【手続補正書】
【提出日】平成24年5月23日(2012.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査セル内に遠隔配置可能な部品の非破壊評価のための自動化された３次元画像位置合わせを実施するシステムであって、
走査ヘッドを備えたレーザ超音波検査デバイスであって、前記走査用ヘッドは、
予め画定された検査セル内に遠隔配置される部品に超音波表面変位を生成する超音波源と、
検査レーザと、
前記検査レーザによる走査中に、前記遠隔配置される部品によって反射された位相変調光であって、検査データを提供するために、前記遠隔配置される部品の前記超音波表面変位によって変調された位相変調光を収集する干渉計と
を含む、レーザ超音波検査デバイスと、
前記遠隔配置される部品の少なくとも１つの表面上の複数の点であって、前記遠隔配置される部品が前記検査セル内に配置されたときに、前記部品の前記少なくとも１つの表面の被測定姿勢を表す複数の点と、走査用レーザ参照位置との間の距離を測定するように配置された部品位置ロケータであって、
光源を提供するように配置され、かつ、前記光源に関連した前記走査用レーザ参照位置を有する走査用レーザと、
前記遠隔配置される部品の前記少なくとも１つの表面に沿って前記光源を向けるように配置された少なくとも１つの走査用ミラーと、
前記走査用レーザによって提供されたレーザ光の、前記部品の前記少なくとも１つの表面から反射される反射レーザ光を受信して、前記部品の前記少なくとも１つの表面上の複数の点と前記走査用レーザ参照位置との間の距離を確定するように配置された受光器と
を含んだ部品位置ロケータと、
前記レーザ超音波検査デバイス及び前記部品位置ロケータと通信するレーザ超音波検査コンピュータであって、プロセッサと、該プロセッサと通信するメモリを含んだレーザ超音波検査コンピュータと、
前記レーザ超音波検査コンピュータの前記メモリに格納されたレーザ超音波検査プログラムであって、前記レーザ超音波検査コンピュータの前記プロセッサによって実行されると、
前記遠隔配置される部品の３次元モデル用のモデルデータを受信するステップと、
レンジデータを規定する前記検査セル内で前記被測定姿勢にあるときに、前記遠隔配置される部品の前記少なくとも１つの表面上の点を表すデータの点群を、前記部品位置ロケータから受信するステップと、
前記検査セル内で、前記遠隔配置される部品の前記３次元モデルを前記部品の前記被測定姿勢に位置整合させる整合ステップであって、
前記レンジデータに対して前記３次元モデルの位置合わせを行うステップであって、前記３次元モデル上の複数のデータ点をソースとして用い前記レンジデータをターゲットとして用い、かつ、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の点のセットを特定することを含む、ステップと、
前記３次元モデルに対する高い対応確率を有する前記レンジデータ内の前記特定された点のセットの位置合わせを実施するステップであって、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータをソースとして用い、前記３次元モデル上のデータ点をターゲットとして用いることを含む、ステップと
からなる整合ステップと
からなるオペレーションを実行するためのレーザ超音波検査プログラムと
を備えていることを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１記載のシステムにおいて、前記オペレーションはさらに、前記検査データの向上した可視化を提供するために、収集された検査データを、前記部品姿勢における前記３次元モデル上に関連付けるステップを含み、
前記システムはさらに、対応する複数の部品のそれぞれについての複数のコンピュータ支援設計モデル及び前記検査セルの少なくとも１つのモデルを含むデータベースを備えている
ことを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項１又は２記載のシステムにおいて、前記レンジデータに対して前記３次元モデルの位置合わせを実施するステップは、
前記３次元モデル上の前記データ点と前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点のセットとの間の変換を決定するステップを含むことを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項３記載のシステムにおいて、
前記変換は、第１の変換Ｔ１であり、
前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点のセットは、インターラクティブ最近点アルゴリズムを使用して計算された前記３次元モデル（１０１）内の対応する点に最も近い前記レンジデータ内の点のセットを含んでいる
ことを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項３記載のシステムにおいて、
前記変換は、第１の変換Ｔ１であり、
前記３次元モデルに対して高い対応確率を有する前記レンジデータ内の前記特定された点のセットの位置合わせを実施するステップは、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点のセットと、前記３次元モデル上のデータ点との間の第２の変換Ｔ２を決定するステップを含む
ことを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項５記載のシステムにおいて、前記整合ステップは、前記遠隔配置される部品を、該部品の前記３次元モデルと位置合わせするために、前記第１の変換Ｔ１と前記第２の変換Ｔ２の逆変換との結合を決定するステップを含むことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項６記載のシステムにおいて、前記遠隔配置される部品の、該部品の前記３次元モデルに対する前記位置合わせは、前記レンジデータ内の異常値の存在にも前記レンジデータ内の抜けているデータにも依存しないロバストな一致を提供することを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項６記載のシステムにおいて、前記オペレーションはさらに、前記遠隔配置される部品の、該部品の前記３次元モデルに対する位置合わせに応答して、前記検査データを、前記部品姿勢における前記部品の前記３次元モデルにマッピングするステップを含むことを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項６記載のシステムにおいて、前記整合ステップは、異常値を除去するために前記レンジデータを事前フィルタリングすることなく、または、抜けているデータを事前に考慮することなく、実施されることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項６記載のシステムにおいて、前記レーザ超音波検査デバイス及び前記部品位置ロケータは、少なくとも５つの自由度を有する走査用ヘッド内に搭載されていることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
コンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体に記憶されたインストラクションからなり、部品の自動化された３次元モデル画像の位置合わせを実行するためのプログラムであって、コンピュータによって実行されたときに、
部品の３次元モデルのモデルデータを受信するオペレーションと、
レンジデータを規定する検査セル内で被測定姿勢にあるときに、前記部品の少なくとも１つの表面上の点を表すデータを受信するオペレーションと、
前記部品の前記３次元モデルを、該部品の前記被測定姿勢に位置整合させるオペレーションであって、
前記レンジデータに対して前記３次元モデルを位置合わせするオペレーションであって、前記部品の前記３次元モデル上のデータ点をソースとして用い、前記レンジデータをターゲットとして用い、かつ、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の点の組を特定することを含む、オペレーションと、
高い対応確率を有する前記レンジデータ内の特定された点の組の位置合わせを前記３次元モデルに対して実行するオペレーションであって、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有するレンジデータをソースとして用い、かつ、前記部品の前記３次元モデル上のデータ点をターゲットとして用いることを含む、オペレーションと
からなる位置整合オペレーションと
をコンピュータが実行するように構成されていることを特徴とするプログラム。
【請求項１２】
請求項１１記載のプログラムにおいて、前記レンジデータに対して前記３次元モデルを位置合わせするオペレーションはさらに、
前記部品を該部品の前記３次元モデルと位置合わせするために、前記部品の前記３次元モデル上のデータ点と前記レンジデータとの間の第１の変換Ｔ１、及び、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点の組と前記３次元モデル上の前記データ点と間の第２の変換Ｔ２の反転の結合を決定するオペレーション
を含み、
前記プログラムはさらに、検査データの向上した可視化を提供するために、取得された検査データを、前記部品の前記被測定姿勢における前記３次元モデル上に関連付けるオペレーションを含んでいる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１３】
請求項１１記載のプログラムにおいて、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点の組は、繰り返し最近点アルゴリズムを使用して計算された前記３次元モデル内の対応する点に最も近い前記レンジデータ内の点の組であることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
請求項１３記載のプログラムにおいて、
変換は、第１の変換Ｔ１であり、
前記３次元モデルに対して高い対応確率を有する前記レンジデータ内の前記特定された点のセットの位置合わせを実施するオペレーションは、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点の組と前記３次元モデル上の前記データ点と間の第２の変換Ｔ２を決定するオペレーションを含み、
前記位置整合オペレーションはさらに、前記部品を該部品の前記３次元モデルと位置合わせするために、前記第１の変換Ｔ１及び前記第２の変換の反転の結合を決定するオペレーションを含み、
プログラムはさらに、前記部品の前記３次元モデルに対する該部品の位置合わせに応答して、前記検査データを、前記部品の前記被測定姿勢における前記３次元モデルにマッピングするオペレーションを含んでいる
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
請求項１４記載のプログラムにおいて、
前記部品の前記３次元モデルに対する該部品の位置合わせは、前記レンジデータ内の異常値の存在及び前記レンジデータ内の抜けているデータの両方に無関係なロバストな一致を提供し、
前記位置整合オペレーションは、異常値を除去するために前記レンジデータを事前フィルタリングすることなく、または、抜けているデータを事前に考慮することなく、実行される
ことを特徴とするプログラム。
【請求項１６】
検査セル内に遠隔配置可能な部品の自動化された３次元画像位置合わせを実行する方法であって、
前記コンピュータによって、検査される部品がレンジデータを規定する前記検査セル内に配置されると、該部品の少なくとも１つの表面上の複数の点の位置を確定するステップと、
前記コンピュータによって、検査される前記部品の仮想の３次元モデル上のデータ点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の点の組を特定するステップと、
前記コンピュータによって、前記３次元モデル上の前記データ点と前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点の組との間の第1の変換Ｔ１を決定するステップと、
前記コンピュータによって、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点の組と前記３次元モデル上の前記データ点と間の第２の変換Ｔ２を決定するステップと、
前記コンピュータによって、前記第1の変換Ｔ１と前記第２の変換Ｔ２の反転との結合を決定し、それにより、部品姿勢において、前記３次元モデルを前記部品と位置整合させるステップと、
前記コンピュータによって、前記検査データの向上した可視化を提供するために、取得された検査データを、前記部品姿勢における前記３次元モデル上に関連付けるステップと
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法に於いて、検査される前記部品の３次元モデル上のデータ点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の点の組を決定するステップは、繰り返し最近点アルゴリズムを使用して計算された前記３次元モデル内の対応する点に最も近い前記レンジデータ内の点の組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１８】
請求項１６記載の方法において、前記位置整合させるステップは、前記レンジデータ内の異常値の存在及び前記レンジデータ内の抜けているデータの両方に無関係なロバストな一致を提供することを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１６記載の方法において、前記第１の変換Ｔ１を決定するステップ、前記第２の変換Ｔ２を決定するステップ、及び、前記第１の変換Ｔ１と前記第２の変換Ｔ２の反転の結合を決定するステップは、異常値を除去するために前記レンジデータを事前フィルタリングすることなく、または、抜けているデータを事前に考慮することなく、手作業で位置合わせするための前記部品上の点の組を特定することなく、また、前記データ内の特定の点との対応を有する前記３次元モデル内の特定の点を手作業で選択することなく、実行されることを特徴とする方法。
【請求項２０】
検査セル内に遠隔配置可能な部品の自動化された３次元画像位置合わせを実行する方法であって、
プロセッサによって、前記部品の３次元モデル用のモデルデータを受信するステップと、
前記プロセッサによって、レンジデータを規定する前記検査セル内で前記部品が被測定姿勢にあるときに、該部品の少なくとも１つの表面上の点を表すデータを受信するステップと、
プロセッサによって、前記部品の前記３次元モデルを前記部品の前記被測定姿勢に位置整合させるステップであって、
前記レンジデータに対して前記３次元モデルを位置合わせするステップであって、遠隔配置される部品の前記３次元モデル上のデータ点をソースとして用い、前記レンジデータをターゲットとして用い、かつ、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の点の組を特定するステップを含む、ステップと、
高い対応確率を有する前記レンジデータ内の特定された点の組の位置合わせを前記３次元モデルに対して実行するステップであって、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有するレンジデータをソースとして用い、かつ、前記部品の前記３次元モデル上のデータ点をターゲットとして用いるステップを含む、ステップと
からなる位置整合ステップと
からなることを特徴とする方法。
【請求項２１】
部品の自動化された３次元モデル画像の位置合わせを実行するための１組のインストラクションを記憶したコンピュータによって読み取り可能な非一時的記憶媒体であって、コンピュータによって実行されたときに、前記インストラクションによって、
前記部品の３次元モデルのモデルデータを受信するオペレーションと、
レンジデータを規定する検査セル内で被測定姿勢にあるときに、前記部品の少なくとも１つの表面上の点を表すデータを受信するオペレーションと、
前記部品の前記３次元モデルを、該部品の前記被測定姿勢に位置整合させるオペレーションであって、
前記レンジデータに対して前記３次元モデルを位置合わせするオペレーションであって、遠隔配置される部品の前記３次元モデル上のデータ点をソースとして用い、前記レンジデータをターゲットとして用い、かつ、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の点の組を特定することを含む、オペレーションと、
高い対応確率を有する前記レンジデータ内の特定された点の組の位置合わせを前記３次元モデルに対して実行するオペレーションであって、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有するレンジデータをソースとして用い、かつ、前記部品の前記３次元モデル上のデータ点をターゲットとして用いることを含む、オペレーションと
からなる位置整合オペレーションと
を前記コンピュータが実行するように構成されていることを特徴とする記憶媒体。
【請求項２２】
請求項２１記載の記憶媒体において、前記レンジデータに対して前記３次元モデルを位置合わせするオペレーションはさらに、
前記部品を該部品の前記３次元モデルと位置合わせするために、前記部品の前記３次元モデル上のデータ点と前記レンジデータとの間の第１の変換Ｔ１、及び、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点の組と前記３次元モデル上の前記データ点と間の第２の変換Ｔ２の反転の結合を決定するオペレーション
を含み、
前記コンピュータによって実行されるオペレーションはさらに、検査データの向上した可視化を提供するために、取得された検査データを、前記部品の前記被測定姿勢における前記３次元モデル上に関連付けるオペレーションを含んでいる
ことを特徴とする記憶媒体。
【請求項２３】
請求項２１記載の記憶媒体において、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点の組は、繰り返し最近点アルゴリズムを使用して計算された前記３次元モデル内の対応する点に最も近い前記レンジデータ内の点のセットであることを特徴とする記憶媒体。
【請求項２４】
請求項２３記載の記憶媒体において、
前記変換は、第１の変換Ｔ１であり、
前記３次元モデルに対して高い対応確率を有する前記レンジデータ内の前記特定された点のセットの位置合わせを実施するオペレーションは、前記３次元モデル上の実際の点に対応する高い確率を有する前記レンジデータ内の前記点の組と前記３次元モデル上の前記データ点と間の第２の変換Ｔ２を決定するオペレーションを含み、
前記位置整合オペレーションはさらに、前記部品を該部品の前記３次元モデルと位置合わせするために、前記第１の変換Ｔ１と前記第２の変換の反転との結合を決定するオペレーションを含み、
前記コンピュータによって実行される前記オペレーションはさらに、前記部品の前記３次元モデルに対する該部品の位置合わせに応答して、前記検査データを、前記部品の前記被測定姿勢における前記３次元モデルにマッピングするオペレーションを含んでいる
ことを特徴とする記憶媒体。
【請求項２５】
請求項２４記載の記憶媒体において、
前記部品の前記３次元モデルに対する該部品の位置合わせは、前記レンジデータ内の異常値の存在及び前記レンジデータ内の抜けているデータのいずれにも無関係なロバストな一致を提供し、
前記部品の前記３次元モデルを前記検査セル内の前記部品の前記被測定姿勢に位置整合させるオペレーションは、異常値を除去するために前記レンジデータを事前フィルタリングすることなく、または、抜けているデータを事前に考慮することなく、実行される
ことを特徴とする記憶媒体。