QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzungsanmeldung und beansprucht Priorität der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 14/108,976, die am 17. Dezember 2013 eingereicht worden ist und den Titel METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATICALLY IDENTIFYING THE DEEPEST POINT ON THE SURFACE OF AN ANOMALY (VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR AUTOMATISCHEN IDENTIFIZIERUNG DER TIEFSTEN STELLE AUF DER OBERFLÄCHE EINER ANOMALIE) trägt, deren Gesamtheit hierin durch Verweis mit aufgenommen ist.This application is a partial continuation and claims priority of U.S. Patent Application Serial No. 14 / 108,976, filed December 17, 2013, and entitled METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATICALLY IDENTIFYING THE DEEPEST POINT ON THE SURFACE OF AN ANALYSIS (METHOD AND METHOD) DEVICE FOR AUTOMATICALLY IDENTIFYING THE DEEPEST PLACE ON THE SURFACE OF ANOMALY), the entirety of which is incorporated herein by reference.
HINTERGRUND BACKGROUND
Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Identifizierung einer interessierenden Stelle in einer Tiefenmessung an einem betrachteten Objekt unter Verwendung einer Videoinspektionsvorrichtung.The subject matter disclosed herein relates to a method and apparatus for automatically identifying a point of interest in a depth measurement on a subject object using a video inspection device.
Videoinspektionsvorrichtungen, beispielsweise Videoendoskope oder Boroskope, können verwendet werden, um Tiefenmesswerte an einem Objekt (z.B. die niedrigsten Punkte in Anomalien, wie beispielsweise Grübchen oder Dellen, Höhen von Schweißnähten, Messwerte von Versätzen oder Abständen zwischen Oberflächen usw.) zu erfassen. In vielen Fällen ist die Oberfläche des Objektes nicht zugänglich und kann ohne die Verwendung der Videoinspektionsvorrichtung nicht betrachtet werden. Zum Beispiel kann eine Videoinspektionsvorrichtung verwendet werden, um die Oberfläche einer Laufschaufel einer Turbine an einem Flugzeug oder einer Stromerzeugungseinheit zu untersuchen, um etwaige Anomalien zu erkennen, um zu bestimmen, ob irgendeine Reparatur oder eine weitere Wartungsmaßnahme nötig ist. Um die Bewertung vornehmen zu können, ist es häufig nötig, hochgenaue dimensionale Messwerte der Oberfläche zu erhalten, um zu verifizieren, dass die Anomalie einen Betriebsgrenzwert oder eine geforderte Spezifikation für dieses Objekt nicht überschreitet oder außerhalb davon liegt.Video inspection devices, such as video-endoscopes or borescopes, can be used to acquire depth measurements on an object (e.g., the lowest points in anomalies such as pits or dents, heights of welds, measurements of offsets or distances between surfaces, etc.). In many cases, the surface of the object is inaccessible and can not be viewed without the use of the video inspection device. For example, a video inspection device may be used to inspect the surface of a turbine blade on an aircraft or power generation unit to detect any anomalies to determine if any repair or other maintenance is needed. In order to perform the assessment, it is often necessary to obtain highly accurate dimensional measurements of the surface to verify that the anomaly does not exceed or exceed an operating limit or specification for that object.
Eine Videoinspektionsvorrichtung kann verwendet werden, um ein zweidimensionales Bild der Oberfläche eines betrachteten Objekts zu erhalten und anzuzeigen, um den Tiefenmesswert zu bestimmen. Dieses zweidimensionale Bild der Oberfläche kann verwendet werden, um dreidimensionale Daten von der Oberfläche zu erzeugen, welche die dreidimensionalen Koordinaten (z.B. (x, y, z)) von mehreren Punkten auf der Oberfläche liefern. In manchen Videoinspektionsvorrichtungen wird ein Tiefenmesswert bestimmt, indem drei Positionsanzeiger (Cursor) jeweils einzeln zu einem Zeitpunkt auf der Oberfläche des Objektes platziert werden, um eine Bezugsebene einzurichten, und dann ein vierter Positionsanzeiger auf einem Punkt nicht auf der Ebene platziert wird, um den senkrechten Abstand zwischen der Bezugsebene und der Oberfläche an dem vierten Punkt zu bestimmen. Demgemäß muss der Benutzer den vierten Positionsanzeiger umherbewegen, um die interessierende Stelle auf der Oberfläche zu finden, um z.B. die tiefste Stelle, die höchste Stelle oder den kleinsten Freiraumabstand zu messen. Dieser Prozess kann zeitaufwändig sein und kann nicht immer dazu führen, dass die interessierende Stelle in einer Tiefenmessung identifiziert wird. A video inspection device may be used to obtain and display a two-dimensional image of the surface of a viewed object to determine the depth measurement. This two-dimensional image of the surface can be used to generate three-dimensional data from the surface that provides the three-dimensional coordinates (e.g., (x, y, z)) of multiple points on the surface. In some video inspection devices, a depth reading is determined by placing three position indicators (cursors) one at a time on the surface of the object to establish a reference plane and then placing a fourth position indicator on a point not on the plane around the vertical one To determine the distance between the reference plane and the surface at the fourth point. Accordingly, the user must move the fourth position indicator around to find the point of interest on the surface, e.g. to measure the lowest point, the highest point or the smallest free space distance. This process can be time consuming and may not always result in the point of interest being identified in a depth measurement.
KURZBESCHREIBUNGSUMMARY
Es sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Identifizierung einer interessierenden Stelle in einer Tiefenmessung an einem betrachteten Objekt unter Verwendung einer Videoinspektionsvorrichtung offenbart. Die Videoinspektionsvorrichtung bestimmt die dreidimensionalen Koordinaten in einem interessierenden Bereich an dem betrachteten Objekt und analysiert diese Oberflächenstellen, um die gewünschte Messanwendung (z.B. Bestimmung der tiefsten Stelle, der höchsten Stelle oder des Abstandes zwischen zwei Oberflächen) zu bestimmen. Basierend auf der gewünschten Messanwendung identifiziert die Videoinspektionsvorrichtung automatisch die interessierende Stelle an dem betrachteten Objekt, und sie platziert automatisch einen Positionsanzeiger (Cursor) an dieser Stelle. Ein Vorteil, der bei der Ausführung einiger offenbarter Ausführungsformen realisiert werden kann, liegt darin, dass die Zeitdauer zur Durchführung der Tiefenmessung reduziert ist und die Genauigkeit der Messung verbessert ist, weil der Benutzer die interessierende Stelle für eine bestimmte Messanwendung nicht von Hand identifizieren muss.There is disclosed a method and apparatus for automatically identifying a point of interest in a depth measurement on a subject object using a video inspection device. The video inspection device determines the three-dimensional coordinates in a region of interest on the object of interest and analyzes those surface locations to determine the desired measurement application (e.g., determining the lowest point, the highest point, or the distance between two surfaces). Based on the desired measurement application, the video inspection device automatically identifies the point of interest on the object of interest and automatically places a cursor at that location. One advantage that can be realized in practicing some disclosed embodiments is that the time taken to perform the depth measurement is reduced and the accuracy of the measurement is improved because the user does not need to manually identify the point of interest for a particular measurement application.
In einem Aspekt ist ein Verfahren zur automatischen Identifizierung einer interessierenden Stelle in einer Tiefenmessung eines betrachteten Objektes offenbart. Das Verfahren weist die Schritte des Anzeigens eines Bildes des betrachteten Objektes auf einem Monitor, des Bestimmens der dreidimensionalen Koordinaten von mehreren Punkten auf einer Oberfläche des betrachteten Objektes unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, des Bestimmens einer Bezugsoberfläche unter Verwendung der zentralen Verarbeitungseinheit, des Bestimmens wenigstens eines interessierenden Bereiches, der mehrere Punkte auf der Oberfläche des betrachteten Objektes enthält, unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, des Bestimmens eines Abstandes zwischen jedem der mehreren Punkte auf der Oberfläche des betrachteten Objektes in dem wenigstens einen interessierenden Bereich und der Bezugsoberfläche unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit und des Bestimmens der interessierenden Stelle als die Stelle auf der Oberfläche des betrachteten Objektes in dem wenigstens einen interessierenden Bereich, die den größten Abstand zu der Bezugsoberfläche aufweist, unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit auf. In one aspect, a method for automatically identifying a point of interest in a depth measurement of a subject of interest is disclosed. The method comprises the steps of displaying an image of the viewed object on a monitor, determining the three-dimensional coordinates of a plurality of points on a surface of the object under consideration using a central processing unit, determining a reference surface using the central processing unit, determining at least one region of interest containing a plurality of points on the surface of the object under consideration using a central processing unit, determining a distance between each of the plurality of points on the surface of the object object in the at least one region of interest and the reference surface using a central processing unit and determining the point of interest as the location on the surface of the object of interest in the at least one region of interest having the greatest distance to the reference surface, using a central processing unit.
Das zuvor erwähnte Verfahren kann ferner den Schritt des Anzeigens einer grafischen Kennzeichnung an der Position der interessierenden Stelle auf der Oberfläche des betrachteten Objektes auf dem Monitor aufweisen.The aforementioned method may further comprise the step of displaying a graphic indicia at the position of the point of interest on the surface of the object of interest on the monitor.
Insbesondere kann die grafische Kennzeichnung ein Positionsanzeiger (Cursor) sein. In particular, the graphical identifier may be a cursor.
Jedes beliebige vorstehend erwähnte Verfahren kann ferner den Schritt des Vergleichs des Abstandes der interessierenden Stelle zu der Bezugsoberfläche mit einem Schwellenwert aufweisen.Any method mentioned above may further comprise the step of comparing the distance of the point of interest to the reference surface with a threshold.
In einigen Ausführungsformen kann jedes beliebige vorstehend erwähnte Verfahren ferner den Schritt des Feststellens, ob die interessierende Stelle sich auf einer Oberfläche befindet, die im Wesentlichen senkrecht zu der Bezugsoberfläche ausgerichtet ist, aufweisen.In some embodiments, any method mentioned above may further comprise the step of determining whether the point of interest is on a surface that is substantially perpendicular to the reference surface.
In einigen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner den Schritt des Feststellens, ob sich die interessierende Stelle auf einer Oberfläche befindet, die in Bezug auf die Bezugsoberfläche nach unten abfällt, aufweisen. In some embodiments, the method may further comprise the step of determining if the point of interest is on a surface that slopes downwardly relative to the reference surface.
In dem Verfahren einer beliebigen vorstehend erwähnten Art kann der Schritt des Bestimmens einer Bezugsoberfläche ein Auswählen mehrerer Bezugsoberflächenpunkte auf der Oberfläche des betrachteten Objektes unter Verwendung einer Zeigevorrichtung und ein Durchführen einer Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten der mehreren Bezugsoberflächenpunkte aufweisen.In the method of any kind mentioned above, the step of determining a reference surface may include selecting a plurality of reference surface points on the surface of the object under consideration using a pointing device and performing a curve fitting of the three-dimensional coordinates of the plurality of reference surface points.
In jedem beliebigen vorstehend erwähnten Verfahren kann die Bezugsoberfläche eine(r) von einer Ebene, einem Zylinder und einer Kugel sein. In any of the aforementioned methods, the reference surface may be one of a plane, a cylinder, and a sphere.
In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten Verfahrens kann der Schritt des Bestimmens eines Abstandes zwischen jedem der mehreren Punkte auf der Oberfläche des betrachteten Objektes in dem wenigstens einen interessierenden Bereich und der Bezugsoberfläche ein Bestimmen der Weglänge einer Linie, die sich zwischen der Bezugsoberfläche und jedem der mehreren Punkte erstreckt, wobei die Linie die Bezugsoberfläche senkrecht schneidet, aufweisen. In some embodiments of any method mentioned above, the step of determining a distance between each of the plurality of points on the surface of the object of interest in the at least one region of interest and the reference surface may include determining the path length of a line extending between the reference surface and each of the reference surfaces a plurality of points, wherein the line perpendicularly intersects the reference surface.
In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten Verfahrens kann die interessierende Stelle auf der Oberfläche des betrachteten Objektes in dem wenigstens einen interessierenden Bereich in Bezug auf die Bezugsoberfläche vertieft sein. In some embodiments of any method mentioned above, the point of interest on the surface of the object of interest may be recessed in the at least one region of interest with respect to the reference surface.
Als eine Alternative kann die interessierende Stelle auf der Oberfläche des betrachteten Objektes in dem wenigstens einen interessierenden Bereich in Bezug auf die Bezugsoberfläche vorragen. As an alternative, the point of interest may protrude on the surface of the object of interest in the at least one region of interest with respect to the reference surface.
In einem weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur automatischen Identifizierung einer interessierenden Stelle in einer Tiefenmessung eines betrachteten Objektes, das eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, die einen Zwischenraum zwischeneinander aufweisen und nicht parallel zueinander verlaufen, offenbart. Das Verfahren weist die Schritte des Anzeigens eines Bildes des betrachteten Objektes auf einem Monitor, des Bestimmens der dreidimensionalen Koordinaten von mehreren Punkten auf der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche des betrachteten Objektes unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, des Bestimmens einer Bezugsoberfläche auf der ersten Oberfläche des betrachteten Objektes unter Verwendung der zentralen Verarbeitungseinheit, des Bestimmens wenigstens eines interessierenden Bereiches, der mehrere Punkte auf der zweiten Oberfläche des betrachteten Objektes enthält, unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, des Bestimmens eines Abstandes zwischen jedem der mehreren Punkte auf der zweiten Oberfläche des betrachteten Objektes in dem wenigstens einen interessierenden Bereich und der Bezugsoberfläche unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, und des Bestimmens der interessierenden Stelle als eine Stelle an einem Rand der zweiten Oberfläche des betrachteten Objektes unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit auf. In a further aspect, a method for automatically identifying a point of interest in a depth measurement of a viewed object having a first surface and a second surface having a gap between them and not parallel to each other is disclosed. The method comprises the steps of displaying an image of the object under consideration on a monitor, determining the three-dimensional coordinates of a plurality of points on the first surface and the second surface of the object under consideration using a central processing unit, determining a reference surface on the first surface of the first object using the central processing unit, determining at least one region of interest containing a plurality of points on the second surface of the object under consideration using a central processing unit, determining a distance between each of the plurality of points on the second surface of the object of interest the at least one region of interest and the reference surface using a central processing unit, and determining the point of interest as a location on an edge of the second surface of the object under consideration using a central processing unit.
Das zuvor erwähnte Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt kann ferner den Schritt des Anzeigens einer grafischen Kennzeichnung an der Position der interessierenden Stelle auf der zweiten Oberfläche des betrachteten Objektes auf dem Monitor aufweisen.The aforementioned method according to the second aspect may further comprise the step of displaying a graphic indicia at the position of the point of interest on the second surface of the object of interest on the monitor.
Insbesondere kann die grafische Kennzeichnung ein Positionsanzeiger (Cursor) sein.In particular, the graphical identifier may be a cursor.
In bevorzugten Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt kann das betrachtete Objekt eine Turbine sein, wobei die erste Oberfläche des betrachteten Objektes eine innere Oberfläche eines Mantels der Turbine sein kann und die zweite Oberfläche des betrachteten Objektes eine Turbinenlaufschaufel sein kann. In preferred embodiments of any aforementioned method according to the second aspect, the object of interest may be a turbine, wherein the first surface of the object under consideration may be an inner surface of a shell of the turbine and the second surface of the object of interest may be a turbine blade.
In jedem beliebigen vorstehend erwähnten Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt kann der Schritt des Bestimmens einer Bezugsoberfläche ein Auswählen mehrerer Bezugsoberflächenpunkte auf der ersten Oberfläche des betrachteten Objektes unter Verwendung einer Zeigevorrichtung und ein Durchführen einer Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten der mehreren Bezugsoberflächenpunkte aufweisen. In any aforementioned method according to the second aspect, the step of determining a reference surface may include selecting a plurality of reference surface points on the first surface of the object under consideration using a pointing device and performing a curve fit of the three-dimensional coordinates of the plurality of reference surface points.
In jedem beliebigen vorstehend erwähnten Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt kann die Bezugsoberfläche eine(r) von einer Ebene, einem Zylinder und einer Kugel sein.In any of the aforementioned methods according to the second aspect, the reference surface may be one of a plane, a cylinder, and a sphere.
In einigen Ausführungsformen eines beliebigen vorstehend erwähnten Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt kann der Schritt des Bestimmens eines Abstandes zwischen jedem der mehreren Punkte auf der zweiten Oberfläche des betrachteten Objektes in dem wenigstens einen interessierenden Bereich und der Bezugsoberfläche ein Bestimmen der Weglänge einer Linie, die sich zwischen der Bezugsoberfläche und jedem Punkt erstreckt, wobei die Linie die Bezugsoberfläche senkrecht schneidet, aufweisen.In some embodiments of any aforementioned method according to the second aspect, the step of determining a distance between each of the plurality of points on the second surface of the object of interest in the at least one region of interest and the reference surface may include determining the path length of a line extending between the reference surface and each point extends, wherein the line perpendicularly intersects the reference surface.
In einem noch weiteren Aspekt ist ein Verfahren zur automatischen Identifizierung einer interessierenden Stelle in einer Tiefenmessung eines betrachteten Objektes offenbart. Das Verfahren weist die Schritte des Anzeigens eines Bildes des betrachteten Objektes auf einem Monitor, des Bestimmens der dreidimensionalen Koordinaten von mehreren Punkten auf einer Oberfläche des betrachteten Objektes unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, des Bestimmens einer Bezugsoberfläche unter Verwendung der zentralen Verarbeitungseinheit, des Bestimmens wenigstens eines interessierenden Bereiches, der mehrere Punkte auf der Oberfläche des betrachteten Objektes enthält, unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit, des Bestimmens eines Abstandes zwischen jedem der mehreren Punkte auf der Oberfläche des betrachteten Objektes in dem wenigstens einen interessierenden Bereich und der Bezugsoberfläche unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit und des Bestimmens der interessierenden Stelle als die Stelle auf der Oberfläche des betrachteten Objektes in dem wenigstens einen interessierenden Bereich auf der Basis des Abstandes zwischen jedem der mehreren Punkte auf der Oberfläche des betrachteten Objektes in dem wenigstens einen interessierenden Bereich und der Bezugsoberfläche unter Verwendung einer zentralen Verarbeitungseinheit auf.In yet another aspect, a method for automatically identifying a point of interest in a depth measurement of a subject of interest is disclosed. The method comprises the steps of displaying an image of the viewed object on a monitor, determining the three-dimensional coordinates of a plurality of points on a surface of the object under consideration using a central processing unit, determining a reference surface using the central processing unit, determining at least one region of interest containing a plurality of points on the surface of the object under consideration, using a central processing unit, determining a distance between each of the plurality of points on the surface of the object under consideration in the at least one region of interest and the reference surface using a central processing unit and determining the point of interest as the location on the surface of the object of interest in the at least one region of interest based on the distance between each of the plurality of points on the surface of the object under consideration in the at least one region of interest and the reference surface using a central processing unit.
Die vorstehenden Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft. Andere Ausführungsformen liegen innerhalb des Umfangs des offenbarten Gegenstands. The above embodiments are merely exemplary. Other embodiments are within the scope of the disclosed subject matter.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Damit die Merkmale der Erfindung verständlich werden, kann eine detaillierte Beschreibung der Erfindung auf bestimmte Ausführungsformen Bezug nehmen, von denen einige in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Man beachte jedoch, dass die Zeichnungen nur bestimmten Ausführungsformen dieser Erfindung darstellen und daher nicht als Beschränkung ihres Umfangs aufzufassen sind, da der Umfang des Offenbarungsgegenstands auch andere Ausführungsformen umfasst. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu, wobei der Schwerpunkt allgemein auf der Verdeutlichung der Merkmale bestimmter Ausführungsformen der Erfindung liegt. In den Zeichnungen werden gleiche Bezugszahlen verwendet, um gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten zu bezeichnen.In order that the features of the invention may be understood, a detailed description of the invention may be made to certain embodiments, some of which are illustrated in the accompanying drawings. It should be understood, however, that the drawings illustrate only particular embodiments of this invention and are therefore not to be considered limiting of its scope, for the scope of the disclosure includes other embodiments as well. The drawings are not necessarily to scale, the emphasis generally being on illustrating the features of certain embodiments of the invention. In the drawings, like reference numerals are used to designate like parts throughout the several views.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Videoinspektionsvorrichtung; 1 FIG. 12 is a block diagram of an exemplary video inspection device; FIG.
2 zeigt ein Beispiel für ein Bild, das durch die Videoinspektionsvorrichtung von der Objektoberfläche eines eine Anomalie aufweisenden betrachteten Objekts erhalten worden ist, in einem Ausführungsbeispiel; 2 FIG. 12 shows an example of an image obtained by the video inspection device from the object surface of an object having an anomaly in one embodiment; FIG.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur automatischen Identifizierung der interessierenden Stelle auf der Oberfläche einer Anomalie an einem betrachteten Objekt, das in dem Bild von 2 gezeigt ist, in einem Ausführungsbeispiel; 3 FIG. 12 is a flowchart of an exemplary method for automatically identifying the point of interest on the surface of an anomaly on a viewed object shown in the image of FIG 2 is shown, in one embodiment;
4 veranschaulicht ein Beispiel für eine Bezugsoberfläche, die von der Videoinspektionsvorrichtung bestimmt worden ist; 4 Fig. 11 illustrates an example of a reference surface determined by the video inspection device;
5 veranschaulicht ein Beispiel für einen interessierenden Bereich, der von der Videoinspektionsvorrichtung bestimmt worden ist; 5 Fig. 10 illustrates an example of a region of interest determined by the video inspection device;
6 veranschaulicht ein anderes Beispiel für einen interessierenden Bereich zeigt, der von der Videoinspektionsvorrichtung bestimmt worden ist; 6 Fig. 10 illustrates another example of a region of interest determined by the video inspection device;
7 zeigt eine grafische Darstellung eines Beispiels für ein Profil der Objektoberfläche des betrachteten Objekts, das in dem Bild von 1 gezeigt ist, in einem Ausführungsbeispiel; 7 FIG. 12 is a graphical representation of an example of a profile of the object surface of the object under consideration displayed in the image of FIG 1 is shown, in one embodiment;
8 zeigt ein weiteres Bild, das durch die Videoinspektionsvorrichtung von der Oberfläche eines betrachteten Objektes, das eine Anomalie aufweist, in einer beispielhaften Ausführungsform gewonnen worden ist; 8th Fig. 11 shows another image obtained by the video inspection device from the surface of a viewed object having an anomaly in an exemplary embodiment;
9 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Anzeigen dreidimensionaler Daten für die Inspektion der Oberfläche des betrachteten Objektes, das in dem Bild nach 8 gezeigt ist, in einer beispielhaften Ausführungsform; 9 FIG. 12 shows a flowchart of a method for displaying three-dimensional data for inspection of the surface of the object under consideration, which is reflected in the image 8th shown in an exemplary embodiment;
10 zeigt eine Anzeige eines Teilsatzes mehrerer Oberflächenpunkte in einer Punktwolkenansicht; 10 shows an indication of a subset of multiple surface points in a point cloud view;
11 zeigt ein beispielhaftes Bild, das durch die Videoinspektionsvorrichtung von einer Laufschaufel und einem Mantel einer Turbine gewonnen worden ist, in einer beispielhaften Ausführungsform. 11 FIG. 12 shows an exemplary image obtained by the video inspection device from a blade and a shell of a turbine, in an exemplary embodiment.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Ausführungsformen des Offenbarungsgegenstandes stellen Techniken zur automatischen Identifizierung einer interessierenden Stelle in einer Tiefenmessung an einem betrachteten Objekt unter Verwendung einer Videoinspektionsvorrichtung bereit. In einer Ausführungsform bestimmt die Videoinspektionsvorrichtung die dreidimensionalen Koordinaten in einem interessierenden Bereich an dem betrachteten Objekt, und sie analysiert diese Oberflächenstellen, um die gewünschte Messanwendung (z.B. Bestimmung der tiefsten Stelle, der höchsten Stelle oder des Abstandes zwischen zwei Oberflächen) zu bestimmen. Basierend auf der gewünschten Messanwendung identifiziert die Videoinspektionsvorrichtung automatisch die interessierende Stelle an dem betrachteten Objekt, und sie platziert automatisch einen Positionsanzeiger (Cursor) an dieser Stelle. Andere Ausführungsformen liegen innerhalb des Umfangs des Offenbarungsgegenstands.Embodiments of the subject disclosure provide techniques for automatically identifying a point of interest in a depth measurement on a viewed object using a video inspection device. In one embodiment, the video inspection device determines the three-dimensional coordinates in a region of interest on the object of interest and analyzes those surface locations to determine the desired measurement application (e.g., determination of the lowest point, the highest point, or the distance between two surfaces). Based on the desired measurement application, the video inspection device automatically identifies the point of interest on the object of interest and automatically places a cursor at that location. Other embodiments are within the scope of the disclosure.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer als Beispiel dienenden Videoinspektionsvorrichtung 100. Es wird verstanden, dass die in 1 gezeigte Videoinspektionsvorrichtung 100 ein Beispiel ist und dass der Umfang der Erfindung nicht auf irgendeine bestimmte Videoinspektionsvorrichtung 100 oder irgendeine bestimmte Gestaltung von Komponenten innerhalb einer Videoinspektionsvorrichtung 100 beschränkt ist. 1 Fig. 10 is a block diagram of an exemplary video inspection apparatus 100 , It is understood that the in 1 shown video inspection device 100 an example and that the scope of the invention is not limited to any particular video inspection device 100 or any particular design of components within a video inspection device 100 is limited.
Die Videoinspektionsvorrichtung 100 kann eine längliche Sonde 102 aufweisen, die ein Einführungsrohr 110 und eine Kopfbaugruppe 120, die an dem distalen Ende des Einführungsrohrs 110 angeordnet ist, umfasst. Das Einführungsrohr 110 kann ein flexibler, rohrförmiger Abschnitt sein, durch den sämtliche Verbindungen zwischen der Kopfbaugruppe 120 und einer Sondenelektronik 140 verlaufen. Die Kopfbaugruppe 120 kann eine Sondenoptik 122 aufweisen, um Licht von dem betrachteten Objekt 202 auf einen Bildgeber 124 zu lenken und zu fokussieren. Die Sondenoptik 122 kann z.B. eine Einzellinse oder eine Linse mit mehreren Komponenten umfassen. Der Bildgeber 124 kann ein Festkörper-CCD- oder CMOS-Bildsensor sein, mit dem ein Bild von dem betrachteten Objekt 202 erhalten wird.The video inspection device 100 can be an elongated probe 102 which have an insertion tube 110 and a head assembly 120 attached to the distal end of the insertion tube 110 is arranged comprises. The insertion tube 110 may be a flexible, tubular section through which all connections between the head assembly 120 and a probe electronics 140 run. The head assembly 120 can be a probe optics 122 to show light from the object being viewed 202 on an imager 124 to direct and focus. The probe optics 122 For example, it may comprise a single lens or a multi-component lens. The imager 124 may be a solid state CCD or CMOS image sensor that captures an image of the object being viewed 202 is obtained.
Eine abnehmbare Spitze oder ein Adapter 130 kann an dem distalen Ende der Kopfbaugruppe 120 angeordnet sein. Die abnehmbare Spitze 130 kann eine Spitzenbetrachtungsoptik 132 (z.B. Linsen, Fenster oder Öffnungen) aufweisen, die in Verbindung mit der Sondenoptik 122 zusammenwirkt, um Licht von dem betrachteten Objekt 202 auf einen Bildgeber 124 zu lenken und zu fokussieren. Die abnehmbare Spitze 130 kann auch Beleuchtungs-LEDs (nicht dargestellt) aufweisen, wenn die Lichtquelle für die Videoinspektionsvorrichtung 100 von der Spitze 130 ausgeht, oder sie kann ein lichtdurchlässiges Element (nicht dargestellt) aufweisen, das Licht von der Sonde 102 zu dem betrachteten Objekt 202 durchlässt. Die Spitze 130 kann auch die Fähigkeit zur seitlichen Betrachtung verleihen, wenn ein Wellenleiter (z.B. ein Prisma) aufgenommen wird, um den Kamerablick und die Lichtausgabe zur Seite zu drehen. Die Spitze 130 kann auch eine stereoskopische Optik oder strukturiertes Licht projizierende Elemente aufweisen, die verwendet werden, um dreidimensionale Daten der betrachteten Oberfläche zu bestimmen. Die Elemente, die in der Spitze 130 enthalten sein können, können auch in der Sonde 102 selbst enthalten sein. A removable tip or adapter 130 can be at the distal end of the head assembly 120 be arranged. The removable top 130 can be a top-viewing optic 132 (For example, lenses, windows or openings), which in conjunction with the probe optics 122 interacts to receive light from the object under consideration 202 on an imager 124 to direct and focus. The removable top 130 may also have illumination LEDs (not shown) when the light source for the video inspection device 100 from the top 130 or it may have a translucent element (not shown) that receives light from the probe 102 to the object under consideration 202 pass through. The summit 130 Also, it can impart the lateral viewing ability when a waveguide (eg, a prism) is picked up to turn the camera view and the light output to the side. The summit 130 may also include stereoscopic optics or structured light projecting elements used to determine three-dimensional data of the viewed surface. The elements in the top 130 may also be contained in the probe 102 to be self contained.
Der Bildgeber 134 kann mehrere Pixel aufweisen, die in mehreren Zeilen und Spalten ausgebildet sind, und kann Signale in Form von analogen Spannungen erzeugen, die Licht repräsentieren, das auf die einzelnen Pixel des Bildgebers 124 trifft. Die Bildsignale können durch eine Bildgebungshybrideinrichtung 126, die eine Elektronik für die Signalpufferung und -konditionierung bereitstellt, zu einem Kabelbaum 112 des Bildgebers übertragen werden, der Drähte für Steuer- und Videosignale zwischen der Hybrideinrichtung 126 und der Bildgeberschnittstellenelektronik 142 bereitstellt. Die Bildgeberschnittstellenelektronik 142 kann Leistungsversorgungen, einen Taktgenerator zur Erzeugung von Bildsensor-Taktsignalen, ein Analog-Frontend zum Digitalisieren des Videoausgangssignals des Bildgebers und einen Digitalsignalprozessor zum Verarbeiten der digitalisierten Bildgeber-Videodaten in ein besser geeignetes Format enthalten.The imager 134 may comprise a plurality of pixels formed in a plurality of rows and columns, and may generate signals in the form of analog voltages representing light responsive to the individual pixels of the imager 124 meets. The image signals may be transmitted through an imaging hybrid device 126 , which provides electronics for signal buffering and conditioning, to a wiring harness 112 of the imager, the wires for control and video signals between the hybrid device 126 and the imager interface electronics 142 provides. The imager interface electronics 142 may include power supplies, a clock generator for generating image sensor clock signals, an analog front end for digitizing the video output signal of the imager, and a digital signal processor for processing the digitized imager video data into a more suitable format.
Die Bildgeberschnittstellenelektronik 142 ist Teil der Sondenelektronik 140, die eine Reihe von Funktionen zum Betreiben der Videoinspektionsvorrichtung 10 bereitstellt. Die Sondenelektronik 140 kann außerdem einen Kalibrierungsspeicher 144 aufweisen, der die Kalibrierungsdaten für die Sonde 102 und/oder die Spitze 130 speichert. Ein Mikrocontroller 146 kann ebenfalls in der Sondenelektronik 140 enthalten sein, um mit der Bildgeberschnittstellenelektronik 142 zu kommunizieren, um Verstärkungs- und Belichtungseinstellungen zu bestimmen und einzustellen, Kalibrierungsdaten zu speichern und aus dem Kalibrierungsspeicher 144 auszulesen, das Licht, das zu dem betrachteten Objekt 202 geliefert wird, zu steuern bzw. zu regeln und mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100 zu kommunizieren.The imager interface electronics 142 is part of the probe electronics 140 , which provides a number of functions for operating the video inspection device 10 provides. The probe electronics 140 also has a calibration memory 144 comprising the calibration data for the probe 102 and / or the top 130 stores. A microcontroller 146 can also be found in the probe electronics 140 be included with the imager interface electronics 142 to determine and adjust gain and exposure settings, to store calibration data and out of the calibration memory 144 to read out the light that belongs to the object under consideration 202 supplied, to be controlled and with a central processing unit (CPU) 150 the video inspection device 100 to communicate.
Zusätzlich zur Kommunikation mit dem Mikrocontroller 146 kann die Bildgeberschnittstellenelektronik 142 auch mit einem oder mehreren Videoprozessoren 160 kommunizieren. Der Videoprozessor 160 kann ein Videosignal von der Bildgeberschnittstellenelektronik 142 empfangen und Ausgangssignale an verschiedene Monitore 170, 172, einschließlich einer integrierten Anzeige 170 oder eines externen Monitors 172, ausgeben. Die integrierte Anzeige 170 kann ein LCD-Bildschirm sein, der in die Videoinspektionsvorrichtung 100 eingebaut ist, um einem Prüfer verschiedene Bilder oder Daten (z.B. das Bild des betrachteten Objekts 202, Menüs, Positionsanzeiger, Messergebnisse) anzuzeigen. Der externe Monitor 172 kann ein Videomonitor oder ein Computermonitor sein, der mit der Videoinspektionsvorrichtung 100 verbunden ist, um verschiedene Bilder oder Daten anzuzeigen.In addition to communication with the microcontroller 146 can the imager interface electronics 142 also with one or more video processors 160 communicate. The video processor 160 can be a video signal from the encoder interface electronics 142 receive and output signals to different monitors 170 . 172 including an integrated display 170 or an external monitor 172 , output. The integrated display 170 There may be an LCD screen in the video inspection device 100 is built to a reviewer different images or data (eg the image of the object under consideration 202 , Menus, position indicators, measurement results). The external monitor 172 may be a video monitor or a computer monitor connected to the video inspection device 100 connected to display various images or data.
Der Videoprozessor 160 kann Befehle, Zustandsinformationen, Videostreams, Videostandbilder und grafische Overlays an die CPU 150 auszugeben bzw. von dieser zu empfangen und kann aus FPGAs, DSPs oder anderen Verarbeitungselementen bestehen, die Funktionen wie Bildaufnahme, Bildverstärkung, Zusammenführen von grafischen Overlays, Korrektur von Verzerrungen, Bildmittelung, Skalierung, digitales Zoomen, Überlagern, Zusammenführen, Kippen, Bewegungserfassung und Videoformatumwandlung und -kompression bereitstellen.The video processor 160 can send commands, state information, video streams, video stills and graphical overlays to the CPU 150 and may consist of FPGAs, DSPs, or other processing elements that perform such functions as image acquisition, image enhancement, merging of graphical overlays, distortion correction, image averaging, scaling, digital zooming, overlaying, merging, tilting, motion detection, and video format conversion and compression.
Die CPU 150 kann verwendet werden, um die Anwenderschnittstelle durch den Empfang von Eingaben über einen Joystick 180, Schalter bzw. Tasten 182, eine Tastatur 184 und/oder ein Mikrofon 186 zu bewältigen, zusätzlich dazu, dass sie eine große Anzahl anderer Funktionen, einschließlich Bild-, Video- und Audiospeicherungs- und -abruffunktionen, Systemsteuerung und Messwertverarbeitung, bereitstellt. Der Joystick 180 kann vom Anwender manipuliert werden, um Operationen wie Menüauswahl, Cursorbewegung, Schieberjustierung und Bewegungssteuerung der Sonde 102 durchzuführen, und kann eine Drucktastenfunktion enthalten. Die Schalter bzw. Tasten 182 und/oder die Tastatur 184 können auch für die Menüauswahl und für die Ausgabe von Anwenderbefehlen (z.B. Einfrieren oder Speichern eines Standbildes) an die CPU 150 verwendet werden. Das Mikrofon 186 kann von dem Prüfer verwendet werden, um Sprachbefehle zum Einfrieren oder Speichern eines Standbildes auszugeben.The CPU 150 Can be used to control the user interface by receiving inputs via a joystick 180 , Switches or buttons 182 , a keyboard 184 and / or a microphone 186 in addition to providing a large number of other functions, including image, video and audio storage and retrieval functions, system control and measurement processing. The joystick 180 can be manipulated by the user to perform operations such as menu selection, cursor movement, slider adjustment, and motion control of the probe 102 and may include a push-button function. The switches or buttons 182 and / or the keyboard 184 can also be used for menu selection and for issuing user commands (eg freezing or saving a still image) to the CPU 150 be used. The microphone 186 can be used by the reviewer to issue voice commands to freeze or save a still image.
Der Videoprozessor 160 kann auch mit einem Videospeicher 162 kommunizieren, der von dem Videoprozessor 160 zum Frame-Puffern und zum Zwischenspeichern von Daten während der Verarbeitung verwendet wird. Die CPU 150 kann auch mit einem CPU-Programmspeicher 152 kommunizieren, der Programme speichert, die von der CPU 150 ausgeführt werden. Außerdem kann die CPU 150 mit einem flüchtigen Speicher 154 (z.B. einem RAM) und mit einem nicht-flüchtigen Speicher 156 (z.B. einer Flash-Speichervorrichtung, einem Festplattenlaufwerk, einer DVD oder einer EPROM-Speichervorrichtung) kommunizieren. Der nicht-flüchtige Speicher 156 ist der primäre Speicher für Videostreams und Standbilder. The video processor 160 can also use a video memory 162 communicate by the video processor 160 is used for frame buffering and caching of data during processing. The CPU 150 can also work with a CPU program memory 152 Communicate programs stored by the CPU 150 be executed. Besides, the CPU can 150 with a volatile memory 154 (eg a RAM) and with a non-volatile memory 156 (eg a flash memory device, hard disk drive, DVD or EPROM memory device). The non-volatile memory 156 is the primary storage for video streams and still images.
Die CPU 150 kann auch mit einer Computer-I/O-Schnittstelle 158 kommunizieren, die verschiedene Schnittstellen für periphere Vorrichtungen und Netze bereitstellt, wie USB, Firewire, Ethernet, Audio-I/O und drahtlose Transceiver. Diese Computer-I/O-Schnittstelle 158 kann verwendet werden, um Standbilder, Videostreams oder Audio zu speichern, abzurufen, zu übertragen und/oder zu empfangen. Zum Beispiel kann ein USB-Stick bzw. "Thumb Drive" oder eine CompactFlash-Speicherkarte in die Computer-I/O-Schnittstelle 158 gesteckt werden. Außerdem kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 so eingerichtet sein, dass sie Frames von Bilddaten oder Videostream-Daten an einen externen Computer oder Server senden kann. Die Videoinspektionsvorrichtung 100 kann eine TCP/IP-Kommunikationsprotokollsuite enthalten und kann in einem Weitverkehrsnetz enthalten sein, das mehrere lokale und ferne bzw. Remote-Computer enthält, wobei jeder von diesen Computern ebenfalls eine TCP/IP-Kommunikationsprotokoll-Suite enthält. Dadurch, dass sie die TCP/IP-Kommunikationsprotokoll-Suite enthält, weist die Videoinspektionsvorrichtung 100 mehrere Transportschichtprotokolle, einschließlich TCP und UDP, und mehrere andere Schichtprotokolle auf, einschließlich HTTP und FTP.The CPU 150 can also work with a computer I / O interface 158 which provides various interfaces for peripheral devices and networks, such as USB, Firewire, Ethernet, audio I / O, and wireless transceivers. This computer I / O interface 158 can be used to store, retrieve, transfer and / or receive still images, video streams or audio. For example, a USB stick or "Thumb Drive" or a CompactFlash memory card in the computer I / O interface 158 be plugged. In addition, the video inspection device 100 be configured to send frames of image data or video stream data to an external computer or server. The video inspection device 100 may include a TCP / IP communication protocol suite and may be included in a wide area network that includes multiple local and remote computers, each of which also includes a TCP / IP communication protocol suite. By including the TCP / IP communication protocol suite, the video inspection device assigns 100 multiple transport layer protocols, including TCP and UDP, and several other layer protocols, including HTTP and FTP.
Es wird verstanden, dass in 1 bestimmte Komponenten als eine einzige Komponente dargestellt sind (z.B. die CPU 150), dass aber auch mehrere separate Komponenten verwendet werden können, um die Funktionen der CPU 150 auszuführen.It is understood that in 1 certain components are represented as a single component (eg the CPU 150 ), but also several separate components can be used to control the functions of the CPU 150 perform.
2 ist ein Beispiel für ein Bild 200, das durch die Videoinspektionsvorrichtung 100 von der Objektoberfläche 210 eines eine Anomalie 204 aufweisenden betrachteten Objekts erhalten wird, in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Beispiel ist die Anomalie 204 als eine Kerbe dort dargestellt, wo in der Anomalie 204 Material von der Objektoberfläche 210 des betrachteten Objekts 202 durch Beschädigung oder Abnutzung entfernt worden ist. Es wird verstanden, dass die in diesem Ausführungsbeispiel dargestellte Anomalie 204 nur ein Beispiel ist und dass das Verfahren gemäß der Erfindung auf andere Arten von Unregelmäßigkeiten (z.B. Risse, Korrosionsgruben, Verlust einer Beschichtung, oberflächliche Anlagerungen usw.), Oberflächenmerkmale (z.B. Schweißnähte) oder Freiräume zwischen Oberflächen (z.B. Abstand zwischen Spitze und Mantel) angewendet werden kann. Sobald das Bild 200 erhalten worden ist und die Anomalie 204 erkannt worden ist, kann das Bild 200 verwendet werden, um die Abmessungen der Anomalie 204 (z.B. die Höhe oder die Tiefe, die Länge, die Breite, die Fläche, das Volumen, Punkt-zu-Linie, einen Profilschnitt usw.) zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann das verwendete Bild 200 ein zweidimensionales Bild 200 der Objektoberfläche 210 des betrachteten Objekts 202 einschließlich der Anomalie 204 sein. 2 is an example of a picture 200 that through the video inspection device 100 from the object surface 210 one anomaly 204 having received viewed object, in one embodiment of the invention. In this example, the anomaly is 204 represented as a notch where in the anomaly 204 Material from the object surface 210 of the considered object 202 has been removed by damage or wear. It will be understood that the anomaly illustrated in this embodiment 204 is just one example and that the method according to the invention is applied to other types of imperfections (eg cracks, corrosion pits, loss of coating, superficial deposits, etc.), surface features (eg welds), or clearances between surfaces (eg, tip to jacket distance) can be. Once the picture 200 has been received and the anomaly 204 has been recognized, the picture can be 200 used to measure the dimensions of the anomaly 204 (eg height or depth, length, width, area, volume, point-to-line, profile section, etc.). In one embodiment, the image used 200 a two-dimensional picture 200 the object surface 210 of the considered object 202 including the anomaly 204 be.
3 ist ein Flussdiagramm eines Beispiels für ein Verfahren 300 zur automatischen Identifizierung der interessierenden Stelle (z.B. der tiefsten Stelle) auf der Objektoberfläche 210 einer Anomalie 204 an einem betrachteten Objekt 202, das in dem Bild 200 von 2 gezeigt ist, in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es wird verstanden, dass die in dem Flussdiagramm von 3 beschriebenen Schritte in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden können, als in dem Flussdiagramm dargestellt, und dass für manche Ausführungsformen nicht all die Schritte notwendig sind. 3 is a flowchart of an example of a method 300 for automatic identification of the point of interest (eg the lowest point) on the object surface 210 an anomaly 204 on a viewed object 202 that in the picture 200 from 2 is shown, in one embodiment of the invention. It is understood that the in the flow chart of 3 described steps can be performed in a different order than shown in the flowchart, and that for some embodiments, not all the steps are necessary.
Im Schritt 310 des beispielhaften Verfahrens 300 (3), und wie in 2 dargestellt, kann der Anwender die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. den Bildgeber 124) verwenden, um mindestens ein Bild 200 von der Objektoberfläche 210 eines betrachteten Objekts 202, das eine Anomalie 204 aufweist, zu erhalten und dieses auf einem Videomonitor (z.B. einer integrierten Anzeige 170 oder einem externen Monitor 172) anzuzeigen. In einer Ausführungsform kann das Bild 200 in einem Messmodus der Videoinspektionsvorrichtung angezeigt werden.In step 310 of the exemplary method 300 ( 3 ), and as in 2 the user can view the video inspection device 100 (eg the imager 124 ) use at least one image 200 from the object surface 210 of a considered object 202 That's an anomaly 204 to receive and this on a video monitor (eg an integrated display 170 or an external monitor 172 ). In one embodiment, the image 200 in a measurement mode of the video inspection device.
Im Schritt 320 des beispielhaften Verfahrens 300 (3) kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) die dreidimensionalen Koordinaten (z.B. (x, y, z)) von mehreren Oberflächenpunkten auf der Objektoberfläche 210 des betrachteten Objekts 202, einschließlich von Oberflächenpunkten der Anomalie 204, bestimmen. In einer Ausführungsform kann die Videoinspektionsvorrichtung dreidimensionale Daten von dem Bild 200 erzeugen, um die dreidimensionalen Koordinaten zu bestimmen. Es können mehrere existierende Techniken verwendet werden, um die dreidimensionalen Koordinaten der Oberflächenpunkte in dem Bild 200 (2) der Objektoberfläche 210 zu liefern (z.B. Stereo-, Abtastsysteme, Stereotriangulation, Strukturlichtverfahren, wie Phasenverschiebungsanalyse, Phasenverschiebungs-Moiré, Laserpunktprojektion usw.).In step 320 of the exemplary method 300 ( 3 ), the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) the three-dimensional coordinates (eg, (x, y, z)) of several surface points on the object surface 210 of the considered object 202 , including surface points of the anomaly 204 , determine. In one embodiment, the video inspection device may obtain three-dimensional data from the image 200 generate to determine the three-dimensional coordinates. Several existing techniques can be used to obtain the three-dimensional coordinates of the surface points in the image 200 ( 2 ) of the object surface 210 (eg stereo, scanning, stereotriangulation, pattern light techniques, such as phase shift analysis, phase shift moire, laser spot projection, etc.).
Die meisten solchen Techniken verwenden Kalibrierungsdaten, die unter anderem Daten über optische Eigenschaften enthalten, die verwendet werden, um Fehler in den dreidimensionalen Koordinaten zu verringern, die andernfalls durch optische Verzerrungen hervorgerufen werden würden. Mit einigen Techniken können die dreidimensionalen Koordinaten unter Verwendung eines oder mehrerer Bilder, die in großer Zeitnähe aufgenommen wurden und die projizierten Muster und dergleichen enthalten können, bestimmt werden. Es wird verstanden, dass Bezugnahmen auf dreidimensionale Koordinaten, die unter Verwendung des Bildes 200 bestimmt werden, auch dreidimensionale Koordinaten umfassen können, die unter Verwendung eines oder mehrerer in nahem zeitlichem Abstand aufgenommener Bilder 200 der Objektoberfläche 210 bestimmt werden, und dass das Bild 200, das dem Anwender während der beschriebenen Operationen angezeigt wird, bei der Bestimmung der dreidimensionalen Koordinaten tatsächlich verwendet worden sein kann, aber nicht muss.Most such techniques use calibration data that includes, among other things, optical property data that is used to reduce errors in the three-dimensional coordinates that would otherwise be caused by optical distortions. With some techniques, the three-dimensional coordinates may be determined using one or more images taken in close proximity to time that may contain the projected patterns and the like. It is understood that references to three-dimensional coordinates using the image 200 may also comprise three-dimensional coordinates using one or more close-spaced images 200 the object surface 210 be determined and that the picture 200 which may be displayed to the user during the described operations, but may or may not have been used in determining the three-dimensional coordinates.
Im Schritt 330 des beispielhaften Verfahrens 300 (3), und wie in 4 dargestellt, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) eine Bezugsoberfläche 250 bestimmen. In manchen Ausführungsformen kann die Bezugsoberfläche 250 flach sein, während die Bezugsoberfläche 250 in anderen Ausführungsformen gekrümmt sein kann. Ebenso kann in einer Ausführungsform die Bezugsoberfläche 250 die Form einer Ebene aufweisen, während die Bezugsoberfläche 250 in anderen Ausführungsformen in einer anderen Form (z.B. als Zylinder, Kugel usw.) ausgebildet sein kann. Zum Beispiel kann ein Anwender den Joystick 180 (oder eine andere Zeigevorrichtung (z.B. eine Maus, einen berührungsempfindlichen Bildschirm) der Videoinspektionsvorrichtung 100 verwenden, um einen oder mehrere Bezugsoberflächenpunkte auf der Objektoberfläche 210 des betrachteten Objekts 202 in der Nähe der Anomalie 204 auszuwählen, um eine Bezugsoberfläche zu bestimmen.In step 330 of the exemplary method 300 ( 3 ), and as in 4 shown, the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) a reference surface 250 determine. In some embodiments, the reference surface may 250 be flat while the reference surface 250 in other embodiments may be curved. Similarly, in one embodiment, the reference surface 250 have the shape of a plane while the reference surface 250 may be formed in other embodiments in a different form (eg as a cylinder, ball, etc.). For example, a user can use the joystick 180 (or another pointing device (eg, a mouse, a touch-sensitive screen) of the video inspection device 100 Use one or more reference surface points on the object surface 210 of the considered object 202 near the anomaly 204 to select a reference surface.
In einer Ausführungsform, und wie in 4 dargestellt, werden insgesamt drei Bezugsoberflächenpunkte 221, 222, 223 auf der Objektoberfläche 210 des betrachteten Objekts 202 in der Nähe der Anomalie 204 ausgewählt, um eine Tiefenmessung der Anomalie 204 durchzuführen, wobei die drei Bezugsoberflächenpunkte 221, 222, 223 auf der Objektoberfläche 210 in der Nähe der Anomalie 204 ausgewählt werden. In einer Ausführungsform können die mehreren Bezugsoberflächenpunkte 221, 222, 223 auf der Objektoberfläche 210 des betrachteten Objekts 202 dadurch ausgewählt werden, dass Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 231, 232, 233 (oder andere Zeigevorrichtungen) auf Pixeln 241, 242, 243 des Bildes 200 platziert werden, die den mehreren Bezugsoberflächenpunkten 221, 222, 223 auf der Objektoberfläche 210 entsprechen. In der beispielhaften Tiefenmessung kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) die dreidimensionalen Koordinaten von jedem von den mehreren Bezugsoberflächenpunkten 221, 222, 223 bestimmen.In one embodiment, and as in 4 are shown, a total of three reference surface points 221 . 222 . 223 on the object surface 210 of the considered object 202 near the anomaly 204 selected to make a depth measurement of the anomaly 204 perform, with the three reference surface points 221 . 222 . 223 on the object surface 210 near the anomaly 204 to be selected. In an embodiment, the plurality of reference surface points 221 . 222 . 223 on the object surface 210 of the considered object 202 be selected by reference surface position indicator 231 . 232 . 233 (or other pointing devices) on pixels 241 . 242 . 243 of the picture 200 are placed, which are the multiple reference surface points 221 . 222 . 223 on the object surface 210 correspond. In the exemplary depth measurement, the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) the three-dimensional coordinates of each of the plurality of reference surface points 221 . 222 . 223 determine.
Die dreidimensionalen Koordinaten von drei oder mehreren Oberflächenpunkten in der Nähe von einem oder mehreren von den drei Bezugsoberflächenpunkten 221, 222, 223, die auf der Objektoberfläche 210 in der Nähe der Anomalie 204 ausgewählt worden sind, können verwendet werden, um eine Bezugsoberfläche 250 (z.B. eine Ebene) zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) eine Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten der drei Bezugsoberflächenpunkte 221, 222, 223 durchführen, um eine Gleichung für die Bezugsoberfläche 250 (z.B. für eine Ebene) zu bestimmen, welche die folgende Form aufweist: k0RS + k1RS1·xiRS + k2RS·yiRS1 = ziRS (1) worin (xiRS, yiRS, ziRS) Koordinaten von irgendwelchen drei Dimensionspunkten auf der definierten Bezugsoberfläche 250 sind und k0RS, k1RS und k2RS Koeffizienten sind, die durch eine Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten erhalten werden.The three-dimensional coordinates of three or more surface points near one or more of the three reference surface points 221 . 222 . 223 on the object surface 210 near the anomaly 204 can be used to make a reference surface 250 (eg a level). In an embodiment, the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) a curve fit of the three-dimensional coordinates of the three reference surface points 221 . 222 . 223 Perform an equation for the reference surface 250 (eg for a plane), which has the following form: k 0RS + k 1RS1 · x iRS + k 2RS · y iRS1 = z iRS (1) where (x iRS , y iRS , z iRS ) coordinates of any three dimension points on the defined reference surface 250 and k are 0RS , k is 1RS and k is 2RS coefficients obtained by a curve fitting of the three-dimensional coordinates.
Es sollte beachtet werden, dass mehrere Bezugsoberflächenpunkte (d.h. mindestens so viele Punkte wie die Anzahl der k Koeffizienten) verwendet werden, um die Kurvenanpassung durchzuführen. Die Kurvenanpassung findet die k Koeffizienten, die den besten Fit (die beste Passung) für die verwendeten Punkte ergeben (z.B. die Methode der kleinsten Quadrate). Die k Koeffizienten definieren dann die Ebene oder andere Bezugsoberfläche 250, welche die verwendeten dreidimensionalen Punkte approximiert. Werden in der Kurvenanpassung jedoch mehr Punkte verwendet, als k Koeffizienten vorhanden sind, so stimmen allerdings, wenn man die x- und y-Koordinaten der verwendeten Punkte in die Ebenengleichung (1) einsetzt, die z-Ergebnisse wegen des Rauschens und etwaiger Abweichungen von einer Ebene, die tatsächlich existieren können, im Allgemeinen nicht exakt mit den z-Koordinaten der Punkte überein. Somit können xiRS1 und yiRS1 arbiträre Werte sein, und der resultierende ziRS verrät einem, was z in der definierten Ebene bei xiRS, yiRS ist. Somit können die Koordinaten, die in diesen Gleichungen dargestellt sind, für arbiträre Punkte gelten, die exakt auf der definierten Oberfläche liegen, aber nicht notwendigerweise für die Punkte, die bei der Anpassung verwendet werden, um die k Koeffizienten zu bestimmen.It should be noted that multiple reference surface points (ie, at least as many points as the number of k coefficients) are used to perform the curve fit. Curve fitting finds the k coefficients that yield the best fit (the best fit) for the points used (eg the least squares method). The k coefficients then define the plane or other reference surface 250 which approximates the three-dimensional points used. However, if more points are used in the curve fit than k coefficients are present, then if one uses the x and y coordinates of the points used in the plane equation (1), the z results will be due to noise and possible deviations from In general, a plane that can actually exist does not exactly match the z-coordinates of the points. Thus, x iRS1 and y iRS1 may be arbitrary values, and the resulting z iRS reveals what z is in the defined plane at x iRS , y iRS . Consequently For example, the coordinates represented in these equations may apply to arbitrary points that are exactly on the defined surface, but not necessarily to the points used in the fitting to determine the k coefficients.
In anderen Ausführungsformen wird nur einer oder werden nur zwei Bezugsoberflächenpunkte ausgewählt, wodurch die Verwendung der Kurvenanpassung lediglich auf Basis von dreidimensionalen Koordinaten für diese Bezugsoberflächenpunkte nicht in Frage kommt, da drei Punkte benötigt werden, um k0RS, k1RS und k2RS zu bestimmen. In diesem Fall kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) mehrere Pixel in der Nähe der einzelnen Pixel des Bildes identifizieren, die mehreren Punkten auf der Objektoberfläche 210 in der Nähe des bzw. der Bezugsoberflächenpunkte(s) entsprechen, und die dreidimensionalen Koordinaten des nahen Punkts bzw. der nahen Punkte bestimmen, wodurch eine Kurvenanpassung zur Bestimmung einer Bezugsoberfläche 250 ermöglicht wird.In other embodiments, only one or only two reference surface points are selected, which eliminates the use of curve fitting based solely on three-dimensional coordinates for these reference surface points, since three points are needed to determine k 0RS , k 1RS, and k 2RS . In this case, the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) identify multiple pixels near the individual pixels of the image, the multiple points on the object surface 210 in the vicinity of the reference surface points (s), and determine the three-dimensional coordinates of the near point (s), thereby providing curve fitting for determining a reference surface 250 is possible.
Obwohl das Beispiel für eine Bezugsoberfläche 250 auf Basis von Bezugsoberflächenpunkten 221, 222, 223 beschrieben wurde, die durch Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 231, 232, 233 ausgewählt werden, kann die Bezugsoberfläche 250 in anderen Ausführungsformen unter Verwendung einer Zeigevorrichtung gebildet werden, mit der eine Bezugsoberflächenform (z.B. ein Kreis, ein Quadrat, ein Rechteck, ein Dreieck usw.) in die Nähe der Anomalie platziert wird und die Bezugsoberflächenpunkte 261, 262, 263, 264 der Form 260 verwendet werden, um die Bezugsoberfläche 250 zu bestimmen. Es wird verstanden, dass die Bezugsoberflächenpunkte 261, 262, 263, 264 der Form 260 Punkte, die durch die Zeigevorrichtung ausgewählt werden, oder andere Punkte sein können, die auf oder in der Nähe der Umfangslinie der Form liegen, die so bemessen sein kann, dass sie die Anomalie 204 umschließt.Although the example of a reference surface 250 based on reference surface points 221 . 222 . 223 by reference surface position indicator 231 . 232 . 233 can be selected, the reference surface 250 in other embodiments, using a pointing device with which a reference surface shape (eg, a circle, a square, a rectangle, a triangle, etc.) is placed in the vicinity of the anomaly and the reference surface points 261 . 262 . 263 . 264 the form 260 used to cover the reference surface 250 to determine. It is understood that the reference surface points 261 . 262 . 263 . 264 the form 260 Points selected by the pointing device or may be other points lying on or near the perimeter of the shape, which may be sized to be the anomaly 204 encloses.
Im Schritt 340 des beispielhaften Verfahrens 300 (3), und wie in 5 dargestellt, bestimmt die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) einen interessierenden Bereich 270 in der Nähe der Anomalie 204 auf Basis der Bezugsoberflächenpunkte der Bezugsoberfläche 250. Der interessierende Bereich 270 enthält mehrere Oberflächenpunkte der Anomalie 204. In einer Ausführungsform wird ein interessierender Bereich 270 durch Ausbilden einer Form des interessierenden Bereiches 271 (z.B. eines Kreises) auf Basis von zwei oder mehreren von den Bezugsoberflächenpunkten 221, 222, 223 gebildet. In einer anderen Ausführungsform kann der interessierende Bereich 270 dadurch gebildet werden, dass man einen Zylinder senkrecht zu der Bezugsoberfläche 260 ausbildet und ihn durch oder in die Nähe von zwei oder mehreren von den Bezugsoberflächenpunkten 221, 222, 223 führt. Indem erneut auf 4 Bezug genommen wird, könnte ein interessierender Bereich innerhalb der Bezugsoberflächenform 260 und der Bezugsoberflächenpunkte 261, 262, 263, 264 gebildet werden.In step 340 of the exemplary method 300 ( 3 ), and as in 5 shown determines the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) an area of interest 270 near the anomaly 204 based on the reference surface points of the reference surface 250 , The area of interest 270 contains several surface points of the anomaly 204 , In one embodiment, an area of interest becomes 270 by forming a shape of the region of interest 271 (eg, a circle) based on two or more of the reference surface points 221 . 222 . 223 educated. In another embodiment, the region of interest 270 be formed by a cylinder perpendicular to the reference surface 260 and train it through or near two or more of the reference surface points 221 . 222 . 223 leads. By again on 4 Reference may be made to an area of interest within the reference surface shape 260 and the reference surface points 261 . 262 . 263 . 264 be formed.
Obwohl das Beispiel für die Form 271 des interessierenden Bereiches in 5 so gebildet ist, dass sie durch die Bezugsoberflächenpunkte 221, 222, 223 verläuft, kann in einer anderen Ausführungsform eine Bezugsoberflächenform mit kleinerem Durchmesser so gebildet werden, dass sie nur in der Nähe der Bezugsoberflächenpunkte verläuft. Wie in 6 dargestellt ist, wird beispielsweise ein interessierender Bereich 280 dadurch gebildet, dass man eine Form 281 des interessierenden Bereiches (z.B. einen Kreis) so anordnet, dass er in der Nähe von zwei der Bezugsoberflächenpunkte 221, 222 verläuft, wobei der Durchmesser des Kreises 281 kleiner als der Abstand zwischen den beiden Bezugsoberflächenpunkten 221, 222 ist. Es wird verstanden, dass die Formen 271, 281 des interessierenden Bereiches und die interessierenden Bereiche 270, 280 auf dem Bild 200 dargestellt werden können, aber nicht müssen.Although the example of the form 271 of the area of interest in 5 is formed so that it passes through the reference surface points 221 . 222 . 223 In another embodiment, a smaller diameter reference surface shape may be formed to extend only near the reference surface points. As in 6 For example, an area of interest becomes 280 formed by having a shape 281 of the region of interest (eg, a circle) so as to be near two of the reference surface points 221 . 222 runs, with the diameter of the circle 281 smaller than the distance between the two reference surface points 221 . 222 is. It is understood that the forms 271 . 281 the area of interest and the areas of interest 270 . 280 in the picture 200 can be represented, but not necessarily.
Nachdem der interessierende Bereich 270, 280 bestimmt worden ist, bestimmt die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) im Schritt 350 des beispielhaften Verfahrens 300 (3) den Abstand (d.h. die Tiefe) von jedem von den mehreren Oberflächenpunkten in dem interessierenden Bereich zu der Bezugsoberfläche 250. In einer Ausführungsform bestimmt die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) die Länge einer Linie, die zwischen der Bezugsoberfläche 250 und jedem von den mehreren Oberflächenpunkten in dem interessierenden Bereich 270, 280 verläuft, wobei die Linie die Bezugsoberfläche 250 senkrecht schneidet.After the area of interest 270 . 280 has been determined determines the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) in step 350 of the exemplary method 300 ( 3 ) the distance (ie, the depth) of each of the multiple surface points in the region of interest to the reference surface 250 , In one embodiment, the video inspection device determines 100 (eg the CPU 150 ) the length of a line between the reference surface 250 and each of the multiple surface points in the region of interest 270 . 280 runs, the line being the reference surface 250 vertical cuts.
Im Schritt 360 des beispielhaften Verfahrens 300 (3) bestimmt die Videoinspektionsvorrichtung den Ort der tiefsten Oberflächenstelle 224 in dem interessierenden Bereich 270, 280 durch Bestimmung des Oberflächenpunktes, der am weitesten von der Bezugsoberfläche 250 entfernt ist (z.B. durch Auswählen des Oberflächenpunktes mit der längsten Linie, die zu der Bezugsoberfläche 250 verläuft). Es wird verstanden, dass die "tiefste Stelle" oder die "tiefste Oberflächenstelle", wie hierin verwendet, eine am weitesten entfernte Stelle (d.h. niedrigster Punkt), die in Bezug auf die Bezugsoberfläche 250 zurückgesetzt ist, oder eine am weitesten entfernte Stelle (d.h. höchster Punkt) sein kann, die von der Bezugsoberfläche 250 vorsteht. Die Videoinspektionsvorrichtung 100 kann die tiefste Oberflächenstelle 224 in dem interessierenden Bereich 270, 280 auf dem Bild durch Anzeigen z.B. eines Positionsanzeigers (Cursors) 234 (5) oder einer anderen grafischen Kennzeichnung 282 (6) auf der tiefsten Oberflächenstelle 224 kennzeichnen. Außerdem kann die Videoinspektionsvorrichtung 100, wie in den 5 und 6 dargestellt ist, die Tiefe 290 der tiefsten Oberflächenstelle 224 in dem interessierenden Bereich 270, 280 (z.B. die Länge der senkrechten Linie, die von dem tiefsten Oberflächenpunkt 224 zu der Bezugsoberfläche 250 verläuft) auf dem Bild 200 (in Zoll oder Millimeter) anzeigen. Dadurch, dass der Positionsanzeiger 234 oder die andere grafische Kennzeichnung 282 (6) automatisch an der tiefsten Oberflächenstelle 224 in dem interessierenden Bereich 270, 280 angezeigt wird, verkürzt die Videoinspektionsvorrichtung 100 die Zeit, die nötig ist, um die Tiefenmessung durchzuführen, und sie verbessert die Genauigkeit der Tiefenmessung, da der Anwender die tiefste Oberflächenstelle 224 in der Anomalie 204 nicht manuell kennzeichnen muss.In step 360 of the exemplary method 300 ( 3 ), the video inspection device determines the location of the deepest surface location 224 in the area of interest 270 . 280 by determining the surface point farthest from the reference surface 250 is removed (eg by selecting the surface point with the longest line to the reference surface 250 runs). It is understood that the "lowest point" or "the deepest surface location", as used herein, is a farthest point (ie lowest point) relative to the reference surface 250 is reset, or may be the farthest point (ie highest point) from the reference surface 250 protrudes. The Video inspection device 100 can be the deepest surface area 224 in the area of interest 270 . 280 in the picture by displaying eg a position indicator (cursor) 234 ( 5 ) or other graphic designation 282 ( 6 ) on the deepest surface 224 mark. In addition, the video inspection device 100 as in the 5 and 6 is shown, the depth 290 the deepest surface area 224 in the area of interest 270 . 280 (eg the length of the vertical line, that of the deepest surface point 224 to the reference surface 250 runs) in the picture 200 (in inches or millimeters). Because of the position indicator 234 or the other graphic designation 282 ( 6 ) automatically at the deepest surface 224 in the area of interest 270 . 280 is displayed, shortens the video inspection device 100 the time it takes to perform the depth measurement, and it improves the accuracy of the depth measurement because the user has the deepest surface location 224 in the anomaly 204 do not have to mark manually.
Sobald der Positionsanzeiger 234 an der tiefsten Oberflächenstelle 224 in dem interessierenden Bereich 270, 280 angezeigt wird, kann der Anwender diesen Punkt auswählen und einen Tiefenmesswert aufnehmen und speichern. Der Anwender kann außerdem den Positionsanzeiger 234 in dem interessierenden Bereich 270, 280 bewegen, um die Tiefe anderer Oberflächenpunkte in dem interessierenden Bereich 270, 280 zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) die Bewegung des Positionsanzeigers 234 überwachen und erfassen, wenn der Positionsanzeiger 234 aufgehört hat sich zu bewegen. Wenn sich der Positionsanzeiger 234 über eine vorgegebene Zeit (z.B. 1 Sekunde) nicht mehr bewegt hat, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) die tiefste Oberflächenstelle in der Nähe des Positionsanzeigers 234 (z.B. in einem vorgegebenen Kreis mit dem Positionsanzeiger 234 als Mittelpunkt) bestimmen und den Positionsanzeiger 234 automatisch in diese Position überführen.Once the cursor 234 at the deepest surface 224 in the area of interest 270 . 280 is displayed, the user can select this point and record and save a depth reading. The user can also see the cursor 234 in the area of interest 270 . 280 to increase the depth of other surface points in the region of interest 270 . 280 to determine. In an embodiment, the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) the movement of the position indicator 234 monitor and record when the cursor is 234 has stopped moving. When the cursor is 234 has not moved for a predetermined time (eg 1 second), the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) the deepest surface location near the cursor 234 (eg in a given circle with the cursor 234 as the center point) and the position indicator 234 automatically transfer to this position.
Falls der Benutzer einen oder mehrere der Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 231, 232, 233 (oder andere Zeigevorrichtungen) bewegt, ohne den automatisch platzierten Positionsanzeiger 234 von Hand anzupassen, wird der Positionsanzeiger 234 basierend auf dem neuen interessierenden Bereich 270 auf der Basis der neuen Positionen der Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 231, 232, 233 automatisch neu positioniert. Wenn der Benutzer einen oder mehrere der Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 231, 232, 233 (oder andere Zeigevorrichtungen) bewegt, nachdem er den automatisch platzierten Positionsanzeiger 234 von Hand angepasst hat, wird der Positionsanzeiger 234 nicht automatisch basierend auf dem neuen interessierenden Bereich 270 auf der Basis der neuen Positionen der Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 231, 232, 233 neu positioniert. Demgemäß werden Anwendungen, die nicht für eine automatische Platzierung unterstützt werden, weiterhin für eine manuelle Platzierung des Positionsanzeigers 234 für die interessierende Stelle unterstützt.If the user has one or more of the reference surface position indicators 231 . 232 . 233 (or other pointing devices) moves without the automatically placed position indicator 234 to adjust by hand becomes the cursor 234 based on the new area of interest 270 based on the new positions of the reference surface position indicators 231 . 232 . 233 automatically repositioned. If the user has one or more of the reference surface position indicators 231 . 232 . 233 (or other pointing devices) moves after the automatically placed position indicator 234 adjusted by hand, becomes the cursor 234 not automatically based on the new area of interest 270 based on the new positions of the reference surface position indicators 231 . 232 . 233 repositioned. Accordingly, applications that are not supported for automatic placement will continue to manually position the cursor 234 supported for the body of interest.
7 zeigt eine grafische Darstellung eines Beispielsprofils 370 der Objektoberfläche 210 des betrachteten Objekts 202, das in dem Bild 200 von 1 gezeigt ist. In diesem beispielhaften Profil 370 ist die Bezugsoberfläche 250 veranschaulicht, wie sie sich zwischen zwei Bezugsoberflächenpunkten 221, 222 und ihren jeweiligen Bezugsoberflächen-Positionsanzeigern 231, 232 erstreckt. Der Ort und die Tiefe 290 der tiefsten Oberflächenstelle 224 in dem interessierenden Bereich sind in der grafischen Darstellung ebenfalls gezeigt. In einer anderen Ausführungsform kann auch eine Punktwolkenansicht verwendet werden, um die tiefste Oberflächenstelle 224 zu veranschaulichen. 7 shows a graphical representation of a sample profile 370 the object surface 210 of the considered object 202 that in the picture 200 from 1 is shown. In this exemplary profile 370 is the reference surface 250 illustrates how it relates between two reference surface points 221 . 222 and their respective reference surface position indicators 231 . 232 extends. The place and the depth 290 the deepest surface area 224 in the area of interest are also shown in the graph. In another embodiment, a point cloud view may also be used to determine the deepest surface location 224 to illustrate.
8 zeigt ein weiteres Bild 500, das durch die Videoinspektionsvorrichtung 100 von der Objektoberfläche 510 eines betrachteten Objektes 502, das eine Anomalie 504 aufweist, gewonnen worden ist, in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Erneut ist in diesem Beispiel die Anomalie 504 als eine Delle dort veranschaulicht, wo Material von der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502 in der Anomalie 504 durch Beschädigung oder Verschleiß entfernt worden ist. Es wird verstanden, dass die in diesem Ausführungsbeispiel veranschaulichte Anomalie 504 nur ein Beispiel darstellt und dass das erfindungsgemäße Verfahren auch für andere Arten von Unregelmäßigkeiten (z.B. Risse, Korrosionsgrübchen, Beschichtungsverlust, oberflächliche Anlagerungen usw.), Oberflächenmerkmale (z.B. Schweißnähte) oder Freiräume zwischen Oberfläche (z.B. Abstände zwischen Spitze und Mantel) angewendet werden kann. Sobald das Bild 500 erhalten wird und die Anomalie 504 identifiziert wird, kann das Bild 500 verwendet werden, um die Dimensionen der Anomalie 504 (z.B. Höhe oder Tiefe, Länge, Weite, Fläche, Volumen, Punkt-zu-Linie, einen Profilschnitt, usw.) zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann das verwendete Bild 500 ein zweidimensionales Bild 500 der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502, das die Anomalie 504 enthält, sein. 8th shows another picture 500 that through the video inspection device 100 from the object surface 510 of a considered object 502 That's an anomaly 504 has been obtained, in one embodiment of the invention. Again in this example is the anomaly 504 as a dent there illustrates where material from the object surface 510 of the considered object 502 in the anomaly 504 has been removed by damage or wear. It will be understood that the anomaly illustrated in this embodiment 504 is only an example, and that the method of the invention can also be applied to other types of imperfections (eg, cracks, corrosion pits, coating loss, superficial deposits, etc.), surface features (eg, welds), or clearances between surfaces (eg, peak to jacket distances). Once the picture 500 is received and the anomaly 504 is identified, the picture can 500 used to measure the dimensions of the anomaly 504 (eg height or depth, length, width, area, volume, point-to-line, a profile section, etc.). In one embodiment, the image used 500 a two-dimensional picture 500 the object surface 510 of the considered object 502 that the anomaly 504 contains, be.
9 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 600 zum Anzeigen dreidimensionaler Daten zur Inspektion der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502, das in dem Bild 500 nach 8 veranschaulicht ist, in einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Es wird verstanden, dass die in dem Flussdiagramm der 9 beschriebenen Schritte in einer anderen Reihenfolge, als sie in dem Flussdiagramm veranschaulicht ist, ausgeführt werden können und dass für bestimmte Ausführungsformen nicht alle Schritte erforderlich sind. 9 shows a flowchart of a method 600 for displaying three-dimensional data for inspecting the object surface 510 of the considered object 502 that in the picture 500 to 8th illustrated in an exemplary embodiment of the invention. It is understood that the in the flow chart of the 9 described steps in a different order than those in the flowchart and that for certain embodiments not all steps are required.
Im Schritt 610, und wie in 8 veranschaulicht, kann der Bediener die Videoinspektionsvorrichtung 100 verwenden, um ein Bild 500 von der Objektoberfläche 510 eines betrachteten Objektes 502, das eine Anomalie 504 aufweist, zu erhalten und dieses auf einem Videomonitor (z.B. einer integrierten Anzeige 170 oder einem externen Monitor 172) anzuzeigen. In einer Ausführungsform kann das Bild 500 in einem Messbetriebsmodus der Videoinspektionsvorrichtung angezeigt werden. In step 610 , and as in 8th illustrates, the operator can the video inspection device 100 use a picture 500 from the object surface 510 of a considered object 502 That's an anomaly 504 to receive and this on a video monitor (eg an integrated display 170 or an external monitor 172 ). In one embodiment, the image 500 in a measurement operation mode of the video inspection device.
Im Schritt 620 kann die CPU 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100 die dreidimensionalen Koordinaten (xiS1, yiS1, ziS1) in einem ersten Koordinatensystem von mehreren Oberflächenpunkten auf der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502, einschließlich der Anomalie 504, bestimmen. In einer Ausführungsform kann die Videoinspektionsvorrichtung dreidimensionale Daten von dem Bild 500 generieren, um die dreidimensionalen Koordinaten zu bestimmen. Wie vorstehend erläutert, können etliche verschiedene existierende Techniken verwendet werden, um die dreidimensionalen Koordinaten der Punkte auf dem Bild 500 der Objektoberfläche 510 zu liefern (z.B. Stereo-, Abtastsysteme, Strukturlichtverfahren, wie Phasenverschiebung, Phasenverschiebungs-Moiré, Laserpunktprojektion, usw.).In step 620 can the CPU 150 the video inspection device 100 the three-dimensional coordinates (x iS1 , y iS1 , z iS1 ) in a first coordinate system of a plurality of surface points on the object surface 510 of the considered object 502 , including the anomaly 504 , determine. In one embodiment, the video inspection device may obtain three-dimensional data from the image 500 generate to determine the three-dimensional coordinates. As explained above, several different existing techniques can be used to obtain the three-dimensional coordinates of the points on the image 500 the object surface 510 (eg stereo, scanning, pattern light techniques, such as phase shift, phase shift moire, laser spot projection, etc.).
Im Schritt 630, und wie in 8 veranschaulicht, kann ein Bediener den Joystick 180 (oder eine andere Zeigevorrichtung (z.B. eine Maus, einen Berührungsbildschirm)) der Videoinspektionsvorrichtung 100 verwenden, um mehrere Messpunkte auf der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502 in der Nähe der Anomalie 504 auszuwählen, um eine bestimmte Art einer Messung durchzuführen. In einer Ausführungsform, und wie in 8 veranschaulicht, werden insgesamt 3 Messpunkte 521, 522, 523 auf der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502 in der Nähe der Anomalie 504 zur Durchführung einer Tiefenmessung von der Anomalie 504 ausgewählt, und der vierte Messpunkt 524 wird automatisch an der tiefsten Stelle der Anomalie 504 platziert, wie vorstehend erläutert. In einer Ausführungsform können die mehreren Messpunkte 521, 522, 523 auf der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502 durch Platzierung von Positionsanzeigern (Cursorn) 531, 532, 533 (oder anderen Zeigevorrichtungen) auf Pixeln 541, 542, 543 des Bildes 500, die den mehreren Messpunkten 521, 522, 523 auf der Objektoberfläche 510 entsprechen, ausgewählt werden. Ein Positionsanzeiger 534 wird automatisch an dem vierten Messpunkt 524 auf einem Pixel 544 des Bildes 500 platziert, das dem vierten Messpunkt 524 entspricht. In der beispielhaften Tiefenmessung kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 die dreidimensionalen Koordinaten in dem ersten Koordinatensystem jedes der mehreren Messpunkte 521, 522, 523, 524 bestimmen.In step 630 , and as in 8th an operator can use the joystick 180 (or another pointing device (eg, a mouse, a touch screen)) of the video inspection device 100 use several measurement points on the object surface 510 of the considered object 502 near the anomaly 504 to select a particular type of measurement. In one embodiment, and as in 8th will be illustrated in total 3 measuring points 521 . 522 . 523 on the object surface 510 of the considered object 502 near the anomaly 504 to perform a depth measurement of the anomaly 504 selected, and the fourth measuring point 524 is automatically at the lowest point of the anomaly 504 placed as explained above. In an embodiment, the plurality of measurement points 521 . 522 . 523 on the object surface 510 of the considered object 502 by placing position indicators (cursors) 531 . 532 . 533 (or other pointing devices) on pixels 541 . 542 . 543 of the picture 500 that the multiple measuring points 521 . 522 . 523 on the object surface 510 correspond to be selected. A position indicator 534 will automatically be at the fourth measuring point 524 on a pixel 544 of the picture 500 placed, the fourth measuring point 524 equivalent. In the exemplary depth measurement, the video inspection device 100 the three-dimensional coordinates in the first coordinate system of each of the multiple measurement points 521 . 522 . 523 . 524 determine.
Im Schritt 640, und wie in 8 veranschaulicht, kann die CPU 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100 eine Bezugsoberfläche 550 bestimmen. In der in 8 veranschaulichten beispielhaften Tiefenmessung der Anomalie 504 können die dreidimensionalen Koordinaten von drei oder mehreren Oberflächenpunkten in der Nähe eines oder mehrerer der drei Messpunkte 521, 522, 523, die auf der Objektoberfläche 510 in der Nähe der Anomalie 504 ausgewählt wurden, verwendet werden, um eine Bezugsoberfläche 550 (z.B. eine Ebene) zu bestimmen. In einer Ausführungsform kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 eine Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten in dem ersten Koordinatensystem der drei Messpunkte 521, 522, 523 (xiM1, yiM1, ziM1) durchführen, um eine Gleichung für die Bezugsoberfläche 550 (z.B. für eine Ebene) zu bestimmen, welche die folgende Form aufweist: k0RS1 + k1RS1·xiRS1 + k2RS1·yiRS1 = ziRS1 (2), worin (xiRS1, yiRS1, ziRS1) Koordinaten irgendeines dreidimensionalen Punktes in dem ersten Koordinatensystem auf der definierten Bezugsoberfläche 550 sind und k0RS1, k1RS1 und k2RS1 Koeffizienten sind, die durch eine Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten erhalten werden.In step 640 , and as in 8th illustrates, the CPU can 150 the video inspection device 100 a reference surface 550 determine. In the in 8th illustrated exemplary depth measurement of the anomaly 504 The three-dimensional coordinates of three or more surface points may be near one or more of the three measurement points 521 . 522 . 523 on the object surface 510 near the anomaly 504 were selected to be used a reference surface 550 (eg a level). In an embodiment, the video inspection device 100 a curve fitting of the three-dimensional coordinates in the first coordinate system of the three measurement points 521 . 522 . 523 (x iM1 , y iM1 , z iM1 ) to obtain an equation for the reference surface 550 (eg for a plane), which has the following form: k 0RS1 + k 1RS1 * x iRS1 + k 2RS1 * y iRS1 = z iRS1 (2), where (x iRS1 , y iRS1 , z iRS1 ) coordinates of any three-dimensional point in the first coordinate system on the defined reference surface 550 and k 0RS1 , k 1RS1 and k 2RS1 are coefficients obtained by a curve fitting of the three-dimensional coordinates.
Es sollte beachtet werden, dass mehrere Messpunkte (d.h. mindestens so viele Punkte wie die Anzahl der k Koeffizienten) verwendet werden, um die Kurvenanpassung durchzuführen. Die Kurvenanpassung findet die k Koeffizienten, die den besten Fit (die beste Passung) für die verwendeten Punkte ergeben (z.B. die Methode der kleinsten Quadrate). Die k Koeffizienten definieren dann die Ebene oder andere Bezugsoberfläche 550, die die verwendeten dreidimensionalen Punkte approximiert. Falls jedoch bei der Kurvenanpassung mehr Punkte als die Anzahl von k Koeffizienten verwendet werden, werden im Allgemeinen die z-Ergebnisse, wenn man die x- und y-Koordinaten der verwendeten Punkte in die Ebenengleichung (2) einsetzt, aufgrund des Rauschens und jeglicher Abweichung von einer Ebene, die tatsächlich vorliegen können, nicht exakt mit den z-Koordinaten der Punkte übereinstimmen. Somit können xiRS1 und yiRS1 arbiträre Werte sein, und das resultierende ziRS1 verrät einem den z-Wert der definierten Ebene bei xiRS1, yiRS1 ist. Dementsprechend können Koordinaten, die in diesen Gleichungen dargestellt sind, für arbiträre Punkte gelten, die exakt auf der definierten Oberfläche liegen, aber nicht notwendigerweise für die Punkte, die bei der Anpassung verwendet werden, um die k Koeffizienten zu bestimmen. It should be noted that multiple measurement points (ie, at least as many points as the number of k coefficients) are used to perform the curve fit. Curve fitting finds the k coefficients that yield the best fit (the best fit) for the points used (eg the least squares method). The k coefficients then define the plane or other reference surface 550 which approximates the three-dimensional points used. However, if more points than the number of k coefficients are used in the curve fitting, the z-results, taking the x and y coordinates of the points used into the plane equation (2), generally become due to the noise and any deviation from a plane that can actually exist do not exactly match the z-coordinates of the points. Thus, x iRS1 and y iRS1 may be arbitrary values, and the resulting z iRS1 gives one the z-value of the defined plane at x iRS1 , y iRS1 . Accordingly, you can Coordinates represented in these equations are for arbitrary points that are exactly on the defined surface, but not necessarily for the points used in the fitting to determine the k coefficients.
In einer anderen Ausführungsform werden lediglich zwei Messpunkte für eine bestimmte Messung (z.B. Länge, Profil) ausgewählt, wodurch die Verwendung der Kurvenanpassung auf der Basis von lediglich den dreidimensionalen Koordinaten derjenigen zwei Messpunkte nicht in Frage kommt, weil drei Punkte benötigt werden, um k0RS1, k1RS1 und k2RS1 zu bestimmen. In diesem Fall kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 mehrere Pixel in der Nähe jedes der Pixel des Bildes, die mehreren Punkten auf der Objektoberfläche 510 in der Nähe jedes der Messpunkte entsprechen, identifizieren und die dreidimensionalen Koordinaten dieser Punkten bestimmen, wodurch eine Kurvenanpassung zur Bestimmung einer Bezugsoberfläche 550 ermöglicht wird. In another embodiment, only two measurement points are selected for a particular measurement (eg, length, profile), whereby the use of curve fitting based on only the three-dimensional coordinates of those two measurement points is out of the question, because three points are needed to make k 0RS1 to determine k 1RS1 and k 2RS1 . In this case, the video inspection device 100 several pixels near each of the pixels of the image, the multiple points on the object surface 510 in the vicinity of each of the measurement points, identify and determine the three-dimensional coordinates of these points, whereby a curve fitting for the determination of a reference surface 550 is possible.
In einer Ausführungsform, und wie in 8 veranschaulicht, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 die dreidimensionalen Koordinaten in dem ersten Koordinatensystem von mehreren Rahmenpunkten 560 (xiF1, yiF1, ziF1), die einen Rahmen 562 (z.B. ein Rechteck) auf einer Bezugsoberfläche 550 um die Anomalie 504 und die Messpunkte 521, 522, 523, 524 herum bilden, bestimmen, die später dazu verwendet werden können, die Lage der Bezugsoberfläche 550 anzuzeigen. In one embodiment, and as in 8th illustrates, the video inspection device 100 the three-dimensional coordinates in the first coordinate system of several frame points 560 (x iF1 , y iF1 , z iF1 ) representing a frame 562 (eg a rectangle) on a reference surface 550 about the anomaly 504 and the measuring points 521 . 522 . 523 . 524 around, which later can be used to determine the position of the reference surface 550 display.
Sobald die Bezugsoberfläche 550 bestimmt ist, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 in der in 8 veranschaulichten beispielhaften Ausführungsform eine Messung (z.B. der Tiefe) der Anomalie 504 durch Bestimmung des Abstands zwischen dem vierten Messpunkt 524 an der tiefsten Stelle der Anomalie 504 und der Bezugsoberfläche 550 vornehmen. Die Genauigkeit dieses Tiefenmesswertes ist durch die Genauigkeit bei der Auswahl der mehreren Messpunkte 521, 522, 523 auf der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502 bestimmt. In vielen Fällen ist, wie vorstehend erläutert, die Kontur der Anomalie 504 in dem Bild 500 anhand des zweidimensionalen Bildes schwer zu bestimmen, und sie kann zu klein oder anderweitig unzureichend sein, um die mehreren Messpunkte 521, 522, 523 zuverlässig zu lokalisieren. Demgemäß wird der Bediener in vielen Fällen weitere Details in dem Bereich der Anomalie 504 zur Bewertung der Genauigkeit der Position dieser Messpunkte 521, 522, 523, 524 wünschen. Während einige Videoinspektionsvorrichtungen 100 eine Punktwolkenansicht des vollständigen Bildes 500 bereitstellen können, kann diese Ansicht gegebenenfalls nicht die erforderliche Detailtiefe für die Anomalie 504, wie vorstehend erläutert, liefern. Um eine aussagekräftigere Ansicht von der Objektoberfläche 510 in einem Bereich rings um die Messpunkte 521, 522, 523, 524, als sie durch eine Punktwolkenansicht der dreidimensionalen Daten des gesamten Bildes 500 geboten wird, zu liefern, erstellt das erfindungsgemäße Verfahren einen Teilsatz der dreidimensionalen Daten in dem interessierenden Bereich. Once the reference surface 550 is determined, the video inspection device 100 in the in 8th Illustrated exemplary embodiment, a measurement (eg the depth) of the anomaly 504 by determining the distance between the fourth measuring point 524 at the lowest point of the anomaly 504 and the reference surface 550 make. The accuracy of this depth measurement is due to the accuracy of selecting multiple measurement points 521 . 522 . 523 on the object surface 510 of the considered object 502 certainly. In many cases, as explained above, the contour of the anomaly 504 in the picture 500 It is difficult to determine from the two-dimensional image, and it may be too small or otherwise insufficient to measure the multiple measurement points 521 . 522 . 523 reliable to locate. Accordingly, in many cases, the operator becomes further details in the area of the anomaly 504 to evaluate the accuracy of the position of these measuring points 521 . 522 . 523 . 524 to wish. While some video inspection devices 100 a point cloud view of the full image 500 If necessary, this view may not provide the required level of detail for the anomaly 504 , as explained above. For a more meaningful view of the object surface 510 in an area around the measuring points 521 . 522 . 523 . 524 Than by a point cloud view of the three-dimensional data of the entire image 500 is offered to provide, the inventive method creates a subset of the three-dimensional data in the area of interest.
Im Schritt 650 kann die CPU 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100 ein zweites Koordinatensystem einführen, das sich von dem ersten Koordinatensystem unterscheidet. In einer Ausführungsform kann das zweite Koordinatensystem auf der Bezugsoberfläche 550 und den mehreren Messpunkten 521, 522, 523, 524 basieren. Die Videoinspektionsvorrichtung 100 kann den Ursprung des zweiten Koordinatensystems (xO2, yO2, zO2) = (0, 0, 0) derart zuweisen, dass er sich in der Nähe der mittleren Position 525 der dreidimensionalen Koordinaten der Punkte auf der Bezugsoberfläche 550 befindet, die zwei oder mehreren der mehreren Messpunkte 521, 522, 523, 524 auf der Objektoberfläche 510 entsprechen (z.B. durch Projektion der Messpunkte 521, 522, 523, 524 auf die Bezugsoberfläche 550 und Bestimmung einer mittleren Position 525 auf der Bezugsoberfläche 550). In einigen Fällen können die dreidimensionalen Koordinaten der Punkte auf der Bezugsoberfläche 550, die den Messpunkten 521, 522, 523 entsprechen, gleich sein. Jedoch fallen unter manchen Umständen, aufgrund von Rauschen und/oder kleinen Abweichungen in der Objektoberfläche 510, die Messpunkte 521, 522, 523 nicht exakt auf die Bezugsoberfläche 550, und sie weisen folglich andere Koordinaten auf. In step 650 can the CPU 150 the video inspection device 100 introduce a second coordinate system different from the first coordinate system. In an embodiment, the second coordinate system may be on the reference surface 550 and the multiple measurement points 521 . 522 . 523 . 524 based. The video inspection device 100 may assign the origin of the second coordinate system (x O2 , y O2 , z O2 ) = (0, 0, 0) to be near the middle position 525 the three-dimensional coordinates of the points on the reference surface 550 located, the two or more of the multiple measurement points 521 . 522 . 523 . 524 on the object surface 510 correspond (eg by projection of the measuring points 521 . 522 . 523 . 524 on the reference surface 550 and determining a middle position 525 on the reference surface 550 ). In some cases, the three-dimensional coordinates of the points on the reference surface 550 that the measuring points 521 . 522 . 523 match, be the same. However, in some circumstances, noise and / or small deviations in the object surface will result 510 , the measuring points 521 . 522 . 523 not exactly on the reference surface 550 , and thus they have different coordinates.
Wenn Punkte auf der Bezugsoberfläche 550 bestimmt werden, die den Messpunkten 521, 522, 523, 524 auf der Objektoberfläche 510 entsprechen, ist es geeignet, das Konzept der Linienrichtungen anzuwenden, die die jeweiligen Steigungen der Linien in den x-, y- und z-Ebenen vermitteln und verwendet werden können, um senkrechte oder parallele Linien einzurichten. Für eine gegebene Linie, die durch zwei dreidimensionale Koordinaten (x1, y1, z1) und (x2, y2, z2) verläuft, können die Linienrichtungen (dx, dy, dz) definiert werden als: dx = x2 – x1 (3) dy = y2 – y1 (4) dz = z2 – z1 (5) If points on the reference surface 550 be determined, the measuring points 521 . 522 . 523 . 524 on the object surface 510 Accordingly, it is appropriate to apply the concept of line directions, which can convey the respective slopes of the lines in the x, y, and z planes, and can be used to establish vertical or parallel lines. For a given line passing through two three-dimensional coordinates (x1, y1, z1) and (x2, y2, z2), the line directions (dx, dy, dz) can be defined as: dx = x2 - x1 (3) dy = y2 - y1 (4) dz = z2 - z1 (5)
Bei einem gegebenen Punkt auf einer Linie (x1, y1, z1) und den Linienrichtungen (dx, dy, dz) kann die Linie definiert werden durch: (x – x1) / dx = (y – y1) / dy = (z – z1) / dz (6) For a given point on a line (x1, y1, z1) and the line directions (dx, dy, dz), the line can be defined by: (x - x1) / dx = (y - y1) / dy = (z - z1) / dz (6)
Somit können, wenn eine beliebige einzelne von einer Koordinate x, y oder z gegeben ist, die restlichen beiden berechnet werden. Parallele Linien haben die gleichen oder linear skalierten Linienrichtungen. Zwei Linien, die die Richtungen (dx1, dy1, dz1) und (dx2, dy2, dz2) aufweisen, verlaufen senkrecht zueinander, falls gilt: dx1·dx2 + dy1·dy2 + dz1·dz2 = 0 (7) Thus, if any one of a coordinate x, y or z is given, the remaining two can be calculated. Parallel lines have the same or linearly scaled line directions. Two lines that have the directions (dx1, dy1, dz1) and (dx2, dy2, dz2) are perpendicular to each other, if: dx1 · dx2 + dy1 · dy2 + dz1 · dz2 = 0 (7)
Die Richtungen für alle Linien senkrecht zu einer Bezugsoberfläche, die unter Verwendung der Gleichung (2) definiert ist, sind gegeben durch: dxRSN = k1RS (8) dyRSN = –k2RS (9) dzRSN = 1 (10) The directions for all lines perpendicular to a reference surface defined using equation (2) are given by: dx RSN = k 1RS (8) dy RSN = -k 2RS (9) dz RSN = 1 (10)
Auf der Basis der Gleichungen (6) und (8) bis (10) kann eine Linie, die zu der Bezugsoberfläche 550 senkrecht ausgerichtet ist und durch einen Oberflächenpunkt (xS, yS, zS) verläuft, definiert werden als: On the basis of equations (6) and (8) to (10), a line leading to the reference surface 550 is vertically oriented and passes through a surface point (x S , y s , z s ) defined as:
In einer Ausführungsform können die Koordinaten eines Punktes auf der Bezugsoberfläche 550 (xiRS1, yiRS1, ziRS1), der einem Punkt auf der Objektoberfläche 510 (xiS1, yiS1, ziS1) entspricht, (z.B. dreidimensionale Koordinaten in einem ersten Koordinatensystem von Punkten auf der Bezugsoberfläche 550, die den Messpunkten 521, 522, 523, 524 entsprechen) bestimmt werden, indem eine zu der Bezugsoberfläche 550 senkrechte Linie, die in den Gleichungen (8)–(10) angegebene Richtungen aufweist und durch (xiS1, yiS1, ziS1) verläuft, definiert wird und die Koordinaten des Schnittpunktes dieser Linie mit der Bezugsoberfläche 550 bestimmt werden. Somit gilt ausgehend von den Gleichungen (2) und (11): xiRS1 = k1RS1·(ziS1 – ziRS1) + xiS1 (13) yiRS1 = k2RS·(ziS1 – ziRS1) + yiS1 (14) In one embodiment, the coordinates of a point on the reference surface 550 (x iRS1 , y iRS1 , z iRS1 ) representing a point on the object surface 510 (x iS1 , y iS1 , z iS1 ), (eg, three-dimensional coordinates in a first coordinate system of points on the reference surface 550 that the measuring points 521 . 522 . 523 . 524 be determined) by one to the reference surface 550 vertical line having directions indicated in equations (8) - (10) and passing through (x iS1 , y iS1 , z iS1 ) and the coordinates of the intersection of this line with the reference surface 550 be determined. Thus, starting from equations (2) and (11): x iRS1 = k 1RS1 * (z iS1 -z iRS1 ) + x iS1 (13) y iRS1 = k 2RS * (z iS1 -z iRS1 ) + y iS1 (14)
In einer Ausführungsform können diese Schritte (die Gleichungen (3) bis (14)) verwendet werden, um die dreidimensionalen Koordinaten von Punkten auf der Bezugsoberfläche 550, die den Messpunkten 521, 522, 523, 524 entsprechen, zu bestimmen. Anschließend kann die mittlere Position 525 dieser auf die Bezugsoberfläche 550 projizierten Punkte der Messpunkte (xM1avg, yM1avg, zM1avg) bestimmt werden. Der Ursprung des zweiten Koordinatensystems (xO2, yO2, zO2) = (0, 0, 0) kann dann der mittleren Position 525 (xM1avg, yM1avg, zM1avg) zugewiesen und in der Nähe von dieser positioniert werden. In one embodiment, these steps (equations (3) through (14)) may be used to determine the three-dimensional coordinates of points on the reference surface 550 that the measuring points 521 . 522 . 523 . 524 correspond to determine. Subsequently, the middle position 525 this on the reference surface 550 projected points of the measuring points (x M1avg , y M1avg , z M1avg ) are determined. The origin of the second coordinate system (x O2 , y O2 , z O2 ) = (0, 0, 0) can then be the middle position 525 (x M1avg , y M1avg , z M1avg ) are assigned and positioned in the vicinity of this.
Eine Positionierung des Ursprungs des zweiten Koordinatensystems in der Nähe der mittleren Position 525 in dem Bereich der Anomalie 504, wenn die z-Werte der senkrechte Abstand von jedem Oberflächenpunkt zu der Bezugsoberfläche 550 sind, ermöglicht eine Drehung der Punktwolkenansicht, um die Mitte des Bereichs der Anomalie 504 herum und ermöglicht es, dass jegliche Farbskala einer Tiefenkarte die Höhe oder Tiefe eines Oberflächenpunktes gegenüber der Bezugsoberfläche 550 anzeigen kann.Positioning the origin of the second coordinate system near the middle position 525 in the area of anomaly 504 when the z-values are the perpendicular distance from each surface point to the reference surface 550 allows a rotation of the point cloud view to the center of the range of anomaly 504 and allows any color gamut of a depth map to determine the height or depth of a surface point from the reference surface 550 can show.
Um sich dieses zweite Koordinatensystem zu Nutze zu machen, transformiert die CPU 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100 im Schritt 660 die dreidimensionalen Koordinaten in dem ersten Koordinatensystem (xi1, yi1, zi1), die für verschiedene Punkte (z.B. die mehreren Oberflächenpunkte, die mehreren Messpunkte 521, 522, 523, 524, die Punkte auf der Bezugsoberfläche 550, einschließlich der Rahmenpunkte 560, usw.) bestimmt worden sind, in dreidimensionale Koordinaten in dem zweiten Koordinatensystem (xi2, yi2, zi2). To make use of this second coordinate system, the CPU transforms 150 the video inspection device 100 in step 660 the three-dimensional coordinates in the first coordinate system (x i1 , y i1 , z i1 ), which for different points (eg the multiple surface points, the multiple measuring points 521 . 522 . 523 . 524 , the points on the reference surface 550 including the frame points 560 , etc.) in three-dimensional coordinates in the second coordinate system (x i2 , y i2 , z i2 ).
In einer Ausführungsform kann eine Koordinatentransformationsmatrix ([T]) verwendet werden, um die Koordinaten entsprechend dem Folgenden zu transformieren: ([xi1 yi1 zi1] – [xM1avg yM1avg zM1avg])·[T] = [xi2y i2 zi2] (15) worin [T] eine Transformationsmatrix ist.In one embodiment, a coordinate transformation matrix ([T]) may be used to transform the coordinates according to the following: ([x i1 y i1 z i1 ] - [x M1avg y M1avg z M1avg ]) · [T] = [x i2 y i2 z i2 ] (15) where [T] is a transformation matrix.
In einer Nicht-Matrixform können die dreidimensionalen Koordinaten in dem zweiten Koordinatensystem durch das Folgende bestimmt werden: xi2 = (xi1 – xM1avg)·T00 + (yi1 – yM1avg)·T10 + (zi1 – zM1avg)·T20 (16) yi2 = (xi1 – xM1avg)·T01 + (yi1 – yM1avg)·T11+ (zi1 – zM1avg)·T21 (17) zi2 = (xi1 – xM1avg)·T02 + (yi1 – yM1avg)·T12 + (zi1 – zM1avg)·T22 (18), worin die Transformationsmatrixwerte die Linienrichtungswerte der neuen Achsen x, y, z in dem ersten Koordinatensystem sind.In a non-matrix form, the three-dimensional coordinates in the second coordinate system may be determined by the following: x i2 = (x i1 -x M1avg ) x T 00 + (y i1 -y M1avg ) x T 10 + (z i1 -z M1avg ) x T 20 (16) y i2 = (x i1 -x M1avg ) * T 01 + (y i1 -y M1avg ) * T 11 + (z i1 -z M1avg ) * T 21 (17) z i2 = (x i1 -x M1avg ) * T 02 + (y i1 -y M1avg ) * T 12 + (z i1 -z M1avg ) * T 22 (18) wherein the transformation matrix values are the line-direction values of the new axes x, y, z in the first coordinate system.
Im Schritt 670 bestimmt die CPU 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100 einen Teilsatz der mehreren Oberflächenpunkte, die innerhalb eines interessierenden Bereiches auf der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502 liegen. In einer Ausführungsform kann der interessierende Bereich ein begrenzter Bereich auf der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502 sein, der die mehreren Messpunkte 521, 522, 523, 524 umgibt, um die Menge an dreidimensionalen Daten, die in einer Punktwolkenansicht verwendet werden sollen, zu minimieren. Zum Beispiel kann der interessierende Bereich durch den Rahmen 562 definiert sein. Es wird verstanden, dass der Schritt des Bestimmens des Teilsatzes 660 vor oder nach dem Transformationsschritt 660 stattfinden kann. Falls zum Beispiel des Teilsatzes im Schritt 670 nach dem Transformationsschritt 660 stattfindet, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 die Koordinaten für alle Oberflächenpunkte, einschließlich Punkte, die sich außerhalb des interessierenden Bereiches befinden, transformieren, bevor sie bestimmt, welche dieser Punkte in dem interessierenden Bereich liegen. Alternativ kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 in dem Fall, dass die Bestimmung des Teilsatzes im Schritt 670 vor dem Transformationsschritt 660 stattfindet, nur die Koordinaten für diejenigen Oberflächenpunkte, die innerhalb des interessierenden Bereiches liegen, transformieren müssen. In step 670 determines the CPU 150 the video inspection device 100 a subset of the multiple surface points that are within a region of interest on the object surface 510 of the considered object 502 lie. In one embodiment, the region of interest may be a limited area on the object surface 510 of the considered object 502 be that of the multiple measuring points 521 . 522 . 523 . 524 surrounds to minimize the amount of three-dimensional data to be used in a point cloud view. For example, the area of interest may be through the frame 562 be defined. It is understood that the step of determining the subset 660 before or after the transformation step 660 can take place. If, for example, the subset in step 670 after the transformation step 660 takes place, the video inspection device 100 the coordinates for all surface points, including points outside the region of interest, are transformed before determining which of those points are in the region of interest. Alternatively, the video inspection device 100 in the case that the determination of the subset in step 670 before the transformation step 660 takes place, only the coordinates for those surface points that are within the region of interest need to transform.
In einer Ausführungsform kann der interessierende Bereich definiert werden, indem der maximale Abstand (dMAX) zwischen jedem der Punkte auf der Bezugsoberfläche 550, die den Messpunkten 521, 522, 523, 524 entsprechen, und der mittleren Position 525 dieser Punkte auf der Bezugsoberfläche 550 (dem Ursprung des zweiten Koordinatensystems (xO2, yO2, zO2) = (0, 0, 0), falls dies nach der Transformation erfolgt, oder (xM1avg, yM1avg, zM1avg) in dem ersten Koordinatensystem, falls dies vor der Transformation erfolgt) bestimmt wird. In einer Ausführungsform kann der interessierende Bereich alle Oberflächenpunkte enthalten, die entsprechende Punkte auf der Bezugsoberfläche 550 haben (d.h., wenn diese auf die Bezugsoberfläche projiziert werden), die innerhalb eines bestimmten Schwellenabstandes (dROI) zu der mittleren Position 525 der Messpunkte 521, 522, 523, 524 auf der Bezugsoberfläche 550 (z.B. von weniger als dem maximalen Abstand (dROI = dMAX) oder weniger als ein Abstand, der etwas größer (z.B. um zwanzig Prozent größer) ist als der maximale Abstand (dROI = 1, 2 · dMAX)) liegen. Falls z.B. die mittlere Position 525 in dem zweiten Koordinatensystem sich bei (xO2, yO2, zO2) = (0, 0, 0) befindet, ist der Abstand (d) von dieser Position zu einem Punkt auf der Bezugsoberfläche 550, der einem Oberflächenpunkt (xiRS2, yiRS2, ziRS2) entspricht, gegeben durch: In one embodiment, the region of interest may be defined by the maximum distance (d MAX ) between each of the points on the reference surface 550 that the measuring points 521 . 522 . 523 . 524 correspond, and the middle position 525 of these points on the reference surface 550 (the origin of the second coordinate system (x O2 , y O2 , z O2 ) = (0, 0, 0), if done after the transformation, or (x M1avg , y M1avg , z M1avg ) in the first coordinate system, if so before the transformation takes place) is determined. In one embodiment, the region of interest may include all surface points, the corresponding points on the reference surface 550 have (that is, if they are projected onto the reference surface) within a certain threshold distance (d ROI ) to the middle position 525 the measuring points 521 . 522 . 523 . 524 on the reference surface 550 (eg, less than the maximum distance (d ROI = d MAX ) or less than a distance that is slightly larger (eg, twenty percent greater) than the maximum distance (d ROI = 1, 2 x d MAX )). For example, if the middle position 525 in the second coordinate system is (x O2 , y O2 , z O2 ) = (0, 0, 0), the distance (d) from this position is to a point on the reference surface 550 corresponding to a surface point (x iRS2 , y iRS2 , z iRS2 ) given by:
In ähnlicher Weise ist in dem Fall, dass die mittlere Position 525 in dem ersten Koordinatensystem sich bei (xM1avg, yM1avg, zM1avg) befindet, der Abstand (d) von dieser Position zu einem Punkt auf der Bezugsoberfläche 550, der einem Oberflächenpunkt (xiRS1, yiRS1, ziRS1) entspricht, gegeben durch: Similarly, in the case that the middle position 525 in the first coordinate system is at (x M1avg , y M1avg , z M1avg ), the distance (d) from this position to a point on the reference surface 550 corresponding to a surface point (x iRS1 , y iRS1 , z iRS1 ) given by:
Falls ein Oberflächenpunkt einen Abstandswert (diRS1 oder diRS2) aufweist, der kleiner ist als der Schwellenabstand (dROI) des interessierenden Bereiches und folglich in dem interessierenden Bereich liegt, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 die dreidimensionalen Koordinaten dieses Oberflächenpunktes und die Pixelfarbe, die der Tiefe dieses Oberflächenpunktes entspricht, in eine Punktwolkenansichtsdatei schreiben. In dieser beispielhaften Ausführungsform liegt der interessierende Bereich in der Form eines Zylinders vor, der Oberflächenpunkte enthält, die innerhalb des Radius des Zylinders fallen. Es wird verstanden, dass andere Formen und Verfahren zur Bestimmung des interessierenden Bereiches verwendet werden können. If a surface point has a distance value (d iRS1 or d iRS2 ) that is less than the threshold distance (d ROI ) of the region of interest and thus lies within the region of interest, the video inspection device may 100 Write the three-dimensional coordinates of this surface point and the pixel color corresponding to the depth of this surface point into a point cloud view file. In this exemplary embodiment, the region of interest is in the form of a cylinder containing surface points that fall within the radius of the cylinder. It will be understood that other forms and methods of determining the region of interest may be used.
Der interessierende Bereich kann auch basierend auf der Tiefe der Anomalie 504 auf der Objektoberfläche 510 des betrachteten Objektes 502, die durch die Videoinspektionsvorrichtung 100 in dem ersten Koordinatensystem bestimmt wird, definiert werden. Falls zum Beispiel gemessen wurde, dass die Tiefe der Anomalie 504 0,005 Zoll (0,127 mm) beträgt, kann der interessierende Bereich derart definiert werden, dass er nur diejenigen Punkte umfasst, die Abstände von der Bezugsoberfläche 550 (oder z-Dimensionen) innerhalb eines bestimmten Bereiches (± 0,015 Zoll (0,381 mm)) basierend auf dem Abstand von einem oder mehreren der Messpunkte 521, 522, 523, 524 zu der Bezugsoberfläche 550 haben. Falls ein Oberflächenpunkt einen Tiefenwert im Innern des interessierenden Bereiches aufweist, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 die dreidimensionalen Koordinaten dieses Oberflächenpunktes und die Pixelfarbe, die der Tiefe dieses Oberflächenpunktes entspricht, in eine Punktwolkenansichtsdatei schreiben. Falls ein Oberflächenpunkt einen Tiefenwert außerhalb des interessierenden Bereiches aufweist, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 diesen Oberflächenpunkt in eine Punktwolkenansichtsdatei nicht aufnehmen.The area of interest may also be based on the depth of the anomaly 504 on the object surface 510 of the considered object 502 through the video inspection device 100 is determined in the first coordinate system. For example, if the depth of the anomaly was measured 504 0.005 inches (0.127 mm), the region of interest may be defined to include only those points which are distances from the reference surface 550 (or z-dimensions) within a certain range (± 0.015 inches (0.381 mm)) based on the distance from one or more of the measurement points 521 . 522 . 523 . 524 to the reference surface 550 to have. If a surface point has a depth value inside the region of interest, the video inspection device may 100 Write the three-dimensional coordinates of this surface point and the pixel color corresponding to the depth of this surface point into a point cloud view file. If a surface point has a depth value outside the region of interest, the video inspection device may 100 do not include this surface point in a point cloud view file.
Im Schritt 680, und wie in 10 veranschaulicht, kann der Monitor 170, 172 der Videoinspektionsvorrichtung 100 eine gerenderte dreidimensionale Ansicht (z.B. eine Punktwolkenansicht) 700 des Teilsatzes der mehreren Oberflächenpunkte in den dreidimensionalen Koordinaten des zweiten Koordinatensystems mit einem Ursprung 725 in der Mitte der Ansicht anzeigen. In einer (nicht veranschaulichten) Ausführungsform kann die Anzeige der Punktwolkenansicht 700 eine Farbkarte enthalten, um den Abstand zwischen jedem der Oberflächenpunkte und der Bezugsoberfläche 750 in dem zweiten Koordinatensystem anzuzeigen (z.B. wird ein erster Punkt bei einer bestimmten Tiefe in einem Rotton veranschaulicht, der dieser Tiefe entspricht, während ein zweiter Punkt bei einer anderen Tiefe in einem Grünton veranschaulicht wird, der diese Tiefe entspricht). Die dargestellte Punktwolkenansicht 700 kann ferner die Position der mehreren Messpunkte 721, 722, 723, 724 enthalten. Um den Bediener bei der Betrachtung der Punktwolkenansicht 700 zu unterstützen, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 ferner dreidimensionale Linienpunkte 771, 772, 773 entlang gerader Linien zwischen zwei oder mehreren der mehreren Messpunkte 721, 722, 723 in den dreidimensionalen Koordinaten des zweiten Koordinatensystems bestimmen und diese Linienpunkte 771, 772, 773 in der Punktwolkenansicht 700 anzeigen. Die Punktwolkenansicht 700 kann auch eine Tiefenlinie 774 von dem Messpunkt 724, der an der tiefsten Stelle der Anomalie 504 angeordnet sein soll, zu der Bezugsoberfläche 750 enthalten. In einer Ausführungsform kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 feststellen, ob die Tiefenlinie 774 eine Toleranzspezifikation oder andere Schwelle überschreitet, und einen optischen oder hörbaren Hinweis oder Alarm über ein derartiges Ereignis liefern.In step 680 , and as in 10 illustrated, the monitor can 170 . 172 the video inspection device 100 a rendered three-dimensional view (eg a point cloud view) 700 of the subset of the multiple surface points in the three-dimensional coordinates of the second coordinate system having an origin 725 in the middle of the view. In one embodiment (not shown), the display of the point cloud view may 700 a color chart to indicate the distance between each of the surface points and the reference surface 750 in the second coordinate system (eg, a first point at a certain depth is illustrated in a red tone corresponding to that depth, while a second point at another depth is illustrated in a green tone corresponding to that depth). The illustrated point cloud view 700 can also determine the position of the multiple measuring points 721 . 722 . 723 . 724 contain. To the operator when viewing the point cloud view 700 can support the video inspection device 100 furthermore three-dimensional line points 771 . 772 . 773 along straight lines between two or more of the multiple measurement points 721 . 722 . 723 in the three-dimensional coordinates of the second coordinate system and determine these line points 771 . 772 . 773 in the point cloud view 700 Show. The point cloud view 700 can also be a depth line 774 from the measuring point 724 , the lowest point of the anomaly 504 should be arranged, to the reference surface 750 contain. In an embodiment, the video inspection device 100 determine if the depth line 774 exceeds a tolerance specification or other threshold, and provide an optical or audible indication or alarm about such an event.
Die angezeigte Punktwolkenansicht 700 kann auch mehrere Rahmenpunkte 760 enthalten, die einen Rahmen 762 auf der Bezugsoberfläche 750 in dem zweiten Koordinatensystem bilden, um die Lage der Bezugsoberfläche 750 anzuzeigen. In einer weiteren Ausführungsform kann die angezeigte Punktwolkenansicht 700 ferner eine Skala enthalten, die den senkrechten Abstand zu der Bezugsoberfläche 750 anzeigt.The displayed point cloud view 700 can also have multiple frame points 760 contain a frame 762 on the reference surface 750 in the second coordinate system form the position of the reference surface 750 display. In another embodiment, the displayed point cloud view 700 Further, a scale containing the vertical distance to the reference surface 750 displays.
Wie in 10 veranschaulicht, kann der Bediener durch Beschränkung der Daten in der Punktwolkenansicht 700 auf diese Punkte in dem interessierenden Bereich und durch Zulassung, dass die Ansicht um einen Punkt 725 in der Mitte des interessierenden Bereiches (z.B. an dem Ursprung) gedreht wird, die Anomalie 504 leichter analysieren und feststellen, falls die Tiefenmessung und Platzierung der Messpunkte 721, 722, 723, 724 richtig war. In einer Ausführungsform kann der Bediener die Position eines oder mehrerer der Messpunkte 721, 722, 723, 724 in der Punktwolkenansicht 700 verändern, wenn eine Korrektur erforderlich ist. Alternativ kann der Beginner in dem Fall, dass eine Korrektur erforderlich ist, zu dem zweidimensionalen Bild 500 nach 8 zurückkehren und einen oder mehrere der Messpunkte 521, 522, 523, 524 erneut auswählen und den Prozess wiederholen.As in 10 illustrates the operator by restricting the data in the point cloud view 700 to those points in the area of interest and by admission that the view by one point 725 is rotated in the middle of the region of interest (eg at the origin), the anomaly 504 easier to analyze and determine if the depth measurement and placement of the measurement points 721 . 722 . 723 . 724 was correct. In one embodiment, the operator may determine the position of one or more of the measurement points 721 . 722 . 723 . 724 in the point cloud view 700 change if a correction is required. Alternatively, in the case where correction is required, the beginner may become the two-dimensional image 500 to 8th return and one or more of the measuring points 521 . 522 . 523 . 524 select again and repeat the process.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Monitor 170, 172 der Videoinspektionsvorrichtung 100 eine gerenderte dreidimensionale Ansicht 700 des Teilsatzes der mehreren Oberflächenpunkte in den dreidimensionalen Koordinaten des ersten Koordinatensystems anzeigen, ohne jemals eine Koordinatentransformation durchzuführen. In dieser Ausführungsform kann die auf den ursprünglichen Koordinaten basierende Punktwolkenansicht 700 auch die verschiedenen vorstehend beschriebenen Merkmale zur Unterstützung des Bedieners, einschließlich der Anzeige einer Farbkarte, der Lage der mehreren Messpunkte, der dreidimensionalen Linienpunkte, Tiefenlinien, Rahmen oder Skalen, enthalten.In a further embodiment, the monitor 170 . 172 the video inspection device 100 a rendered three-dimensional view 700 of the subset of the multiple surface points in the three-dimensional coordinates of the first coordinate system without ever performing a coordinate transformation. In this embodiment, the point cloud view based on the original coordinates 700 also the various features described above in support of the Operator, including the display of a color chart, the location of the multiple measuring points, the three-dimensional line points, depth lines, frames or scales included.
Indem erneut auf die 1–8 und die Beschreibung des Verfahrens zur automatischen Identifizierung einer interessierenden Stelle (z.B. der tiefsten Stelle 224 (5), 524 (8)) in einer Tiefenmessung an einem betrachteten Objekt 202, 502 Bezug genommen wird, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) in einer Ausführungsform die zweidimensionalen und/oder dreidimensionalen Daten (z.B. dreidimensionale Koordinaten) der Oberflächenpunkte innerhalb des interessierenden Bereiches 270, 562 analysieren, um festzustellen, welche spezielle Tiefenmessanwendung (z.B. tiefste Stelle oder höchste Stelle) der Benutzer gerade durchführt, bevor die interessierende Stelle 224, 524 automatisch identifiziert wird und ein Positionsanzeiger (Cursor) 234, 534 an dieser Stelle automatisch platziert wird (5, 8). Wie in den 5 und 8 veranschaulicht, kann der interessierende Bereich zum Beispiel all die Oberflächenpunkte an dem betrachteten Objekt 202, 502 enthalten, deren senkrechte Linienprojektionen auf die Bezugsoberfläche 250, 550 innerhalb des Polygons fallen, das durch die drei Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 231, 232, 233, 531, 532, 533 gebildet ist. In einer anderen Ausführungsform kann der interessierende Bereich Pixel des zweidimensionalen Bildes 200, 500 enthalten, die ins Innere des Polygons fallen, das durch die drei Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 231, 232, 233, 531, 532, 533 gebildet ist. By again on the 1 - 8th and the description of the method for the automatic identification of a point of interest (eg the lowest point 224 ( 5 ) 524 ( 8th )) in a depth measurement on a viewed object 202 . 502 With reference to FIG. 11, the video inspection apparatus 100 (eg the CPU 150 In one embodiment, the two-dimensional and / or three-dimensional data (eg, three-dimensional coordinates) of the surface points within the region of interest 270 . 562 analyze to determine which particular depth measurement application (eg deepest point or highest point) the user is currently performing before the point of interest 224 . 524 is automatically identified and a cursor 234 . 534 is automatically placed at this point ( 5 . 8th ). As in the 5 and 8th For example, the region of interest may include all the surface points on the object of interest 202 . 502 Contain their vertical line projections on the reference surface 250 . 550 fall within the polygon through the three reference surface position indicators 231 . 232 . 233 . 531 . 532 . 533 is formed. In another embodiment, the region of interest may be pixels of the two-dimensional image 200 . 500 that fall inside the polygon through the three reference surface position indicators 231 . 232 . 233 . 531 . 532 . 533 is formed.
In einer Ausführungsform kann eine Koordinatentransformation derart durchgeführt werden, dass der transformierte z-Wert für alle Punkte auf der Bezugsoberfläche 270, 550 z = 0 ist. Abhängig von der Betrachtungsperspektive auf das betrachtete Objekt 202, 502 (z.B. bei einer Betrachtung von oben und mit Blick nach unten auf das betrachtete Objekt 202, 502) weisen die dreidimensionalen Koordinaten eines beliebigen Oberflächenpunktes, der niedriger als die Bezugsoberfläche 250, 550 (oder unterhalb dieser) liegt, in dem transformierten Koordinatensystem einen negativen z-Wert auf, und die dreidimensionalen Koordinaten eines beliebigen Oberflächenpunktes, der höher als die Bezugsoberfläche 550 (oder oberhalb dieser) liegt, weist einen positiven z-Wert auf. Die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) kann die Abstände von jedem der Oberflächenpunkte in dem interessierenden Bereich zu der Bezugsoberfläche 250, 550 bestimmen und den Oberflächenpunkt in dem interessierenden Bereich, der den größten absoluten Wert für z aufweist, als den Oberflächenpunkt identifizieren, der von der Bezugsoberfläche 250, 550 am weitesten entfernt ist (d.h. den größten Abstand zu der Bezugsoberfläche 250, 550 aufweist) und folglich als die interessierende Stelle angenommen wird, und automatisch den vierten Positionsanzeiger 234, 534 an dieser Stelle platzieren (5, 8). Falls der transformierte tatsächliche Wert des z-Wertes negativ ist, ist die interessierende Stelle die tiefste oder niedrigste Stelle, und falls der transformierte tatsächliche Wert des z-Wertes positiv ist, ist die interessierende Stelle die höchste Stelle.In one embodiment, a coordinate transformation may be performed such that the transformed z value is for all points on the reference surface 270 . 550 z = 0. Depending on the viewing perspective on the object being viewed 202 . 502 (eg when looking from above and looking down at the object under consideration 202 . 502 ) indicate the three-dimensional coordinates of any surface point lower than the reference surface 250 . 550 (or below this), in the transformed coordinate system has a negative z-value, and the three-dimensional coordinates of any surface point higher than the reference surface 550 (or above), has a positive z-value. The video inspection device 100 (eg the CPU 150 ), the distances from each of the surface points in the region of interest to the reference surface 250 . 550 and identify the surface point in the region of interest that has the largest absolute value for z as the surface point from the reference surface 250 . 550 farthest away (ie the greatest distance to the reference surface) 250 . 550 and, consequently, assumed to be the point of interest, and automatically the fourth position indicator 234 . 534 place at this point ( 5 . 8th ). If the transformed actual value of the z-value is negative, the point of interest is the lowest or lowest point, and if the transformed actual value of the z-value is positive, the point of interest is the highest point.
In einer Ausführungsform kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) den größten absoluten z-Wert in dem interessierenden Bereich mit einem Schwellenwert (z.B. 0,003 Zoll (0,0762mm)) vergleichen und diesen Oberflächenpunkt als die interessierende Stelle identifizieren, wenn dessen z-Wert gleich dem Schwellenwert ist oder oberhalb dessen liegt, was anzeigt, dass der Oberflächenpunkt von der Bezugsoberfläche hinreichend weit entfernt liegt, um anzunehmen, dass der Benutzer versucht, einen tiefsten Punkt oder einen höchsten Punkt zu identifizieren. Falls der z-Wert des interessierenden Punktes unter dem Schwellenwert liegt, was anzeigt, dass der Oberflächenpunkt von der Bezugsoberfläche nicht hinreichend weit entfernt liegt, um anzunehmen, dass der Benutzer versucht, eine tiefste Stelle oder eine höchste Stelle zu identifizieren, ist dies kein gültiger höchster oder tiefster Punkt, und der vierte Positionsanzeiger 234, 534 wird nicht automatisch an dieser Stelle platziert (5, 8). In an embodiment, the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) compare the largest absolute z value in the region of interest with a threshold (eg, 0.003 inch (0.0762mm)) and identify that surface point as the point of interest if its z value is equal to or above the threshold, which indicates in that the surface point is sufficiently far from the reference surface to assume that the user is trying to identify a lowest point or a highest point. If the z-value of the point of interest is below the threshold, indicating that the surface point from the reference surface is not sufficiently distant to assume that the user is trying to identify a deepest or highest digit, this is not a valid one highest or lowest point, and the fourth position indicator 234 . 534 will not be placed automatically at this point ( 5 . 8th ).
In einer Ausführungsform kann in dem Fall, dass die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) feststellt, dass die interessierende Stelle ein höchster Punkt ist (d.h. der Oberflächenpunkt mit dem größten absoluten Wert für z weist einen transformierten tatsächlichen z-Wert auf, der positiv ist), die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) eine Überprüfung an diesem Oberflächenpunkt durchführen, um sicherzustellen, dass er ein gültiger höchster Punkt in Bezug auf die Bezugsoberfläche 250, 550 ist. Falls z.B. die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) feststellt, dass sich der höchste Punkt auf einer Oberfläche befindet, die zu der Bezugsoberfläche 250, 550 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist (z.B. mehr als 60° Winkel zwischen den beiden Oberflächen), würde dies anzeigen, dass sich der höchste Punkt auf einer vertikalen Fläche (z.B. der Seite einer Wand oder auf einer Turbinenlaufschaufel) befindet und kein gültiger höchster Punkt ist, und der vierte Positionsanzeiger 234, 534 wird nicht automatisch an dieser Stelle platziert (5, 8). In one embodiment, in the event that the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) states that the point of interest is the highest point (ie the Surface point having the largest absolute value of z has a transformed actual z value that is positive), the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) make a check on this surface point to make sure it is a valid highest point with respect to the reference surface 250 . 550 is. For example, if the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) determines that the highest point is on a surface that is adjacent to the reference surface 250 . 550 is oriented substantially vertically (eg more than 60 ° angle between the two surfaces), this would indicate that the highest point is on a vertical surface (eg the side of a wall or on a turbine blade) and is not a valid highest point, and the fourth position indicator 234 . 534 will not be placed automatically at this point ( 5 . 8th ).
In einer weiteren Ausführungsform kann in dem Fall, dass die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) feststellt, dass die interessierende Stelle ein niedrigster oder tiefster Punkt ist (d.h. der Oberflächenpunkt mit dem größten absoluten Wert für z weist einen transformierten tatsächlichen z-Wert auf, der negativ ist), die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) eine Überprüfung an diesem Oberflächenpunkt durchführen, um sicherzustellen, dass er ein gültiger niedrigster oder tiefster Punkt in Bezug auf die Bezugsoberfläche 250, 550 ist. Falls z.B. die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) feststellt, dass sich der niedrigste oder tiefste Punkt auf einer Oberfläche befindet, die in Bezug auf die Bezugsoberfläche 250, 550 nach unten abfällt, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) unter Verwendung eines Steigungsverfolgungsalgorithmus der Steigung nach unten von diesem Oberflächenpunkt aus zu der tiefsten Stelle folgen, die kein Oberflächenpunkt war, deren senkrechte Linienprojektion auf die Bezugsoberfläche 250, 550 ins Innere des durch die drei Messpunkte 221, 222, 223, 521, 522, 523 gebildeten Polygons fiel (5, 8).In a further embodiment, in the case that the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) determines that the point of interest is a lowest or lowest point (ie, the surface point having the largest absolute value for z has a transformed actual z value that is negative), the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) make a check on this surface point to make sure it is a valid lowest or lowest point with respect to the reference surface 250 . 550 is. For example, if the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) determines that the lowest or lowest point is on a surface that is relative to the reference surface 250 . 550 falls down, the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) using a slope tracking algorithm to follow the slope down from that surface point to the lowest point that was not a surface point, its vertical line projection onto the reference surface 250 . 550 into the interior of the three measuring points 221 . 222 . 223 . 521 . 522 . 523 formed polygons fell ( 5 . 8th ).
Zusätzlich zu der Verwendung von Tiefenmesswerten zur Bestimmung der tiefsten (oder niedrigsten) oder höchsten Stellen auf der Oberfläche eines betrachteten Objektes können Tiefenmessungen auch dazu verwendet werden, den Abstand zwischen den zwei Oberflächen zu bestimmen. Zum Beispiel zeigt 11 ein weiteres Bild 800, das durch die Videoinspektionsvorrichtung 100 von einer Turbinenlaufschaufel 803 (erste Oberfläche) und der inneren Oberfläche 810 des Turbinenmantels 801 (zweite Oberfläche) gewonnen wurde. Wie in 11 veranschaulicht, kann der Bediener die Videoinspektionsvorrichtung 100 verwenden, um das Bild 800 zu erhalten und dieses auf einem Videomonitor (z.B. einer integrierten Anzeige 170 oder einem externen Monitor 172) anzuzeigen. In einer Ausführungsform kann das Bild 800 in einem Messbetriebsmodus der Videoinspektionsvorrichtung 100 angezeigt werden. In addition to using depth measurements to determine the lowest (or lowest) or highest points on the surface of a viewed object, depth measurements can also be used to determine the distance between the two surfaces. For example, shows 11 another picture 800 that through the video inspection device 100 from a turbine blade 803 (first surface) and the inner surface 810 of the turbine shell 801 (second surface) was won. As in 11 illustrates, the operator can the video inspection device 100 use that picture 800 and this on a video monitor (eg an integrated display 170 or an external monitor 172 ). In one embodiment, the image 800 in a measurement operation mode of the video inspection device 100 are displayed.
Die CPU 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100 kann dann die dreidimensionalen Koordinaten in einem ersten Koordinatensystem von mehreren Oberflächenpunkten auf der Oberfläche der Turbinenlaufschaufel 803 und der inneren Oberfläche 810 des Turbinenmantels 801 bestimmen, wobei der Rand bzw. die Kante 804 der Turbinenlaufschaufel 803 und die innere Oberfläche 810 des Turbinenmantels 801 einen Zwischenraum oder Spalt 802 zwischeneinander aufweisen und nicht parallel zueinander verlaufen. In einer Ausführungsform kann die Videoinspektionsvorrichtung dreidimensionale Daten aus dem Bild 800 generieren, um die dreidimensionalen Koordinaten zu bestimmen. Wie vorstehend erläutert, können etliche verschiedene existierende Techniken verwendet werden, um die dreidimensionalen Koordinaten der Punkte auf dem Bild 800 zu liefern, z.B. Stereo-, Abtastsysteme, Strukturlichtverfahren, wie bspw. Phasenverschiebung, Phasenverschiebungs-Moiré, Laser-Punkt-Projektion, etc.)The CPU 150 the video inspection device 100 can then calculate the three-dimensional coordinates in a first coordinate system from multiple surface points on the surface of the turbine blade 803 and the inner surface 810 of the turbine shell 801 determine where the edge or the edge 804 the turbine blade 803 and the inner surface 810 of the turbine shell 801 a gap or gap 802 between each other and not parallel to each other. In an embodiment, the video inspection device may obtain three-dimensional data from the image 800 generate to determine the three-dimensional coordinates. As explained above, several different existing techniques can be used to obtain the three-dimensional coordinates of the points on the image 800 to provide, for example, stereo, scanning, structural light methods, such as. Phase shift, phase shift moire, laser point projection, etc.)
Wie in 11 veranschaulicht, kann ein Bediener den Joystick 180 (oder eine andere Zeigevorrichtung (z.B. eine Maus, einen Berührungsbildschirm)) der Videoinspektionsvorrichtung 100 (1) verwenden, um mehrere Bezugsoberflächenpunkte 821, 822, 823 auf der inneren Oberfläche 810 des Turbinenmantels 801 auszuwählen, um eine bestimmte Art einer Messung durchzuführen. In einer Ausführungsform, und wie in 11 veranschaulicht, werden insgesamt drei Bezugsoberflächenpunkte 821, 822, 823 auf der inneren Oberfläche 810 des Turbinenmantels 801 ausgewählt, um eine Tiefenmessung des Abstands zwischen dem Rand bzw. der Kante 804 der Turbinenlaufschaufel 803 und dem Turbinenmantel 801 vorzunehmen. In einer Ausführungsform können die mehreren Bezugsoberflächenpunkte 821, 822, 823 auf der inneren Oberfläche 810 des Turbinenmantels 801 ausgewählt werden, indem Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 831, 832, 833 (oder andere Zeigevorrichtungen) auf Pixeln 841, 842, 843 des Bildes 800, die den mehreren Bezugsoberflächenpunkten 821, 822, 823 auf der inneren Oberfläche 810 entsprechen, platziert werden. In der beispielhaften Tiefenmessung kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 die dreidimensionalen Koordinaten in dem ersten Koordinatensystem von jedem der mehreren Bezugsoberflächenpunkte 821, 822, 823 bestimmen. As in 11 an operator can use the joystick 180 (or another pointing device (eg, a mouse, a touch screen)) of the video inspection device 100 ( 1 ) use multiple reference surface points 821 . 822 . 823 on the inner surface 810 of the turbine shell 801 to select a particular type of measurement. In one embodiment, and as in 11 illustrates a total of three reference surface points 821 . 822 . 823 on the inner surface 810 of the turbine shell 801 selected to provide a depth measurement of the distance between the edge and the edge 804 the turbine blade 803 and the turbine shell 801 make. In an embodiment, the plurality of reference surface points 821 . 822 . 823 on the inner surface 810 of the turbine shell 801 be selected by reference surface position indicator 831 . 832 . 833 (or other pointing devices) on pixels 841 . 842 . 843 of the picture 800 corresponding to the multiple reference surface points 821 . 822 . 823 on the inner surface 810 correspond, be placed. In the exemplary depth measurement, the video inspection device 100 the three-dimensional coordinates in the first coordinate system of each of the plurality of reference surface points 821 . 822 . 823 determine.
Wie in 1 veranschaulicht, kann die CPU 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100 eine Bezugsoberfläche 850 bestimmen. In der in 11 veranschaulichten beispielhaften Tiefenmessung können die dreidimensionalen Koordinaten von drei oder mehreren Oberflächenpunkten in der Nähe eines oder mehrerer der drei Bezugsoberflächenpunkte 821, 822, 823 verwendet werden, um eine Bezugsoberfläche 850 (z.B. eine Ebene) zu bestimmen. Wie vorstehend erläutert, kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 in einer Ausführungsform eine Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten in dem ersten Koordinatensystem der drei Bezugsoberflächenpunkte 821, 822, 823 durchführen, um eine Gleichung für die Bezugsoberfläche 850 (z.B. für eine Ebene) zu bestimmen, wie vorstehend in der Gleichung (1) beschrieben. In einer Ausführungsform kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) eine Kurvenanpassung der dreidimensionalen Koordinaten der Oberflächenpunkte, die den Pixeln in der Umgebung der Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 831, 832, 833 zugeordnet sind, durchführen, um eine Gleichung für die Bezugsoberfläche 1020 (z.B. für eine Ebene) zu bestimmen, wie vorstehend in der Gleichung (1) beschrieben. In einer weiteren Ausführungsform kann die Kurvenanpassung nur die dreidimensionalen Koordinaten der Oberflächenpunkte, die den Pixeln in der Umgebung von lediglich einem der Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 831, 832, 833 zugeordnet sind, für die Bezugsoberfläche 850 verwenden. As in 1 illustrates, the CPU can 150 the video inspection device 100 a reference surface 850 determine. In the in 11 Illustrated exemplary depth measurement may include the three-dimensional coordinates of three or more surface points in the vicinity of one or more of the three reference surface points 821 . 822 . 823 used to be a reference surface 850 (eg a level). As explained above, the video inspection device 100 in one embodiment, a curve fit of the three-dimensional coordinates in the first coordinate system of the three reference surface points 821 . 822 . 823 Perform an equation for the reference surface 850 (eg for a plane) as described above in equation (1). In an embodiment, the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) a curve fit of the three-dimensional coordinates of the surface points corresponding to the pixels in the vicinity of the reference surface position indicators 831 . 832 . 833 Assign to an equation for the reference surface 1020 (eg for a plane) as described above in equation (1). In another embodiment, the curve fit may only be the three-dimensional coordinates of the surface points corresponding to the pixels in the vicinity of only one of the reference surface position indicators 831 . 832 . 833 are assigned to the reference surface 850 use.
Wie in 11 veranschaulicht, berechnet die CPU 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100, um den interessierenden Bereich 870 zu bestimmen, um eine Tiefenmessung des Zwischenraums bzw. Abstands zwischen dem Rand (der Kante) 804 der Turbinenlaufschaufel 803 und dem Turbinenmantel 801 durchzuführen, die dreidimensionalen Koordinaten eines versetzten Bezugspunktes 861, der zu der Bezugsoberfläche 850 in einer positiven Richtung zu der Turbinenlaufschaufel 803 hin versetzt ist und sich auf einer Linie befindet, die zu der Bezugsoberfläche 850 senkrecht ausgerichtet ist und durch den ersten Bezugsoberflächenpunkt 821 und den Positionsanzeiger 831 verläuft. In einer Ausführungsform kann eine Koordinatentransformation derart durchgeführt werden, dass der transformierte z-Wert für alle Punkte auf der Bezugsoberfläche 850 z = 0 ist. Der versetzte Bezugspunkt 861 kann dann in einem nominalen Abstand (von z.B. 1,0 mm) in der z-Richtung zu den dreidimensionalen Koordinaten des ersten Bezugsoberflächenpunktes 821 positioniert werden. Die CPU 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100 bestimmt dann das zweidimensionale Pixel 862, das dem versetzten Bezugspunkt 861 entspricht, und bestimmt eine zweidimensionale Begrenzungslinienrichtung von dem ersten Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 831 zu dem zweidimensionalen Pixel 862 des versetzten Bezugspunktes 861. Die CPU 150 der Videoinspektionsvorrichtung 100 bestimmt dann drei zweidimensionale parallele Begrenzungslinien 871, 872, 873 des interessierenden Bereiches, die in der Begrenzungslinienrichtung verlaufen und jeweils durch einen der drei Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 831, 832, 833 hindurchführen und den Rand des Bildes 800 durchlaufen. Der interessierende Bereich 870 ist der Bereich in dem Bild 800, der durch die zwei äußersten Begrenzungslinien 871, 872 des interessierenden Bereiches und in der positiven Lichtung der Linie 874 zwischen dem ersten und dem zweiten Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger 831, 832, durch die die Begrenzungslinien 871, 872 des interessierenden Bereiches verlaufen, begrenzt ist. As in 11 illustrates, the CPU calculates 150 the video inspection device 100 to the area of interest 870 to determine a depth measurement of the gap between the edge (s) 804 the turbine blade 803 and the turbine shell 801 perform the three-dimensional coordinates of an offset reference point 861 which is the reference surface 850 in a positive direction to the turbine blade 803 is offset and is located on a line leading to the reference surface 850 is oriented vertically and through the first reference surface point 821 and the cursor 831 runs. In one embodiment, a coordinate transformation may be performed such that the transformed z value is for all points on the reference surface 850 z = 0. The offset reference point 861 may then be at a nominal distance (eg, 1.0 mm) in the z-direction to the three-dimensional coordinates of the first reference surface point 821 be positioned. The CPU 150 the video inspection device 100 then determines the two-dimensional pixel 862 that the offset reference point 861 and determines a two-dimensional boundary line direction from the first reference surface position indicator 831 to the two-dimensional pixel 862 the offset reference point 861 , The CPU 150 the video inspection device 100 then determines three two-dimensional parallel boundary lines 871 . 872 . 873 of the region of interest, which run in the boundary line direction and respectively through one of the three reference surface position indicators 831 . 832 . 833 pass it and the edge of the picture 800 run through. The area of interest 870 is the area in the picture 800 passing through the two outermost boundary lines 871 . 872 of the area of interest and in the positive clearing of the line 874 between the first and second reference surface position indicators 831 . 832 through which the boundary lines 871 . 872 of the area of interest is limited.
In einer Ausführungsform kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) die zweidimensionalen und/oder dreidimensionalen Daten (z.B. dreidimensionale Koordinaten) der Oberflächenpunkte innerhalb des interessierenden Bereiches 870 analysieren um festzustellen, welche spezielle Tiefenmessanwendung (z.B. Spitzenabstandmessung) der Benutzer gerade durchführt, bevor sie den interessierenden Punkt 824 (z.B. den Randbzw. Kantenpunkt 824 an dem Rand bzw. der Kante 804) der Turbinenlaufschaufeln 803) automatisch identifiziert und den vierten Positionsanzeiger 834 an dieser Stelle automatisch platziert. Zum Beispiel kann die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) den Abstand von jedem der Oberflächenpunkte auf der Turbinenlaufschaufel 803 zu der Bezugsoberfläche 850 auf der inneren Oberfläche 810 des Turbinenmantels 801 bestimmen. In einer Ausführungsform kann ein Histogramm von der Anzahl von Oberflächenpunkten auf der Turbinenlaufschaufel 803 in dem interessierenden Bereich 870, die Abstände von der Bezugsoberfläche 870 in bestimmten Abstandsbereichen (z.B. Bereichsintervallen alle 0,1 mm) haben, erzeugt werden. Die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) kann auch eine Kantendetektion durchführen, um den Rand bzw. die Kante 804 der Turbinenlaufschaufel 803 zu identifizieren, der zu den Begrenzungslinien 871, 872 des interessierenden Bereiches senkrecht verläuft. Wenn das Bild 800 von dem Rand 804 der Turbinenlaufschaufel 803 und der inneren Oberfläche 810 des Turbinenmantels 801 mit einem Zwischenraum 802 zwischen diesen ist, zeigt das Histogramm, dass es keine Oberflächenpunkte oder Daten in den Bereichsintervallen oder Abstandsbereichen nahe an der Bezugsoberfläche 850 gibt und dass dann deutliche Oberflächenpunkte und Daten in der Nähe des Randes 804 der Turbinenlaufschaufel 803 beginnen, was dazu führt, dass die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) feststellt, dass der Benutzer eine Tiefenmessung für den Spitzenabstand durchführt. Sobald dies festgestellt ist, identifiziert die Videoinspektionsvorrichtung 100 (z.B. die CPU 150) als die interessierende Stelle einen Oberflächenpunkt an dem Rand 804 der Turbinenschaufel 803 (d.h. den Randpunkt 824), und sie platziert automatisch den Randpunkt-Positionsanzeiger 834 an diesem Oberflächenpunkt. Der Spitzenabstand 880 wird dann als der Abstand zwischen dem interessierenden Punkt/Randpunkt 824 und der Bezugsoberfläche 850 an der inneren Oberfläche 810 des Turbinenmantels 801 bestimmt. In an embodiment, the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) the two-dimensional and / or three-dimensional data (eg, three-dimensional coordinates) of the surface points within the region of interest 870 Analyze to determine which particular depth measurement application (eg, peak distance measurement) the user is currently performing before retrieving the point of interest 824 (eg the edge or edge point 824 at the edge or the edge 804 ) of the turbine blades 803 ) and the fourth position indicator 834 automatically placed at this point. For example, the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) the distance from each of the surface points on the turbine blade 803 to the reference surface 850 on the inner surface 810 of the turbine shell 801 determine. In one embodiment, a histogram may be from the number of surface points on the turbine blade 803 in the area of interest 870 , the distances from the reference surface 870 in certain distance ranges (eg range intervals every 0.1 mm) have to be generated. The video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) can also perform edge detection to the edge or the edge 804 the turbine blade 803 to identify that to the boundary lines 871 . 872 of the region of interest is perpendicular. If the picture 800 from the edge 804 the turbine blade 803 and the inner surface 810 of the turbine shell 801 with a gap 802 between them, the histogram shows that there are no surface dots or data in the range intervals or distance ranges close to the reference surface 850 There and then that is significant surface points and data near the edge 804 the turbine blade 803 begin, which causes the video inspection device 100 (eg the CPU 150 ) determines that the user is performing a depth measurement for the peak distance. Once this is determined, the video inspection device identifies 100 (eg the CPU 150 ) as the point of interest has a surface point on the edge 804 the turbine blade 803 (ie the edge point 824 ), and it automatically places the edge point cursor 834 at this surface point. The peak distance 880 is then considered the distance between the point of interest / edge point of interest 824 and the reference surface 850 on the inner surface 810 of the turbine shell 801 certainly.
Angesichts des Vorstehenden identifizieren Ausführungsformen der Erfindung automatisch eine interessierende Stelle in einer Tiefenmessung an einem betrachteten Objekt unter Verwendung einer Videoinspektionsvorrichtung. Ein technischer Effekt liegt darin, dass die Zeit zur Durchführung der Tiefenmessung reduziert ist und die Genauigkeit der Messung verbessert ist, weil der Benutzer die interessierende Stelle für eine bestimmte Messanwendung nicht von Hand zu identifizieren braucht. In view of the foregoing, embodiments of the invention automatically identify a point of interest in a depth measurement on a subject object using a video inspection device. A technical effect is that the time taken to perform the depth measurement is reduced and the accuracy of the measurement improved because the user need not manually identify the point of interest for a particular measurement application.
Wie ein Fachmann erkennen wird, können Aspekte der vorliegenden Erfindung als ein System, Verfahren oder Computerprogrammprodukt verkörpert sein. Demgemäß können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form einer ganz und gar aus Hardware bestehenden Ausführungsform, einer ganz und gar aus Software bestehenden Ausführungsform (was auch Firmware, residente Software, Mikro-Code usw. einschließt) oder einer Ausführungsform, die Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, annehmen, die hierin alle als "Dienst", "Stromkreis", "Schaltung", "Modul" und/oder "System" bezeichnet werden können. Ferner können Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammprodukts annehmen, das in einem computerlesbaren Medium oder mehreren computerlesbaren Medien verkörpert sein kann, in dem bzw. denen computerlesbarer Code verkörpert ist.As one skilled in the art will appreciate, aspects of the present invention may be embodied as a system, method, or computer program product. Accordingly, aspects of the present invention may take the form of an all-hardware embodiment, an all-software embodiment (including firmware, resident software, micro-code, etc.). or an embodiment combining software and hardware aspects, all of which may be referred to herein as "service", "circuit", "circuit", "module" and / or "system". Further, aspects of the present invention may take the form of a computer program product that may be embodied in a computer-readable medium or multiple computer-readable media in which computer-readable code is embodied.
Es können beliebige Kombinationen aus einem computerlesbaren Medium oder mehreren computerlesbaren Medien verwendet werden. Das computerlesbare Medium kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Ein computerlesbares Speichermedium kann z.B. ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot-oder Halbleitersystem, -gerät oder -element oder jede geeignete Kombination der genannten sein, ohne darauf beschränkt zu sein. Spezifischere Beispiele (eine nicht erschöpfende Liste) für das computerlesbare Speichermedium würden die folgenden enthalten: eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Schreib-Lese-Speicher (RAM), einen Festwertspeicher (ROM), einen löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EPROM oder Flash-Speicher), eine optische Faser, einen tragbaren, nicht wiederbeschreibbaren CD-Speicher (CD-ROM), eine optische Speichervorrichtung, eine magnetische Speichervorrichtung oder jede geeignete Kombination der oben genannten. Im Kontext dieses Dokuments kann ein computerlesbares Speichermedium jedes materielle Medium sein, das ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Befehlsausführungssystem, -apparat oder -element enthalten oder speichern kann.Any combination of a computer-readable medium or multiple computer-readable media may be used. The computer readable medium may be a computer readable signal medium or a computer readable storage medium. A computer-readable storage medium may e.g. an electronic, magnetic, optical, electromagnetic, infrared or semiconductor system, apparatus or element, or any suitable combination of the foregoing, without being limited thereto. More specific examples (a non-exhaustive list) of the computer-readable storage medium would include the following: electrical connection to one or more wires, a portable computer diskette, a hard disk, random access memory (RAM), read-only memory (ROM) erasable programmable read-only memory (EPROM or flash memory), an optical fiber, a portable, non-rewritable CD-ROM (CD-ROM), an optical storage device, a magnetic storage device, or any suitable combination of the above. In the context of this document, a computer-readable storage medium may be any tangible medium that may contain or store a program for use by or in connection with an instruction execution system, apparatus, or item.
Ein Programmcode und/oder ausführbare Befehle, der bzw. die auf einem computerlesbaren Medium verkörpert ist bzw. sind, kann bzw. können mittels eines beliebigen geeigneten Mediums übertragen werden, was drahtlos, über Drahtleitung, optisches Faserkabel, HF usw. oder irgendeine geeignete Kombination der genannten einschließt, ohne darauf beschränkt zu sein.Program code and / or executable instructions embodied on a computer readable medium may be transmitted by any suitable means, including wireless, wireline, optical fiber cable, RF, etc., or any suitable combination includes, but is not limited to.
Ein Computerprogrammcode zur Durchführung von Arbeitsschritten für Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in einer beliebigen Kombination einer oder mehrerer Programmiersprachen geschrieben sein, wozu eine objektorientierte Programmiersprache, wie Java, Smalltalk, C++ oder dergleichen, und herkömmliche prozedurale Programmiersprachen, wie die "C"-Programmiersprache oder ähnliche Programmiersprachen, gehören. Der Programmcode kann vollständig auf dem Computer (der Vorrichtung) des Anwenders, teilweise auf dem Computer des Anwenders, als eigenständiges Softwarepaket, zum Teil auf dem Computer des Anwenders und zum Teil auf einem Remote-Computer oder ganz und gar auf dem Remote-Computer oder einem Server ausgeführt werden. Im letztgenannten Szenario kann der Remote-Computer über irgendeine Art von Netz mit dem Computer des Anwenders verbunden sein, was unter anderem ein lokales Netz (LAN) oder ein Weitverkehrsnetz (WAN) umfasst, oder die Verbindung kann mit einem externen Computer (beispielsweise über das Internet unter Nutzung eines Internetdienstanbieters) hergestellt werden.Computer program code for performing operations for aspects of the present invention may be written in any combination of one or more programming languages, including an object-oriented programming language such as Java, Smalltalk, C ++ or the like, and conventional procedural programming languages such as the "C" programming language or similar programming languages. The program code may be stored completely on the user's computer (the device), partly on the user's computer, as a stand-alone software package, partly on the user's computer and partly on a remote computer or entirely on the remote computer or a server. In the latter scenario, the remote computer may be connected to the user's computer via some type of network including, but not limited to, a local area network (LAN) or wide area network (WAN), or the connection may be to an external computer (e.g. Internet using an Internet service provider) are produced.
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind hierin mit Bezug auf Darstellungen von Ablaufschemata und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Apparaten (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es wird verstanden, dass jeder Block der dargestellten Ablaufschemata und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den dargestellten Ablaufschemata und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogrammbefehle implementiert werden kann. Die Computerprogrammbefehle können an einen Prozessor eines Universalcomputers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung geliefert werden, um eine Maschine hervorzubringen, so dass die Befehle, die über den Prozessor des Computers oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, eine Einrichtung zur Implementierung der Funktionen/Aspekte erzeugen, welche in dem Ablaufschema und/oder in dem Block oder den Blöcken des Blockschemas angegeben sind.Aspects of the present invention are described herein with reference to flowchart illustrations and / or block diagrams of methods, apparatus (systems) and computer program products according to embodiments of the invention. It will be understood that each block of the illustrated flowcharts and / or block diagrams and combinations of blocks in the illustrated flowcharts and / or block diagrams may be implemented by computer program instructions. The computer program instructions may be provided to a processor of a general-purpose computer, a special purpose computer, or other programmable data processing device to spawn a machine such that the instructions executed via the processor of the computer or other programmable data processing device include means for implementing the functions. Create aspects that are specified in the flowchart and / or in the block or blocks of the block schema.
Diese Computerprogrammbefehle können auch in einem computerlesbaren Medium gespeichert werden, das einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Vorrichtungen anweisen kann, auf eine bestimmte Art zu funktionieren, so dass die Befehle, die in dem computerlesbaren Medium gespeichert sind, ein Erzeugnis hervorbringen, das Befehle enthält, welche die Funktion/Aktion implementieren, die in dem Ablaufschema und/der in dem Block oder in den Blöcken des Blockdiagramms angegeben ist. These computer program instructions may also be stored in a computer-readable medium that may instruct a computer, other programmable computing device, or other devices to function in a particular manner so that the instructions stored in the computer-readable medium produce a product Contains instructions that implement the function / action specified in the flowchart and / or in the block or blocks of the block diagram.
Die Computerprogrammbefehle können auch auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Vorrichtungen geladen werden, um zu bewirken, dass auf dem Computer, der anderen programmierbaren Vorrichtung oder den anderen Vorrichtungen eine Reihe von Arbeitsschritten ausgeführt werden, um einen computerimplementierten Prozess zu erzeugen, so dass die Befehle, die auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Prozesse zur Implementierung der Funktionen/Aktionen, die in dem Ablaufschema und/oder in dem Block oder in den Blöcken des Blockdiagramms angegeben sind, bereitstellen. The computer program instructions may also be loaded on a computer, other programmable data processing device, or other devices to cause the computer, the other programmable device, or the other devices to execute a series of computer programs Operations are performed to create a computer-implemented process so that the instructions executed on the computer or other programmable device, processes to implement the functions / actions contained in the flowchart and / or in the block or in the blocks of the block diagram.
Soweit die Ansprüche die Formulierung „wenigstens eine(r, s) von“ bei der Bezugnahme auf mehrere Elemente rezitieren, soll dies wenigstens ein(e) oder mehrere der aufgeführten Elemente bedeuten, und es ist nicht auf wenigstens eines von jedem Element beschränkt. Zum Beispiel soll „wenigstens eines von einem Element A, Element B und Element C“ das Element A alleine oder das Element B alleine oder das Element C alleine oder jede beliebige Kombination von diesen angeben. „Wenigstens eines von dem Element A, Element B und Element C“ soll nicht auf wenigstens eines von einem Element A, wenigstens eines von einem Element B und wenigstens eines von einem Element C beschränkt sein. Insofar as the claims recite the phrase "at least one (r, s) of" in referring to a plurality of elements, this shall mean at least one or more of the listed elements, and is not limited to at least one of each element. For example, "at least one of an element A, element B and element C" is intended to indicate element A alone or element B alone or element C alone or any combination thereof. "At least one of the element A, element B and element C" is not intended to be limited to at least one of an element A, at least one of an element B and at least one of an element C.
Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Weise zu ihrer Ausführung, zu beschreiben und um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung in die Praxis umzusetzen, wozu auch die Herstellung und Verwendung von Vorrichtungen und Systemen und die Ausführung enthaltener Verfahren gehören. Der schutzwürdige Umfang der Erfindung wird von den Ansprüchen definiert und kann andere Beispiele einschließen, die für den Fachmann naheliegend sein mögen. Diese anderen Beispiele sollen in dem Umfang der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemnte aufweisen, die sich vom Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie gleichwertige strukturelle Elemente aufweisen, die sich vom Wortsinn der Ansprüche nur unerheblich unterscheiden.This written description uses examples to describe the invention, including the best mode for carrying it out, and to enable one skilled in the art to practice the invention, including the manufacture and use of devices and systems and the practice included in the procedure. The scope of the invention which is to be protected is defined by the claims and may include other examples which may be obvious to those skilled in the art. These other examples are intended to be within the scope of the claims if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they have equivalent structural elements that differ only insubstantially from the literal language of the claims.
Es sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Identifizierung einer interessierenden Stelle in einer Tiefenmessung an einem betrachteten Objekt unter Verwendung einer Videoinspektionsvorrichtung offenbart. Die Videoinspektionsvorrichtung bestimmt die dreidimensionalen Koordinaten in einem interessierenden Bereich an dem betrachteten Objekt und analysiert diese Oberflächenpunkte, um die gewünschte Messanwendung (z.B. eine Bestimmung der tiefsten Stelle, der höchsten Stelle oder des Abstands zwischen zwei Oberflächen) zu bestimmen. Basierend auf der gewünschten Messanwendung identifiziert die Videoinspektionsvorrichtung automatisch die interessierende Stelle an dem betrachteten Objekt und platziert automatisch einen Cursor an dieser Stelle. There is disclosed a method and apparatus for automatically identifying a point of interest in a depth measurement on a subject object using a video inspection device. The video inspection device determines the three-dimensional coordinates in a region of interest on the object of interest and analyzes those surface points to determine the desired measurement application (e.g., a determination of the lowest point, the highest point, or the distance between two surfaces). Based on the desired measurement application, the video inspection device automatically identifies the point of interest on the object of interest and automatically places a cursor at that location.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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100100
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Videoinspektionsvorrichtung Video inspection device
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102102
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Sonde probe
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110110
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Einführungsrohr insertion tube
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112112
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Bildgeberkabelbaum Imager harness
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120120
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Kopfbaugruppe head assembly
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122122
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Sondenoptik special optics
-
124124
-
Bildgeber imager
-
126126
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Bildgeberhybrideinrichtung Imager hybrid device
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130130
-
lösbare Spitze detachable tip
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132132
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Spitzenbetrachtungsoptik Peak viewing optics
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140140
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Sondenelektronik probe electronics
-
142142
-
Bildgeberschnittstellenelektronik Imager interface electronics
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144144
-
Kalibrierungsspeicher calibration memory
-
146146
-
Mikrocontroller microcontroller
-
150150
-
CPU CPU
-
152152
-
CPU-Programmspeicher CPU program memory
-
154154
-
flüchtiger Speicher volatile memory
-
156156
-
nicht-flüchtiger Speicher non-volatile memory
-
158158
-
Computer-I/O-Schnittstelle Computer I / O interface
-
160160
-
Videoprozessor video processor
-
162162
-
Videospeicher video memory
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170170
-
integrierte Anzeige integrated display
-
172172
-
externer Monitor external monitor
-
180180
-
Joystick joystick
-
182182
-
Tasten Keys
-
184184
-
Tastatur keyboard
-
186186
-
Mikrofon microphone
-
200 200
-
Bild image
-
202202
-
betrachtetes Objekt viewed object
-
204204
-
Anomalie anomaly
-
210210
-
Oberfläche surface
-
221221
-
Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
-
222222
-
Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
-
223223
-
Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
-
224224
-
tiefster Oberflächenpunkt deepest surface point
-
231231
-
Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger Reference surface position indicator
-
232232
-
Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger Reference surface position indicator
-
233233
-
Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger Reference surface position indicator
-
234234
-
Positionsanzeiger für die tiefste Stelle Position indicator for the lowest point
-
241241
-
Pixel pixel
-
242242
-
Pixel pixel
-
243243
-
Pixel pixel
-
250250
-
Bezugsoberfläche reference surface
-
260260
-
Bezugsoberflächenform Reference surface shape
-
261261
-
Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
-
262262
-
Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
-
263263
-
Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
-
264264
-
Bezugsoberflächenpunkt Reference surface point
-
270270
-
Interessierender Bereich Interesting area
-
271271
-
Form eines interessierenden Bereiches Shape of an area of interest
-
280280
-
Interessierender Bereich Interesting area
-
281281
-
Form eines interessierenden Bereiches Shape of an area of interest
-
282282
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grafischer Anzeiger der tiefsten Stelle graphical indicator of the lowest point
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290290
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Tiefe depth
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300300
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Verfahren method
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310310
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Bild der Oberfläche (Schritt) Image of the surface (step)
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320320
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3D von Oberflächenpunkten (Schritt) 3D of surface points (step)
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330330
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Bezugsoberflächen (Schritt) Reference surfaces (step)
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340340
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Interessierender Bereich (Schritt) Interesting area (step)
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350350
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Tiefe der Oberflächenpunkte in des interessierenden Bereiches(Schritt) Depth of surface points in the region of interest (step)
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360360
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Ort und Tiefe der tiefsten Oberflächenstelle (Schritt) Location and depth of the deepest surface location (step)
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370370
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Profil profile
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500500
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Bild image
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502502
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Betrachtetes Objekt Viewed object
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504504
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Anomalie anomaly
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510510
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Oberfläche surface
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521521
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Messpunkt measuring point
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522522
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Messpunkt measuring point
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523523
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Messpunkt measuring point
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524524
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Messpunkt measuring point
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525525
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Mittlere Position Middle position
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531531
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Positionsanzeiger / Cursor Position indicator / cursor
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532532
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Positionsanzeiger / Cursor Position indicator / cursor
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533533
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Positionsanzeiger / Cursor Position indicator / cursor
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534534
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Positionsanzeiger / Cursor Position indicator / cursor
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541541
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Pixel pixel
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542542
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Pixel pixel
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543543
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Pixel pixel
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544544
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Pixel pixel
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550550
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Bezugsoberfläche reference surface
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560560
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Rahmenpunkte frame points
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562562
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Rahmen frame
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600600
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Verfahren method
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610610
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Bild der Oberfläche (Schritt) Image of the surface (step)
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620620
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3D der Oberflächenpunkte (Schritt) 3D of the surface points (step)
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630630
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Messpunkte (Schritt) Measuring points (step)
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640640
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Bezugsoberfläche (Schritt) Reference surface (step)
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650650
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Mittlerer Punkt / Ursprung (Schritt) Middle point / origin (step)
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660660
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Transformation (Schritt) Transformation (step)
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670670
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Teilsatz (Schritt) Subset (step)
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680680
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Anzeige (Schritt) Display (step)
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700700
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Gerenderte dreidimensionale Ansicht (Punktwolkenansicht) Rendered three-dimensional view (point cloud view)
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721721
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Messpunkt measuring point
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722722
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Messpunkt measuring point
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723723
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Messpunkt measuring point
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724724
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Messpunkt measuring point
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725725
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Ursprung origin
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750750
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Bezugsoberfläche reference surface
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760760
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Rahmenpunkte frame points
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762762
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Rahmen frame
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771771
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Linienpunkt line point
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772772
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Linienpunkt line point
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773773
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Linienpunkt line point
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774774
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Tiefenlinie depth line
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800800
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Bild image
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801801
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Turbinenmantel turbine shroud
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802802
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Zwischenraum zwischen Turbinenlaufschaufel und Mantel Gap between turbine blade and shell
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803803
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Turbinenlaufschaufel Turbine blade
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804804
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Turbinenlaufschaufelrand / -kante Turbine blade edge / edge
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810810
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Innere Oberfläche des Turbinenmantels Inner surface of the turbine shell
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821821
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Erster Bezugsoberflächenpunkt First reference surface point
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822822
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Zweiter Bezugsoberflächenpunkt Second reference surface point
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823823
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Dritter Bezugsoberflächenpunkt Third reference surface point
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824824
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Randpunkt / Kantenpunkt Edge point / edge point
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831831
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Erster Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger First reference surface position indicator
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832832
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Zweiter Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger Second reference surface position indicator
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833833
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Dritter Bezugsoberflächen-Positionsanzeiger Third reference surface position indicator
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834834
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Randpunkt/Kantenpunkt-Positionsanzeiger Boundary point / edge point position indicator
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841841
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Erstes Pixel First pixel
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842842
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Zweites Pixel Second pixel
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843843
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Drittes Pixel Third pixel
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850850
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Bezugsoberfläche reference surface
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861861
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Versetzter Bezugspunkt Offset reference point
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862862
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Pixel des versetzten Bezugspunktes Pixel of the offset reference point
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870870
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Interessierender Bereich Interesting area
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871871
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Erste Begrenzung des interessierenden Bereiches First limitation of the area of interest
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872872
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Zweite Begrenzung des interessierenden Bereiches Second boundary of the area of interest
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873873
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Dritte Begrenzung des interessierenden Bereiches Third limitation of the area of interest
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880880
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Spitzenabstand tip clearance