用于测量物体上或附近的特征的方法及装置制造方法及图纸

一种用于使用视频检测装置来测量物体上或附近的特征的尺寸的方法及装置。基于物体的表面上的参照表面点来确定参照表面。一个或多个测量光标放置在物体的图像的测量像素上。在参照表面上确定与测量像素相关联的投射的参照表面点。特征的尺寸可使用至少一个投射的参照表面点的三维坐标来确定。

Method and device for measuring characteristics on or near objects

A method and apparatus for measuring the size of objects on or near objects using a video detection device. The reference surface is determined based on the reference surface points on the surface of the object. One or more measuring cursors are placed on the measured pixels of the image of the object. A reference surface point associated with the measured pixel is determined on the reference surface. The size of the feature can be determined by using the three-dimensional coordinates of at least one projected reference surface.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量物体上或附近的特征的方法及装置相关申请的交叉引用本申请请求享有2015年9月25日提交的题为METHODANDSYSTEMFORMEASURINGFEATURESONORNEARANOBJECT的美国临时专利申请第62/232866号和2016年2月8日提交的题为METHODANDSYSTEMFORMEASURINGFEATURESONORNEARANOBJECT的美国专利申请第15/018628号的权益，其全部内容通过引用并入本文中。本申请也是在此通过引用整体并入本文中的2015年3月17日提交且题为METHODANDDEVICEFORDISPLAYINGATWO-DIMENSIONALIMAGEOFAVIEWEDOBJECTSIMULTANEOUSLYWITHANIMAGEDEPICTINGTHETHREE-DIMENSIONALGEOMETRYOFTHEVIEWEDOBJECT的美国专利申请序列第14/660464号的部分连续案且请求享有其优先权，且其为(1)通过引用整体并入本文中的2013年12月17日提交且题为METHODANDDEVICEFORAUTOMATICALLYIDENTIFYINGTHEDEEPESTPOINTONTHESURFACEOFANANOMALY的美国专利申请序列第14/108976号，以及(2)通过引用整体并入本文中的2011年3月4日提交且题为METHODANDDEVICEFORDISPLAYINGATHREE-DIMENSIONALVIEWOFTHESURFACEOFAVIEWEDOBJECT的美国专利申请序列第13/040678号(现在是美国专利第9013469号)的部分连续案且请求享有其优先权。
本文公开的主题涉及用于使用视频检测装置来测量物体上或附近的特征的尺寸的方法及装置。
技术介绍
视频检测装置如视频内窥镜或管道镜可用于检测物体的表面以识别和分析物体上可能因例如损坏、磨损、腐蚀或不适当安装而引起的异常(例如，凹坑或凹陷)。在许多情况下，物体的表面是不可接近的并且在未使用视频检测装置的情况下是无法观察的。例如，视频检测装置可用于检测飞行器或发电单元上涡轮发动机叶片的表面以识别表面上可能已形成的任何异常以便确定是否需要任何修理或进一步维护。为了进行该评定，经常需要获得对表面和异常的高度准确的尺寸测量，以验证异常未超出或脱离针对该物体的操作限制或要求规定。视频检测装置可用于获得并显示观察物体的表面的二维图像，其示出异常以确定表面上异常的尺寸。表面的该二维图像可用于生成表面的三维数据，其提供表面上(包括异常附近)的多个点的三维坐标(例如，(x,y,z))。在一些视频检测装置中，用户可以以测量模式操作视频检测装置以进入测量屏幕，其中用户将光标放置在二维图像上以确定异常的几何尺寸。然而，在一些情况下，物体可能以一种方式受损，使得物体的部分可缺失(例如，涡轮叶片或其他物体可具有缺失的末梢)，或物体上的某些区域在图像中不够详细(例如，沿涡轮叶片的边缘，其中存在由外物破坏引起的小凹陷，或涡轮叶片与护罩之间的间隙)。缺失部分或不够详细的特征的测量可能不可能，因为期望测量区域中的表面点的三维坐标不可计算，或准确性较低(例如，如果缺失部分的区域中没有表面点，如果区域太暗、太亮、太高光泽，或具有太多炫光或镜面反射，区域具有不够的细节，区域具有太多噪声，等)。在其他情况下，视频检测装置的视角可使得用户不可准确地将光标放置在二维图像上的期望位置来进行测量。此外，当查看由视频检测装置取得的图像时，用户可能不能认识到探头与物体之间的物理关系来调整视图(如果需要)。
技术实现思路
公开了一种用于使用视频检测装置来测量物体上或附近的特征的尺寸的方法及装置。基于物体的表面上的参照表面点来确定参照表面。一个或多个测量光标放置在物体的图像的测量像素上。确定与参照表面上的测量像素相关联的投射的参照表面点。特征的尺寸可使用至少一个投射的参照表面点的三维坐标来确定。在一些公开的实施例的实践中可实现的优点在于，甚至在没有三维数据或低准确性三维数据可用的情况下也可进行物体特征的准确测量。在一个实施例中，公开了一种用于测量观察物体上或附近的特征的方法。该方法包括以下步骤：在监视器上显示观察物体的图像、使用中央处理器单元确定观察物体的表面上的多个点的三维坐标、使用指向装置从观察物体的表面上的多个点中选择一个或多个参照表面点、使用中央处理器单元确定参照表面(其中参照表面基于一个或多个参照表面点来确定)、使用指向装置将一个或多个测量光标放置在图像的一个或多个测量像素上、使用中央处理器单元确定与参照表面上的一个或多个测量光标相关联的一个或多个投射的参照表面点(其中一个或多个投射的参照表面点中的各个基于来自一个或多个测量像素的三维轨迹线和参照表面的交点来确定)，以及使用中央处理器单元使用一个或多个投射的参照表面点中的至少一个的三维坐标确定观察物体上或附近的特征的尺寸。以上实施例仅为示例性的。其他实施例在公开的主题的范围内。附图说明所以，可理解本专利技术的特征的方式，可参照某些实施例来详细描述本专利技术，其中一些实施例在附图中示出。然而，要注意，附图仅示出了本专利技术的某些实施例，且因此不认作是限制其范围，因为公开的主题的范围还包含其他实施例。附图不一定按比例，重点大体上放置在示出本专利技术的某些实施例的特征。在附图中，相似的数字贯穿各种视图用于指示相似部分。图1为示例性视频检测装置的框图；图2为示例性实施例中的具有异常的观察物体的物体表面由视频检测装置获得的示例性图像；图3为示例性实施例中的用于自动地识别图2的图像中所示的观察物体上的异常的表面上最深点的示例性方法的流程图；图4示出了由视频检测装置确定的示例性参照表面；图5示出了由视频检测装置确定的示例性关注区域；图6示出了由视频检测装置确定的另一个示例性关注区域；图7为示例性实施例中的图1的图像中所示的观察物体的物体表面的示例性轮廓的图形表达；图8为示例性实施例中的具有异常的观察物体的表面由视频检测装置获得的另一个图像；图9为示例性实施例中的用于检测图8的图像中所示的观察物体的表面的用于显示三维数据的方法的流程图；图10为点云视图中的多个表面点的子集的显示；图11为另一个示例性实施例中的用于同时显示观察物体的二维图像以及绘出了观察物体的三维几何形状的图像的示例性方法的流程图；图12为观察物体的二维图像和立体图像的显示；图13为具有测量光标的观察物体的二维图像和具有测量标识符的深度轮廓图像形式的观察物体的三维几何形状的渲染图像的显示；图14为具有测量光标的观察物体的二维图像和具有测量标识符的点云视图形式的观察物体的三维几何形状的渲染图像的显示；图15A为另一个示例性实施例中的具有缺失转角的涡轮叶片由视频检测装置获得的另一个示例性图像；图15B为另一个示例性实施例中的具有如图15A中所示的缺失转角的涡轮叶片的三维点云视图的显示；图15C为另一个示例性实施例中的具有缺失转角的涡轮叶片由视频检测装置获得的另一个示例性图像；图16示出了图像像素、传感器像素、参照表面坐标和物体表面坐标之间的关系；图17为另一个示例性实施例中的具有缺失转角的涡轮叶片由视频检测装置获得的另一个示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量观察物体上或附近的特征的方法，所述方法包括以下步骤：在监视器上显示所述观察物体的图像；使用中央处理器单元确定所述观察物体的表面上的多个点的三维坐标；使用指向装置从所述观察物体的表面上的多个点选择一个或多个参照表面点；使用所述中央处理器单元确定参照表面，其中所述参照表面基于所述参照表面点中的一个或多个来确定；使用指向装置将一个或多个测量光标放置在所述图像的一个或多个测量像素上；使用所述中央处理器单元在所述参照表面上确定与所述一个或多个测量光标相关联的一个或多个投射的参照表面点，其中所述一个或多个投射的参照表面点中的各个基于来自所述一个或多个测量像素的三维轨迹线和所述参照表面的交点来确定；以及使用所述中央处理器单元，使用所述一个或多个投射的参照表面点中的至少一个的三维坐标来确定所述观察物体上或附近的特征的尺寸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.25 US 62/232866;2016.02.08 US 15/0186281.一种用于测量观察物体上或附近的特征的方法，所述方法包括以下步骤：在监视器上显示所述观察物体的图像；使用中央处理器单元确定所述观察物体的表面上的多个点的三维坐标；使用指向装置从所述观察物体的表面上的多个点选择一个或多个参照表面点；使用所述中央处理器单元确定参照表面，其中所述参照表面基于所述参照表面点中的一个或多个来确定；使用指向装置将一个或多个测量光标放置在所述图像的一个或多个测量像素上；使用所述中央处理器单元在所述参照表面上确定与所述一个或多个测量光标相关联的一个或多个投射的参照表面点，其中所述一个或多个投射的参照表面点中的各个基于来自所述一个或多个测量像素的三维轨迹线和所述参照表面的交点来确定；以及使用所述中央处理器单元，使用所述一个或多个投射的参照表面点中的至少一个的三维坐标来确定所述观察物体上或附近的特征的尺寸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述观察物体的图像是二维图像。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参照表面是平面。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用指向装置选择一个或多个参照表面点的步骤通过将参照表面光标放置在所述参照表面点中的各个上而执行。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，在所述监视器上显示所述观察物体的表面上的多个点和所述参照表面上的一个或多个投射的参照表面点的三维视图的步骤。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个投射的参照表面点中的至少一个与没有所述观察物体的表面上的点的相关联的三维坐标的测量像素相关联。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个投射的参照表面点中的至少一个与具有所述观察物体的表面上的点的相关联的三维坐标的测量像素相关联。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，使用所述一个或多个投射的参照表面点中的至少一个的三维坐标确定所述观察物体上或附近的特征的尺寸的步骤还包括，使用所述观察物体的表面上的多个点中的至少一个的三维坐标。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参照表面基于所述参照表面点中的一个或多个的三维坐标或所述参照表面点中的一个或多个附近的表面点的三维坐标来确定。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述观察物体上或附近的特征是所述观察物体的缺失转角，以及其中使用指向装置将一个或多个测量光标放置在所述图像的一个或多个测量像素上的步骤包括通过以下执行面积测量：将第一测量光标放置在离所述参照表面点第一距离处的所述缺失转角附近的所述观察物体的第一边缘上，将第二测量光标放置在离所述参照表面点第二距离处的所述缺失转角附近的所述观察物体的第二边缘上，以及将第三测量光标放置在离所述参照表面点第三距离处。11.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：CA本达尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US