(57)【要約】  本システムは、仕様書を越える可能性のある領域の表示をオペレータに提供する、或いは前記オペレータによるより詳細な分析を要求する遠隔映像検査装置からの画像の分析を自動的に実行する。パターン認識アルゴリズムは、前記画像の異常或いは欠陥を調査するため連続画像に適用される。前記調査領域は、最初、欠陥の可能性がより高い、検査されるアイテムのエッジに制限される。処理要求及び誤検出の可能性を減らすために、調査領域は制限された視野及び奥行きに狭められる。へこみ及び小さな割れなどの欠陥は、立体測定技術を用いて、或いは公知の補足画像を欠陥と予測することで検出される。この技術は、画像相違マップを提供するのに用いられる。公知の三角アルゴリズムを用いて、前記マップは奥行き及び距離情報を前記処理システムに提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
あり得る欠陥を検出する映像検査システムであって、
回転対象の一部分の画像を獲得する獲得手段と、
前記回転対象の一部分において、前記あり得る欠陥を示す任意の非平面的な特性及び滑らかでない曲線特性を検出する検出手段とを、備えるもの。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記検出手段に応答して、使用者に前記検出された特性を示す指示手段を備えるもの。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、前記あり得る欠陥を示す検出された特性を測定して、測定結果を得、前記測定結果を前記使用者に提供する測定手段を備えるもの。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、前記測定結果は前記特性の位置及びサイズを含み、かつ使用者に相違マップを準備するのに用いられるもの。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、前記検出手段は、前記特性についての信頼係数を決定する手段を含むもの。
【請求項６】
請求項４に記載のシステムであって、前記相違マップを前記システム内に記憶するデータ記憶手段を備えるもの。
【請求項７】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記指示手段段は表示部を含むもの。
【請求項８】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記指示手段は音響信号を含むもの。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記検出手段は、前記対象のエッジを、あり得る欠陥である不連続性について分析するもの。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステムであって、使用者をして、前記獲得手段に対する特定の視野の広さ及び／又は特定の視野の奥行きを選択させる選択手段を含むもの。
【請求項１１】
請求項１に記載のシステムであって、前記あり得る欠陥を示す検出された特性を測定し、測定結果を得て、前記測定結果を使用者に提供する測定手段を含むもの。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、前記測定結果は、前記特性の位置及びサイズを含むもの。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムであって、前記検出手段内で、使用者をして、前記特性の閾値を設定させる閾値指定手段を含むもの。
【請求項１４】
あり得る欠陥を検出する映像検査システムであって、
回転対象の一部分の少なくとも第１及び第２の連続画像を獲得する獲得手段と、
前記少なくとも第１及び第２の連続画像を比較する比較手段と、
第１と第２の連続画像間の差異を検出し、前記あり得る欠陥を検出する検出手段とを、備えるもの。
【請求項１５】
請求項１４に記載の映像検査システムにおいて、連続画像の少なくとも一つは以前に保存された画像或いは参照画像であるもの。
【請求項１６】
請求項１４に記載の映像検査システムであって、前記検出手段に応答して、前記第１及び第２の連続画像間の差異を使用者に示す指示手段を備えるもの。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムであって、前記あり得る欠陥を示す前記検出された特性を測定し、測定結果を得て、前記測定結果を前記使用者に提供する測定手段を備えるもの。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムにおいて、前記測定結果は、前記特性の位置及びサイズを含み、前記使用者に相違マップを準備するのに用いられるもの。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムにおいて、前記検出手段は、前記特性についての信頼係数を決定する手段を含むもの。
【請求項２０】
請求項１８に記載のシステムであって、前記システムに前記相違マップを記憶するデータ記憶手段を備えるもの。
【請求項２１】
請求項１６に記載のシステムにおいて、前記指示手段は表示部を含むもの。
【請求項２２】
請求項１６に記載のシステムにおいて、前記指示手段は、音響信号を含むもの。
【請求項２３】
請求項１４に記載のシステムにおいて、前記検出手段は、前記対象エッジのあり得る欠陥である不連続性を分析するもの。
【請求項２４】
請求項１４に記載のシステムであって、使用者をして、前記獲得手段に対する特定の視野の広さ及び／又は特定の視野の奥行きを選択させる選択手段を備えるもの。
【請求項２５】
請求項１４に記載のシステムであって、前記あり得る欠陥を示す検出された特性を測定し、測定結果を得て、前記測定結果を前記使用者に提供する測定手段を備えるもの。
【請求項２６】
請求項２５に記載のシステムにおいて、前記測定結果は、前記特性の位置及びサイズを含むもの。
【請求項２７】
請求項１４に記載のシステムであって、使用者をして、前記検出手段内で前記特性の閾値を設定させる閾値指定手段を備えるもの。
【請求項２８】
あり得る欠陥を検出する方法であって、
回転対象の一部分の画像を獲得するステップと、
前記回転対象の一部分において、前記あり得る欠陥を示す任意の非平面的特性及び任意の滑らかでない曲線特性を検出するステップとを、有することを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法であって、前記検出された特性を使用者に示すステップを有することを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法であって、前記あり得る欠陥を示す検出された特性を測定し、測定結果を得て、前記測定結果を前記使用者に提供するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法において、前記測定結果は、前記特性の位置及びサイズを含み、前記測定結果に基づいて相違マップを使用者に準備するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法において、前記検出ステップは、前記特性についての信頼係数を検出するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項３１に記載の方法であって、前記システムにおいて前記相違マップを記憶するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項２９に記載の方法において、前記表示ステップは、前記特性を表示部に表示することを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項２９に記載の方法において、前記表示ステップは、音響信号を使用者に発することを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項２８に記載の方法において、前記検出ステップは、前記対象のエッジを、あり得る欠陥である不連続性について分析することを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項２８に記載の方法であって、使用者をして、前記獲得ステップに対する特定の視野の広さ及び／又は特定の視野の奥行きを選択させるステップを有することを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項２８に記載の方法であって、前記あり得る欠陥を示す前記検出された特性を測定し、測定結果を得て、前記測定結果を前記使用者に提供するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項３８に記載の方法において、前記測定結果は、前記特性の位置及びサイズを含むことを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項２７に記載の方法であって、使用者をして、前記検出ステップ内で前記特性の閾値を設定させることを特徴とする方法。
【請求項４１】
映像検査システムを検査し、あり得る欠陥を得る方法であって、
回転対象の一部分の少なくとも第１及び第２の連続画像を獲得するステップと、
前記少なくとも第１及び第２の連続画像を比較するステップと、
前記あり得る欠陥を検出するために前記第１と第２の連続画像間の差異を検出するステップとを、有することを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項４1に記載の方法において、連続画像の少なくとも一つは、以前に保存された画像或いは参照画像であることを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項４１に記載の方法であって、前記検出ステップと共に、前記第１及び第２の連続画像間の差異を使用者に示すステップを有することを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項４3に記載の方法であって、
前記あり得る欠陥を示す前記検出された特性を測定し、測定結果を得るステップと、
前記測定結果を前記使用者に提供するステップとを、有することを特徴とする方法。
【請求項４５】
請求項４４にかかる方法において、前記測定結果は、前記特性の位置及びサイズを含み、前記測定結果に基づいて相違マップを前記使用者に準備するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項４６】
請求項４５に記載の方法において、前記検出ステップは、前記特性についての信頼係数を決定するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４７】
請求項４５に記載の方法であって、前記相違マップを前記システムに記憶するステップを有することを特徴とする方法。
【請求項４８】
請求項４３に記載の方法において、前記検出ステップは、前記あり得る欠陥を表示部に表示するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４９】
請求項４３に記載の方法において、前記検出ステップは、音響信号を前記使用者に発するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５０】
請求項４１に記載の方法において、前記検出ステップは、前記対象のエッジを、あり得る欠陥である不連続性について分析することを特徴とする方法。
【請求項５１】
請求項４１に記載の方法であって、使用者をして、前記獲得ステップに対する特定の視野の広さ及び／又は特定の視野の奥行きを選択させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５２】
請求項４１に記載の方法であって、
前記あり得る欠陥を示す前記検出された特性を測定し、測定結果を得るステップと、
前記測定結果を使用者に提供するステップとを、備えることを特徴とする方法。
【請求項５３】
請求項５２に記載の方法において、前記測定結果は、前記特性の位置及びサイズを含むことを特徴とする方法。
【請求項５４】
請求項４１に記載の方法であって、使用者をして、前記検出手段内で前記特性の閾値を設定させるステップを有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遠隔映像検査の分野に関し、さらに詳細には遠隔視覚装置によって検査される対象の欠陥を自動的に検出する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔映像検査（ＲＶＩ）は使用者に欠陥を検査することを要求する。これらの欠陥は小さいこともあり、時には見るのも難しい。いくつかの応用においては、例えば航空機或いは発電ガスタービンエンジン翼の検査等の使用者は繰り返しとなる動作においていくかのタービン翼を視覚的に検査する必要がある。その結果、欠陥を見落とし、エンジンの安全性を危うくすることがある。
【０００３】
ガスタービンエンジンはいくつかのユーザー取り外し可能な検査アクセスポートを含む。これらのポートは遠隔視覚装置、例えば内視鏡や穿孔スコープでエンジンの臨海的な領域にアクセスする。検査されているエンジンは通常、多段を持っており、各段は検査されなければならない多くの回転翼を持つ。
【０００４】
代表的な検査において、プローブの端は規定段の回転翼の特定断面での明確な外観を与える位置に固定的に保持されている。エンジンは、その後、その段の各回転翼が、検査官が回転翼への損傷を示すモニタを見ている間に、プローブの前を通り過ぎるように回転する。使用者は画像を観察し、割れ、器具の欠落或いは変形、へこみ、翼端とエンジンの覆いまでとの距離などの欠陥を捜す。通常、各段につき、何日かの通過を行うことが必要である。前記検査は、厳しいスケジュールの下、たいていは夜遅く行われる繰り返しの処理を伴い、このことは欠陥が検出されないままとなるリスクを増大させる。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１３７９８６Ａ１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／０１９１０７４Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／００５４２５６Ａ１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００２／０１２８７９０号明細書
【特許文献５】米国特許第４，５２８，４５５号明細書
【特許文献６】米国特許第５，４２６，５０６号明細書
【特許文献７】米国特許第５，６８９，３３２号明細書
【特許文献８】特開平７−１１３７４９号公報
【特許文献９】特開平７−３０１６０７号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
簡潔に述べれば、本システムは、遠隔映像検査装置からの画像の分析を自動的に行い、仕様書をおそらく超える領域にあることの指示をオペレータに与える、或いはそれはオペレータによるより詳細な分析を要求する。パターン認識アルゴリズムは、画像の異常或いは欠陥をサーチするために順次的画像に適用される。サーチ領域は、最初、欠陥の可能性がより高い、検索されるべきアイテムの端に限定される。処理要求及び誤検出の可能性を減らすために、サーチ領域は、限定された視野及び奥行きに狭められる。へこみ及び小さな割れなどの欠陥は立体測定技術を用いて検出する。これらの技術は、画像相違マップを得るのに用いられる。公知の三角アルゴリズムを用いて、前記マップは、処理システムに奥行きと距離情報を提供する。
【０００６】
本発明の実施の形態によれば、あり得る欠陥を検出する映像検査システムは、回転対象の一部分の画像を獲得する獲得手段と、前記回転対象の前記部分に前記あり得る欠陥を示す、非平面的特性及び滑らかでない曲線特性を検出する検出手段と、を備える。
【０００７】
本発明の実施の形態によれば、あり得る欠陥を検出する映像検査システムは、回転対象の一部分の、少なくとも第１及び第２の連続画像を獲得する獲得手段と、前記第１と第２の連続画像を相互に比較する比較手段と、前記あり得る欠陥を検出するために、前記第１と第２の連続画像間の差異を検出する検出手段と、を備える。
【０００８】
本発明の実施の形態によれば、あり得る欠陥を検出する方法は、（ａ）回転対象の一部分の画像を獲得し、（ｂ）前記回転対象であり得る欠陥を示す非平面的特性及び滑らかでない曲線特性を検出するステップを含む。
【０００９】
本発明の実施の形態によれば、映像検査システムを検査し、あり得る欠陥を検出する方法は、（ａ）回転対象の一部分の少なくとも第１及び第２の連続画像を獲得し、（ｂ）前記第１及び第２の連続画像を相互に比較し、（ｃ）前記あり得る欠陥を検出するために、前記第１及び第２の連続画像間の差異を検出するステップを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施形態１）
図１、２を参照して、複数のブレード１０は、対応するブレードベース１２に取り付けられる。典型的なガスタービンエンジンにおいて、ブレードベース１２は回転軸に取り付けられる(図示せず)。筐体１４はブレード１０を取り囲む。１つのブレード１０のブレードベース１２に近いあり得る欠陥１６は、図２に図示される。
【００１１】
図３を参照すると、一つのブレード１０のエッジ１８は、そこに欠陥２０、特に欠けあとを持つ。タービン翼の欠陥は通常、（ａ）底部、即ち、ブレード１０が翼の底部１２と接触する部分での割れ、（ｂ）欠陥２０を持つような、前記タービン翼エッジの欠けあと、（ｃ）別の隅部の欠けあと、及び（ｄ）表面のへこみの４つのカテゴリの一つに分類される。最初の３つのカテゴリは、最も重大な安全面でのリスクを提示し、従って最大の関心事である。あり得る欠陥１６は、カテゴリ（ａ）、つまり、底部のあり得る割れにあたる。
【００１２】
図４を参照して、内視鏡或いは穿孔スコープ５０のような遠隔視覚装置は、対象５４を撮像し、表示部５６上に画像を表示する撮像素子５２を有する。前記画像はまた、ＣＰＵ６０及びデータ記憶装置６２のようなプロセッサを備える本体５８に送られる。前記表示部５６は、前記撮像素子５２と同じユニットに存在し、そこでは対象５４の画像が表示部５６上に表示される前に処理されるようＣＰＵ６０に直接送られる。ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＣＤ−ＲＯＭ，ハードディスク、或いは光又は磁気媒体などのデータ記憶部６２は、短期或いは長期のデータ記憶に用いられる。アラーム６４のような音響アラームはさらに提供される。本発明は、好ましくは、データ記憶部６２或いはＣＰＵ６０に含まれるソフトウェアで実施されるがファームウェア、及びハードウェアで実現することも可能である。
【００１３】
図５を参照して、本発明の方法が図示される。ステップ１０２において、本システムは、電源が入り、全ての値をリセットする。ステップ１０４において、使用者は、単一画像モード或いは連続モードのいずれかを選択するよう要求される。単一画像モードを選択する場合、画像はステップ１０６で獲得され、その後、エッジ検出アルゴリズムがステップ１０８で作動する。検査において、不連続性が見つけられない場合は、「欠陥は検出されませんでした」というメッセージが好ましくはステップ１１８で使用者に送られ、その後、本システムはステップ１２０で停止する。不連続性が見つかった場合は、本システムはステップ１２２へ進む。
【００１４】
使用者が、ステップ１０４において連続画像モードを選択した場合、第１及び第２の連続画像をステップ１１２で獲得する。前記画像はステップ１１４で比較され、前記画像間に何らかの差異があるかどうかを見る。この技術は、多くの同一ユニットが検査される場合、ユニット（画像）間の何らかの差異はおそらく前記ユニットのうちの一つにある欠陥の結果であるであろうという仮定に基づくものである。或いは、前記連続モードの画像のうち１つを、参照画像としてもよい。この参照画像は同一ユニットの保存された画像、或いはメンテナンスマニュアル或いはライブラリからの画像であってもよい。ステップ１１６において差異が見つけられない場合は、「欠陥は見つかりませんでした」というメッセージが好ましくはステップ１１８で使用者に送られ、その後、本システムはステップ１２０で停止する。差異が検出されれば、本システムはステップ１２２へ進む。
【００１５】
ステップ１２２において、本システムは、全ての不連続性がマップされるかどうかを確認し、さもなければ、少なくとも一つの測定アルゴリズムをステップ１２４において用いる。この測定アルゴリズムは、前記撮像システムが立体的である場合、立体測定技術に基づいたものでもよい。或いは、米国特許Ｎｏ．５，０７０，４０１で記述されるように、公知の補足画像を、欠陥内に投射してもよい。ステップ１２６において、相違マップの位置、距離、及び奥行きのデータが計算され、その後、本システムがステップ１２２に戻る。全ての不連続性がマップされると、本システムは、ステップ１２８において、閾値を下回る任意の不連続性があるかどうかを確認し、あれば、それらをステップ１３０で削除する。閾値を下回る全ての不連続性が削除されると、本システムは、前記使用者がステップ１３２で音声アラームの要望を指定したかを決定することを確認し、指定していれば、音声アラームはステップ１３４において作動される。もし音声アラームを要望しない場合、本システムは、好ましくはステップ１３６で欠陥相違マップを表示し、好ましくはそのあり得る欠陥をその位置、サイズ、及び信頼係数により強調する。前記データはステップ１３８で保存し、本システムがステップ１４０で停止する。
【００１６】
ステップ１０８のエッジ検出アルゴリズムは、パターン認識技術を用いて、前記タービンブレード上の欠陥を自動的にサーチし、ハイライトし、全ての欠陥を発見する可能性を高める。本システムは、前記画像の分析を自動的に実行し、仕様書をおそらく越える領域にすることの表示をオペレータに与え、或いはそれはオペレータによるより詳細な分析を要求する。パターン認識アルゴリズムは、前記画像の異常或いは欠陥をサーチするために、連続画像に適用される。サーチ領域は、はじめ、欠陥の可能性がより高いタービンブレードのエッジに限定される。処理要求及び誤検出の可能性を減らすために、サーチ領域は限定された視野及び奥行きに狭められる。へこみ及び小さな割れのような欠陥は、立体測定技術を用いて、或いは、米国特許Ｎｏ．５，０７０，４０１（Ｓａｌｖａｔｉ  ｅｔ  ａｌ．）に記述されるように、公知の補足画像を欠陥内に投射することで検出され、その全体の内容はここで参照することにより本明細書に組み込まれる。これらの技術は、好ましくは画像相違マップを与えるために用いられる。公知の三角アルゴリズムを用いて、前記マップは前記処理システムに奥行きと距離情報を与える。
【００１７】
本システムの出力は、好ましくは、表示部５６上に表示される画像上のハイライト領域、或いは音響アラーム６４からの音のような、使用者への表示である。欠陥のサイズ及び位置もまた好ましくは、提供される。
【００１８】
本発明は、特に好ましい実施の形態及びそれに付随する図面を参照して記述しているが、本発明が好ましい実施の形態に限定されず、様々な修正などが請求項に定義されるような本発明の範囲から逸脱することなしになされることは当業者なら理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態を説明するのに用いられるジェットエンジンタービンを示す。
【図２】ジェットエンジンタービンのタービン翼の欠陥を示す。
【図３】欠陥のあるジェットエンジンタービンのタービン翼のエッジを示す。
【図４】本発明の実施の形態によるシステムの構成図を示す。
【図５】本発明の実施の形態による方法のフローチャートを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2007524809.tif 000009
2007524809.tif 000010
2007524809.tif 000011
2007524809.tif 000012