[發明專利]具有導航功能的管道鏡

有效

• 申請號: 201410180922.5
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN105100682B
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 顧嘉俊;楊勇;韓杰;翟梓融;凱文·G·哈丁;宋桂菊;賈明;謝廣平;希爾·N·利姆
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H04N7/18
• 分類號: H04N7/18;G01D21/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

本發明涉及一種管道鏡，具體為具有導航功能的管道鏡，其包括設有探測頭及傳感器的探測管和至少一個傳感器、第一圖像處理器、模型存儲單元、位姿計算器、第二圖像處理器、導航圖像計算器和顯示器。傳感器用于接收探測管的信號并生成對應的感應信號。第一圖像處理器用于根據探測頭捕獲的第一圖像信號計算得到第一圖像。模型存儲單元用于存儲被檢測機械裝置的預設模型。位姿計算器用于根據感應信號計算得到探測頭的初始位姿。第二圖像處理器用于調整初始位姿至導航位姿，以滿足第一圖像和第二圖像之間的偏差落入允許范圍。導航圖像計算器用于根據導航位姿和預設模型計算得到導航圖像。顯示器用于顯示導航圖像。本發明還揭示一種用于導航管道鏡的探測頭的方法。

技術領域

本發明涉及一種管道鏡(Borescope)，特別涉及一種精確定位管道鏡的探測頭在被檢測機械裝置中的位置的管道鏡及其導航方法。

背景技術

管道鏡(工業內窺鏡)廣泛應用于機械裝置例如航空發動機、工業汽輪機、內燃機或汽車發動機的檢測。考慮到安全和維護需求，需要定期檢查機械裝置的內部元件是否發生故障。

柔性管道鏡常用于檢測機械裝置復雜的內表面結構。在一些情況下，管道鏡的柔性探測管的一端設置探測頭，該探測頭可包括微型攝像機和光源以便于在被檢測機械裝置的黑暗空間內捕獲到清晰的動態或靜態圖像。作為遠距離監控，捕獲動態或靜態圖像的能力對于后續操作具有重要意義。手持操作裝置上的顯示器可用于顯示捕獲的圖像。手持操作裝置上的操作桿可用于控制或驅動該探測頭的運動以對該機械裝置的內部元件進行全面的檢測。

然而，為了覆蓋機械裝置設備的所有感興趣區域(region of interest，ROI)，通常需要花費幾天的時間。對探測頭在機械裝置中的不精確位置導航是造成時間浪費的主要原因。由于導航誤差，操作人員不能根據導航信息控制探測頭到達感興趣區域或不能控制微型攝像機面向期望的方向。因此，導航圖像為操作人員調整探測頭的位置和方向提供非常重要的信息。在一些情況下，期望該探測頭在機械裝置中的位姿(位置和方位角)足夠精確以觀測故障或缺陷的擴張以及為操作人員的后續操作提供一個精確的參考信息。

所以，需要提供一種新的具有精確導航功能的管道鏡來解決上述問題。

發明內容

現在歸納本發明的一個或多個方面以便于本發明的基本理解，其中該歸納并不是本發明的擴展性縱覽，且并非旨在標識本發明的某些要素，也并非旨在劃出其范圍。相反，該歸納的主要目的是在下文呈現更詳細的描述之前用簡化形式呈現本發明的一些概念。

本發明的一個方面在于提供一種管道鏡，該管道鏡包括：

設有探測頭及傳感器的探測管，該傳感器用于接收該探測管的信號并生成對應的感應信號；

第一圖像處理器，用于根據該探測頭捕獲的第一圖像信號計算得到第一圖像；

模型存儲單元，用于存儲被檢測機械裝置的預設模型；

位姿計算器，用于根據該感應信號計算得到該探測頭的初始位姿；

第二圖像處理器，用于調整該初始位姿至導航位姿，以滿足該第一圖像和根據該導航位姿計算得到的第二圖像之間的偏差落入允許范圍；

導航圖像計算器，用于根據該導航位姿和該預設模型計算得到導航圖像；及

用于顯示該導航圖像的顯示器。

本發明的另一方面在于提供一種用于導航管道鏡的探測頭的方法，該管道鏡上設有傳感器，該方法包括如下步驟：

接收由該探測頭捕獲的第一圖像信號并接收該傳感器生成的感應信號；

根據該感應信號計算得到該探測頭的初始位姿；

根據該第一圖像信號計算得到第一圖像并根據該初始位姿和預設模型計算得到初始的第二圖像；