DE102021213563A1 - Method and sensor device for tracking a flexible component - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Sensoreinrichtung (4, 6) zum Nachverfolgen eines flexiblen Bauteils (1). In dem Verfahren wird das reale physische flexible Bauteil (1) mit der Sensoreinrichtung (4, 6) zum Messen einer sich mit einer Biegeverformung des flexiblen Bauteils (1) ändernden Messgröße ausgestattet. Bei einer Verwendung des flexiblen Bauteils (1) wird mittels der Sensoreinrichtung (4, 6) die Messgröße gemessen und basierend darauf die jeweilige Biegeverformung des flexiblen Bauteils (1) ermittelt. Basierend auf der ermittelten Biegeverformung des flexiblen Bauteils (1) wird ein digitales 3D-Modell des realen physischen flexiblen Bauteils (1) mit dessen jeweiliger tatsächlicher aktueller Form in einer virtuellen Umgebung generiert.

The invention relates to a method and a sensor device (4, 6) for tracking a flexible component (1). In the method, the real physical flexible component (1) is equipped with the sensor device (4, 6) for measuring a measured variable that changes with a bending deformation of the flexible component (1). When the flexible component (1) is used, the measured variable is measured by the sensor device (4, 6) and the respective bending deformation of the flexible component (1) is determined on this basis. Based on the bending deformation of the flexible component (1) determined, a digital 3D model of the real physical flexible component (1) with its actual current shape is generated in a virtual environment.

Description

Translated fromGerman

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Sensoreinrichtung zum Nachverfolgen eines flexiblen Bauteils.The present invention relates to a method and a sensor device for tracking a flexible component.

In verschiedenen technischen Gebieten und Anwendungen kann es nützlich sein, Positionen und insbesondere Posen, also Positionen und Orientierungen, von Bauteilen zu erfassen bzw. nachzuverfolgen. Dazu gibt es bereits verschiedene Ansätze, wie beispielsweise ein optisches Tracking, bei dem das jeweilige Bauteil mittels einer Kamera erfasst wird, oder ein Tracking mittels einer Inertialmesseinheit (IMU, Inertial Measurement Unit), die mittels Beschleunigungssensoren Lageveränderungen des jeweiligen Bauteils erfassen kann. Diese Ansätze sind jedoch nicht für sämtliche Anwendungszwecke und Bauteile geeignet, sodass weiterhin Bedarf für Verbesserungen besteht.In various technical fields and applications, it can be useful to detect or track positions and in particular poses, ie positions and orientations, of components. There are already various approaches to this, such as optical tracking, in which the respective component is recorded using a camera, or tracking using an inertial measurement unit (IMU) that can detect changes in the position of the respective component using acceleration sensors. However, these approaches are not suitable for all applications and components, so that there is still a need for improvement.

Beispielsweise ist in derGB 2562257 A ein Molch für eine Inspektion einer Rohrleitung beschrieben. Ein Teil dieses Molchs ist aus einem deformierbaren Material geformt, wobei daran ein flexibler Sensor angeordnet ist, sodass eine Deformation des deformierbaren Materials zu einer Biegung des flexiblen Sensors führt. Dies kann durch ein entsprechendes Signal des flexiblen Sensors angezeigt werden, sodass das Signal Daten bezüglich der Rohrleitung bereitstellen kann, während sich der Molch durch die Rohrleitung bewegt.For example, in the GB 2562257A describes a pig for inspecting a pipeline. A part of this pig is formed from a deformable material, with a flexible sensor being arranged thereon, so that a deformation of the deformable material leads to a bending of the flexible sensor. This can be indicated by a corresponding signal from the flexible sensor, so that the signal can provide data regarding the pipeline as the pig moves through the pipeline.

Als weiterer Anwendungsfall ist in derUS 2010 / 0 206 703 A1 eine Auslöseanordnung mit einem flexiblen Biegesensor für ein Elektrowerkzeug beschrieben. Dabei variiert ein elektrischer Widerstand des flexiblen Sensors basierend auf einem Krümmungsradius des flexiblen Sensors. Ein Auslöser zum Aktivieren des Elektrowerkzeugs übt bei dessen Betätigung eine Biegekraft auf den flexiblen Sensor aus, was zu einer Veränderung von dessen Krümmungsradius führt.Another use case is in the U.S. 2010/0 206 703 A1 describes a trigger assembly with a flexible bending sensor for a power tool. In this case, an electrical resistance of the flexible sensor varies based on a radius of curvature of the flexible sensor. A trigger for activating the power tool, when actuated, exerts a bending force on the flexible sensor, resulting in a change in its radius of curvature.

Als weiterer Anwendungsfall ist in derWO 2021 / 113 431 A1 ein Biegesensor zum Messen eines Echtzeitventildurchmessers eines prothetischen Ventils während einer Implantationsprozedur beschrieben. Das prothetische Ventil umfasst dabei eine Vielzahl von sich kreuzenden Versteifungsstreben, wobei der Biegesensor an einer dieser Versteifungsstreben angeordnet ist.Another use case is in the WO 2021/113 431 A1 describes a flex sensor for measuring real-time valve diameter of a prosthetic valve during an implantation procedure. In this case, the prosthetic valve comprises a multiplicity of crossing stiffening struts, with the bending sensor being arranged on one of these stiffening struts.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein besonders genaues und praxistaugliches Tracking flexibler Bauteile zu ermöglichen.The object of the present invention is to enable flexible components to be tracked in a particularly precise and practical manner.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren offenbart.According to the invention, this object is achieved by the subject matter of the independent patent claims. Possible refinements and developments of the present invention are disclosed in the dependent patent claims, in the description and in the figures.

Das erfindungsgemäße Verfahren dient, kann also angewendet werden zum Nachverfolgen, also zum Tracken, wenigstens eines flexiblen Bauteils, insbesondere einer Form oder Verformung des flexiblen Bauteils. Ein solches flexibles Bauteil kann beispielsweise biegbar, biegeschlaff, plastisch, elastisch oder unelastisch verformbar sein. In einem Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das reale physische flexible Bauteil mit wenigstens einer Sensoreinrichtung zum Messen wenigstens einer sich mit oder bei bzw. in Abhängigkeit von einer Biegeverformung des flexiblen Bauteils ändernden Messgröße ausgestattet. Eine solche Sensoreinrichtung kann beispielsweise wenigstens einen faseroptischen Biegesensor, einen kapazitiven Biegesensor einen rußbasierten Biegesensor, einen widerstandsbasierten Biegesensor, einen auf elektrisch leitfähiger Tinte basierenden Biegesensor und/oder dergleichen mehr umfassen. Zum Ausstatten des flexiblen Bauteils mit einer solchen Sensoreinrichtung bzw. einem solchen Biegesensor kann die Sensoreinrichtung beispielsweise an dem flexiblen Bauteil angeordnet oder befestigt werden.The method according to the invention is used and can therefore be used for tracking, ie for tracking, at least one flexible component, in particular a shape or deformation of the flexible component. Such a flexible component can, for example, be bendable, limp, plastic, elastic or inelastically deformable. In a method step of the method according to the invention, the real physical flexible component is equipped with at least one sensor device for measuring at least one measurement variable that changes with or during or as a function of a bending deformation of the flexible component. Such a sensor device can, for example, comprise at least one fiber-optic bending sensor, a capacitive bending sensor, a soot-based bending sensor, a resistance-based bending sensor, a bending sensor based on electrically conductive ink and/or the like. To equip the flexible component with such a sensor device or such a bending sensor, the sensor device can be arranged or fastened, for example, on the flexible component.

Insbesondere wenn es sich bei dem flexiblen Bauteil um ein elektrisches Kabel handelt, kann die Sensoreinrichtung beispielsweise zur Messung von bei der Biegeverformung des Kabels auftretenden lokalen Widerstandsänderungen, insbesondere an mehreren verschiedenen Punkten des Kabels, und/oder zur Induktionsmessung um das Kabel herum eingerichtet sein. Auf diese Weise kann das jeweilige Kabel selbst als Teil der Sensoreinrichtung genutzt werden.In particular when the flexible component is an electrical cable, the sensor device can be set up, for example, to measure local changes in resistance occurring during the bending deformation of the cable, in particular at several different points on the cable, and/or to measure induction around the cable. In this way, the respective cable itself can be used as part of the sensor device.

Entsprechende, mittels der Sensoreinrichtung bzw. mittels des wenigstens einen Biegesensors aufgenommene Mess- oder Sensordaten können dann automatisch einer bestimmten Biegeverformung oder einem bestimmten Biegungsgrad zugeordnet werden, insbesondere wenn mehrere Biegungen oder Biegebereiche vorliegen. Eine solche Zuordnung kann beispielsweise mittels eines Verfahrens oder einer entsprechend trainierten Einrichtung des maschinellen Lernens, beispielsweise mittels eines entsprechend trainierten künstlichen neuronalen Netzes oder dergleichen, automatisiert durchgeführt werden. Für ein entsprechendes Training können beispielsweise als Input verschiedene annotierten lokale Widerstandsänderungen verwendet und als Output entsprechende Biegeverformungen oder Biegungsgrade abgefragt werden.Corresponding measurement or sensor data recorded by means of the sensor device or by means of the at least one bending sensor can then be automatically assigned to a specific bending deformation or a specific degree of bending, in particular if there are several bends or bending regions. Such an assignment can be carried out automatically, for example, using a method or a correspondingly trained machine learning device, for example using a correspondingly trained artificial neural network or the like. For a corresponding training, for example, various annotated local resistance changes can be used as input and corresponding bending deformations or degrees of bending can be queried as output.

Ebenso kann es möglich sein, die Sensoreinrichtung ganz oder teilweise, insbesondere wenigstens einen Biegesensor der Sensoreinrichtung, in als jeweiliges flexibles Bauteil, beispielsweise ein jeweiliges Kabel oder Rohr oder dergleichen, direkt zu integrieren. Dies kann insbesondere für längerfristige Aufbauten oder Anordnungen geeignet sein, die gegebenenfalls schwierig zu warten sind und bei denen eine Überwachung oder Analyse ratsam sein kann. Solche Anwendungen können beispielsweise Schwermaschinen oder vergrabene Bauteilanordnungen betreffen. In derartigen Fällen kann durch die Sensoreinrichtung beispielsweise besonders einfach überwacht werden, ob sich einzelne Bauteile gelöst oder verformt haben, was ein frühzeitiges Indiz für einen gegebenen oder bevorstehenden Wartungs- oder Reparaturbedarf sein kann. Ein Vorteil einer zumindest teilweisen Integration der Sensoreinrichtung in Kabel, beispielsweise in eine Kabelisolierung, bzw. der Anordnung der Sensoreinrichtung an einem Kabel als flexibles Bauteil im Sinne der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, dass das entsprechende Kabel selbst zum Transportieren von Strom als elektrische Energie zum Versorgen der Sensoreinrichtung und/oder zum Transportieren von Mess- oder Sensordaten der Messeinrichtung verwendet werden kann, sodass dann gegebenenfalls kein separates Kabel oder kein sonstiger separater Transport- oder Übertragungskanal bereitgestellt bzw. verwendet werden muss. Mit anderen Worten kann dann also das Kabel zusätzlich zu seinem jeweils anwendungsfallabhängigen bestimmungsgemäßen Primärzweck auch als Energie- und/oder Informationsleiter für die Sensoreinrichtung mitgenutzt werden.It can also be possible to integrate the sensor device in whole or in part, in particular at least one bending sensor of the sensor device, in to integrate directly as a respective flexible component, for example a respective cable or pipe or the like. This may be particularly appropriate for longer term builds or arrangements which may be difficult to maintain and where monitoring or analysis may be advisable. Such applications may involve heavy machinery or buried component assemblies, for example. In such cases, the sensor device can be used to monitor, for example, whether individual components have become detached or deformed, which can be an early indication of a given or imminent need for maintenance or repairs. An advantage of at least partial integration of the sensor device in a cable, for example in a cable insulation, or the arrangement of the sensor device on a cable as a flexible component in the sense of the present invention can be that the corresponding cable itself can be used to transport electricity as electrical energy to the Can be used to supply the sensor device and/or to transport measurement or sensor data from the measuring device, so that a separate cable or other separate transport or transmission channel may not have to be provided or used. In other words, the cable can then also be used as an energy and/or information conductor for the sensor device in addition to its intended primary purpose, which is dependent on the particular application.

Die mittels der Sensoreinrichtung in dem erfindungsgemäßen Verfahren gemessene Messgröße kann beispielsweise ein elektrischer Widerstand, eine elektrische Kapazität, eine Induktion, eine Lichtleitfähigkeit oder Lichtleiteigenschaft und/oder eine Änderung einer oder mehrerer dieser und/oder weiterer Größen sein oder umfassen.The measured variable measured by the sensor device in the method according to the invention can be or include, for example, an electrical resistance, an electrical capacitance, an induction, a light conductivity or light-conducting property and/or a change in one or more of these and/or other variables.

In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einer Verwendung, also in einem Einsatz des flexiblen Bauteils mittels der Sensoreinrichtung die wenigstens eine Messgröße, insbesondere kontinuierlich oder regelmäßig, also beispielsweise mit einer vorgegebenen Messfrequenz, gemessen. Darauf basierend, also basierend auf entsprechenden Mess- oder Sensordaten oder -signalen wird dann, insbesondere kontinuierlich, laufend oder regelmäßig, die jeweilige Biegeverformung des flexiblen Bauteils ermittelt bzw. nachverfolgt. Mit anderen Worten kann also nicht nur ein bestimmter statischer Zustand oder Momentanzustand des flexiblen Bauteils, sondern dessen dynamisches Verbiegen oder Verformen ermittelt und nachverfolgt werden. Insbesondere, da mit einem solchen Verbiegen oder Verformen des flexiblen Bauteils auch eine zumindest bereichsweise oder lokale Bewegung des flexiblen Bauteils einhergeht, kann das flexible Bauteil somit anhand der ermittelten Biegeverformung getrackt, also hinsichtlich seiner Form, Biegeverformung, Lage, Pose und/oder Bewegung nachverfolgt werden.In a further method step of the method according to the invention, when the flexible component is used, the at least one measured variable is measured by means of the sensor device, in particular continuously or regularly, ie for example with a predetermined measuring frequency. Based on this, ie based on corresponding measurement or sensor data or signals, the respective bending deformation of the flexible component is then determined or tracked, in particular continuously, continuously or regularly. In other words, not only a specific static state or instantaneous state of the flexible component, but its dynamic bending or deformation can be determined and tracked. In particular, since such a bending or deformation of the flexible component is also accompanied by an at least regional or local movement of the flexible component, the flexible component can thus be tracked using the determined bending deformation, i.e. tracked with regard to its shape, bending deformation, position, pose and/or movement become.

In einem weiteren Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird basierend auf der ermittelten bzw. nachverfolgten Biegeverformung des flexiblen Bauteils ein digitales 3D-Modell dieses realen physischen flexiblen Bauteils mit dessen jeweiliger tatsächlicher aktueller Form in einer virtuellen Umgebung generiert. Mit anderen Worten kann also ein realitätsgetreuer, also eine jeweilige, insbesondere auch sich verändernde, Biegeverformung des realen physischen flexiblen Bauteils berücksichtigender digitaler Zwilling des flexiblen Bauteils erzeugt bzw. gemäß der jeweiligen Biegeverformung angepasst, also insbesondere wie das reale physische flexible Bauteil verbogen oder verformt werden. Dies kann insbesondere automatisch zumindest im Wesentlichen in Echtzeit erfolgen.In a further method step of the method according to the invention, a digital 3D model of this real physical flexible component with its respective actual current shape is generated in a virtual environment based on the determined or tracked bending deformation of the flexible component. In other words, a realistic digital twin of the flexible component, i.e. a respective, in particular also changing, bending deformation of the real physical flexible component can be generated or adapted according to the respective bending deformation, i.e. in particular bent or deformed like the real physical flexible component . This can in particular take place automatically, at least essentially in real time.

Die virtuelle Umgebung kann eine virtuelle Realität (VR) eine Augmentationsschicht oder digitale Schicht für eine augmentierte Realität (AR) und/oder dergleichen mehr sein oder umfassen.The virtual environment may be or include virtual reality (VR), an augmentation layer or digital layer for augmented reality (AR) and/or the like.

Das Generieren des digitalen 3D-Modells des realen physischen flexiblen Bauteils in der virtuellen Umgebung kann bedeuten oder umfassen, dass das digitale 3D-Modell in der oder gemäß der jeweiligen ermittelten Biegeverformung des realen physischen flexiblen Bauteils jeweils neu erzeugt und/oder nach einem initialen Erzeugen oder Bereitstellen des digitalen 3D-Modells gemäß der jeweils ermittelten aktuellen Biegeverformung des realen physischen flexiblen Bauteils geformt oder verformt bzw. bewegt wird.Generating the digital 3D model of the real physical flexible component in the virtual environment can mean or include that the digital 3D model is newly generated in or according to the respective determined bending deformation of the real physical flexible component and/or after an initial generation or providing the digital 3D model is shaped or deformed or moved according to the currently determined bending deformation of the real physical flexible component.

Die virtuelle Umgebung kann dabei weitere rein virtuelle oder digitalisierte Bauteile und/oder digitale Zwillinge weiterer realer physischer Bauteile enthalten oder umfassen. Dabei kann die virtuelle Umgebung zu einer realen Umgebung, in der sich das reale physische flexible Bauteil befindet, korrespondieren, sodass reale Lagebeziehungen zwischen physischen Bauteilen in der virtuellen Umgebung durch entsprechende Lagebeziehungen zwischen den digitalen Bauteilen, also entsprechenden digitalen Zwillingen und/oder virtuellen Objekten oder Repräsentation gegeben sein bzw. beibehalten werden können.The virtual environment can contain or include other purely virtual or digitized components and/or digital twins of other real physical components. The virtual environment can correspond to a real environment in which the real physical flexible component is located, so that real positional relationships between physical components in the virtual environment are replaced by corresponding positional relationships between the digital components, i.e. corresponding digital twins and/or virtual objects or Representation can be given or maintained.

Das Tracken, also das Nachverfolgen einer Position oder einer Pose von Bauteilen oder Objekten kann in vielen technischen Gebieten und Anwendungen nützlich sein, beispielsweise in der Produktentwicklung, in der Überwachung von Maschinen oder Anlagen, in der Medizintechnik und/oder dergleichen mehr. Dabei stellen jedoch flexible oder verformbare Bauteile oder Objekte, wie beispielsweise Kabel, Kabelstränge, Leitungen, Schläuche, Gummileisten und/oder dergleichen mehr, ein Hindernis dar. Gängige Algorithmen zum Tracken von Objekten erwarten oder erfordern typischerweise eine rigide, nicht veränderliche Modellgrundlage. Das flexible Bauteil im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht rigide, sondern kann seine Form ohne Weiteres ändern, sodass herkömmliche Trackingverfahren für das flexible Bauteil keine verwertbaren Ergebnisse liefern. Bekannte Ansätze, die darauf beruhen, an einem nachzuverfolgenden Bauteil einen Marker oder dergleichen anzuordnen, gehen typischerweise ebenfalls von rigiden Teilen aus, um eine eindeutige Zuordnung von einem Koordinatensystem der Marker zu einem Koordinatensystem des jeweiligen Bauteils sicherzustellen. Für flexible Bauteile ist dies jedoch problematisch, da sich bei einer Biegeverformung räumliche Lagerelationen zwischen den Markern bzw. zwischen einem Marker und einem bestimmten Bereich des Bauteils verändern können.Tracking, i.e. tracking a position or a pose of components or objects, can be useful in many technical fields and applications, for example in product development, in the monitoring of machines or systems, in medical technology and/or the like. However, flexible or ver malleable components or objects, such as cables, cable harnesses, lines, hoses, rubber strips and/or the like. Current algorithms for tracking objects typically expect or require a rigid, unchanging model basis. However, the flexible component within the meaning of the present invention is not rigid, but can change its shape without further ado, so that conventional tracking methods for the flexible component do not deliver any usable results. Known approaches, which are based on arranging a marker or the like on a component to be tracked, are typically also based on rigid parts in order to ensure a clear assignment of a coordinate system of the marker to a coordinate system of the respective component. However, this is problematic for flexible components, since spatial positional relations between the markers or between a marker and a specific area of the component can change in the event of a bending deformation.

Ohne ein Tracking von flexiblen Bauteilen können diese aber beispielsweise nicht für digitalisierte Verbaubarkeitsanalyse herangezogen oder berücksichtigt werden, obwohl flexible Bauteile wichtige Elemente darstellen können, um beispielsweise eine Zugänglichkeit zu anderen Bauteilen oder dergleichen zu überprüfen bzw. sicherzustellen. Für quasi-flexible Bauteile, die aus einer Gliederkette aus relativ zueinander beweglichen, in sich starren Gliedern aufgebaut sind, könnte zwar je Glied ein individueller Marker verwendet werden. Eine solche Lösung eignet sich aber nicht für kontinuierlich flexible Bauteile und geht zudem mit einem erheblichen Bauraumbedarf für die einzelnen Marker und somit einer effektiven Volumenveränderung des jeweiligen Bauteils sowie mit der Anforderung einher, dass diese Marker auch permanent beispielsweise mittels einer Kamera erfassbar sind. Zudem ist eine Anbringung von Markern beispielsweise an relativ dünnen flexiblen Teilen, wie etwa Kabeln oder Schläuchen, oftmals nicht praktikabel möglich und eine zuverlässige Erfassung der Marker kann beispielsweise bei Verlegung solcher flexibler Bauteile in relativ engen Bauräumen, wie etwa Kabelschächten oder dergleichen, oder auch bei einer Bündelung mehrerer solcher flexibler Bauteile, beispielsweise zu Kabelsträngen oder dergleichen, nicht praktikabel oder nicht möglich sein.However, without flexible components being tracked, they cannot be used or taken into account for a digitized installation feasibility analysis, for example, although flexible components can represent important elements in order, for example, to check or ensure accessibility to other components or the like. An individual marker could be used for each link for quasi-flexible components that are constructed from a link chain of links that are movable relative to one another and are inherently rigid. However, such a solution is not suitable for continuously flexible components and is also associated with a considerable installation space requirement for the individual markers and thus an effective volume change of the respective component as well as the requirement that these markers can also be permanently recorded, for example by a camera. In addition, attaching markers, for example, to relatively thin, flexible parts, such as cables or hoses, is often not practicable, and reliable detection of the markers can be achieved, for example, when such flexible components are installed in relatively tight spaces, such as cable ducts or the like, or even in bundling several such flexible components, for example to form cable harnesses or the like, may not be practical or possible.

Andere Ansätze, wie etwa eine photogrammetrische Vermessung, können zwar gegebenenfalls flexible Bauteile erfassen und dreidimensional rekonstruieren, dabei jedoch jeweils nur eine statische Momentaufnahme und kein dynamisches Echtzeit-Tracking bieten.Other approaches, such as photogrammetric measurement, can capture flexible components and reconstruct them three-dimensionally, but only offer a static snapshot and no dynamic real-time tracking.

Aufgrund dieser und weiterer Herausforderungen wurden, insbesondere länglich erstreckte, kabel-, leitungs- oder schlauchartige, flexible Bauteile in bisherigen Anwendungen oftmals ignoriert oder punktuell durch akribische manuelle Modellierung in eine jeweilige digitale bzw. virtuelle Umgebung übertragen, letzteres jedoch insbesondere nur in statischer Form, beispielsweise durch fixe Geometriedaten oder dergleichen.Due to these and other challenges, in previous applications, in particular elongated, cable, line or hose-like, flexible components were often ignored or selectively transferred to a respective digital or virtual environment through meticulous manual modeling, the latter, however, in particular only in static form, for example through fixed geometry data or the like.

Die vorliegende Erfindung begegnet diesen Problemen und Herausforderungen und ermöglicht ein dynamisches, von einer optischen Verdeckung oder einem Bauraumangebot zumindest im Wesentlichen unabhängiges Tracking auch relativ dünner bzw. länglicher flexibler Bauteile. So kann beispielsweise ein entsprechendes flexibles Bauteil mit einem Biegesensor ausgestattet werden, der den Grad einer Biegung oder Biegeverformung des flexiblen Bauteils, beispielsweise durch Messung der Veränderung eines elektrischen Widerstands bei der Biegung oder Biegeverformung, dynamisch und in Echtzeit messen bzw. überwachen kann. Dabei kann der elektrische Widerstand beispielsweise direkt proportional mit der Biegung bzw. dem Bildungsgrad veränderlich sein, sodass ein entsprechendes Mess- oder Sensorsignal effektiv als Winkelmesser verwendet werden kann. Ein solcher Biegesensor kann beispielsweise als flexibles Potentiometer aufgefasst werden. Ebenso können andere verfügbare Biegesensoren eingesetzt werden. Diesen ist gemeinsam, dass sie eine folienartige Gestalt aufweisen können und daher an nahezu beliebigen flexiblen Bauteilen angeordnet werden können, ohne deren Volumen bzw. Bauraumbedarf signifikant zu verändern. Damit können letztlich also dynamisch Biegungsgrade bzw. Biegeverformungen des flexiblen Bauteils gemessen und digitalisiert werden. Entsprechende Mess- oder Sensordaten können dann genutzt werden, um das reale physische flexible Bauteil in unterschiedlichsten digitalen Anwendungen, wie etwa VR- oder AR-Lösungen zu verwenden. Solche Anwendungen können technischer Art sein, wie etwa eine Verbaubarkeitsanalyse- oder Zugänglichkeitsanalyse, ein digitalisiertes Training für Aufbau-, Wartungs- oder Reparaturmaßnahmen oder dergleichen mehr. Ebenso kann die vorliegende Erfindung bzw. das dadurch ermöglichte digitalisierte Tracking flexibler Bauteile in anderen Anwendungsbereichen eingesetzt werden, wie etwa für ein motion capturing für Filme, für künstlerische Anwendungen und/oder dergleichen mehr.The present invention meets these problems and challenges and enables dynamic tracking that is at least essentially independent of optical concealment or available installation space, even of relatively thin or elongate flexible components. For example, a corresponding flexible component can be equipped with a bending sensor that can dynamically and in real time measure or monitor the degree of bending or bending deformation of the flexible component, for example by measuring the change in electrical resistance during bending or bending deformation. In this case, the electrical resistance can, for example, change in direct proportion to the bending or the degree of formation, so that a corresponding measurement or sensor signal can be used effectively as a protractor. Such a bending sensor can be understood, for example, as a flexible potentiometer. Other available bending sensors can also be used. What these have in common is that they can have a foil-like shape and can therefore be arranged on almost any flexible components without significantly changing their volume or installation space requirement. Ultimately, this means that dynamic degrees of bending or bending deformations of the flexible component can be measured and digitized. Corresponding measurement or sensor data can then be used to use the real physical flexible component in a wide variety of digital applications, such as VR or AR solutions. Such applications can be of a technical nature, such as a feasibility analysis or accessibility analysis, digitized training for construction, maintenance or repair measures or the like. Likewise, the present invention or the digitized tracking of flexible components made possible by it can be used in other areas of application, such as for motion capturing for films, for artistic applications and/or the like.

Allgemein können durch die vorliegende Erfindung die Probleme, Nachteile und Hindernisse bisheriger Trackinglösungen umgangen oder vermieden werden bzw. ein Tracking auf flexible Bauteile erweitert werden. Dabei kann das jeweilige flexible Bauteil nur bedarfs- oder zeitweise mit der Sensoreinrichtung ausgestattet werden. Dazu kann diese also, beispielsweise außenseitig, lösbar an dem flexiblen Bauteil angeordnet oder befestigt werden. Ebenso kann ein integrierter Verbau der Sensoreinrichtung an oder in dem flexiblen Bauteil, also als ständiger oder integraler Bestandteil des flexiblen Bauteils, möglich sein. Am Beispiel eines Kabels kann dies etwa eine Integrierung der Sensoreinrichtung in dessen Isolation, am Beispiel eines Schlauches etwa eine Integrierung der Sensoreinrichtung in dessen Wandung bedeuten. Dadurch kann ein Unterschied zwischen einem mit der Sensoreinrichtung ausgestatteten Bauteil und einem, beispielsweise in einer späteren Serienproduktion verwendeten, Bauteil ohne Sensoreinrichtung vermieden werden, was letztlich besonders genaue und wirklichkeitsgetreue Analysen oder Tests ermöglichen kann. Ebenso kann mit der Sensoreinrichtung ein Stellvertreterbauteil ausgestattet werden, das hinsichtlich seiner Form und Flexibilität ein reales physisches Bauteil für eine spätere Anwendung mimt, also nachahmt, ohne diesem beispielsweise technisch, funktionell und/oder hinsichtlich des Materials zu entsprechen. Auf diese Weise können entsprechende Analysen oder Tests, gegebenenfalls auch mit unterschiedlich geformten Stellvertreterbauteilen, besonders einfach, kostengünstig und aufwandsarm durchgeführt werden und dennoch verlässliche, genaue Ergebnisse liefern.In general, the present invention allows the problems, disadvantages and obstacles of previous tracking solutions to be circumvented or avoided, or tracking to be extended to flexible components. In this case, the respective flexible component can only be equipped with the sensor device as required or temporarily. In addition can these are therefore, for example on the outside, detachably arranged or fastened to the flexible component. An integrated installation of the sensor device on or in the flexible component, ie as a permanent or integral part of the flexible component, can also be possible. Using the example of a cable, this can mean integrating the sensor device in its insulation, using the example of a hose it can mean integrating the sensor device in its wall. As a result, a difference between a component equipped with the sensor device and a component without a sensor device used, for example, in a later series production can be avoided, which ultimately can enable particularly precise and realistic analyzes or tests. A representative component can also be equipped with the sensor device, which in terms of its shape and flexibility mimics a real physical component for a later application, i.e. imitates it without corresponding to it, for example, technically, functionally and/or in terms of the material. In this way, corresponding analyzes or tests, possibly also with differently shaped representative components, can be carried out particularly easily, inexpensively and with little effort and yet deliver reliable, accurate results.

Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise in der technischen Entwicklung und Produktion angewendet werden. Es ist aber ebenso möglich, die vorliegende Erfindung beispielsweise in Fahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen, anzuwenden, beispielsweise um einen Bedarf für mögliche präventive Wartungsarbeiten an flexiblen Bauteilen, wie etwa Kabeln, Leitungen oder Schläuchen, möglichst frühzeitig erkennen zu können. Allgemein kann die vorliegende Erfindung überall dort angewendet werden, wo flexible Bauteile verbaut werden, also beispielsweise auch für Wartungsschächte, Aufzüge oder dergleichen mehr. Ebenso kann die vorliegende Erfindung überall dort relevant sein, wo eine räumliche Lage eines flexiblen Bauteils evaluiert werden muss, beispielsweise um einen ordnungsgemäßen Aufbau oder eine Betriebssicherheit zu überprüfen oder dergleichen.The present invention can be applied, for example, to technical development and production. However, it is also possible to use the present invention in vehicles, in particular commercial vehicles, for example in order to be able to identify as early as possible a need for possible preventive maintenance work on flexible components such as cables, lines or hoses. In general, the present invention can be used wherever flexible components are installed, for example also for maintenance shafts, elevators or the like. Likewise, the present invention can be relevant wherever a spatial position of a flexible component has to be evaluated, for example to check proper construction or operational safety or the like.

In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst die Sensoreinrichtung eine flexible Hülle mit wenigstens einem daran angeordneten oder darin integrierten Biegesensor. Diese Hülle wird dann zum Ausstatten des jeweiligen flexiblen Bauteils mit der Sensoreinrichtung über das flexible Bauteil gestülpt, also beispielsweise auf das flexible Bauteil aufgezogen oder aufgeschoben. Bei der Hülle kann es sich um einen für das jeweilige flexible Bauteil passig geformten Überzug handeln. Insbesondere kann die Hülle elastisch sein. Die Hülle kann beispielsweise aus einem elektronisch aktiven Material, einem Metamaterial, einem Digitalmaterial, einem Textilmaterial, einem Kunststoff- oder Gummimaterial oder dergleichen gefertigt sein. Dabei kann die Hülle beispielsweise als Energie- und/oder Datenleiter fungierende Fasern enthalten (englisch: programmable fiber). Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Sensoreinrichtung besonders einfach und flexibel eingesetzt werden. So können beispielsweise nahezu beliebige flexible Bauteile mit der Sensoreinrichtung ausgestattet werden, insbesondere unabhängig davon, ob ein einzelner Biegesensor direkt an dem flexiblen Bauteils befestigbar wäre und ohne das flexible Bauteil zu beschädigen oder zu verändern. Durch die hier vorgeschlagene Hülle können auch einzelne flexible Bauteile bei einer Bündelung mehrerer solcher Bauteile mit einer jeweiligen Sensoreinrichtung ausgestattet werden, ohne die Bündelung oder den Bündelverlauf zu beeinflussen, wie dies beispielsweise bei der Verwendung von herkömmlichen Markern für ein optisches oder elektromagnetisches Tracking der Fall sein könnte. Damit kann die vorliegende Erfindung beispielsweise auch dann nutzbringend angewendet werden, wenn prinzipiell ein optisches oder elektromagnetisches Tracking oder ein Tracking mittels einer Inertialmesseinheit genauer wäre, jedoch bedingt durch einen verfügbaren Bauraum oder durch eine Art des zu trackenden flexiblen Bauteils und/oder aufgrund sonstiger Einschränkungen nicht praktikabel angewendet werden kann.In one possible embodiment of the present invention, the sensor device comprises a flexible sleeve with at least one bending sensor arranged on it or integrated therein. In order to equip the respective flexible component with the sensor device, this sleeve is then put over the flexible component, that is, for example, pulled or pushed onto the flexible component. The sleeve can be a cover that is shaped to fit the respective flexible component. In particular, the cover can be elastic. For example, the shell may be made of an electronically active material, a metamaterial, a digital material, a textile material, a plastic or rubber material, or the like. In this case, the sheath can contain fibers (programmable fibers) that function, for example, as energy and/or data conductors. The embodiment of the present invention proposed here allows the sensor device to be used in a particularly simple and flexible manner. For example, almost any flexible component can be equipped with the sensor device, in particular regardless of whether an individual bending sensor could be attached directly to the flexible component and without damaging or changing the flexible component. With the sheath proposed here, individual flexible components can also be equipped with a respective sensor device when several such components are bundled, without influencing the bundling or the course of the bundle, as is the case, for example, when using conventional markers for optical or electromagnetic tracking could. The present invention can thus also be used usefully, for example, if optical or electromagnetic tracking or tracking by means of an inertial measuring unit would be more accurate, but not due to the available installation space or the type of flexible component to be tracked and/or due to other restrictions can be practically applied.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung werden beim Ausstatten des flexiblen Bauteils mit der Sensoreinrichtung entlang einer Längserstreckung, also entlang der Längsrichtung des flexiblen Bauteils mehrere einzelne Biegesensoren bzw. eine Vielzahl von einzelnen Biegesensoren angeordnet. Dies kann insbesondere dann durchgeführt werden, wenn das flexible Bauteil länglich erstreckt und/oder derart flexibel ist, dass es mehrere, insbesondere auch gegensätzlich gekrümmte, Biegungen aufweisen oder annehmen kann. Dies kann durch mehrere entlang der Längserstreckung des flexiblen Bauteils angeordnete Biegesensoren besonders genau und zuverlässig erfasst und nachverfolgt werden. Damit können also auch komplexe Biegeverformungen des flexiblen Bauteils erfasst und nachverfolgt werden. Die einzelnen Biegesensoren können dabei insbesondere mit individuellen Datenabgegriffen oder Datenanschlüssen zum Abgreifen bzw. Erfassen ihrer Mess- oder Sensordaten angebunden sein oder werden. Die Mess- oder Sensordaten der einzelnen Biegesensoren können dann beispielsweise an eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung oder ein zentrales Tracking-, VR- oder AR-System oder dergleichen gesendet werden. Die mehreren einzelnen Biegesensoren können beispielsweise gleichmäßig über die gesamte Länge oder Längserstreckung des flexiblen Bauteils verteilt angeordnet sein. Ebenso kann das flexible Bauteil in Teilsegmente unterteilt werden, wobei in jedem Teilsegment wenigstens einer der mehreren Biegesensoren angeordnet werden kann.In a further possible embodiment of the present invention, when the flexible component is equipped with the sensor device, a plurality of individual bending sensors or a large number of individual bending sensors are arranged along a longitudinal extension, ie along the longitudinal direction of the flexible component. This can be carried out in particular when the flexible component extends in an elongate manner and/or is flexible in such a way that it can have or assume several bends, in particular also bends that are curved in opposite directions. This can be detected and tracked particularly precisely and reliably by a number of bending sensors arranged along the longitudinal extent of the flexible component. This means that even complex bending deformations of the flexible component can be recorded and tracked. The individual bending sensors can be or will be connected in particular to individual data taps or data connections for tapping or recording their measurement or sensor data. The measurement or sensor data from the individual bending sensors can then be sent, for example, to a central data processing device or a central tracking, VR or AR system or the like. The several individual bending sensors can, for example, be uniform over the entire length or lengthwise elongation of the flexible component can be distributed. Likewise, the flexible component can be subdivided into sub-segments, in which case at least one of the plurality of bending sensors can be arranged in each sub-segment.

In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von einer vorgegebenen, also bekannten, Position oder Pose wenigstens eines Endes des, insbesondere länglichen, flexiblen Bauteils entlang der Anordnung oder Kette der einzelnen Biegesensoren, insbesondere fortlaufend, eine jeweils aktuelle Pose des gesamten flexiblen Bauteils, also eine Gesamtpose des flexiblen Bauteils, bestimmt. Mit anderen Worten kann anhand der Sensor- oder Messsignale der mehreren Biegesensoren nicht nur ermittelt werden, dass oder wie stark sich das flexible Bauteil verformt bzw. biegt, sondern auch in welche Richtung, sodass letztlich eine entsprechende Orientierung und aufgrund der bekannten Position des wenigstens einen Endes sowie der Kontinuität des flexiblen Bauteils dessen Pose rekonstruiert werden kann. Das digitale 3D Modell wird dann gemäß oder mit bzw. in dieser jeweiligen Gesamtpose generiert, insbesondere fortlaufend in die jeweils zuletzt ermittelte Pose bzw. Gesamtpose des flexiblen Bauteils digital verformt. Die Prozessierung der Mess- oder Sensordaten und die entsprechende Rekonstruktion der Pose des flexiblen Bauteils ausgehend von dessen Ende, für das die Position vorgegeben ist, kann validiert werden durch eine Prozessierung oder Rekonstruktion in Gegenrichtung, also ausgehend von dem anderen Ende des flexiblen Bauteils entlang der Anordnung oder Kette von Biegesensoren bis zu dem zuvor genannten Ende des flexiblen Bauteils. Dabei oder dadurch kann auch ein Fehlermaß bestimmt werden, dass dann beispielsweise für eine entsprechende Analyse oder Beurteilung verwendet werden kann. Zum Bestimmen oder Rekonstruieren der Pose anhand der Mess- oder Sensordaten der einzelnen Biegesensoren können, insbesondere wenn die Biegesensoren in der Längsrichtung oder Längserstreckung des flexiblen Bauteils voneinander beabstandet sind, verschiedene Optimierungsverfahren angewendet werden. Beispielsweise kann eine Kurvenanpassung (englisch: Curve Fitting), ein Kleinste-Quadrate-Lösungsalgorithmus (englisch: large least squares problem solving algorithm) oder dergleichen angewendet werden. Ein solches Optimierungsverfahren kann eine Bestimmung oder Schätzung der Pose des flexiblen Bauteils aus den von den einzelnen Biegesensoren gemessenen Biegungen oder Biegungsgraden verbessern bzw. optimieren. Dies kann beispielsweise auf Basis einer einfachen oder mehrfachen Validierung der bestimmten bzw. abgeschätzten Pose erfolgen.In a possible development of the present invention, starting from a predetermined, i.e. known, position or pose of at least one end of the, in particular elongated, flexible component along the arrangement or chain of the individual bending sensors, a respective current pose of the entire flexible component, i.e. an overall pose of the flexible component. In other words, the sensor or measurement signals from the multiple bending sensors can be used not only to determine that or how much the flexible component is deforming or bending, but also in which direction, so that ultimately a corresponding orientation and based on the known position of the at least one end and the continuity of the flexible component whose pose can be reconstructed. The digital 3D model is then generated according to or with or in this respective overall pose, in particular continuously digitally deformed into the last determined pose or overall pose of the flexible component. The processing of the measurement or sensor data and the corresponding reconstruction of the pose of the flexible component starting from the end for which the position is specified can be validated by processing or reconstruction in the opposite direction, i.e. starting from the other end of the flexible component along the Array or chain of flex sensors up to the aforementioned end of the flexible member. In this way or as a result, an error measure can also be determined, which can then be used, for example, for a corresponding analysis or assessment. Various optimization methods can be used to determine or reconstruct the pose based on the measurement or sensor data of the individual bending sensors, in particular if the bending sensors are spaced apart from one another in the longitudinal direction or longitudinal extent of the flexible component. For example, curve fitting, large least squares problem solving algorithm, or the like may be applied. Such an optimization method can improve or optimize a determination or estimation of the pose of the flexible component from the bends or degrees of bend measured by the individual bend sensors. This can be done, for example, on the basis of a single or multiple validation of the determined or estimated pose.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird eine, beispielsweise absolute bzw. in einem vorgegebenen Koordinatensystem definierte, Pose wenigstens eines Endes des flexiblen Bauteils in dessen Längsrichtung, also wenigstens eines Endes oder Endbereichs entlang der Längserstreckung des flexiblen Bauteils, mittels einer Trackingeinrichtung erfasst bzw. nachverfolgt. Diese Trackingeinrichtung kann insbesondere eine herkömmliche Trackingmethode, beispielsweise ein optisches oder elektromagnetisches Tracking, anwenden, die sich also insbesondere von einem auf einem Biegesensor basierenden Tracking unterscheiden kann. Die durch diese Trackingeinrichtung erfasste Pose des wenigstens einen Endes des flexiblen Bauteils wird dann als Ausgangs- oder Referenzpunkt zum Bestimmen der Pose des flexiblen Bauteils und Generieren des digitalen 3D-Modells des flexiblen Bauteils verwendet. Die durch die Trackingeinrichtung erfasste Pose des wenigstens einen Endes des flexiblen Bauteils kann beispielsweise die an anderer Stelle genannte vorgegebene Position des wenigstens einen Endes des flexiblen Bauteils umfassen oder angeben. Das Erfassen der Pose des Endes des flexiblen Bauteils kann es ermöglichen, die Gesamtpose des flexiblen Bauteils anhand der Mess- oder Sensordaten der Sensoreinrichtung bzw. des wenigstens einen Biegesensors der Sensoreinrichtung besonders genau und zuverlässig zu ermitteln oder zu rekonstruieren. Das Erfassen bzw. Nachverfolgen des wenigstens einen Endes des flexiblen Bauteils mittels der - herkömmlichen - Trackingeinrichtung kann im Gegensatz zum Tracken des gesamten flexiblen Bauteils in vielen Situationen einfach und zuverlässig möglich sein. So kann das Ende des flexiblen Bauteils beispielsweise rigide sein oder als rigide aufgefasst werden, beispielsweise wenn dort ein Stecker, ein Anschluss, ein Kontaktelement, eine Schelle oder Muffe oder dergleichen angeordnet ist, sodass dort keine signifikante Biegeverformung des Bauteils stattfindet. Zudem kann auch bei einem Bewegen des flexiblen Bauteils - beispielsweise manuell durch eine Person oder automatisiert mittels eines Greifarm eines Roboters - eine dauerhafte oder kontinuierliche Sichtbarkeit des wenigstens einen Endes des flexiblen Bauteils für die Trackingeinrichtung besonders einfach und zuverlässig sichergestellt werden.In a further possible embodiment of the present invention, a pose, for example absolute or defined in a predetermined coordinate system, of at least one end of the flexible component in its longitudinal direction, i.e. at least one end or end region along the longitudinal extent of the flexible component, is detected or recorded by means of a tracking device .tracked. In particular, this tracking device can use a conventional tracking method, for example optical or electromagnetic tracking, which can therefore differ in particular from tracking based on a bending sensor. The pose of the at least one end of the flexible component detected by this tracking device is then used as a starting point or reference point for determining the pose of the flexible component and generating the digital 3D model of the flexible component. The pose of the at least one end of the flexible component detected by the tracking device can, for example, include or indicate the specified position of the at least one end of the flexible component mentioned elsewhere. Capturing the pose of the end of the flexible component can make it possible to determine or reconstruct the overall pose of the flexible component particularly accurately and reliably using the measurement or sensor data of the sensor device or the at least one bending sensor of the sensor device. In contrast to tracking the entire flexible component, detecting or tracking the at least one end of the flexible component by means of the—conventional—tracking device can be possible in many situations simply and reliably. For example, the end of the flexible component can be rigid or be perceived as rigid, for example if a plug, connection, contact element, clamp or sleeve or the like is arranged there, so that no significant bending deformation of the component takes place there. In addition, permanent or continuous visibility of the at least one end of the flexible component for the tracking device can be ensured in a particularly simple and reliable manner when the flexible component is moved, for example manually by a person or automatically using a gripping arm of a robot.

In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird zum Erfassen der Pose an dem wenigstens einen Ende des flexiblen Bauteils ein Trackingelement angeordnet, das sich von der wenigstens einen Sensoreinrichtung, mit der das flexible Bauteil ausgestattet ist bzw. ausgestattet wird, also insbesondere von deren wenigstens einem Biegesensor, unterscheidet. Das Trackingelement kann insbesondere ein Marker für ein optisches oder elektromagnetisches Tracking mittels der, insbesondere bauteilexternen, Trackingeinrichtung und/oder eine Inertialmesseinheit (IMU) sein oder umfassen. Durch ein solches zusätzliches Trackingelement kann das flexible Bauteil bzw. dessen Pose besonders einfach und genau bezüglich eines vorgegebenen Koordinatensystems und/oder bezüglich anderer, beispielsweise ebenfalls mit der Trackingeinrichtung nachverfolgter, Bauteile bestimmt oder registriert werden. Damit kann das digitale 3D-Modell des flexiblen Bauteils letztlich besonders genau und zuverlässig bzw. lagekorrekt in der virtuellen Umgebung generiert oder platziert werden.In a possible development of the present invention, a tracking element is arranged on the at least one end of the flexible component for detecting the pose, which differs from the at least one sensor device with which the flexible component is or will be equipped, i.e. in particular from the at least one Bend sensor, differs. The tracking element can in particular be or include a marker for optical or electromagnetic tracking by means of the tracking device, in particular external to the component, and/or an inertial measurement unit (IMU). Through such an additional tracking element the flexible component or its pose can be determined or registered in a particularly simple and precise manner with respect to a predetermined coordinate system and/or with respect to other components, for example also tracked with the tracking device. This means that the digital 3D model of the flexible component can ultimately be generated or placed in the virtual environment in a particularly precise and reliable manner or in the correct position.

In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird in der virtuellen Umgebung ein starres Bauteil mit einer vorgegebenen Befestigungsstelle lagefest bezüglich eines vorgegebenen Koordinatensystems der virtuellen Umgebung bzw. einer darin modellierten oder repräsentierten Vorrichtung, beispielsweise eines digitalen Zwillings eines Fahrzeug, Fahrzeugteils, Maschinenteils oder dergleichen, modelliert und/oder registriert. Das wenigstens eine Ende des flexiblen Bauteils wird dann an der vorgegebenen Befestigungsstelle befestigt. Darauf basierend wird dann die Pose des wenigstens einen Endes des flexiblen Bauteils erfasst. Mit anderen Worten können hier also die bekannten, festen Koordinaten des starren Bauteils bzw. der Befestigungsstelle als Ausgangs- oder Referenzpunkt zum Bestimmen der Pose des wenigstens einen Endes des flexiblen Bauteils bzw. letztlich der Gesamtpose des flexiblen Bauteils dienen, also verwendet werden. Beispielsweise können Koordinaten bzw. eine Pose der Befestigungsstelle für ein rechnerunterstütztes Konstruieren (englisch: computeraided design, CAD) vorgegeben sein. Eine derart hinterlegte Verbaulage der Befestigungsstelle, beispielsweise entsprechender Stecker, Buchsen oder Anschlüsse oder dergleichen, kann als Ausgangs- oder Referenzpunkt zum Rekonstruieren der Gesamtpose des flexiblen Bauteils unter Berücksichtigung der Mess- oder Sensordaten des wenigstens einen Biegesensors ausreichend sein. Sobald das entsprechende Ende des flexiblen Bauteils mit der Befestigungsstelle verbunden ist, kann somit insbesondere die Pose des flexiblen Bauteils auch ohne dauerhaftes oder kontinuierliches Tracking des entsprechenden Endes des flexiblen Bauteils ermittelt und nachverfolgt werden. Somit kann dann beispielsweise ein gegebenenfalls an dem entsprechenden Ende des flexiblen Bauteils angeordnetes Trackingelement entfernt werden, um entsprechenden Bauraum freizugeben. Das dem in der virtuellen Umgebung modellierten starren Bauteil zugrunde liegende physisch reale starre Bauteil, an dem das Ende des flexiblen Bauteils befestigt wird, kann beispielsweise vor oder zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens einmalig in die virtuelle Umgebung, beispielsweise ein entsprechendes Tracking-, VR- oder AR-System, über eine entsprechende Erfassung und Registrierung eingemessen werden, um dessen Pose sowie gegebenenfalls die Koordinaten oder Pose der wenigstens einen Befestigungsstelle in einem entsprechenden vorgegebenen Koordinatensystem bekannt und nutzbar zu machen.In a possible development of the present invention, a rigid component with a specified attachment point is modeled in the virtual environment in a fixed position with respect to a specified coordinate system of the virtual environment or a device modeled or represented therein, for example a digital twin of a vehicle, vehicle part, machine part or the like and/or registered. The at least one end of the flexible member is then attached to the predetermined attachment point. Based on this, the pose of the at least one end of the flexible component is then detected. In other words, the known, fixed coordinates of the rigid component or the attachment point can serve as a starting point or reference point for determining the pose of at least one end of the flexible component or ultimately the overall pose of the flexible component. For example, coordinates or a pose of the attachment point for computer-aided design (CAD) can be specified. Such a stored installation position of the fastening point, for example corresponding plugs, sockets or connections or the like, can be sufficient as a starting point or reference point for reconstructing the overall pose of the flexible component, taking into account the measurement or sensor data of the at least one bending sensor. As soon as the corresponding end of the flexible component is connected to the attachment point, in particular the pose of the flexible component can thus also be determined and tracked without permanent or continuous tracking of the corresponding end of the flexible component. Thus, for example, a tracking element that may be arranged at the corresponding end of the flexible component can then be removed in order to release corresponding installation space. The physically real rigid component on which the rigid component modeled in the virtual environment is based and to which the end of the flexible component is attached can, for example, be inserted once into the virtual environment before or at the beginning of the method according to the invention, for example a corresponding tracking, VR or AR system, are calibrated via a corresponding detection and registration in order to make known and usable its pose and, if necessary, the coordinates or pose of the at least one attachment point in a corresponding predetermined coordinate system.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren für eine Verbaubarkeitsanalyse des flexiblen Bauteils an oder in einer vorgegebenen Vorrichtung angewendet. Bei einer solchen Vorrichtung kann es sich insbesondere um zumindest einen Teil eines Kraftfahrzeugs handeln. Dabei wird in der virtuellen Umgebung die Vorrichtung, insbesondere als 3D-Modell oder Sammlung von 3D-Modellen einzelner Bauteile oder Komponenten modelliert. Basierend auf der fortlaufend ermittelten Biegeverformung des realen physischen flexiblen Bauteils wird dessen digitales 3D-Modell relativ zu der modellierten Vorrichtung in der virtuellen Umgebung automatisch entsprechend bewegt und/oder verformt. Dabei gegebenenfalls auftretende Kollisionen oder Überschneidungen zwischen dem digitalen 3D-Modell des flexiblen Bauteils und der modellierten Vorrichtung und/oder wenigstens einem weiteren in der virtuellen Umgebung modellierten, insbesondere nur in der virtuellen Umgebung vorhanden, Bauteil werden automatisch detektiert. Eine solche digital unterstützte Verbaubarkeitsanalyse stellt einen besonders nützlichen Anwendungsfall für die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee dar. Bei einer derartigen Verbaubarkeitsanalyse können im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen, bei der sämtliche Bauteile als reale Prototypen gebaut werden müssen, Kosten und Aufwand sowie Zeit für eine Analyse unterschiedlicher Bauteilformen oder Konfigurationen eingespart werden. Zudem kann so eine Datengrundlage bereitgestellt werden, um beispielsweise auch bei der zumindest teilweisen Verwendung ausschließlich digitaler oder virtueller Bauteile, haptische Rückmeldungen oder Kraftrückwirkungssignale (englisch: force feedback) an einen jeweiligen Nutzer auszugeben. So können beispielsweise Verbaumöglichkeiten oder Bauteilkonflikte erkannt oder auch vermittelt werden, wenn beispielsweise digitale Modelle realer Bauteile ohne Veränderung des zugrunde liegenden realen physischen Bauteils verändert werden. Dadurch können beispielsweise für unterschiedliche Analysen dieselben generischen realen Bauteile verwendet werden oder - zumindest einige - reale Bauteile gänzlich eingespart werden.In a further possible embodiment of the present invention, the method according to the invention is used for an installation feasibility analysis of the flexible component on or in a given device. Such a device can in particular be at least part of a motor vehicle. The device is modeled in the virtual environment, in particular as a 3D model or collection of 3D models of individual parts or components. Based on the continuously determined bending deformation of the real physical flexible component, its digital 3D model is automatically moved and/or deformed relative to the modeled device in the virtual environment. Any collisions or overlaps that may occur between the digital 3D model of the flexible component and the modeled device and/or at least one other component modeled in the virtual environment, in particular only present in the virtual environment, are automatically detected. Such a digitally-supported installation feasibility analysis represents a particularly useful application for the idea on which the present invention is based. In comparison to conventional solutions in which all components have to be built as real prototypes, such an installation feasibility analysis can result in costs, effort and time for an analysis different component shapes or configurations can be saved. In addition, a data basis can be provided in this way in order, for example, to output haptic feedback or force feedback signals to a respective user even when exclusively digital or virtual components are used at least partially. For example, installation options or component conflicts can be recognized or communicated if, for example, digital models of real components are changed without changing the real physical component on which they are based. As a result, for example, the same generic real components can be used for different analyses, or—at least some—real components can be saved entirely.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Sensoreinrichtung, die länglich erstreckt und zumindest quer zu ihrer Längserstreckung, also ihrer Längsrichtung flexibel verformbar, insbesondere biegbar, ist und wenigstens einen Biegesensor aufweist. Ebenso kann die Sensoreinrichtung zumindest teilweise in der Längsrichtung verformbar, also beispielsweise flexibel bzw. elastisch dehnbar sein. Eine solche Längsverformung kann ebenfalls mittels des wenigstens einen oder mittels eines weiteren Biege- oder Dehnungssensors gemessen werden. Dazu kann ein entsprechender Biegesensor beispielsweise so angeordnet sein, dass sich seine Längsrichtung senkrecht zu der Längsrichtung der gesamten Sensoreinrichtung bzw. in bestimmungsgemäßer Einbaulage oder Verwendung senkrecht zu einer Längserstreckung eines mit der Sensoreinrichtung ausgestatteten flexiblen Bauteils erstreckt. Die Sensoreinrichtung ist einer Form eines, insbesondere vorgegebenen, länglich erstreckten flexiblen Bauteils nachgebildet. Dabei kann die Sensoreinrichtung insbesondere als Überzughülle für das flexible Bauteil oder als wie das flexible Bauteil geformtes Stellvertreterobjekt ausgestaltet sein. Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung kann insbesondere die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannte Sensoreinrichtung sein oder dieser entsprechen. Dementsprechend kann die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung einige oder alle der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Eigenschaften und/oder Merkmale aufweisen.A further aspect of the present invention is a sensor device which extends longitudinally and is flexibly deformable, in particular bendable, at least transversely to its longitudinal extension, ie its longitudinal direction, and has at least one bending sensor. Likewise, the sensor device can be at least partially deformable in the longitudinal direction, that is, for example, flexible or elastically stretchable. Such a longitudinal deformation can also by means of at least one or means another bending or strain sensor can be measured. For this purpose, a corresponding bending sensor can be arranged, for example, such that its longitudinal direction extends perpendicularly to the longitudinal direction of the entire sensor device or, in the intended installation position or use, perpendicularly to a longitudinal extension of a flexible component equipped with the sensor device. The sensor device is modeled on the shape of an, in particular predetermined, elongate flexible component. The sensor device can be designed in particular as a cover for the flexible component or as a representative object shaped like the flexible component. The sensor device according to the invention can in particular be the sensor device mentioned in connection with the method according to the invention or correspond to it. Accordingly, the sensor device according to the invention can have some or all of the properties and/or features mentioned in connection with the method according to the invention.

In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung mehrere, entlang der Längserstreckung bzw. Längsrichtung der Sensoreinrichtung verteilt angeordnete einzelne Biegesensoren und ein Zentralmodul. An dieses Zentralmodul sind die einzelnen Biegesensoren angebunden, beispielsweise mittels entsprechender Leitungen und/oder - kabelgebundener oder kabelloser - Verbindungen. Das Zentralmodul ist dabei für eine bzw. als eine Energieversorgung der Biegesensoren und/oder zum Sammeln der von den Biegesensoren gelieferten Mess- oder Sensordaten eingerichtet. In letzterem Fall kann das Zentralmodul insbesondere auch zum Senden der gesammelten Mess- oder Sensordaten, etwa an eine Trackingeinrichtung, ein VR- oder AR System oder dergleichen, eingerichtet sein. Wenn das Zentralmodul zur Energieversorgung der Biegesensoren eingerichtet ist, kann es beispielsweise eine Batterie und/oder einen Stromanschluss aufweisen. Wenn das Zentralmodul zum Sammeln oder auch zum Senden der Sensordaten eingerichtet ist, kann es beispielsweise eine Datenverarbeitungseinrichtung oder auch ein Funk-, WLAN- oder Bluetooth-Modul oder dergleichen zum kabellosen Senden der Sensordaten und/oder einen entsprechenden Datenanschluss zum Anschließen eines externen Datenkabels aufweisen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann beispielsweise eine Prozessoreinrichtung, also etwa einen Mikrochip, Mikrocontroller oder Mikroprozessor oder dergleichen, und einen Datenspeicher aufweisen, als integrierte Schaltung ausgestaltet sein, eine Platine und/oder ein SMD (englisch: Surface Mounted Device) umfassen und/oder dergleichen mehr. Durch das hier vorgesehene Zentralmodul kann eine gebündelte Energie- und/oder Datenübertragung realisiert werden. Dies kann eine Anbindung der Biegesensoren bzw. der Sensoreinrichtung ermöglichen, die besonders bauraumsparend sein und/oder eine Handhabung des flexiblen Bauteils besonders wenig stören oder beeinflussen kann. Die einzelnen Biegesensoren können individuell über eine jeweilige eigene Leitung oder Verbindung oder gruppenweise oder vollständig über eine gemeinsame Bus- oder Sammelverbindung an das Zentralmodul angebunden sein. Die von den Biegesensoren stammenden Mess- oder Sensordaten oder daraus durch ein Vorverarbeiten gewonnene Daten können beispielsweise in dem Datenspeicher des Zentralmoduls gespeichert oder zwischengespeichert werden. Dies kann es ermöglichen, die entsprechenden Daten durch ein anderes, externes Lesegerät bei Bedarf auszulesen, also von dem Zentralmodul abzurufen. Dazu kann beispielsweise ein Handscanner oder ein sonstiges, insbesondere mobiles, elektronisches Gerät verwendet werden. Ebenso kann ein solches Lesegerät die ausgelesenen Mess- oder Sensordaten beispielsweise selbst verarbeiten oder auswerten und/oder seinerseits weitersenden, etwa an einen zum Verarbeiten und/oder Speichern der ausgelesenen Daten eingerichteten Computer oder Server oder dergleichen. Das Auslesen der Daten von dem Zentralmodul mittels eines entsprechenden, insbesondere mobilen bzw. handgeführten, Lesegeräts kann besonders praktikabel sein, beispielsweise wenn die Sensoreinrichtung von anderen Bauteilen umgeben ist, die eine Funkübertragung erschweren können oder wenn die Sensoreinrichtung nicht mit einem Sendemodul zum kabellosen Senden der Daten ausgestattet ist, etwa aus Kosten- und/oder Bauraumgründen.In a possible development of the present invention, the sensor device according to the invention comprises a plurality of individual bending sensors arranged distributed along the longitudinal extension or longitudinal direction of the sensor device and a central module. The individual bending sensors are connected to this central module, for example by means of appropriate lines and/or—wired or wireless—connections. The central module is set up for or as an energy supply for the bending sensors and/or for collecting the measurement data or sensor data supplied by the bending sensors. In the latter case, the central module can in particular also be set up to send the collected measurement or sensor data, for example to a tracking device, a VR or AR system or the like. If the central module is set up to supply energy to the bending sensors, it can have a battery and/or a power connection, for example. If the central module is set up to collect or also to send the sensor data, it can have, for example, a data processing device or a radio, WLAN or Bluetooth module or the like for wirelessly sending the sensor data and/or a corresponding data connection for connecting an external data cable . The data processing device can, for example, have a processor device, i.e. a microchip, microcontroller or microprocessor or the like, and a data memory, be designed as an integrated circuit, include a printed circuit board and/or an SMD (Surface Mounted Device) and/or the like. A bundled energy and/or data transmission can be realized by the central module provided here. This can enable the bending sensors or the sensor device to be connected in a way that is particularly space-saving and/or can disturb or influence handling of the flexible component particularly little. The individual bending sensors can be connected to the central module individually via a respective separate line or connection or in groups or completely via a common bus or collective connection. The measurement or sensor data originating from the bending sensors or data obtained therefrom by pre-processing can be stored or temporarily stored in the data memory of the central module, for example. This can make it possible to read out the corresponding data by another, external reading device if required, ie to retrieve them from the central module. For this purpose, for example, a hand-held scanner or some other, in particular mobile, electronic device can be used. Such a reading device can also process or evaluate the read measurement or sensor data itself and/or forward it to a computer or server or the like set up for processing and/or storing the read data. Reading the data from the central module using a corresponding, in particular mobile or hand-held, reading device can be particularly practical, for example if the sensor device is surrounded by other components that can make radio transmission difficult or if the sensor device is not equipped with a transmitter module for wireless transmission of the Data is equipped, such as cost and / or space reasons.

Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further features of the invention can result from the following description of the figures and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description and the features and feature combinations shown below in the description of the figures and/or in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the invention to leave.

Die Zeichnung zeigt in:

• 1 eine schematische Darstellung eines flexiblen Bauteils mit einer Sensorhülle zum Erfassen einer Biegeverformung des Bauteils in einer ersten Variante;
• 2 eine schematische Darstellung eines flexiblen Bauteils mit einer Sensorhülle zum Erfassen einer Biegeverformung des Bauteils in einer zweiten Variante;
• 3 eine schematische Darstellung eines flexiblen Bauteils mit einer Sensorhülle zum Erfassen einer Biegeverformung des Bauteils in einer dritten Variante mit einer Vielzahl von Biegesensoren; und
• 4 eine schematische Darstellung mehrere zu einem Strang zusammengefasster flexibler Bauteile mit einer jeweiligen Sensorhülle zum Erfassen einer Biegeverformung des jeweiligen Bauteils.

The drawing shows in:

• 1 a schematic representation of a flexible component with a sensor casing for detecting a bending deformation of the component in a first variant;
• 2 a schematic representation of a flexible component with a sensor casing for detecting a bending deformation of the component in a second variant;
• 3 a schematic representation of a flexible component with a sensor sleeve for detecting sen a bending deformation of the component in a third variant with a variety of bending sensors; and
• 4 a schematic representation of several flexible components combined to form a strand with a respective sensor casing for detecting a bending deformation of the respective component.

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Von mehrfach vorhandenen Elementen ist der Übersichtlichkeit halber zum Teil nur eine repräsentative Auswahl explizit gekennzeichnet.Elements that are the same or have the same function are provided with the same reference symbols in the figures. For the sake of clarity, only a representative selection of multiple elements is explicitly marked.

Bisher werden Verbaubarkeitsanalysen beispielsweise durch Verbau von realen Teilen oder Komponenten an einem realen physischen Modell simuliert. Zweck ist es dabei, verschiedene Parameter oder Güten zu bestimmen, wie etwa Einbaukurven, Kollisionen, Verkantungen, Erreichbarkeiten bzw. Zugänglichkeiten und/oder dergleichen mehr. Dabei können jedoch aufgrund der Fertigung der entsprechenden Bauteile oder Komponenten relativ hohe Kosten entstehen. Es wird daher angestrebt, vermehrt digitale bzw. virtuelle Techniken, beispielsweise VR- oder AR-Umgebungen oder -Systeme einzusetzen, um den notwendigen Material- bzw. Hardwareaufwand zu reduzieren. Dabei können jedoch wichtige Modalitäten für die korrekte Beurteilung verloren gehen, wie etwa Haptik und Kraftrückwirkung. Diese können von besonderer Bedeutung sein, um gewisse Einbau- oder Verbauprozesse korrekt abbilden oder analysieren zu können, beispielsweise hinsichtlich einer Traktion oder für ein Einfädeln von Pins in Ösen und/oder dergleichen mehr.So far, feasibility studies have been simulated, for example, by installing real parts or components on a real physical model. The purpose here is to determine various parameters or qualities, such as paving curves, collisions, canting, accessibility and/or the like. In this case, however, relatively high costs can arise due to the production of the corresponding parts or components. Efforts are therefore being made to increasingly use digital or virtual technologies, for example VR or AR environments or systems, in order to reduce the necessary material or hardware costs. However, important modalities for the correct assessment can be lost, such as haptics and force feedback. These can be of particular importance in order to be able to correctly map or analyze certain installation or shoring processes, for example with regard to traction or for threading pins into eyelets and/or the like.

Es können beispielsweise AR-Techniken eingesetzt werden, um mit bereits vorhandenen oder generischen bzw. vereinfachten Teilen diese Modalitäten abzubilden, während beispielsweise mittels Überlagerung von virtuellen Inhalten in ein Sichtfeld eines Anwenders weitere, nicht physisch real vorhandene Teile eingeblendet werden können. Dazu besteht jedoch Bedarf, reale physische Teile zu tracken, also hinsichtlich ihrer Position, Lageorientierung oder Rotation, insbesondere hinsichtlich ihrer Pose, nachzuverfolgen, um die virtuellen Inhalte oder Teile lagerichtig und perspektivisch korrekt relativ zu anderen Teilen und zu dem jeweiligen Anwender darstellen zu können. Prinzipiell kann ein solches Tracking beispielsweise durch Anreicherung des jeweiligen Teils mit Markern oder vergleichbaren Trackingelementen bzw. bildbasiert durch Anwendung eines Algorithmus zum Computersehen erreicht werden. Mit daraus gewonnenen Daten, die digitalisiert und für eine jeweilige virtuelle Umgebung verarbeitet oder aufbereitet werden, können Veränderungen bzw. Lage Veränderungen der Teile zeitgenau erfasst und dargestellt werden. Es können also beispielsweise virtuelle oder digitale Zwillinge von den, insbesondere allen, realen Teilen erzeugt werden, welche beispielsweise mit rein virtuell vorliegenden Daten für eine jeweilige Analyse verglichen werden können.For example, AR techniques can be used to map these modalities with already existing or generic or simplified parts, while other parts that are not physically present can be displayed in a user's field of view, for example by overlaying virtual content. However, there is a need to track real physical parts, i.e. to track their position, orientation or rotation, in particular with regard to their pose, in order to be able to display the virtual content or parts in the correct position and perspective relative to other parts and to the respective user. In principle, such tracking can be achieved, for example, by enriching the respective part with markers or comparable tracking elements or image-based by using an algorithm for computer vision. With the data obtained from this, which is digitized and processed or prepared for a respective virtual environment, changes or changes in the position of the parts can be recorded and displayed in a timely manner. For example, virtual or digital twins can be generated from the, in particular all, real parts, which can be compared, for example, with purely virtual data for a respective analysis.

Mit derartigen Techniken können bisher jedoch biegeschlaffe Bauteile, die sich verformen oder verbiegen können, nicht zuverlässig getrackt werden.Until now, however, such techniques have not been able to reliably track limp components that can deform or bend.

Der Versuch, herkömmliche Trackingmethoden auf solche biegeschlaffen oder verformbaren Bauteile, wie etwa Kabel, Leitungen oder Schläuche oder dergleichen, anzuwenden, indem diese als eine Kette von relativ zueinander beweglichen rigiden Segmenten aufgefasst oder definiert werden, ist typischerweise nicht praktikabel möglich. Sind die Segmente zu groß, ist die Bedingung der Rigidität für die einzelnen Segmente nicht mehr erfüllt. Sind die Segmente hingegen entsprechend klein, bieten sie nicht genügend Platz, um daran jeweils einen individuellen Marker oder ein individuelles Trackingelement anzuordnen. Zudem können zu kleine Segmente gegebenenfalls nicht mehr eindeutig erfasst werden, sodass es bei dem Tracking zu Uneindeutigkeiten bzw. Mehrdeutigkeiten in der Erkennung der individuellen Segmente kommen kann. Darüber hinaus besteht die Problematik der optischen Verdeckung zumindest einiger der Marker oder Trackingelemente. Der Ansatz, typische Verformungen oder ein Biegeverhalten von Bauteilen basierend auf einer bildlichen, also kameraoptischen Erfassung mittels einer Methode des maschinellen Lernens zu lernen und somit abzuschätzen oder vorhersagen zu können, ist ebenfalls typischerweise nicht praktikabel. Dies ist der Fall, da ein solcher Ansatz einen erheblichen Lernaufwand für jedes einzelne nachzuverfolgende Bauteil mit sich bringen würde, was mögliche Kosteneinsparungen zunichtemachen würde.The attempt to apply conventional tracking methods to such flexible or deformable components, such as cables, lines or hoses or the like, by conceiving or defining them as a chain of rigid segments that can move relative to one another, is typically not practicable. If the segments are too large, the rigidity condition for the individual segments is no longer met. On the other hand, if the segments are correspondingly small, they do not offer enough space to arrange an individual marker or an individual tracking element on them. In addition, segments that are too small may no longer be clearly recorded, so that there may be ambiguities or ambiguities in the recognition of the individual segments during tracking. In addition, there is the problem of the optical covering of at least some of the markers or tracking elements. The approach of learning typical deformations or a bending behavior of components based on an image, i.e. camera-optical recording using a machine learning method and thus being able to estimate or predict it, is also typically not practicable. This is because such an approach would entail a significant learning curve for each individual component to be tracked, negating potential cost savings.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines flexiblen Bauteils 1. Bei diesem flexiblen Bauteil 1 kann es sich beispielsweise um ein Kabel, eine Leitung, einen Schlauch oder dergleichen handeln. Das flexible Bauteil ist hier von einem ersten Ende 2 bis zu einem zweiten Ende 3 länglich erstreckt. An diesen Enden 2, 3 können beispielsweise Stecker oder Anschlüsse oder dergleichen angeordnet sein, die insbesondere rigide, also starr oder formfest sein können. Zwischen diesen Enden 2, 3 kann das flexible Bauteil 1 jedoch flexibel biegbar oder verformbar sein. Die hier beispielhaft dargestellte Form des flexiblen Bauteils 1 stellt also lediglich eine Momentaufnahme dar, sodass das flexible Bauteil 1 bei einer Handhabung oder Bewegung eine andere Form annehmen, also andere Biegungen aufweisen kann.1 shows a schematic representation of a flexible component 1. This flexible component 1 can be, for example, a cable, a line, a hose or the like. The flexible component is elongated here from afirst end 2 to asecond end 3 . At these ends 2, 3, for example, plugs or connections or the like can be arranged, which can be particularly rigid, ie rigid or dimensionally stable. However, the flexible component 1 can be flexibly bendable or deformable between theseends 2, 3. The shape of the flexible component 1 shown here as an example thus represents only a snapshot, so that the flexible component 1 can assume a different shape during handling or movement, ie can have different bends.

Um eine entsprechende Biegeverformung des flexiblen Bauteils 1 zu erfassen und nachzuverfolgen, ist das flexible Bauteil 1 vorliegend mit einer Sensoreinrichtung 4 ausgestattet. Diese Sensoreinrichtung 4 kann hier eine flexible Hülle 5 als Überzug für das flexible Bauteil 1 umfassen. Die Sensoreinrichtung 4 umfasst einen oder mehrere Biegesensoren 6, die entlang der Längserstreckung, also der Längsrichtung der Hülle 5 an dieser angeordnet oder in diese integriert sind. Ebenso kann es sich bei der Hülle 5 beispielsweise um einen Bestandteil des flexiblen Bauteils 1 handeln, beispielsweise eine Isolierung oder dergleichen. Die Biegesensoren können beispielsweise in die Hülle integriert oder auf eine Oberseite der Hülle 5 aufgebracht, etwa aufgeklebt sein.In order to detect a corresponding bending deformation of the flexible component 1 and nachzuver follow, the flexible component 1 is presently equipped with a sensor device 4 . This sensor device 4 can include a flexible sleeve 5 as a cover for the flexible component 1 here. The sensor device 4 comprises one ormore bending sensors 6, which are arranged along the longitudinal extension, ie the longitudinal direction of the casing 5 on the latter or are integrated into it. The shell 5 can also be a component of the flexible component 1, for example insulation or the like. The bending sensors can, for example, be integrated into the cover or applied to an upper side of the cover 5, for example glued on.

Mittels des wenigstens einen Biegesensors 6 kann ein Biegegrad des flexiblen Bauteils 1, zumindest lokal für eine Stelle, an welcher der jeweilige Biegesensor 6 angeordnet ist, gemessen oder bestimmt bzw. überwacht werden. Je nach - vorgegebener, also bekannter - Länge des flexiblen Bauteils 1 und der Anordnung oder des Biegesensors 6 bzw. der Anzahl der Biegesensoren 6 kann allein damit noch nicht notwendigerweise immer differenziert werden, wo eine Biegung oder Biegeverformung des flexiblen Bauteils 1 stattfindet. Dennoch kann eine solche Anordnung beispielsweise für relativ kurze flexible Bauteile 1 oder solche flexiblen Bauteile 1, die nur eine einzige, relativ grobe, Biegung zulassen, verwendet werden, um die Form des flexiblen Bauteils 1 nachzuverfolgen. Ein solches flexibles Bauteil 1 ist schematisch in2 dargestellt. Hier kann in der Praxis aufgrund der Länge des flexiblen Bauteils 1 und/oder aufgrund von dessen relativ geringer Flexibilität und/oder aufgrund relativ großer minimal möglicher Biegeradien des flexiblen Bauteils 1 stets von einer einzigen Biegung des flexiblen Bauteils 1 ausgegangen werden. Dementsprechend kann dann - wie hier beispielhaft angedeutet - gegebenenfalls ein einziger Biegesensor 6 ausreichend sein, also verwendet werden. Ebenso können aber auch hier mehrere Biegesensoren 6 an dem flexiblen Bauteil 1 oder als Teil des flexiblen Bauteils 1 angeordnet bzw. verwendet werden, beispielsweise zur Absicherung oder zur Plausibilisierung oder dergleichen.The at least onebending sensor 6 can be used to measure or determine or monitor a degree of bending of the flexible component 1, at least locally for a point at which therespective bending sensor 6 is arranged. Depending on the—specified, i.e. known—length of the flexible component 1 and the arrangement or of the bendingsensor 6 or the number ofbending sensors 6, it is not always possible to differentiate where bending or bending deformation of the flexible component 1 is taking place. Nevertheless, such an arrangement can be used, for example, for relatively short flexible components 1 or such flexible components 1 which only allow a single, relatively coarse, bend in order to track the shape of the flexible component 1. Such a flexible component 1 is shown schematically in 2 shown. In practice, due to the length of the flexible component 1 and/or due to its relatively low flexibility and/or due to the relatively large minimum possible bending radii of the flexible component 1, a single bend of the flexible component 1 can always be assumed. Accordingly--as indicated here by way of example--asingle bending sensor 6 may then be sufficient, ie used. Likewise,several bending sensors 6 can also be arranged or used on the flexible component 1 or as part of the flexible component 1, for example for protection or for plausibility checks or the like.

Die Biegesensoren 6 können den Biegegrads des flexiblen Bauteils 1 ermitteln. Darüber hinaus soll jedoch die Pose, also nicht nur die der Umstand einer vorliegenden Biegeverformung des jeweiligen flexiblen Bauteils 1, sondern auch deren Richtung oder Orientierung, bestimmt bzw. nachverfolgt werden. Dafür können die Posen der Enden 2, 3 des jeweiligen flexiblen Bauteils 1 erfasst bzw. bestimmt werden, beispielsweise in einem vorgegebenen Koordinatensystem. Die Posen der Enden 2, 3 können beispielsweise aufgrund einer rigiden Verbausituation, also einer Verbindung der Enden 2, 3 mit vorgegebenen Verbindungs- oder Anschlussstellen, deren Koordinaten bzw. Posen vorgegeben oder bekannt sind, ermittelt werden. Anhand dieser Posen der Enden 2, 3, des mittels der Biegesensoren 6 ermittelten Biegegrads bzw. der damit ermittelten Biegeverformung des jeweiligen flexiblen Bauteils 1 sowie gegebenenfalls der Länge des flexiblen Bauteils 1 kann dann die Pose des gesamten flexiblen Bauteils 1 für beliebige Biegeverformungen bestimmt werden. Ebenso können die Posen der Enden 2, 3 beispielsweise mittels eines herkömmlichen Trackingverfahrens, etwa mittels optischem Modell- oder Objekttracking, ermittelt bzw. nachverfolgt werden, da diese Enden 2, 3 bzw. entsprechende Endsegmente des flexiblen Bauteils 1 als rigide betrachtet werden können. Somit ist also die Randbedingung gegeben, dass das jeweilige Ende 2, 3 einen Punkt bildet, der selbst nicht biegsam oder flexibel ist. Dies kann beispielsweise für herkömmliche Steckergehäuse, Kabelstecker, Schlauchmuffen und/oder dergleichen mehr der Fall sein. Ebenso können die Enden 2, 3 mit einem jeweiligen Marker oder Trackingelement ausgestattet sein oder werden, um ihre jeweilige Pose zu erfassen. Insgesamt kann somit die Lage des flexiblen Elements 1 an jeder Stelle bestimmt bzw. getrackt werden.The bendingsensors 6 can determine the degree of bending of the flexible component 1 . In addition, however, the pose, ie not only the circumstance of an existing bending deformation of the respective flexible component 1, but also its direction or orientation, should be determined or tracked. For this purpose, the poses of theends 2, 3 of the respective flexible component 1 can be recorded or determined, for example in a predetermined coordinate system. The poses of theends 2, 3 can be determined, for example, on the basis of a rigid shoring situation, ie a connection of theends 2, 3 with predetermined connection or connection points whose coordinates or poses are predetermined or known. Based on these poses of theends 2, 3, the degree of bending determined by means of the bendingsensors 6 or the bending deformation of the respective flexible component 1 determined therewith and, if applicable, the length of the flexible component 1, the pose of the entire flexible component 1 for any bending deformations can then be determined. Likewise, the poses of theends 2, 3 can be determined or tracked, for example, using a conventional tracking method, such as optical model or object tracking, since these ends 2, 3 or corresponding end segments of the flexible component 1 can be considered rigid. Thus, the boundary condition is given that therespective end 2, 3 forms a point that is not bendable or flexible itself. This can be the case, for example, for conventional connector housings, cable connectors, hose sleeves and/or the like. Likewise, theends 2, 3 can be or will be equipped with a respective marker or tracking element in order to record their respective pose. Overall, the position of the flexible element 1 can be determined or tracked at any point.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines flexiblen Bauteils 1, das mehrere Biegungen annehmen bzw. aufweisen kann. Um hier eine besonders genaue Bestimmung und Nachverfolgung der Biegeverformung des flexiblen Bauteils 1 zu ermöglichen, umfasst die Sensoreinrichtung 4 bzw. die Hülle 5 eine Vielzahl von Sensorsegmenten 7. Diese Sensorsegmente 7 bilden einzelne Segmente oder Teile der Hülle 5 entlang von deren Längserstreckung. Dabei weist jedes der Sensorsegmente 7 wenigstens einen jeweiligen, also individuellen Biegesensor 6 auf. Mit diesen Biegesensoren 6 können also lokale Biegeverformungen des flexiblen Bauteils 1 im Bereich des jeweiligen Sensorsegments 7 erfasst und nachverfolgt werden. Die Sensorsegmente 7 bilden dabei jedoch insgesamt die Hülle 5 als zusammenhängende Einheit, sind also miteinander verbunden. Dadurch, dass die Posen der Enden 2, 3 bekannt sind, kann ausgehend von einem der Enden 2, 3 die Lage bzw. Pose des diesem Ende 2, 3 zugewandten bzw. an dieses Ende 2, 3 anschließenden ersten Sensorsegments 7 in Relation zu dem jeweiligen Ende 2, 3 basierend auf des durch den wenigstens einen Biegesensor 6 dieses ersten Sensorsegments 7 gemessenen Biegegrads ermittelt werden. Da die Sensorsegmente 7 miteinander verbunden sind, kann auf diese Weise jeweils die Lagerelation des nächsten oder anschließenden Sensorsegments 7 bestimmt werden. Somit kann basierend auf den so bestimmten Lagerelationen letztlich die Pose aller Sensorsegmente 7 und damit die Pose des gesamten flexiblen Bauteils 1 bestimmt werden.3 shows a schematic representation of a flexible component 1, which can assume or have several bends. In order to enable a particularly precise determination and tracking of the bending deformation of the flexible component 1, the sensor device 4 or the sleeve 5 comprises a multiplicity ofsensor segments 7. Thesesensor segments 7 form individual segments or parts of the sleeve 5 along its length. Each of thesensor segments 7 has at least one respective, ie individual, bendingsensor 6 . Local bending deformations of the flexible component 1 in the area of therespective sensor segment 7 can thus be detected and tracked with these bendingsensors 6 . In this case, however, thesensor segments 7 form the casing 5 as a coherent unit, that is to say they are connected to one another. Because the poses of theends 2, 3 are known, starting from one of theends 2, 3, the position or pose of thisend 2, 3 facing or adjoining thisend 2, 3, thefirst sensor segment 7 in relation to therespective end 2, 3 based on the degree of bending measured by the at least onebending sensor 6 of thisfirst sensor segment 7. Since thesensor segments 7 are connected to one another, the positional relationship of the next orsubsequent sensor segment 7 can be determined in this way. The pose of allsensor segments 7 and thus the pose of the entire flexible component 1 can thus ultimately be determined on the basis of the positional relationships determined in this way.

Die Sensorsegmente 7 können an ihren jeweils einander zugewandten Seiten miteinander verbunden sein oder sich teilweise überlappend oder überschneiden.Thesensor segments 7 can be connected to one another on their respective sides facing one another or partially overlap or intersect.

In einem Betrieb der Sensoreinrichtung 4 können die einzelnen Biegesensoren 6 mit Betriebsstrom versorgt werden und es können von den einzelnen Biegesensoren 6 gelieferte Mess- oder Sensordaten erhoben, also gesammelt und an eine entsprechende Datenverarbeitungseinrichtung, beispielsweise ein hier der Übersichtlichkeit halber nicht dargestelltes VR- oder AR-System oder dergleichen, gesendet werden. Dafür ist vorliegend an einer Stelle der Sensoreinrichtung 4 ein entsprechend eingerichtetes Zentralmodul 8 angeordnet. Dieses Zentralmodul 8 kann als zentrale Energiequelle oder Energieverteilstelle für mehrere bzw. sämtliche der Biegesensoren 6 und/oder gegebenenfalls vorgesehene weitere Einrichtungen der Sensoreinrichtung 4 dienen, also eingerichtet sein. Das Zentralmodul 8 kann ebenfalls die Mess- oder Sensordaten mehrerer oder aller der Biegesensoren 6 sammeln und diese, beispielsweise über eine Bluetooth- WLAN- oder Ethernet-Verbindung oder dergleichen, aussenden. Ein Transport des Betriebsstroms, also von Energie zur Versorgung der Biegesensoren 6, und der anfallenden Mess- oder Sensordaten kann über separate Kabel, Leitungen oder kabellose Verbindungen oder über ein gemeinsames Kabel erfolgen, beispielsweise durch Nutzung einer PLC-Technik (Powerline Communication).When the sensor device 4 is in operation, theindividual bending sensors 6 can be supplied with operating current and measurement or sensor data supplied by theindividual bending sensors 6 can be collected, i.e. collected and sent to a corresponding data processing device, for example a VR or AR (not shown here for the sake of clarity). system or the like. For this purpose, a correspondingly equippedcentral module 8 is arranged at one point of the sensor device 4 in the present case. Thiscentral module 8 can serve as a central energy source or energy distribution point for several or all of the bendingsensors 6 and/or other devices of the sensor device 4 that may be provided, ie it can be set up. Thecentral module 8 can also collect the measurement or sensor data from a number or all of the bendingsensors 6 and send them out, for example via a Bluetooth, WLAN or Ethernet connection or the like. The operating current, i.e. energy for supplying the bendingsensors 6, and the resulting measurement or sensor data can be transported via separate cables, lines or wireless connections or via a common cable, for example by using PLC technology (Powerline Communication).

4 zeigt eine weitere schematische Darstellung zur Veranschaulichung weiterer Anwendungsmöglichkeiten der Sensoreinrichtung 4. Hier ist veranschaulicht, dass beispielsweise eine Hülle 5 mehrere flexible Einzelbauteile 9 aufnehmen kann. Bei diesen flexiblen Einzelbauteilen 9 kann es sich beispielsweise um individuelle Kabel oder einzelne Adern eines Kabels handeln. Ebenso ist hier veranschaulicht, dass für ein Bündel von flexiblen Bauteilen 1, beispielsweise für einen Kabelstrang, mehrere Sensoreinrichtungen 4 bzw. Hüllen 5 verwendet und gebündelt werden können. Dadurch können dann auch bei Verdrillungen oder Überlappungen der einzelnen flexiblen Bauteile 1 bzw. der flexiblen Einzelbauteile 9 jeweilige individuelle Biegeverformungen getrackt werden.4 shows a further schematic representation to illustrate further application possibilities of the sensor device 4. It is illustrated here that, for example, a sleeve 5 can accommodate a plurality of flexibleindividual components 9. These flexibleindividual components 9 can be, for example, individual cables or individual cores of a cable. It is also illustrated here that a plurality of sensor devices 4 or sleeves 5 can be used and bundled for a bundle of flexible components 1, for example for a cable harness. As a result, individual bending deformations can then also be tracked when the individual flexible components 1 or the flexibleindividual components 9 are twisted or overlapped.

Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie auf einfache, robuste und praktikable Weise ein flexibles Tracking verformbarer Teile realisiert werden kann.Overall, the examples described show how flexible tracking of deformable parts can be implemented in a simple, robust and practical manner.

BezugszeichenlisteReference List

11

flexibles Bauteilflexible component

22

erstes Endefirst end

33

zweites Endesecond end

44

Sensoreinrichtungsensor device

55

HülleCovering

66

Biegesensorbend sensor

77

Sensorsegmentsensor segment

88th

Zentralmodulcentral module

99

flexibles Einzelbauteilflexible individual component

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

• GB 2562257 A [0003]GB 2562257A [0003]
• US 20100206703 A1 [0004]US20100206703A1 [0004]
• WO 2021113431 A1 [0005]WO 2021113431 A1 [0005]

Claims (10)

Translated fromGerman

Verfahren zum Nachverfolgen eines flexiblen Bauteils (1), in dem- das reale physische flexible Bauteil (1) mit einer Sensoreinrichtung (4, 6) zum Messen einer sich mit einer Biegeverformung des flexiblen Bauteils (1) ändernden Messgröße ausgestattet wird,- bei einer Verwendung des flexiblen Bauteils (1) mittels der Sensoreinrichtung (4, 6) die Messgröße gemessen und basierend darauf die jeweilige Biegeverformung des flexiblen Bauteils (1) ermittelt wird, und- basierend auf der ermittelten Biegeverformung des flexiblen Bauteils (1) ein digitales 3D-Modell des realen physischen flexiblen Bauteils (1) mit dessen jeweiliger tatsächlicher aktueller Form in einer virtuellen Umgebung generiert wird.Method for tracking a flexible component (1), in which- the real physical flexible component (1) is equipped with a sensor device (4, 6) for measuring a variable that changes with a bending deformation of the flexible component (1),- when the flexible component (1) is used, the measured variable is measured by means of the sensor device (4, 6) and the respective bending deformation of the flexible component (1) is determined on this basis, and- Based on the determined bending deformation of the flexible component (1), a digital 3D model of the real physical flexible component (1) is generated with its respective actual current shape in a virtual environment.Verfahren nachAnspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (4, 6) eine flexible Hülle (5) mit einem Biegesensor (6) umfasst und diese Hülle (5) zum Ausstatten des flexiblen Bauteils (1) mit der Sensoreinrichtung (4, 6) über das flexible Bauteil (1) gestülpt wird.procedure after claim 1 ,characterized in that the sensor device (4, 6) comprises a flexible sleeve (5) with a bending sensor (6) and this sleeve (5) for equipping the flexible component (1) with the sensor device (4, 6) via the flexible Component (1) is turned over.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausstatten des flexiblen Bauteils (1) mit der Sensoreinrichtung (4, 6) entlang einer Längserstreckung des flexiblen Bauteils (1) mehrere einzelne Biegesensoren (6) angeordnet werden.Method according to one of the preceding claims,characterized in that when the flexible component (1) is equipped with the sensor device (4, 6) several individual bending sensors (6) are arranged along a longitudinal extension of the flexible component (1).Verfahren nachAnspruch 3,dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer vorgegebenen Position wenigstens eines Endes (2, 3) des flexiblen Bauteils (1) entlang der Anordnung der einzelnen Biegesensoren (6), insbesondere fortlaufend, eine jeweils aktuelle Pose des gesamten flexiblen Bauteils (1) bestimmt und das digitale 3D-Modell gemäß dieser Pose generiert, insbesondere fortlaufend in die jeweilige Pose digital verformt wird.procedure after claim 3 ,characterized in that starting from a predetermined position of at least one end (2, 3) of the flexible component (1) along the arrangement of the individual bending sensors (6), in particular continuously, a current pose of the entire flexible component (1) is determined and the digital 3D model is generated according to this pose, in particular continuously being digitally deformed into the respective pose.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass eine Pose wenigstens eines Endes (2, 3) des flexiblen Bauteils (1) in dessen Längsrichtung mittels einer Trackingeinrichtung erfasst und als Referenzpunkt zum Bestimmen der Pose des flexiblen Bauteils (2, 3) und Generieren des digitalen 3D-Modells verwendet wird.Method according to one of the preceding claims,characterized in that a pose of at least one end (2, 3) of the flexible component (1) is detected in its longitudinal direction by means of a tracking device and used as a reference point for determining the pose of the flexible component (2, 3) and Generating the 3D digital model is used.Verfahren nachAnspruch 5,dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Pose an dem wenigstens einen Ende (2, 3) des flexiblen Bauteils (1) ein Trackingelement, insbesondere ein Marker für ein optisches oder elektromagnetisches Tracking und/oder eine Inertialmesseinheit, angeordnet wird, das sich von der Sensoreinrichtung (4, 6) unterscheidet.procedure after claim 5 ,characterized in that for detecting the pose at the at least one end (2, 3) of the flexible component (1) a tracking element, in particular a marker for optical or electromagnetic tracking and/or an inertial measuring unit, is arranged, which differs from the Sensor device (4, 6) differs.Verfahren nachAnspruch 5 oder6,dadurch gekennzeichnet, dass in der virtuellen Umgebung ein starres Bauteil mit einer vorgegebenen Befestigungsstelle lagefest bezüglich eines vorgegebenen Koordinatensystems modelliert und/oder registriert wird, das wenigstens eine Ende (2, 3) des flexiblen Bauteils (1) an der Befestigungsstelle befestigt und darauf basierend die Pose des wenigstens einen Endes (2, 3) des flexiblen Bauteils (1) erfasst wird.procedure after claim 5 or 6 ,characterized in that in the virtual environment a rigid component with a specified attachment point is modeled and/or registered in a fixed position with respect to a specified coordinate system, which attaches at least one end (2, 3) of the flexible component (1) to the attachment point and is based thereon the pose of the at least one end (2, 3) of the flexible component (1) is detected.Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren für eine Verbaubarkeitsanalyse des flexiblen Bauteils (1) an einer vorgegebenen Vorrichtung, insbesondere zumindest einem Teil eines Kraftfahrzeugs, angewendet wird, wobei in der virtuellen Umgebung die Vorrichtung modelliert wird, basierend auf der fortlaufend ermittelten Biegeverformung des flexiblen Bauteils (1) das digitale 3D-Modell des flexiblen Bauteils (1) relativ zu der modellierten Vorrichtung in der virtuellen Umgebung bewegt und/oder verformt wird und dabei gegebenenfalls auftretende Kollisionen zwischen dem digitalen 3D-Modell des flexiblen Bauteils (1) und der modellierten Vorrichtung und/oder wenigstens einem weiteren in der virtuellen Umgebung modellierten Bauteil detektiert werden.Method according to one of the preceding claims,characterized in that the method for an installation feasibility analysis of the flexible component (1) is applied to a given device, in particular at least part of a motor vehicle, the device being modeled in the virtual environment based on the continuously determined bending deformation of the flexible component (1), the digital 3D model of the flexible component (1) is moved and/or deformed relative to the modeled device in the virtual environment and any collisions that may occur between the digital 3D model of the flexible component ( 1) and the modeled device and/or at least one further component modeled in the virtual environment can be detected.Sensoreinrichtung (4, 6), die länglich erstreckt und zumindest quer zu ihrer Längsrichtung flexibel verformbar ist und wenigstens einen Biegesensor (6) aufweist, wobei die Sensoreinrichtung (4, 6) einer Form eines, insbesondere vorgegebenen, länglich erstreckten flexiblen Bauteils (1) nachgebildet ist, insbesondere als Überzughülle (5) für das flexible Bauteil (1) oder als Stellvertreterobjekt des flexiblen Bauteils (1).Sensor device (4, 6), which extends elongate and can be flexibly deformed at least transversely to its longitudinal direction and has at least one bending sensor (6), the sensor device (4, 6) having the shape of an, in particular predetermined, elongate flexible component (1) is simulated, in particular as a cover (5) for the flexible component (1) or as a representative object of the flexible component (1).Sensoreinrichtung (4, 6) nachAnspruch 9,dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (4, 6) mehrere, entlang ihrer Längsrichtung verteilt angeordnete einzelne Biegesensoren (6) und ein Zentralmodul (8) aufweist, an welches die einzelnen Biegesensoren (6) angebunden sind und das für eine Energieversorgung der Biegesensoren (6) und/oder zum Sammeln der von den Biegesensoren (6) gelieferten Sensordaten eingerichtet ist.Sensor device (4, 6) after claim 9 ,characterized in that the sensor device (4, 6) has a plurality of individual bending sensors (6) distributed along its longitudinal direction and a central module (8) to which the individual bending sensors (6) are connected and which is responsible for supplying energy to the bending sensors ( 6) and/or for collecting the sensor data supplied by the bending sensors (6).

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