(57)【要約】【課題】  本発明は一般に、非破壊検査方法及びシステムに関し、より具体的には、対象物の内部特徴を再構成する非破壊検査方法及びシステムに関する。【解決手段】  部品（２０）の内部表面形状（１０）を再構成する方法は、部品の厚さマップ（３０）を部品の外表面データ（４０）と位置合わせする段階を含む。厚さマップは、多数の厚さデータ（３２）を有する。内表面データ（１２）は、厚さマップ（３０）及び外表面データ（４０）を用いて生成され、内部表面幾何形状を再構成する。【選択図】      図１
2005106824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品（２０）の内部表面幾何形状（１０）を再構成する方法であって、
前記部品についての複数の厚さデータ（３２）を含む厚さマップ（３０）を該部品の複数の外表面データ（４０）に位置合わせする段階と、
前記厚さマップ（３０）と前記外表面データ（４０）とを用いて複数の内表面データ（１２）を生成する段階と、
を含む方法。
【請求項２】
前記部品（２０）の画像シーケンスを収集する段階と、
前記画像シーケンスから前記部品の厚さマップ（３０）を生成する段階と、
を更に含み、
前記収集段階と生成段階が前記位置合わせ段階の前に実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記部品（２０）に対して少なくとも１つのアーチファクト（６０）を方向付ける段階と、
撮像装置（５０）の座標系（８０）に対する前記アーチファクト（６０）の方向付けを求める段階と、
を更に含み、
前記画像が前記部品（２０）と前記アーチファクト（６０）のものであり、前記画像シーケンスが前記撮像装置を用いて収集され、前記部品に対する前記アーチファクトの方向付けが、前記収集段階中に実質的に同じままであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記アーチファクトが既知の幾何形状を有することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記撮像装置（５０）の座標系（８０）に対する前記アーチファクト（６０）の方向付けが、前記撮像装置（５０）の座標系（８０）に対する前記部品（２０）の方向付けを与え、前記位置合わせ段階が、前記撮像装置の座標系に対する前記部品の方向付けを用いてそれぞれの外表面データ（４０）に前記厚さデータ（３２）を位置合わせする段階を含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記画像シーケンスから、前記アーチファクト（６０）のアーチファクト厚さマップ（３５）を生成する段階を更に含み、前記撮像装置（５０）の座標系（８０）に対する前記アーチファクトの方向付けを求める段階が、前記アーチファクト厚さマップ及び該アーチファクトの複数の外表面データ（４２）を用いる段階を含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのアーチファクト（６０）の各々の方向付けが、
前記部品の少なくとも１つの基準面（６４）を選択する段階と、
前記少なくとも１つの基準面で前記アーチファクトを前記部品（２０）へ取り付ける段階と、
を含む請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの基準面（６４）の各々に対する前記アーチファクト（６０）の位置（２４）を決定する段階を更に含み、前記決定段階が前記少なくとも１つのアーチファクト（６０）の各々について実行されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記位置（２４）を決定する段階が、精密取付が得られるように前記アーチファクトを取付装置（５８）に取り付ける段階を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記配置（２４）を決定する段階が、前記少なくとも１つの基準面（６４）の各々に対する前記アーチファクト（６０）の位置を測定する段階を更に含む請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのアーチファクト（６０）の各々が、
実質的に平坦な面を含み、且つ前記アーチファクトのそれぞれの面を形成する少なくとも１つのランド（６２）と、
実質的に平坦な面であり、且つ前記アーチファクトのそれぞれの面を形成する少なくとも１つのウェッジ（６８）と、
を備え、
前記少なくとも１つのウェッジの各々が、少なくとも１つの前記ランドの各々とある角度で交差することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのアーチファクト（６０）の各々が少なくとも１つの穴（７０）を更に備え、前記方法が、前記少なくとも１つの穴を用いて前記撮像装置（５０）に対して前記アーチファクトを整列する段階を更に含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記アーチファクト（６０）が、前記撮像装置（５０）に面する前記少なくとも１つのランド（６２）の１つと位置付けされることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記撮像装置（５０）が、赤外線（「ＩＲ」）カメラ（５０）を含み、前記方法が、前記画像シーケンスを収集する段階の前に前記部品（２０）と前記アーチファクト（６０）を照射する段階を更に含み、前記厚さマップ（３０）がＩＲ厚さマップであることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
前記照射段階が、前記部品（２０）と前記アーチファクト（６０）をフラッシングする段階を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記収集段階が、前記部品（２０）の複数の視野についてのイメージを収集する段階を含む請求項５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、非破壊検査方法及びシステムに関し、より具体的には、対象物の内部特徴を再構成する非破壊検査方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
リバースエンジニアは製品設計及び製造における重要な取組みである。従来の製品設計とは異なり、リバースエンジニアは主に、物理的モデルを工学的設計概念又はデジタル・モデルに展開することを中心とする。通常のリバースエンジニアプロセスは、４つの主要なステップを含む。第１のステップは、内部及び外部特徴の双方を測定し、物理的部品のデジタル表示を取得することである。データ収集後、データの後処理が必要となるが、これは、異なる測定システム又は視野方向からのデータの位置合わせ、異常値の検出及び排除、ノイズのフィルタ処理、及び検査データの平滑化を含む。処理されたデータに基づいて幾何形状特徴が抽出される。最後に、抽出された幾何形状表示に基づいて立体モデルが生成される。
【０００３】
測定データの精度は最終モデルの品質に直接影響するので、適正な測定法を選択し効果的な測定方策を確立することが重要である。物理的部品のデジタル表示を取得するための接触型及び非接触型の様々な方法が存在する。接触型方法は、精度は高いが、煩雑で時間を要する。非接触型方法は一般的に、接触型方法よりもはるかに迅速である。光学計測学などの非接触型方法は、外部特徴を測定するのに広く用いられている。
【０００４】
機械部品の外部構造を測定する多くの方法がある。座標計測機器（ＣＭＭ）、レーザー・スキャナ、又は他の光学測定方法が、こうした情報を取得するのに好適である。しかしながら、部品の内部構造の測定は、内部構造への接触ができないことから非常に困難である。現在のところ、内部構造測定に２つの一般的な方法が主に使用されている。１つは、部品を薄片毎に切断し、次に各薄片を測定して内部特徴を求めることを含む破壊的方法であり、もう１つの方法は、非破壊的方法であり、部品を測定するための産業用コンピュータ断層（ＣＴ）機械などの非侵入的技術を用いる。これらの手順の両方に欠点がある。破壊的方法は、測定前に部品を変形し、且つ詳細な内部構造を取り込むことができない。更に、部品は再利用可能ではなく、集約的労力を必要とする。ＣＴは非破壊的測定方法であるが、その測定誤差は大きく（ほとんどのシステムで５ミルより大きい）、この精度の低さが最終的なモデルに不正確さをもたらす可能性がある。
【特許文献１】特表２００３−５０５６９２号公報
【特許文献２】特表２００３−５１２５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、非破壊的方法を用いた高精度の内部構造測定が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
要約すると、本発明の１つの態様において、部品２０の内部表面幾何形状１０を再構成する方法は、部品についての厚さマップ３０を部品の外表面データ４０と位置合わせする段階を含む。厚さマップは多数の厚さデータ３２を有する。内表面データ１２は、厚さマップ３０及び外表面データ４０を用いて生成され、内部表面幾何形状を再構成する。
【０００７】
本発明の別の実施形態によれば、部品２０の内部表面幾何形状１０を再構成する検査方法は、部品２０の外表面データ４０を取得する段階と、撮像装置５０を用いて部品２０の画像シーケンスを収集する段階と、この画像シーケンスからの部品の厚さマップ３０を生成する段階とを含む。厚さマップ３０は、複数の厚さデータ３２を含む。厚さマップ３０は外表面データ４０と位置合わせされ、一連の内表面データ１２は、厚さマップ３０及び外表面データ４０を用いて生成される。
【０００８】
本発明の更に別の実施形態によれば、部品２０の内部表面幾何形状１０を再構成する検査システム９０は、既知の幾何形状及び既知の寸法を有するアーチファクト６０を含む。取付装置５８は、アーチファクトを部品に対して位置付けし、撮像装置５０は、部品及びアーチファクトの厚さデータ３０を取得する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、全体を通じて同じ構成要素は同じ記号で表される添付図を参照にしながら以下の詳細な説明を読めばより理解されるであろう。
【００１０】
例えばタービンブレードなどの部品２０の内部キャビティに対応する、内部表面形状１０を再構成する方法の実施形態の概略図が図１に示されている。部品の特定位置における部品２０の厚さを表す厚さマップ３０からの情報、及び部品２０の外表面形状を表す外表面データ４０は、部品の内部表面形状１０を生成するように組み合わされる。一般に、厚さマップ３０は、部品の特定位置における厚さを表す一連の厚さデータ３２要素である。厚さマップ３０を外表面データ４０と位置合わせするには、この２つを正確に整合させる必要があり、再構成される内部表面形状１０を表すように論理的に配置された一連の内表面データ要素１２が生成される。
【００１１】
本明細書で用いられる用語「外表面データ」は、対象物の表面外形を表すデータを意味し、従って３次元（３Ｄ）である。通常、外表面データは、接触型又は非接触型プロファイル生成方法のいずれかにより取得され、対象物のデジタル表示を形成するデジタル形式とすることができる。外表面データは、とりわけ光学計測、レーザー走査、座標計測機器（ＣＭＭ）測定、及び本明細書で企図される全てのこうした技法などの方法を用いて取得することができる。これら及び他の測定システムには、接触プローブ、点スキャナ、線スキャナ、及び領域スキャナが含まれる。外表面データはまた、ＣＡＤ又は対象物に関する他の同様の情報から取得することもできる。
【００１２】
本議論の目的において、対象物の「厚み」とは、中空又は半中空の対象物に関連する前壁又は表面厚みのことを意味する。本明細書で用いられる用語「前壁」は、対象物の熱画像を収集するのに用いられる撮像装置に面する対象物の壁を意味し、図２を参照して下記に説明される。本明細書で用いられる用語「厚さデータ」は、特定位置における対象物の厚さを表すデータを意味する。本明細書では、厚さデータは本質的に２次元（２Ｄ）である点に留意されたい。更に、一連の厚さデータは、論理的に組み合わされて対象物の厚さを表す２Ｄ「厚さマップ」を形成する。厚さデータ及びこれに由来する厚さマップは、通常、とりわけ熱イメージングなどの非破壊的内部イメージング法によりデジタル形式で取得することができる。熱イメージングは、固体の表面温度が固体を通る熱流を表すという前提を用いる。熱イメージング法の１つである赤外線（ＩＲ）熱イメージングは、内部構造に関する情報を集めるために、対象物の表面温度の変化を観測する。高出力閃光ランプ（イリノイ州シカゴ所在のＳｐｅｅｄｏｔｒｏｎ，  Ｃｏｒｐ．によって製造されたものなど）、ハロゲン・ランプ、又はアーク・ランプを用いて、短時間に材料の表面にエネルギー源が作動される。こうしたランプからのエネルギーは表面で吸収され、熱は材料の熱特性に応じた速度で材料を通じて伝導される。本議論の目的において「ランプ」は、とりわけ閃光ランプ、ハロゲン・ランプ、アーク・ランプなどの、対象物を照射するエネルギー源を含むように理解されるであろう。赤外線カメラは経時的なサンプル表面の温度減衰を取り込み、この情報から対象物の厚さ、材料特性、及び特定の欠陥の存在を求めることができる。実施例は、厚さデータを生成するためのＩＲ熱イメージングに関するものであるが、本明細書では例えば超音波、コンピュータ断層撮影などの他の技術の使用が企図される。
【００１３】
本明細書で用いられる「位置合わせ」は、厚さマップからの対応するデータ要素を対象物の外表面データにマッピングすることを意味する。位置合わせ処理により対象物の内部幾何形状の再構成が得られる。
【００１４】
図２を参照すると、内部特徴再構成システム９０の実施形態が示される。内部幾何形状１０を有する部品２０は、アーチファクト６０と共に配置され、アーチファクト６０及び部品２０とが固定の位置関係を有するようにする。例えば８つの高出力ランプなどのランプセット４８は、部品２０の表面及びアーチファクト６０を短時間照射するのに用いられる。座標系８０を有する撮像装置５０は、部品２０及びアーチファクト６０に面して位置付けられ、部品及びアーチファクトの熱画像を収集する。撮像装置５０は通常、部品２０及びアーチファクト６０の熱画像を連続して取り込む赤外線カメラである。図２の例示的な実施形態において、ランプ４８及び撮像装置５０は、カメラと、閃光ランプ点火及び撮像装置操作を制御するランプ制御モジュール３４とに電気的に接続されている。この例示的な実施形態において、カメラ及びランプ制御モジュール３４は、連続する熱画像をコンピュータ３６に提供し、コンピュータはこれらの熱画像を処理することにより厚さデータ３２を生成するように構成される。コンピュータ３６はまた、例えば外表面データモニタ５４又はＣＡＤ図面から外表面データ４０を受け取る。部品２０及びアーチファクト６０双方に対応する厚さデータ３２は撮像装置５０によって取り込まれ、結果として得られた厚さマップ３０は、部品２０及びアーチファクト６０に対応する領域を含み、これらは各々、厚さマップ３０の部品領域８２及びアーチファクト領域８４と呼ばれ、図５から図７を参照して詳細に記述されることが本明細書から理解される。
【００１５】
本明細書で用いられる用語「コンピュータ」は、特定の命令セットに応答するプログラム可能な装置を意味する。ほとんどのコンピュータは通常、コンピュータが少なくとも一時的にデータ及びプログラムを格納することができるメモリと、コンピュータが大量のデータを永久に保持可能な大容量記憶装置（一般的な大容量記憶装置はディスク・ドライブ及びテープ・ドライブを含む）と、データ及び命令をコンピュータに入力する、例えばキーボード又はマウスなどの入力デバイスと、例えばディスプレイ、スクリーン、又はプリンタ、或いはコンピュータが実行することを人が閲覧可能な他の装置などの出力装置と、命令を実行する構成要素である中央演算処理装置（ＣＰＵ）とを含む。
【００１６】
図２の例示的な実施形態において、コンピュータ３６は、カメラ及びランプ制御モジュール３４並びに外表面データモニタ５４に電気的に接続される。コンピュータ３６は、内部表面形状１０の再構成のための部品２０の内表面データ１２を生成するために、厚さデータ３２から厚さマップ３０を生成し、厚さマップ３０を外表面データ４０へ位置合わせするように構成される。コンピュータ３６は更に、厚さマップ３０のアーチファクト領域を３Ｄポイント群に外挿し、３Ｄポイント群をアーチファクト外表面データ４２に最良適合させ、座標変換マトリクスを生成するように構成される。外表面データ発生器５４は、上述のように、座標計測機器（ＣＭＭ）、レーザー・スキャナ、光計測器又は他の光学測定機器を含むことができる。更に本発明の幾つかの実施形態において、カメラ及びランプ制御モジュール３４は、コンピュータ３６内に含めることができる。更に、システム９０は取付装置を含むことができ、これは図２には示されず、図３を参照して以下に記述される。
【００１７】
図３は、本発明の１つの実施形態による、部品２０とアーチファクト６０の配置の斜視図を示す。撮像装置（図３には図示せず）の座標系８０が図３に表される。アーチファクト６０及び部品２０は、１つの（少なくとも１つを意味する）取付装置５８によって関係付けられて配置される。例示的な取付装置５８は堅固な機械的構造であり、部品２０とアーチファクト６０との間の実質的に固定位置の関係を維持することが可能である。例えば、アーチファクト６０は、その上に部品２０が取り付けられる基部５６に沿って一方向に移動自在な取付装置５８上に装着することができる。部品とアーチファクトとの間の適正な配置が決定されると、取付装置５８の移動はロック４６を用いて制限される。この方法はまた、精密取付と呼ぶことができる。しかしながら、アーチファクトと部品との間の固定配置関係を維持する他の方法を用いることができ、このような方法は本発明の範囲内にある。
【００１８】
図４は、例示的なアーチファクト６０を個別の図で示す。アーチファクト６０は、少なくとも１つのランド６２を有し、これは実施的に平面であり、アーチファクトの１つの表面を形成する。アーチファクト６０はまた、少なくとも１つのウェッジ６８を有し、これは実質的に平面であり、ある角度でランド６２と交差する。アーチファクト６０は更に、アーチファクト６０の穴７０などのキャビティを含む。図示される例示的なアーチファクト６０は、実質的に平行な相対面をそれぞれ形成する２つのランド６２、７２を有する。２つのウェッジ６８、７８は、ランド６２、７２にある角度で交差し、互いにはほぼ直角に交差する。しかしながら、本明細書ではウェッジ間の他の相対配置が企図される。点７４（ｘ１、ｙ１）及び７６（ｘ２、ｙ２）が、ｔ１及びｔ２で表されたそれぞれの厚さと共にアーチファクト上に示される。穴７０は貫通孔であり、軸（図示せず）と共にランド面６２、７２に実質的に直交する。穴７０は、アーチファクト６０を撮像装置と整列させるのに役立つ。アーチファクト６０は、精密機械加工によって良く知られた幾何形状を有することができ、これによりアーチファクト６０の幾何形状データを取得することができる。或いは、アーチファクトの幾何形状データは、アーチファクト６０の幾何形状が未知である場合、アーチファクトの測定を実行することにより取得することができる。アーチファクトの幾何形状データが外表面データ４２を含むことは本明細書で明らかである。この論議の目的において、用語「幾何形状データ」と「アーチファクトの外表面データ」は等価的に用いられる。
【００１９】
部品２０の内部表面形状を再構成する例示的な方法は、図２及び図３を参照して説明される。図３に表されるように、例えば、アーチファクト６０は、部品２０に対する方向付けにより配置され、基準面６４（基準特徴部）は部品２０上で選択される。図３の例示的な実施形態において、アーチファクト６０は、前述のように精密取付装置を用いて部品２０に取り付けられ、このようにして、アーチファクト６０及び部品２０（及びこれに由来する基準面）の間の相対運動が制限される。更に、この例示的な実施形態において、アーチファクト６０の正面図は、穴７０を用いて、撮像装置５０の視軸に直交するように整列される。より具体的な実施形態によれば、アーチファクト６０は、ランド６２が撮像装置５２に面するように位置付けられ、より具体的には、撮像装置５０の視線は、アーチファクトのランド６２面に直交する。この方法は更に、基準面６４に対するアーチファクト６０の位置２４を実質的に正確に測定することを含む。他の実施形態において取付装置５８が既知である場合には、部品２０に対するアーチファクト６０の位置付けを既知とすることができる。測定は、当該技術で周知である例えば定盤、ダイヤル目盛、座標計測機器（ＣＭＭ）又は光学スキャナなどの様々な測定装置によって行うことができる。
【００２０】
より具体的には、部品２０の内部表面形状を再構成する例示的な方法は、撮像装置５０を用いて部品２０及びアーチファクト６０の画像シーケンスを収集する段階と、画像シーケンスから部品２０及びアーチファクト６０の厚さマップ３０を生成する段階とを含む。部品２０に対するアーチファクト６０の方向付けは、画像が収集される間実質的に同じままである。更に、撮像装置５０の座標系８０に対するアーチファクト６０の方向付けにより、部品２０に関するアーチファクト６０の方向付けが既知であるので、撮像装置５０の座標系８０に対する部品２０の方向付けが得られる。
【００２１】
本発明の他の実施形態において、上述されたものと同様の付加的なアーチファクト及び基準面を組み込むことができ、或いは、同じアーチファクトを、以下に述べるように異なる視点からのイメージングを容易にするように異なる方向付けで再配置することができる。
【００２２】
上述のように、図２の配置は正確に決定される。更に、図２に示される部品２０の内部表面形状を再構成する例示的な方法は、画像シーケンスを収集する段階の前に部品２０及びアーチファクト６０を照射する段階を含む。この例示的な実施形態において、撮像装置５０は赤外線（「ＩＲ」）カメラ５０であり、厚さマップ３０はＩＲ厚さマップである。例えば、部品２０及びアーチファクト６０は、熱源として閃光ランプ４８を用いて照射することができる。通常、エネルギーは、０．００１から０．０１０秒程度の短時間で与えられ、このエネルギーは部品及びアーチファクトの表面で吸収される。また、部品及びアーチファクトを加熱する他の方法も本発明の範囲内にある。撮像装置５０は、サンプルの表面の経時的な温度減衰を取り込み、この情報から、サンプルの厚さ、材料特性、及び特定の欠陥の存在を判断することが可能である。更に具体的には、画像シーケンスを形成する何百もの画像、場合によっては２０００程度の画像が、過渡的な熱プロセスの履歴を反映するよう記録される。画像シーケンスの各画像は、部品又はアーチファクトの表面の各可視ポイントで温度減衰を取り込み、ここでの減衰はまた、他の要素よりも部品又はアーチファクトの内表面に依存する。画像シーケンスは、部品２０全体を網羅するように、部品２０の幾つかの視野に対して収集することができる。更に、別のアーチファクト６０を新たな位置で使用して視野を変えることができ、部品２０（又は撮像装置５０）を、撮像装置（部品）に対して移動させることができる。或いは、同じアーチファクト６０を新たな位置に移動して、部品／撮像装置を撮像装置／部品に対して移動することができる。有利なことに、異なる視野の画像シーケンスを取得することにより、部品の実質的な包括的範囲が構築される。画像シーケンスを分析することにより、部品又はアーチファクトの下部構造に関する厚さ情報が得られる。
【００２３】
厚さマップ３０は、既知の技術を用いる画像シーケンスから生成される。例示的な厚さデータ３２である、ポイント（ｘ、ｙ）の組及びそれぞれのポイントにおける対応する厚さが図５に示される。厚さデータ３２の論理的同化は、図５に表されるように部品２０及びアーチファクト６０における厚さマップ３０を生成する。
【００２４】
前述のように、部品２０の外表面データ４０は、外表面データモニタ５４から取得することができる。アーチファクトの外表面データ４２は幾何形状データから既知であり、或いは、外表面データモニタ５４を用いて取得することができる。有利なことに、例示的な方法は、部品及びアーチファクトの厚さマップと外表面データ、及びこれらのそれぞれの方向付けの知識を用いて部品２０の内部表面幾何形状を再構成する。
【００２５】
より具体的な実施形態によれば、以下のようにアーチファクトから座標変換マトリクスが取得される。図６に示されるように、２Ｄ厚さマップ３０のアーチファクト領域８４及びアーチファクトの３Ｄ外表面データ４２から、アーチファクトの３Ｄポイント群８６が取得される。撮像装置５０がアーチファクト６０の前面（ランド６２）に垂直に方向付けられるので、このプロセスは、アーチファクト６０の面を表す２Ｄ平面に直角の平面に沿った厚さ距離によって厚さマップ８４の２Ｄポイントを外挿することで達成される。このようにして取得されたアーチファクト３Ｄポイント群８６は、図７に示されるように、外表面データ４２を含むアーチファクトの正確な既知の３Ｄ幾何形状データ上にマッピングされる。座標変換マトリクスは、アーチファクトの外表面データ４２とのポイント群８６の「最良適合」において求められる。概念的には、座標変換マトリクスは、アーチファクトの（アーチファクト幾何形状データから取得される）正確な外表面データ４２をアーチファクトの実験的に取得されるポイント群８６に関連付ける。具体的には、座標変換マトリクスは、アーチファクトの実験データ８６座標系とアーチファクトの既知の幾何形状データで用いられる座標系との間の並進及び回転の変化を関連付ける方程式の係数である一連の数字からなり、その結果、この変換マトリクスが部品のポイント群８２の各ポイントに適用される時には、各ポイントは、撮像装置システムの座標系で適正な位置（最良適合）に各ポイントを再方向付けするような方法で移行することができる。これにより部品の厚さマップ８２が、正確に外表面データに整列される。最良適合は幾つかの方法を用いて数学的に達成することができる。１つの例示的な方法は、ポイント群間の位置合わせを用いるＩＣＰ（逐次最近傍点）アルゴリズムなどのアルゴリズムに基づいている。このような方法は、両ポイント群の共通領域を認識する必要があるが、これは時間がかかり困難である可能性がある。最小二乗最小化に基づく別の位置合わせ方法は、共通領域の識別は回避されるが、局所最適化問題が用いる可能性がある。この別の位置合わせ方法は、ポイント群８６と幾何形状データの概略整列と、アーチファクトポイント群８６の全ポイントを幾何形状データの最近傍面への投影と、対応する投影点を見つけることとを含む。
【００２６】
厚さマップ３０内のアーチファクト２Ｄポイント群領域８４とアーチファクト外表面データ４２との間の座標変換は、部品２Ｄポイント群領域８２と部品外表面データ４０との間の変換と同じである。従って、このようにして取得される座標変換マトリクスを用いて、厚さマップ３０の部品領域８２の平面の再方向付けを有利に行うことができ、より具体的には、部品領域８２は、部品２０の外表面データ４０に正確に方向付けられる。方向付けが完了すると、部品領域８２に対応する厚さデータ要素は、部品表面上に投影される。次いで、厚さデータ要素８２は、厚さマップ３０に位置合わせされる厚さ値に応じて外挿される。これにより、内部特徴を表す部品２０の３Ｄ内表面データ１２が得られる。このようにして取得される３Ｄ内表面データ１２は、論理的には同化されて部品の内部表面幾何形状１０が得られる。
【００２７】
本発明の特定の特徴のみを図示し説明してきたが、当業者であれば多くの修正及び変更を行うことができるであろう。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】厚さマップ及び外表面データを用いた部品の内部表面幾何形状の再構成の概略図。
【図２】部品の内部表面幾何形状を再構成する装置の概略図。
【図３】例示的な部品、基部、取付装置、及びアーチファクト組立体の斜視図。
【図４】例示的なアーチファクトの複数の図。
【図５】部品及びアーチファクトの例示的な厚さマップ。
【図６】部品の例示的な外表面データ及びアーチファクトの例示的な外表面データと、外表面データ上に投影されたアーチファクトの厚さデータ。
【図７】外表面データ上に最良適合されるアーチファクトの厚さ値及び外表面データで位置合わせされる部品の厚さマップ。
【符号の説明】
【００２９】
１０  内部表面形状
１２  内表面データ
２０  部品
３０  厚さマップ
３２  厚さデータ
４０  外表面データ
【図１】
2005106824.tif 000003
【図２】
2005106824.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005106824.tif 000006
【図５】
2005106824.tif 000007
【図６】
2005106824.tif 000008
【図７】
2005106824.tif 000009