbildet, wie sich der Körper voraussichtlich bewegen und deformieren wird. Basierend darauf wird eine Darstellung des Körpers auf Röntgenbildern vorhergesagt, indem der Körper, die Röntgenquelle und der Szintillator in einer Simulation zueinander in Beziehung gesetzt werden. Dieses vorhergesagte Röntgenbild wird mit einem tatsächlich aufgenommenen Röntgenbild verglichen, Abweichungen werden festgestellt und genutzt, um das Modell zu modifizieren. Dann wird das modifizierte Modell genutzt, um das nächste Röntgenbild vorherzusagen, das wiederum mit dem nächsten tatsäch lich gemessenen Röntgenbild verglichen wird. Über eine Mehrzahl von Zeitpunkten werden eine Mehrzahl von vorhergesagten Röntgenbildern so mit einer Mehrzahl von gemessenen Röntgenbildern verglichen und so das Modell der Deformation nach und nach der eigentli chen Deformation angeglichen. Nach Durchführung des Verfahrens steht so ein Modell der tatsächlichen Deformation des Körpers zu Verfügung, das genutzt werden kann, um Schwachstellen des Körpers zu identifizieren.

Das entwickelte Messsystem und Auswerteverfahren setzt an Fragestellungen und techni schen Problemen an, welche für bisher verfügbare bildgebende oder andere messtechnische Verfahren nicht zugänglich sind. Hierdurch können Potenziale durch eine verbesserte Ausle gung von Komponenten mit reduzierten Sicherheitsmargen bei gleicher technischer Leistung erschlossen werden. Ferner umfasst dies Stabilitäts- und Verzweigungsprobleme in lasttra genden Strukturen im Innern des Fahrzeugs sowie von multiplen Airbags verdeckte Bewe gung von Dummys und den sie umgebenden Innenraumstrukturen.

Zumindest manche Ausführungsbeispiele schaffen dabei eine örtliche Auflösung von weniger als einem mm, und eine (hochgerechnete) zeitliche Auflösung von 1.000 Bilder pro Sekunde. Um eine ausreichende Detailtiefe und Maten altrennung für komplexe Strukturen wie die in Fahrzeugen verbauten Komponenten zu erreichen, wird im entwickelten System eine Strah lungsquelle mit einer Energie von bis zu 9 MeV genutzt. Dies bedingt umfangreiche Vorkeh rungen baulicher wie personeller Art im Strahlenschutz.

In Experimenten wurde die Eignung der bildgebenden Röntgentechnologie zur Analyse der dynamischen Prozesse, die bei einem Crash stattfinden, erstmalig nachgewiesen: Mittels Röntgenblitztechnik (bei 450 keV) wurden bis zu vier zeitlich aufeinanderfolgende Aufnah men während eines Crashversuchs gewonnen. Die Anzahl der Aufnahmen ist durch die kom merziell verfügbare Röntgenblitzquelle begrenzt, die prinzipiell maximal acht Aufnahmen aus einem Blickwinkel zulässt. Alternativ können allerdings andere Röntgenquellen verwen det werden, wie etwa gepulste Linearbeschleuniger.

Ausführungsbeispiele schaffen somit ein Verfahren zum zeitaufgelösten Berechnen einer De formation eines Körpers. In dieser Anmeldung umfasst die Deformation eines Körpers die Veränderung einer Form des Körpers oder einer Form eines Teils des Körpers, etwa durch Veränderung der Außen- und ggf. Innenkonturen eines Körpers, und, optional, auch eine Translation und/oder eine Rotation des Körpers bezüglich eines Ursprungs und/oder Dreh punkts, etwa in Form einer„formerhaltenden Deformation“. Dabei kann die Deformation bei spielsweise volumenerhaltend sein. In anderen Worten wird in zumindest einigen Ausfüh rungsbeispielen neben der Änderung der Form auch eine„formerhaltende Deformation“, d.h. Translation und Rotation, unter dem Begriff Deformation verstanden. Das Verfahren umfasst ein Berechnen eines Modells des Körpers während der Deformation. Das Verfahren umfasst ferner ein Berechnen eines vorhergesagten Röntgenbildes für den Körper für eine Mehrzahl von Zeitpunkten während der Deformation basierend auf dem Modell. Das Verfahren umfasst ferner ein Erhalten je eines gemessenen Röntgenbildes des Körpers für die Zeitpunkte wäh rend der Deformation. Das Verfahren umfasst ferner ein Modifizieren des Modells basierend auf den vorhergesagten Röntgenbildern und den gemessenen Röntgenbildern. Dieses Merk mal kann auch aus„Datenassimilation“ bezeichnet werden, d.h. das Modell wird basierend auf den gemessenen Röntgenbildem angepasst, d.h. assimiliert. Durch dieses Verfahren wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst.

In zumindest manchen Ausführungsbeispielen können für jeden Zeitpunkt der Mehrzahl von Zeitpunkten mehrere vorhergesagte Röntgenbilder und mehrere gemessene Röntgenbildern aus unterschiedlichen Perspektiven genutzt werden. Dies ermöglicht eine genauere Adaption des Modells, da markante Punkte des Modells aus unterschiedlichen Perspektiven mit Hilfe von Merkmalen auf den vorhergesagten und gemessenen Röntgenbildern verfolgt werden können. Beispielsweise kann das Modell des Körpers während der Deformation basierend auf einer voraussichtlichen Krafteinwirkung auf den Körper während der Deformation berechnet wer den. Die voraussichtliche Krafteinwirkung kann als Parameter einer Simulation des Modells verwendet werden. Eine Krafteinwirkung ist in einer FE-Simulation dasjenige, was den Kör per verformt. Wenn der Körper so deformiert wird, dass die 3D-Verschiebungen, die in der Datenassimilation bestimmt werden, durch den deformierten Körper erfüllt werden, ist die Verwendung von künstlichen Zwangskräften eine der Möglichkeiten, diese Verformung phy sikalisch zumindest annäherungsweise zu erreichen bzw. virtuell herbeizuführen. Gleichzei tig kann die Ableitung einer„Zwangsenergie“, d.h. diese Zwangskraft den Weg, um den der Körper verformt wird, als quantitativer Maßstab für die Abweichung zwischen dem Experi ment, also den gemessenen Röntgenbildem, (bzw. der Form, die der Körper laut Ergebnis der Analyse haben soll) und Simulation, also dem Modell, dienen. In anderen Worten kann, wenn der Körper oder ein Teil des Körpers um einen gewissen Winkel rotiert wird (eine formerhal tende Deformation), dafür i.d.R. eine relativ kleine Kraft benötigt werden, die dafür aufge wendete Energie ist klein. Wenn der Körper oder ein Teil des Körpers gestaucht wird, kann die dafür notwendige Kraft sehr hoch sein. Die dafür aufzuwendende Energie ist im Vergleich sehr groß. Damit ist die Variante der Rotation - wenn sie mit den gemessenen Bildern in Übereinklang zu bringen ist - zu bevorzugen, weil sie geringere„Kosten“ hat. Beides sind Wege, die Verformung eines Körpers per Simulation zu berechnen. Die Krafteinwirkung ist dabei ein wesentlicher Parameter. Dabei können auch andere Metriken genutzt werden, aber die Betrachtung der (Zwangs)-Kräfte bietet Vorteile.

In zumindest einigen Ausführungsbeispielen wird bei dem Berechnen des vorhergesagten Röntgenbildes eine Modifikation des Modells, die auf einem Röntgenbild eines vorherigen oder nachfolgenden Zeitpunkts basiert, einbezogen. Dabei kann die Analyse beispielsweise nach dem Ende des Experiments durchgeführt werden, bei dem uns sowohl alle Zeitschritte der Simulation, als auch zu allen vorgegebenen Zeitpunkten während des Experiments erfass ten Röntgenbilder vorliegen. So kann die Richtung entlang des Zeitstrahls, in der die Analyse durchgeführt wird, frei gewählt werden. Es kann in manchen Ausführungsbeispielen die Mehrzahl von Zeitpunkten rückwärts (d.h. von dem neusten ausgehend) durchschritten wer den, etwa falls als Startwert eine CT-Aufnahme (Computertomographie- Aufnahme) eines ge- crashten Autos genutzt wird. Alternativ kann die Mehrzahl von Zeitpunkten vorwärts (d.h. chronologisch) durchschritten werden. Alternativ können alle Zeitpunkte gleichzeitig be trachtet werden, etwa bei Verwendung eines Smoothing- Verfahrens (Glättungsverfahren) in der Datenassimilation.

In manchen Fällen kann das Modell für einen nachfolgenden Zeitpunkt der Mehrzahl von Zeitpunkten erst berechnet werden, wenn die Modifikation des Modells, die auf einem Rönt genbild es vorherigen Zeitpunkt basiert, durchgeführt ist. Dies ermöglicht eine graduelle Ver kleinerung eines Unterschieds zwischen dem vorhergesagten Röntgenbild und dem gemesse nen Röntgenbild.

In Ausführungsbeispielen kann das Modell basierend auf einem Unterschied zwischen vor hergesagten Positionen von Merkmalen auf den vorhergesagten Röntgenbildern und gemes senen Positionen von entsprechenden Merkmalen auf den gemessenen Röntgenbildern modi fiziert werden. Die Merkmale können dabei als Referenzpunkte der Modifikation genutzt wer den.

Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Merkmale durch Röntgen-Marker gebildet wer den. Röntgenmarker lassen sich beispielsweise an flächigen Komponenten des Körpers an bringen, die nicht ohne weiteres aufgrund ihrer Kontur erkennbar sind.

Zumindest ein Teil der Merkmale kann durch Konturen von Komponenten des Körpers ge bildet werden. Dies ermöglicht es, die Deformation des Körpers möglichst ohne Modifikati onen (etwa durch Marker) zu erfassen und so eine Genauigkeit der Analyse zu erhöhen.

Dabei kann das Verfahren beispielsweise ein Berechnen einer durch die Deformation des Körpers verursachten Translation und/oder Rotation zumindest eines Teils des Körpers ba sierend auf dem Unterschied zwischen den vorausgesagten und den gemessenen Positionen der Merkmale umfassen. Die Modifikation des Modells kann auf der berechneten Translation und/oder der berechneten Rotation zumindest eines Teils des Körpers basieren. Durch Trans lationen und Rotationen kann bereits ein großer Teil der Deformation nachvollzogen werden. Dabei kann eine Gesamtheit der Verschiebungen aller Features, Marker etc. bestimmt werden um den Unterschied zur Simulation zu reduzieren, in dem man im ersten Schritt diese Trans lation und Rotation des 3D-Körpers verbessert bzw. die von der Simulation vorhergesagte Translation und Rotation so verändert, dass der Unterschied zwischen den projizierten Stellen im gemessenen und vorhergesagten Röntgenbild verringert wird. Die Unterschiede, die dann noch übrig bleiben bzw. durch Translation und Rotation nicht aufgelöst werden können, kön nen durch eine (beispielsweise diesem Schritt nachgeschaltete) Verformung des Körpers oder eines Teils des Körpers reduziert werden.

In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren ferner ein Berechnen von morpho logischen Operatoren für die Deformation des Körpers basierend auf dem Unterschied zwi schen den vorausgesagten und den gemessenen Positionen der Merkmale. Die Modifikation des Modells kann auf den berechneten morphologischen Operatoren für die Deformation des Körpers basieren. Morphologische Operatoren können etwa genutzt werden, um Stauchungen oder Expansionen von Komponenten des Körpers abzubilden.

Dabei können beispielsweise morphologische Operatoren zugelassen werden, die sich aus ei ner Linearkombination von Deformationen ergeben die für vorhergehende oder nachfolgende Zeitpunkte der Mehrzahl von Zeitpunkten berechnet wurden. Beispielsweise können unter schiedliche Linearkombinationen für unterschiedliche Merkmale zugelassen werden. Dies er möglicht eine Beschränkung des Suchraums in der Berechnung der morphologischen Opera toren.

In Ausführungsbeispielen kann die Deformation des Körpers durch eine numerische Simula tion basierend auf a-priori-Wissen über die Deformation und basierend auf den berechneten morphologischen Operatoren berechnet werden. Dabei kann das a-priori-Wissen über die De formation und die berechneten morphologischen Operatoren genutzt werden, um Zwangs kräfte zu berechnen, die auf den Körper einwirken, wobei die numerische Simulation auf den Zwangskräften basiert. Alternativ oder zusätzlich kann das a-priori-Wissen und die berech neten morphologischen Operatoren genutzt werden, um Eingangsparameter der numerischen Simulation in Bezug auf Eigenschaften eines Materials des Körpers, in Bezug auf ein wirkende Kräfte, in Bezug auf eine Geometrie des Körpers, und/oder in Bezug auf Geschwin digkeiten anzupassen. Durch die numerische Simulation lässt sich eine höhere Genauigkeit des Modells erreichen.

Beispielsweise kann das Verfahren ein Berechnen eines dreidimensionalen Verschiebungs vektors für die Merkmale durch geometrische Rückprojektion der Merkmale umfassen. Die Modifikation des Modells kann auf dem dreidimensionalen Verschiebungsvektor basieren. Dies ermöglicht die Modifikation des Modells, da dort dreidimensionale Modifikationen aus zweidimensionalen Beobachtungen gewonnen werden.

Dabei kann die Modifikation des Modells darauf gerichtet sein, den Unterschied zwischen den vorhergesagten Positionen der Merkmale auf den vorhergesagten Röntgenbildern und den gemessenen Positionen der entsprechenden Merkmale auf den gemessenen Röntgenbildern über die Mehrzahl von Zeitpunkten zu reduzieren. Dies ermöglicht einen Effizienzgewinn über die Mehrzahl von Zeitpunkten.

Beispielsweise kann das Modell des Körpers in einer Finite-Elemente-Simulation berechnet werden. Durch den Finite-Elemente-Ansatz lässt sich die Deformation des Körpers berech nen.

Ausführungsbeispiele schaffen ferner ein Programm mit einem Programmcode zum Durch führen des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer, einem Prozessor, ei nem Kontrollmodul oder einer programmierbaren Hardwarekomponente ausgeführt wird.

In zumindest einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren ferner ein Erstellen der gemessenen Röntgenbilder durch Aufnahme eines Szintillators mit einer optischen Hochge schwindigkeitskamera. Die gemessenen Röntgenbilder können basierend auf einer Belich tung des Szintillators durch eine (gepulste oder konstante) Strahlungsquelle aufgenommen wurden. Dies ermöglicht eine Erstellung der Röntgenbilder mit einem kurzen zeitlichen Ab stand und ohne Bewegungsunschärfe. Dabei basiert die Bewegungsunschärfe u.a. auf der Be lichtungszeit, die sich entweder durch die Länge der Röntgenpulse oder durch die Länge der Belichtungszeit der Hochgeschwindigkeitskamera beeinflussen lässt.

Beispielsweise kann die gepulste Strahlungsquelle ein Linearbeschleuniger sein. Ein solcher kann etwa genutzt werden, um eine größere Anzahl von Röntgenpulsen zu erzeugen als eine Röntgenblitzquelle.

Figurenkurzbeschreibung Einige Beispiele von Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Figuren lediglich beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fign. la und lb zeigen Ausführungsbeispiele eines Verfahrens zum zeitaufgelösten Berech nen einer Deformation eines Körpers;

Fig. 2 zeigt eine Übersicht eines Mess- und Auswerteverfahrens nach einem Ausführungs beispiel;

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Aufbaus eines Systems zum Erstellen einer Mehr zahl von Röntgenaufnahmen; und

Fig. 4 zeigt eine Illustration der Datenassimilation zur Modifizierung des Modells.

Beschreibung

Verschiedene Beispiele werden nun ausführlicher Bezug nehmend auf die beiliegenden Figu ren beschrieben, in denen einige Beispiele dargestellt sind. In den Figuren können die Stärken von Linien, Schichten und/oder Bereichen zur Verdeutlichung übertrieben sein.

Während sich weitere Beispiele für verschiedene Modifikationen und alternative Formen eig nen, sind dementsprechend einige bestimmte Beispiele derselben in den Figuren gezeigt und werden nachfolgend ausführlich beschrieben. Allerdings beschränkt diese detaillierte Be schreibung weitere Beispiele nicht auf die beschriebenen bestimmten Formen. Weitere Bei spiele können alle Modifikationen, Entsprechungen und Alternativen abdecken, die in den Rahmen der Offenbarung fallen. Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen beziehen sich in der gesamten Beschreibung der Figuren auf gleiche oder ähnliche Elemente, die bei einem Ver gleich miteinander identisch oder in modifizierter Form implementiert sein können, während sie die gleiche oder eine ähnliche Funktion bereitstellen.

Es versteht sich, dass, wenn ein Element als mit einem anderen Element„verbunden“ oder „gekoppelt“ bezeichnet wird, die Elemente direkt, oder über ein oder mehrere Zwischenele mente, verbunden oder gekoppelt sein können. Wenn zwei Elemente A und B unter Verwen- düng eines„oder“ kombiniert werden, ist dies so zu verstehen, dass alle möglichen Kombi nationen offenbart sind, d. h. nur A, nur B sowie A und B, sofern nicht explizit oder implizit anders definiert. Eine alternative Formulierung für die gleichen Kombinationen ist„zumin dest eines von A und B“ oder„A und/oder B“. Das Gleiche gilt, mutatis mutandis, für Kom binationen von mehr als zwei Elementen.

Die Terminologie, die hier zum Beschreiben bestimmter Beispiele verwendet wird, soll nicht begrenzend für weitere Beispiele sein. Wenn eine Singularform, z. B.„ein, eine“ und„der, die, das“ verwendet wird und die Verwendung nur eines einzelnen Elements weder explizit noch implizit als verpflichtend definiert ist, können weitere Beispiele auch Pluralelemente verwenden, um die gleiche Funktion zu implementieren. Wenn eine Funktion nachfolgend als unter Verwendung mehrerer Elemente implementiert beschrieben ist, können weitere Bei spiele die gleiche Funktion unter Verwendung eines einzelnen Elements oder einer einzelnen Verarbeitungsentität implementieren. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe„umfasst“, „umfassend“,„aufweist“ und/oder„aufweisend“ bei Gebrauch das Vorhandensein der ange gebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/oder einer Gruppe derselben präzisieren, aber nicht das Vorhandensein oder das Hinzu fügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Prozesse, Elemente, Komponenten und/einer Gruppe derselben ausschließen.

Sofern nicht anderweitig definiert, werden alle Begriffe (einschließlich technischer und wis senschaftlicher Begriffe) hier in ihrer üblichen Bedeutung auf dem Gebiet verwendet, zu dem Beispiele gehören.

Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein integrales Mess- und Auswerteverfahren, wel ches durch die in-situ-Hochgeschwindigkeits-Röntgen-Diagnostik neben der Untersuchung periodischer Prozesse die Möglichkeit bietet, transiente, dynamische (Deformations-)Pro- zesse verborgener Strukturen kontinuierlich aufzuzeichnen. Basierend auf einer Hochge- schwindigkeits-2D-Röntgenbildgebung und unter Einbezug von 3D-FE-Simulationen (Fi- nite-Elemente), oder allgemein eines Modells eines Körpers während der Deformation, kann das Verfahren in zumindest manchen Ausführungsbeispielen die quantitative Rückspiegelung experimenteller Informationen in die digitale Standard-Entwicklungsumgebung ermöglichen. Das bildgebende Messverfahren basiert beispielsweise auf einer Nutzung gepulster Röntgen strahlung bis 9MeV zur Einzelbilderstellung in Kombination mit einem strahlenfesten Detek tor. Gegenüber normalen typischen industriellen Röntgenapplikationen mit geringen Bildwie derholraten kann beim Crashtest eine (für typische Röntgenanwendungen extrem) hohe Bild wiederholrate von bis zu 1.000 Bildern pro Sekunde genutzt werden, um die relevanten Ver formungsprozesse beim Crash mit ausreichender zeitlichen Auflösung darzustellen. Um Be wegungsunschärfen in der Abbildung schneller Bewegungen zu reduzieren, können neben einer hohen Bildrate zusätzlich die Belichtungszeiten auf einen Bereich von Mikrosekunden reduziert werden. Die Belichtungszeit kann in der vorgesehenen Anwendung durch die ge pulste Röntgenquelle (etwa mit einer Pulslänge ca. 4 ps) realisiert werden.

Der im Messverfahren verwendete Flächendetektor umfasst (oder besteht aus) eine sich im Primarstrahl befindenden Szintillatorfläche, welche hinsichtlich ihrer (Strahlungs-)Absorpti- onseigenschaften, Abklingzeit, Materialdicke und -eigenschaften, auf die hohen Energien und kurzen Belichtungszeiten des Linearbeschleunigers angepasst ist. Die Szintillatorfläche wan delt Strahlung in sichtbares Licht, welches indirekt von einer Hochgeschwindigkeitskamera abgebildet und aufgezeichnet wird (also sog. digital indirekt konvertierender Detektor). Die abbildende Optik ist so gewählt, dass die Strahlenbelastung der Hochgeschwindigkeitskamera minimiert wird. Um größere Objekte (beispielsweise Strukturkomponenten eines Fahrzeugs) dynamisch abzubilden, kann mittels einem modularen Aufbau, etwa bestehend aus dreiseitig kaskadi er enden Einzelmodulen, die aktive Detektorfläche vergrößert werden.

Als Ergebnis des Messverfahrens liegen zeitaufgelöste, experimentelle Daten eines dynami schen (Deformations-)Vorgangs in Form eines auf Einzelbilder zu exakt bestimmten Zeit punkten basierendes„Röntgenvideo" vor, welche gemeinsam mit 3D -FE-Simulationsdaten des beobachteten Vorgangs oder von Teilen des beobachteten Vorgangs die Grundlage für das Auswerteverfahren darstellen. Das Röntgenvideo kann beispielsweise eine Mehrzahl von Röntgenbildem über eine Mehrzahl von Zeitpunkten umfassen.

Fign. la und lb zeigen Ausführungsbeispiele eines Verfahrens zum zeitaufgelösten Berech nen einer Deformation eines Körpers. Das Verfahren umfasst ein Berechnen 110 eines Mo dells des Körpers während der Deformation, etwa basierend auf einer voraussichtlichen Krafteinwirkung auf den Körper während der Deformation. Der Körper kann beispielsweise in eine Vielzahl anderer Körper bzw. ein komplexes Modell eingebettet sein, beispielsweise das eines Gesamtfahrzeugs, das aus einer Vielzahl an Körpern besteht. Dabei kann das Modell des Körpers in einer (3D-) Finite-Elemente-Simulation berechnet 110 werden. Das Verfahren umfasst ferner ein Berechnen 120 eines vorhergesagten Röntgenbildes für den Körper für eine Mehrzahl von Zeitpunkten während der Deformation basierend auf dem Modell, etwa basie rend auf einer vordefinierten Abbildungsgeometrie („Betrachtungswinkel“). Dabei ist die De formation beispielsweise ein Prozess, der die (etwa alle der) Mehrzahl von Zeitpunkten bein haltet, also ein Prozess der Deformation des Körpers über die Mehrzahl von Zeitpunkten. Dabei kann die Deformation die Translation und Rotation des betrachteten Objekts (Körpers) umfassen. Bei einer Translation oder Rotation bleibt die relative Lage von Merkmalen (oder Feature-Punkten) innerhalb des Objekts bleibt gleich, die Positionen der Merkmale ändert sich aber in Bezug zu einem äußeren Koordinatensystem. In Ausführungsbeispielen umfasst die Deformation ferner eine Verformung (im klassischen Sinn), d.h. die relative Lage von (einigen) Merkmalen ändert sich relativ zueinander. Das Verfahren umfasst ferner ein Erhal ten 130 je eines gemessenen Röntgenbildes des Körpers für die Zeitpunkte (der Mehrzahl von Zeitpunkten) während der Deformation. Dabei können für jeden Zeitpunkt der Mehrzahl von Zeitpunkten mehrere vorhergesagte Röntgenbilder und mehrere gemessene Röntgenbildern aus unterschiedlichen Perspektiven genutzt werden. Das Verfahren umfasst ferner ein Modi fizieren 140 des Modells basierend auf den vorhergesagten Röntgenbildern und den gemes senen Röntgenbildem. Dabei kann das Verfahren, wie in Fig. lb gezeigt, ferner ein Erstellen 170 der gemessenen Röntgenbilder durch Aufnahme eines Szintillators mit einer optischen Hochgeschwindigkeitskamera umfassen, etwa um die gemessenen Röntgenbilder zu erhalten. Die gemessenen Röntgenbilder können basierend auf einer Belichtung des Szintillators durch eine gepulste Strahlungsquelle aufgenommen werden.

Für die Auswertung der gewonnenen Daten wird aus den vorhandenen (3D-FE)-Simulations- daten, dem Modell des Körpers während der Deformation, eine Röntgensimulation erstellt. Basierend auf der Röntgensimulation können die vorhergesagten Röntgenbilder berechnet werden. Die Röntgensimulation ist Bestandteil der integrierten Datenauswertung und Daten assimilation. Mittels Röntgensimulation (die genutzt werden kann, um die vorhergesagten Röntgenbilder zu berechnen) und der basierend auf Material daten abgebildeten Absorptions eigenschaften kann in jedem Zeitschritt die (theoretische) räumliche Lage relevanter Struktu ren dargestellt sein. In anderen Worten kann das jeweilige vorhergesagte Röntgenbild basie rend auf einer Lage der Komponenten des Körpers, basierend auf Absorptionseigenschaften der Komponenten des Körpers, und basierend auf einem vorhergesagten Betrachtungswinkel berechnet werden, etwa so dass für jeden Zeitpunkt der Mehrzahl von Zeitpunkte eine proji zierte Lage der Komponenten oder von Merkmalen auf dem jeweiligen vorhergesagten Rönt genbild dargestellt ist. Dabei kann das jeweilige vorhergesagte Röntgenbild beispielsweise (ausschließlich) die projizierte Lage der Merkmale abbilden, etwa ohne die Schattierungen oder Konturen der Komponenten zu zeigen. Dabei kann ein vorhergesagtes Röntgenbild für einen Zeitpunkt (in) der Mehrzahl von Zeitpunkten in manchen Ausführungsbeispielen erst dann berechnet werden, wenn die Modifikation des Modells, die auf einem vorherigen Zeit punkt der Mehrzahl von Zeitpunkte basiert, erfolgt ist, also basierend auf dem modifizierten Modell. Mithilfe angepasster Feature Detektion und Tracking (eine Identifizierung und Nach verfolgung von Merkmalen, z.B. anhand diskreter Punkte auf einem Bauteil)-Algorithmen kann auf Basis der Informationen des vorherigen Zeitschritts die Deformation relevanter Strukturen nachverfolgt werden. In anderen Worten kann das Modell basierend auf einem Unterschied zwischen vorhergesagten Positionen von Merkmalen auf den vorhergesagten Röntgenbildern und gemessenen Positionen von entsprechenden Merkmalen auf den gemes senen Röntgenbildem modifiziert 140 werden. Dabei können die Merkmale manuell und/oder automatisch in den vorhergesagten Röntgenbildem und den gemessenen Röntgenbildern identifiziert werden. Beispielsweise kann zumindest ein Teil der Merkmale durch Röntgen- Marker gebildet werden. Diese Röntgen-Marker können auf dem Körper angebracht werden und in das Modell integriert werden. Durch ihre vorbekannte Position am Körper kann die Identifikation dieser Merkmale automatisch (oder auch manuell) erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Teil der Merkmale durch Konturen von Komponenten des Kör pers gebildet werden. Dabei können die Konturen automatisch oder manuell in den vorherge sagten Röntgenbildern und den gemessenen Röntgenbildern identifiziert werden, etwa basie rend auf den Materialeigenschaften der entsprechenden Komponenten. Die Zusammenfüh rung der experimentellen und numerischen Simulationsdaten, folgend Datenassimilation, zielt folglich auf eine sukzessive Verbesserung eines in sich geschlossenen, zeitlich aufgelös ten Modells mit prädiktiver Fähigkeit ab.

Auf der einen Seite existiert eine zeitaufgelöste, ggf. mit Fehlem behaftete (3D)-FE-Simula- tion eines Fahrzeugcrashs (das Modell des Körpers), auf der anderen Seite sind zeitaufgelöste, experimentelle Daten vorhanden (die gemessenen Röntgenbilder) die jedoch informationell unterbestimmt sind (2D-Röntgen oder Sensor-Daten). Der Abgleich von Experiment und Mo- dell mittels Datenassimilation führt Korrektur-Informationen in das (informationell voll be stimmte) FE-Modell zurück und ermöglicht so die Digitalisierung des realen Crash-Experi ments.

Dabei kann das Modell hier im Besonderen ein Finite Elemente-Modell sein. Das Modell enthält die„ganze Wahrheit“ (Phasenraum) des Prozesses bzw. des Körpers und seiner zeit lichen Evolution. Es umfasst oder besteht aus der Geometrie des Körpers (Morphologie ) und Physikalische Parameter, wie etwa Materialien und Material eigenschaften, Randbedingungen (Geschwindigkeiten, Kräfte, ...), innere Eigenschaften (innere Energie, Spannungen, Deh nung, Schädigung, ...). Dabei stellt das Modell, zu jedem Zeitpunkt t der Mehrzahl von Zeit punkten, eine nahezu korrekte Beschreibung des Experiments (also der Deformation) bis zum zuvor betrachteten Zeitpunkt t-1 dar. Dabei kann das Modell als Finite Elemente-Repräsenta- tion der Deformation (also des Experiments) zum Zeitpunkt t gesehen werden. Zum Zeitpunkt t kann durch das Verfahren der Datenassimilation das Modell zur (nahezu) Deckung mit dem Experiment gebracht werden (auch hier ist der gesamte Phasenraum gemeint). Fig. 4 zeigt eine Illustration der Datenassimilation zur Modifizierung des Modells. Dort ist gezeigt, wie verschiedene Messungen der Gestalt des Körpers (durch gemessene Röntgenbilder) über die Mehrzahl von Zeitpunkten bis zu Zeitpunkt t durchgeführt werden, wobei das Modell bis Zeitpunkt t-1 jeweils so modifiziert wurde, dass es dem Experiment (also der realen Defor mation des Körpers) gleicht. Daher umfasst das A-Priori-Wissen das modifizierte Modell bis zum Zeitpunkt t-1, sowie die Voraussage der Deformation bis Zeitpunkt t. Zum Zeitpunkt t divergiert die Messung der Gestalt von dem A-Priori-Wissen, also der Voraussage der Defor mation. Durch Assimilation der Daten kann das Modell, ausgehend von der A-Priori -Infor mation so modifiziert werden, dass das Modell anschließend der gemessenen Gestalt des Kör pers gleicht.

Ein Ergebnis der Datenassimilation ist die quantitative und zeitaufgelöste dreidimensionale Rekonstruktion der Bewegung (Translation, d.h. Schwerpunktsbewegung und Rotation) so wie der Deformation von Objekten (im Folgenden„Komponente" genannt), ggf. eingebettet in ein Gesamtsystem bestehend aus mehreren Komponenten.

Diese dreidimensionale kinematische Rekonstruktion basiert auf Modell wissen (A-Priori -In formation) und Messdaten (2D-Röntgenbilder). Die 2D-Röntgenbilder können dabei gemäß dem im Lösungsweg beschriebenen Quelle-Detektor-Aufbau gewonnen werden. Als A-Priori Information kann dabei das Ergebnis einer numerischen Simulation (z.B. FEM- Simulation), welche das Verhalten der zu untersuchenden Komponente (sowie das Verhalten der umgebenden Komponenten bzw. des Gesamtsystems bestehend aus mehreren Kompo nenten) beschreibt, verwendet werden, etwa das Modell des Körpers während der Deforma tion. In anderen Worten entspricht das Modell des vorherigen Zeitpunkts (d.h. das Modell, das basierend auf der Röntgensimulation des vorherigen Zeitpunkts angepasst wurde) der A- Priori umfasst oder ist zumindest ein Teil davon. In anderen Worten umfasst die A-Priori Information beispielsweise das alte, ursprüngliche (FE-)Modell bzw. das korrigierte Modell bis zum Zeitpunkt t-1 und die Voraussage des Zustands zum Zeitpunkt t durch das vorliegende Modell zum Zeitpunkt t-1. Dabei bedeutet„während der Deformation“ nicht, dass das Modell (nur) während der Deformation berechnet wird, sondern dass das Modell des Körpers die Deformation des Körpers über die Mehrzahl von Zeitpunkten abbildet. Dieses Ergebnis, wel ches für die Datenassimilation als A-Priori-Information verwendet wird, wird im Folgenden als„Zeitaufgelöstes 3D-Modell", oder kurz„Modell (des Körpers)", bezeichnet. Ist im Fol genden die numerische Simulation oder das der Simulation zugrundeliegende physikalische Modell der Komponenten und ihrer Materialien gemeint, so wird dies als„physikalisches Modell" bzw. die Gesamtheit als„numerische Simulation" bezeichnet. In Ausführungsbei spielen umfasst oder basiert die Berechnung des Modells des Körpers während der Deforma tion eine/auf einer numerischen Simulation. Die numerische Simulation basiert auf einem physikalischen Modell des Körpers, etwa auf physikalischen Modellen der Komponenten des Körpers.

Die 3D-Rekonstruktion der Kinematik bzw. Datenassimiliation umfasst dabei zumindest manche der folgenden Schritte:

1) Erzeugen von simulierten Röntgenprojektionen (d.h. der vorhergesagten Röntgenbil der) auf Basis des Modells und unter Verwendung der im Experiment vorliegenden Projektionsgeometrie für jeden Zeitpunkt, zu dem im Experiment ein Bild erzeugt und die zu rekonstruierende Komponente abgebildet wurde (d.h. für die Mehrzahl von Zeitpunkten). In anderen Worten, der Verfahren umfasst das Berechnen 120 eines vor hergesagten Röntgenbildes für den Körper für die Mehrzahl von Zeitpunkten während der Deformation basierend auf dem Modell (etwa basierend auf der Projektionsgeo metrie, einem voraussichtlichen Betrachtungswinkel in der Aufnahme des entspre chenden Röntgenbildes). 2) Verwenden der simulierten Röntgenprojektionen, um die kinematisch zu rekonstruie rende Komponente (gleichzeitig oder nacheinander) in möglichst allen korrespondie renden Zeitpunkten erzeugten, realen Röntgenbild zu lokalisieren, auf der sie abgebil det wurde, und/oder Verwenden der zu den korrespondierenden Zeitpunkten simulier ten Röntgenprojektionen, um markante Punkte (Features) der zu rekonstruierenden Komponente in möglichst allen realen Röntgenbildern, auf denen sie abgebildet wurde, zu lokalisieren. Der (Röntgen-) Messung zugänglich ist dabei beispielsweise (nur) die Morphologie (bzw. ein Teil der Morphologie) zu den Messzeitpunkten ti _.

3) In anderen Worten kann das Verfahren ein Identifizieren und/oder Lokalisieren der Merkmale in den gemessenen Röntgenbildern basierend auf den Positionen der Merk male in den vorhergesagten Röntgenbildern umfassen.

4) Quantitativer Vergleich der Lage von Konturen der Gesamtkomponente und/oder Lage der Features im simulierten Röntgenbild (2D-Verschiebungsvektor) und daraus Ableitung eines dreidimensionalen Verschiebungsvektors im Raum durch geometri sche Rückprojektion für jede charakteristische Kontur bzw. Feature-Punkt (d.h. für jedes Merkmal) und für jeden Zeitpunkt, zu dem im Experiment ein Bild erfasst und die zu rekonstruierende Komponente abgebildet worden ist. In anderen Worten kann das Verfahren ein Berechnen 145 eines dreidimensionalen Verschiebungsvektors für die Merkmale durch geometrische Rückprojektion der Merkmale umfassen, etwa für jedes Merkmal über die Mehrzahl von Zeitpunkten. Die Modifikation des Modells kann auf dem dreidimensionalen Verschiebungsvektor basieren.

5) Reduzierung der in 3) quantifizierten Unterschiede und Quantifizierung des Restun terschiedes (Angabe eines Gütemaßes) für alle Zeitschritte und alle erfassten Features (im Modell). Dies entspricht dem Modifizieren 140 des Modells basierend auf den vorhergesagten Röntgenbildern und den gemessenen Röntgenbildern. In anderen Worten kann die Modifikation 140 des Modells darauf gerichtet sein, den Unterschied zwischen den vorhergesagten Positionen der Merkmale auf den vorhergesagten Rönt genbildern und den gemessenen Positionen der entsprechenden Merkmale auf den ge messenen Röntgenbildern über die Mehrzahl von Zeitpunkten zu reduzieren.

Dabei kann die Reduzierung der Unterschiede mittels verschiedener Mittel erreicht werden. Beispielsweise kann die Reduzierung durch eine Veränderung von Schwerpunktsbewegung (Translation) und (Starrkörper-) Rotation um den Schwerpunkt der zu rekonstruierenden Komponente (des Körpers) erreicht werden. Als Modell der Komponente/des Körpers kann das zum korrespondierenden Zeitschritt (oder anderer, besser zum aktuellen Deformations status passenden Zeitschritte, unabhängig davon, ob sie zeitlich davor oder danach liegen) der numerischen Simulation vorliegende (3D-)Modell (d.h. das Teil-Ergebnis der numerischen Simulation für die Komponente) verwendet werden. In anderen Worten kann das Verfahren ein Berechnen 150 einer durch die Deformation des Körpers verursachten Translation und/o der Rotation zumindest eines Teils des Körpers basierend auf dem Unterschied zwischen den vorausgesagten und den gemessenen Positionen der Merkmale umfassen. Die Modifikation des Modells kann auf der berechneten Translation und/oder der berechneten Rotation zumin dest eines Teils des Körpers basieren. Beispielsweise kann eine in dem Modell angenommene Translation und/oder Rotation des Teils des Körpers basierend auf der durch die Deformation des Körpers verursachten Translation und/oder Rotation angepasst werden oder die durch die Deformation des Körpers verursachten Translation und/oder Rotation kann dem Modell hin zugefügt werden. Dabei kann das Berechnen 150 der durch die Deformation des Körpers ver ursachten Translation und/oder Rotation die Translation und/oder die Rotation so berechnen, dass ein Unterschied zwischen den vorhergesagten Positionen der Merkmale auf den vorher gesagten Röntgenbildem und den gemessenen Positionen der entsprechenden Merkmale auf den gemessenen Röntgenbildem reduziert wird (auf entsprechend neu berechneten vorausge sagten Röntgenbildem).

Zusätzlich kann das Objekt/der Körper mittels morphologischer Operatoren deformiert wer den. Dabei kann ist ein Morphologischer Operator eine Rechen-Operation, die die Gestalt (Morphologie) der A Priori-Information (also des Modells) zum Zeitpunkt t in die Morpho logie der Messung zum Zeitpunkt t überführt bzw. mit dieser in Einklang bringt. In anderen Worten ist der Morphologische Operator eine Rechenoperation zum Angleichen des Modells an die in dem jeweiligen gemessenen Röntgenbild abgebildete Realität, etwa durch Anpassen des Modells in einer Weise, so dass die vorhergesagten Positionen der Merkmale mit den gemessenen Positionen der entsprechenden Merkmale übereinstimmen. Im einfachsten Fall ist das die Anwendung von Verschiebungsvektoren (unphysikalisch). In zumindest einigen Ausführungsbeispielen ist (im komplexen Fall) das eine auf physikalischen Parametern ba- sierende Vorschrift, wie im Folgenden dargestellt wird. Das Verfahren kann ferner ein Be rechnen 160 von morphologischen Operatoren für die Deformation des Körpers basierend auf dem Unterschied zwischen den vorausgesagten und den gemessenen Positionen der Merk male umfassen. Die Modifikation des Modells kann auf den berechneten morphologischen Operatoren für die Deformation des Körpers basieren. Beispielsweise können in dem Modell angenommene morphologische Operatoren basierend auf den berechneten morphologischen Operatoren angepasst werden oder die berechneten morphologischen Operatoren können dem Modell hinzugefügt werden. Dabei kann das Berechnen 160 der morphologischen Operatoren die morphologischen Operatoren so berechnen, dass ein Unterschied zwischen den vorherge sagten Positionen der Merkmale auf den vorhergesagten Röntgenbildern und den gemessenen Positionen der entsprechenden Merkmale auf den gemessenen Röntgenbildern reduziert wird (auf entsprechend neu berechneten vorausgesagten Röntgenbildem).

Die morphologischen Operatoren können auf einer Verschiebung von markanten Punkten des Körpers im Modell basieren, wobei die markanten Punkte den Merkmalen in den vorherge sagten und gemessenen Röntgenbildern entsprechen. In manchen Ausführungsbeispielen können die morphologischen Operatoren dadurch berechnet werden, dass die markanten Punkte im Modell basierend auf dem Unterschied zwischen den vorausgesagten und den ge messenen Positionen der Merkmale verschoben werden und benachbarte Komponenten/Ele mente des Körpers proportional und/oder basierend auf einer mathematischen Funktion an die verschobenen markanten Punkte angepasst werden. Alternativ können die morphologi schen Operatoren dadurch berechnet werden, dass basierend auf dem Unterschied zwischen den vorausgesagten und den gemessenen Positionen der Merkmale (un)physikalische Zwangskräfte in das Modell eingefügt werden und das Körper basierend auf den (un)physi- kalischen Zwangskräften so verändert wird, dass ein Unterschied zwischen den vorausgesag ten und den gemessenen Positionen der Merkmale reduziert wird. In einer dritten Variante können die morphologischen Operatoren dadurch berechnet werden, dass die markanten Punkte im Modell basierend auf dem Unterschied zwischen den vorausgesagten und den ge messenen Positionen der Merkmale verschoben werden, wobei sich die Verschiebungen aus Linearkombinationen von Verschiebungen ergeben, die für vorhergehende und/oder nachfol gende Zeitpunkte der Mehrzahl von Zeitpunkten berechnet wurden. Dabei wird angenommen, dass das Modell i.A. korrekt ist, und lediglich ein Zeitpunkt/Phase oder eine Amplitude der Verschiebungen angepasst wird. Wie bereits ausgeführt können die morphologischen Operatoren zur Deformation einge schränkt werden, indem ausschließlich Deformationen zugelassen werden, die sich durch aus Linearkombination der Deformation der (bezüglich Rotation und Translation normierten) 3D- Modelle relativ zwischen anderen Zeitpunkten der numerischen Simulation ergeben. In ande ren Worten können (lediglich/ausschließlich) morphologische Operatoren zugelassen wer den, die sich aus einer Linearkombination von Deformationen ergeben die für vorhergehende oder nachfolgende (zukünftige) Zeitpunkte der Mehrzahl von Zeitpunkten (in der numeri schen Simulation) berechnet wurden (etwa in der Modifikation des Modells für ein oder meh rere vorhergehende Zeitpunkte). Beispielsweise können (alle) Informationen über die von der FE-Simulation vorhergesagte Deformation des Körpers zu jedem Zeitpunkt der Simulation (auch zu späteren Zeitpunkten als dem gerade betrachteten) vorliegen. Aus diesem Grund ist es für diesen Ansatz, die Deformationen zu erklären bzw. auf das betrachtete Teil anzuwen den, möglich, auch die zu späteren Zeitpunkten vorhergesagte Deformation zu betrachten. Dies kann etwa in Fällen genutzt werden, in denen die Simulation prinzipiell die richtige De formation einer Komponente des Körpers anzeigt, aber eben zu einem späteren Zeitpunkt, als sie in der Realität auftritt. Dann kann die Deformation im aktuellen Zeitschritt durch ein„Vor ziehen“ der Deformation eines späteren Zeitschritts erklärt bzw. abgebildet werden.

In zumindest manchen Ausführungsbeispielen können dabei unterschiedliche Linearkombi nationen (d.h. unterschiedliche Gewichtung der relativen Deformation für gleiche Zeitpunkte) für unterschiedliche Features auch für die gleiche Komponente zugelassen werden. Es können unterschiedliche Linearkombinationen für unterschiedliche Merkmale zugelassen werden. Dabei kann der Körper ein oder mehrere Komponenten umfassen, und jede Komponente kann (wiederum) ein oder mehrere der Merkmale umfassen. Für jedes der Merkmale (auch der gleichen Komponente) können unterschiedliche Linearkombinationen zugelassen werden.

In zumindest manchen Ausführungsbeispiele kann dabei die Deformation der Komponente durch eine numerische Simulation, die sowohl physikalische A-Priori-Information (z.B. Ma terialmodelle des Körpers, Kräfte, die auf den Körper wirken und Geschwindigkeiten (etwa in einem Crash-Szenario) des vorhergehenden Zeitschritts) berücksichtigt als auch das Ergeb nis der vorhergehenden Berechnungen (morphologische Operatoren, Translation, Rotation, also 3D-Verschiebungsvektoren) als Randbedingungen für z.B. eine quasi statische oder dy namische Verformung (z.B. durch unphysikalische Zwangskräfte) berechnet werden. Das Be rechnen des Modells kann beispielsweise die numerische Simulation umfassen oder auf der numerischen Simulation basieren. Das a-priori-Wissen über die Deformation und die berech neten morphologischen Operatoren (und die Translation/Rotation der Komponenten des Kö pers) können genutzt werden, um Zwangskräfte zu berechnen, die auf den Körper einwirken. Die numerische Simulation kann auf den Zwangskräften basieren. Dabei können die morpho logischen Operatoren und die Translation und/oder Rotation der Komponenten des Körpers unter dem Begriff 3D-Verschiebungsvektoren zusammengefasst werden. In anderen Worten kann die Deformation des Körpers durch eine numerische Simulation basierend auf a-priori- Wissen über die Deformation und basierend auf den berechneten morphologischen Operato ren berechnet werden (in der Berechnung des Modells des Körpers). Alternativ kann die De formation der Komponente nicht durch unphysikalische Deformationsvektoren, Zwangs kräfte oder andere Randbedingungen, sondern durch Veränderung der Eingangsparameter (z.B. aber nicht ausschließlich Kräfte, Geschwindigkeiten und Materialparameter) der nume rischen Simulation im vorhergehenden Zeitschritt und Durchführen des Zeitschrittes oder mehrerer Zeitschritte (über die Mehrzahl von Zeitpunkte) der numerischen Simulation modi fiziert werden. In anderen Worten kann das a-priori-Wissen und die berechneten morpholo gischen Operatoren genutzt werden, um Eingangsparameter der numerischen Simulation in Bezug auf Eigenschaften eines Materials des Körpers, in Bezug auf einwirkende Kräfte, in Bezug auf eine (Eingangs-)Geometrie des Körpers, und/oder in Bezug auf Geschwindigkeiten anzupassen.

Die Reduzierung der Unterschiede kann so durchgeführt werden, dass die Abweichung zwi schen der projizierten Lage und Form der Komponente (bzw. der Merkmale, durch die die Komponente definiert ist) in den im Experiment gewonnenen Röntgenbildern und den auf Basis des durch die oben genannten Mittel modifizierten Modells reduziert wird.

6) In zumindest manchen Ausführungsbeispielen können die Schritte 1 bis 4 (für jedes vorhegesagte/gemessene Röntgenbild) wiederholt werden, wobei als Modell das im letzten Schritt veränderte Modell, bzw. das Ergebnis der im letzten Schritt veränderten FEM-Simulation verwendet werden. In anderen Worten kann bei dem Berechnen 120 des vorhergesagten Röntgenbildes eine Modifikation des Modells, die auf einem vor herigen Röntgenbild oder auf einer vorhergehenden Iteration der Schritte basiert, ein bezogen werden. Das Modell kann beispielsweise für einen nachfolgenden Zeitpunkt der Mehrzahl von Zeitpunkten erst berechnet 110 werden, wenn die Modifikation des Modells, die auf einem Röntgenbild es vorherigen Zeitpunkt basiert, durchgeführt ist. Dies ermöglicht die Einbeziehung der vorher berechneten Modifikationen des Mo dells.

7) Das Verfahren kann abgebrochen/beendet werden, wenn in Schritt 4 keine weitere Verbesserung mehr erzielt werden kann, d.h. das iterative Verfahren die Lösungen mit der reduzierten (etwa minimalen) Abweichung erreicht hat.

Das Ergebnis umfasst je nach Ausführungsbeispiel eine zeitaufgelöste 3D-Reprasentation (Modell) des durchgeführten Experiments (etwa das Modell des Körpers während der Defor mation, über die Mehrzahl von Zeitpunkten), wobei die Lage und Ausrichtung einer oder mehrerer Komponenten im Raum zu jedem Zeitpunkt, zu dem im Experiment ein Bild erzeugt und die Komponente abgebildet wurde, im Modell so korrigiert wurde, dass sie mit der Lage und Ausrichtung im Experiment unter Berücksichtigung der Fehler von Experiment und Si mulation übereinstimmt. Dabei kann/können, je nach Ausführungsbeispiel, ein oder mehrere Komponenten des Körpers deformiert sein, etwa, falls die morphologischen Operatoren be rechnet wurden.

Fig. 2 zeigt eine Übersicht eines Mess- und Auswerteverfahrens nach einem Ausführungsbei spiel. In Fig. 2 wird ein Vergleich äußerer Strukturen 210 basierend auf einem Experiment 220 und einer FE-Simulation 230 durchgeführt. Um das Experiment aufzunehmen wird Rönt gentechnologie entwickelt und eingesetzt 222, um 2D-Röntgenbilder aus einer Perspektive zu Messen und zu erhalten 224. Aus der FE-Simulation 230 wird eine Röntgensimulation 232 abgeleitet, mittels derer vorhergesagte Röntgenbilder 234 über eine Mehrzahl von Zeitpunk ten berechnet werden. Basierend auf den gemessenen und den vorhergesagten Röntgenbildern wird eine Objektlokalisierung 240 durchgeführt, um Merkmale eines zu untersuchenden Kör pers zu identifizieren, und es findet eine Datenassimilation 250 statt (etwa durch Modifizieren des Modells basierend auf den gemessenen und den vorhergesagten Röntgenbildern). Basie rend auf der Datenassimilation wird eine FE-Repräsentation (etwa das Modell des Körpers während der Deformation) des realen Experiments erzeugt 260. In anderen Worten imple mentiert das Mess- und Auswerteverfahren einen zeitaufgelösten quantitativen Vergleich ver borgener Strukturen, der einfließt in die FE-Repräsentation des realen Experiments 260 und in die FE-Simulation 230. Neben Untersuchungen periodischer Prozesse bietet das entwickelte Messsystem der in-situ- Hochgeschwindigkeits-Röntgen-Diagnostik erstmals die Möglichkeit transiente, dynamische Prozesse verborgener Strukturen kontinuierlich aufzuzeichnen und auszuwerten. In Bezug auf den Automobilcrash liefert die Sichtbarmachung hochdynamischer Verformungsprozesse während eines Crashtests Hinweise und Antworten auf grundlegende Fragestellungen im Ent wicklungsprozess, wie sie bisher nicht verfügbar waren, da erstmalig die Beobachtung von im Fahrzeuginneren verbauten Komponenten während des Crashs im realen Testszenario möglich ist.

Die bisher nicht erzielbare in-situ-Röntgen-Diagnostik wurde durch Integration von 2D-bild- gebenden Röntgenexperimenten mit 3D-Strukturdaten aus der numerischen Simulation mög lich. Auf Basis der Bildfrequenz von bis zu 1000 Bildern pro Sekunde können außerdem Röntgenvideos von dynamischen Prozessen erstellt werden. Darüber hinaus erschließt das neu entwickelte Analyseverfahren Möglichkeiten in der Integration von experimentellen und computerbasierten Analysen. Experimentelle Ergebnisse können zum unmittelbaren Ab gleich mit numerischen Prognosen genutzt werden und dazu beitragen, die Prognosequalität der Simulationsrechnungen entscheidend zu verbessern.

Ausführungsbeispiele können etwa genutzt werden, um Türschließmechanismen beim Sei tenaufprall während des Crashs sichtbar zu machen. Wie in vielen anderen denkbaren An wendungen liegt in diesem Fall die Motivation zur Nutzung von Röntgen im Crash zur Sicht barmachung ansonsten nicht beobachtbarer Strukturdeformationen. Um die Insassen bei ei nem Unfall sicher im Fahrzeug zu halten ist es zwingend notwendig, dass eine Türöffnung beim Crash vermieden wird. Sollte sich in einem Entwicklungsstadium zeigen, dass sich bei einem Seitenaufprall eine Türöffnung ergibt, ist es gängige Vorgehensweise, aufwändig Messtechnik an vielen Stellen im Inneren des Schlosses zu applizieren. Durch eine Untersu chung der Mechanismen mit Röntgentechnik kann durch nur eine zusätzliche Analyse ein großer im innen liegender Bereich betrachtet werden, um so Ursachen im Detail und vollum fassend zu erfassen. Bei der anschiebenden Entwicklungsarbeit kann dann sofort an der rich tigen Stelle angesetzt werden. Dies kann genutzt werden, um die derzeitig anstehenden gro ßen Änderungen von Fahrzeugkonzepten von Elektromobilität hin zu autonomen Fahren zu unterstützen. Analyseverfahren wie die Röntgentechnologie können hier als Schrittmacher für innovative Konzepte mit hoher Crashsicherheit gesehen werden. Möglich sind hier für das Messverfahren unterschiedliche abweichende Kombinationen aus Strahlenquelle/Detektoraufbau oder Eigenschaften. Hinsichtlich des Auswerteverfahrens sind andere Prozessschritte denkbar, um aus dem Abgleich von Experiment und Modell mittels Datenassimilation, Korrektur-Informationen in das virtuelle (FE-)Modell zurückzuführen.

Ausführungsbeispiele schaffen eine dynamische Deformationsanalyse (verborgener) Struktu ren mittels Röntgen. Ausführungsbeispiele schaffen ferner einen Abgleich experimenteller Daten mit einem zeitaufgelösten (virtuellen) 3D-Modell. Ausführungsbeispiele schaffen fer ner eine Rückführung von Korrektur-Informationen mithilfe des beschriebenen Prozesses.

Der Einsatz dynamischer Röntgendiagnostik im automobilen Crashtest ist nur als eine bei spielhafte Anwendung zu sehen. Ausführungsbeispiele können beispielsweise genutzt wer den, um ausgewählte Fragestellungen in einzelnen Crashversuchen zu adressieren. Dabei kann die Durchführung und Instrumentierung eines Crashversuchs vorab mittels Röntgensi mulation verbessert und im Bedarfsfall auch mit dynamischer Röntgentechnik ausgestattet werden. Dabei kann Röntgen beispielsweise als Standard-Werkzeug an relevanten Stellen des Entwicklungsprozesses, von einer frühen Konzeptstudie bis hin zur Freigabe oder Zertifizie rung flexibel und effizient im Versuchsbetrieb einzusetzen. Um hierbei kürzere Entwick lungszeiten bei gesteigerter Komplexität zu erreichen, ist die direkte Anbindung der neuen Diagnostik an die digitale Entwicklungsumgebung möglich. Neben weiteren naheliegenden Anwendungen in der dynamischen Deformationsanalyse außerhalb der Automobilindustrie, z. B. für die Luftfahrt oder Verpackungsindustrie, lassen sich auch periodische Prozesse un tersuchen und weit besser verstehen, etwa im Rahmen von Lebensdauerbetrachtungen. Da sowohl das Gesamtsystem als auch einzelne Systemkomponenten von der Quelle über den Detektor bis zur Auswertemethodik weit über andere Ansätze hinausgehen, bieten sich wei tere Anwendungen der Technologie sowie vielfältige neue Möglichkeiten in der Analyse von Körpern, etwa von Deformationen von Körpern:

• in-situ-Implantat-Kontrolle

Zumindest manche Ausführungsbeispiele können bei einem Einsatz dynamischen Röntgens bei der Beobachtung von Implantat-Komponenten während des Kauprozesses genutzt zu wer den. Mikro-Deformationen in den Verbindungsstellen der Implantat-Komponenten können zur unerwünschten Eindringung von Keimen oder zum Versagen der Implantat- Struktur fuh ren. Die dynamische Röntgen-Diagnostik macht diese Deformationen und die kritischen Strukturbereiche sichtbar und ermöglicht damit alternative und zuverlässigere Implantat-De signs.

• Anwendung in der Frachtkontrolle

In der Sicherheitstechnik werden zur Gepäck- oder Frachtkontrolle an Flughafen, Hafen oder an Grenzen häufig abbildende Röntgentechniken verwendet, um unerlaubte Güter, Waffen oder Drogen aufzuspüren. Zeilendetektor-basierte Geräte bieten derzeit aufgrund langer Scan- und Auswertezeiten nicht den geforderten Durchsatz. Dies gilt insbesondere für Luft- und Seefracht. Zur effizienten Luftfrachtkontrolle mittels CT (Computertomographie) erscheinen großflächige, schnelle Hochenergie-Flächendetektoren, wie sie im dynamischen Röntgendi agnostiksystem entwickelt werden, als besonders gut geeignet. Somit ermöglichen die in die sem Projekt entwickelten Technologien die Perspektive, in der Luftfrachtkontrolle CT in Zu kunft als Standard zu etablieren.

• Erweiterung der Diagnostik für Materialforschung

Zwei Trends der Materialforschung sind die skalenübergreifende Untersuchung der Werk stoffe von der atomistischen bis zur makroskopischen Ebene sowie die Integration von Expe riment und numerischer Simulation. Beides dient dem besseren Verständnis des beobachteten Materialverhaltens und beide Bereiche profitieren unmittelbar vom Einsatz dynamischer Röntgendiagnostik. Die in Auswerteverfahren entwickelten Algorithmen der digitalen Defor mationsanalyse eröffnen die Möglichkeit, komplexe Multimaterial-Proben mit deutlich höhe rer Informationsausbeute als mit bisher verfügbaren Methoden zu analysieren. Sie können sowohl im dynamischen wie auch im quasi-statischen Fall nutzbar gemacht werden. Damit wird eine detaillierte Charakterisierung des Werkstoffverhaltens über mehrere Längen- und Zeit-Skalen hinweg möglich. Für Konstrukteure wie auch für Simulationsexperten ist diese Entwicklung von größter Bedeutung.

• Einsatz in der Förder- und Verfahrenstechnik

Die bildgebende Analyse von dynamischen Prozessen bietet vielversprechende Anwendungs möglichkeiten in der Verfahrenstechnik. So können beispielsweise im Lebensmittelbereich Stoffe teils unterschiedlicher Phasen (Flüssig-Flüssig, Fest-Flüssig, Fest-Fest) gemeinsam verarbeitet werden. Das genaue Verständnis der zugrundeliegenden Durchmischungs-Pro- zesse kann insbesondere für die Qualität und Haltbarkeit von Lebensmitteln einen entschei denden Mehrwert liefern. Darüber hinaus lassen sich damit aktuelle Fragestellungen hinsicht lich der Transportmechanismen von granulären Stoffen adressieren.

Mehr Details und Aspekte des Verfahrens werden in Verbindung mit dem Konzept oder Bei spielen genannt, die vorher (z.B. Fig. la und lb) beschrieben wurden. Das Verfahren kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die ein oder mehreren Aspekten des vorgeschlagenen Konzepts oder der beschriebenen Beispiele entsprechen, wie sie vorher oder nachher beschrieben wurden.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Aufbaus eines Systems 300 zum Erstellen einer Mehrzahl von gemessenen Röntgenaufnahmen. In manchen Ausführungsbeispielen kann das System ferner geeignet sein zum zeitaufgelösten Berechnen einer Deformation eines Körpers. Das System umfasst zumindest eine optische Hochgeschwindigkeitskamera 310, einen Szin tillator 320 und eine Strahlungsquelle 330. Die Strahlungsquelle kann beispielsweise ausge bildet sein, um eine Szintillatorfläche des Szintillators mit gepulster Röntgenstrahlung zu be lichten. Alternativ kann die Strahlungsquelle eine Strahlungsquelle sein, die konstant Strah lung in Richtung des Szintillators abgibt. Dabei kann ein Körper 340, etwa der Körper, der im Zusammenhang mit den Fign. la bis 2 eingeführt wird, zwischen der Strahlungsquelle 330 und dem Szintillator 320 angeordnet werden. Der Szintillator 320 ist ausgebildet, um die von der Strahlungsquelle emittierte Strahlung in Form von Licht abzugeben. Dabei kann die Szin- tillatorfläche ausgebildet sein, um Strahlung der Strahlungsquelle in sichtbares Licht umzu wandeln, welches indirekt von der Hochgeschwindigkeitskamera abgebildet und aufgezeich net werden kann (also sog. digital indirekt konvertierender Detektor). Die optische Hochge schwindigkeitskamera 330 ist ausgebildet, um das von dem Szintillator 320 abgegebene/um gewandelte Licht aufzunehmen. Eine abbildende Optik der Hochgeschwindigkeitskamera kann so gewählt sein, dass die Strahlenbelastung der Hochgeschwindigkeitskamera reduziert wird. Beispielsweise kann das System ausgebildet sein zum Erstellen 170 der gemessenen Röntgenbilder. Dabei kann die gepulste Strahlungsquelle ein (gepulster) Linearbeschleuniger sein. So kann die Strahlungsquelle 330 beispielsweise ausgebildet sein, um Röntgenstrahlung mit einer geeignet kurzen Pulslänge, um Bewegungsunschärfe zu vermeiden zu emittieren. Alternativ kann, wie bereits oben ausgeführt, eine konstante Strahlungsquelle genutzt werden, und eine Belichtungszeit der Hochgeschwindigkeitskamera kann angepasst sein, um eine Be wegungsunschärfe zu vermeiden. Die Bewegungsunschärfe im Röntgenbild ist eine Funktion der Auflösung des Röntgenbilds, des Abbildungsmaßstabs und der Geschwindigkeit des Ob jekts über die Belichtungszeit. Im Allgemeinen kann die Belichtungszeit durch Nutzen einer gepulsten Strahlungsquelle über die Länge der emittierten Pulse und/oder durch eine Belich tungszeit (die mit der Framerate der Kamera zusammenhängt) der optischen Hochgeschwin digkeitskamera angepasst werden (etwa im Falle einer konstanten Strahlungsquelle). Dabei ist die Aufnahme der Röntgenbilder eine Funktion aus der Pulsbreite der Röntgenpulse (im Falle einer gepulsten Strahlungsquelle), der Framerate/Belichtungszeit der Hochgeschwin digkeitskamera, und der Energie der Röntgenquelle. Die Röntgenstrahlung kann ausreichend hoch gewählt werden, um die abzubildenden Bauteile (bei der gewählten Belichtungszeit) immer noch durchdringen zu können.

Die optische Hochgeschwindigkeitskamera kann ausgebildet sein, um Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich aufzunehmen. Beispielsweise kann die optische Hochgeschwindig keitskamera ausgebildet sein, um eine Bildwiederholrate von zumindest 100 (Röntgen-)Bil- dem/s (oder zumindest 200 Bildern/s, zumindest 500 Bildem/s, zumindest 800 Bildem/s) auf zunehmen. Die Szintillatorfläche ist hinsichtlich ihrer (Strahlungs-)Absorptionseigenschaf- ten, Abklingzeit, Materialdicke und -eigenschaften, auf die hohen Energien und kurzen Be lichtungszeiten der gepulsten Röntgenstrahlung angepasst.

Um größere Objekte (beispielsweise Strukturkomponenten eines Fahrzeugs) dynamisch ab zubilden, kann mittels einem modularen Aufbau, etwa bestehend aus dreiseitig kaskadieren- den Einzelmodulen, die aktive Detektorfläche vergrößert werden. Beispielsweise kann der Szintillator eine Mehrzahl von Szintillatormodulen umfassen, und das System kann eine Mehrzahl von Hochgeschwindigkeitskameras zur Aufnahme des abgegebenen/umgewandel ten Lichts der Mehrzahl von Szintillatormodule umfassen. Dabei kann die Mehrzahl von Szin tillatormodulen beispielsweise in einer Matrixkonfiguration angeordnet sein, etwa in einer lxn, 2xn- oder mxn-Matrixkonfiguration. Beispielsweise kann jedes Szintillatormodul be nachbart sein zu bis zu drei weiteren Szintillatormodulen (und daher dreifach kaskadierend sein), bis zu vier weiteren Szintillatormodule (vierfach kaskadierend, etwa in einer mxn-Mat- rix) oder bis zu sechs weitere Szintillatormodule (in einer hexagon-basierten Wabenanord nung).

In manchen Ausführungsbeispielen umfasst das System 300 ferner ein Rechenmodul 350, ausgebildet zum Ausführen des Verfahrens der Fign. la und/oder lb. Mehr Details und Aspekte des Systems werden in Verbindung mit dem Konzept oder Bei spielen genannt, die vorher (z.B. Fig. la bis 2) beschrieben wurden. Das System kann ein oder mehrere zusätzliche optionale Merkmale umfassen, die ein oder mehreren Aspekten des vor geschlagenen Konzepts oder der beschriebenen Beispiele entsprechen, wie sie vorher oder nachher beschrieben wurden.

Die Aspekte und Merkmale, die zusammen mit einem oder mehreren der vorher detaillierten Beispiele und Figuren beschrieben sind, können auch mit einem oder mehreren der anderen Beispiele kombiniert werden, um ein gleiches Merkmal des anderen Beispiels zu ersetzen oder um das Merkmal in das andere Beispiel zusätzlich einzuführen.

Beispiele können weiterhin ein Computerprogramm mit einem Programmcode zum Ausfuh ren eines oder mehrerer der obigen Verfahren sein oder sich darauf beziehen, wenn das Com puterprogramm auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird. Schritte, Operationen oder Prozesse von verschiedenen, oben beschriebenen Verfahren können durch program mierte Computer oder Prozessoren ausgeführt werden. Beispiele können auch Programmspei chervorrichtungen, z. B. Digitaldatenspeichermedien, abdecken, die maschinen-, prozessor- oder computerlesbar sind und maschinenausführbare, prozessorausführbare oder computer ausführbare Programme von Anweisungen codieren. Die Anweisungen führen einige oder alle der Schritte der oben beschriebenen Verfahren aus oder verursachen deren Ausführung. Die Programmspeichervorrichtungen können z. B. Digitalspeicher, magnetische Speicherme dien wie beispielsweise Magnetplatten und Magnetbänder, Festplattenlaufwerke oder optisch lesbare Digitaldatenspeichermedien umfassen oder sein. Weitere Beispiele können auch Computer, Prozessoren oder Steuereinheiten, die zum Ausführen der Schritte der oben be schriebenen Verfahren programmiert sind, oder (feld-)programmierbare Logik-Arrays ((F)PLAs = (Field) Programmable Logic Arrays) oder (feld-)programmierbare Gate-Arrays ((F)PGA = (Field) Programmable Gate Arrays), die zum Ausführen der Schritte der oben beschriebenen Verfahren programmiert sind, abdecken.

Durch die Beschreibung und Zeichnungen werden nur die Grundsätze der Offenbarung dar gestellt. Weiterhin sollen alle hier aufgeführten Beispiele grundsätzlich ausdrücklich nur il lustrativen Zwecken dienen, um den Leser beim Verständnis der Grundsätze der Offenbarung und der durch den (die) Erfinder beigetragenen Konzepte zur Weiterentwicklung der Technik zu unterstützen. Alle hiesigen Aussagen über Grundsätze, Aspekte und Beispiele der Offen barung sowie konkrete Beispiele derselben umfassen deren Entsprechungen.

Ein als„Mittel zum...“ Ausführen einer bestimmten Funktion bezeichneter Funktionsblock kann sich auf eine Schaltung beziehen, die ausgebildet ist zum Ausführen einer bestimmten Funktion. Somit kann ein„Mittel für etwas“ als ein„Mittel ausgebildet für oder geeignet für etwas“ implementiert sein, z. B. ein Bauelement oder eine Schaltung ausgebildet für oder ge eignet für die jeweilige Aufgabe.

Funktionen verschiedener in den Figuren gezeigter Elemente einschließlich jeder als„Mittel“, „Mittel zum Bereitstellen eines Signals“,„Mittel zum Erzeugen eines Signals“, etc. bezeich neter Funktionsblöcke kann in Form dedizierter Hardware, z. B„eines Signalanbieters“,„ei ner Signalverarbeitungseinheit“,„eines Prozessors“,„einer Steuerung“ etc. sowie als Hard ware fähig zum Ausführen von Software in Verbindung mit zugehöriger Software implemen tiert sein. Bei Bereitstellung durch einen Prozessor können die Funktionen durch einen ein zelnen dedizierten Prozessor, durch einen einzelnen gemeinschaftlich verwendeten Prozessor oder durch eine Mehrzahl von individuellen Prozessoren bereitgestellt sein, von denen einige oder von denen alle gemeinschaftlich verwendet werden können. Allerdings ist der Begriff „Prozessor“ oder„Steuerung“ bei Weitem nicht auf ausschließlich zur Ausführung von Soft ware fähige Hardware begrenzt, sondern kann Digitalsignalprozessor-Hardware (DSP-Hard- ware; DSP = Digital Signal Processor), Netzprozessor, anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC = Application Specific Integrated Circuit), feldprogrammierbare Logikan ordnung (FPGA = Field Programmable Gate Array), Nurlesespeicher (ROM = Read Only Memory) zum Speichern von Software, Direktzugriffsspeicher (RAM = Random Access Me mory) und nichtflüchtige Speichervorrichtung (storage) umfassen. Sonstige Hardware, her kömmliche und/oder kundenspezifische, kann auch eingeschlossen sein.

Ein Blockdiagramm kann zum Beispiel ein grobes Schaltdiagramm darstellen, das die Grundsätze der Offenbarung implementiert. Auf ähnliche Weise können ein Flussdiagramm, ein Ablaufdiagramm, ein Zustandsübergangsdiagramm, ein Pseudocode und dergleichen ver schiedene Prozesse, Operationen oder Schritte repräsentieren, die zum Beispiel im Wesentli chen in computerlesbarem Medium dargestellt und so durch einen Computer oder Prozessor ausgeführt werden, ungeachtet dessen, ob ein solcher Computer oder Prozessor explizit ge zeigt ist. In der Beschreibung oder in den Patentansprüchen offenbarte Verfahren können durch ein Bauelement implementiert werden, das ein Mittel zum Ausführen eines jeden der jeweiligen Schritte dieser Verfahren aufweist.

Es versteht sich, dass die Offenbarung mehrerer, in der Beschreibung oder den Ansprüchen offenbarter Schritte, Prozesse, Operationen oder Funktionen nicht als in der bestimmten Rei henfolge befindlich ausgelegt werden soll, sofern dies nicht explizit oder implizit anderweitig, z. B. aus technischen Gründen, angegeben ist. Daher werden diese durch die Offenbarung von mehreren Schritten oder Funktionen nicht auf eine bestimmte Reihenfolge begrenzt, es sei denn, dass diese Schritte oder Funktionen aus technischen Gründen nicht austauschbar sind. Ferner kann bei einigen Beispielen ein einzelner Schritt, Funktion, Prozess oder Operation mehrere Teilschritte, -funktionen, -prozesse oder -Operationen einschließen und/oder in die selben aufgebrochen werden. Solche Teilschritte können eingeschlossen sein und Teil der Offenbarung dieses Einzelschritts sein, sofern sie nicht explizit ausgeschlossen sind.

Weiterhin sind die folgenden Ansprüche hiermit in die detaillierte Beschreibung aufgenom men, wo jeder Anspruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann. Während jeder An spruch als getrenntes Beispiel für sich stehen kann, ist zu beachten, dass - obwohl ein abhän giger Anspruch sich in den Ansprüchen auf eine bestimmte Kombination mit einem oder mehreren anderen Ansprüchen beziehen kann - andere Beispiele auch eine Kombination des abhängigen Anspruchs mit dem Gegenstand jedes anderen abhängigen oder unabhängigen Anspruchs umfassen können. Solche Kombinationen werden hier explizit vorgeschlagen, so fern nicht angegeben ist, dass eine bestimmte Kombination nicht beabsichtigt ist. Ferner sol len auch Merkmale eines Anspruchs für jeden anderen unabhängigen Anspruch eingeschlos sen sein, selbst wenn dieser Anspruch nicht direkt abhängig von dem unabhängigen Anspruch gemacht ist.