[發明專利]用于將三維模型配準到表現零件姿態的點數據的系統、程序產品、和相關方法

有效

• 申請號: 200980116096.5
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN102016565A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 詹姆斯·米勒;韋斯利·特納;威廉·洛倫森
• 申請（專利權）人: 洛伊馬汀公司
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 孟銳

1.一種用于對可遠程定位在檢查單元(49)內的零件(43)的非破壞性評估執行自動化三維圖像配準的系統(30)，所述系統(30)包括激光超聲波檢查設備(31)和零件位置測定器(33)，所述系統(30)的特征在于：

具有掃描頭(61)的所述激光超聲波檢查設備(31)，包括：

超聲波源(53)，其在預定義的檢查單元(49)內定位的遠程定位的零件(43)中產生超聲波表面位移，

檢查激光器(55)，以及

干涉儀(59)，其在通過所述檢查激光器(55)掃描期間收集由所述遠程定位的零件(43)反射的相位調制光，所述相位調制光被在遠程定位的零件(43)中的超聲波表面位移調制以提供檢查數據；

所述零件位置測定器(33)被定位以測量在所述遠程定位的零件(43)的至少一個表面上的多個點與掃描激光器參考位置之間的距離，當所述遠程定位的零件在所述檢查單元(49)中被定位時，所述多個點總體地表示所述遠程定位的零件(43)上所述至少一個表面的被測量的姿態，所述零件位置測定器(33)包括：

掃描激光器(91)，其被定位以提供光源，并且具有與其相關的所述參考位置，

至少一個掃描鏡，其被定位以沿著所述遠程定位的零件(43)的所述至少一個表面引導所述光源，以及

光接收器(93)，其被定位以接收由所述掃描激光器(91)提供的、所述零件(43)的所述至少一個表面反射的反射激光，以由此確定在所述零件(43)的所述至少一個表面上的多個點與所述掃描激光器參考位置之間的距離；

激光超聲波檢查計算機(35)，其與所述激光超聲波檢查設備(31)和所述零件位置測定器(33)通信，并且包括處理器(113)和與所述處理器(113)通信的存儲器(111)；以及

激光超聲波檢查程序產品(39)，其存儲在所述激光超聲波檢查計算機(35)的存儲器(111)中且包括指令，當通過所述激光超聲波檢查計算機(35)的所述處理器(113)執行所述指令時，導致所述計算機(35)執行以下操作：

接收關于所述遠程定位的零件(43)的三維模型(101)的模型數據，

當所述零件在限定測距數據的所述檢查單元(49)內的所測量姿態中時，從所述零件位置測定器(33)接收表示在所述遠程定位的零件(43)的所述至少一個表面上的點的數據的點云，以及

將所述遠程定位的零件(43)的所述三維模型(101)校正到在所述檢查單元(49)內的零件(43)的被測量姿態，所述校正操作包括：

執行將所述三維模型(101)配準到所述測距數據，該配準操作包括識別在所述測距數據中具有與所述三維模型(101)上的實際點的高對應性概率的一組點，以及

執行所述測距數據中的所被識別的具有高對應性概率的一組點到所述三維模型(101)的配準。

2.如權利要求1所述的系統(30)，

其中所述操作還包括將收集的檢查數據關聯到處于所述零件姿態的所述三維模型(101)上，以提供對所述檢查數據的增強的可視化的操作；以及

其中所述系統(30)的特征還在于：數據庫(45)，其包含針對相應多個感興趣的零件(43)中每一個的多個計算機輔助設計模型(41)，以及所述檢查單元(49)的至少一個模型(47)。

3.如權利要求1或2中任一項所述的系統(30)，

其中執行將所述三維模型(101)配準到所述測距數據的操作包括：

利用限定模型數據的、在所述遠程定位的零件(43)的三維模型(101)上的數據點作為源并且利用所述測距數據作為目標；以及

確定在所述測距數據中具有與在所述三維模型(101)上的實際點的高對應性概率的所述一組點以及在其之間的變換。

4.如權利要求3所述的系統(30)，

其中所述變換是第一變換T1；以及

其中所述測距數據中具有與在所述三維模型(101)上的實際點的高對應性概率的所述的一組點包括使用迭代最近點算法所計算出的、在所述測距數據中最接近在所述三維模型(101)中的相應點的一組點。