DE102004004137A1 - Data recording system has physical sensors and video camera with video relay switch connection to take images during sensor recording - Google Patents
Data recording system has physical sensors and video camera with video relay switch connection to take images during sensor recording Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Datenerfassungssystem gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Erfassen von Daten gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 10.The The invention relates to a data acquisition system according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a method for acquiring data according to the generic term of claim 10.
Ein
Versuchsdatenerfassungs- und Auswertesystem sowie ein Verfahren
zum Wahrnehmbarmachen von Messdaten eines Versuchsablaufes sind aus
der
Solche
und ähnlich
ausgebildete andere bekannte Datenerfassungssysteme dienen vorrangig dazu,
in realen Systemen physikalische Größen wie bestimmte Systemparameter
in ihrem zeitlichen Verlauf zu erfassen, in elektrische Signale
zu wandeln und dann aufzuzeichnen. Die Auswertung der so aufgezeichneten
Daten wird durch eine parallele Aufzeichnung bestimmter Vorgänge oder
Objekte mittels einer Kamera erleichtert, wie dies z. B. in der
genannten
Derartige
bekannte Systeme sind von komplexem und kostenintensivem Aufbau.
Das Speichern der von der Kamera aufgenommenen Daten als Video signal
im laufenden Betrieb stellt zudem hohe Anforderung an die verwendete
Hardware. Außerdem
ist in der Regel der zur Verfügung
stehende Speicherplatz für
die Videodaten beschränkt.
Die erwähnte
Grundsätzlich gibt es bei Systemen zur Aufzeichnung von Mess- und Videodaten zwei Problemkreise. Während der Messdatenerfassung bekommt jeder Messpunkt einen Zeitstempel, der von der jeweils verwendeten Abtastrate abhängt. Die Zeitbasis für diesen Zeitstempel wird von dem jeweiligen computergesteuerten System, also in der Regel einem PC, bereitgestellt.Basically there There are two problem areas in systems for recording measurement and video data. While the measuring data acquisition receives a timestamp for each measuring point, which depends on the sampling rate used. The time base for this Timestamp is issued by the respective computerized system, So usually a PC, provided.
Die optische Einrichtung zur Erfassung der Szenendaten, in der Regel also eine Videokamera, legt die Bildaufzeichnungsrate fest. Wird eine Videokamera oder ein Camcorder aus dem kostengünstigen Konsumerbereich verwendet, so werden die Bilder mit einer Frequenz von 50 Hz aufgezeichnet, wobei alle 20 Millisekunden jeweils ein Halbbild erzeugt wird; letztendlich liegen 25 Bilder je Sekunde vor. Es liegt auf der Hand, dass solche voneinander verschiedenen Zeittaktgeber für die Videokamera und die Messdatenerfassung nicht synchron laufen.The optical device for detecting the scene data, as a rule So a video camera, sets the image recording rate. Becomes a video camera or a camcorder from the inexpensive Consumer area used, so are the pictures with a frequency recorded at 50 Hz, with every 20 milliseconds each one Field is generated; in the end there are 25 pictures per second in front. It is obvious that such different from each other Time clock for the video camera and the measurement data acquisition are not synchronized.
Das zweite Problem besteht darin, dass die Messdatenerfassung und die Videoaufzeichnung nicht zum absolut identischen Zeitpunkt gestartet werden können, und sich infolge dessen ein Offset zwischen den beiden Datenströmen einstellt. Zur Lösung dieses Problems werden zum Beispiel Lichtblitze verwendet, die auf den Videodaten optisch eindeutig zu identifizieren sind und über einen Sensor zeitgleich ein korrespondierendes Signal auf einem zusätzlichen Messkanal der Messdatenerfassung auslösen.The second problem is that the data acquisition and the Video recording can not be started at the absolutely identical time can, and as a result, an offset between the two data streams sets. To the solution For example, flashes of lightning are used on this problem the video data are visually uniquely identifiable and via a Sensor at the same time a corresponding signal on an additional Trigger measurement channel of the measurement data acquisition.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Datenerfassungsystem und ein Verfahren zum Erfassen von Daten vorzustellen, welches die vorstehend genannten Nachteile vermeidet und darüber hinaus eine kostensgünstige Datenerfassung ermöglicht sowie gleichzeitig vergleichsweise geringe Anforderungen an die verwendete Hardware stellt.In front The invention is therefore based on the object a data acquisition system and method for acquiring data to introduce, which avoids the disadvantages mentioned above and above In addition, a cost-effective Data acquisition enabled and at the same time comparatively low demands on the used hardware.
Die Lösung dieser Aufgabe bezüglich des Datenerfassungsystems ergibt sich aus Patentanspruch 1, die bezüglich des Verfahrens zur Erfassung von Daten aus Patentanspruch 10. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.The solution to this task of the data acquisition system results from claim 1, the in terms of of the method for collecting data from claim 10. Advantageous Embodiments are the dependent claims removable.
Demgemäss ist bei dem erfindungsgemäßen Datenerfassungsystem mindestens ein Messsensor zum Erfassen einer physikalischen Größe, ein Messdatenspeicher zur Speicherung der von dem Messsensor gelieferten Messsignale in Form von Messdaten, eine optischen Einrichtung zur brühungslosen Erfassung von Szenen, ein Szenendatenspeicher zur Speicherung der von der optischen Einrichtung gelieferten Szenendaten und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Betriebes des Messdatenspeichers vorhanden. Zudem ist eine in dem Signalweg zwischen der optischen Einrichtung und dem Szenendatenspeicher angeordnete, diesen Signalweg wahlweise durchschaltende Schalteinrichtung vorgesehen, sowie die Steuereinrichtung derartig ausgebildet, dass der Start des Betriebes der Messdatenaufzeichnung die Schalteinrichtung in den den Signalweg durchschaltenden Zustand bringt.Accordingly, in the data acquisition system according to the invention at least one measuring sensor for detecting a physical quantity, a measured data memory for storing the measuring signals supplied by the measuring sensor in the form of measurement data, an optical device for scoreless recording of scenes, a scene data memory for storing the scene data supplied by the optical device and a controller for controlling the operation of the measurement data memory handen. In addition, a switching device arranged in the signal path between the optical device and the scene data memory and selectively switching this signal path is provided, and the control device is designed in such a way that the start of the operation of the measurement data record brings the switching device into the state switching through the signal path.
Vorteilhafterweise ist es hierdurch in vergleichsweise einfacher Art und Weise möglich, durch Verwendung einer Schalteinrichtung von dem Beginn der Messdatenaufzeichnung gesteuert den Beginn der Szenendatenaufzeichnung auszulösen. Eine spezielle Soft- und Hardware erfordernde Zeittaktvorgabe und Zeittaktsteuerung für die Mess- bzw. Szenendatenaufzeichnung entfällt, da erst der Beginn der Messdatenaufzeichnung den Signalweg in der Szenendatenaufzeichnung freigibt.advantageously, This makes it possible in a comparatively simple manner, by use a switching device from the beginning of the measurement data recording controlled to trigger the beginning of scene data recording. A special one Soft and hardware requiring timing and timing control for the Measurement or scene data recording is omitted, because only the beginning of Measurement data recording the signal path in the scene data recording releases.
Die Komponenten für die Szenendatenaufzeichnung können daher unabhängig von einem exakt einzuhaltenden Zeitpunkt gestartet werden, ohne dass tatsächlich Szenendaten aufgezeichnet werden. Diese Szenendatenaufzeichnung beginnt erst synchron mit dem Start der Messdatenaufzeichnung, so dass sich eine zeitsynchrone Aufzeichnung beider Datenarten ohne Offset einstellt.The Components for the scene data recording can therefore independent be started from a precise time, without that indeed Scene data are recorded. This scene data recording starts only synchronously with the start of the measurement data recording, so that is a time-synchronous recording of both types of data without Offset is set.
Auch ermöglicht die erfindungsgemäße Ausbildung die Verwendung von handelsüblichen Speichern bzw. optischen Einrichtungen, da keine speziellen Anschlüsse für beispielsweise Taktratengeber u.ä. vorhanden sein müssen. Einzig der durch die Schalteinrichtung unterbrochene Signalweg muss zur Datenaufzeichnung geschlossen werden, was jedoch mit bekannten Komponenten realisierbar ist.Also allows the training of the invention the use of commercial Save or optical devices, since no special connections for example Clock rate and similar. must be present. Only the interrupted by the switching device signal path must for Data recording to be closed, however, with known components is feasible.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Schalteinrichtung lediglich Anschlüsse für die optische Einrichtung und den Szenendatenspeicher auf, sowie einen Steuereingang zur Übermittlung des die Szenendatenspeicherung auslösenden Signals. Diese Schalteinrichtung kann somit zum Beispiel losgelöst von den übrigen Komponenten in einem eigenen, universell verwendbaren Gehäuse untergebracht sein.In advantageous embodiment, the switching device only connections for the optical device and the scene data storage on, as well as a Control input for transmission of the scene data storage triggering signal. This switching device can thus be detached, for example from the rest Components are housed in its own, universally usable housing.
Bevorzugt ist es hierbei vorgesehen, dass die optische Einrichtung eine Videokamera ist und der Szenendatenspeicher ein Videodatenrekorder, zum Beispiel mit einem Videoband als Datenspeicher. Solche Komponenten stehen aus dem Konsumerbereich bereits in guter Qualität zu vergleichsweise günstigen Kosten zur Verfügung. Dass Videoband kann dabei vorzugsweise ein DAT (Digital Audio Tape) -Band sein, welches die Daten in digitaler Form speichert.Prefers it is provided here that the optical device is a video camera and the scene data memory is a video data recorder, for example with a videotape as data storage. Such components are out the consumer sector already in good quality at comparatively cheap Costs available. The videotape can preferably be a DAT (Digital Audio Tape) Band, which stores the data in digital form.
Alternativ kann die Speicherung auf einem Datenfestspeicher erfolgen. Diese stehen für eine Vielzahl von Anwendungen und mit unterschiedlicher Speicherkapazität ebenfalls im Konsumerbereich als sogenannte Memory-Sticks oder USB-Speicher zur Verfügung.alternative the storage can be done on a data memory. These stand for a variety of applications and with different storage capacity as well in the consumer area as so-called memory sticks or USB memory available.
Die Schalteinrichtung ist vorzugsweise als Videorelais ausgestaltet, insbesondere als Relais mit Schutzrohrkontakten (Reedrelais). Diese sind ebenfalls am Markt verfügbar und zeichnen sich durch kürzeste Schaltzeiten, die eine nahezu verzögerungsfreie Zuschaltung der Szenendatenspeicherung zu der Messdatenaufzeichnung ermöglichen, sowie durch Unempfindlichkeit gegenüber Umgebungsbedingungen aus.The Switching device is preferably designed as a video relay, especially as a relay with protective tube contacts (reed relay). These are also available on the market and are characterized by shortest Switching times, the almost instantaneous connection of the Enable scene data storage to the measurement data recording, as well as insensitivity to environmental conditions.
Der Signalweg ist vorteilhafter Weise so ausgestaltet, dass dieser Werte für die Farbe und Helligkeit getrennt überträgt. Dies ermöglicht im Anschluss an die Datenerfassung eine verbesserte Auswertung auf einem Messdatenauswertesystem. Auch hierfür bietet sich ein handelsüblicher Standard an, etwa die Übertragung nach dem S-Video-Standard. Diesen Standard erfüllen viele Videokameras aus dem Konsumerbereich problemlos. Entsprechende S-Videokabel für den Signalweg stehen am Markt zur Verfügung. Da hierbei in der Schalteinrichtung sowohl der Signalpfad für Farbe wie auch für Helligkeit geschaltet werden muss, bieten sich handelsübliche Multireed-Relais an.Of the Signal path is advantageously designed so that these values for the Separates color and brightness. This allows following the data acquisition an improved evaluation a measurement data evaluation system. Also, this is a commercially available Standard on, about the transmission according to the S-Video standard. Many video cameras fulfill this standard the consumer area easily. Corresponding S-video cables for the signal path are available on the market to disposal. Since in this case both the signal path for color as well as for Brightness must be switched to offer commercially available multireed relays at.
Die Steuereinrichtung, die bereits den Betrieb des Messdatenspeichers steuert, muss lediglich über einen digitalen oder analogen Ausgang ein die Schalteinrichtung durchschaltendes Signal zur Verfügung stellen. Üblicherweise sind die Steuereinrichtungen für den Betrieb des Messdatenspeichers Teil eines gesamten Datenerfassungs- und ggf. auch eines Auswertesystems, so dass die Bereitstellung des Kanals für dieses Signal praktisch keinen Mehraufwand bedeutet.The Control device, already the operation of the measured data memory controls, only needs over a digital or analog output, the switching device switching signal available put. Usually are the controls for the operation of the data storage part of an entire data collection and possibly also an evaluation system, so that the provision of the channel for this signal means virtually no extra effort.
Die vorbeschriebenen Komponenten lassen sich aufgrund ihrer Ausgestaltung mit einer Vielzahl von am Markt befindlichen Datenauswerte- und Visualisierungseinrichtungen kombinieren. Dieses ist durch Verwendung handelsüblicher Komponenten bzw. Standards gewährleistet. Eine spezielle Anpassung des Gesamtsystems ist nicht erforderlich, so dass diesbezügliche Aufwendungen entfallen. Die verwendeten Szenendatenspeicher stehen in guter Qualität preiswert zur Verfügung und die Nutzung spezieller Massenspeicher entfällt. Die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit eingesetzter Prozessoren ist daher vergleichsweise gering.The above-described components can be due to their design with a large number of data evaluation and evaluation systems on the market Combine visualization facilities. This is by use commercial Components or standards guaranteed. A special adaptation of the overall system is not required so that in this regard Expenses omitted. The scene datastores used stand in good quality reasonably priced and the use of special mass storage is eliminated. The requirements for the capacity used processors is therefore relatively low.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen von Daten sieht vor, dass Messdaten aufgenommen und in einem Messdatenspeicher abgelegt werden. Die Szenen werden mittels einer optischen Einrichtung erfasst und in einem Szenendatenspeicher abgelegt, wobei nach dem Starten der Messdatenerfassung, des Betriebes der optischen Einrichtung und des Szenendatenspeichers ein Signalweg zwischen der optischen Einrichtung und dem Szenendatenspeicher durchgeschaltet wird.The inventive method for acquiring data provides that measurement data are recorded and stored in a measurement data memory. The scenes are made by means of an optical Device detected and stored in a scene data memory, wherein after starting the measurement data acquisition, the operation of the optical device and the scene data memory, a signal path between the optical device and the scene data memory is turned on.
Dies hat den Vorteil, dass ohne aufwändige Synchronisierung durch dementsprechenden Hard- und Softwareeinsatz die Aufzeichnung der Szenendaten direkt und ohne nennenswerte Verzögerung durch den Beginn der Messdatenaufzeichnung ausgelöst wird. Die Komponenten für die Szenendatenaufzeichnung können daher unabhängig von einem exakt einzuhaltenden Zeitpunkt zum Beispiel manuell gestartet werden, ohne dass tatsächlich Szenendaten aufgezeichnet werden. Diese Szenendatenaufzeichnung beginnt erst syn chron mit dem Start der Messdatenaufzeichnung, so dass sich eine zeitsynchrone Aufzeichnung beider Datenarten ohne zeitlichen Offset ergibt.This has the advantage that without complex synchronization by corresponding hardware and software use the recording the scene data directly and without significant delay by the beginning of the measurement data recording is triggered. The components for scene data recording can therefore independent starting from an exact time, for example manually be without actually Scene data are recorded. This scene data recording starts synchronously with the start of the measurement data recording, so that is a time-synchronous recording of both types of data without time offset results.
Die Erfindung findet für eine Vielzahl von unterschiedlichen Aufgaben Anwendung, insbesondere bei der Erfassung von Messdaten in Versuchen, insbesondere im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen.The Invention finds for a variety of different tasks application, especially at the acquisition of measurement data in experiments, especially in context with motor vehicles.
Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine schematische Zeichnungsfigur beigefügt, anhand derer ein Ausführungsbeispiel mit weiteren Merkmalen und Vorteilen nachfolgend näher erläutert wird.to Clarification of the invention, the description is a schematic Attached drawing figure, on the basis of which an embodiment with further features and advantages will be explained in more detail below.
Ein
Datenerfassungssystem ist für
die Erfassung von Daten in einem Versuchsaufbau ausgelegt, so dass
die aufzuzeichnenden Daten Messdaten sind. Es sollen dabei physikalische
Größen im laufenden
Betrieb eines als Stadtbus ausgeführten Kraftfahrzeuges an dessen
Achsen erfasst werden. Ein Messsensor
Damit
auch statistisch unregelmäßig verteilte und
nicht vorhersehbare Ereignisse als Randbedingungen in die Ermittlung
der Lebensdauer einfließen können, wird
mittels einer als Videokamera
Der
Videokamera
In
dem Signalweg
Ein
digitaler Ausgang
In
dem Videodatenrekorder
Das
Videorelais
Das vorstehend beschriebene Datenerfassungssystem wird wie folgt betrieben.The The data acquisition system described above operates as follows.
Zunächst werden
die Messsensoren
Vor
dem Beginn der Fahrt werden die Videokamera
Ist
die auszuwertende Fahrstrecke erreicht, wird über die Steuereinrichtung
Wie
Untersuchungen zeigten, liegt die Verzögerungszeit durch die Schaltdauer
des Videorelais
Die Synchronität der aufgezeichneten Mess- und Szenendaten ist mit der gewählten Anordnung und der beschriebenen Verfahrensweise ohne gesonderte Hilfsmittel so gut, dass nach einer Aufzeichnungsdauer von einer Stunde keine Unterschiede in den aufgezeichneten Zeitspuren feststellbar waren.The synchronicity the recorded measurement and scene data is with the selected arrangement and the procedure described without separate tools so good, that after a recording time of one hour no differences were detectable in the recorded time lanes.
Bei jedem gewünschten Stop der Messdatenaufzeichnung wird sofort auch die Szenendatenaufzeichnung unterbrochen. Im Anschluss an die Messfahrt werden die aufgezeichneten Mess- und Szenendaten über das Visualisierungssystem wahrnehmbar gemacht. Hierfür kommt eine Vielzahl von handelsüblichen Systemen in Frage. Diese sind dazu in der Lage, auf einem Monitor in Mehrfenstertechnik sowohl die Videosequenzen wie auch die über die Sensorik ermittelten Größen in ihrem zeitlichen Zusammenhag darzustellen.at any desired Stop the measurement data recording immediately becomes the scene data recording interrupted. After the test drive, the recorded Measurement and scene data via made the visualization system perceptible. For this comes a variety of commercial Systems in question. These are able to on a monitor in multi-window technology both the video sequences as well as via the sensors determined sizes in her represent temporal coherence.
Bei einer konkreten Auswertung ergab sich zum Beispiel ein unerwartet hohes Beschleunigungssignal an einem der Vorderräder des Stadtbusses, welches nicht zu erwarten war. Die dazu parallel laufende Videoaufzeichnung ergab, dass zu diesem Zeitpunkt ein Schlagloch durchfahren wurde, welches kurzzeitig den Kontakt zwischen Fahrbahn und Rad aufgehoben hatte.at a concrete evaluation, for example, resulted in an unexpected high acceleration signal on one of the front wheels of the city bus, which was not expected. The parallel video recording revealed that a pothole was passed through at that time, which temporarily removes contact between the road and the bike would have.
- 22
- Messsensormeasuring sensor
- 44
- Messsensormeasuring sensor
- 66
- Messsensormeasuring sensor
- 88th
- Videokameravideo camera
- 1010
- Interfaceinterface
- 1212
- Datenleitungdata line
- 1414
- Datenleitungdata line
- 1616
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1818
- MessdatenspeicherMeasurement data storage
- 2020
- VideodatenrekorderVideo data recorder
- 2222
- Signalwegpathway
- 2424
- Datenleitungdata line
- 2626
- Videorelaisvideo relay
- 2828
- Eingangentrance
- 3030
- Ausgangoutput
- 3232
- Steuereingangcontrol input
- 3434
- Ausgangoutput
- 3636
- Datenleitungdata line
- 3838
- Videobandvideotape
- 4040
- Schnittstelleinterface
Claims (10)
Priority Applications (1)
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DE102004004137A DE102004004137A1 (en) | 2004-01-28 | 2004-01-28 | Data recording system has physical sensors and video camera with video relay switch connection to take images during sensor recording |
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DE102004004137A DE102004004137A1 (en) | 2004-01-28 | 2004-01-28 | Data recording system has physical sensors and video camera with video relay switch connection to take images during sensor recording |
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DE102004004137A1 true DE102004004137A1 (en) | 2005-08-18 |
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ID=34801087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102004004137A Withdrawn DE102004004137A1 (en) | 2004-01-28 | 2004-01-28 | Data recording system has physical sensors and video camera with video relay switch connection to take images during sensor recording |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |