用于内孔窥视仪检查的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于内孔窥视仪检查构件、特别是燃气轮机、例如飞机发动机(80)中的涡轮机和/或压缩机叶片(87')的方法(100)和设备。方法(100)使用立体内孔窥视仪(10)拍摄构件并且包括如下步骤：通过立体内孔窥视仪(10)产生两个立体部分图像(步骤102)；从立体部分图像中计算三维三角测量数据(步骤105)；在求出投影点(31)的情况下将三维三角测量数据登记到由立体内孔窥视仪(10)检测的构件的三维CAD参考模型(30)上(步骤106和107)；将从立体部分图像中求出的二维图像数据从所求出的投影点投影到三维CAD参考模型(30)上(步骤108)；和通过对投影的二维图像数据进行图像分析和通过确定登记的三维三角测量数据相对于三维CAD参考模型(30)的偏差来求出损坏(步骤112和113)。该设备构造用于执行该方法。备构造用于执行该方法。备构造用于执行该方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于内孔窥视仪检查的方法和设备


[0001]本专利技术涉及用于对构件、特别是燃气涡轮机、即例如飞机发动机中的涡轮机和/或压缩机叶片进行内孔窥视仪检查的方法和设备。

技术介绍

[0002]在现有技术中，已知各种用于对燃气轮机、特别是飞机发动机、如喷气发动机进行光学检查的方法，其中，内孔窥视仪穿过侧面的开口引入到完整安装的燃气轮机中，以便能够如此随后光学检查燃气轮机的内部。
[0003]由于运行中出现的负荷，相应的内孔窥视仪尤其用于检查飞机发动机的涡轮机和压缩机叶片。为此，将内孔窥视仪侧面地引入飞机发动机中进而在气体通道的内部中定位成，使得涡轮机或压缩机级的叶片以及发动机叶片的接口区域(在发动机叶片较大的情况下为叶片表面的预设的高度区域)完全位于内孔窥视仪的图像区域内。然后旋转涡轮机或压缩机级，由此能够由内孔窥视仪动态地检测相应级的全部发动机叶片。
[0004]在此，产的图像或视频拍摄被人工分析，以便表明发动机叶片的结构状态。在严重损坏的情况下，能够对单个发动机叶片进行手动静态三维检测，以便能够更精确地分析损坏。然而，三维检测非常复杂且耗时，使得其仅在特殊情况下执行。

技术实现思路

[0005]本专利技术所基于的目的是创建一种用于对构件进行内孔窥视仪检查的方法和一种为此构造的设备，方法和设备具有对构件内部中的表面的改进的三维检测和自动化的损坏评估。
[0006]目的通过根据独立权利要求的方法和根据权利要求9的设备来实现。有利的改进形式是从属权利要求的主题。
[0007]相应地，本专利技术涉及一种用于对构件进行内孔窥视仪检查的方法，其中，使用立体内孔窥视仪来拍摄构件，其特征在于，设有以下步骤：
[0008]‑
通过立体内孔窥视仪产生两个立体部分图像；
[0009]‑
通过立体部分图像计算三维三角测量数据；
[0010]‑
在求出投影点的情况下将三维三角测量数据登记到由立体内孔窥视仪检测的构件的三维CAD参考模型上；
[0011]‑
将从立体部分图像中求出的二维图像数据投影到求出的投影点的三维CAD参考模型上；和
[0012]‑
通过对投影的二维图像数据进行图像分析和通过确定登记的三维三角测量数据相对于参考模型的偏差来求出损坏。
[0013]本专利技术还涉及一种用于对构件进行内孔窥视仪检查的设备，设备包括立体内孔窥视仪和与其连接的计算机单元，计算机单元能够访问包括待检查的构件的三维CAD参考模型的存储器，其中，该设备构造用于执行根据本专利技术的方法。
[0014]首先，阐述一些结合本专利技术使用的术语。
[0015]“立体内孔窥视仪”是构造用于立体拍摄的内孔窥视仪。为此，立体内孔窥视仪具有两个彼此间隔开的图像获取单元，图像获取单元的拍摄锥头在拍摄平面中叠加，使得在拍摄平面中产生共同的拍摄区域，拍摄区域由两个拍摄锥头检测。两个图像获取单元的结果首先是“二维图像数据”，即图像点的网格形的布置，图像点具有颜色信息或者具有亮度信息(灰度级)。由于两个图像获取单元的距离和在拍摄区域上的从中产生的不同的观察角度，对于拍摄区域中的实际的每个点都能够借助于三角测量法求出与图像获取单元的距离作为“三维三角测量数据”。适合与此的方法以术语“立体视觉”已知。从图像信息中能够连同三维三角测量数据一起产生由内孔窥视仪拍摄的物体或图像区域的三维模型。
[0016]立体内孔窥视仪能够基于“视频内孔窥视仪”的原理，其中，由在内孔窥视仪的自由端部处的光学装置拍摄的图像不经由光学线路引导至内孔窥视仪的另一端部处的目镜或相机，而是借助合适的半导体元件作为图像获取单元直接在自由端部处转换成电子的图像信息，电子的图像信息随后经由数据连接例如传输给显示器或传输给用于继续处理的计算机单元。相应的半导体元件、如光学电荷耦合器件(CCD)或互补氧化物半导体(CMOS)传感器在现有技术中已知。还能够直接在光学半导体元件的区域中设有另外的集成电路，集成电路能够预处理由半导体元件检测到的电子图像信息，以便例如通过数据减少来减少待经由数据连接传输的数据量。能够通过压缩源自半导体元件的电子图像信息来实现数据减少。附加地或替代地，也可行的是，使得集成电路、例如“现场可编程门阵列”(FPGA)从电子图像信息中去除以下数据，该数据不描绘最终的、由两个半导体元件检测到的共同的拍摄区域。下面描述的计算、例如三维三角测量数据的求出或二维图像数据的产生能够至少部分地通过相应的集成电路执行。其他的子步骤、例如将三维三角测量数据登记到三维CAD模型上优选地通过外部计算机单元、例如计算机执行，计算机经由数据连接从立体内孔窥视仪获得为此所需的数据。
[0017]在第一步骤中，通过立体内孔窥视仪，通过图像获取单元同时检测共同的拍摄区域或待拍摄的构件或其一部分的图像产生两个立体部分图像。同时的检测有利于，能够直接排除两个依次的拍摄之间的可能的时间变化，例因为待拍摄的构件被移动。如果图像获取单元是半导体元件，则优选的是，图像获取单元配备有全局快门，以便将运动伪影的风险降至最低。
[0018]如果需要，能够根据预设的校准来校正由两个图像获取单元检测的立体部分图像，以便补偿可能的失真和/或执行色彩调准。相应的校正能够简化后续的计算和/或提高计算结果的准确性。
[0019]然后，从两个可能校正过的立体部分图像中产生三维三角测量数据。为此所需的立体视觉计算和方法在现有技术中还是已知的，并且关于此点不需要任何进一步阐述。结果，在拍摄区域中的大量的点的计算之后，存在关于他们相对于图像获取单元的距离的信息。
[0020]然后，将三维三角测量数据登记到由立体内孔窥视仪检测的构件的三维CAD参考模型上。为此，在自动化方法中基于三维三角测量数据求出相对于三维CAD参考模型的投影点，从投影点起，三维三角测量数据最佳地与三维CAD参考模型一致。在自动化方法中直接从三维三角测量数据中获得投影点，能够在经由立体内孔窥视仪或其图像获取单元的以不
同方式求出的位置来确定投影点的位置时排除可能的不准确性。然而，通常有利的是，始于立体内孔窥视仪的例如可经由内孔窥视仪引导设备求出的位置进行自动化地求出投影点。即使由于测量不准确性等原因可求出的位置可能与最终的投影点不精确一致，则位置通常仍位于寻找的投影点附近。结果，与在用于求出投影点的任意的起点相比，始于立体内孔窥视仪的可求出的位置通常能够更快地求出期望的投影点。也能够在原则上考虑多个投影点的情况下通过将立体内孔窥视仪的可求出的位置预设为起点，来有助于投影点求出的唯一性。所求出的位置通常也包括立体内孔窥视仪的图像获取单元的定向。
[0021]例如通过最小化三维三角测量数据与三维CAD参考模型之间的偏差，能够求出投影点，在三维CAD参考模型中逐步地改变投影点，直至调节三维三角测量数据的各个点与三维CAD参考模型的偏差的期望的最小值，和/或直至偏差的标准偏差最小。
[0022]如果求出了投影点，则可行的是，使得随后根据三维三角测量数据调整三维CA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于构件的内孔窥视仪检查的方法(100)，其中，使用立体内孔窥视仪(10)来对所述构件进行拍摄，其特征在于，设有以下步骤：
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通过所述立体内孔窥视仪(10)产生两个立体部分图像(步骤102)；
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从所述立体部分图像中计算三维三角测量数据(步骤105)；
‑
在求出投影点(31)的情况下，将所述三维三角测量数据登记到由所述立体内孔窥视仪(10)检测的所述构件的三维CAD参考模型(30)上(步骤106和107)；
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将从所述立体部分图像中求出的二维图像数据投影到求出的所述投影点的所述三维CAD参考模型(30)上(步骤108)；和
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通过对投影的所述二维图像数据的图像分析和通过对登记的所述三维三角测量数据相对于所述三维CAD参考模型(30)的偏差的确定来求出损坏(步骤112和113)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算所述三维三角测量数据之前，根据预设的校准来校正所述立体部分图像(步骤104)。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在将所述二维图像数据投影到所述三维CAD参考模型(30)上之前，通过所述三维三角测量数据调整所述三维CAD参考模型。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述二维图像数据通过叠加所述立体部分图像来产生。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从所述立体内孔窥视仪(10)的能够通过内孔窥视仪引导设备(14)求出的位置(32)开始进行对...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨，
申请(专利权)人：汉莎技术股份公司，
类型：发明
国别省市：