[發明專利]用于顯示被觀察物體的表面的三維視圖的方法及裝置

無效

• 申請號: 201210063764.6
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN102735192A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: C·A·本達爾
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30;G01B11/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

技術領域

本公開的主旨涉及用于顯示被觀察物體的表面的三維視圖的方法和裝置。

背景技術

例如視頻內窺鏡等視頻檢查裝置可以用于檢查被觀察物體的表面來識別并且分析可由物體的損壞或磨損引起的該表面上的不規則。在許多情況下，該表面是不能接近的并且在不使用視頻檢查裝置的情況下無法被觀察。例如，視頻內窺鏡可以用于檢查飛行器或功率產生單元上的渦輪機引擎的葉片的表面來識別可能已經在該表面上形成的任何不規則以確定是否需要任何修理或進一步維護。為了做出該評估，通常必須獲得表面和不規則的高度準確的尺寸測量來證實不規則沒有超出或落在該物體的操作極限或要求的規格以外。

為了確定表面上的不規則的尺寸，視頻檢查裝置可以用于獲得并且顯示被觀察物體的表面(其表現出不規則)的二維圖像。表面的該二維圖像可以用于生成表面的三維數據(例如，采用地圖的形式)，其提供該表面(其包括該表面上的感興趣區域，例如靠近不規則)上的多個點的三維坐標(例如，(x，y，z))。在一些視頻檢查裝置中，操作者可以采用測量模式操作視頻檢查裝置來進入測量屏幕，其中操作者將光標放置在感興趣區域中的二維圖像上來確定不規則的幾何尺寸。在許多情況下，難以從二維圖像評估被觀察特征的輪廓，從而使得難以將光標高度準確地放置在感興趣區域中。例如，當嘗試測量凹痕或坑的深度時，可能難以從二維圖像確定該凹痕或坑中最深點的定位。

為了提供給操作者關于感興趣區域的額外信息，一些視頻檢查裝置提供點云視圖，該點云視圖是被觀察物體在可以圍繞視頻檢查裝置的視場的原點(其典型地靠近探頭的尖部)被操縱(例如，旋轉、變焦、搖攝)的圖像中的渲染三維表面模型，。當感興趣區域與表面的全圖像相比相對小時，或當感興趣區域遠離視場的原點時，全圖像的點云視圖在提供感興趣區域要求的細節層次方面不總是有效的。在那些情況下，全圖像的點云視圖可在它圍繞視場的原點被操縱時因為大部分的三維數據與感興趣區域(其可能相對遠離探頭的尖部)不相關而缺乏足夠的細節并且可能變得不實用。

由一些視頻檢查裝置采用的另一個技術是使用點云視圖，其中使三維表面模型彩色化來形成深度圖色標。在彩色化的點云視圖中，每個顏色與離探頭的尖部的距離關聯，而不使用例如與表面上的每個點關聯的二維圖像信息。全圖像的點云視圖的該彩色化渲染使得由于由整個視圖覆蓋的大面積和范圍而難以檢查感興趣區域中的小的細節。因此，存在需要提供感興趣區域中的增強的細節以能夠更準確地檢查和測量。

上文的論述只對于一般背景信息提供并且不意在用作確定被要求保護的主旨的范圍的輔助手段。

發明內容

公開用于顯示被觀察物體的表面的三維視圖的方法和裝置，其中確定并且顯示來自感興趣區域中被觀察物體的整個圖像的三維數據子集來提供該感興趣區域中增強的細節。可在該方法和裝置的一些公開實施例的實踐中實現的優勢是更準確的檢查和測量。

在一個示范性實施例中，公開用于顯示被觀察物體的表面的三維視圖的方法。該方法包括以下步驟：獲得并且顯示被觀察物體的表面的圖像；確定被觀察物體的表面上的多個表面點的在第一坐標系中的三維坐標；在被觀察物體的表面上選擇多個測量點；基于靠近這些多個測量點中的一個或多個的多個表面點中的三個或以上的在第一坐標系中的三維坐標確定參考表面；基于該參考表面以及這些多個測量點建立不同于該第一坐標系的第二坐標系；將這些多個表面點在第一坐標系中的三維坐標轉換為第二坐標系中的三維坐標；確定在被觀察物體的表面上的感興趣區域內的多個表面點的子集，其中該感興趣區域基于這些多個測量點；以及在第二坐標系的三維坐標中顯示多個表面點的該子集的渲染三維視圖。

在另一個示范性實施例中，用于顯示被觀察物體的表面的三維視圖的方法包括以下步驟：獲得并且顯示被觀察物體的表面的圖像；確定被觀察物體的表面上的多個表面點的在第一坐標系中的三維坐標；在被觀察物體的表面上選擇多個測量點；基于這些多個測量點的定位確定多個表面點的子集；顯示這些多個表面點的該子集的渲染三維視圖；以及在該渲染三維視圖中顯示這些多個測量點。