(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体（３０）の検査領域上に光パターンを投影するステップ（１０２）と、
前記検査領域内の前記構造体上の前記光パターンを撮像することにより、前記検査領域内の前記構造体の基準３次元プロファイルを取得するステップ（１０４）と、
前記検査領域内の前記構造体の基準３次元プロファイルを取得するステップ（１０４）の後に、前記検査領域内の前記構造体上に未硬化の繊維片を敷設するステップ（１０６）と、
前記検査領域内の前記構造体上に未硬化の繊維片を敷設するステップ（１０６）の後に、前記検査領域内の前記構造体上の前記未硬化の繊維片上に前記光パターンを投影するステップ（１０８）と、
前記検査領域内の前記構造体上の前記未硬化の繊維片上の前記光パターンを撮像することにより、前記検査領域内の前記構造体上の前記未硬化の繊維片のテスト３次元プロファイルを取得するステップ（１１０）と、
前記テスト３次元プロファイルと前記基準３次元プロファイルとの間の厚さの差を計算するステップ（１１２）と
を含む検査方法。
【請求項２】
前記基準３次元プロファイルを取得するステップ（１０４）と前記テスト３次元プロファイルを取得するステップ（１１０）が、デジタル画像相関を実行するステップを含む、請求項１に記載の検査方法。
【請求項３】
前記未硬化の繊維片と前記構造体（３０）との間のボイドを検出するステップ（１１４）をさらに含む、請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項４】
前記未硬化の繊維片と前記構造体（３０）との間にボイドがないことを検出するステップ（１１４）をさらに含む、請求項１または２に記載の検査方法。
【請求項５】
前記基準３次元プロファイルを取得するステップ（１０４）が、前記構造体（３０）上の前記光パターンの少なくとも２つの基準画像を取得するステップを含み、
前記基準３次元プロファイルを取得するステップが、前記基準画像から前記構造体の前記基準３次元プロファイルを計算するステップを含み、
前記テスト３次元プロファイルを取得するステップ（１１０）が、前記構造体上の前記光パターンの少なくとも２つのテスト画像を取得するステップを含み、
前記テスト３次元プロファイルを取得するステップが、前記テスト画像から前記構造体の前記テスト３次元プロファイルを計算するステップ（１１２）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の検査方法。
【請求項６】
前記基準３次元プロファイルを取得するステップ（１０４）が、異なる視点を有する２つのデジタルカメラ（１４，１４’）で、前記構造体上の前記光パターンを実質的に同時に撮像するステップを含み、
前記テスト３次元プロファイルを取得するステップ（１１０）が、前記２つのデジタルカメラで、前記構造体（３０）上の前記未硬化の繊維片の前記光パターンを実質的に同時に撮像するステップを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の検査方法。
【請求項７】
前記計算するステップが、前記検査領域内のポイントにそれぞれの厚さの差が対応している、前記テスト３次元プロファイルと前記基準３次元プロファイルとの間の複数の厚さの差を計算するステップ（１１２）を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の検査方法。
【請求項８】
前記厚さの差が所定の閾値より大きいことが決定されると、前記構造体（３０）上に前記未硬化の繊維片を成形するステップ（１２０）をさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の検査方法。
【請求項９】
前記厚さの差が所定の閾値より大きいことが決定されると、前記未硬化の繊維片を加熱するステップをさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の検査方法。
【請求項１０】
未硬化の繊維強化複合材を検査するためのシステムであって、前記システムが、
構造体（３０）の検査領域上に光パターンを投影するように構成された投光器（１２）と、
前記構造体上の前記光パターンを撮像するように構成されたデジタルカメラ（１４，１４’）と、
計算システム（１６）と
を含み、前記計算システム（１６）が、
前記投光器で前記構造体の検査領域上に光パターンを投影するステップ（１０２）と、
前記検査領域内の前記構造体上の前記光パターンの少なくとも２つの基準画像を取得するステップであって、前記２つのうちの少なくとも１つ、任意ですべての前記基準画像が、前記デジタルカメラで取得される、ステップと、
デジタル画像相関を実行することによって、前記基準画像から前記検査領域内の前記構造体の基準３次元プロファイルを決定するステップ（１０４）と、
前記基準画像から前記検査領域内の前記構造体の基準３次元プロファイルを決定するステップ（１０４）の後に、前記検査領域内の前記構造体上に積層された前記未硬化の繊維強化複合材上に前記光パターンを投影するステップ（１０８）と、
前記検査領域内の前記構造体上に積層された前記未硬化の繊維強化複合材上の前記光パターンの少なくとも２つのテスト画像を取得するステップであって、前記２つのうちの少なくとも１つ、任意ですべての前記テスト画像が、前記デジタルカメラで取得される、ステップと、
デジタル画像相関を実行することによって、前記テスト画像から前記検査領域内の前記構造体上に積層された前記未硬化の繊維強化複合材のテスト３次元プロファイルを決定するステップ（１１０）と、
前記テスト３次元プロファイルと前記基準３次元プロファイルとの間の厚さの差を決定するステップ（１１２）と、
を行うようにプログラムされている、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、繊維強化複合材構成要素の製造中の繊維配置検査のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動繊維配置は、繊維強化複合材構成要素を製造する技術である。この技術は、自動繊維配置（ＡＦＰ，ａｕｔｏｍａｔｅｄ  ｆｉｂｅｒ  ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）機（先進（ａｄｖａｎｃｅｄ）繊維配置機とも称される）を使用し、これにより、金型および／またはマンドレル上に未硬化の繊維テープのストリップを正確に配置して積層する。自動繊維配置（ＡＦＰ）機は、典型的には、機体、空気タービンブレード、圧力容器、およびその他の工業製品のような大規模で複雑な形状の構造を製造するために使用される。
【０００３】
未硬化の繊維テープは、一般に、熱硬化性および／または熱可塑性材料で事前に含浸させた炭素繊維（プリプレグの炭素繊維テープ）を含む。このテープは、無撚の連続フィラメントの束であるトウの形態であってもよく、そして薄く、狭くてもよい（一般的な厚さは約０．００５インチ（０．１３ｍｍ）から０．０１０インチ（０．２５ｍｍ）の範囲であり、一般的な幅は約０．１２５インチ（３ｍｍ）から約０．５インチ（１３ｍｍ）の範囲である）。
【０００４】
自動繊維配置（ＡＦＰ）機は、典型的には、並列に、テープの複数（例えば、２〜３２）のストリップを配置する能力を有し、したがって、ストリップの幅の和と同じ幅で、単一のバンドを形成することができる。自動繊維配置（ＡＦＰ）機は、レイアップ金型および／またはマンドレル形状（例えば、平坦、凹状、および／または凸状）の範囲にわたって、方位の範囲内（例えば、０°、＋４５°、−４５°、および／または９０°）でストリップを配置することができる。本質的に平坦または基本的な外形に限定した機械を、自動テープ敷設機、自動フラットテープ敷設機、および／または自動外形テープ敷設機として参照することができる。
【０００５】
自動繊維配置（ＡＦＰ）機は、典型的には、ストリップにするテープの自動切断およびストリップの積層によりプライ（各単一ストリップ層）を形成することを含む。また、自動繊維配置（ＡＦＰ）機は、基礎となるプライ上に新しいストリップ層を成形することができる。複合材部分の層は、適切な層構成および硬化のために、互いに適切に接触および接着する必要がある。新しいストリップ層が（自動繊維配置（ＡＦＰ）機による成形の有無にかかわらず）基礎となる層に接着することができない場合には、層間ボイドは、未硬化部分および硬化部分に形成する。層間ボイドは、硬化した複合材部分の弱さにつながる可能性がある層間剥離欠陥である。したがって、好ましくは複合材部分を硬化させる前に、層間ボイドを検出し、修復する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書で開示されるシステムおよび方法は、パターン化された照明による３Ｄデジタル画像相関技術を用いて、少なくとも部分的に形成された、未硬化の繊維強化複合材構成要素の表面の非接触３Ｄ（３次元）測定によって、未硬化の繊維強化複合材構成要素を検査することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
検査するためのシステムは、検査領域で構造体上に光パターンを投影するように構成された投光器と、この構造体上の光パターンを撮像するように構成されたデジタルカメラと、光パターンを投影し、画像を取得し、そして取得した画像から３Ｄプロファイルを決定するようにプログラムされた計算システムとを含んでいる。さらに具体的には、計算システムを、本明細書に記載のいずれかの方法を実行するようにプログラムすることができる。
【０００８】
検査するためのシステムは、構造体の基準３Ｄプロファイルを決定し、構造体に積層した未硬化の繊維強化複合材のテスト３Ｄプロファイルを決定し、テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を決定するように構成されている。検査のためのシステムを自動繊維配置（ＡＦＰ）機と関連付けることができ、および／またはこのシステムが自動繊維配置（ＡＦＰ）機を含むことができ、この自動繊維配置（ＡＦＰ）機は、構造体上に未硬化の繊維強化複合材を敷設するように構成されている。
【０００９】
検査するための方法が、未硬化の繊維強化複合材構成要素の製造前、製造中、および／または製造後に検査するステップを含んでいる。検査するための方法は、構造体の検査領域上に光パターンを投影するステップと、構造体上の光パターンを撮像することにより、構造体の基準３Ｄプロファイルを取得するステップと、検査領域内の構造体上に未硬化の繊維片（例えば、ストリップ、シート）を敷設するステップと、構造体上の未硬化の繊維片上に光パターンを投影するステップと、構造体上の未硬化の繊維片上の光パターンを撮像することにより、構造体上の繊維片のテスト３Ｄプロファイルを取得するステップと、テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップとを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】繊維配置検査システムの概略図である。
【図２】繊維配置検査のための方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
繊維強化複合材構成要素の製造中に繊維配置の検査をするためのシステムおよび方法が、本明細書に開示されている。概して、図面において、所与の実施形態に含まれる可能性のある要素が実線で示され、任意または代替の要素は破線で示されている。ただし、実線で示されている要素は、本開示のすべての実施形態に必須ではなく、実線で示した要素は、本開示の範囲から逸脱することなく、特定の実施形態から省略されてもよい。
【００１２】
図１は、繊維配置検査システム１０を概略的に示している。システム１０を、自動繊維配置（ＡＦＰ）機４０によって少なくとも部分的に形成された構成要素等の、未硬化の繊維強化複合材構成要素２０を検査するように構成することができる。
【００１３】
一般的なレベルでは、システム１０は、固有および／または適用される表面のマーキングではなく、パターン化された照明による３Ｄデジタル画像相関技術を用いて、少なくとも部分的に形成された、未硬化の繊維強化複合材構成要素２０の表面の非接触３Ｄ測定を実行するように構成されている。システム１０は、構成要素２０の製造前、製造中、および／または製造後に３Ｄプロファイル（３Ｄ表面プロファイルとも称される）を測定するようにさらに構成されることができ、任意で、基礎となる構造体３０および構成要素２０の１つまたは複数の層の３Ｄプロファイルを測定し、および／または、任意で、この１つまたは複数の層の（見えている）厚さを決定する（この厚さは、平均的な層（複数可）の厚さであってもよく、および／または層を横切る１つまたは複数の点での厚さであってもよい）。システム１０は、未硬化の繊維強化複合材構成要素２０の層間の層間ボイド（すなわち、層間剥離欠陥）を（例えば、異常な厚さおよび／または３Ｄプロファイルを検出することによって）自動的に検出するように構成され得る。
【００１４】
システム１０は、検査領域５０で構造体３０上に光パターンを投影するように構成された投光器１２と、この構造体３０上の光パターンを撮像するように構成されたデジタルカメラ１４と、光パターンを投影し、画像を取得し、そして取得した画像から３Ｄプロファイルを決定するようにプログラムされた計算システム１６とを含んでいる。さらに具体的には、計算システム１６を、本明細書に記載のいずれかの方法を実行するようにプログラムすることができる。
【００１５】
未硬化の繊維強化複合材構成要素２０は、完全に硬化される前の繊維強化複合材の構造であり、すなわち、構成要素２０は、未硬化および／または部分的に硬化された状態にある。例の繊維強化構造は、航空宇宙構造および／または構成、航空機、機体、胴体、翼、翼形部、ロータブレード、風力タービン構造および／または構成、自動車構造および／または構成、船舶構造および／または構成、および／または任意の他の繊維強化複合構造を含む。システム１０を、比較的大きな構成要素２０を検査および／または検出するように構成することができ、例えば構成要素２０は、１ｍ２（平方メートル）より大きい、２ｍ２より大きい、５ｍ２より大きい、１０ｍ２より大きい、２０ｍ２より大きい、５０ｍ２より大きい、１００ｍ２未満、５０ｍ２未満、２０ｍ２未満、および／または１０ｍ２未満の表面積を有する。構成要素２０は、典型的には、少なくとも１つのプライ、層、および／またはラミナで形成された積層構造である。各プライ、層、および／またはラミナは、少なくとも１つの繊維片（すなわち、繊維強化材料のストリップ、シート、および／またはトウ）を含むことができる。構成要素２０は、繊維片の少なくとも１つのバンドおよび／またはコースを含むことができる。構成要素２０、プライ、層、ラミナ、繊維片、バンド、および／またはコースは、薄くてもよく、例えば、２０ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、６ｍｍ未満、５ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、０．２ｍｍ未満、０．１ｍｍ未満、０．０５ｍｍ未満、０．０１ｍｍより大きい、０．０２ｍｍより大きい、０．０５ｍｍより大きい、０．１ｍｍより大きい、０．２ｍｍより大きい、０．５ｍｍより大きい、１ｍｍより大きい、２ｍｍより大きい、および／または５ｍｍより大きい厚さを有する。繊維片は、比較的幅が狭くてもよく、例えば、４０ｍｍ未満、２０ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、６ｍｍ未満、５ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、１ｍｍより大きい、２ｍｍより大きい、５ｍｍより大きい、１０ｍｍより大きい、約３ｍｍ、約６ｍｍ、および／または約１３ｍｍの幅を有する。
【００１６】
繊維強化材料は、炭素繊維、ガラス繊維、および／またはポリアミド繊維などの強化繊維を含む。繊維は、トウ、ウィーブ、ニット、ファブリック、および／またはフェルトの形態であってもよい。繊維強化材料は、エポキシ、熱硬化性材料、および／または熱可塑性材料などの樹脂を含んでもよい。繊維強化材料が樹脂を含む場合には、プリプレグ材料と称するができる。
【００１７】
システム１０は、構造体３０を含むことができる。構造体３０は、構成要素２０が形成され、硬化され、および／または仕上げられるにつれて、未硬化の繊維強化複合材構成要素２０の表面形状を提供する構造である。例えば、構造体３０は、構成要素２０の製造を容易にするように構成され得る。構造体３０は、マンドレル、金型、および／またはツールを含んでもよく、および／または、マンドレル、金型、および／またはツールであってもよい。また、構造体３０は、構成要素２０の少なくとも一部（例えば、構成要素２０の未硬化の繊維片の、１つまたは複数のプライ、コース、層、および／またはラミナ）によって少なくとも部分的に覆われてもよく、および／または、構成要素２０の少なくとも一部を含んでいてもよい。検査領域５０は、構造体３０の少なくとも一部と関連している。一般に、検査領域５０は、構造体３０の表面領域であり、この表面（構成要素２０の少なくとも一部を含み得る）は構造体３０によって画定されている。
【００１８】
システム１０は、自動繊維配置（ＡＦＰ）機４０と関連していてもよく、および／または自動繊維配置（ＡＦＰ）機４０を含んでもよい。追加的または代替的に、自動繊維配置（ＡＦＰ）機４０は、構造体３０上におよび／または検査領域５０内に未硬化の繊維強化複合材（例えば、繊維片）を積層するように構成され得る。
【００１９】
システム１０の投光器１２は、構造体３０の検査領域５０上に光パターンを投影するように構成されている。投光器１２は、ランプ、ＬＥＤ、レーザー、回折型ビームスプリッタ、回折型レンズ、および／またはレーザースキャナを含んでもよい。投影された光パターンは、デジタルカメラ（複数可）１４によって検出されるように構成されたパターンである。光パターンは、明るさ、スペクトル（例えば、色）、および／または偏光の変化により、パターンの領域間にコントラストを有する、高コントラストパターンである。光パターンは、規則的な（例えば、繰り返し）パターン、非規則的なパターン、確率的な（例えば、ランダムまたは擬似ランダム）パターン、画像、スポットの配列、および／またはグリッドであってもよい。光パターンは、１次元および／または２次元的に繰り返してもよい。本明細書で使用される場合、光は、紫外、可視および／または赤外領域内の電磁放射線のことを指す。高コントラストパターンは、ローカルおよび／またはグローバルの高コントラスト分解能（平均輝度に対する最大輝度と最小輝度との差の比）を有することができる。好適な高コントラスト分解能は、０．５より大きい、０．８より大きい、１より大きい、１．２より大きい、および／または、１．５より大きい。
【００２０】
一般的には、光のパターンは薄暗いパッチで囲まれた明るいパッチを含むが、いくつかの実施形態では、薄暗いパッチが明るいパッチで囲まれてもよい。光パターン内の非円形のパッチ、スポット、ドット、および／または他の光構造は、少なくとも長寸法と短寸法を有する。円形の構造については、長寸法および短寸法は同じである。長寸法は、光構造を囲むバウンディングボックス（すなわち、長方形）の最長寸法である。短寸法は、バウンディングボックスの最短寸法である。光パターン内の光構造の平均短寸法は、未硬化の繊維強化複合材構成要素２０の未硬化の繊維片（例えば、ストリップ、シート）の幅よりも小さくてもよく、必要に応じてかなり小さくてもよい。例えば、１２ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、７ｍｍ未満、５ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、１ｍｍより大きい、２ｍｍより大きい、３ｍｍより大きい、５ｍｍより大きい、７ｍｍより大きい、１０ｍｍより大きい、および／または１２ｍｍより大きい平均短寸法を有することができる。
【００２１】
どのようなパターンの形状であっても、光パターンは、検査領域５０（例えば、構造体３０上に少なくとも部分的に積層された構造体３０および／または構成要素２０）で表面を照射するように構成されている。また、投光器１２および／または光パターンは、検査領域５０で同じパターンを繰り返し複製するように構成され得る（例えば、すべての３Ｄプロファイルの測定のために同じ光パターンを投影する）。追加的または代替的に、投光器１２は、確定的な違いを有した異なる光パターンを投影するように構成されてもよい。
【００２２】
システム１０のデジタルカメラ１４は、投光器１２が照射すると、検査領域５０を撮像するように構成されている。システム１０は、１つまたは複数のデジタルカメラ１４を含むことができる。各デジタルカメラ１４は、検査領域５０（構造体３０および／または構成要素２０を含み得る）の２Ｄ（２次元）画像を取得するように構成されており、すなわち、各デジタルカメラ１４の視野が検査領域５０を包含し、各デジタルカメラ１４は検査領域５０に焦点合わせされる。デジタルカメラ１４は、電子画像センサ（例えばＣＭＯＳセンサおよび／またはＣＣＤセンサ）とレンズを含むことができる。また、デジタルカメラ１４は、投光器１２が検査領域５０上に投影する光パターンに応答するように構成され、例えば、レンズと画像センサは、光パターンからの光に敏感である。
【００２３】
システム１０が１つのデジタルカメラ１４を含む場合、デジタルカメラ１４は、検査領域５０および／または構造体３０の異なる視点（すなわち、異なる見地）間を移動するように構成されている。２つ以上のデジタルカメラ１４を含むシステム１０の場合、各デジタルカメラ１４を、異なる視点間で移動するように独立して構成することができる。追加的または代替的に、２つ以上のデジタルカメラ１４は、デジタルカメラ１４が一緒に移動される際に、一定の相対的な視点、間隔、および／または向きを維持しながら、一緒に移動するように構成されてもよい。デジタルカメラ１４が移動するように構成される場合、デジタルカメラ（複数可）１４の一貫した再配置を実現するために、デジタルカメラの位置を、表示し、追跡し、および／もしくは指示することができ、ならびに／または、デジタルカメラ１４の動作を、自動化し、駆動し、および／もしくは命令することができる。繰り返し動作、正確な位置決めおよび／または方向付け、精密な位置決めおよび／または方向付け、安定した視点、および／または剛性結合を容易にするために、システム１０は、フレーム１８を含んでもよい。フレーム１８は、マウント、ヨーク、レール、三脚、ステージ、および／または位置決め装置を含んでもよい。フレームは、自動繊維配置（ＡＦＰ）機４０の一部に結合されてもよく、および／または自動繊維配置（ＡＦＰ）機４０の一部であってもよい。
【００２４】
システム１０が２つ以上のデジタルカメラ１４を含む場合、デジタルカメラ１４の少なくとも２つは、検査領域５０および／または構造体３０の異なる視点を有する。デジタルカメラ１４および／または計算システム１６は、順次に（すなわち、１度に１つのデジタルカメラ画像）、非同期で、同期で、および／または少なくとも部分的に同時に、画像を取得するように構成（および／またはプログラム）されてもよい。
【００２５】
システム１０の計算システム１６は、コントローラー、電子コントローラー、専用コントローラー、特殊用途コントローラー、汎用コンピューター、特殊用途コンピューター、ディスプレイ装置、論理装置、および／もしくはメモリ装置であってもよく、ならびに／またはこれらを含んでもよい。メモリ装置が存在する場合、非一時的なコンピューター読み取り可能な媒体を含むことができ、システム１０および／または（図２に示されるような）方法１００の態様を実装するためのコンピューター実行可能な命令を格納することができる。
【００２６】
図２は、未硬化の繊維強化複合材構成要素（例えば、未硬化の繊維強化複合材構成要素２０）を検査するための方法１００を概略的に示している。このような構成要素は、少なくとも部分的に自動繊維配置（ＡＦＰ）機４０によって形成されてもよく、および／または構成要素の製造前、製造中、および／または製造後に検査されてもよい。方法１００は、固有および／または適用される表面のマーキングではなく、パターン化された照明による３Ｄデジタル画像相関技術を用いて、少なくとも部分的に形成された、未硬化の繊維強化複合材構成要素の表面の非接触３Ｄ測定を実行する方法である。方法１００は、構成要素の製造前、製造中、および／または製造後に３Ｄプロファイルを測定する方法であってもよく、任意で、基礎となる構造体（例えば、構造体３０）および構成要素の１つまたは複数の層の３Ｄプロファイルを測定し、および／または、任意で、この１つまたは複数の層の厚さ（例えば、層（複数可）を横切る１つまたは複数の点での厚さ）を決定する。方法１００は、未硬化の繊維強化複合材構成要素の層間の層間ボイド（すなわち、層間剥離欠陥）を（例えば、異常な厚さおよび／または３Ｄプロファイルを検出することによって）自動的に検出する方法であってもよい。
【００２７】
方法１００は、構造体（例えば構造体３０）の検査領域（例えば、検査領域５０）上に光パターンを投影するステップ１０２と、構造体上の光パターンを撮像することにより、構造体の基準３Ｄプロファイルを取得するステップ１０４と、検査領域内の構造体上に未硬化の繊維片（例えば、ストリップ、シート）を敷設するステップ１０６と、構造体上の未硬化の繊維片上に同じ光パターンを投影するステップ１０８と、構造体上の未硬化の繊維片上の光パターンを撮像することにより、構造体上の繊維片のテスト３Ｄプロファイルを取得するステップ１１０と、テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップ１１２とを含んでいる。厚さの差は、厚さプロファイルであってもよく、厚さプロファイルの一部であってもよく、および／または厚さプロファイルから導出されてもよく、すなわち、テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の複数の共通ノードの変位である。
【００２８】
投影するステップ１０２（および同時に取得するステップ１０４）が、敷設するステップ１０６の前と投影するステップ１０８（および同時に取得するステップ１１０）の前に実行される。投影するステップ１０２と取得するステップ１０４を組み合わせた結果、基準３Ｄプロファイル、すなわち敷設するステップ１０６の前の構造体の３Ｄプロファイルが計算される。投影するステップ１０２と取得するステップ１０４は、任意の未硬化の繊維片が、構造体（露出した構造体）上に敷設され、接着され、および／または配置される前に、実行され得る。追加的または代替的に、投影するステップ１０２と取得するステップ１０４は、１つまたは複数の未硬化の繊維片が、露出した構造体上に敷設され、接着され、および／もしくは配置されている最中ならびに／またはその後に、実行されてもよい。
【００２９】
投影するステップ１０２とその後の投影するステップ１０８は、投影するそれぞれのターゲット上に、すなわち投影するステップ１０２の構造体と投影するステップ１０８の構造体上の未硬化の繊維片に、同じ光パターンを投影する。一般に、投影するステップ１０２と投影するステップ１０８は、時間的に異なり、光パターンによって照射されるターゲットが異なる以外は、同じ方法で実行される。投影するステップ１０２および／または投影するステップ１０８は、投光器（例えば、投光器１２）を操作するステップを含んでもよい。投影するステップ１０２および／または投影するステップ１０８は、光パターンの画像をそれぞれのターゲット上に焦点合わせするステップを含んでもよい。追加的または代替的に、投影するステップ１０２および／または投影するステップ１０８は、それぞれのターゲット上に光の輝点（または複数の光の輝点）を投影および／または走査するステップを含んでもよい。輝点（複数可）は、コリメート光および／または集束光を含んでもよい。例えば、輝点（複数可）を、レーザースポット、回折スポット、屈折スポット、および／または反射スポットとすることができる。
【００３０】
取得するステップ１０４とその後の取得するステップ１１０は、撮像するそれぞれのターゲット上に、すなわち取得するステップ１０４の構造体と構造体上の未硬化の繊維片上に（投影するステップ１０２と投影するステップ１０８それぞれによって投影された）光パターンの画像を取得する。一般に、取得するステップ１０４と取得するステップ１１０は、時間的に異なり、撮像されるターゲットが異なる以外は、同じ方法で実行される。取得するステップ１０４および／または取得するステップ１１０は、デジタル画像相関、全視野の３Ｄ画像相関、写真測量、および／または異なる視点から取得された各ターゲットの２つ以上の画像に基づく三角測量を実行するステップを含んでもよい。２つ以上の画像を、デジタルカメラ（複数可）の異なる位置に対応する異なる視点を有して、１つまたは複数のデジタルカメラ（例えば、デジタルカメラ１４）で取得することができる。取得するステップ１０４および／または取得するステップ１１０のために取得された画像よりも少ない数のデジタルカメラを使用する方法において、特に、取得するステップ１０４および／または取得するステップ１１０は、デジタルカメラ（複数可）、投光器、および／または構造体の相対位置を変化させるステップを含んでもよい。取得するステップ１０４および／または取得するステップ１１０それぞれが、順次に、少なくとも部分的に同時に、および／または実質的に同時に、２つ以上の画像を取得するステップを含んでもよい。
【００３１】
取得するステップ１０４および／または取得するステップ１１０は、それぞれのターゲットの３Ｄプロファイル、すなわち、未硬化の繊維片を敷設するステップ１０６の前の構造体の基準３Ｄプロファイルと構造体上の未硬化の繊維片のテスト３Ｄプロファイルを計算するために取得した画像を使用する。３Ｄプロファイルは、それぞれのターゲットの実際の表面のデジタル記述である。３Ｄプロファイルは、３Ｄ表面モデル、３Ｄポリゴンメッシュ、点群、３Ｄワイヤフレーム、および／または３Ｄトポロジーの形態であってもよい。３Ｄプロファイルを計算するステップは、第１の位置からのそれぞれのターゲット上の光パターンの第１の画像と第２の位置からのそれぞれのターゲット上の光パターンの第２の画像を相関するステップ、および／またはこれらの相関係数を計算するステップを含んでもよい。３Ｄプロファイルを計算するステップは、取得された画像のうちの少なくとも２つの間の視点の違いを表す視点マップを計算するステップ、および／またはこれを使用するステップを含んでもよい。
【００３２】
方法１００は、取得するステップ１０４後に実行され、少なくとも取得するステップ１１０の前に開始する、敷設するステップ１０６を含んでいる。積層するステップとも称される敷設するステップ１０６は、自動繊維配置（ＡＦＰ）機（例えば、ＡＦＰ機４０）で実行されてもよく、構造体（および／または事前に敷設された繊維片（複数可）を有する露出した構造体）上の少なくとも１つの層、プライ、ラミナ、および／またはコースに複数の未硬化の繊維片を敷設するステップを含んでもよい。未硬化の繊維片は、例えば、一部の層、プライ、ラミナ、および／またはコースである、一連の未硬化の繊維片のうちの１つであってもよく、方法１００は、一連の未硬化の繊維片のそれぞれを敷設するステップ１０６を含んでもよい。このように一連の未硬化の繊維片を積層するステップは、一連の未硬化の繊維片の少なくとも１つを含む第１の層、プライ、ラミナ、および／またはコースを形成するステップ、および一連の未硬化の繊維片の少なくとも１つ（一般に別のもの）を含む第２の層、プライ、ラミナ、および／またはコースを形成するステップを含んでもよい。積層する場合に、それぞれの新しい層、プライ、ラミナ、および／またはコースは、前の層、プライ、ラミナ、および／またはコースと接触して配置される。
【００３３】
敷設するステップ１０６は、投影するステップ１０８および／または取得するステップ１１０と少なくとも部分的に同時に実行されてもよい。例えば、敷設するステップ１０６は、一連の層、プライ、ラミナ、および／またはコースを敷設するプロセスであってもよい。投影するステップ１０８および／または取得するステップ１１０は、それぞれの層、プライ、ラミナ、および／またはコースを敷設する間に実行されてもよい。追加的または代替的に、敷設するステップ１０６は、このような一連の１つまたは複数の層、プライ、ラミナ、および／またはコースを敷設するステップに制限されてもよく、方法１００は、一連の層、プライ、ラミナ、および／またはコースのすべてが完了するまでか、あるいは本明細書にさらに記載されるようにプロセスが停止されるまで、敷設するステップ１０６、投影するステップ１０８、取得するステップ１１０、および／または計算するステップ１１２を繰り返すステップ１１８を含んでもよい。
【００３４】
方法１００は、本明細書に記載の敷設するステップ１０６の後および／またはその最中と、テスト３Ｄプロファイルを取得するステップ１１０の後に、テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップ１１２を含んでいる。計算するステップ１１２は、検査領域内の単一ポイントおよび／または単一区域での厚さの差を計算するステップおよび／または決定するステップを含んでもよい（任意で厚さの差が検査領域全体を表している）。追加的または代替的に、計算するステップ１１２は、検査領域、検査領域内の区域、および／または検査領域全体内のポイントにそれぞれ対応している、複数の厚さの差を計算するステップおよび／または決定するステップを含んでもよい。ポイントおよび／または区域は、検査領域にわたって、配列、グリッド、メッシュなどで配置され得る。計算するステップ１１２は、厚さの差および／もしくは厚さの差の少なくとも１つ、任意で各厚さの差を所定の閾値と比較するステップ、ならびに／または比較された厚さの差がこの所定の閾値より大きい、所定の閾値に等しい、所定の閾値に実質的に等しい、および／もしくは所定の閾値より小さいことを決定するステップをさらに含んでもよい。所定の閾値を、繊維片よりも厚く、層間剥離欠陥のような未硬化の繊維強化複合材構成要素における異常よりも薄い値とすることができる。例えば、所定の閾値を、０．０１ｍｍより大きい、０．０２ｍｍより大きい、０．０５ｍｍより大きい、０．１ｍｍより大きい、０．２ｍｍより大きい、０．５ｍｍより大きい、１ｍｍより大きい、２ｍｍより大きい、５ｍｍより大きい、０．０５ｍｍ未満、０．１ｍｍ未満、０．２ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、１ｍｍ未満、２ｍｍ未満、５ｍｍ未満、約３ｍｍ、約６ｍｍ、および／または約１０ｍｍとすることができる。
【００３５】
計算するステップ１１２は、１つのテスト３Ｄプロファイルと、事前に敷設された繊維片のために取得されたような別のテスト３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップを含んでもよい。すなわち、繰り返すステップ１１８のときおよび／または一連の繊維片に対して方法１００を実行するとき、計算するステップ１１２は、厚さの差を計算するステップおよび／または第１のテスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップを含んでもよく、その後の計算するステップ１１２は、厚さの差を計算するステップおよび／または現行のテスト３Ｄプロファイルと、同じ全体的なプロセスで敷設された繊維片の前の（例えば、直前の）テスト３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップを含んでもよい。
【００３６】
方法１００は、厚さの差および／または計算するステップ１１２で計算された厚さの差が、所定の閾値より大きい、所定の閾値に等しい、所定の閾値に実質的に等しい、および／または所定の閾値より小さいことを決定するステップ、ならびに決定に基づいて作動するステップを含んでもよい。図２において、この決定は１１４によって指示され、質問「層間剥離が検出されたか？」により模式的に表される。ただし、決定１１４は、計算された厚さの差（複数可）および所定の閾値に基づく、方法１００のプロセスフローにおける単なる決定ポイントであってもよい。決定１１４は、例えば、品質管理工程と、検証工程、および／または測定する工程を表してもよい。決定１１４は、検査プロセスを中止、継続、および／または修正するステップにつながってもよい。さらに、決定１１４は、是正措置１２０につながることができる。例えば、是正措置１２０は、許容可能な繊維片の配置、許容できない繊維片の配置、層間ボイドが存在すること、層間ボイドが存在しないこと、および／または層間ボイドの程度を、検査官、オペレータ、および／または制御システム（例えば、計算システム１６）に警告するステップを含んでもよい。また、是正措置１２０は、繊維片（複数可）および／または少なくとも部分的に完全な未硬化の繊維強化複合材構成要素を、成形、真空バッグ成形、圧縮、および／または加熱するステップを含んでもよい。複合材構成要素の不要な硬化を回避しながら、是正措置が未硬化の繊維強化複合材構成要素の欠陥（例えば、層間剥離欠陥）を修復するために実行されてもよい。例えば、加熱するステップは、未硬化の繊維片および／または未硬化の繊維強化複合材構成要素の硬化温度よりも低い温度に加熱してもよい。好適な温度は、４０℃未満、５０℃未満、７０℃未満、１００℃未満、１２０℃未満、１５０℃未満、１７５℃未満、３０℃を超える、４０℃を超える、５０℃を超える、および／または７０℃を超える温度であってもよい。是正措置１２０の後、方法１００を、停止してもよく、継続してもよく、および／または修正してもよい。
【００３７】
本開示に係る本発明の主題の、例示的、非排他的な例が、以下に列挙される段落に記載されている。
【００３８】
Ａ１．
構造体の検査領域上に第１の光パターンを投影するステップであって、任意で最初に投影するステップと、
構造体上の第１の光パターンを撮像することにより、構造体の基準３Ｄプロファイルを取得するステップと、
検査領域内の構造体上に未硬化の繊維片を敷設するステップと、
構造体上の未硬化の繊維片上に第２の光パターンを投影するステップであって、任意で次に投影するステップと、
構造体上の未硬化の繊維片上の第２の光パターンを撮像することにより、構造体上の繊維片のテスト３Ｄプロファイルを取得するステップと、
テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップと
を含む検査方法。
【００３９】
Ａ１．１．
第１の光パターンと第２の光パターンが同じである、段落Ａ１に記載の方法。
【００４０】
Ａ１．２．
第１の光パターンが確定的な方法で第２の光パターンに関連している、段落Ａ１またはＡ１．１に記載の方法。
【００４１】
Ａ２．
検査方法が、未硬化の繊維強化複合材構成要素のラミナ間の層間ボイドを自動的に検出する方法である、段落Ａ１からＡ１．２のいずれか一つに記載の方法。
【００４２】
Ａ３．
検査方法が、未硬化の繊維強化複合材構成要素の厚さを自動的に検出する方法である、段落Ａ１からＡ２のいずれか一つに記載の方法。
【００４３】
Ａ４．
検査方法が、繊維強化複合材構成要素の製造中に層間ボイドを自動的に検出する方法であり、任意で、繊維強化複合材構成要素が、航空機、機体、胴体、翼、航空宇宙構造、翼形部、ロータブレード、風力タービン構造、自動車構造、および船舶構造のうちの少なくとも１つの少なくとも一部である、段落Ａ１からＡ３のいずれか一つに記載の方法。
【００４４】
Ａ５．
未硬化の繊維片と構造体との間にボイドを検出するステップをさらに含む、段落Ａ１からＡ４のいずれか一つに記載の方法。
【００４５】
Ａ６．
未硬化の繊維片と構造体との間にボイドを検出しないステップをさらに含む、段落Ａ１からＡ５のいずれか一つに記載の方法。
【００４６】
Ａ７．
未硬化の繊維片と構造体との間にボイドがないことを検出するステップをさらに含む、段落Ａ１からＡ６のいずれか一つに記載の方法。
【００４７】
Ａ８．
構造体が、マンドレル、金型、ツール、および未硬化の繊維片のプライのうちの少なくとも１つを含み、任意で、構造体が、マンドレル、金型、ツール、および未硬化の繊維片のプライのうちの少なくとも１つである、段落Ａ１からＡ７のいずれか一つに記載の方法。
【００４８】
Ａ９．
第１の光パターンおよび／または第２の光パターンが高コントラストパターンである、段落Ａ１からＡ８のいずれか一つに記載の方法。
【００４９】
Ａ１０．
第１の光パターンおよび／または第２の光パターンが、規則的なパターン、非規則的なパターン、および／または確率的なパターンである、段落Ａ１からＡ９のいずれか一つに記載の方法。
【００５０】
Ａ１１．
第１の光パターンおよび／または第２の光パターンが、スポットの配列、グリッド、画像、繰り返しパターン、および２次元的な繰り返しパターンのうちの少なくとも１つである、段落Ａ１からＡ１０のいずれか一つに記載の方法。
【００５１】
Ａ１２．
第１の光パターンおよび／または第２の光パターンが、薄暗いパッチで囲まれた明るいパッチを含む、段落Ａ１からＡ１１のいずれか一つに記載の方法。
【００５２】
Ａ１２．１．
明るいパッチの平均短寸法および／または薄暗いパッチの平均短寸法が、１２ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、７ｍｍ未満、５ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、１ｍｍより大きい、２ｍｍより大きい、３ｍｍより大きい、５ｍｍより大きい、７ｍｍより大きい、１０ｍｍより大きい、および／または１２ｍｍより大きい、段落Ａ１２に記載の方法。
【００５３】
Ａ１２．２．
明るいパッチの平均短寸法および／または薄暗いパッチの平均短寸法が、未硬化の繊維片の幅よりも小さい、段落Ａ１２またはＡ１２．１に記載の方法。
【００５４】
Ａ１２．３．
明るいパッチが第１の色を含み、薄暗いパッチが第２の色を含む、段落Ａ１２からＡ１２．２のいずれか一つに記載の方法。
【００５５】
Ａ１３．
構造体上に第１の光パターンを投影するステップが、第１の光パターンで構造体を照射するステップを含む、段落Ａ１からＡ１２．３のいずれか一つに記載の方法。
【００５６】
Ａ１４．
構造体上の未硬化の繊維片上に第２の光パターンを投影するステップが、第２の光パターンで構造体上の未硬化の繊維片を照射するステップを含む、段落Ａ１からＡ１３のいずれか一つに記載の方法。
【００５７】
Ａ１５．
構造体上に第１の光パターンを投影するステップが、第１の光パターンの画像を構造体上に焦点合わせするステップを含む、段落Ａ１からＡ１４のいずれか一つに記載の方法。
【００５８】
Ａ１６．
構造体上の未硬化の繊維片に第２の光パターンを投影するステップが、第２の光パターンの画像を構造体上の未硬化の繊維片に焦点合わせするステップを含む、段落Ａ１からＡ１５のいずれか一つに記載の方法。
【００５９】
Ａ１７．
構造体上に第１の光パターンを投影するステップが、第１の光パターンを生成するために構造体にわたって光の輝点を走査するステップを含み、任意でこの輝点がレーザースポットである、段落Ａ１からＡ１６のいずれか一つに記載の方法。
【００６０】
Ａ１８．
構造体上の未硬化の繊維片上に第２の光パターンを投影するステップが、第２の光パターンを生成するために構造体上の未硬化の繊維片にわたって光の輝点を走査するステップを含み、任意でこの輝点がレーザースポットである、段落Ａ１からＡ１７のいずれか一つに記載の方法。
【００６１】
Ａ１９．
基準３Ｄプロファイルを取得するステップが、構造体上の第１の光パターンの少なくとも２つの基準画像を取得するステップを含み、任意で、基準３Ｄプロファイルを取得するステップが、基準画像から構造体の基準３Ｄプロファイルを計算するステップを含む、段落Ａ１からＡ１８のいずれか一つに記載の方法。
【００６２】
Ａ２０．
テスト３Ｄプロファイルを取得するステップが、構造体上の未硬化の繊維片に第２の光パターンの少なくとも２つのテスト画像を取得するステップを含み、任意で、テスト３Ｄプロファイルを取得するステップが、テスト画像から構造体のテスト３Ｄプロファイルを計算するステップを含む、段落Ａ１からＡ１９のいずれか一つに記載の方法。
【００６３】
Ａ２１．
基準３Ｄプロファイルを取得するステップおよび／またはテスト３Ｄプロファイルを取得するステップが、異なる視点を有する２つのデジタルカメラで、構造体上の第１の光パターンおよび／または構造体上の未硬化の繊維片の第２の光パターンを撮像するステップであって、任意で実質的に同時に撮像するステップを含む、段落Ａ１からＡ２０のいずれか一つに記載の方法。
【００６４】
Ａ２２．
基準３Ｄプロファイルを取得するステップおよび／またはテスト３Ｄプロファイルを取得するステップが、第１の位置から構造体上の第１の光パターンおよび／または構造体上の未硬化の繊維片の第２の光パターンを撮像するステップと、第２の位置から構造体上の第１の光パターンおよび／または構造体上の未硬化の繊維片の第２の光パターンを撮像するステップとを含む、段落Ａ１からＡ２１のいずれか一つに記載の方法。
【００６５】
Ａ２３．
基準３Ｄプロファイルを取得するステップおよび／またはテスト３Ｄプロファイルを取得するステップが、構造体上の第１の光パターンおよび／または構造体上の未硬化の繊維片の第２の光パターンの２つの画像をそれぞれ異なる視点から取得するステップを含む、段落Ａ１からＡ２２のいずれか一つに記載の方法。
【００６６】
Ａ２４．
基準３Ｄプロファイルを取得するステップおよび／またはテスト３Ｄプロファイルを取得するステップが、全視野の３Ｄ画像相関、デジタル画像相関、写真測量、および三角測量のうちの少なくとも１つを実行するステップを含む、段落Ａ１からＡ２３のいずれか一つに記載の方法。
【００６７】
Ａ２５．
基準３Ｄプロファイルを取得するステップおよび／またはテスト３Ｄプロファイルを取得するステップが、第１の位置から構造体上の第１の光パターンおよび／または構造体上の未硬化の繊維片の第２の光パターンの第１の画像と、第２の位置から構造体上の第１の光パターンおよび／または構造体上の未硬化の繊維片の第２の光パターンの第２の画像を相関するステップ、および／またはこれらの相関係数を計算するステップを含む、段落Ａ１からＡ２４のいずれか一つに記載の方法。
【００６８】
Ａ２６．
基準３Ｄプロファイルを取得するステップおよび／またはテスト３Ｄプロファイルを取得するステップが、構造体上の第１の光パターンおよび／または構造体上の未硬化の繊維片の第２の光パターンのそれぞれ異なる視点による２つの画像間での視点の違いを表す視点マップを計算するステップを含む、段落Ａ１からＡ２５のいずれか一つに記載の方法。
【００６９】
Ａ２７．
未硬化の繊維片が、繊維強化材料のストリップ、シート、および／またはトウである、段落Ａ１からＡ２６のいずれか一つに記載の方法。
【００７０】
Ａ２８．
未硬化の繊維片が、炭素繊維片、ガラス繊維片、およびポリアミド繊維片のうちの少なくとも１つである、段落Ａ１からＡ２７のいずれか一つに記載の方法。
【００７１】
Ａ２９．
未硬化の繊維片が、プリプレグの繊維片である、段落Ａ１からＡ２８のいずれか一つに記載の方法。
【００７２】
Ａ３０．
未硬化の繊維片が、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアミド繊維、エポキシ、熱可塑性材料、および熱硬化性材料のうちの少なくとも１つを含む、段落Ａ１からＡ２９のいずれか一つに記載の方法。
【００７３】
Ａ３１．
未硬化の繊維片が、未硬化の繊維片のバンド、未硬化の繊維片のコース、未硬化の繊維片の層、未硬化の繊維片のラミナ、および未硬化の繊維片のプライのうちの少なくとも１つの少なくとも一部である、段落Ａ１からＡ３０のいずれか一つに記載の方法。
【００７４】
Ａ３２．
敷設するステップが、構造体上の単一層に複数の未硬化の繊維片を敷設するステップを含む、段落Ａ１からＡ３１のいずれか一つに記載の方法。
【００７５】
Ａ３３．
敷設するステップが、未硬化の繊維片の複数層を敷設するステップを含む、段落Ａ１からＡ３２のいずれか一つに記載の方法。
【００７６】
Ａ３４．
未硬化の繊維片が、一連の未硬化の繊維片の１つであり、方法が、この一連の未硬化の繊維片を構造体上に積層するステップをさらに含む、段落Ａ１からＡ３３のいずれか一つに記載の方法。
【００７７】
Ａ３４．１．
敷設するステップが、一連の未硬化の繊維片のうちの１つを構造体上に積層するステップを含む、段落Ａ３４に記載の方法。
【００７８】
Ａ３４．２．
積層するステップが、一連の未硬化の繊維片のうちの少なくとも１つを含む第１の層を形成するステップと、第１の層に接触する第２の層を形成するステップを含み、第２の層が一連の未硬化の繊維片のうちの少なくとも１つを含む、段落Ａ３４またはＡ３４．１に記載の方法。
【００７９】
Ａ３４．３．
厚さの差が、所定の閾値より大きい、所定の閾値に等しい、所定の閾値に実質的に等しい、および／または所定の閾値より小さいことを決定するステップに基づいて、積層するステップを中止するステップをさらに含む、段落Ａ３４からＡ３４．２のいずれか一つに記載の方法。
【００８０】
Ａ３４．４．
一連の未硬化の繊維片のうちの１つを含む各層に対して、敷設するステップ、未硬化の繊維片上に第２の光パターンを投影するステップ、および未硬化の繊維片のテスト３Ｄプロファイルを取得するステップを繰り返すステップをさらに含む、段落Ａ３４からＡ３４．３のいずれか一つに記載の方法。
【００８１】
Ａ３４．４．１．
敷設するステップが、一連の未硬化の繊維片の１つを、一連の未硬化の繊維片の別のものを含む前の層に敷設するステップを含む、段落Ａ３４．４に記載の方法。
【００８２】
Ａ３４．４．２．
繰り返すステップが、テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップを繰り返すステップを含む、段落Ａ３４．４またはＡ３４．４．１に記載の方法。
【００８３】
Ａ３４．４．３．
繰り返すステップが、一連の未硬化の繊維片の１つのテスト３Ｄプロファイルと一連の未硬化の繊維片の別のテスト３Ｄプロファイルとの厚さの差を計算するステップを繰り返すステップを含む、段落Ａ３４．４からＡ３４．４．２のいずれか一つに記載の方法。
【００８４】
Ａ３５．
計算するステップが、検査領域内の単一ポイントおよび／または単一区域でのテスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップを含み、任意で、この単一区域が検査領域である、段落Ａ１からＡ３４．４．３のいずれか一つに記載の方法。
【００８５】
Ａ３６．
計算するステップが、検査領域、検査領域内の区域、および／または検査領域全体内のポイントにそれぞれ対応している、複数の厚さの差を計算するステップを含む、段落Ａ１からＡ３５のいずれか一つに記載の方法。
【００８６】
Ａ３６．１．
ポイントおよび／または区域が、配列、グリッド、メッシュのうちの少なくとも１つで配置されている、段落Ａ３６に記載の方法。
【００８７】
Ａ３７．
計算するステップが、テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を決定するステップを含む、段落Ａ１からＡ３６．１のいずれか一つに記載の方法。
【００８８】
Ａ３８．
計算するステップが、厚さの差を所定の閾値に比較するステップを含む、段落Ａ１からＡ３７のいずれか一つに記載の方法。
【００８９】
Ａ３８．１．
計算するステップが、複数の厚さの差を計算するステップを含み、比較するステップが、この厚さの差の少なくとも１つ、任意で各厚さの差を所定の閾値に比較するステップを含む、段落Ａ３８に記載の方法。
【００９０】
Ａ３９．
計算するステップが、厚さの差が、所定の閾値より大きい、所定の閾値に等しい、所定の閾値に実質的に等しい、および／または所定の閾値より小さいことを決定するステップを含む、段落Ａ１からＡ３８．１のいずれか一つに記載の方法。
【００９１】
Ａ４０．
ある／この所定の閾値が、０．０１ｍｍより大きい、０．０２ｍｍより大きい、０．０５ｍｍより大きい、０．１ｍｍより大きい、０．２ｍｍより大きい、０．５ｍｍより大きい、１ｍｍより大きい、２ｍｍより大きい、５ｍｍより大きい、０．０５ｍｍ未満、０．１ｍｍ未満、０．２ｍｍ未満、０．５ｍｍ未満、１ｍｍ未満、２ｍｍ未満、５ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、約３ｍｍ、約６ｍｍ、および／または約１０ｍｍである、段落Ａ１からＡ３９のいずれか一つに記載の方法。
【００９２】
Ａ４１．
厚さの差が、所定の閾値より大きい、所定の閾値に等しい、所定の閾値に実質的に等しい、および／または所定の閾値より小さいことを決定するステップに基づいて、層間ボイド形成を検査官に警告するステップをさらに含む、段落Ａ１からＡ４０のいずれか一つに記載の方法。
【００９３】
Ａ４２．
厚さの差が、所定の閾値より大きい、所定の閾値に等しい、および／または所定の閾値に実質的に等しいことを決定するステップに基づいて、構造体上に未硬化の繊維片を成形するステップをさらに含む、段落Ａ１からＡ４１のいずれか一つに記載の方法。
【００９４】
Ａ４２．１．
成形するステップが、真空バッグ成形するステップおよび／または未硬化の繊維片を構造体上に圧縮するステップを含む、段落Ａ４２に記載の方法。
【００９５】
Ａ４３．
厚さの差が、所定の閾値より大きい、所定の閾値に等しい、所定の閾値に実質的に等しい、および／または所定の閾値より小さいことを決定するステップに基づいて、未硬化の繊維片を加熱するステップをさらに含む、段落Ａ１からＡ４２．１のいずれか一つに記載の方法。
【００９６】
Ａ４３．１．
加熱するステップが、未硬化の繊維片の硬化温度よりも低い温度に加熱する、段落Ａ４３に記載の方法。
【００９７】
Ａ４３．２．
加熱するステップが、４０℃未満、５０℃未満、７０℃未満、１００℃未満、１２０℃未満、１５０℃未満、１７５℃未満、３０℃を超える、４０℃を超える、５０℃を超える、および／または７０℃を超える温度に加熱する、段落Ａ４３またはＡ４３．１に記載の方法。
【００９８】
Ａ４４．
段落Ａ１からＡ４３．２のいずれか一つに記載の方法を実行するように計算システムに命令を格納する、非一時的なコンピューター読み取り可能な媒体。
【００９９】
Ｂ１．
未硬化の繊維強化複合材を検査するためのシステムであって、システムが、
構造体の検査領域上に光パターンを投影するように構成された投光器と、
構造体上の光パターンを撮像するように構成されたデジタルカメラと、
計算システムと
を含み、計算システムが、
投光器で構造体の検査領域上に第１の光パターンを投影し、
構造体上の第１の光パターンの少なくとも２つの基準画像を取得し、この２つのうちの少なくとも１つ、任意ですべての基準画像が、デジタルカメラで取得され、
基準画像から構造体の基準３Ｄプロファイルを決定し、
検査領域内の構造体上に積層された未硬化の繊維強化複合材上に第２の光パターンを投影し、
構造体上に積層された未硬化の繊維強化複合材上の第２の光パターンの少なくとも２つのテスト画像を取得し、この２つのうちの少なくとも１つ、任意ですべてのテスト画像が、デジタルカメラで取得され、
テスト画像から構造体上に積層された未硬化の繊維強化複合材のテスト３Ｄプロファイルを決定し、
テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を決定する
ようにプログラムされている、システム。
【０１００】
Ｂ１．１．
第１の光パターンと第２の光パターンが同じである、段落Ｂ１に記載のシステム。
【０１０１】
Ｂ１．２．
第１の光パターンが確定的な方法で第２の光パターンに関連している、段落Ｂ１またはＢ１．１に記載のシステム。
【０１０２】
Ｂ２．
計算システムが、段落Ａ１からＡ４３．２のいずれか一つに記載の方法を実行するようにプログラムされている、段落Ｂ１からＢ１．２のいずれか一つに記載のシステム。
【０１０３】
Ｂ３．
システムがさらに構造体を含む、段落Ｂ１からＢ２のいずれか一つに記載のシステム。
【０１０４】
Ｂ３．１．
構造体が、マンドレル、金型、ツール、および未硬化の繊維片のプライのうちの少なくとも１つを含み、任意で、構造体が、マンドレル、金型、ツール、および未硬化の繊維片のプライのうちの少なくとも１つである、段落Ｂ３に記載のシステム。
【０１０５】
Ｂ３．２．
構造体が、航空機、機体、胴体、翼、航空宇宙構造、翼形部、ロータブレード、風力タービン構造、自動車構造、および船舶構造のうちの少なくとも１つの少なくとも一部の製造を容易にするように構成されている、段落Ｂ３またはＢ３．１に記載のシステム。
【０１０６】
Ｂ４．
投光器が、ランプ、ＬＥＤ、レーザー、回折型ビームスプリッタ、回折型レンズ、およびレーザースキャナのうちの少なくとも１つを含む、段落Ｂ１からＢ３．２のいずれか一つに記載のシステム。
【０１０７】
Ｂ５．
第１の光パターンおよび／または第２の光パターンが高コントラストパターンである、段落Ｂ１からＢ４のいずれか一つに記載のシステム。
【０１０８】
Ｂ６．
第１の光パターンおよび／または第２の光パターンが、規則的なパターン、非規則的なパターン、および／または確率的なパターンである、段落Ｂ１からＢ５のいずれか一つに記載のシステム。
【０１０９】
Ｂ７．
第１の光パターンおよび／または第２の光パターンが、スポットの配列、グリッド、画像、繰り返しパターン、および２次元的な繰り返しパターンのうちの少なくとも１つである、段落Ｂ１からＢ６のいずれか一つに記載のシステム。
【０１１０】
Ｂ８．
第１の光パターンおよび／または第２の光パターンが、薄暗いパッチで囲まれた明るいパッチを含む、段落Ｂ１からＢ７のいずれか一つに記載のシステム。
【０１１１】
Ｂ８．１．
明るいパッチの平均短寸法および／または薄暗いパッチの平均短寸法が、１２ｍｍ未満、１０ｍｍ未満、７ｍｍ未満、５ｍｍ未満、３ｍｍ未満、２ｍｍ未満、１ｍｍ未満、１ｍｍより大きい、２ｍｍより大きい、３ｍｍより大きい、５ｍｍより大きい、７ｍｍより大きい、１０ｍｍより大きい、および／または１２ｍｍより大きい、段落Ｂ８に記載のシステム。
【０１１２】
Ｂ８．２．
明るいパッチの平均短寸法および／または薄暗いパッチの平均短寸法が、未硬化の繊維強化複合材の未硬化の繊維片の幅よりも小さい、段落Ｂ８またはＢ８．１に記載のシステム。
【０１１３】
Ｂ８．３．
明るいパッチが第１の色を含み、薄暗いパッチが第２の色を含む、段落Ｂ８からＢ８．２のいずれか一つに記載のシステム。
【０１１４】
Ｂ９．
デジタルカメラが第１のデジタルカメラであり、システムが、構造体上の光パターンを撮像するように構成された第２のデジタルカメラをさらに含む、段落Ｂ１からＢ８．３のいずれか一つに記載のシステム。
【０１１５】
Ｂ９．１．
第１のデジタルカメラと第２のデジタルカメラが、構造体の異なる視点を有する、段落Ｂ９に記載のシステム。
【０１１６】
Ｂ９．２．
計算システムが、第１のデジタルカメラで少なくとも１つの基準画像および第２のデジタルカメラで少なくとも１つの基準画像を取得するように構成され、任意で、少なくとも部分的に同時に基準画像を取得するように構成されている、段落Ｂ９またはＢ９．１に記載のシステム。
【０１１７】
Ｂ９．３．
計算システムが、第１のデジタルカメラで少なくとも１つのテスト画像および第２のデジタルカメラで少なくとも１つのテスト画像を取得するように構成され、任意で、少なくとも部分的に同時にテスト画像を取得するように構成されている、段落Ｂ９からＢ９．２のいずれか一つに記載のシステム。
【０１１８】
Ｂ９．４．
第１のデジタルカメラと第２のデジタルカメラが、少なくとも部分的に同時に構造体を撮像するように構成されている、段落Ｂ９からＢ９．３のいずれか一つに記載のシステム。
【０１１９】
Ｂ１０．
システムが、少なくとも２つの位置の間でデジタルカメラの視点を繰り返し変化させるように構成されたステージをさらに備える、段落Ｂ１からＢ９．４のいずれか一つに記載のシステム。
【０１２０】
Ｂ１１．
計算システムが、全視野の３Ｄ画像相関、デジタル画像相関、写真測量、および三角測量のうちの少なくとも１つを実行することによって、基準３Ｄプロファイルを決定するようにおよび／またはテスト３Ｄプロファイルを決定するようにプログラムされている、段落Ｂ１からＢ１０のいずれか一つに記載のシステム。
【０１２１】
Ｂ１２．
計算システムが、基準画像を相関および／または基準画像の相関係数を計算することによって、基準３Ｄプロファイルを決定するようにプログラムされている、段落Ｂ１からＢ１１のいずれか一つに記載のシステム。
【０１２２】
Ｂ１３．
計算システムが、テスト画像を相関および／またはテスト画像の相関係数を計算することによって、テスト３Ｄプロファイルを決定するようにプログラムされている、段落Ｂ１からＢ１２のいずれか一つに記載のシステム。
【０１２３】
Ｂ１４．
システムが自動繊維配置（ＡＦＰ）機をさらに備え、計算システムが、構造体上に未硬化の繊維強化複合材を積層するために自動繊維配置（ＡＦＰ）機を導くように構成されている、段落Ｂ１からＢ１３のいずれか一つに記載のシステム。
【０１２４】
Ｂ１５．
未硬化の繊維強化複合材が、繊維片、繊維ストリップ、繊維シート、繊維トウ、バンド、コース、層、ラミナ、およびプライのうちの少なくとも１つである、段落Ｂ１からＢ１４のいずれか一つに記載のシステム。
【０１２５】
Ｂ１６．
未硬化の繊維強化複合材が、未硬化の繊維材料および／またはプリプレグの繊維材料を含む、段落Ｂ１からＢ１５のいずれか一つに記載のシステム。
【０１２６】
Ｂ１７．
未硬化の繊維強化複合材が、炭素繊維、ガラス繊維、ポリアミド繊維、エポキシ、熱可塑性材料、および熱硬化性材料のうちの少なくとも１つを含む、段落Ｂ１からＢ１６のいずれか一つに記載のシステム。
【０１２７】
Ｂ１８．
未硬化の繊維強化複合材構成要素を検査するための、段落Ｂ１からＢ１７のいずれか一つに記載のシステムの使用。
【０１２８】
本明細書で使用される場合、用語「適合（ａｄａｐｔｅｄ）」および「構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」は、要素、構成要素、または他の主題が、所定の機能を実行するように設計されおよび／または意図されていることを意味している。したがって、用語「適合（ａｄａｐｔｅｄ）」および「構成（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」の使用は、所定の要素、構成要素、または他の主題が、所定の機能を単純に実行することが「可能（ｃａｐａｂｌｅ  ｏｆ）」であることを意味するように解釈されるべきでなく、この要素、構成要素、および／または他の主題が、具体的に選択され、作成され、実装され、利用され、プログラムされ、および／または機能を実行する目的のために設計されている。また、特定の機能を実行するように適合されているものとして記載されている要素、構成要素、または他の主題が、追加的または代替的に、その逆もその機能を実行するように構成されているものとして説明され得ることは、本開示の範囲内である。同様に、特定の機能を実行するように構成されているものとして記載されている主題は、追加的または代替的に、その機能を実行するように動作するものとして説明され得る。また、本明細書中で使用される場合、単数形での記載は、文脈が明らかに他を示さない限り、複数形の場合も含むことを意図することができる。
【０１２９】
さらに、本開示は、以下の条項に従った実施形態を含む。
第１項  構造体３０の検査領域上に光パターンを投影するステップ１０２と、
構造体上の光パターンを撮像することにより、構造体の基準３Ｄプロファイルを取得するステップ１０４と、
検査領域内の構造体上に未硬化の繊維片を敷設するステップ１０６と、
構造体上の未硬化の繊維片上に光パターンを投影するステップ１０８と、
構造体上の未硬化の繊維片上の光パターンを撮像することにより、構造体上の未硬化の繊維片のテスト３Ｄプロファイルを取得するステップ１１０と、
テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップ１１２と
を含む検査方法。
【０１３０】
第２項  基準３Ｄプロファイルを取得するステップ１０４とテスト３Ｄプロファイルを取得するステップ１１０が、デジタル画像相関を実行するステップを含む、第１項に記載の検査方法。
【０１３１】
第３項  未硬化の繊維片と構造体３０との間にボイドを検出するステップ１１４をさらに含む、第１項または第２項に記載の検査方法。
【０１３２】
第４項  未硬化の繊維片と構造体３０との間にボイドがないことを検出するステップ１１４をさらに含む、第１項または第２項に記載の検査方法。
【０１３３】
第５項  光パターンが、薄暗いパッチで囲まれた明るいパッチを含む、第１項から第４項のいずれか一項に記載の検査方法。
【０１３４】
第６項  構造体３０上に光パターンを投影するステップ１０８が、光パターンの画像を構造体上に焦点合わせするステップを含み、構造体上の未硬化の繊維片上に光パターンを投影するステップが、光パターンの画像を構造体上の未硬化の繊維片に焦点合わせするステップを含む、第１項から第５項のいずれか一項に記載の検査方法。
【０１３５】
第７項  基準３Ｄプロファイルを取得するステップ１０４が、構造体３０上の光パターンの少なくとも２つの基準画像を取得するステップを含み、基準３Ｄプロファイルを取得するステップが、基準画像から構造体の基準３Ｄプロファイルを計算するステップを含み、テスト３Ｄプロファイルを取得するステップ１１０が、構造体上の光パターンの少なくとも２つのテスト画像を取得するステップを含み、テスト３Ｄプロファイルを取得するステップが、テスト画像から構造体のテスト３Ｄプロファイルを計算するステップ１１２を含む、第１項から第６項のいずれか一つに記載の検査方法。
【０１３６】
第８項  基準３Ｄプロファイルを取得するステップ１０４が、異なる視点を有する２つのデジタルカメラ１４，１４’で、構造体上の光パターンを実質的に同時に撮像するステップを含み、テスト３Ｄプロファイルを取得するステップ１１０が、２つのデジタルカメラで、構造体３０上の未硬化の繊維片の光パターンを実質的に同時に撮像するステップを含む、第１項から第７項のいずれか一つに記載の検査方法。
【０１３７】
第９項  基準３Ｄプロファイルを取得するステップ１０４が、第１の位置から構造体３０上の光パターンの第１の画像および第２の位置から構造体上の光パターンの第２の画像を相関するステップを含み、テスト３Ｄプロファイルを取得するステップ１１０が、第１の位置から構造体上の未硬化の繊維片の光パターンの第３の画像および第２の位置から構造体上の未硬化の繊維片の光パターンの第４の画像を相関するステップを含む、第１項から第８項のいずれか一つに記載の検査方法。
【０１３８】
第１０項  敷設するステップ１０６が、構造体３０上の単一層に複数の未硬化の繊維片を敷設するステップを含む、第１項から第９項のいずれか一つに記載の検査方法。
【０１３９】
第１１項  未硬化の繊維片が、一連の未硬化の繊維片の１つであり、方法が、この一連の未硬化の繊維片を構造体上に積層するステップをさらに含む、第１項から第１０項のいずれか一つに記載の検査方法。
【０１４０】
第１２項  積層するステップ１１８が、一連の未硬化の繊維片のうちの少なくとも１つを含む第１の層を形成するステップと、第１の層に接触する第２の層を形成するステップを含み、第２の層が一連の未硬化の繊維片のうちの少なくとも１つを含む、第１１項に記載の検査方法。
【０１４１】
第１３項  厚さの差が所定の閾値より大きいことを決定するステップ１１２に基づいて、積層するステップ１１８を中止するステップをさらに含む、第１１項に記載の検査方法。
【０１４２】
第１４項  計算するステップが、検査領域内のポイントにそれぞれの厚さの差が対応している、テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の複数の厚さの差を計算するステップ１１２を含む、第１項から第１３項のいずれか一つに記載の検査方法。
【０１４３】
第１５項  計算するステップ１１２が、厚さの差が所定の閾値より大きいことを決定するステップを含み、所定の閾値が１０ｍｍ未満である、第１項から第１４項のいずれか一つに記載の検査方法。
【０１４４】
第１６項  厚さの差が所定の閾値より大きいことを決定するステップに基づいて、構造体上に未硬化の繊維片を成形するステップ１２０をさらに含む、第１項から第１５項のいずれか一つに記載の検査方法。
【０１４５】
第１７項  厚さの差が所定の閾値より大きいことを決定するステップに基づいて、未硬化の繊維片を加熱するステップ１２０をさらに含む、第１項から第１５項のいずれか一つに記載の検査方法。
【０１４６】
第１８項  第１項から第１７項のいずれか一つに記載の方法を実行するように計算システムに命令を格納する、非一時的なコンピューター読み取り可能な媒体。
【０１４７】
第１９項  構造体３０の検査領域上に光パターンを投影するステップ１０２と、
構造体上の光パターンを撮像することにより、構造体の基準３Ｄプロファイルを取得するステップ１０４であって、撮像するステップが、構造体上の光パターンの少なくとも２つの基準画像を実質的に同時に取得するステップを含み、基準３Ｄプロファイルを取得するステップが、デジタル画像相関によって、基準画像から構造体の基準３Ｄプロファイルを計算するステップを含む、ステップと、
検査領域内の構造体上に未硬化の繊維片を敷設するステップ１０６と、
構造体上の未硬化の繊維片上に光パターンを投影するステップ１０８と、
構造体上の未硬化の繊維片上の光パターンを撮像することにより、構造体上の未硬化の繊維片のテスト３Ｄプロファイルを取得するステップ１１０であって、撮像するステップが、構造体上の光パターンの少なくとも２つのテスト画像を実質的に同時に取得するステップを含み、テスト３Ｄプロファイルを取得するステップが、デジタル画像相関によって、テスト画像から構造体のテスト３Ｄプロファイルを計算するステップを含む、ステップと、
テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を計算するステップ１１２と
を含み、
計算するステップが、この厚さの差を１０ｍｍ未満である所定の閾値に比較するステップを含む、検査方法。
【０１４８】
第２０項  未硬化の繊維強化複合材を検査するためのシステムであって、システムが、
構造体３０の検査領域上に光パターンを投影するように構成された投光器１２と、
構造体上の光パターンを撮像するように構成されたデジタルカメラ１４，１４’と
計算システム１６と
を含み、計算システムが、
投光器で構造体の検査領域上に光パターンを投影し１０２、
構造体上の光パターンの少なくとも２つの基準画像を取得し、この２つのうちの少なくとも１つ、任意ですべての基準画像が、デジタルカメラで取得され、
デジタル画像相関を実行することによって、基準画像から構造体の基準３Ｄプロファイルを決定し１０４、
検査領域内の構造体上に積層された未硬化の繊維強化複合材上に光パターンを投影し１０８、
構造体上に積層された未硬化の繊維強化複合材上の光パターンの少なくとも２つのテスト画像を取得し、この２つのうちの少なくとも１つ、任意ですべてのテスト画像が、デジタルカメラ１４，１４’で取得され、
デジタル画像相関を実行することによって、テスト画像から構造体上に積層された未硬化の繊維強化複合材上のテスト３Ｄプロファイルを決定し１１０、
テスト３Ｄプロファイルと基準３Ｄプロファイルとの間の厚さの差を決定する１１２
ようにプログラムされている、システム。
【０１４９】
本開示のシステムのさまざまな要素および本明細書に開示の方法のステップは、本開示に係るすべてのシステムおよび方法である必要はなく、本開示は、本明細書に開示されたさまざまな要素およびステップのすべての新規かつ非自明な組み合わせと部分的組み合わせを含む。さらに、１つまたは複数の本明細書に開示されたさまざまな要素およびステップは、開示のシステムまたは方法の全体とは別の独立した発明の主題を定義することができる。したがって、このような発明の主題は、本明細書に明示的に開示されている特定のシステムおよび方法と関連している必要はなく、このような発明の主題は、本明細書に明示的に開示されていない特定のシステムおよび／または方法において有用性を見出すことができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１０  繊維配置検査システム
１２  投光器
１４、１４’  デジタルカメラ
１６  計算システム
１８  フレーム
２０  繊維強化複合材構成要素
３０  構造体
４０  自動繊維配置（ＡＦＰ）機
５０  検査領域
【図１】
0006632816.tif 000002
【図２】
0006632816.tif 000003