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公開番号2024103477
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-01
出願番号2024006786
出願日2024-01-19
発明の名称電極複合体スタックの角部領域の位置を特定するための方法
出願人フォルクスヴァーゲンアクチエンゲゼルシャフト,VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT
代理人アインゼル・フェリックス=ラインハルト,個人,個人,個人,個人
主分類G06T 7/70 20170101AFI20240725BHJP(計算;計数)
要約【課題】電極複合体スタック(ESV)の少なくとも1つの角部領域内の多角形の電極シートの角部の位置を特定するための方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】方法は、撮影領域内にあるESVの角部領域を、画像生成方法を用いて3D画像生成撮影するステップを含む。これにより、支持体5に対して相対的または撮影領域内に配置されたマーカーに対して相対的な、ESVの角部領域内の電極シートの3D位置情報が含まれるデータセットを生成する、方法はまた、データセットから、それぞれの電極シートのうちの、角部領域を縁取っている縁部の第1の縁部延在および第2の縁部延在を特定するステップを含む。縁部延在に基づいて、それぞれの電極シートの角部の位置が特定される。電極シートおよび電極シートの縁部は、この場合、ニューラルネットワークシステムを用いて特定される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電極複合体スタック（ＥＳＶ）の少なくとも１つの角部領域内の多角形の電極シートの角部の位置を特定するための方法であって、前記方法は、
－撮影領域内にある電極複合体スタック（ＥＳＶ）の角部領域を、画像生成方法を用いて３Ｄ画像生成撮影するステップであって、これにより、支持体（５，ＳＤ，ＳＢ）に対して相対的な、または前記撮影領域内に配置されたマーカーに対して相対的な、前記電極複合体スタック（ＥＳＶ）の前記角部領域内の前記電極シート（Ａ，Ｋ）の３Ｄ位置情報が含まれるデータセットが生成される、ステップと、
－前記データセットから、それぞれの電極シート（Ａ，Ｋ）のうちの、前記角部領域を縁取っている縁部（２１ｘ，２１ｙ）の第１の縁部延在および第２の縁部延在（２０ｘ，２０ｙ）を特定するステップであって、前記縁部延在（２０ｘ，２０ｙ）に基づいて、それぞれの前記電極シート（Ａ，Ｋ）の前記角部（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４）の位置が特定される、ステップと
を含み、
－前記第１の縁部延在および前記第２の縁部延在（２０ｙ，２０ｘ）は、以下のステップによって特定され、すなわち、
○複数のｘｚ断面画像（１０ｘ）およびｙｚ断面画像（１０ｙ）を生成するステップと、
○それぞれの前記ｘｚ断面画像（１０ｘ）内およびそれぞれの前記ｙｚ断面画像（１０ｙ）内において前記電極シート（Ａ，Ｋ）を識別するステップと、
○それぞれの前記ｘｚ断面画像（１０ｘ）内およびそれぞれの前記ｙｚ断面画像（１０ｙ）内において、かつ前記ｘｚ断面画像（１０ｘ）内および前記ｙｚ断面画像（１０ｙ）内のそれぞれの識別された電極シート（Ａ，Ｋ）ごとに、
・第１のニューラルネットワークシステムによって、前記電極複合体スタック内の基準位置領域から前記電極シートの電極縁部位置までの電極シート延在を特定することと、
・前記電極シート延在の経路長さが不変のまま維持され、前記電極シート延在が前記基準領域から補正された電極縁部位置まで基準位置（１０１）の高さで延びるように、前記電極シート延在を適合させることと
を行うステップと、
○それぞれの電極シート（Ａ，Ｋ）ごとに前記第１の縁部または前記第２の縁部（２１ｘ，２１ｙ）に沿って前記補正された電極縁部位置（３０２）に沿って延在する直線（２０ｘ，２０ｙ）をそれぞれ特定するステップであって、前記直線（２０ｙ，２０ｘ）は、前記第１の縁部延在（２０ｙ）および前記第２の縁部延在（２０ｘ）に対応する、ステップと
によって特定される、
方法。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記補正された電極縁部位置は、複数の標本点（３０１，３００）において電極シート位置を特定することによって決定され、
第１の標本点（３０１）は、前記電極縁部位置に対応し、
前記電極複合体スタック（ＥＳＶ）内の前記電極シート（Ａ，Ｋ）の前記基準位置（１０１）は、少なくとも１つのさらなる標本点（３００）によって検出され、
前記標本点（３００，３０１）は、前記第１のニューラルネットワークシステムによって特定され、
前記補正された電極縁部位置（３０２）は、少なくとも前記第１の標本点（３０１）を前記基準位置（１０１）の高さまで変位させることによって達成され、
前記電極シート延在の経路長さが不変のまま維持されるように、前記第１の標本点（３０１）と前記少なくとも１つのさらなる標本点（３００）との間の経路長さが一定のまま維持される、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
それぞれの電極シート（Ａ，Ｋ）ごとに、前記第１の縁部延在（２０ｙ）と前記第２の縁部延在（２０ｘ）との交点（Ｅ１）が特定され、
前記交点（Ｅ１）に、それぞれの前記電極シート（Ａ，Ｋ）の前記角部の位置が対応付けられる、
請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記電極複合体スタック（ＥＳＶ）の前記電極シート（Ａ，Ｋ）の２つ以上の角部領域に対して、前記方法が実施され、
前記電極シート（Ａ，Ｋ）の２つ以上の角部（Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４）についての位置が決定される、
請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記電極シート（Ａ，Ｋ）は、前記ｘｚ断面画像（１０ｘ）内および前記ｙｚ断面画像（１０ｙ）内において、電極シートを識別するためのさらなるニューラルネットワークシステムによって識別される、
請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
補正された第１の縁部延在および補正された第２の縁部延在（２０ｙ，２０ｘ）と、それぞれの前記電極シート（Ａ，Ｋ）の前記少なくとも１つの角部（Ｅ１）の位置とに基づいて、前記支持体（５）および／または前記マーカーに対するそれぞれの前記電極シート（Ａ，Ｋ）の姿勢が決定される、
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記姿勢に基づいて、それぞれの電極シート（Ａ，Ｋ）ごとに、前記支持体（５）および／または前記マーカーに対する所定の姿勢からの偏差が特定される、
請求項６記載の方法。
【請求項８】
さらなる電極複合体スタックのための製造方法の間に、前記さらなる電極複合体スタックにおいて前記偏差がより小さくなるように、特定された前記偏差に基づいて前記電極複合体スタックにおける前記電極シートの堆積姿勢が適合させられる、
請求項７記載の方法。
【請求項９】
それぞれの電極シート（Ａ，Ｋ）ごとに、前記角部（Ｅ１，Ｅ３）の特定された位置から、それぞれの前記電極シート（Ａ，Ｋ）のうちのまだ特定されていない残りの角部（Ｅ２，Ｅ４）の位置が決定され、
前記残りの角部の決定は、データベースに格納されている前記電極シートの寸法から実施される、
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の電極シートは、第１のタイプの複数の電極シート（Ａ）と、第２のタイプの複数の電極シート（Ｋ）とを含む、
請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１記載の電極複合体スタックの角部領域の位置を特定するための方法に関する。本発明はさらに、本方法を実施するためのコンピュータプログラムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【０００２】
ＥＳＶ（電極セパレータ複合体）とも称される電極複合体スタックの製造時には、複数の電極シート、すなわちアノードとカソードとが交互の順序で上下に積層される。これらの電極シートの間には、電極同士を互いに電気的に絶縁させるそれぞれ１つのセパレータ層が配置されている。
【０００３】
電極シートの堆積精度は、積層プロセスのプロセス能力に対する品質基準であると同時に、ＥＳＶの安全性と機能とに関連した製品特徴でもある。目的は、全ての電極シートが、定義された間隔および定義された許容誤差範囲内で堆積されていることである。ＥＳＶにおける電極被覆率が高くなればなるほど、電気化学的性能が高くなる。多くのＥＳＶにおいて、アノードの電極シートは、カソード電極シートを完全に覆うことを可能にするために、周方向で１ミリメートルから数ミリメートルだけより大きい。アノードシートの周方向の突出する周縁がわずかであればあるほど、スタックの堆積をより精確に実施しなければならない。しかしながら、それと同時に、製造速度の向上も望まれており、このことは、正確な堆積の妨げになってしまう。この理由から、ＥＳＶ内の電極シートの堆積精度を確実に、迅速に、かつ精確にも特定する必要がある。
【０００４】
従来技術では、堆積精度を特定するための種々異なる方法が公知であり、典型的には、画像生成撮影のためにＸ線放射が使用される。しかしながら、このような撮影から得られた３Ｄ画像データは、（撮影速度に応じて）劣悪な信号対雑音比を有していることが多く、したがって、例えば電極シートの角部の位置のような対応するパラメータを特定するために、画像データは、専門家によって画像生成ソフトウェアにおいて評価されることが多い。
【０００５】
さらに、従来技術において電極シートの回転を特定することが可能であり、これにより、堆積精度を決定することは可能であるが、必ずしも、改善された堆積を補正するための手段を導出することができるとは限らない。
【０００６】
したがって、本発明の課題はＥＳＶ内の電極シートの角部領域の位置を全自動で、ロバストに、かつ精確に決定する方法を提供することである。
【０００７】
本発明による課題は、請求項１記載の方法によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されており、以下で説明される。
【０００８】
本発明によれば、電極複合体スタック内の個々の多角形の、とりわけ矩形の電極シートの少なくとも１つの角部領域の位置を特定するための方法、とりわけコンピュータ実装方法であって、本方法は、
－撮影領域内にある電極複合体スタックの電極シートの角部領域を、画像生成方法、とりわけコンピュータ断層撮影式の画像生成方法を用いて３Ｄ画像生成撮影するステップであって、これにより、支持体に対して相対的な、かつ／または画像生成方法の撮影領域内に配置されたマーカーに対して相対的な、電極複合体スタックの角部領域内の電極シートの３Ｄ位置情報が含まれるデータセットが生成される、ステップと、
－データセットから、電極複合体スタックのそれぞれの電極シートのうちの、角部領域を縁取っている縁部の第１の縁部延在および第２の縁部延在を特定するステップであって、補正された縁部延在に基づいて、例えば補正された縁部延在の外挿によって、それぞれの電極シートの角部の位置が特定される、ステップと
を含み、
－まず始めに、第１の縁部延在および第２の縁部延在は、以下のステップによって特定され、すなわち、
○複数のｘｚ断面画像およびｙｚ断面画像を生成するステップと、
○それぞれのｘｚ断面画像内およびそれぞれのｙｚ断面画像内において電極シートを識別するステップと、
○それぞれのｘｚ断面画像内およびそれぞれのｙｚ断面画像内において、かつｘｚ断面画像内およびｙｚ断面画像内のそれぞれの識別された電極シートごとに、
・第１のニューラルネットワークシステムによって、電極複合体スタック内の基準位置領域から電極シートの電極縁部位置までの電極シート延在を特定することと、
・電極シート延在の経路長さが不変のまま維持され、電極シート延在が基準領域から補正された電極縁部位置まで基準位置の高さで延びるように、電極シート延在を適合させることと
を行うステップと、
○それぞれの電極シートごとに第１の縁部または第２の縁部に沿って補正された電極縁部位置に沿って延在する直線をそれぞれ特定するステップであって、直線は、第１の縁部延在および第２の縁部延在に対応する、ステップと
によって特定される、方法が提供される。
【０００９】
第１の畳み込みニューラルネットワークシステムとは、とりわけ電極シート延在を認識するように構成された、訓練された畳み込みニューラルネットワークシステムである。
【００１０】
neural network（ニューラルネットワーク）は、ドイツ語圏ではneuronales Netzと称される。その場合、convolutional neural network（畳み込みニューラルネットワーク）は、おおよそkonvolutionales neuronales Netzに相当することとなろうが、これは、ドイツ語圏では一般的ではなく、この理由から本明細書では、世界中で使用されているconvolutional neural network（畳み込みニューラルネットワーク）という用語が使用される。
（【００１１】以降は省略されています）

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