(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機の外観検査を精度よく迅速に行う方法を提供する。【解決手段】航空機の外観検査方法は、初期時における初期データを取得する初期データ取得ステップと、検査時における検査データを取得する検査データ取得ステップと、初期データおよび検査データの差分を取得する差分取得ステップとを備える。初期時と検査時とにおいて、第１ステップ〜第３ステップを行う。第１ステップは、航空機の機体の対象範囲に向けて、所定の形状を繰り返す繰り返しパターンを有する部材１３２を介して光を照射することで、機体に部材１３２の繰り返しパターンに対応する繰り返しパターンＰ１を表示する。第２ステップは、繰り返しパターンＰ１が表示された対象範囲を撮像する。第３ステップは、対象範囲を撮像した画像のデータを取得する。【選択図】図１
2016112947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の機体の対象範囲に向けて、所定の形状を繰り返す繰り返しパターンを有する部材を介して光を照射することで、前記機体に前記部材の前記繰り返しパターンに対応する繰り返しパターンを表示する第１ステップ、
前記繰り返しパターンが表示された前記対象範囲を撮像する第２ステップ、
および、前記対象範囲を撮像した画像のデータを取得する第３ステップのそれぞれを、
前記対象範囲が初期状態である第１時期において行うことにより、前記画像のデータである初期データを取得する初期データ取得ステップと、
前記第１時期の後である第２時期において、
前記第１ステップ、前記第２ステップ、および前記第３ステップのそれぞれを行うことにより、前記画像のデータである検査データを取得する検査データ取得ステップと、
前記初期データおよび前記検査データの差分を取得する差分取得ステップと、を備える、
ことを特徴とする航空機の外観検査方法。
【請求項２】
航空機の機体の対象範囲に向けて、所定の形状を繰り返す繰り返しパターンを有する部材を介して光を照射することで、前記機体に前記部材の前記繰り返しパターンに対応する繰り返しパターンを表示する繰り返しパターン照射装置と、
前記繰り返しパターンが表示された前記対象範囲を撮像する撮像装置と、
前記対象範囲を撮像した画像のデータを取得する画像処理装置と、を備え、
前記画像処理装置は、
前記対象範囲が初期状態である第１時期に取得した前記画像のデータと、
前記第１時期の後である第２時期に取得した取得した前記画像のデータとの差分を取得する、
ことを特徴とする航空機の外観検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の外観検査およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機の機体の外観検査方法は、目視検査に代表される。
また、検査の迅速化を主眼として、航空機の機体に多数の光ファイバセンサをマトリックス状に設置し、外力印加時に光ファイバセンサに作用する応力により変化する透過光量を各光ファイバセンサから取得して演算処理することが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２９８１５６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
航空機の機体に存在する微小な損傷をも精度よく検知することが望まれる。
しかしながら、微小な損傷をも検知するため目視検査を十分に行うには、長時間を要する。
また、特許文献１に記載された方法によれば、光ファイバセンサから取得された情報を演算処理することで損傷を迅速に検知することはできても、機体に設置される光ファイバの重量の分、機体の重量が増加してしまう。そもそも、多数の光ファイバセンサを機体に設置することは商用機においては難しい。
特許文献１には、損傷の検知方法として、超音波探傷、磁粉探傷、渦電流探傷、Ｘ線探傷等も記載されているが、これらは主として構造の内部に存在する損傷を検知するために用いられるもので、航空機等の大型の構造物の外観を広範囲に検査するのには向いていない。
【０００５】
以上より、本発明は、航空機の外観検査を精度よく迅速に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の航空機の外観検査方法は、航空機の機体の対象範囲に向けて、所定の形状を繰り返す繰り返しパターンを有する部材を介して光を照射することで、機体に部材の繰り返しパターンに対応する繰り返しパターンを表示する第１ステップ、繰り返しパターンが表示された対象範囲を撮像する第２ステップ、および、対象範囲を撮像した画像のデータを取得する第３ステップのそれぞれを、対象範囲が初期状態である第１時期において行うことにより、画像のデータである初期データを取得する初期データ取得ステップと、
第１時期の後である第２時期において、第１ステップ、第２ステップ、および第３ステップのそれぞれを行うことにより、画像のデータである検査データを取得する検査データ取得ステップと、初期データおよび検査データの差分を取得する差分取得ステップと、を備えることを特徴とする。
【０００７】
機体に損傷が存在していると、その損傷の凹凸が機体に表示された繰り返しパターンに反映されるので、繰り返しパターンの変化を捉えることで微小な損傷をも容易にかつ迅速に検知することができる。
【０００８】
ところで、空力荷重が繰り返し加えられる航空機の機体構造は、損傷許容設計の手法により設計される。
損傷許容設計は、製造時や運用時に微小な欠陥・損傷（初期損傷）が生じること、および運用中に初期損傷からき裂が発生、進展することを前提とする。そして、運用期間および空力荷重に照らして、（１）き裂進展速度が十分遅いこと、（２）限界き裂寸法が十分に大きく、き裂が進展して限界き裂寸法に至る前に定期的な検査によって損傷が確実に検知されること、を確保することにより、構造の健全性を保持しようとするものである。
損傷許容設計においては、検査の際に損傷を検知できるか否かが重要なファクターである。損傷は微小であるほど検知が困難であるが、本発明によれば、より微小な損傷をも検知可能となる。検知可能な損傷のサイズの下限は、機体の強度・剛性に関係する。検知可能な下限サイズの損傷が存在していたとしても要求される荷重を十分に受け持つことのできる強度・剛性に機体構造が設計されるため、本発明により、航空機の軽量化を図ることができる。
【０００９】
本発明の航空機の外観検査システムは、航空機の機体の対象範囲に向けて、所定の形状を繰り返す繰り返しパターンを有する部材を介して光を照射することで、機体に部材の繰り返しパターンに対応する繰り返しパターンを表示する繰り返しパターン照射装置と、繰り返しパターンが表示された対象範囲を撮像する撮像装置と、対象範囲を撮像した画像のデータを取得する画像処理装置と、を備える。
そして、本発明は、画像処理装置は、対象範囲が初期状態である第１時期に取得した画像のデータと、第１時期の後である第２時期に取得した取得した画像のデータとの差分を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、航空機の外観検査を精度よく迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態における検査対象である垂直尾翼と、パターン照射装置と、カメラとを示す図である。
【図２】繊維強化樹脂から形成された部材の層間剥離を示す図である。
【図３】（ａ）（ｂ）のいずれも、損傷が存在しないときの縞状パターンの状態を示す図である。
【図４】（ａ）（ｂ）のいずれも、損傷が存在するときの縞状パターンの状態を示す図である。
【図５】画像処理装置の内部構成を示すブロック図である。
【図６】外観検査の手順を示す図である。
【図７】初期データと検査データとの差分データの一例を示す図である。
【図８】（ａ）は、縞状パターンをパターンと平行に変位させることを示す図である。（ｂ）は、縞状パターンを回転させることを示す図である。
【図９】繰り返しパターンの他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態では、航空機の機体を検査する。航空機の機体は、被雷や鳥の衝突等により損傷しうる。機体を検査することで損傷を検知し、必要な補修を行う。
図１には、機体の一部として、垂直尾翼１０が示されている。本実施形態では、垂直尾翼１０を例にとり、航空機の機体の外観検査について説明する。
【００１３】
航空機の機体は、一次構造を形成する部材として、スキン、フレーム、およびストリンガー等を備えている。これらの部材は、アルミニウム合金等の金属材料や、炭素繊維、ガラス繊維等の強化繊維を含む繊維強化樹脂から形成されている。繊維強化樹脂から形成された部材は、複数の層が積層されることで構成されている。
【００１４】
機体に存在する損傷の程度は様々である。一見しただけで検知可能な大きな損傷もあれば、直ちには検知することが難しい微小な損傷もある。
特に、繊維強化樹脂から形成された部材は、金属材料から形成された部材とは異なり、衝撃を受けても損傷が部材の表面には殆ど露見せず、図２に示すように、層１０１と層１０２との間に剥離１０３を生ずる場合が多いので（層間剥離）、外観検査により損傷を検知することが難しい。
【００１５】
航空機の外観検査は目視検査に代表される。
しかし、目視検査は、比較的簡便に行うことができる一方で、微小な損傷をも検知するためには、機体表面を時間を掛けて十分に観察する必要があり、しかも、肉眼の分解能により検知可能な損傷の大きさに限界がある。また、検査を担当する整備員の熟練度により検知精度に差が出てしまう。検知可能な損傷の大きさの下限は、熟練の整備員が機体表面の近くで観察した場合でも例えば０．３ｍｍ程度と言われている。つまり、単純に目視するだけでは、機体表面に０．２ｍｍの損傷があったとしても把握することができない。
【００１６】
ここで、どのくらい微小な損傷を検知可能であるかが、機体の重量に影響する。
仮に、０．３ｍｍを超える損傷は検知可能であるが、０．３ｍｍ以下の損傷は検知不能であるとすれば、０．３ｍｍの損傷が存在していても要求される荷重を十分に受け持つことのできる強度・剛性に機体構造が設計される。そうすると、それよりも検知可能／不能のクライテリアが小さい場合（例えば０．１ｍｍ）と比べて、機体の重量増加に繋がる。
【００１７】
本実施形態は、微小な損傷の検知を可能とするように、損傷を顕在化させる。そのために、図１に模式的に示すように、機体の表面（ここでは垂直尾翼１０の表面）に、縞状パターンＰ１を表示する。
【００１８】
縞状パターンＰ１は、所定の間隔（スペース１２）をおいて周期的に配列される複数のライン１１を備えている。縞状パターンＰ１は、所定の形状（この場合ライン１１）が周期的に繰り返される繰り返しパターンに相当する。なお、ライン１１の間隔は実際にはずっと狭い。
この縞状パターンＰ１は、パターン照射装置１３により機体表面に投影されている。
【００１９】
パターン照射装置１３は、光源１３１と、光源から発せられた光を透過させる複数のスリットが所定のピッチで形成された繰り返しパターン部材１３２とを備えている。
ライン１１がにじまず、ライン１１とスペース１２との濃淡差が大きい明瞭な縞状パターンＰ１を得るため、光源１３１としてレーザー光源を好ましく用いることができる。その他、偏光光源を用いることもできる。
光源１３１から発せられた光が繰り返しパターン部材１３２を介して垂直尾翼１０の照射範囲１０Ａに照射されることにより、照射範囲１０Ａの全体あるいはほぼ全体に亘り縞状パターンＰ１が表示される。
光源１３１および繰り返しパターン部材１３２をそれぞれ、別々の装置として構成することもできる。
【００２０】
以下、機体表面に表示された縞状パターンＰ１を用いて損傷を顕在化させることについて説明する。
縞状パターンＰ１のライン１１およびスペース１２は、照射範囲１０Ａの機体表面の形状に応じた形状を示す。光が照射された範囲に損傷が存在しないときは、縞状パターンＰ１のライン１１およびスペース１２は規則正しく並んでいる。
図３（ａ）は、平面である照射範囲１０Ａに表示された縞状パターンＰ１を示す。縞状パターンＰ１の各ライン１１は互いに平行で、一定のピッチＰｔを保ちながら直線状に延びている。
図３（ｂ）は、緩やかに湾曲している機体表面である照射範囲１０Ｂに表示された縞状パターンＰ１の例を示す。機体表面の湾曲形状に倣って、縞状パターンＰ１のライン１１も緩やかに湾曲している。
テールコーン１８（図１）からの垂直尾翼１０の立ち上がり部分１０Ｘが照射範囲に含まれる場合、立ち上がり部分１０Ｘおよびその周囲に表示されたライン１１が機体表面の形状に倣って湾曲している。立ち上がり部分１０Ｘおよびその周囲では、ライン１１が等高線状に表示されることとなる。
【００２１】
一方、機体表面に損傷が存在する場合は、例えば図４（ａ）に示すように、縞状パターンＰ１の形状の規則性が一部で失われる。図４（ａ）は、図３（ａ）に示す照射範囲１０Ａに対応している。
図４（ａ）に示す照射範囲１０Ａには、損傷１６が存在している。損傷１６は、衝撃荷重による陥没（窪み）、その周りでの隆起、あるいはクラック等であり、表面の凹凸を有している。
もし縞状パターンＰ１が表示されていないとすると、機体表面の何処かに存在しうる微小な損傷１６とその周囲との反射強度等の違いに基づいて微小な損傷１６を視認することは難しい。
縞状パターンＰ１は、そういった微小な損傷１６を視認する助けとなる。
【００２２】
ライン１１とスペース１２との濃淡に基づいて、ライン１１とスペース１２との光の反射強度の差が大きいので、照射範囲１０Ａの中でライン１１は視認性が高い。より詳細には、エッジ１１Ｅ（図４（ｂ））の内側（ライン１１上）と外側（スペース１２内）との光の反射強度の差が大きいので、ライン１１のエッジ１１Ｅが、他の部分に比べて視認性が高い。
そのため、図４（ａ）に示すように、損傷１６を横断する複数または単一のライン１１が、損傷１６の凹凸の形状を反映して歪んだり不連続となったりすることを容易に視認することができる。
損傷１６の大きさとライン１１のピッチＰｔとの関係によっては、図４（ｂ）に示すように、損傷１６の位置でエッジ１１Ｅが欠損する。そのことも容易に視認することができる。
図４（ａ）や（ｂ）に示すようにライン１１が損傷１６の形状を反映していると、縞状パターンＰ１の形状の規則性に乱れを与える。その規則性の乱れを容易に視認することができる。
以上で示したように縞状パターンＰ１のライン１１に損傷１６の凹凸形状が反映されることで、損傷１６が顕在化される。
【００２３】
上述のように損傷１６が顕在化されることで、単純に目視するだけでは検知することのできない、あるいは、よほど注意深く目視しなければ検知することが難しい微小な損傷１６を、熟練者でなくても容易に、かつ迅速に検知することができるようになる。
【００２４】
微小な損傷１６を検知可能であることにより、検知可能な損傷１６の大きさの下限を従来よりも小さくすることができる。下限の値は、縞状パターンＰ１のライン１１のピッチＰｔに応じて定まる。したがって、縞状パターンＰ１を形成する繰り返しパターン部材１３２のスリットのピッチを適宜に設定することで、検知可能な損傷１６の大きさの下限を所望の値に定めることができる。
縞状パターンＰ１のライン１１のピッチＰｔは、例えば、０．１ｍｍ〜３ｍｍに設定することができる。
【００２５】
検知可能な損傷１６の大きさの下限が小さくなり、それだけ微小な損傷１６を検知可能となれば、検知できないために当初よりその大きさの損傷１６が存在していることを想定して機体構造の設計を行う場合と比べて、必要な強度・剛性が小さくなるので機体構造の軽量化を図ることができる。
【００２６】
ところで、図２に示すように、層間剥離１０３を生じさせる外力が加えられた際に、部材の表面に僅かに表れうる損傷をも（図示していない）、その損傷の形状が縞状パターンＰ１のライン１１に反映されていれば検知することができる。
つまり、縞状パターンＰ１の表示により損傷１６を顕在化させることは、外観検査が難しい繊維強化樹脂材の検査において特に大きな意義を有する。
【００２７】
以上で述べた微小な損傷１６を検知するための基本的な考え方を踏まえ、以下では、カメラで撮像した画像データを画像処理することにより、航空機の外観検査を行うシステムについて説明する。
かかる外観検査システム１００（図１）は、上述した繰り返しパターン照射装置１３と、繰り返しパターン照射装置１３により縞状パターンＰ１が表示された照射範囲１０Ａを撮像するカメラ１７と、照射範囲１０Ａを撮像した画像のデータを取得する画像処理装置２０とを備えている。
外観検査システムが１００は、目視の代わりに、カメラ１７で撮像した照射範囲１０Ａの画像データを取得し、取得した画像データに基づいて情報処理を行う。
【００２８】
カメラ１７は、ディジタルカメラであり、内蔵する撮像素子により撮像した画像のデータを画像処理装置２０に送信する。カメラ１７は、ライン１１のピッチＰｔに対して十分に高い解像度を有している。
画像処理装置２０は、汎用のコンピュータであり、演算装置２０１と、記憶装置２０２とを備えている。画像処理装置２０には、図示しないモニタや、キーボード等の入力手段が接続されている。
【００２９】
画像処理装置２０は、所定のコンピュータプログラムに基づいて動作するプログラムモジュールとして、図５に示すように、初期データ保存部２１と、差分取得部２２と、損傷検知部２３とを備えている。
【００３０】
本実施形態では、航空機の運用前であり、損傷１６が存在しない初期時（第１時期）と、検査時（第２時期）との各々において、縞状パターンＰ１が表示された機体表面を撮影する。そして、検査時に得られた画像データと、初期時の画像データとを比較照合することで、損傷１６を検知する。
【００３１】
初期時の画像データ（初期データ）と、検査時の画像データ（検査データ）とを正確に比較するために、各画像データには、画像データの位置決めに用いる共通の基準点（図１に丸で指し示す位置）を含める。本実施形態では、垂直尾翼１０の上端に位置する第１基準点Ｂ１、垂直尾翼１０の立ち上がり部分１０Ｘの前端に位置する第２基準点Ｂ２、および同後端に位置する第３基準点Ｂ３を、縞状パターンＰ１が表示される照射範囲と共にカメラ１７の視野に収めて撮影する。
３つの基準点Ｂ１〜Ｂ３により面が一意に定まるので、これらを用いて２つの画像を同一座標にマッピングすることができる。
なお、４つ以上の基準点を用いることもできる。その場合、母数が多いために偶然誤差の類が平均化されてバラツキが減少すると、測定誤差を抑えることができる。
【００３２】
これらの基準点Ｂ１〜Ｂ３には、個別に識別可能なマーキングを施すことができる。マーキングとしては、バーコード、ＱＲコード（登録商標）などの光学的な読み取りが可能なコードが記載されたラベルを用いることができる。撮影にあたり機体表面にラベルを貼付し、撮影後に剥がせばよい。
基準点Ｂ１〜Ｂ３に格別なマーキングを施さなくても、垂直尾翼１０の端部（エッジ）、垂直尾翼１０に描かれた絵やロゴ等、周囲と識別可能な特徴部を基準点として用いることもできる。それらの特徴部にはマーキングを付さなくとも、公知の画像処理により特徴部を検出し、画像データ上で個別の識別コードを付与することができる。
【００３３】
垂直尾翼１０の表面には、複数の照射範囲を設定することができる。それらの照射範囲の隣り合うもの同士の一部は互いに重複していてもよい。なお、垂直尾翼１０の表面全体（図５では右側の表面全体）を一度にカメラ１７の視野に収めることができるのであれば、垂直尾翼１０に単一の照射範囲を設定することができる。
垂直尾翼１０の他、胴体や主翼、水平尾翼などについても、垂直尾翼１０と同様に照射範囲を設定することができる。
【００３４】
以下、図６を参照して垂直尾翼１０を外観検査する手順について説明する。その説明の中で、画像処理装置２０の各プログラムモジュール（図５）の作用についても説明する。
まず、航空機の運用前の初期時に、縞状パターンＰ１が表示された機体表面を撮影した初期データを取得する（初期データ取得ステップＳ１）。
初期データ取得ステップＳ１では、まず、繰り返しパターン照射装置１３により垂直尾翼１０の所定の検査対象範囲（照射範囲１０Ａ）に縞状パターンＰ１を表示する（ステップＳ１１）。
【００３５】
続いて、縞状パターンＰ１が表示された照射範囲１０Ａと基準点Ｂ１〜Ｂ３とが含まれる範囲をカメラ１７で撮影する（ステップＳ１２）。
さらに、撮影した画像のデータを画像処理装置２０に取得する（ステップＳ１３）。このとき、カメラ１７から画像処理装置２０へと送信される画像データが、初期データ保存部２１により初期データとして記憶装置２０２に保存される。
【００３６】
初期データ保存部２１は、初期のデータを個々の照射範囲に紐付けて保存する。個々の照射範囲に対応する初期データのいずれにも、図３（ａ）や（ｂ）に示したように規則正しい縞状パターンＰ１が含まれている。
縞状パターンＰ１を明瞭に表示するため、照明を控えて薄暗い程度の明るさとした格納庫内で、撮影を行うことが好ましい。検査時の撮影についても同様である。
【００３７】
次に、運用中の航空機の定期的なあるいは必要に応じて行われる外観検査にあたり、初期時における縞状パターンＰ１と同じ縞状パターンＰ１が表示された機体表面を撮影した検査データを取得する（検査データ取得ステップＳ２）。
検査データ取得ステップＳ２でも、初期データ取得ステップＳ１と同様に、まず、繰り返しパターン照射装置１３により照射範囲１０Ａに縞状パターンＰ１を表示する（ステップＳ２１）。
このとき、パターン照射装置１３を初期時における位置と同じ位置に、撮影対象に対して初期時と同じ向きに設置することで、初期時と同じ範囲に光を照射する。
【００３８】
続いて、縞状パターンＰ１が表示された照射範囲１０Ａと基準点Ｂ１〜Ｂ３とが含まれる範囲をカメラ１７で撮影する（ステップＳ２２）。
カメラ１７も、初期時における位置と同じ位置に、撮影対象に向けて初期時と同じ向きに設置し、初期時と同じ焦点距離に設定することが好ましい。
なお、カメラ１７の位置や向きが少しずれていても、公知の画像処理により補正することが可能である。
【００３９】
さらに、撮影した画像のデータを画像処理装置２０に取得する（ステップＳ２３）。撮影した画像データ（検査データ）は、画像処理装置２０の差分取得部２２に送信される。
【００４０】
次いで、差分取得部２２により、差分取得ステップＳ３を行う。
差分取得部２２は、初期データを記憶装置２０２から読み出し、必要に応じて検査データの補正を行ってから、初期データ上の基準点Ｂ１〜Ｂ３と、検査データに含まれる基準点Ｂ１〜Ｂ３とのそれぞれの位置を合わせることで、検査データと初期データとを同一座標にマッピングする。
そうすると、検査データを初期データと比較照合することが可能となり、差分取得部２２は、演算装置２０１により演算を行うことで初期データと検査データとの差分を取得する。画像データの各画素には濃淡の度合を示す値（濃淡値）が与えられている。カメラ１７により取得された画像そのものにおける各画素は、カメラ１７の撮像素子により検出された光強度に対応する濃淡値を示しているが、撮像された濃淡値を、例えば、黒色を示す「０」から白色を示す「２５５」までの値に正規化した濃淡値を各画素に与えることが好ましい。
そして、初期データと検査データとの互いに対応する画素の間で濃淡値の差が演算される。その濃淡値差の集合が、初期データと検査データとの差分（差分データ）となる。
【００４１】
初期データと検査データとの画像全体に亘って差分を取得してもよいが、初期データおよび検査データの各々において照射範囲を抽出し、初期データ中の照射範囲と、検査データ中の照射範囲との差分を取ることもできる。そうすることで検査時間の短縮にも繋がる。
【００４２】
初期データと検査データとの差分を取ると、初期時に比べて濃淡が変化していない画素の値として「０」が得られる。一方、初期時に比べて値が変化した画素の値として、「０」以外の値、具体的には、初期時の濃淡値に対する変化量に相当する値が得られる。
図７に、差分データの一例として、図３（ａ）に示す照射範囲１０Ａを撮影した初期データと、図４（ａ）に示す照射範囲１０Ａを撮影した検査データとの差分画像を示す。この図からも明らかなように、上述したライン１１のエッジ１１Ｅの視認性に基づいて、損傷１６を横断する複数または単一のライン１１が損傷１６の凹凸の形状を反映して歪んだり不連続となったりエッジ１１Ｅが欠損するといった規則性の乱れが、画像においても顕在化される。損傷１６の凹凸の存在に起因して反射強度が変化したことにより濃淡値の変化量が大きい画素のみを、例えば閾値を用いて、差分データから容易に抽出することができる。例えば、閾値を１００に設定し、濃淡値の変化量が１００を超えている画素を抽出する。閾値は、損傷１６に該当しないノイズが抽出されるのを避けながら、損傷１６を示す画素が確実に抽出されるように、適宜な値に定めることができる。
仮に、ライン１１が投影されていない状態で初期データと検査データとを取得し、それらの差分をとっても、損傷１６と周囲との濃淡差が小さい中で閾値を設定することが難しいので、ノイズと損傷１６とを区別して損傷１６を示す画素を抽出することが困難である。それに対して、ライン１１が投影されていると、損傷１６付近ではライン１１が例えば図４（ａ）に示すようにずれて変化が無い周囲との濃淡差が大きくなるので、ノイズに対して余裕を持った、比較的大きな閾値を設定できる。そのため、損傷１６を示す画素を確実に抽出することができる。閾値の設定により、初期時と検査時とにおける撮影条件（露出、ホワイトバランス等）の差分を除くことができる。
【００４３】
差分データが示す濃淡値の変化量に基づいて画素を抽出することにより、損傷１６の有無、損傷１６の大きさ、損傷１６の位置等を検知することができる。
差分データから抽出される画素の位置、画素の濃淡値、連続したあるいは一群をなす画素の数等を所定の基準に照らし、基準に適合するものだけを損傷１６として検知することができる。
【００４４】
以上で説明したように初期データと検査データとをそのまま差分を取得するのではなく（初期データと検査データとをそれぞれ正規化した値の差分を取得する場合を含む）、予め、初期データおよび検査データの濃淡値を、ある基準に基づいて２色にモノトーン化（二値化）しておき、いずれもモノトーンである初期データと検査データとの差分を取得してもよい。
そうすると、差分有り（±１）、差分無し（０）といったように差分も二値化し変化の有無が顕著となり、損傷１６を検知することができる。
予め初期データおよび検査データをモノトーン化することは、ライン１１と機体色との濃淡差が小さい等、取得した差分に対する閾値の設定が困難な場合に適合する。
【００４５】
上記の損傷１６の検知は、差分取得部２２により出力された差分データに基づいて人が行うこともできるが、本実施形態では、画像処理装置２０の損傷検知部２３により行う。
損傷検知部２３は、差分データから抽出されたデータに基づいて損傷１６の有無、損傷１６の大きさ、損傷１６の位置等を検知する（ステップＳ４）。
ノイズを除去して検知精度を高めるために、差分データに対して所定の画像フィルタ処理等を行うことも有効である。
以上で述べた検査データ取得ステップＳ２および差分取得ステップＳ３を機体の必要な範囲に亘り行うと、外観検査が完了する。
【００４６】
その後は、検知された損傷１６の位置や大きさ等を評価し、補修、部材交換等の整備が必要な損傷１６であるなら、補修、部材交換等の作業に移行する。
【００４７】
本実施形態によれば、縞状パターンＰ１が表示された機体表面をカメラ１７で撮像した画像データを画像処理することにより、特殊な装置を使わず簡便に、縞状パターンＰ１を用いて目視する場合と比べてより均一な検査品質で、精度よくかつ迅速に損傷１６を検知することができる。
本実施形態により、検査を短時間で終えて航空機を運行に復帰させることができる。
本実施形態により微小な損傷１６をも検知可能となり、検知可能な損傷サイズの下限を引き下げることができるので、航空機の軽量化を図ることができる。
【００４８】
本実施形態における検知精度を一層向上させるために、縞状パターンＰ１が照射される位置を図８（ａ）に矢印で示すようにライン１１が並ぶ方向に次第にずらしながら、または、図８（ｂ）に示すように縞状パターンＰ１を平面中心を軸として回転させながら、機体表面を観察するとよい。
そのためには繰り返しパターン部材１３２を変位させたり回転させる。そうすると、繰り返しパターン部材１３２を変位、回転させたことで単一あるいは複数のライン１１上へと変位した損傷１６を捕捉することができる。
【００４９】
上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【００５０】
上記実施形態では、縞状パターンＰ１に代えて、図９（ａ）に示す二次元アレイパターンＰ２を用いることもできる。二次元アレイパターンＰ２は、互いに平行に配列された複数のライン１１Ａと、各ライン１１Ａに直交する複数のライン１１Ｂとから形成されている。
この二次元アレイパターンＰ２を用いることによっても、図９（ｂ）に示すように、ライン１１Ａ，１１Ｂの歪等に基づいて損傷１６を精度よく検知することができる。
二次元アレイパターンＰ２を用いると、縞状パターンＰ１を使用して０°と９０°とのそれぞれの状態で撮像したのと同様の効果が得られる。
また、本発明は、ライン１１Ａからなる縞状パターンを有するパターン照射装置と、ライン１１Ｂからなる縞状パターンを有するパターン照射装置とを使用し、それらの照射装置により照射されるパターンを同じ範囲に重ね合わせることで二次元アレイパターンＰ２を機体に表示することも許容する。
【符号の説明】
【００５１】
１０      垂直尾翼
１０Ａ    照射範囲
１０Ｂ    照射範囲
１０Ｘ    立ち上がり部分
１１      ライン
１１Ａ    ライン
１１Ｂ    ライン
１１Ｅ    エッジ
１２      スペース
１３      繰り返しパターン照射装置
１６      損傷
１７      カメラ（撮像装置）
１８      テールコーン
２０      画像処理装置
２１      初期データ保存部
２２      差分取得部
２３      損傷検知部
１００    外観検査システム
１０１    層
１０２    層
１０３    層間剥離
１３１    光源
１３２    パターン部材（部材）
２０１    演算装置
２０２    記憶装置
Ｂ１〜Ｂ３      基準点
Ｐ１      縞状パターン
Ｐ２      二次元アレイパターン
Ｐｔ      ピッチ
Ｓ１      初期データ取得ステップ
Ｓ１１    ステップ（第１ステップ）
Ｓ１２    ステップ（第２ステップ）
Ｓ１３    ステップ（第３ステップ）
Ｓ２      検査データ取得ステップ
Ｓ２１    ステップ（第１ステップ）
Ｓ２２    ステップ（第２ステップ）
Ｓ２３    ステップ（第３ステップ）
Ｓ３      差分取得ステップ
Ｓ４      ステップ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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