(57)【要約】回転資産を検査するための方法及びデバイスが開示されている。一実施形態では、検査デバイスは、立体画像のマッチングを向上させるために、追加の表面のディテールを提供するように対象の表面上にテクスチャパターンを投影するためのテクスチャパターン投影システムを含むことができる。別の実施形態では、検査デバイスは、異なる照明モードで、対象が選択された位置かトリガ位置にある際の、回転対象の選択された画像を保存するように構成することができる。保存された、選択された画像は、クラウドベースのサーバに送信及び記憶し、自動化された方式で分析することができる。【選択図】図１
2020508465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
資産の検査のためのデバイスであって、
プローブであって、
立体画像を取得するために構成された、第１の視野を有する第１の撮像センサ、及び、第２の視野を有する第２の撮像センサと、
検査モードの間、前記資産の照明を提供するために構成された１つまたは複数の検査モードの光エミッタと、
前記資産上にテクスチャパターンを投影するためのテクスチャパターン投影システムであって、前記テクスチャパターン投影システムが、
測定モードの間、前記資産の照明を提供するために構成された１つまたは複数の測定モードの光エミッタ、
前記１つまたは複数の測定モードの光エミッタの近位に位置するテクスチャパターン、及び、
前記テクスチャパターンを前記資産上に投影するためのテクスチャパターン光学系であって、前記テクスチャパターンが、前記１つまたは複数の測定モードの光エミッタと前記テクスチャパターン光学系との間に位置する、前記テクスチャパターン光学系を備えている、
前記テクスチャパターン投影システムと、
を備えた、前記プローブを備えている、前記資産の検査のためのデバイス。
【請求項２】
前記第１の撮像センサのための第１の光学系をさらに備え、前記第１の光学系が第１のプリズムを備えている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記第１の光学系が、前記第１の撮像センサの第１のアクティブエリアの上に第２のプリズムをさらに備えている、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第１のプリズムが直角プリズムであり、前記第２のプリズムが直角プリズムである、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記テクスチャパターン投影システムが、前記１つまたは複数の検査モードの光エミッタと、前記第１の撮像センサ及び前記第２の撮像センサとの間に位置している、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記テクスチャパターンが、前記１つまたは複数の測定モードの光エミッタの上に位置するガラス窓上に堆積された不透明なパターンである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記テクスチャパターンが、半ランダム配置のドットである、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記１つまたは複数の検査モードの光エミッタが、白色の発光ダイオードである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記１つまたは複数の測定モードの光エミッタが、単色の発光ダイオードである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記テクスチャパターン光学系が、前記テクスチャパターンを前記資産上に投影するための１つまたは複数のレンズを備えている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
検査デバイスで資産を検査するための方法であって、
（ａ）第１の照明モードで前記検査デバイスを操作することと、
（ｂ）前記第１の照明モードで前記資産の画像を取得することと、
（ｃ）前記資産が、前記画像の所定のトリガ位置にあるかを判定することと、
（ｄ）前記資産が前記所定のトリガ位置にある場合に、前記第１の照明モードで前記資産の第１の画像を保存することと、
（ｅ）第２の照明モードで前記検査デバイスを操作することと、
（ｆ）前記第２の照明モードで前記資産の第２の画像を取得することと、
（ｇ）前記第２の照明モードで前記資産の前記第２の画像を保存することと、を含む、前記方法。
【請求項１２】
前記第１の照明モードが、前記検査デバイスが白色散乱光で前記資産を照らす検査モードであり、前記第２の照明モードが、前記検査デバイスが前記資産の表面上にテクスチャパターンを投影する測定モードである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の照明モードが、前記検査デバイスが前記資産の表面上にテクスチャパターンを投影する測定モードであり、前記第２の照明モードが、前記検査デバイスが白色散乱光で前記資産を照らす検査モードである、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の照明モードにおける前記資産の前記画像が、第１の視野の画像及び第２の視野の画像を含む立体画像であり、かつ、前記資産が、回転タービンブレードであり、前記資産が前記画像の所定のトリガ位置にあるかを判定するステップが、
（ｃ１）前記第１の視野の画像内の前記所定のトリガ位置を識別することと、
（ｃ２）前記第２の視野の画像内の第１のマッチするトリガ位置を識別することと、
（ｃ３）前記所定のトリガ位置と前記第１のマッチするトリガ位置との間の相違の値を判定することと、
（ｃ４）前記相違の値と、前の画像の相違の値との間の変化量が、所定の閾値を超えているかを判定することと、
（ｃ５）前記変化量が前記所定の閾値を超えていない場合、ステップ（ｂ）に戻ることと、
（ｃ６）前記変化量が前記所定の閾値を超えている場合、ステップ（ｄ）に進行することと、を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の視野の画像内の前記所定のトリガ位置を識別するステップが、前記タービンブレードの画像を取得及び保存するために、前記タービンブレードの前縁部が位置することになる、前記第１の視野の画像内の位置におけるピクセルのブロックを選択することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の視野の画像内の前記所定のトリガ位置を識別するステップが、予め規定された検査スクリプトから、前記所定のトリガ位置を生成することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
ステップ（ａ）からステップ（ｇ）を繰り返すステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本明細書に開示の主題は、資産（たとえば、タービンエンジンのブレード）の検査のための方法及びデバイスに関する。
【０００２】
ビデオ内視鏡またはボアスコープなどのビデオ検査デバイス（または光学デバイス）は、対象の表面を検査して、たとえば損傷、摩耗、腐食、または不適切な設置の結果である場合がある、対象上の異常（たとえば、穴または凹み）を識別及び分析するために使用することができる。ビデオ検査デバイスは、異常を示す、見られている対象の表面の２次元画像を取得及び表示して、表面上の異常の寸法を判定するために使用することができる。この表面の２次元画像は、表面上の複数のポイントの３次元の座標（たとえば、（ｘ，ｙ，ｚ））を提供する、表面の３次元データを生成するために使用することができる。
【０００３】
２次元画像内の表面のポイントの３次元座標を提供するために使用することができる、様々な既存の技術（たとえば、位相シフト分析、位相シフトモアレ、レーザドット投影などの、立体画像法及び立体照明法）が存在する。立体照明法を含む、これら技術のいくつかは、継続的に取得された複数の画像（たとえば、３から６の画像）を必要としている。立体照明法を使用する、ビデオ検査デバイスを通過して回転する回転対象（たとえば、タービンブレード）の検査において、回転対象は、検査者に、必要な複数の画像を取得させるために、停止しなければならない。このことは理想的ではない。一度に単一のポイントで取得される立体画像が、通常は、互いに同調する複数のセンサで必要とされることから、立体画像法を、これら回転対象の検査において、表面ポイントの３次元座標を提供するために使用することができる。立体画像法が、表面上の同一のポイントを見つけることに依存することから、最小のテクスチャ（たとえば、セラミック熱バリアコーティングを有する表面）を有する表面は、誤ったマッチング、及び、不正確な３次元マッピングに繋がり得る。
【０００４】
一実施例では、ビデオ検査デバイスは、航空機のエンジン、または発電用タービンのタービンブレードを検査するために使用することができる。ビデオ検査デバイスは、通常、固定ベーン間のタービン内のボアスコープポートを通して挿入されて、回転タービンブレードの隣接する段のタービンブレードを検査する。ビデオ検査デバイスがある位置に固定されている間、タービンのコアは、タービンブレードがビデオ検査デバイスの視野を通過するように回転される。記録されるビデオに関しては、通過するタービンブレードを示すことが一般的である。さらに、選択されたタービンブレード（たとえば、検査者が気付いている異常を有するタービンブレード）の２次元スチール画像も、検査の間に取得される場合がある。すべてのタービンブレードの２次元スチール画像を取得することには、送信及び管理が困難である、大量のデータが必要であることから、検査が、各タービンブレードの２次元画像を取得しない場合があり、検査が、各タービンブレードに関する３次元データを取得することを防止している。
【０００５】
さらに、検査のビデオは、概して圧縮されており、このことは、自動分析のためのその有用性を低減する圧縮アーチファクトに繋がり得る。ビデオ及びスチール画像が２次元データのみを提供することから、あらゆる自動分析は、通常、タービンブレードの状況を評価することを試みるために、色、エッジ検出などに依存する。さらに、あらゆる自動化された分析は、タービンブレードに対するビデオ検査デバイスの位置が、検査中、及び、検査と検査との間で変化し得ることから、識別された印のサイズを定量化するために、複雑な３次元モデルのマッチングを実施するか、倍率、光学的な歪みなどに関して推定する場合もある。
【発明の概要】
【０００６】
資産を検査するための方法及びデバイスが開示されている。一実施形態では、検査デバイスは、立体画像のマッチングを向上させるために、追加の表面のディテールを提供するように対象の表面上にテクスチャパターンを投影するためのテクスチャパターン投影システムを含むことができる。別の実施形態では、検査デバイスは、異なる照明モードで、対象が選択された位置かトリガ位置にある際の、回転対象の選択された画像を保存するように構成することができる。保存された、選択された画像は、クラウドベースのサーバに送信及び記憶し、自動化された方式で分析することができる。
【０００７】
検査デバイスのいくつかの開示の実施形態の実施において実現され得る利点は、検査において、回転する産業上の資産（たとえば、タービンブレード）の各々に関する高品質な画像を収集することであり、各画像は、一貫した視野及び位置から取られ、回転対象の自動化された分析を可能にしている。フレーム内の選択された視認位置において、タービンブレードの選択された画像のみを保存することにより、各タービンブレードに関する画像を、過度な量のデータを送信または記憶する必要なしに、各タービンブレードに関する３次元表面のマップを形成するために、保存及び使用することができる。産業上の資産の自動分析を可能にすることにより、予期的なメンテナンス、及び、資産の性能の管理を可能にすることができる。さらに、テクスチャパターンを対象の表面に付加することにより、そうでなければ十分なディテールを有していない表面上の、向上した立体的マッチングを介して、より正確な３次元表面のマップの形成を可能にするために、十分な表面のディテールが提供される。
【０００８】
一実施形態では、資産を検査するためのデバイスが開示されている。本デバイスは、立体画像を取得するために構成された、第１の視野を有する第１の撮像センサ、及び、第２の視野を有する第２の撮像センサと、検査モードの間、産業上の資産の照明を提供するために構成された１つまたは複数の検査モードの光エミッタと、産業上の資産上にテクスチャパターンを投影するためのテクスチャパターン投影システムと、を備えたプローブを含んでいる。一実施形態では、テクスチャパターン投影システムは、測定モードの間、産業上の資産に照明を提供するために構成された１つまたは複数の測定モードの光エミッタ、１つまたは複数の測定モードの光エミッタの近位に位置するテクスチャパターン、及び、テクスチャパターンを産業上の資産上に投影するための、テクスチャパターン光学系であって、テクスチャパターンが、１つまたは複数の測定モードの光エミッタとテクスチャ光学系との間に位置する、テクスチャパターン光学系を含んでいる。
【０００９】
別の実施形態では、検査デバイスで資産を検査するための方法が開示されている。本方法は、第１の照明モードで検査デバイスを操作することと、第１の照明モードで産業上の資産の画像を取得することと、産業上の資産が、画像内の所定のトリガ位置にあるかを判定することと、産業上の資産が所定のトリガ位置にある場合に、第１の照明モードで産業上の資産の第１の画像を保存することと、第２の照明モードで検査デバイスを操作することと、第２の照明モードで産業上の資産の第２の画像を取得することと、第２の照明モードで産業上の資産の第２の画像を保存することと、を含んでいる。
【００１０】
上述の実施形態は、例示的なものに過ぎない。他の実施形態は、開示の主題の範囲内にある。
【００１１】
そのため、本発明の特徴を理解できる方式で、本発明の詳細な記載が、特定の実施形態を参照することによって得られる場合がある。これら実施形態のいくつかは、添付図面に示されている。しかし、図面は、本発明の特定の実施形態のみを示すものであり、したがって、本発明の範囲を限定するものとは解釈されるものではなく、開示の主題の範囲に関し、他の実施形態も包含することに留意されたい。図面は、必ずしも拡縮されておらず、通常は、本発明の特定の実施形態の特徴を示すことが重視されている。図中、同様の参照符号は、様々な図を通して、同様の部分を示すために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】例示的なビデオ検査デバイスのブロック図である。
【図２】プローブの例示的なヘッドアセンブリの概略図である。
【図３】図２に示す例示的な第１の光学系及び第１の撮像センサの立面図である。
【図４】例示的なテクスチャパターンを示す図である。
【図５】タービンブレードの立体画像を示す図である。
【図６】テクスチャパターンがタービンブレード上に投影されている、立体画像を示す図である。
【図７】第１の照明モードと第２の照明モードとの両方で、選択された位置（トリガ位置）における、回転する産業上の資産の画像を取得及び保存するための例示的な方法を示す図である。
【図８】対象がトリガ位置にある前に取得された第１の立体画像を示す図である。
【図９】対象がトリガ位置にある前に取得された第２の立体画像を示す図である。
【図１０】対象がトリガ位置にある状態で取得された第３の立体画像を示す図である。
【図１１】取得された画像内で、対象がトリガ位置にあるかを判定するための例示的な方法を示す図である。
【図１２】対象がトリガ位置にある状態で取得された画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
開示の主題の実施形態は、資産の検査を実施するための技術を提供する。検査デバイスは、立体画像のマッチングを向上させるために、追加の表面のディテールを提供するように対象の表面上にテクスチャパターンを投影するためのテクスチャパターン投影システムを含むことができる。検査デバイスは、すべての画像を保存するよりむしろ、対象が選択された位置かトリガ位置にある際の、回転対象の選択された画像を保存するように構成することができる。保存された、選択された画像は、クラウドベースのサーバに送信及び記憶し、自動分析を使用して分析することができる。他の実施形態は、開示の主題の範囲内にある。
【００１４】
図１は、ビデオ検査デバイス１０１及びクラウドベースのサーバ１９０を含むことができる、例示的なビデオ検査システム１００のブロック図である。図１に示すビデオ検査デバイス１０１は、例示的であり、本発明の範囲は、いずれの特定のビデオ検査デバイス１０１、または、ビデオ検査デバイス１０１内のいずれの特定の構成要素の構成にも限定されない。
【００１５】
ビデオ検査デバイス１０１は、挿入チューブ１１０と、この挿入チューブ１１０の遠位端に配置されたヘッドアセンブリ１２０とを備えた、細長いプローブ１０２を含むことができる。挿入チューブ１１０は、可撓性であるか剛性の筒状セクションとすることができ、この筒状セクションを通して、ヘッドアセンブリ１２０と、プローブの電子機器１４４との間のすべての相互接続部が通っている。ヘッドアセンブリ１２０は、立体画像法を実施するための、第１の撮像センサ１７１及び第２の撮像センサ１７２を含むことができる。第１の撮像センサ１７１及び第２の撮像センサ１７２は、見られる対象の画像を取得するための、固体ＣＣＤまたはＣＭＯＳ撮像センサとすることができる。第１の光学系１２１は、見られる対象からの光を、第１の撮像センサ１７１上にガイド及び収束させるために使用することができる。第２の光学系１３１は、見られる対象からの光を、第２の撮像センサ１７２上にガイド及び収束させるために使用することができる。
【００１６】
ヘッドアセンブリ１２０は、検査モードの間、対象の表面に散乱した照明を提供するための、検査モードの光エミッタ（たとえば、ＬＥＤ）１６０をも含むことができる。プローブ電子機器１４４は、マイクロコントローラ１４０によって指示されるようにに、検査モードの光エミッタ１６０を駆動するための、検査モードの光エミッタ（ＬＥＤ）ドライブ１６３を含むことができる。ヘッドアセンブリ１２０は、測定モードの間、対象に照明を提供するための、測定モードの光エミッタ（たとえば、ＬＥＤ）１６５をも含むことができる。図２に関してより詳細に論じるように、テクスチャパターン１６６は、測定モードの光エミッタ１６５の近位に置くことができ、それにより、測定モードの光エミッタ１６５からの照明が、テクスチャパターン１６６を通過するようになっており、ここで、テクスチャパターン１６６が、テクスチャパターンの投影光学系１６７により、検査下にある対象上に収束する。プローブ電子機器１４４は、マイクロコントローラ１４０によって指示されるように測定モードの光エミッタ１６５を駆動するための測定モードの光エミッタ（ＬＥＤ）ドライブ１６４を含むことができる。代替的実施形態では、単一の駆動回路が、検査モードの光エミッタ１６０または測定モードの光エミッタ１６５に、切換え要素（図示せず）を介して電力を供給するために使用され得る。さらに、図２及び図１１に関して以下により詳細に論じるように、ヘッドアセンブリ１２０は、撮像センサ１７１、１７２からオフセットした光パターンを対象上に投影するために、投影光エミッタ（たとえば、レーザまたはＬＥＤ）１９８をも含むことができる。プローブ電子機器１４４は、マイクロコントローラ１４０によって指示されるように投影光エミッタ１９８を駆動するための、投影光ドライブ１９９を含むことができる。
【００１７】
撮像センサ１７１、１７２は、複数の行及び列に形成された複数のピクセルを含むことができ、また、撮像センサ１７１、１７２の各ピクセル上の入射光を示すアナログ電圧の形態の画像信号を生成することができる。画像信号は、画像伝送ハーネス１１２に伝播させることができる。画像伝送ハーネス１１２は、撮像センサとプローブ電子機器１４４との間の、制御及びビデオ信号のためのワイヤを提供する。代替的実施形態では、撮像センサ１７１、１７２は、アナログ電圧の、チップ上のアナログデジタル変換器を含む場合があり、それにより、アナログ電圧を示すデジタル信号が、Ｍｏｂｉｌｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｃａｍｅｒａ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ（ＭＩＰＩ  ＣＳＩ）または小電圧差動信号伝送方式（ＬＶＤＳ）などの、標準的なインターフェースのフォーマットを使用して、画像伝送ハーネス１１２を通してプローブ電子機器１４４に伝達される。プローブ電子機器１４４は、ビデオ検査デバイス１０１を作動させるための機能群を提供することができる。プローブ電子機器１４４は、メモリ１４２をも含むことができる。このメモリ１４２は、たとえば、プローブ１０２に関する較正データを記憶することができる。プローブ電子機器１４４は、ゲイン及び露光のセッティングの判定及び設定、較正データの記憶及び読込、ならびに、対象に搬送される光の制御をすることもできる。
【００１８】
ビデオ検査デバイス１０１は、統合ディスプレイ１７０を含むことができる。統合ディスプレイ１７０は、様々な画像またはデータ（たとえば、見られる対象の画像、メニュー、カーソル、測定結果）を検査者に表示するための、ビデオ検査デバイス１０１内に組み込まれたＬＣＤスクリーンとすることができる。
【００１９】
マイクロコントローラ１４０は、コマンド、ステータス情報、ストリーミングビデオ、スチールビデオ画像、及びグラフィックオーバーレイを、ＣＰＵ１５０に提供／ＣＰＵ１５０から受信することができ、また、画像キャプチャ、画質の向上、グラフィックオーバーレイのマージ、歪みの修整、フレームの平均化、スケーリング、デジタルズーミング、オーバーレイ、マージ、フリッピング、モーション検出、ならびに、ビデオフォーマットの変換及び圧縮などの機能を提供する、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、または他の処理要素で構成される場合がある。
【００２０】
ＣＰＵ１５０は、画像、ビデオ、及び音声のストレージ及びリコール機能、システム制御、ならびに測定値の処理を含む、他の機能のホストを提供することに加え、ジョイスティック１８０、ボタン１８２、キーパッド１８４、及び／またはマイク１８６を介して入力を受信することにより、ユーザインターフェースを管理するために使用することができる。ジョイスティック１８０は、メニューの選択、カーソルの移動、スライダの調整、及び、プローブ１０２の明瞭度の制御などの操作を実施するために、ユーザによって操作され得、また、プッシュボタンの機能を含む場合がある。ボタン１８２及び／またはキーパッド１８４は、メニューの選択のために使用することもでき、ユーザのコマンドをＣＰＵ１５０に提供する（たとえば、スチール画像の凍結または保存）。マイク１８６は、スチール画像を凍結または保存するための音声命令を提供するように、検査者によって使用され得る。
【００２１】
ＣＰＵ１５０は、ＣＰＵ１５０によって実行されるプログラムの記憶のための、ＣＰＵプログラムメモリ１５２と通信することもできる。さらに、ＣＰＵ１５０は、揮発性メモリ１５４（たとえば、ＲＡＭ）、及び、不揮発性メモリ１５６（たとえば、フラッシュメモリデバイス、ハードドライブ、ＤＶＤ、またはＥＰＲＯＭメモリデバイス）と通信することができる。不揮発性メモリ１５６は、ストリーミングビデオ及びスチール画像のための一次ストレージである。
【００２２】
ＣＰＵ１５０は、ＵＳＢ、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ、音声Ｉ／Ｏ、及び無線トランシーバなどの、周囲のデバイス及びネットワークに対する様々なインターフェースを提供する、コンピュータＩ／Ｏインターフェース１５８と通信することもできる。このコンピュータＩ／Ｏインターフェース１５８は、スチール画像、ストリーミングビデオ、または音声を保存、リコール、送信、及び／または受信するために使用することができる。たとえば、ＵＳＢ「ｔｈｕｍｂ  ｄｒｉｖｅ」またはＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈメモリーカードは、コンピュータＩ／Ｏインターフェース１５８にプラグインすることができる。さらに、ビデオ検査デバイス１０１は、無線接続によってクラウドベースのサーバ１９０に送信することを含み、画像データまたはストリーミングビデオデータのフレームを、外部のコンピュータまたはサーバに送信するように構成することができる。ビデオ検査デバイス１０１は、ＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルスイートを組み込むことができ、また、複数のローカル及びリモートコンピュータを含む、ワイドエリアネットワークに組み込むことができる。このコンピュータの各々も、ＴＣＰ／ＩＰ通信プロトコルスイートを組み込んでいる。ＴＣＰ／ＩＰプロトコルスイートを組み込むことにより、ビデオ検査デバイス１０１は、ＴＣＰ及びＵＤＰを含むいくつかのトランスポート層プロトコル、ならびに、ＨＴＴＰ及びＦＴＰを含むいくつかの異なる層プロトコルを組み込んでいる。マイクロコントローラ１４０及びＣＰＵ１５０は、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ、ＵＳＢ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔなどを含む、いくつかの様々な方法で通信することができる。
【００２３】
特定の構成要素が、図１では単一の構成要素（たとえば、マイクロコントローラ１４０及びＣＰＵ１５０）として示されているが、複数の別々の構成要素を使用して、これら記載の機能を実施することができることを理解されたい。
【００２４】
図２は、プローブ１０２（たとえば、剛性の円筒状のプローブ）の例示的なヘッドアセンブリ１２０の概略図である。例示的な立体撮像システムは、２つ以上の視野（たとえば、左及び右）を提供するために、２つの撮像センサ１７１、１７２、及び、この撮像センサ１７１、１７２に関連付けられた２つの光学系１２１、１３１を備えている。第１の光学系１２１は、レンズトレインに隣接する第１のプリズム１２３の前方に位置する第１のレンズ１２２を含むことができる。レンズトレインは、第１のプリズム１２３と第１の撮像センサ１７１との間に位置する第２のレンズ１２４及び第３のレンズ１２５を含んでいる。第１の光学系１２１は、第１の撮像センサ１７１の第１のアクティブエリア１７３の頂部上の第２のプリズム１２６を含むことができる。第１の光学系１２１及び第１の撮像センサ１７３の立面図が、図３に示されている。図３に見ることができるように、検査下にある対象からの光が、第１のレンズ１２２を通り、第１のプリズム１２３によって反射され、第２のレンズ１２４及び第３のレンズ１２５を通り、また、第１の撮像センサ１７１のアクティブエリア１７３上へと、第２のプリズム１２６によって反射される。第１の撮像センサ１７１は、撮像センサ基板１７５に接続されている。第１のプリズム１２３のプリズム角度１２７は、立体的な視野の所望の収束角度を提供するように調整することができる。一実施形態では、第１のプリズム１２２及び／または第２のプリズム１２６は、直角のプリズムとすることができる。別の実施形態では、プリズム角度１２７は、視野が収束するように、直角未満（たとえば、８０度）とすることができる。別の実施形態では、第１の撮像センサ１７１の第１のアクティブエリア１７３は、第２のプリズム１２６の必要性をなくすために、９０度回転させることができる。
【００２５】
図２に戻ると、第２の光学系１３１は、レンズトレインに隣接する第１のプリズム１３３の前方に位置する第１のレンズ１３２を含むことができる。レンズトレインは、第１のプリズム１３３と第２の撮像センサ１７２との間に位置する第２のレンズ１３４及び第３のレンズ１３５を含んでいる。第２の光学系１３１は、第２の撮像センサ１７２の第２のアクティブエリア１７４の頂部上の第２のプリズム１３６を含むことができる。
【００２６】
図２及び図３に示す剛性のプローブ１０２の例示的な実施形態は、依然として比較的長いレンズトレインを許容しつつ、プローブ１０２の直径を最小にする利点を有している。例示的な第１のプローブ光学素子１２１及び第２のプローブ光学素子１３１が、使用することができるレンズ及びプリズムの配置の一例に過ぎないことを理解されたい。たとえば、一実施形態では、プローブ光学素子１２１、１３１は、反射及び方向の変更が必要ではない場合、レンズのみを含むことができ、プリズムは含まない。さらに、プリズムまたはレンズの角度を変更することにより、視野を、対象の表面上に所望の角度で収束するように構成することができる。
【００２７】
図２に示すプローブ１０２の例示的なヘッドアセンブリ１２０の検査モードの光エミッタ１６０（図１）は、第１の検査モードのＬＥＤ１６１及び第２の検査モードのＬＥＤ１６２を含むことができる。一実施形態では、検査モードのＬＥＤ１６１、１６２は、１つまたは複数の白色ＬＥＤであり、対象を照らすための散乱光を提供する。例示的な実施形態では、第１の検査モードのＬＥＤ１６１は、第１の撮像センサ１７１に近接するヘッドアセンブリ１２０（図２では外を向いている）の第１の側（左側）に位置しており、第２の検査モードのＬＥＤ１６２は、第１の検査モードのＬＥＤ１６１とは反対側の、第２の撮像センサ１７２に近接するヘッドアセンブリ１２０の第２の側（右側）に位置している。一実施形態では、光学系（図示せず）は、検査モードのＬＥＤ１６１、１６２と関連して動作して、散乱照明を対象上に収束させることができる。
【００２８】
立体的な撮像及び測定では、対象の表面の２つの視野の画像（たとえば、左側の画像と右側の画像）が、わずかに異なる視野から取得される。２つの画像で立体測定を実施するために、ビデオ検査デバイス内に含まれるか、クラウドサーバ内など、リモートに位置する場合があるプロセッサが、２つの画像のマッチングポイントを識別する。立体画像法は、タービンブレードを検査するために使用することができる。多くのタービンブレードは、表面上のディテールが最小限の、セラミック熱バリアコーティングによって提供された平滑な表面を有している。立体画像法が、ステレオ画像の両方における表面上の同一のポイントを見つけることに依存することから、そのような表面のディテールが最小である表面は、誤ったマッチング、及び、不正確な３次元マッピングに繋がり得る。タービンブレード上の異常を識別することを試みることに加え、別の潜在的なタービンブレードの検査により、ブレードの延長を検出するために、タービンブレード上に置かれたセラミックのクリープゲージが検査されることになる。同様に表面のディテールが最小である、これらセラミックのクリープゲージ上で立体画像法を使用することも、誤ったマッチング及び不正確な３次元マッピングの結果となり得る。
【００２９】
ディテールが最小の表面の立体画像法に関連する問題に対処するために、図１及び図２に戻ると、ビデオ検査デバイス１０１のプローブ１０２の例示的なヘッドアセンブリ１２０が、より信頼性のあるステレオマッチングのために、さらなる表面のディテールを提供するように、対象の表面上にテクスチャパターンを投影するためのテクスチャパターン投影システム１６８を含んでいる。例示的なテクスチャパターン投影システム１６８は、第１の撮像センサ１７１と第２の撮像センサ１７２との間に位置しており、また、第１の検査モードのＬＥＤ１６１と第２の検査モードのＬＥＤ１６２との間にも位置している。図２に示すこの例示的な構成では、第１の撮像センサ１７１は、テクスチャパターン検査システム１６８と、第１の検査モードのＬＥＤ１６１との間に位置しており、第２の撮像センサ１７２は、テクスチャパターン検査システム１６８と第２の検査モードのＬＥＤ１６２との間に位置している。
【００３０】
例示的なテクスチャパターン投影システム１６８は、１つまたは複数の測定モードの光エミッタ（たとえば、ＬＥＤ）１６５、測定モードの光エミッタ１６５の近位（たとえば、頂部）に位置しているテクスチャパターン１６６、及び、テクスチャパターン投影光学系１６７を含んでいる。テクスチャパターン１６６は、ガラス窓上に堆積された、不透明なクロムパターンとして適用することができ、ここで、ガラス窓は、ＬＥＤの表面の頂部上に位置している。一実施形態では、ランダムであるか、半ランダムのドットの配置が使用され、ここで、ドットの密度は、表面上に投影されたテクスチャパターンの、より一様な低周波数の輝度の分布を達成するように、変化する。例示的なテクスチャパターン１６６が、図４に示されている。テクスチャパターンには、高周波数の光のエリアと、暗いエリアとが含まれ得る。これらは、散乱した照明のみが提供される場合に比べ、正確なマッチの相違を判定するためのステレオマッチングプロセスの能力を向上させる方式で編成される。
【００３１】
測定モードの光エミッタ１６５からの照明は、テクスチャパターン１６６を通過し、この照明は、テクスチャパターン投影光学系１６７により、検査下にある対象上に収束及び投影される。一実施形態では、テクスチャパターン投影光学系１６７は、テクスチャパターンの画像を対象上に収束させるための１つまたは複数のレンズを含んでいる。テクスチャパターンの画像を、ディテールが最小の表面に付加することにより、表面のディテールが付加され、立体画像におけるよりよいマッチングを可能にする。これにより、対象の表面の、より正確な３次元データ（たとえば、表面のマップ）に繋がる。
【００３２】
図５は、検査モードの光エミッタ１６０が、タービンブレード１０を照らすための散乱光を提供した際に取得されるタービンブレード１０の立体画像２００を示している。立体画像２００は、第１の視野からの第１の（左の）画像２０１と、第２の視野からの第２の（右の）画像２０２とを含んでいる。図５に見ることができるように、タービンブレード１０が、最小の表面のディテールを有することから、立体画像のマッチングは、困難である場合があり、また、誤ったマッチングに繋がる場合があり、結果として得られる３次元データ及び測定値が損なわれる。
【００３３】
図６は、測定モードの光エミッタ１６５がタービンブレード１０の照明を提供した際に取得されるタービンブレード１０の立体画像を示している。立体画像３００は、第１の視野からの第１の（左の）画像３０１と、第２の視野からの第２の（右の）画像３０２とを含んでいる。図６に見ることができるように、測定モードの光エミッタ１６５からの照明が、テクスチャパターン１６６を通過し、この照明が、テクスチャパターン投影光学系１６７により、タービンブレード１０上に収束及び投影されると（図１及び図２）、立体画像は、ここでは、タービンブレード１０上に投影されたテクスチャパターン１６９を有する。図６に見ることができるように、タービンブレード１０上に投影されたテクスチャパターン１６９が、さらなる表面のディテールを提供することから、立体画像のマッチングの精度が向上する。
【００３４】
図１から図４に示す例示的なビデオ検査デバイス１０１は、検査モードの光エミッタ１６０（たとえば、第１の検査モードのＬＥＤ１６１及び第２の検査モードのＬＥＤ１６２）が対象に散乱照明を提供する（図５）検査モードと、測定モードの光エミッタ１６５が対象の照明を提供し、テクスチャパターン１６９を対象上に投影する（図６）測定モードとで作動することができる。回転する産業上の資産（たとえば、タービンブレード）の検査を実施する際には、ビデオ検査デバイス１０１は、検査モードで、対象のスチール２次元画像を取得及び保存することができ（図５）、また、測定モードにおける対象のスチール２次元画像を取得及び保存することもできる（図６）。測定モードで取得された画像は、対象の表面の３次元マップを提供するために使用される。
【００３５】
一実施形態では、測定モードの光エミッタ１６５は、白色ＬＥＤによって提供される光の広いスペクトルで生じる場合がある、視認する光学素子内の色の分離の影響を除去することにより、立体画像から得られる、より高い正確性の３次元データのために、単色照明を提供するために、狭いスペクトルの光（たとえば、グリーン）を放射することができる。これらの用途（たとえば、電力の用途）では、撮像センサ１７１、１７２は、色が付いているよりむしろ、黒色及び白色である場合がある。カラーセンサが必要である場合がある、航空機のタービンブレードの検査などの用途では、白色ＬＥＤを、測定モードの光エミッタ１６５のために使用することができる。一実施形態では、タービンブレードの回転によって生じる場合がある、あらゆる不鮮明性を最小限にするために、対象の表面を照らすために使用される検査モードの光エミッタ１６０及び／または測定モードの光エミッタ１６５は、パルス状にすることができる。
【００３６】
検査の間に取得及び保存された画像のために必要とされるデータの量を低減するために、一実施形態では、ビデオ検査デバイス１０１は、フレーム内の、選択された視認位置（またはトリガ位置）における、タービンブレードの選択された画像のみを保存する。図７は、第１の照明モードと第２の照明モードとの両方で、選択された位置（トリガ位置）における、回転する産業上の資産（たとえば、タービンブレード）の画像を取得及び保存するための例示的な方法７００を示す図である。検査の実施においては、ビデオ検査デバイス１０１は、たとえば、毎秒６０フレームの割合で、スチール２次元画像を取得することができる。
【００３７】
図７に示す方法７００の、第１の記載の実施形態では、第１の照明モードが検査モードであり、第２の照明モードが測定モードである。ステップ７１０では、ビデオ検査デバイス１０１は、検査モードの光エミッタ１６０（たとえば、第１の検査モードのＬＥＤ１６１及び第２の検査モードのＬＥＤ１６２）が対象の表面に散乱照明を提供する（図１及び図２）、第１の照明モード（検査モード）で構成及び操作される。ステップ７２０では、ビデオ検査デバイス１０１の撮像センサ１７１、１７２の１つまたは複数が、第１の照明モードにおいて、対象の表面の２次元スチール画像（たとえば、立体画像）を取得する。図１１に関して以下により詳細に論じるように、ステップ７３０では、ビデオ検査デバイス１０１は、対象を検査するために、取得された画像フレーム内において、対象が選択された位置またはトリガ位置にあるかを判定する。たとえば、回転するタービンブレードの検査のために、トリガ位置は、タービンブレードのすべてまたは大部分が視認可能であり、他の構造（たとえば、他のタービンブレード、ベーン、シュラウドなど）によって妨げられておらず、ビデオ検査デバイス１０１から適切な距離にある、フレーム内のタービンブレードの位置とすることができる。
【００３８】
対象がトリガ位置にない場合、対象の表面の取得された２次元スチール画像は廃棄され、方法７００はステップ７２０に戻る場合がある。ステップ７２０では、ビデオ検査デバイス１０１の撮像センサ１７１、１７２の１つまたは複数が、第１の照明モードにおいて、対象の表面の別の２次元スチール画像を取得する。こうして、ステップ７３０は、繰り返される場合がある。ステップ７３０において、ビデオ検査デバイス１０１が、対象がトリガ位置にあると判定した場合、方法７００は、ステップ７４０に進行する。このステップ７４０では、ビデオ検査デバイスが、たとえば不揮発性メモリ内に、第１の照明モードにおける対象の表面の、取得された２次元スチール画像を保存する。検査モードで取得された対象の表面の、この保存された２次元スチール画像は、対象の表面の視覚分析を実施するために使用することができる。
【００３９】
ステップ７５０では、ビデオ検査デバイス１０１は、測定モードの光エミッタ（たとえば、１つまたは複数のＬＥＤ）１６５が、テクスチャパターンを対象上に投影する対象の照明を提供する（図１及び図２）、第２の照明モード（測定モード）に切り替わる。ステップ７６０では、ビデオ検査デバイス１０１の撮像センサ１７１、１７２の１つまたは複数が、第２の照明モードにおいて、対象の表面の２次元スチール画像（たとえば、立体画像）を取得する。方法７００は、ステップ７７０に進行する。このステップ７0０では、ビデオ検査デバイスが、たとえば不揮発性メモリ内に、第２の照明モードにおける対象の表面の、取得された２次元スチール画像を保存する。投影された、テクスチャが付された表面を有する、測定モードで取得された対象の表面の、この保存された２次元スチール画像は、対象の表面の３次元マップを提供するために使用することができる。ここで、トリガ位置かその近くで、対象に関する２つの画像、第１の照明モードの第１の画像と、第２の照明モードの第２の画像とが保存されると、ビデオ検査デバイス１０１は、ステップ７１０で第１の照明モードに戻るように切り替わる場合があり、次の対象（たとえば、次のタービンブレード）に関して、本方法を繰り返すことができる。
【００４０】
図７に示す方法７００の、第２の記載の実施形態では、第１の照明モードが測定モードであり、第２の照明モードが検査モードである。ステップ７１０では、ビデオ検査デバイス１０１は、測定モードの光エミッタ（たとえば、１つまたは複数のＬＥＤ）１６５が、対象に照明を提供し、テクスチャパターンを対象上に投影する（図１及び図２）、第１の照明モード（測定モード）であるように構成されている。ステップ７２０では、ビデオ検査デバイス１０１の撮像センサ１７１、１７２の１つまたは複数が、第１の照明モードにおいて、対象の表面の２次元スチール画像（たとえば、立体画像）を取得する。ステップ７３０では、ビデオ検査デバイス１０１は、対象を検査するために、取得された画像フレーム内において、対象が選択された位置またはトリガ位置にあるかを判定する。
【００４１】
対象がトリガ位置にない場合、対象の表面の取得された２次元スチール画像が廃棄され、方法７００はステップ７２０に戻る場合がある。ステップ７２０では、ビデオ検査デバイス１０１の撮像センサ１７１、１７２の１つまたは複数が、第１の照明モードにおいて、対象の表面の別の２次元スチール画像を取得する。こうして、ステップ７３０は、繰り返される場合がある。ステップ７３０において、ビデオ検査デバイス１０１が、対象がトリガ位置にあると判定した場合、方法７００は、ステップ７４０に進行する。このステップ７４０では、ビデオ検査デバイスが、たとえば不揮発性メモリ内に、第１の照明モードにおける対象の表面の、取得された２次元スチール画像を保存する。投影された、テクスチャが付された表面を有する、測定モードで取得された対象の表面の、この保存された２次元スチール画像は、対象の表面の３次元マップを提供するために使用することができる。
【００４２】
ステップ７５０では、ビデオ検査デバイス１０１は、検査モードの光エミッタ１６０（たとえば、第１の検査モードのＬＥＤ１６１及び第２の検査モードのＬＥＤ１６２）が対象の表面に散乱照明を提供する（図１及び図２）、第２の照明モード（検査モード）に切り替わる。ステップ７６０では、ビデオ検査デバイス１０１の撮像センサ１７１、１７２の１つまたは複数が、第２の照明モードにおいて、対象の表面の２次元スチール画像（たとえば、立体画像）を取得する。方法７００は、ステップ７７０に進行する。このステップ７７０では、ビデオ検査デバイスが、たとえば不揮発性メモリ内に、第２の照明モードにおける対象の表面の、取得された２次元スチール画像を保存する。検査モードで取得された対象の表面の、この保存された２次元スチール画像は、対象の表面の視覚分析を実施するために使用することができる。ここで、トリガ位置かその近くで、対象に関する２つの画像、第１の照明モードの第１の画像と、第２の照明モードの第２の画像とが保存されると、ビデオ検査デバイス１０１は、ステップ７１０で第１の照明モードに戻るように切り替わり、次の対象（たとえば、次のタービンブレード）に関する方法を繰り返す。
【００４３】
上述の一実施形態では、検査モードの間、検査モードの光エミッタ１６０は、オンにすることができ、測定モードの光エミッタ１６５は、オフにすることができる。同様に、測定モードの間、測定モードの光エミッタ１６５は、オンにすることができ、検査モードの光エミッタ１６０は、オフにすることができる。
【００４４】
別の実施形態では、検査モードの間、検査モードの光エミッタ１６０及び測定モードの光エミッタ１６５は、検査モードの光エミッタ１６０の輝度が測定モードの光エミッタ１６５の輝度を超える状態で、オンにされる。同様に、測定モードでは、測定モードの光エミッタ１６５及び検査モードの光エミッタ１６０は、測定モードの光エミッタ１６５の輝度が検査モードの光エミッタ１６０の輝度を超える状態で、オンにされる。
【００４５】
タービンブレードのトリガ位置に基づき、２つの照明モード間で切り換えることにより、各ブレードに関して保存された２つ以上の画像（すなわち、検査モードから保存された１つの画像と、測定モードから保存された１つの画像）が取得され、次いで、自動欠陥認証（ＡＤＲ）を含む、自動化された分析に使用することができる。検査全体を記録するビデオも、保存し、自動化された分析に使用することができる。さらに、自動化された分析は、各タービンブレードに関して実施することができる。この理由は、画像がトリガ位置またはこのトリガ位置の近位で取得されることから、各タービンブレードの画像が、ブレードの表面に対するプローブカメラの一貫した位置から取得されるためである。タービンブレードすべてのこれら画像が、一貫した視野から取得されたことから、このことは、自動化された分析に関するアルゴリズムが、より確実に動作することを可能にすることができる。
【００４６】
各タービンブレードに関する２次元画像及び３次元データは、タービンブレードの条件を評価するために使用することができる。自動化された分析の一実施例では、検査モードの間に保存された画像は、対象の表面上のあらゆる変色部分を識別するように、分析され得、一方、（テクスチャパターンを伴う）測定モードの間に保存された画像は、変色が異常を示すものであるかを判定するために、対象の表面の３次元マップを形成するように使用することができる。別の実施例では、３次元マップが、各タービンブレードに関して利用可能であることから、第１のタービンブレードの３次元マップを、第２のブレードの３次元マップと比較して、異常（角の欠如、コーティングの欠如、凹み、穴など）を示すタービンブレード間の差異が存在するかを判定することができる。たとえば、２つの３次元マップ間の差異を、閾値と比較することができ、差異が閾値を超えている場合、異常の表示が提供される。
【００４７】
理想的なトリガ位置におけるタービンブレードの各々の選択された画像を保存することのみにより、効率が形成されることから、これら画像及び、結果として得られる３次元データは、クラウドベースのサーバ（複数可）１９０に、無線で、または有線インターフェースで、送信することができ（図１）、このサーバで、ＡＤＲを含む、自動化された分析を実施することができる。各タービンブレードに関連する画像及びデータを有することにより、傾向（ｔｒｅｎｄｉｎｇ）、予測的なメンテナンス、及び、採用することができる他の技術の使用を可能にすることができる。
【００４８】
ふたたび図７に戻ると、ステップ７３０は、対象が、取得された画像のトリガ位置にあるかを判定することを含んでいる。一実施形態では、トリガ位置の判定は、立体画像法を使用して行われる。立体画像法におけるパララックス効果のために、２つの画像のマッチングポイント間の水平方向の離間または相違の値は、対象の表面からの距離に基づくものであり、これにより、表面の３次元の座標を計算することが可能になる。たとえば、撮像センサに近い対象の表面上のポイントに関する、右の画像の位置と左の画像の位置との間の、相違の値は、撮像センサから遠い対象の表面上のポイントに関する、右の画像の位置と左の画像の位置との間の相違の値より小になる。
【００４９】
図１１は、取得された立体画像内で、対象（たとえば、タービンブレード）がトリガ位置にあるかを判定するための例示的な方法を示す図である。図８と図９とは、対象（第２のタービンブレード１２）がトリガ位置にある前に取得された、第１の立体画像８００（図８）と第２の立体画像９００とを示している。一方、図１０は、対象（第２のタービンブレード１２）がトリガ位置にある際に取得された第３の立体画像１０００を示している。対象（たとえば、タービンブレード）がトリガ位置にあるかを判定するための例示的な実施形態では、ビデオ検査デバイス１０１は、画像内の第２のタービンブレード１２（図８から図１０では、右から左に回転している）の前方（左）の縁部１３が、検出に理想的な位置にあるかを判定するために、縁部検出を採用する。図８から図１１に示す例示的な実施形態では、ビデオ検査デバイス１０１は、連続したフレームにおける、左の画像と右の画像との間の相違値における、顕著な変化（たとえば、変化の閾値より大であるステップの変化）を監視することにより、第２のタービンブレード１２の前方（左の）縁部１３を検出する。
【００５０】
図７及び図１１に戻ると、ステップ７２０では、ビデオ検査デバイス１０１（図１及び図２）の撮像センサ１７１、１７２の１つまたは複数が、第１の照明モードにおける第１の２次元スチール立体画像８００（図８）を取得する。テクスチャパターンが図８から図１０には示されていないが、第１の照明モードは、上述の検査モードまたは測定モードとすることができることを理解されたい。図８に示すように、第１の立体画像８００は、第１の視野からの左の画像８０１と、第２の視野からの右の画像８０２とを含んでいる。検査下にある対象は、固定ベーン２０、第１のタービンブレード、及び、前方（左の）縁部１３を有する第２のタービンブレード１２を伴うタービンエンジンである。ステップ７３１（図１１）では、トリガ位置のピクセルのブロック３０（たとえば、９×９のブロック）が、第２のタービンブレード１２の前方（左の）縁部１３が、ブレードが図８から図１０に示す視野において右から左に回転する際に、第２のタービンブレード１２の画像を取得及び保存するための、理想的である位置かトリガ位置に位置する場合がある位置において、左の画像８０１に識別される。トリガ位置のブロック１３は、視野の１つ（たとえば、図８の左の画像８０１）において、オペレータによって手動で識別することができるか、予め規定された検査スクリプトを介して識別することができる。
【００５１】
ステップ７３２では、ビデオ検査デバイス１０１は、右の画像８０２の、第１のマッチするトリガ位置のピクセルのブロック３１を識別し、マッチするブロック３０とブロック３１との間の水平方向の離間または第１の相違の値（Ｄ１）４１を判定する。トリガ位置のブロック３０が、遠くのタービンブレード（第１のタービンブレード１１）上に位置している場合、マッチするブロック３０とブロック３１との間の水平方向の離間または相違の値は、トリガ位置のブロック３０がビデオ検査デバイス１０１により近い場合よりも大である。
【００５２】
図９に示すように、第２の立体画像９００は、第１の視野からの左の画像９０１と、第２の視野からの右の画像９０２とを含んでいる。タービンブレード１１、１２が、右から左に移動し（図８から図９への、タービンブレード１１、１２の位置を比較する）、トリガ位置のブロック３０が、遠くの第１のタービンブレード１１の上に位置するままであることから、水平方向の離間または相違の値は、フレームからフレームに、わずかに増大し続ける。図９に示すように、トリガ位置のピクセルのブロック３０は、左の画像９０１において識別される。ステップ７３２（図１１）では、ビデオ検査デバイス１０１は、右の画像９０２における第２のマッチするトリガ位置のピクセルのブロック３２を識別する。ステップ７３３（図１１）では、ビデオ検査デバイス１０１は、マッチするブロック３０とブロック３２との間の水平方向の離間または第２の相違の値（Ｄ２）４２を判定する。
【００５３】
図８と図９との比較によって見ることができるように、第２の相違の値（Ｄ２）４２（図９）は、第１の相違の値（Ｄ１）４１（図８）よりもわずかに大であり、それにより、第１の立体画像８００と第２の立体画像９００との間の相違の値の変化量（ΔＤ）が、正の数であるようになっている（ΔＤ＝Ｄ２−Ｄ１＞０）。相違の値におけるこの増大は、図８の第１のマッチするブロック３１から、図９の第２のマッチするブロック３２への位置の変化によっても示されている。タービンブレード１１、１２が、右から左に移動し（図８から図９への、タービンブレード１１、１２の位置を比較する）、トリガ位置のブロック３０が、遠くの第１のタービンブレード１１の上に位置するままであることから、水平方向の離間または相違の値は、トリガ位置のブロック３０が、図１０に示すように、より近くの第２のタービンブレード１２（たとえば、前方（左の）縁部１３上）に位置するまで、フレームからフレームに、わずかに増大し続ける（すなわち、ΔＤ＞０）。第１の立体画像８００（図８）（すなわち、前の画像）から、第２の立体画像９００（図９）への、この相違の値の正の変化量（ΔＤ＞０）、及び、変化量の大きさ、または絶対値（｜ΔＤ｜）が、相違の値における変化量に関する閾値より小（すなわち、超えていない）である事実（｜ΔＤ｜＜ΔＤＴＨ）により、相違の値のステップが、ステップ７３４において検出されておらず（図１１）、本方法を、ステップ７２０における別の立体画像の取得に戻すことが示されている。
【００５４】
図１０に示すように、第３の立体画像１０００は、第１の視野からの第１の（左の）画像１００１と、第２の視野からの第２の（右の）画像１００２とを含んでいる。タービンブレード１１、１２が、右から左に移動し（図９から図１０への、タービンブレード１１、１２の位置を比較する）、トリガ位置のブロック３０が、ここで、より近い第２のタービンブレード１２の上に位置することから、水平方向の離間または第３の相違の値（Ｄ３）４３は、前のフレームから著しく減少する場合がある。図１０に示すように、トリガ位置のピクセルのブロック３０は、左の画像１００１において識別される。ステップ７３２（図１１）では、ビデオ検査デバイス１０１は、右の画像１００２の、第３のマッチするトリガ位置のピクセルのブロック３３を識別し、マッチするブロック３０とブロック３３との間の水平方向の離間または第２の相違の値（Ｄ３）４３を判定する。
【００５５】
図９と図１０との比較によって見ることができるように、第３の相違の値（Ｄ３）４３（図１０）は、第２の相違の値（Ｄ２）４２（図９）よりもかなり低く、それにより、第２の立体画像９００と第３の立体画像１０００との間の相違の値の変化量（ΔＤ）が、負の数であるようになっている（ΔＤ＝Ｄ３−Ｄ２＜０）。相違の値におけるこの減少は、図９の第２のマッチするブロック３２から、図１０の第３のマッチするブロック３３への位置の変化によっても示されている。タービンブレード１１、１２が、右から左に移動し（図９から図１０への、タービンブレード１１、１２の位置を比較する）、トリガ位置のブロック３０が、ここで、より近い第２のタービンブレード１２の上に位置することから、水平方向の離間または相違の値は、著しく減少する場合がある（すなわち、ΔＤ＜０）。第２の立体画像９００（図９）から、第３の立体画像１０００（図１０）への、相違の値におけるこの負の変化量（ΔＤ＜０）、及び、変化量の大きさ、または絶対値（｜ΔＤ｜）が、相違の値における変化量に関する閾値より大である事実（｜ΔＤ｜＞ΔＤＴＨ）により、相違の値のステップが、ステップ７３４（図１１）において検出されており、本方法を、ステップ７４０へと進行させ、第２のタービンブレードがトリガ位置にある状態で、第３の立体画像１０００を保存させることが示されている。
【００５６】
図８から図１１に示す例示的な実施形態をまとめると、ビデオ検査デバイス１０１は、連続したフレームのマッチするブロック間（すなわち、前の画像と後の画像との間）の相違の値を比較し、相違の値の変化量が負であり、かつ、その変化量の絶対値が所定の閾値より大である場合、ビデオ検査デバイス１０１は、対象がトリガ位置にあると判定し、最後の画像を保存する。
【００５７】
別の実施形態では、第１のピクセルのブロックが、タービンブレードの前方（左の）縁部が、理想的である位置かトリガ位置に位置する場所のわずかに左の位置において、左の画像で識別され、第２のピクセルのブロックが、タービンブレードの前方（左の）縁部が、理想的であるか位置かトリガ位置にあり得る場所のわずかに右の位置において、右の画像で識別される。立体画像法を使用して、ビデオ検査デバイス１０１は、右の画像のマッチするピクセルのブロックを識別する。タービンブレードが右から左に移動すると、ビデオ検査デバイスは、第１のピクセルのブロックに関する相違の値と、第２のピクセルのブロックに関する相違の値とを判定し、比較することができる。第１のピクセルのブロックと、第２のピクセルのブロックとが、ある画像における同じタービンブレード（たとえば、遠くのタービンブレード（第１のタービンブレード））上に位置する場合、２つの相違の値間には、わずかな差異のみが存在する場合がある。しかし、トリガ位置においては、第１のピクセルのブロック（第２のタービンブレードの前縁部のちょうど左の第１のタービンブレード上に位置する）に関する相違の値は、第２のピクセルのブロック（第２のタービンブレードの前縁部のちょうど右の第２のタービンブレード上に位置する）の相違の値よりもかなり高い場合があり、タービンブレードが、トリガ位置に位置することを示すことができる。
【００５８】
さらに別の実施形態では、トリガ位置のブロックの相違の値は、検査デバイスと対象の表面との間の距離と関連付けられている。各フレームに関し、そのフレームの相違の値に関連付けられたその距離は、閾値と比較される。関連する距離が、閾値未満になる場合、トリガ位置が確認され、画像が保存される。
【００５９】
ピクセルのブロックが、トリガ位置を識別するために、これら例示的な実施形態で使用されるが、トリガ位置は、ブレードの縁部に沿うトリガラインを形成する複数のブロックによって識別することができる。さらに、単一のトリガ位置が、そのトリガ位置において得られた単一の画像を保存するために、これら例示的な実施形態で使用されたが、別の実施形態では、複数のトリガ位置を識別することができ、各々が、立体画像の取得のトリガとなる。たとえば、タービンブレードの前縁部がスタートのトリガ位置を通過する場合、立体画像は、タービンブレードの前縁部がストップのトリガ位置を通過するまで、所定のインターバルで取得及び保存することができる。別の実施形態では、視野を通過するタービンブレードがカウントされ、取得及び保存された画像が、タービンブレードの数と関連付けられる。別の態様では、検査されているその段のタービンブレードの数が既知であり、ビデオ検査デバイスは、オペレータに、すべてのタービンブレードの画像が取得された際に通知する。
【００６０】
取得された画像において、対象がトリガ位置にあるかを判定する、さらに別の実施形態を説明するために、図１２は、トリガ位置１２０１における対象（たとえば、タービンブレード１０）で取得された画像１２００を示している。図１及び図２に戻ると、ビデオ検査デバイス１０１は、撮像センサ１７１、１７２からオフセットした、投影光パターンを対象上に投影するための、投影光エミッタ（たとえば、レーザまたはＬＥＤ）１９８を含むことができる。投影光エミッタ１９８を採用するこの実施形態が、立体画像で、及び、立体ではない画像で使用できることを理解されたい。
【００６１】
図１２に示すように、ビデオ検査デバイス１０１は、対象（たとえば、タービンブレード１０）がトリガ位置にあるかを判定するために、投影された光パターン（たとえば、レーザドットまたはライン）を使用する。図２及び図１２に示すように、プローブ１０２は、撮像センサ１７１、１７２の位置からオフセットした位置から、光パターン（たとえば、ドットまたはライン）を投影する投影光エミッタ１９８を含んでおり、それにより、投影された光パターンが、対象の表面（すなわち、タービンブレード１０の表面）までの距離に応じて、取得された画像における異なる位置に現れるようになっている。この対象の表面から、投影された光のパターンが反射される。たとえば、投影光エミッタ１９８が、図２に示すように、プローブ１０２の左側に位置し、投影された光パターンが右に向かって（たとえば、視野に対する２０度の角度で）投影される場合、この光パターンが、ビデオ検査デバイス１０１に対する近い距離で、タービンブレード１０の対象の表面（図１２）に接触すると、投影された光パターンの位置５１は、画像１２０１の左側となる。投影された光パターンが、ビデオ検査デバイス１０１に対して遠い距離で、タービンブレード１０の対象の表面（図１２）に接触すると、投影された光パターンの位置５２は、画像１２０１の右側となる。
【００６２】
ビデオ検査デバイス１０１は、撮像センサ１７１、１７２によって生成されたライブビデオのストリーム内における、投影された光パターンの位置５１、５２、５３を識別するように構成することができる。投影された光パターンがトリガ位置１２０１に位置する場合（たとえば、タービンブレード１０の縁部１３上の、図１２における位置５３）、ビデオ検査デバイスは、上述のように、さらなる処理のために画像を保存することができる。
【００６３】
前述の視点から、ビデオ検査デバイスの実施形態は、検査のために、産業上の資産の高品質な画像を収集し得る。技術的な効果は、タービンブレードなどの回転対象が、他の実施形態に比べ、画像の取得のための所望の位置にある場合を判定するために必要とされる場合がある、画像処理のレベルの低減である。これにより、各画像を、一貫した視野及び位置から取得することを許容し、回転対象の自動分析を可能にしている。フレーム内の選択された視認位置において、タービンブレードの選択された画像のみを保存することにより、各タービンブレードに関する画像を、高いか、過度な量のデータを送信または記憶する必要なしに、各タービンブレードに関する３次元表面のマップを形成するために、保存及び使用することができる。産業上の資産の自動分析を可能にすることにより、予期的なメンテナンス、及び、資産の性能の管理を可能にすることができる。さらに、テクスチャパターンを対象の表面に付加することにより、そうでなければ十分なディテールを有していない表面上の、向上した立体的マッチングを介して、より正確な３次元表面マップの形成を可能にするために、十分な表面のディテールを提供することができる。
【００６４】
当業者には理解されるように、本発明の態様は、システム、方法、またはコンピュータプログラム製品として実施される場合がある。したがって、本発明の態様は、全体としてハードウェアの実施形態、全体としてソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、または、ソフトウェアの態様とハードウェアの態様とを組み合わせた実施形態の形態を取る場合がある。これらはすべて、概して、本明細書では「サービス（ｓｅｒｖｉｃｅ）」、「回路（ｃｉｒｃｕｉｔ）」、「回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）」、「モジュール（ｍｏｄｕｌｅ）」、及び／または「システム（ｓｙｓｔｅｍ）」と称される場合がある。さらに、本発明の態様は、コンピュータ可読プログラムコードがその上に埋め込まれた、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体（複数可）で実施されるコンピュータプログラム製品の形態を取る場合がある。
【００６５】
１つまたは複数のコンピュータ可読媒体（複数可）の任意の組合せが、利用される場合がある。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体である場合がある。コンピュータ可読記憶媒体は、たとえば、限定ではないが、電子、磁気、光学、電磁、赤外、または半導体のシステム、装置、またはデバイスであるか、これらの任意の適切な組合せである場合がある。コンピュータ可読記憶媒体の、より具体的な実施例（排他的ではないリスト）には、１つまたは複数のワイヤを有する電気接続、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能なリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、ポータブルコンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光学記憶デバイス、磁気記憶デバイス、または、これらの任意の適切な組合せが含まれる。この文献の文脈では、コンピュータ可読記憶媒体は、命令を実行するシステム、装置、またはデバイスによって、または関連して使用するためのプログラムを含むか記憶することができる、任意の有形の媒体である場合がある。
【００６６】
コンピュータ可読媒体上で実施されるプログラムコード及び／または実行可能な命令は、限定ではないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、または、これらの任意の適切な組合せを含む、任意の適切な媒体を使用して送信される場合がある。
【００６７】
本発明の態様に関する操作を実施するためのコンピュータプログラムコードは、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向のプログラミング言語、及び、「Ｃ」プログラミング言語または類似のプログラミング言語などの、慣習的な手続き型プログラミング言語を含む、１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組合せで書き込まれる場合がある。プログラムコードは、全体としてユーザのコンピュータ（デバイス）上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンなソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上かつ部分的にリモートコンピュータ上で、または全体としてリモートコンピュータまたはサーバ上で、実行する場合がある。全体としてそのようなリモートコンピュータ／デバイス上で実行するシナリオでは、リモートコンピュータは、ユーザのコンピュータに、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通して接続される場合があるか、接続が、外部のコンピュータに対して（たとえば、インターネットサービスのプロバイダを使用してインターネットを通して）形成される場合がある。
【００６８】
本発明の態様は、本明細書では、本発明の実施形態に係る、フローチャートの図、及び／または、方法のブロック図、装置（システム）、ならびに、コンピュータプログラム製品を参照して記載されている。フローチャートの図及び／またはブロック図内の各ブロック、ならびに、フローチャートの図及び／またはブロック図内のブロックの組合せが、コンピュータプログラム命令によって実施され得ることを理解されたい。これらコンピュータプログラム命令は、マシンを生成するために、多目的コンピュータ、特定目的のコンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供される場合があり、それにより、コンピュータのプロセッサまたは他のプログラム可能なデータ処理装置を介して実行する命令が、フローチャート及び／またはブロック図のブロックまたは複数のブロックで特定された機能／作用を実施するための手段を形成するようになっている。
【００６９】
これらコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスに、特定の方式で作業するように指示できる、コンピュータ可読媒体内に記憶されている場合もあり、それにより、コンピュータ可読媒体内に記憶された命令が、フローチャート及び／またはブロック図のブロックまたは複数のブロックに特定された機能／作用を実施する命令を含む、製造品を生成するようになっている。
【００７０】
コンピュータプログラム命令は、コンピュータで実施されるプロセスを生成するために、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイスにロードされて、一連の操作上のステップを、コンピュータ、他のプログラム可能な装置、または他のデバイス上で実施させる場合もあり、それにより、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行する命令が、フローチャート及び／またはブロック図のブロックまたは複数のブロックに特定される機能／作用を実施するためのプロセスを提供するようになっている。
【００７１】
特許請求の範囲により、複数の要素を参照して「の少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ）」とのフレーズが説明される範囲では、このことは、列挙された要素の少なくとも１つまたは複数を意味し、各要素の少なくとも１つには限定されないことが意図されている。たとえば、「要素Ａ、要素Ｂ、及び要素Ｃの少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ  ｅｌｅｍｅｎｔ  Ａ，  ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｂ，  ａｎｄ  ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｃ）」は、要素Ａのみか、要素Ｂのみか、要素Ｃのみか、これらの任意の組合せを示すことが意図されている。「要素Ａ、要素Ｂ、及び要素Ｃの少なくとも１つ」は、少なくとも１つの要素Ａ、少なくとも１つの要素Ｂ、及び少なくとも１つの要素Ｃに限定されることを意図していない。
【００７２】
この記載される詳細な説明は、ベストモードを含む、本発明を開示するため、また、さらに、あらゆる当業者が、任意のデバイスまたはシステムを形成及び使用すること、ならびに、任意の組み込まれた方法を実施することを含む、本発明を実施することを可能にするための実施例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に想起される他の実施例を含む場合がある。そのような他の実施例は、それらが、特許請求の範囲の文字通りの言語とは異なっていない構造的要素を有する場合、または、これらが、特許請求の範囲の文字通りの言語とは実質的に異なっていない、均等の構造的要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月26日(2019.8.26)
【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】
資産の検査のためのデバイス（１０１）であって、  プローブ（１０２）であって、    立体画像を取得するために構成された、第１の視野を有する第１の撮像センサ（１７１）、及び、第２の視野を有する第２の撮像センサ（１７２）と、    検査モードの間、前記資産の照明を提供するために構成された１つまたは複数の検査モードの光エミッタ（１６０）と、    前記資産上にテクスチャパターン（１６６）を投影するためのテクスチャパターン投影システム（１６８）であって、前記テクスチャパターン投影システム（１６８）が、      測定モードの間、前記資産の照明を提供するために構成された１つまたは複数の測定モードの光エミッタ（１６５）、      前記１つまたは複数の測定モードの光エミッタ（１６５）の近位に位置するテクスチャパターン（１６６）、及び、      前記テクスチャパターン（１６６）を前記資産上に投影するためのテクスチャパターン光学系（１６７）であって、前記テクスチャパターン（１６６）が、前記１つまたは複数の測定モードの光エミッタ（１６５）と前記テクスチャパターン光学系（１６７）との間に位置する、前記テクスチャパターン光学系（１６７）を備えている、    前記テクスチャパターン投影システム（１６８）と、  を備えた、前記プローブ（１０２）を備えている、前記資産の検査のためのデバイス（１０１）。
【請求項２】
前記第１の撮像センサ（１７１）のための第１の光学系（１２１）をさらに備え、前記第１の光学系（１２１）が第１のプリズム（１２３）を備えている、請求項１に記載のデバイス（１０１）。
【請求項３】
前記テクスチャパターン投影システム（１６８）が、前記１つまたは複数の検査モードの光エミッタ（１６０）と、前記第１の撮像センサ（１７１）及び前記第２の撮像センサ（１７２）との間に位置している、請求項１に記載のデバイス（１０１）。
【請求項４】
前記テクスチャパターン（１６６）が、前記１つまたは複数の測定モードの光エミッタ（１６５）の上に位置するガラス窓上に堆積された不透明なパターンである、請求項１に記載のデバイス（１０１）。
【請求項５】
前記テクスチャパターン（１６６）が、半ランダム配置のドットである、請求項４に記載のデバイス（１０１）。
【請求項６】
前記１つまたは複数の検査モードの光エミッタ（１６０）が、白色の発光ダイオード（１６１、１６２）である、請求項１に記載のデバイス（１０１）。
【請求項７】
前記１つまたは複数の測定モードの光エミッタ（１６５）が、単色の発光ダイオードである、請求項１に記載のデバイス（１０１）。
【請求項８】
検査デバイス（１０１）で資産を検査するための方法（７００）であって、  （ａ）第１の照明モードで前記検査デバイス（１０１）を操作すること（７１０）と、  （ｂ）前記第１の照明モードで前記資産の画像を取得すること（７２０）と、  （ｃ）前記資産が、前記画像の所定のトリガ位置にあるかを判定すること（７３０）と、  （ｄ）前記資産が前記所定のトリガ位置にある場合に、前記第１の照明モードで前記資産の第１の画像を保存すること（７４０）と、  （ｅ）第２の照明モードで前記検査デバイス（１０１）を操作すること（７５０）と、  （ｆ）前記第２の照明モードで前記資産の第２の画像を取得すること（７６０）と、  （ｇ）前記第２の照明モードで前記資産の前記第２の画像を保存すること（７７０）と、を含む、前記方法（７００）。
【請求項９】
前記第１の照明モード（７１０）が、前記検査デバイス（１０１）が白色散乱光で前記資産を照らす検査モードであり、前記第２の照明モード（７５０）が、前記検査デバイス（１０１）が前記資産の表面上にテクスチャパターン（１６６）を投影する測定モードである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の照明モード（７１０）が、前記検査デバイス（１０１）が前記資産の表面上にテクスチャパターン（１６６）を投影する測定モードであり、前記第２の照明モード（７５０）が、前記検査デバイス（１０１）が白色散乱光で前記資産を照らす検査モードである、請求項８に記載の方法。
【国際調査報告】
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