用于检查表面的设备和方法技术

本申请题为“用于检查表面的设备和方法”。一种用于检查表面(120)的设备(100)包括光源(106)和相机(114)。当光束(112)由光源(106)生成时，当在垂直于包含光束(112)的中心线(142)或相机(114)的视线(144)之一的第一平面(150)的方向上观察时，光束(112)的中心线(142)与相机(114)的视线(144)重合。当在垂直于第二平面(152)的方向上观察时，光束(112)的中心线(142)平行于相机(114)的视线(144)，第二平面(152)垂直于第一平面(150)并包含光束(112)的中心线(142)和相机(114)的视线(144)。中心线(142)和相机(114)的视线(144)。中心线(142)和相机(114)的视线(144)。

【技术实现步骤摘要】
用于检查表面的设备和方法


[0001]本文描述了用于检查表面的设备和方法。

技术介绍

[0002]在结构(例如飞机或其部件)的制造和组装期间，在某些情况下，需要确定表面修整特性。此外，如果结构的一个或多个表面上存在异物碎片(FOD)，则需要识别并移除它。人工检查结构以确定表面修整特性和/或识别并移除FOD是昂贵且耗时的。此外，在许多情况下，由于结构的几何结构所施加的空间限制使得人工检查变得困难。此外，用于表面检查的目前可用的自动化解决方案成本高昂，并且通常不适用于空间受限的应用。

技术实现思路

[0003]因此，旨在至少解决上述问题的设备和方法将找到实用性。
[0004]以下是本文公开的主题的示例的非穷尽列表。
[0005]本文公开了一种用于检查表面的设备。该设备包括光源，该光源被配置为生成具有中心线的光束。该设备还包括具有视线的相机。该设备还包括与相机通信地耦合的微处理器。当由光源生成光束时，当在垂直于包含光束的中心线或相机的视线之一的第一平面的方向上观察时，光束的中心线与相机的视线重合。此外，当由光源生成光束时，当在垂直于第二平面的方向上观察时，光束的中心线平行于相机的视线，该第二平面垂直于第一平面并包含光束的中心线和相机的视线。
[0006]该设备能够识别零件的表面和/或检查零件的表面是否有异物。光源有助于从表面中的纹理和表面上的异物产生阴影和光反射。具有视线的相机能够将光源和相机两者放置为靠近表面，当在垂直于包含光束的中心线或相机的视线之一的第一平面的方向上观察时，相机的视线与光束的中心线重合，并且当在垂直于第二平面的方向上观察时，相机的视线平行于光束的中心线，该第二平面垂直于第一平面并包含光束的中心线和相机的视线。第一平面进入图4A中的页面，而第二平面进入图3A中的页面。与纹理和/或异物的尺寸相比，将光源放置为靠近表面便于从纹理和/或异物投射放大的阴影，并增强纹理和/或异物的反射。将相机放置为靠近表面促进通过相机捕获从表面中的纹理和/或表面上的异物投射的阴影的图像，以及来自表面中的纹理和/或表面上的异物的光反射。微处理器有利于处理由相机捕获的图像，以用于识别和/或分类表面的类型和表面上的异物。
[0007]本文还公开了一种使用该设备来识别表面的方法。该方法包括以下步骤：
[0008](1)在用光束照射表面的同时，使用相机捕获表面的至少一部分的包含像素的图像，以及(2)将图像的像素图案与存档的像素图案进行比较，以确定图像的像素图案是否匹配存档的像素图案之一，每个存档的像素图案对应于多个不同类型的表面之一。光束的中心线与表面之间的锐角(在垂直于表面并包含中心线的平面中测量)介于0至30度。像素中的至少一个的灰度值不同于像素中的至少另一个的灰度值，使得图像的像素形成像素图案。
[0009]第一种方法能够识别零件的表面的类型。用光束照射表面有助于从表面的表面特征(例如纹理)投射阴影。光束的中心线与表面之间的介于0至30度的锐角有助于确保从甚至较小的表面特征投射阴影。像素中的至少一个的灰度值不同于像素中的至少另一个的灰度值提供了在图像中存在投射阴影的表面特征的指示。将图像的所得像素图案与存档的像素图案进行比较，以确定图像的像素图案是否匹配存档的像素图案之一，从而能够将表面的类型识别为与匹配的存档的像素图案相对应的表面类型。
[0010]本文进一步公开了一种使用该设备检查表面是否有异物的方法。该方法包括以下步骤：(1)在用光束照射表面的同时，使用相机捕获包含像素的图像，以及(2)当图像包含对应于表面上的第一连续分区的像素的第一子集或对应于物体表面上的第二连续分区的像素的第二子集中的至少一个时，将从表面突起并与表面具有接触区域的物体指定为异物之一。光束的中心线与表面之间的锐角(在垂直于表面并包含中心线的平面中测量)介于0至30度。表面上的第一连续分区与物体邻接。表面上的第一连续分区从光束接收的能量比表面的周向封闭部分接收的能量少，从而在表面上限定并完全界定第一连续分区以及物体与表面的接触区域。物体表面上的第二连续分区从光束反射的能量比物体表面的周向封闭部分多，从而在物体的表面上限定并完全界定第二连续分区。
[0011]第二种方法能够使用光源的光束和相机捕获的图像来检查零件表面是否有异物，以识别和指定表面上的异物。光束的中心线与表面之间的锐角介于0至30度，有助于确保从表面上的异物投射阴影和/或从表面上的异物反射光。当包含在图像中时，像素的第一子集提供从表面上的异物投射的阴影的数字表示。当包含在图像中时，像素的第二子集提供从异物反射的光的数字表示。因此，当图像包含像素的第一子集或像素的第二子集中的至少一个时，确定表面上的物体的存在并将其指定为异物。
附图说明
[0012]现在将参考附图，附图不一定按比例绘制，并且其中贯穿几个视图，相同的附图标记指定相同或相似的零件。在附图中：
[0013]图1是根据本文公开的主题的一个或多个示例的用于检查表面的设备的框图；
[0014]图2是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的示意性透视图；
[0015]图3A是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的示意性立面侧视图；
[0016]图3B是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的示意性立面侧视图；
[0017]图4A是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的示意性俯视图；
[0018]图4B是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的示意性立面侧视图；
[0019]图4C是根据本文公开的主题的一个或多个示例的零件表面和零件表面上的异物碎片的示意性透视图；
[0020]图4D是根据本文公开的主题的一个或多个示例的表面上的异物碎片的示意性立面正视图；
[0021]图5A是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的相机和相机的视场
的示意性透视图；
[0022]图5B是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的相机和相机的视场的示意性透视图；
[0023]图5C是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的相机和相机的视场的示意性透视图；
[0024]图6A是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的光源和由光源生成的光束的示意性透视图；
[0025]图6B是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的光源和由光源生成的光束的示意性透视图；
[0026]图6C是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的光源和由光源生成的光束的示意性透视图；
[0027]图7是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的示意性透视图；
[0028]图8A是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的示意性俯视图；
[0029]图8B是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的示意性俯视图；
[0030]图8C是根据本文公开的主题的一个或多个示例的图1的设备的示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检查表面(120)的设备(100)，所述设备(100)包括：光源(106)，其被配置为生成具有中心线(142)的光束(112)；相机(114)，其具有视线(144)；以及微处理器(118)，其与所述相机(114)通信地耦合，其中，当由所述光源(106)生成所述光束(112)时：当在垂直于包含所述光束(112)的所述中心线(142)或所述相机(114)的所述视线(144)之一的第一平面(150)的方向上观察时，所述光束(112)的所述中心线(142)与所述相机(114)的所述视线(144)重合；并且当在垂直于第二平面(152)的方向上观察时，所述光束(112)的所述中心线(142)平行于所述相机(114)的所述视线(144)，所述第二平面(152)垂直于所述第一平面(150)并包含所述光束(112)的所述中心线(142)和所述相机(114)的所述视线(144)。2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中所述光束(112)还具有：第一光束角(140A)，其在包含所述中心线(142)并与所述第一平面(150)共面或平行的第三平面(154)中测量，以及第二光束角(140B)，其在所述第二平面(152)中测量。3.根据权利要求2所述的设备(100)，其中所述第一光束角(140A)不等于所述第二光束角(140B)。4.根据权利要求3所述的设备(100)，其中所述第一光束角(140A)小于所述第二光束角(140B)。5.根据权利要求3所述的设备(100)，其中所述第一光束角(140A)与所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：