BR112021007800A2 - sistema de varredura para imageamento de um objeto, aparelho de varredura, aparelho de varredura, e método de varredura de um objeto com um aparelho de varredura de ultrassom com modos de varredura intercalados - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE VARREDURA PARA IMAGEAMENTO DE UM OBJETO, APARELHO DE VARREDURA, APARELHO DE VARREDURA, E MÉTODO DE VARREDURA DE UM OBJETO COM UM APARELHO DE VARREDURA DE ULTRASSOM COM MODOS DE VARREDURA INTERCALADOS. Trata-se de um sistema de varredura para imageamento de um objeto, sendo que o sistema de varredura compreende: um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos; um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura; e uma unidade de instrução disposta para fornecer instruções a um usuário do sistema de varredura na dependência da localização detectada.
Description
[0001] Esta invenção refere-se a um sistema de varredura para imageamento de um objeto. Em particular, refere-se a um sistema de varredura para imageamento de recursos estruturais abaixo da superfície de um objeto. O sistema de varredura pode ser particularmente útil para imagens de defeitos de material de subsuperfície, como delaminação, descolamento e descamação.
[0002] O ultrassom é uma onda de pressão sonora oscilante que pode ser usada para detectar objetos e medir distâncias. Uma onda sonora transmitida é refletida e refratada à medida que encontra materiais com diferentes propriedades de impedância acústica. Se essas reflexões e refrações forem detectadas e analisadas, os dados resultantes podem ser usados para descrever o ambiente através do qual a onda sonora viajou.
[0003] O ultrassom pode ser usado para identificar recursos estruturais específicos em um objeto. Por exemplo, o ultrassom pode ser usado para testes não destrutivos, que detecta o tamanho e a posição das falhas em uma amostra. Há uma ampla gama de aplicações que podem se beneficiar de testes não destrutivos, cobrindo diferentes materiais, profundidades de amostra e tipos de recursos estruturais, como diferentes camadas em uma estrutura laminada, danos por impacto, furos de sondagem, etc. Portanto, há uma necessidade de um aparelho de detecção que é capaz de funcionar bem em uma ampla gama de diferentes aplicações.
[0004] De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema de varredura para imageamento de um objeto, sendo que o sistema de varredura compreende:
[0005] um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos;
[0006] um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura; e uma unidade de instrução disposta para fornecer instruções a um usuário do sistema de varredura na dependência da localização detectada.
[0007] As instruções para o usuário podem compreender uma instrução para um ou mais de: reorientar o aparelho de varredura na localização detectada; realizar uma varredura adicional na localização detectada; e mover o aparelho de varredura para uma nova localização. A instrução para realizar uma varredura adicional na localização detectada pode ser fornecida para o usuário na dependência de uma medida de qualidade associada com uma ou mais varreduras anteriores. A medida de qualidade pode compreender uma medida da relação sinal-ruído de dados obtidos durante as uma ou mais varreduras anteriores.
[0008] O sistema de varredura pode compreender um indicador para indicar para o usuário uma direção na qual mover o aparelho de varredura.
[0009] As instruções para o usuário podem compreender uma instrução para mover o aparelho de varredura de modo a gerar imagens de um volume interno de um objeto de uma localização diferente.
[0010] O sensor de localização pode compreender um ou mais de um sistema de posicionamento local e um sistema de posicionamento remoto. O sistema de posicionamento local pode compreender um ou mais de um codificador rotacional e uma unidade de medição inercial. O sistema de posicionamento remoto pode compreender um emissor fornecido no aparelho de varredura e uma pluralidade de detectores localizados remotamente a partir do aparelho de varredura. O emissor pode emitir radiação eletromagnética e os detectores pode ser configurado para detectar a radiação emitida.
[0011] O sensor de localização pode ser configurado para combinar dados de uma pluralidade de sistemas de posicionamento. O sensor de localização pode ser configurado para combinar os dados a partir da pluralidade de sistemas de posicionamento na dependência de uma medida de precisão de cada sistema de posicionamento.
[0012] O sistema de varredura pode ainda compreender uma unidade de configuração disposta para configurar o aparelho de varredura na dependência da localização detectada. A unidade de configuração pode ser disposta para selecionar dados de configuração para configurar o aparelho de varredura, e para enviar os dados de configuração selecionados para o aparelho de varredura de modo a configurar o aparelho de varredura. Os dados de configuração podem compreender dados relacionados a uma reconfiguração física do sistema de varredura, e as instruções para o usuário podem compreender uma instrução para alterar a configuração física do sistema de varredura.
[0013] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema de varredura para imageamento de um objeto, sendo que o sistema de varredura compreende:
[0014] um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos;
[0015] um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura; e
[0016] uma unidade de geração de imagem configurada para gerar uma imagem representativa de um objeto na dependência de os dados obtidos e a localização detectada do aparelho de varredura em que esses dados foram obtidos.
[0017] A unidade de geração de imagem pode ser configurada para: detectar um recurso nos primeiros dados de varredura obtidos em uma primeira localização detectada; detectar um recurso nos segundos dados de varredura obtidos em uma segunda localização detectada; determinar, com base na primeira e segunda localizações detectadas que os recurso detectado em cada um dos primeiros dados de varredura e os segundos dados de varredura é o mesmo recurso; e combinar os primeiros dados de varredura e os segundos dados de varredura na dependência da determinação.
[0018] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema de varredura para imageamento de um objeto, sendo que o sistema de varredura compreende:
[0019] um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos;
[0020] um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura; e
[0021] um processador configurado para determinar uma estimativa da localização do aparelho de varredura na dependência da localização detectada e os dados obtidos.
[0022] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema de varredura para imageamento de um objeto, sendo que o sistema de varredura compreende:
[0023] um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos, sendo que o aparelho de varredura tem uma configuração não plana;
[0024] um sensor para detectar a configuração não plana do aparelho de varredura; e
[0025] uma unidade de configuração disposta para configurar o aparelho de varredura na dependência da configuração não plana detectada.
[0026] O sensor pode compreender um ou mais de um extensômetro e uma roda do codificador. O sistema de varredura pode ainda compreender um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura, e a unidade de configuração pode ser disposta para configurar o aparelho de varredura na dependência da localização detectada.
[0027] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema de varredura para imageamento de um objeto, sendo que o sistema de varredura compreende:
[0028] um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos;
[0029] um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura; e
[0030] um processador configurado para combinar dados obtidos de uma pluralidade de varreduras na dependência da localização detectada do aparelho de varredura em relação a cada uma da pluralidade de varreduras.
[0031] O sensor de localização pode compreender uma pluralidade de sistemas de posicionamento; o processador pode ser configurado para combinar dados obtidos a partir da pluralidade de varreduras na dependência de uma medida de precisão de cada uma da pluralidade de sistemas de posicionamento.
[0032] O sensor de localização pode compreender um sistema de posicionamento adicional configurado para determinar uma localização em um quadro de referência e para transformar a localização determinada em um outro quadro de referência. O sistema de posicionamento adicional pode ser configurado para determinar uma transformação para transformar a localização determinada no outro quadro de referência na dependência de um ou mais marcadores em uma imagem capturada pelo sistema de varredura.
[0033] O sistema de varredura pode ser configurado para intercalar uma pluralidade de varreduras de um primeiro tipo de varredura com pelo menos uma varredura de um segundo tipo de varredura. O sistema de varredura pode ser configurado para intercalar regularmente a pluralidade de varreduras do primeiro tipo de varredura com a pelo menos uma varredura do segundo tipo de varredura.
[0034] De acordo com um outro aspecto da invenção é fornecido um método de varredura de um objeto com um aparelho de varredura de ultrassom com modos de varredura intercalados, sendo que o aparelho de varredura de ultrassom compreende uma matriz de elementos transdutores e é configurado para transmitir, usando os elementos transdutores, sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos, sendo que o método compreende:
[0035] transmitir um primeiro número de pulsos de ultrassom de um primeiro tipo usando um primeiro conjunto de elementos transdutores; e
[0036] transmitir um segundo número de pulsos de ultrassom de um segundo tipo, diferente para o primeiro tipo, usando um segundo conjunto de elementos transdutores.
[0037] O método pode compreender transmitir o segundo número de pulsos de ultrassom do segundo tipo ao determinar que: o aparelho de varredura foi movido por um múltiplo de uma distância predefinida; ou um número predefinido de pulsos de ultrassom do primeiro tipo foi transmitido.
[0038] Pelo menos um do primeiro número de pulsos e o segundo número de pulsos pode ser selecionado na dependência de um ou mais de um objeto em teste, um material de um objeto em teste, uma espessura de um objeto em teste, um recurso de um objeto em teste, uma velocidade de movimento do aparelho de varredura, um tamanho da matriz, um formato da matriz e um tamanho de elemento transdutor.
[0039] A distância predefinida pode ser selecionada na dependência de um ou mais de um objeto em teste, um material de um objeto em teste, uma espessura de um objeto em teste, um recurso de um objeto em teste, uma velocidade de movimento do aparelho de varredura, um tamanho da matriz, um formato da matriz e um tamanho de elemento transdutor.
[0040] O primeiro conjunto de elementos transdutores pode diferir do segundo conjunto de elementos transdutores.
[0041] Qualquer uma ou mais características de qualquer aspecto acima podem ser combinadas com qualquer outro aspecto. Elas não foram escritas na íntegra aqui apenas por uma questão de brevidade.
[0042] A presente invenção será agora descrita por via de exemplo com referência aos desenhos anexos. Nos desenhos:
[0043] A Figura 1 mostra um dispositivo para imageamento de um objeto;
[0044] A Figura 2 mostra um exemplo de um aparelho de varredura e um objeto;
[0045] A Figura 3 mostra um exemplo dos blocos funcionais de um aparelho de varredura;
[0046] A Figura 4 mostra um exemplo de varredura de um objeto em um ângulo na vertical;
[0047] A Figura 5 mostra um exemplo de um indicador em um aparelho de varredura;
[0048] A Figura 6a mostra um exemplo de varredura de um objeto em duas localizações;
[0049] A Figura 6b mostra um outro exemplo de varredura de um objeto em duas localizações;
[0050] A Figura 7 mostra um método de operação de um aparelho de varredura;
[0051] A Figura 8 mostra um método de geração de uma imagem;
[0052] A Figura 9 mostra um método de varredura de um objeto na dependência de uma medida de qualidade associada com uma varredura;
[0053] A Figura 10 mostra um método de estimativa de localização;
[0054] A Figura 11 mostra um método de configuração de um aparelho de varredura;
[0055] As Figuras 12a e 12b mostram exemplos de um módulo transdutor;
[0056] As Figuras 13a e 13b mostram exemplos de um módulo transdutor e acoplamento;
[0057] A Figura 14 mostra dois módulos transdutores que geram imagens de um recurso de subsuperfície;
[0058] A Figura 15a mostra um exemplo de uma matriz transdutora que compreende linhas condutoras ortogonais; e
[0059] A Figura 15b mostra elementos transdutores da matriz da Figura 15a agrupados em uma pluralidade de grupos;
[0060] A Figura 16a mostra um exemplo de método de varredura de um objeto com modos de varredura intercalados;
[0061] A Figura 16b mostra um outro exemplo de método de varredura de um objeto com modos de varredura intercalados;
[0062] A Figura 16c mostra um outro exemplo de método de varredura de um objeto com modos de varredura intercalados;
[0063] As Figuras 17a e 17b mostram representações de um objeto.
[0064] Um aparelho de varredura pode reunir informações sobre recursos estruturais localizados em diferentes profundidades abaixo da superfície de um objeto. Uma forma de obter essas informações é transmitir pulsos sonoros no objeto e detectar quaisquer reflexos. É útil gerar uma imagem que descreve as informações coletadas para que um operador humano possa reconhecer e avaliar o tamanho, o formato e a profundidade de quaisquer falhas estruturais abaixo da superfície do objeto. Esta é uma atividade vital para muitas aplicações industriais onde falhas estruturais subterrâneas podem ser perigosas. Um exemplo é a manutenção de aeronaves.
[0065] Normalmente, o operador será totalmente dependente das imagens produzidas pelo aparelho, porque a estrutura que o operador deseja olhar está abaixo da superfície do objeto. Portanto, é importante que a informação seja visualizada de tal forma que o operador possa avaliar a estrutura do objeto de forma eficaz.
[0066] Os transdutores de ultrassom fazem uso de um material piezoelétrico, que é acionado por sinais elétricos para fazer o material piezoelétrico vibrar, gerando o sinal de ultrassom. Por outro lado, quando um sinal sonoro é recebido, ele faz com que o material piezoelétrico vibre, gerando sinais elétricos que podem ser detectados. Um exemplo de um material piezoelétrico que pode ser usado em um transdutor de ultrassom é o fluoreto de polivinilideno (PVDF).
[0067] Um exemplo de um dispositivo portátil, como um aparelho de varredura de um sistema de varredura descrito aqui, para imageamento abaixo da superfície de um objeto é mostrado na Figura 1. O dispositivo 101 pode ter um monitor integrado, mas neste exemplo envia imagens para um computador tipo tablet 102. A conexão com o tablet pode ser com fio, como mostrado, ou sem fio. O dispositivo tem um conjunto matricial 103 para transmitir e receber sinais de ultrassom. Adequadamente, a matriz é implementada por um transdutor de ultrassom que compreende uma pluralidade de eletrodos disposta em um padrão de interseção para formar uma matriz de elementos transdutores. Os elementos transdutores pode ser comutado entre transmitir e receber. O aparelho portátil como ilustrado compreende uma camada de acoplamento como uma camada de acoplamento seca 104 para acoplar sinais de ultrassom no objeto. A camada de acoplamento também atrasa os sinais de ultrassom para permitir um tempo para os transdutores comutarem de transmissão para recepção. Uma camada de acoplamento seca oferece várias vantagens e relação a outros sistemas de imageamento, que tendem a usar líquidos para acoplar os sinais de ultrassom. Isso pode ser impraticável em um ambiente industrial. Se o acoplador líquido estiver contido em uma bexiga, como às vezes é usado, isso torna difícil obter medições de profundidade precisas, o que não é ideal para aplicações de testes não destrutivos. A camada de acoplamento não precisa ser fornecida em todos os exemplos.
[0068] O conjunto matricial 103 é bidimensional, portanto, não há necessidade de movê-la através do objeto para obter uma imagem. Um conjunto matricial típico pode ter 30 mm por 30 mm, mas o tamanho e o formato do conjunto matricial podem ser variados para se adequar à aplicação. O dispositivo pode ser segurado diretamente contra o objeto por um operador. Normalmente, o operador já terá uma boa ideia de onde o objeto pode ter falhas de subsuperfície ou defeitos de material; por exemplo, um componente pode ter sofrido um impacto ou pode compreender uma ou mais brocas ou furos de rebite que podem causar concentrações de tensão. O dispositivo processa adequadamente os pulsos refletidos em tempo real para que o operador possa simplesmente colocar o dispositivo em qualquer área de interesse.
[0069] O dispositivo portátil também compreende um seletor 105 ou outro dispositivo de entrada de usuário que o operador pode usar para alterar o formato do pulso e filtro correspondentes. O formato do pulso mais adequado pode depender do tipo de recurso estrutural que é representado visualmente e onde está localizado no objeto. O operador pode visualizar o objeto em diferentes profundidades ajustando o temporizador por meio do monitor. Ter a saída do aparelho para um monitor portátil, como o tablet 102, ou para um monitor integrado, é vantajoso porque o operador pode mover prontamente o transdutor sobre o objeto ou alterar as configurações do aparelho, dependendo do que é visto no monitor e obter resultados instantâneos. Em outros arranjos, o operador pode ter que caminhar entre um monitor não portátil (como um PC) e o objeto para continuar fazendo a varredura sempre que uma nova configuração ou localização no objeto for testada.
[0070] Um aparelho de varredura para imageamento recursos estruturais abaixo da superfície de um objeto é mostrado na Figura 2. O aparelho, mostrado geralmente em 201, compreende um transmissor 202, um receptor 203, um processador de sinal 204 e um gerador de imagem 205. Em alguns exemplos o transmissor e receptor podem ser implementados por um transdutor de ultrassom. O transmissor e receptor são mostrados próximos um ao outro na Figura 2 para facilidade de ilustração apenas. O transmissor 202 é adequadamente configurado para transmitir um pulso sonoro tendo um formato específico no objeto a ser representado visualmente 206. O receptor 203 é adequadamente configurado para receber reflexos de pulsos sonoros transmitidos a partir do objeto. Um recurso de subsuperfície do objeto é ilustrado em 207.
[0071] Um exemplo dos blocos funcionais compreendidos em uma modalidade do aparelho é mostrado na Figura 3.
[0072] Neste exemplo o transmissor e receptor são implementados por um transdutor de ultrassom 301, que compreende um conjunto matricial de elementos transdutores
312. Os elementos transdutores transmitem e/ou recebem ondas de ultrassom. O conjunto matricial pode compreender vários eletrodos alongados, paralelos dispostos em um padrão de interseção; as interseções formam os elementos transdutores. Os eletrodos do transmissor são conectados ao módulo transmissor 302, que fornece um padrão de pulso com um formato específico para um eletrodo particular. O controle do transmissor 304 seleciona os eletrodos do transmissor para serem ativados. O número de eletrodos do transmissor que são ativados em um determinado instante de tempo pode ser variado. Os eletrodos do transmissor podem ser ativados por sua vez, individualmente ou em grupos. Adequadamente, o controle do transmissor faz com que os eletrodos do transmissor transmitam uma série de pulsos sonoros para o objeto, permitindo que a imagem gerada seja continuamente atualizada. Os eletrodos do transmissor também podem ser controlados para transmitir os pulsos usando uma determinada frequência. A frequência pode estar entre 100 kHz e 30 MHz, preferencialmente está entre 0,5 MHz e 15 MHz e mais preferencialmente está entre 0,5 MHz e 10 MHz.
[0073] Os eletrodos do receptor detectam ondas sonoras que são emitidas do objeto. Essas ondas sonoras são reflexos dos pulsos sonoros que foram transmitidos ao objeto. O módulo receptor recebe e amplifica esses sinais. Os sinais são amostrados por um conversor analógico-digital. O controle do receptor controla adequadamente os eletrodos do receptor para receber após os eletrodos do transmissor terem transmitido. O aparelho pode transmitir e receber alternadamente. Em uma modalidade, os eletrodos podem ser capazes de transmitir e receber, caso em que os controles do receptor e do transmissor comutarão os eletrodos entre seus estados de transmissão e recepção. De preferência, há algum atraso entre os pulsos sonoros que são transmitidos e suas reflexões recebidas no aparelho. O aparelho pode incluir uma camada de acoplamento para fornecer o atraso necessário para que os eletrodos sejam comutados da transmissão para a recepção. Qualquer atraso pode ser compensado quando as profundidades relativas são calculadas. A camada de acoplamento fornece preferencialmente um baixo amortecimento das ondas sonoras transmitidas.
[0074] Cada elemento transdutor pode corresponder a um pixel na imagem. Em outras palavras, cada pixel pode representar o sinal recebido em um dos elementos transdutores. Não precisa ser uma correspondência direta. Um único elemento transdutor pode corresponder a mais de um pixel e vice-versa. Cada imagem pode representar os sinais recebidos de um pulso.
Deve ser entendido que “um” pulso normalmente será transmitido por muitos elementos transdutores diferentes. Essas versões do pulso “um” também podem ser transmitidas em momentos diferentes, por exemplo, o conjunto matricial pode ser configurado para ativar uma “onda” de elementos transdutores ativando cada linha da matriz por sua vez. Essa coleção de pulsos transmitidos ainda pode ser considerada como representando “um” pulso, no entanto, já que são os reflexos desse pulso que são usados para gerar uma única imagem da amostra. O mesmo é verdade para cada pulso em uma série de pulsos usados para gerar um fluxo de vídeo de imagens da amostra.
[0075] O módulo de seleção de pulso 303 seleciona o formato do pulso específico a ser transmitido. Pode compreender um gerador de pulso, que fornece ao módulo transmissor um padrão de pulso eletrônico que será convertido em pulsos ultrassônicos pelo transdutor. O módulo de seleção de pulso pode ter acesso a uma pluralidade de formas de pulso predefinidas armazenadas em uma memória 314. O módulo de seleção de pulso pode selecionar o formato do pulso a ser transmitido automaticamente ou com base na entrada do usuário. O formato do pulso pode ser selecionado na dependência do tipo de recurso estrutural que é gerado, sua profundidade, tipo de material, etc. Em geral, o formato do pulso deve ser selecionado para otimizar a informação que pode ser recolhida pelo processador de sinal 305 e/ou melhorada pelo módulo de intensificação de imagem 310, a fim de fornecer ao operador uma imagem de qualidade do objeto.
[0076] A localização do aparelho de varredura pode ser detectada por um sensor de localização 320. O sensor de localização 320 pode compreender um ou mais sistemas de posicionamento. O sensor de localização pode ser acoplado ao processador e à memória 314. O sistema pode ser configurado de modo que as localizações detectadas pelo sensor de localização possam ser armazenadas na memória e sejam acessíveis ao processador.
[0077] O sistema pode compreender uma unidade de instrução disposta para fornecer instruções a um usuário do sistema de varredura. A unidade de instrução pode ser configurada para fornecer as instruções para o usuário na dependência de uma localização detectada pelo sensor de localização. O processador 305 pode compreender a unidade de instrução 322. Em alguns exemplos, a unidade de instrução pode ser configurada para causar exibição das instruções em um indicador, como um monitor. O indicador no qual as instruções são exibidas pode ser local para o aparelho de varredura. Por exemplo, o aparelho de varredura pode compreender o indicador. O indicador pode ser remoto a partir do aparelho de varredura, por exemplo, compreendido em um PC ao qual o aparelho de varredura pode ser acoplado.
[0078] Uma unidade de configuração pode ser fornecida que é disposta para configurar o aparelho de varredura na dependência da localização detectada. A unidade de configuração 324 pode ser acoplada ao processador 305 e à memória 314. A unidade de configuração tem acesso adequado às localizações detectadas por meio da memória, mas em alguns exemplos pode adicional ou alternativamente acoplar diretamente ao sensor de localização 320.
[0079] A localização pode compreender informações de posição e/ou orientação em relação a um quadro de referência desejado. O quadro de referência pode compreender uma bancada de trabalho na qual um objeto a ser fotografado está localizado, uma sala ou hangar no qual um objeto a ser fotografado está localizado, um objeto a ser fotografado (por exemplo, um carro ou um avião) ou uma parte de o objeto a ser fotografado (por exemplo, uma seção da asa de um avião)).
[0080] A localização pode ser determinada em 2D (como sobre uma superfície 2D de um objeto, incluindo uma superfície curva ou não plana) e/ou em 3D. A localização pode ser determinada em até seis graus de liberdade, por exemplo, a localização pode compreender uma posição ao longo de cada um dos eixos x, y e z e uma rotação em torno de cada um dos eixos x, y e z.
[0081] O sensor de localização é preferencialmente configurado para determinar a localização do aparelho de varredura em relação ao quadro de referência gerando dados de localização no próprio aparelho de varredura, monitorando a localização do aparelho de varredura remotamente a partir do aparelho de varredura, ou alguma combinação desses métodos.
[0082] As instruções para o usuário podem compreender uma instrução para reorientar o aparelho de varredura na localização detectada. Isso pode garantir que o aparelho de varredura seja aplicado de maneira ideal à orientação conhecida do objeto, como uma parte do avião, naquela localização detectada. O sistema pode ter conhecimento de um recurso, como um defeito ou um defeito reparado, no objeto adjacente à localização do aparelho de varredura, e pode instruir o usuário a aplicar o aparelho de varredura de modo a obter dados de imagem do objeto de forma otimizada. Em um exemplo ilustrado na Figura 4, uma solda 402 é mostrada em um objeto 404. A localização da solda pode ser conhecida. O sistema pode determinar que é apropriado varrer o objeto adjacente à solda em um ângulo com a vertical (em relação à orientação da Figura 4). No exemplo ilustrado, a direção de varredura desejável está em um ângulo de aproximadamente 45 graus com a vertical. Localizar um aparelho de varredura 406 nesta localização permite que dados adicionais sejam obtidos em relação à solda do que se o aparelho de varredura fosse simplesmente mantido na vertical adjacente à solda.
[0083] Em alguns exemplos, o sistema é configurado para detectar desgaste no aparelho de varredura, ou em uma porção do aparelho de varredura, na dependência da orientação do aparelho de varredura. Conhecimento da localização na qual o aparelho de varredura está localizado permite uma determinação de uma orientação da superfície do objeto nessa localização. Com base na orientação do aparelho de varredura, o ângulo do aparelho de varredura em relação à superfície do objeto pode ser determinado. Onde este ângulo é, digamos, 2-3 graus diferente do ângulo esperado, pode ser indicativo que a superfície do aparelho de varredura, por exemplo a superfície do transdutor ou do acoplamento, está desgastada. Dependendo da determinação de que uma parte do aparelho de varredura está desgastada, o sistema pode solicitar que o usuário substitua a parte desgastada. Isso pode garantir que a operação do sistema permaneça dentro das tolerâncias desejadas. O ângulo no qual o sistema determina que uma parte está desgastada pode ser pré-selecionado e/ou configurável pelo usuário.
[0084] Em alguns exemplos, as instruções para o usuário compreendem uma instrução para verificar novamente o objeto, por exemplo, para realizar uma ou mais varreduras adicionais na mesma localização. Assim, o usuário pode ser solicitado a examinar uma área do objeto que já foi varrida pelo aparelho de varredura.
[0085] A instrução para varrer novamente o objeto pode ser fornecida para o usuário na dependência de uma medida de qualidade associada com uma varredura anterior, ou uma medida de qualidade associada com uma combinação de varreduras anteriores. A medida de qualidade pode compreender uma medida da relação sinal-ruído de dados obtidos durante uma ou mais varreduras anteriores.
[0086] Com referência à Figura 7, um método pode compreender detectar a localização do aparelho de varredura
701. Configuração do aparelho de varredura pode ser realizada na dependência da localização detectada 702. Instruções podem ser fornecidas para um usuário na dependência da localização detectada 703. Opcionalmente, o método pode ainda compreender um ou mais de fornecer uma instrução para reorientar o aparelho de varredura 704, para varrer novamente um objeto 705, por exemplo, uma localização particular em um objeto, e para varrer uma nova localização em um objeto 706.
[0087] Uma vez obtido, o processador pode analisar dados de uma varredura. A análise pode revelar informações relacionadas à qualidade dos dados. Essas informações podem assumir a forma de uma medida de qualidade associada aos dados obtidos de uma ou mais varreduras, que pode ser um valor numérico atribuído aos dados na dependência do processamento dos dados. O processamento dos dados pode compreender o processamento dos dados em relação a métricas conhecidas, como um limite. A medida de qualidade pode compreender a relação sinal-ruído (SNR) dos dados.
[0088] Adequadamente, os dados de uma única varredura podem ser processados para gerar uma medida de qualidade para esses dados. Mais de uma varredura pode ser obtida em relação a uma determinada área de varredura da superfície do objeto ou um determinado volume de varredura do objeto. Essas varreduras múltiplas podem ser combinadas, por exemplo, pelo processador. Em alguns exemplos, os dados das múltiplas varreduras podem ser calculados. Outras técnicas de combinação seriam evidentes para a pessoa versada. Onde a localização do aparelho de varredura muda entre varreduras, o processador é adequadamente configurado para acessar a localização detectada do aparelho de varredura no qual a varredura foi realizada e para processar as varreduras na dependência dessa localização detectada ou daquelas localizações detectadas.
[0089] Por exemplo, onde o aparelho de varredura faz uma varredura em uma localização em um na superfície de um objeto, então se move lateralmente para uma outra localização de varredura que se sobrepõe parcialmente com a primeira localização de varredura, o processador pode ser configurado para combinar dados a partir de duas varreduras em relação à área de sobreposição na superfície (e o volume de sobreposição das varreduras).
[0090] Com referência à Figura 8, um método pode compreender varredura de um objeto em uma pluralidade de localizações 801. A localização do aparelho de varredura em relação a cada varredura pode ser determinada 802. Uma imagem pode ser gerada na dependência da pluralidade de varreduras e as localizações detectadas 803.
[0091] À medida que um maior número de varreduras de uma determinada área de varredura ou volume de varredura é obtido e combinado pelo processador, a qualidade dos dados resultantes tende a melhorar. Por exemplo, onde os dados de uma série de varreduras são combinados, o SNR provavelmente aumentará.
[0092] Em alguns exemplos, o sistema de varredura é configurado de modo que um usuário seja instruído a obter dados que satisfaçam uma determinada medida de qualidade, por exemplo, um limite de SNR. O processador é preferencialmente configurado para acessar uma memória na qual uma medida de qualidade dos dados obtidos pelo aparelho de varredura pode ser armazenada, e na qual uma ou mais medidas desejadas de qualidade podem ser armazenadas. Por exemplo, o SNR atual dos dados (ou dados combinados) pode ser armazenado na memória. O limite de SNR desejado pode ser armazenado na memória. O processador é configurado adequadamente para comparar a medida atual de qualidade com a medida de qualidade desejada para determinar se a medida de qualidade é satisfeita. Se a medida de qualidade for satisfeita, por exemplo, onde o SNR atual é igual ou superior ao limite de SNR, o sistema de varredura pode solicitar que o usuário vá para outra localização de varredura. Quando a medida de qualidade ainda não for satisfeita, por exemplo, onde o SNR atual é inferior ao limite de SNR, o sistema de varredura pode solicitar ao usuário para varrer novamente a localização, assim para obter dados adicionais e melhorar o SNR.
[0093] Este método permite um uso eficiente do sistema de varredura. Em situações em que dados de melhor qualidade podem ser obtidos de cada varredura, um número menor de varreduras pode ser executado para satisfazer a medida de qualidade desejada. Em situações onde a qualidade dos dados de cada varredura é inferior, um maior número de varreduras pode ser realizado para garantir que a medida de qualidade seja satisfeita. O presente método permite, assim, uma variação dinâmica do número de varreduras realizadas na dependência dos dados obtidos, por exemplo, na medida de qualidade obtida dos dados. Esta variação dinâmica do número de varreduras pode significar que as varreduras não são realizadas desnecessariamente (onde a medida de qualidade já é satisfeita), o que pode economizar tempo. A variação dinâmica do número de varreduras pode significar que os dados necessários para garantir que a medida de qualidade seja satisfeita são obtidos enquanto o aparelho de varredura está no lugar adjacente ao objeto, e evita a necessidade de configurar a varredura na mesma localização em um momento posterior. Este método também pode ajudar a reduzir o tempo geral necessário para obter as varreduras desejadas, em particular quando é difícil e/ou demorado acessar a localização de varredura.
[0094] Com referência à Figura 9, um método pode compreender varredura de um objeto usando um aparelho de varredura, e determinar uma medida de qualidade associada com os dados obtidos a partir da varredura 901. Uma determinação pode ser feita quanto a se deve ou não varrer novamente o objeto na mesma localização na dependência da medida determinada de qualidade 902.
[0095] As varreduras de uma determinada área não precisam ser realizadas sequencialmente com o aparelho de varredura permanecendo em uma localização fixa adjacente a essa área. É possível que o aparelho de varredura seja colocado em diferentes localizações no objeto, e/ou movido através do objeto. O sensor de localização é configurado para detectar a localização do aparelho de varredura em relação a cada varredura. O processador pode ser configurado para usar essa localização detectada, junto com os dados a partir da varredura, para combinar esses dados com dados de outras varreduras.
[0096] Em alguns exemplos, as instruções para o usuário podem compreender uma instrução para mover o aparelho de varredura para uma nova localização. O processador pode detectar um recurso no objeto, e pode instruir o usuário para mover o aparelho de varredura em uma direção de modo a explorar o recurso detectado. Por exemplo, onde um recurso tem uma extensão longitudinal na direção x, o sistema de varredura pode instruir o usuário a se mover ao longo da direção x, uma vez que o recurso foi detectado, de modo a garantir que o recurso seja caracterizado ao longo de seu comprimento.
[0097] Em alguns exemplos, o usuário pode ser instruído a mover o aparelho de varredura para longe de um padrão de varredura predeterminado, como para determinar a extensão longitudinal de um recurso detectado. As instruções para o usuário podem compreender uma instrução para mover de volta em direção ao padrão de varredura predeterminado.
[0098] O sistema de varredura pode compreender um indicador para indicar ao usuário uma direção na qual mover o aparelho de varredura. O indicador pode compreender um monitor. O indicador pode compreender uma matriz de luzes, que podem acender de acordo com a direção na qual o aparelho de varredura deve ser movido. O indicador pode compreender uma série de setas, por exemplo, setas apontando para cima, para baixo, para a esquerda e para a direita. Adicional ou alternativamente, setas indicando outras direções podem ser fornecidas.
[0099] O aparelho de varredura pode compreender o indicador. Um exemplo de um aparelho de varredura que compreende um indicador é ilustrado na Figura 5. A Figura 5 mostra setas 501 localizadas no aparelho de varredura 502. As setas podem ser pelo menos parcialmente translúcidas e podem ser fornecidas de modo a cobrir as respectivas luzes. A iluminação das luzes fará com que a seta correspondente se acenda, indicando uma direção para o usuário.
[0100] Assim, o usuário do aparelho de varredura pode ser informado sobre a direção na qual mover o aparelho de varredura sem a necessidade de se referir a um indicador remoto. Isso pode ser particularmente útil quando o aparelho de varredura está sendo usado distante do restante do sistema de varredura. Esse pode ser o caso em que, por exemplo, o objeto que está sendo verificado é grande e o usuário monta uma escada para verificar uma parte relativamente alta do objeto. Seria inconveniente se o usuário tivesse que retornar ao fundo da escada para descobrir em qual direção o aparelho de varredura deve ser movido. Fornecer o indicador no aparelho de varredura é, portanto, mais conveniente.
[0101] Em alguns exemplos o indicador pode ser fornecido no computador tipo tablet ao qual o aparelho de varredura pode ser acoplado.
[0102] As instruções para o usuário podem compreender uma instrução para mover o aparelho de varredura de modo a gerar imagens de um volume interno do objeto de uma localização diferente. Por exemplo, quando uma superfície como uma superfície superior de um objeto está sendo varrida pelo aparelho de varredura, e um recurso como um defeito é detectado dentro do volume varrido, o sistema pode instruir o usuário para varrer o objeto de um reverso (neste exemplo, uma superfície inferior). Isso pode fornecer detalhes adicionais sobre o recurso detectado, permitindo uma caracterização mais precisa desse recurso.
[0103] A superfície a partir da qual o usuário é instruído a varrer novamente o volume varrido não precisa ser oposta à superfície de varredura inicial. Em alguns exemplos, um recurso pode ser detectado perto de um canto e, após uma varredura inicial do canto de um lado, o sistema de varredura pode instruir o usuário a fazer a varredura do canto do outro lado. Esta combinação de direções de varredura permite que o sistema obtenha dados mais precisos relacionados aos recursos detectados dentro do objeto.
[0104] Exemplos de varredura de um objeto de diferentes localizações são ilustrados nas Figuras 6a e 6b. A Figura 6a mostra um objeto 601 que compreende um recurso de subsuperfície 602. O objeto pode ser varrido por um aparelho de varredura em uma localização (indicada em 603; a seta indica a direção da varredura). O objeto pode ser varrido novamente por um aparelho de varredura em uma outra localização, voltado para a primeira localização de varredura (indicada em 604; a seta indica a direção da varredura). Ambas as varreduras criarão a imagem do recurso de subsuperfície 602, permitindo que uma imagem mais precisa desse recurso seja gerada.
[0105] A Figura 6b mostra um objeto 610 que compreende um recurso de subsuperfície 612. O objeto pode ser varrido por um aparelho de varredura em uma localização (indicada em 613; a seta indica a direção da varredura). O objeto pode ser varrido novamente por um aparelho de varredura em uma outra localização, próxima à primeira localização e angularmente deslocado a partir dele (indicado em 614; a seta indica a direção da varredura). Ambas as varreduras criarão a imagem do recurso de subsuperfície 612, permitindo que uma imagem mais precisa desse recurso seja gerada.
[0106] Em alguns exemplos, o sensor de localização compreende um sistema de posicionamento local. O sistema de posicionamento local é configurado para gerar dados de localização no aparelho de varredura. Os dados de localização gerados pelo sistema de posicionamento local podem ser dados de localização absolutos, por exemplo, dados indicando a localização do aparelho de varredura em relação ao quadro de referência, e/ou dados de localização relativos, por exemplo, dados em relação a uma localização conhecida. Dados de localização relativos podem, em alguns exemplos, compreender uma indicação de uma distância através da qual o aparelho de varredura foi movido de uma localização conhecida, e/ou um ângulo através do qual o aparelho de varredura foi girado de uma orientação conhecida. Os dados de localização relativos são úteis quando usados em combinação com dados de localização absolutos (por exemplo, uma localização de início conhecida e/ou uma orientação de início conhecida) para determinar como o aparelho de varredura é movido. Os dados de localização relativos podem, em alguns exemplos, ser usados para aumentar a precisão da determinação de localização em comparação com o uso apenas dos dados de localização absolutos.
[0107] O sistema de posicionamento local pode compreender um codificador rotacional. O codificador rotacional pode incluir uma bola para se mover sobre uma superfície do objeto e um ou mais codificadores acoplados à bola para detectar a rotação da bola em pelo menos uma direção. O codificador rotacional pode compreender duas rodas codificadoras (ou cilindros) configuradas para girar em torno dos respectivos eixos que são angularmente deslocados, por exemplo perpendiculares, um do outro. As rodas codificadoras estão adequadamente em contato com a bola e configuradas para girar na dependência da rotação da bola.
[0108] Adequadamente, o codificador rotacional é configurado para detectar movimento em direções perpendiculares, por exemplo, direções x e y. Em alguns exemplos, uma única roda codificadora pode ser fornecida para detectar movimento em uma única direção. Em alguns exemplos onde duas rodas codificadoras são fornecidas, as rodas codificadoras não precisam girar em torno dos respectivos eixos que são perpendiculares entre si.
[0109] A bola é, em pelo menos alguns exemplos, disposta em direção a um lado do aparelho de varredura configurado para ficar de frente para o objeto. A bola se projeta preferencialmente do lado do aparelho de varredura configurado para ficar de frente para o objeto. Em alguns exemplos, a bola é montada em um mecanismo resiliente que é móvel em relação ao aparelho de varredura, de modo que a bola pode ser movida para dentro e para fora do aparelho de varredura. Este arranjo permite que a bola entre em contato com a superfície do objeto, de modo a detectar o movimento do aparelho de varredura ao longo desse objeto, enquanto ao mesmo tempo permite que a superfície de transmissão de ultrassom do aparelho de varredura seja aplicada ao objeto com a força desejada. Em alguns exemplos, o fornecimento da bola não afeta a força com a qual o aparelho de varredura pode ser aplicado à superfície do objeto.
[0110] Cada roda do codificador é configurada para emitir um sinal que é indicativo de uma distância em que o aparelho de varredura é movido ao longo da superfície do objeto em uma direção detectada por essa roda do codificador. No exemplo acima onde uma roda do codificador é configurada para detectar a distância ao longo de uma direção x, e uma outra roda do codificador é configurada para detectar a distância ao longo de uma direção y, o sistema de posicionamento local pode emitir um sinal indicativo da distância movida na direção x e um outro sinal indicativo da distância movida na direção y. Observe que as direções x e y conforme referenciadas neste documento não precisam ser orientadas em qualquer direção particular em relação a um quadro de referência, como o objeto ou um ambiente do objeto. Em vez disso, as direções x e y denotam que, nesses exemplos, as direções são perpendiculares entre si.
[0111] O sistema de posicionamento local pode compreender um sistema de posicionamento óptico. O sistema de posicionamento óptico pode ser configurado para determinar uma alteração na posição na dependência da detecção de luz refletida de uma superfície de um objeto conforme o aparelho de varredura é movido através da superfície. O sistema de posicionamento óptico pode detectar luz refletida especularmente de uma superfície de um objeto.
[0112] Em alguns exemplos, o sistema de posicionamento local compreende uma unidade de medição inercial. A unidade de medição inercial pode compreender um giroscópio e/ou um acelerômetro. A unidade de medição inercial pode compreender um acelerômetro de um eixo. A unidade de medição inercial pode compreender um acelerômetro de dois eixos. A unidade de medição inercial pode compreender um acelerômetro de três eixos.
[0113] Adequadamente, o sistema de posicionamento local acopla a uma interface de E/S de propósito geral do aparelho de varredura. O aparelho de varredura pode compreender um módulo transdutor que compreende o transdutor. O sistema de posicionamento local pode ser fornecido no módulo transdutor, por exemplo, adjacente ao transdutor. Exemplos de tais arranjos são ilustrados nas Figuras 12a e 12b. A Figura 12a mostra um módulo transdutor 1200 que compreende um transdutor 1202 e um sistema de posicionamento local 1204. O transdutor 1202 está localizado em uma superfície do módulo transdutor para ficar de frente a um objeto em teste. O sistema de posicionamento local é fornecido na mesma superfície do módulo transdutor, adjacente ao transdutor. O sistema de posicionamento local está localizado dentro de um compartimento do módulo transdutor. Localizar o sistema de posicionamento local dessa forma pode ajudar a proteger o sistema de posicionamento local.
[0114] Como discutido em outro lugar neste documento, o sistema de posicionamento local pode compreender um codificador rotacional e/ou um sistema de posicionamento óptico. Fornecer o sistema de posicionamento local na superfície do módulo transdutor para ficar de frente para o objeto em teste permite o sistema de posicionamento local determinar uma posição local, ou uma posição local relativa, como o módulo transdutor é movido através de uma superfície do objeto em teste.
[0115] Uma configuração alternativa é ilustrada na Figura 12b. Como com o exemplo ilustrado na Figura 12a, o módulo transdutor 1200 compreende um transdutor 1202 e um sistema de posicionamento local 1204. Neste exemplo, no entanto, o sistema de posicionamento local é acoplado ao exterior de um compartimento do módulo transdutor. Este método pode simplificar a fabricação do módulo transdutor. Conforme ilustrado, o transdutor 1202 pode ser fornecido em todo o interior do compartimento do módulo transdutor. Isso pode simplificar a retenção do transdutor dentro do compartimento. Este método também facilita um retroajuste do sistema de posicionamento local aos módulos transdutores existentes. Não há necessidade de redesenhar o módulo transdutor de modo a fornecer o sistema de posicionamento local dentro da caixa. Em vez disso, o sistema de posicionamento local pode ser proveitosamente fornecido externamente ao alojamento, como parte do módulo transdutor. Adequadamente, o sistema de posicionamento local é fornecido de modo a engatar na superfície do objeto em teste, e. de uma maneira semelhante ao sistema de posicionamento local ilustrado na Figura 12a.
[0116] O sistema de posicionamento local pode ser fornecido tal que a superfície do sistema de posicionamento local para ficar de frente para o objeto é ao longo do mesmo plano como a superfície do transdutor para ficar de frente para o objeto. Adequadamente, a superfície do sistema de posicionamento local e a superfície do transdutor são contínuas uma com a outra ou substancialmente contínuas.
[0117] Localizar o sistema de posicionamento local adjacente ao transdutor pode aumentar a precisão da determinação do posicionamento local em relação à parte do objeto em teste. Por exemplo, onde o objeto não é um objeto plano, pode ser útil posicionar o sistema de posicionamento local adjacente ou relativamente próximo ao transdutor de modo que o sistema de posicionamento local possa engatar com a superfície do objeto como a superfície do objeto é varrido pelo transdutor.
[0118] Um arranjo alternativo será agora descrito com referência às Figuras 13a e 13b. Em alguns casos de uso, o módulo transdutor pode ser colocado diretamente contra o objeto em teste. Em tais casos, os arranjos das Figuras 12a e 12b podem ser usados. Em outros casos de uso, pode ser desejável fornecer um acoplamento, como um acoplamento seco, entre o transdutor e a superfície do objeto em teste. Isso pode ser feito para melhorar a transmissão do ultrassom para o objeto e/ou para introduzir um atraso desejado no tempo de recebimento da reflexão no transdutor. O acoplamento pode ser fornecido por meio de uma sapata de acoplamento, conforme ilustrado nas Figuras 13a e 13b. A Figura 13a mostra um módulo transdutor 1300 que compreende um transdutor 1302. Um sistema de posicionamento local 1304 é fornecido em ou como parte de um acoplamento 1306, tal como uma sapata de acoplamento. O sistema de posicionamento local pode ser conectado ao módulo transdutor, por exemplo, a uma interface de E/S de propósito geral do módulo transdutor por uma conexão com fio 1308 e/ou sem fio. Onde o sistema de posicionamento local 1304 compreende um módulo de conexão sem fio, o sistema de posicionamento local pode, adicional ou alternativamente, conectar-se diretamente a um sistema remoto.
[0119] O sistema de posicionamento local pode ser fornecido exterior ao acoplamento (por exemplo, montado em uma superfície externa do acoplamento), conforme ilustrado na Figura 13a, ou interno ao acoplamento (por exemplo, como parte do acoplamento ou em um recesso no acoplamento) conforme ilustrado na Figura 13b.
[0120] Adequadamente, o sistema de posicionamento local 1304 é fornecido de modo que uma superfície do sistema de posicionamento local para enfrentar o objeto em teste esteja ao longo do mesmo plano que a superfície do acoplamento para enfrentar o objeto. Adequadamente, a superfície do sistema de posicionamento local e a superfície do acoplamento são contínuas uma com a outra ou substancialmente contínuas.
[0121] Será entendido que arranjos podem ser fornecidos, em que um módulo transdutor que tem um primeiro sistema de posicionamento local tanto dentro quanto fora do alojamento pode ser dotado de um acoplamento que compreende um segundo sistema de posicionamento local. Neste caso, o primeiro sistema de posicionamento local pode ser usado onde o módulo transdutor é usado sem um acoplamento, e o segundo sistema de posicionamento local pode ser usado onde o módulo transdutor é usado com o acoplamento. Este método fornece flexibilidade no uso do módulo transdutor e dos sistemas de posicionamento local.
[0122] Os exemplos do sistema de posicionamento local descrito acima com referência à Figuras 12 e 13 são configurados para fazer interface com uma superfície de um objeto em teste de modo a determinar uma posição local ou movimento local relativo.
[0123] O sistema de posicionamento local pode ser configurado para determinar uma posição local ou movimento local relativo sem a necessidade de interface com uma superfície de um objeto em teste. Por exemplo, o sistema de posicionamento local pode compreender um giroscópio.
[0124] Em algumas implementações, o sistema de posicionamento local pode compreender um arranjo configurado para determinar a posição local ou movimento local relativo que faz interface com uma superfície de um objeto em teste e um outro arranjo configurado para determinar a posição local ou movimento local relativo sem a necessidade de interface com uma superfície de um objeto em teste. Em outras implementações, apenas um desses arranjos precisa ser fornecido.
[0125] Onde o sistema de posicionamento local compreende um arranjo que não precisa fazer interface com o objeto diretamente, como um giroscópio, o sistema de posicionamento local não precisa estar localizado na superfície de varredura do módulo transdutor. Em tais casos, o sistema de posicionamento local pode ser fornecido na parte superior do módulo transdutor, ou seja, longe da superfície de varredura. Esta localização é conveniente, uma vez que, em algumas implementações do módulo transdutor, a porta de E/S de propósito geral, à qual o sistema de posicionamento local está adequadamente acoplado, pode ser localizada na parte superior do módulo transdutor. Esta posição do sistema de posicionamento local também permite que uma superfície de varredura mais compacta seja fornecida. Onde o sistema de posicionamento local é espaçado do transdutor, o posicionamento relativo do sistema de posicionamento local e do transdutor pode ser determinado, adequadamente durante a fabricação, de modo que a localização do transdutor possa ser determinada pelo sistema de posicionamento local.
[0126] Em alguns exemplos, o sensor de localização compreende um sistema de posicionamento remoto. O sistema de posicionamento remoto é preferencialmente configurado para determinar os dados de localização absolutos. O sistema de posicionamento remoto pode compreender um emissor fornecido no aparelho de varredura e uma pluralidade de detectores localizados remotamente a partir do aparelho de varredura. Em alguns exemplos, um ou mais emissor pode ser fornecido remoto a partir do aparelho de varredura, e um ou mais detector pode ser fornecida no aparelho de varredura.
[0127] O emissor pode emitir radiação eletromagnética e os detectores podem ser configurados para detectar a radiação emitida. Em alguns exemplos, o emissor é uma luz infravermelha e os detectores são sensores de imagem configurados para detectar luz infravermelha.
[0128] Em outros exemplos, o emissor pode emitir ondas de rádio, e os detectores podem ser detectores de rádio. O sistema de posicionamento remoto pode determinar os dados de localização absolutos triangulando a radiação emitida eletromagnética. O sistema de posicionamento remoto pode determinar os dados de localização absolutos usando medições de tempo de voo da radiação emitida eletromagnética.
[0129] O aparelho de varredura pode compreender o emissor.
[0130] Preferencialmente, o sistema de varredura, por exemplo, o sensor de localização do sistema de varredura, é configurado para combinar dados de uma pluralidade de sistemas de posicionamento. A pluralidade de sistemas de posicionamento pode compreender pelo menos um sistema de posicionamento local. A pluralidade de sistemas de posicionamento pode compreender pelo menos um sistema de posicionamento remoto. Preferencialmente, a pluralidade de sistemas de posicionamento compreende pelo menos um sistema de posicionamento local e pelo menos um sistema de posicionamento remoto.
[0131] Em algumas situações, um sistema de posicionamento remoto pode não ser capaz de determinar exclusivamente uma localização em um objeto em todos os momentos. Um exemplo disso é quando o sistema de posicionamento remoto compreende transmissores e receptores infravermelhos. Onde os transmissores infravermelhos estão sempre visíveis para os receptores infravermelhos, é possível determinar onde o aparelho de varredura está localizado. No entanto, pode ser o caso em que um usuário opera o aparelho de varredura, outro objeto ou uma parte do próprio aparelho de varredura bloqueia a visão entre um transmissor e um receptor. Quando isso ocorre, o sistema de posicionamento remoto que compreende os transmissores e receptores infravermelhos pode não ser mais capaz de determinar com precisão a posição do aparelho de varredura.
[0132] Um sistema de posicionamento adicional pode ser fornecido que pode aumentar a precisão da localização do aparelho de varredura em situações como a descrita acima.
[0133] O sistema de posicionamento adicional é capaz de determinar uma primeira posição em um primeiro quadro de referência e uma segunda posição em um segundo quadro de referência. O sistema de posicionamento adicional pode determinar uma transformação entre o segundo quadro de referência e o primeiro quadro de referência, desse modo para determinar a segunda posição no primeiro quadro de referência.
[0134] O primeiro quadro de referência permite adequadamente que as posições sejam determinadas exclusivamente para o objeto. Por exemplo, o primeiro quadro de referência pode, por exemplo, se relacionar ao objeto como um todo, a uma parte exclusivamente determinável do objeto, a uma bancada na qual o objeto pode ser localizado, ou a uma sala ou hangar em que o objeto é localizável. O segundo quadro de referência pode ser tal que não permita que as posições sejam determinadas exclusivamente para o objeto. Por exemplo, o segundo quadro de referência pode se relacionar a uma parte do objeto que pode ser indistinguível de outra parte do objeto.
[0135] Por exemplo, o sistema de posicionamento adicional pode ser usado a duas distâncias do objeto. Uma primeira distância é maior do que uma segunda distância. Na primeira distância do objeto, o sistema de posicionamento adicional tem um campo de visão relativamente mais amplo. Assim, este campo de visão relativamente mais amplo pode definir o primeiro quadro de referência. Onde o campo de visão relativamente mais amplo abrange o objeto como um todo, uma posição no objeto pode ser determinada de forma única. Note- se que o campo de visão relativamente mais amplo não precisa abranger todo o objeto para que a posição seja exclusivamente determinável.
[0136] Na segunda distância do objeto, o sistema de posicionamento adicional tem um campo de visão relativamente mais estreito (isto é, mais estreito do que o campo de visão relativamente mais amplo na primeira distância). O campo de visão relativamente mais estreito pode definir o segundo quadro de referência. Onde o campo de visão relativamente mais estreito não abrange quaisquer características únicas do objeto, pode não ser possível definir uma posição no segundo quadro de referência de uma forma que seja única para o objeto, uma vez que a localização relativa do segundo quadro de referência ao objeto pode não ser conhecido.
[0137] A referência será feita às Figuras 17a e 17b, que ilustram como diferentes campos de visão de um objeto, como uma asa de aeronave, podem se relacionar uns com os outros. A Figura 17a mostra uma representação de uma porção de uma asa 1702 em um primeiro campo de visão. O primeiro campo de visão abrange a maior parte da asa. A asa pode ser localizada em um hangar de aeronaves. O primeiro quadro de referência, indicado em 1704, pode ser definido por (x1, y1). O primeiro quadro de referência refere-se ao hangar. Assim, uma posição no primeiro quadro de referência pode definir exclusivamente uma localização na asa.
[0138] A Figura 17b mostra a mesma porção da asa 1702 como na Figura 17a. Dois outros campos de visão são indicados na Figura 17b. Um segundo campo de visão é indicado em 1706. Um segundo quadro de referência, no segundo campo de visão, pode ser definido por (x2, y2). Um terceiro campo de visão é indicado em 1708. Um terceiro quadro de referência, no terceiro campo de visão, pode ser definido por (x3, y3). Cada um do segundo campo de visão e do terceiro campo de visão são mais estreitos do que o primeiro campo de visão. Em muitas situações, pode não ser possível determinar uma relação espacial entre um ponto (xi; yi) no segundo quadro de referência e esse ponto (ou outro ponto) em outro quadro de referência,
por exemplo, o primeiro quadro de referência ou o terceiro quadro de referência. A localização do ponto (xi; yi) no segundo quadro de referência pode, portanto, não ser capaz de ser determinada exclusivamente em relação à asa 1702.
[0139] A uma distância relativamente maior, um campo de visão relativamente mais amplo (por exemplo, o primeiro campo de visão) pode permitir que um ponto em um objeto seja determinado de forma única. A uma distância relativamente menor, um campo de visão relativamente mais estreito (por exemplo, o segundo campo de visão ou o terceiro campo de visão) pode não permitir que um ponto no objeto seja determinado exclusivamente. Portanto, é útil considerar como transformar uma posição de um referencial em outro.
[0140] Um ou mais marcadores 1710 podem ser fornecidos, os quais podem fornecer uma ligação entre o primeiro quadro de referência e o segundo quadro de referência. O um ou mais marcadores podem ser montados no objeto, posicionalmente rápido em relação ao objeto ou de outra forma engatados com o objeto. Por exemplo, um ou mais marcadores podem ser fixados a um objeto de forma adesiva, magnética, por meio de uma ventosa e assim por diante. Geralmente, um ou mais marcadores podem ser anexados ao objeto ou em registro com o objeto de qualquer maneira adequada. Por exemplo, um marcador pode ser retido em um objeto sob a influência da gravidade. Embora reter um marcador em um objeto usando apenas a gravidade seja provavelmente suficiente em alguns casos, é geralmente desejável anexar marcadores de uma maneira mais segura, por exemplo, de modo a ser capaz de anexar marcadores com segurança a superfícies inclinadas.
[0141] Adequadamente, os marcadores são fixados ou retidos no objeto de uma forma que não afeta a estrutura do objeto. Assim, danos ao objeto podem ser evitados.
[0142] Adequadamente, cada um de uma pluralidade de marcadores é distinguível um do outro. Adequadamente, o ou cada marcador é configurado de modo que uma rotação do marcador possa ser determinada, por exemplo, o ou cada marcador pode compreender um recurso rotacionalmente assimétrico.
[0143] A maneira pela qual os marcadores podem fornecer à ligação entre o primeiro quadro de referência e o segundo quadro de referência será agora explicada. Um ou mais marcadores podem ser aplicados ao objeto e o sistema de posicionamento adicional usado na primeira distância para determinar as localizações no objeto de cada um dos marcadores no primeiro quadro de referência. Assim, a posição de cada marcador pode ser determinada exclusivamente no objeto.
[0144] O sistema de posicionamento adicional pode ser usado na segunda distância, por exemplo, obtendo uma representação do objeto no campo de visão mais estreito, para determinar uma localização no objeto no segundo quadro de referência em relação a um ou mais dos marcadores. Com base no conhecimento da posição no primeiro quadro de referência desses um ou mais marcadores, o local determinado no segundo quadro de referência pode então ser transformado em uma posição no primeiro quadro de referência, e a localização no objeto determinado exclusivamente.
[0145] Onde cada marcador é distinto, é apenas necessário que a representação do objeto no segundo campo de visão mais estreito englobe um único marcador. Onde a orientação do marcador pode ser determinada exclusivamente, ou seja, onde o marcador não tem simetria rotacional, a presença desse marcador é suficiente para ser capaz de determinar de forma única uma localização no objeto como um todo, ou seja, no primeiro quadro de referência. Onde o marcador tem simetria rotacional, pode ser necessário que a representação do objeto no segundo campo de visão mais estreito englobe dois ou mais marcadores, ou pelo menos um marcador e outro recurso distintivo, como uma borda do objeto. Neste caso, a orientação do segundo quadro de referência em relação ao primeiro quadro de referência pode ser determinada exclusivamente. Assim, neste caso, os marcadores não precisam ser distintos uns dos outros.
[0146] O sistema de posicionamento adicional pode compreender um dispositivo de captura de imagem para capturar imagens do objeto e/ou um ou mais marcadores. Adequadamente, os marcadores são visualmente distinguíveis uns dos outros. O primeiro campo de visão (relativamente mais amplo) do dispositivo de captura de imagem na primeira distância pode definir o primeiro quadro de referência. O segundo campo de visão (relativamente mais estreito) do dispositivo de captura de imagem na segunda distância pode definir o segundo quadro de referência. O dispositivo de captura de imagem pode compreender uma câmera. O dispositivo de captura de imagem pode compreender um CCD.
[0147] Assim, o dispositivo de captura de imagem do sistema de posicionamento adicional pode ser usado para capturar uma imagem de uma pluralidade de marcadores quando a uma primeira distância do objeto, como uma asa de um avião. Ao se aproximar da asa, o campo de visão do dispositivo de captura de imagem pode abranger apenas um único marcador. Apesar disso, uma localização em uma imagem capturada pelo dispositivo de captura de imagem ainda pode ser determinada exclusivamente em relação ao objeto (por exemplo, a asa) como um todo.
[0148] O sensor de localização pode ser configurado para combinar os dados a partir da pluralidade de sistemas de posicionamento na dependência de uma medida de precisão de cada sistema de posicionamento.
[0149] Por exemplo, os dados podem ser combinados de uma forma que enfatiza dados mais precisos. Em alguns exemplos, uma combinação ponderada de dados pode ser realizada. A ponderação aplicada aos dados de cada sistema de posicionamento pode ser baseada na medida de precisão desse sistema de posicionamento.
[0150] A medida de precisão pode compreender uma estimativa da precisão do sistema de posicionamento. A medida de precisão pode compreender uma precisão calibrada do sistema de posicionamento. A medida de precisão pode compreender um médio precisão do sistema de posicionamento.
[0151] Em alguns exemplos, a ponderação pode ser selecionada pelo usuário. Este método permite um usuário configurar o sistema como desejado, por exemplo, para obter um equilíbrio desejado entre os diferentes conjuntos de dados de localização.
[0152] Adequadamente, os dados dos sistemas de posicionamento são filtrados. A filtragem ocorre preferencialmente antes dos dados serem combinados. A filtragem pode incluir métodos de filtragem estatística. A filtragem pode compreender a aplicação de um filtro de Kalman. O filtro pode ser um filtro ponderado. A ponderação aplicada pelo filtro ponderado pode ser baseada na medida de precisão do respectivo sistema de posicionamento a partir do qual esses dados foram obtidos.
[0153] A unidade de configuração pode ser disposta para selecionar dados de configuração para configurar o aparelho de varredura, e para enviar os dados de configuração selecionados para o aparelho de varredura de modo a configurar o aparelho de varredura.
[0154] A localização detectada pode indicar um objeto, ou parte de um objeto, adjacente ao qual o aparelho de varredura está localizado. Por exemplo, a localização detectada pode indicar se o aparelho de varredura é adjacente a uma placa de metal ou adjacente a um polímero laminado. O sistema de varredura é configurado adequadamente para determinar esta informação relativa a um objeto a partir do conhecimento da localização de um ou mais objetos. Essas informações relacionadas a um objeto podem ser armazenadas em um banco de dados acessível ao sistema de varredura. O sistema de varredura pode compreender pelo menos uma parte do banco de dados. Adequadamente, pelo menos uma parte do banco de dados pode ser fornecida remotamente, por exemplo, na nuvem.
[0155] Em alguns exemplos, os dados de configuração compreendem dados para selecionar um modelo de pulso a partir de uma pluralidade de modelos de pulso. O aparelho de varredura pode ter acesso a uma pluralidade de modelos de pulso. A pluralidade de modelos de pulso compreende pulsos de diferentes temporizações e/ou formatos. Cada um dos modelos de pulso pode ter características diferentes para pelo menos um outro modelo de pulso. Assim, para um determinado material e/ou recurso esperado em um objeto em teste, pode-se esperar que um determinado modelo de pulso produza mais informações, ou informações mais precisas, do que outro modelo de pulso.
[0156] Em alguns exemplos, o aparelho de varredura pode ter acesso a um módulo de seleção de pulso configurado para selecionar um pulso a partir da pluralidade de modelos de pulso para geração e transmissão como um pulso de ultrassom no objeto. Os dados de configuração podem ser configurados para controlar o módulo de seleção de pulso para selecionar um modelo de pulso apropriado para o objeto ou para a parte do objeto localizado adjacente à localização do aparelho de varredura.
[0157] O modelo de pulso pode ser selecionado na dependência do material do objeto adjacente à localização detectada e/ou os recursos esperados no objeto adjacente à localização detectada.
[0158] Os dados de configuração podem compreender dados relacionados a uma reconfiguração física do sistema de varredura, e as instruções para o usuário podem compreender uma instrução para alterar a configuração física do sistema de varredura. O sistema de varredura pode ser configurado para indicar a reconfiguração física do sistema no indicador.
[0159] A configuração física do sistema de varredura pode compreender a presença e/ou tipo de acoplamento fornecida no aparelho de varredura para acoplar sinais de ultrassom emitidos no objeto e para acoplar sinais de ultrassom refletidos no aparelho de varredura. A reconfiguração física do acoplamento pode compreender a alteração do acoplamento de um acoplamento reto para um acoplamento em ângulo ou de um acoplamento em ângulo para um acoplamento reto. Em um exemplo, onde um aparelho de varredura é trazido perto de uma solda que se estende abaixo da superfície de um objeto e é desejado fazer a varredura da solda, a localização detectada pode indicar que o aparelho de varredura está adjacente à solda e a unidade de instrução pode instrua o usuário a trocar um acoplamento plano por um acoplamento angular, de modo que o lado da solda possa ser devidamente visualizado.
[0160] A localização detectada pode indicar um material de um tipo conhecido contra o qual o aparelho de varredura é colocado. Em alguns exemplos, diferentes acoplamentos podem ser apropriados para diferentes tipos de materiais, por exemplo, a espessura e/ou o material do acoplamento podem ser selecionados para otimizar a eficiência de acoplamento de sinais de ultrassom para dentro e para fora desse material. Em alguns exemplos, os dados de configuração podem compreender dados relativos ao acoplamento particular que é adequado ou mais apropriado para o material na localização detectada. Onde o acoplamento desejado não é o acoplamento que é fornecido no aparelho de varredura naquele momento, as instruções para o usuário podem instruir o usuário a alterar o acoplamento para o acoplamento desejado.
[0161] Este método pode garantir que o aparelho de varredura seja otimizado para varredura do objeto em teste na localização detectada.
[0162] Diferentes acoplamentos que podem ser fixados ao transdutor podem diferir em um ou mais de tamanho, transmissão de frequência, impedância, dureza e/ou espessura. Um elemento de vedação pode ser fornecido em ou em direção a uma borda do transdutor. O elemento de vedação pode ser fornecido em torno do perímetro do transdutor. O elemento de vedação pode ser uma vedação resiliente, como uma vedação de borracha. O fornecimento da vedação permite que os acoplamentos sejam substituídos de forma rápida e fácil, ao mesmo tempo que mantém o módulo transdutor à prova d’água.
[0163] As presentes técnicas podem se referir a um sistema de varredura para imageamento de um objeto, em que o sistema de varredura compreende um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos. O sistema de varredura pode ainda compreender um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura. O sistema de varredura pode também compreendem uma unidade de geração de imagem configurada para gerar uma imagem representativa de um objeto na dependência de os dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto (por exemplo, os dados obtidos) e a localização detectada do aparelho de varredura em que esses dados foram obtidos.
[0164] Conhecimento da localização do aparelho de varredura como dados de cada varredura são obtidos permite que a unidade de geração de imagem determine como os dados obtidos de uma varredura se relacionam com os dados obtidos de outra varredura. Por exemplo, onde as varreduras são de locais adjacentes em uma determinada superfície do objeto, a unidade de geração de imagem pode determinar isso e pode gerar uma imagem composta na dependência dos dados de ambas as varreduras de acordo. Por exemplo, onde a primeira varredura é realizada com o aparelho de varredura à esquerda, digamos, de uma determinada localização na superfície do objeto, e a segunda varredura é realizada com o aparelho de varredura à direita, diga-se, da mesma localização dada na superfície do objeto,
então a imagem composta pode ser gerada alinhando as imagens geradas a partir de cada varredura separada.
[0165] Em um outro exemplo, as áreas na superfície do objeto sobre as quais a varredura é realizada podem se sobrepor ou podem estar espaçadas umas das outras. O conhecimento da localização do aparelho de varredura à medida que as varreduras são realizadas permite que as imagens resultantes sejam combinadas de forma adequada. No primeiro caso, as imagens podem ser costuradas na parte apropriada das imagens. No último caso, as imagens podem ser adequadamente distanciadas umas das outras quando, por exemplo, exibidas em um modelo do objeto.
[0166] Os padrões podem ser identificados nos dados, de um quadro (ou varredura) para outro e/ou de um pixel de uma varredura para outro. Os padrões identificados podem ser usados para juntar imagens. Os dados podem ser dados de bitmap e técnicas de reconhecimento de padrão podem ser usadas para identificar padrões nos dados. As imagens podem ser costuradas usando algoritmos de processamento de imagem. Os padrões identificados podem ser complexos. Por exemplo, os dados podem compreender uma ou alguma combinação de uma varredura A, uma varredura B e uma varredura C. Assim, a profundidade pode ser levada em consideração ao identificar padrões e realizar a costura de imagens. Levar em consideração a profundidade pode ajudar a rastrear as posições de um quadro para outro, ou seja, de uma imagem para outra.
[0167] Combinar, ou costurar, as imagens (ou mais geralmente, os dados capturados) desta forma permite que uma imagem composta seja construída. A imagem composta pode ser gerada em relação a uma localização (ou mais de uma separada localização) no objeto. Por exemplo, os dados podem ser mostrados em um modelo do objeto, como modelo CAD do objeto. Ao mover o aparelho de varredura através do objeto, ou ao varrer diferentes partes do objeto, esses dados podem ser mostrados na parte relevante do modelo. Assim, mover o aparelho de varredura através da superfície do objeto pode fazer com que o modelo do objeto seja “pintado” com os dados. Isso pode fornecer uma indicação visual para um usuário do sistema dos resultados da varredura em tempo real. De forma útil, este método também pode indicar ao usuário onde a relação sinal- ruído está abaixo de um limite desejado ou predefinido, permitindo que o usuário realize novamente a varredura do objeto a fim de obter uma imagem mais precisa.
[0168] Um sistema de detecção de “parede frontal” pode ser empregado. Tal sistema de detecção de parede frontal pode ser configurado para monitorar o eco de penetração do ultrassom na superfície frontal do material em teste. Idealmente, o eco de penetração é mantido o menor possível, de modo que o máximo possível da energia do ultrassom passe para o material em teste. Onde o eco de penetração é alto, isso pode indicar que o acoplamento entre o transdutor e o objeto em teste é ruim. Assim, o sistema de detecção de parede frontal pode ser configurado para determinar se o eco de penetração excede um valor limite (que pode, por exemplo, ser um valor de amplitude absoluta ou uma razão da energia transmitida) e, em resposta ao eco de penetração que excede o valor limite, pode determinar que o acoplamento entre o transdutor e o objeto é insuficiente para obter bons resultados de varredura. O sistema pode então solicitar ao usuário para verificar novamente o objeto e/ou tomar medidas para melhorar o acoplamento.
[0169] Tais métodos podem permitir que um usuário observe em tempo real onde quaisquer vãos na cobertura de varredura e/ou resultados de varredura pobres podem aparecer, permitindo que o usuário realize a varredura do objeto nessas localizações, a fim de remover os vãos e/ou melhorar os resultados da varredura e obter dados de todas as partes relevantes do objeto. Fornecer essa funcionalidade em tempo real pode significar que uma varredura não precisa ser configurada novamente mais tarde para obter os dados ausentes. Em vez disso, a varredura pode ser realizada com mais eficiência em um único processo.
[0170] O modelo “pintado” pode ser exibido em um monitor, por exemplo, um monitor mantido por um usuário do aparelho de varredura. Por exemplo, o aparelho de varredura pode ser acoplado a um computador tipo tablet que compreende um monitor, e os resultados em tempo real da varredura mostrados nesse monitor. O modelo “pintado” pode ser exibido para um usuário por meio de monitor de realidade aumentada ou monitor de realidade virtual, por exemplo, em um par de óculos usado pelo usuário. Isso pode permitir que os dados capturados sejam sobrepostos no próprio objeto e fornece uma indicação mais clara para o usuário das localizações de varredura.
[0171] As varreduras podem ser realizadas com o aparelho de varredura em orientações diferentes. O conhecimento da localização do aparelho de varredura, cuja localização compreende informações de orientação, permite que a unidade de geração de imagens oriente corretamente as imagens geradas a partir de cada varredura separada ao combinar as imagens juntas.
[0172] A referência será feita à Figura 14, que mostra dois módulos transdutores 1402 (ou um único módulo transdutor sendo usado em duas localizações) que geram imagens de um recurso de subsuperfície 1404 em um objeto 1406. Ambas as imagens compreenderão informações sobre o recurso de subsuperfície. Devido às diferentes direções de imagem, as informações sobre o recurso de subsuperfície provavelmente diferem entre as imagens. O conhecimento das orientações e posições relativas dos módulos transdutores ao capturar as imagens permite um registro mais preciso entre as imagens capturadas, o que pode levar a uma representação 3D mais precisa do recurso de subsuperfície sendo gerado, facilitando uma análise mais precisa dessa representação.
[0173] Em alguns exemplos, a unidade de geração de imagem é configurada para detectar um recurso nos primeiros dados de varredura obtidos em uma primeira localização detectada; detectar um recurso nos segundos dados de varredura obtidos em uma segunda localização detectada; determinar, com base na primeira e segunda localizações detectadas que o recurso detectado em cada um dos primeiros dados de varredura e os segundos dados de varredura é o mesmo recurso; e combinar os primeiros dados de varredura e os segundos dados de varredura na dependência da determinação.
[0174] A unidade de geração de imagem pode ser configurada para determinar uma orientação do recurso detectado nos primeiros dados de varredura e uma orientação do recurso detectado nos segundos dados de varredura. A unidade de geração de imagem é adequadamente configurada para combinar os primeiros dados de varredura e os segundos dados de varredura na dependência das orientações determinadas, por exemplo, na dependência de uma diferença entre as orientações determinadas. Por exemplo, um ou outro dos primeiros dados de varredura e os segundos dados de varredura podem ser girados pela diferença determinada entre as orientações determinadas. Adequadamente, os primeiros dados de varredura e os segundos dados de varredura são girados em relação um ao outro pela diferença determinada entre as orientações determinadas. Os primeiros dados de varredura e os segundos dados de varredura podem subsequentemente ser combinados.
[0175] Por exemplo, a unidade de geração de imagem pode ser configurada para derivar uma imagem a partir dos primeiros dados de varredura. A imagem pode mostrar um recurso como um defeito, uma transição de material no objeto ou um rebite. A unidade de geração de imagem pode ser configurada para derivar outra imagem dos segundos dados de varredura. Esta imagem também pode mostrar um recurso. Onde é determinado, por exemplo, pela unidade de geração de imagem, com base na localização de varredura detectada do aparelho de varredura para cada varredura, que os recursos identificados nas imagens correspondem uns aos outros, por exemplo, que eles são o mesmo recurso, a unidade de geração de imagem é configurada adequadamente para combinar as imagens com base nesta determinação. Isso pode ser usado como uma verificação adicional de que as imagens estão sendo unidas corretamente e pode aumentar a precisão da combinação de imagens e/ou a confiança com a qual as imagens podem ser unidas.
[0176] Para dar um exemplo, digamos que a localização pode ser detectada dentro de 0,5 mm. Onde os recursos nas imagens podem ser detectados dentro de 0,1 mm, basear o registro da imagem nos recursos detectados provavelmente levará a um aumento da precisão do registro da imagem. Esses números são apenas exemplos para ilustrar o aumento potencial na precisão. O benefício deste método pode ser obtido onde outros erros de localização estão presentes. Será apreciado que o registro de imagens com base em recursos detectados nessas imagens pode levar a um aumento na precisão do registro de imagem onde o erro de localização de detecção de recurso é menor do que o erro de detecção de localização.
[0177] Em alguns exemplos, um aumento na precisão pode ser obtido mesmo quando o erro de localização de detecção de recurso é o mesmo ou maior do que o erro de detecção de localização. Por exemplo, pode haver um erro de deslocamento na localização detectada e/ou uma variação no erro ao longo do tempo. A detecção de recurso pode ser capaz de fornecer uma localização mais precisa com base no conhecimento do recurso do objeto. Por exemplo, onde é conhecido que uma transição de material ocorre em, digamos, x = 4 [unidades], e a localização detectada correspondente à transição de material é x = (4,3 ± 1) [unidades], pode ser determinado que um erro adicional está presente, como um erro de deslocamento. Se esse erro mudar com o tempo, pode ser determinado um erro de desvio. A localização detectada do recurso, aqui a transição do material, pode, portanto, ser usada para aumentar a precisão geral da localização e/ou registro da imagem.
[0178] Adequadamente, o transdutor compreende um conjunto matricial de elementos transdutores. O transdutor pode compreender uma matriz de 128 x 128 de 16384 elementos transdutores. Cada um desses elementos transdutores pode ser usado para gerar um pixel de dados. O uso desses elementos transdutores separadamente permite que a precisão de nível de pixel seja obtida na determinação da localização. O transdutor pode ter 32 mm x 32 mm. Assim, um pixel pode cobrir aproximadamente 0,25 mm x 0,25 mm. Os elementos transdutores não precisam ser usados separadamente. Um grupo de elementos transdutores pode ser usado em conjunto. De forma útil, isso pode aumentar a relação sinal-ruído.
[0179] Normalmente, o aparelho de varredura emitirá uma série de pulsos à medida que é movido através de um objeto e detectará reflexos desses pulsos para obter informações sobre a estrutura de subsuperfície do objeto. Os pulsos emitidos não precisam ser todos do mesmo tipo de pulsos e não precisam ser emitidos pelos mesmos elementos transdutores ou grupos de elementos transdutores. Vantajosamente, dados adicionais podem ser obtidos em relação ao objeto, variando a natureza dos pulsos transmitidos.
[0180] Um aparelho de varredura típico pode ser configurado para varrer em aproximadamente 10 a 100 quadros por segundo. Ou seja, o aparelho de varredura pode transmitir de 10 a 100 “disparos” de ultrassom por segundo. De preferência, o aparelho de varredura será configurado para fazer a varredura em aproximadamente 80 a 100 quadros por segundo. Um subconjunto desses “disparos” pode ser usado para realizar varreduras diferentes, obtendo, assim, dados adicionais em uma única passagem.
[0181] Por exemplo, cada enésimo disparo pode ser um disparo de rastreamento. O disparo de rastreamento pode ser um pulso com uma energia maior, proporcionando, assim, uma varredura de profundidade mais precisa, por exemplo, para determinar a espessura de um objeto de teste ou de uma parede traseira de um objeto de teste. Por exemplo, onde o objeto de teste é um tubo, a espessura de uma parede do tubo pode ser determinada, n pode estar na faixa de 5 a 10, portanto, cada 5º a 10º pulso pode ser um pulso de rastreamento.
[0182] O aparelho de varredura pode ser configurado de modo que um disparo de rastreamento é emitido a cada 2 a 3 mm ao longo de uma direção de movimento do aparelho de varredura.
[0183] A Figura 15 ilustra como o tipo de varreduras pode ser variado. A Figura 15a ilustra uma matriz transdutora 1502 que compreende linhas condutoras ortogonais 1504 1506 (apenas um subconjunto é mostrado para maior clareza), cujas interseções definem elementos transdutores. A transmissão de ultrassom pode ser causada pela condução de elementos transdutores individuais ou linhas de elementos transdutores. A Figura 15b mostra uma alternativa, na qual os elementos transdutores da matriz 1502 podem ser agrupados em uma pluralidade de grupos. Conforme ilustrado, os elementos transdutores são agrupados em um primeiro grupo 1508, um segundo grupo 1510, um terceiro grupo 1512, um quarto grupo 1514 e um quinto grupo 1516. O primeiro ao quarto grupos não se sobrepõem e geralmente cada um define um quarto de a matriz
1502. O quinto grupo se sobrepõe a uma porção de cada um do primeiro ao quarto grupos. Grupos de outros formatos e tamanhos podem ser definidos conforme desejado. Outros números de grupos podem ser definidos conforme desejado.
[0184] Não é necessário em todos os exemplos que os grupos cubram toda a matriz de elementos transdutores. Os grupos podem, juntos, cobrir um subconjunto da matriz do transdutor.
[0185] No disparo de rastreamento, um grupo de elementos transdutores pode ser disparado de uma vez, por exemplo, todos os elementos em um ou mais do primeiro ao quinto grupos. Disparar um número maior de elementos transdutores de uma vez aumentará a energia do pulso de ultrassom resultante, permitindo, assim, que uma profundidade mais precisa seja obtida desse pulso em comparação com um pulso emitido usando menos elementos transdutores.
[0186] Intercalar varreduras padrão com varreduras de rastreamento permite que uma profundidade precisa seja obtida, bem como detalhes relativos ao volume de varredura, em uma única passagem. De modo mais geral, o aparelho de varredura pode ser usado para intercalar uma pluralidade de varreduras de um primeiro tipo de varredura com pelo menos uma varredura de um segundo tipo de varredura. O aparelho de varredura pode ser usado para intercalar a pluralidade de varreduras do primeiro tipo de varredura com pelo menos uma varredura de um terceiro tipo de varredura. Adequadamente varreduras do segundo tipo de varredura e opcionalmente varreduras do terceiro tipo de varredura são regularmente intercaladas com varreduras do primeiro tipo de varredura.
[0187] Em alguns casos, o grupo de elementos transdutores disparados ao mesmo tempo para um disparo de rastreamento pode ter um formato arbitrário, por exemplo, um formato definido pelo usuário. O grupo de elementos transdutores disparados ao mesmo tempo para o disparo de rastreamento pode ter um formato correspondente ao formato de um recurso identificado em uma varredura anterior. A varredura anterior pode ser uma varredura imediatamente anterior, mas não precisa ser. Desta forma, a profundidade desse recurso, ou uma profundidade média desse recurso, pode ser determinada com mais precisão.
[0188] O uso de disparos de rastreamento desta forma pode permitir que profundidades mais precisas sejam obtidas em intervalos regularmente espaçados. Isso pode ajudar na combinação de imagens geradas usando o aparelho de varredura. Por exemplo, pequenas variações em um recurso de um objeto, como uma parede posterior ou uma espessura de parede, podem ser determinadas com precisão pela varredura de rastreamento e podem ser usadas para determinar com mais precisão como a posição do aparelho de varredura mudou entre as varreduras permitindo, assim, que uma imagem composta mais precisa seja formada a partir de imagens capturadas em varreduras separadas.
[0189] Um método de varredura de um objeto com modos de varredura intercalados será agora descrito com referência à Figuras 16a a 16c. Com referência primeiro à Figura 16a, o método começa em 1600. O método compreende transmitir um primeiro número de pulsos usando um primeiro conjunto de elementos transdutores 1602. Reflexos do primeiro número de pulsos transmitidos são recebidos. O primeiro conjunto de elementos transdutores é pelo menos parte de uma matriz de transdutor de matriz. O primeiro conjunto de elementos transdutores pode compreender um único elemento transdutor. O primeiro conjunto de elementos transdutores pode compreender uma pluralidade de elementos transdutores. O primeiro número de pulsos são pulsos de um primeiro tipo de varredura, por exemplo, uma varredura de volume. O primeiro número de pulsos é adequadamente uma pluralidade de pulsos.
[0190] O método compreende transmitir um segundo número de pulsos usando um segundo conjunto de elementos transdutores 1604. Reflexos do segundo número de pulsos transmitido são recebidos. O segundo conjunto de elementos transdutores são pelo menos parte de uma matriz de transdutor de matriz. O segundo conjunto de elementos transdutores adequadamente compreende uma pluralidade de elementos transdutores. O segundo conjunto de elementos transdutores adequadamente difere do primeiro conjunto de elementos transdutores. Por exemplo, o segundo conjunto de elementos transdutores pode compreender mais elementos transdutores que o primeiro conjunto de elementos transdutores. O segundo conjunto de elementos transdutores pode pelo menos parcialmente se sobrepor com o primeiro conjunto de elementos transdutores. Por exemplo, o segundo conjunto de elementos transdutores pode compreender os elementos transdutores do primeiro conjunto de elementos transdutores, junto com adicional elementos transdutores da matriz de transdutor da matriz. O segundo número de pulsos são pulsos de um segundo tipo de varredura, diferente para o primeiro tipo de varredura. O segundo tipo de varredura pode ser, por exemplo, uma varredura de profundidade. O segundo número de pulsos pode compreender um único pulso. O segundo número de pulsos pode compreender uma pluralidade de pulsos. O segundo número de pulsos pode ser menos que o primeiro número de pulsos.
[0191] O primeiro número de pulsos e/ou o segundo número de pulsos pode, por exemplo, ser selecionado na dependência de um ou mais de um objeto em teste, um material do objeto em teste, uma espessura do objeto em teste, um recurso do objeto em teste, uma velocidade de movimento do aparelho de varredura, um tamanho de uma matriz de transdutor,
um formato da matriz de transdutor e um tamanho de elemento transdutor.
[0192] O método pode então determinar se a varredura foi concluída 1606 e, se assim for, pode terminar 1608, caso contrário, o método pode compreender um loop de volta para transmitir o primeiro número de pulsos usando o primeiro conjunto de elementos transdutores 1602.
[0193] Em um exemplo, o primeiro número de pulsos é 9 e o segundo número de pulsos é 1. Assim, o segundo tipo de varredura será intercalado com o primeiro tipo de varredura a cada 10 disparos.
[0194] Em alternativa, em vez do segundo tipo de varredura se repetir após um certo número de pulsos do primeiro tipo de varredura, o segundo tipo de varredura pode ser realizado após uma certa distância de movimento de um aparelho de varredura. Por exemplo, o aparelho de varredura pode ser configurado para transmitir pulsos de um primeiro tipo de varredura até que um múltiplo de uma distância limite tenha sido movido, então para transmitir um número predefinido de pulsos de um segundo tipo de varredura (ou para transmitir pulsos do segundo tipo de varredura até que uma certa distância tenha sido movida pelo aparelho de varredura) antes de retornar aos pulsos de transmissão do primeiro tipo de varredura até que o próximo múltiplo da distância limite tenha sido movido. A distância limite pode ser de 2 a 3 mm. Qualquer outra distância limite pode ser selecionada conforme desejado. A distância limite pode, por exemplo, ser selecionada na dependência de um ou mais de um objeto em teste, um material do objeto em teste, uma espessura do objeto em teste, uma característica do objeto em teste, uma velocidade de movimento do aparelho de varredura, um tamanho de uma matriz de transdutor, um formato da matriz de transdutor e um tamanho de elemento transdutor.
[0195] Como ilustrado na Figura 16a, dois modos de varredura diferentes podem ser intercalados. Em outro exemplo, um número maior de modos de varredura pode ser intercalado entre si. Exemplos de intercalação de três modos de varredura são ilustrados nas Figuras 16b e 16c. Será evidente para o especialista que essas técnicas podem ser expandidas para qualquer número desejado de modos de varredura.
[0196] Com referência à Figura 16b, o método de varredura de um objeto com modos de varredura intercalados começa em 1610. Como com o exemplo de Figura 16a, o método compreende transmitir o primeiro número de pulsos usando o primeiro conjunto de elementos transdutores 1602. Reflexos do primeiro número de pulsos transmitido são recebidos.
[0197] O método compreende transmitir o segundo número de pulsos usando o segundo conjunto de elementos transdutores 1604. Reflexos do segundo número de pulsos transmitido são recebidos.
[0198] O método compreende transmitir o primeiro número de pulsos usando o primeiro conjunto de elementos transdutores novamente 1616. Reflexos do primeiro número de pulsos transmitido são recebidos.
[0199] O método compreende transmitir um terceiro número de pulsos usando um terceiro conjunto de elementos transdutores 1618. Reflexos do terceiro número de pulsos transmitido são recebidos. O terceiro conjunto de elementos transdutores são pelo menos parte de uma matriz de transdutor de matriz. O terceiro conjunto de elementos transdutores adequadamente compreende uma pluralidade de elementos transdutores. O terceiro conjunto de elementos transdutores adequadamente difere do primeiro conjunto de elementos transdutores e/ou do segundo conjunto de elementos transdutores. Por exemplo, o terceiro conjunto de elementos transdutores pode compreender um número diferente de elementos transdutores em comparação com o primeiro e/ou segundo conjuntos de elementos transdutores. O terceiro conjunto de elementos transdutores pode compreender elementos transdutores que formam um formato diferente de elementos transdutores do primeiro e/ou segundo conjuntos de elementos transdutores. Por exemplo, o terceiro conjunto de elementos transdutores pode compreender elementos transdutores moldados para corresponder a um formato de um recurso de interesse projetado no plano da matriz de matriz. O terceiro conjunto de elementos transdutores pode se sobrepor, pelo menos parcialmente, ao primeiro e/ou segundo conjuntos de elementos transdutores. O terceiro número de pulsos são pulsos de um terceiro tipo de varredura, diferente do primeiro e segundo tipos de varredura. O terceiro tipo de varredura pode ser, por exemplo, uma varredura relacionada a um determinado recurso de subsuperfície de interesse. O terceiro número de pulsos pode compreender um único pulso. O terceiro número de pulsos pode compreender uma pluralidade de pulsos. O terceiro número de pulsos pode ser menor que o primeiro número de pulsos.
[0200] O primeiro número de pulsos e/ou o segundo número de pulsos e/ou o terceiro número de pulsos podem, por exemplo, ser selecionados na dependência de um ou mais de um objeto em teste, um material do objeto em teste, uma espessura do objeto em teste, um recurso do objeto em teste, uma velocidade de movimento do aparelho de varredura, um tamanho de uma matriz de transdutor, um formato da matriz de transdutor e um tamanho de elemento transdutor.
[0201] O método pode determinar se a varredura é concluída em 1620 e, se assim for, pode terminar 1622, caso contrário, o método pode compreender um loop de volta para transmitir o primeiro número de pulsos usando o primeiro conjunto de elementos transdutores 1602.
[0202] Em um exemplo, o primeiro número de pulsos é 8, o segundo número de pulsos é 1 e o terceiro número de pulsos é 1. Assim, o segundo e o terceiro tipos de varredura serão intercalados com o primeiro tipo de varredura a cada 10 disparos. O segundo número de pulsos pode ser maior ou menor que o terceiro número de pulsos. Assim, o segundo tipo de varredura pode ocorrer por uma duração maior ou menor do que o terceiro tipo de varredura.
[0203] No exemplo ilustrado na Figura 16b, o primeiro tipo de varredura ocorre entre o segundo e o terceiro tipos de varredura. Este não precisa ser o caso. Com referência à Figura 16c, o primeiro tipo de varredura (em 1602), o segundo tipo de varredura (em 1604) e o terceiro tipo de varredura (em 1636) podem ser executados em ordem.
[0204] Em alternativas, em vez do segundo e/ou terceiro tipos de varredura repetidos após um certo número de pulsos de outros tipos de varredura, o segundo e/ou terceiro tipos de varredura podem ser intercalados com os outros tipos de varredura após uma certa distância de movimento de um aparelho de varredura. Por exemplo, o aparelho de varredura pode ser configurado para transmitir pulsos do primeiro tipo de varredura até que um múltiplo de uma distância limite tenha sido movido, então para transmitir um número predefinido de pulsos do segundo tipo de varredura (ou para transmitir pulsos do segundo tipo de varredura até que uma certa distância tenha sido movida pelo aparelho de varredura) antes de retornar aos pulsos de transmissão do primeiro tipo de varredura até que o próximo múltiplo da distância limite tenha sido movido. Neste ponto, o aparelho de varredura pode ser configurado para transmitir um número predefinido de pulsos do terceiro tipo de varredura (ou para transmitir pulsos do terceiro tipo de varredura até que uma certa distância tenha sido movida pelo aparelho de varredura). A distância limite pode ser de 2 a 3 mm. Qualquer outra distância limite pode ser selecionada conforme desejado. A distância limite pode, por exemplo, ser selecionada na dependência de um ou mais de um objeto em teste, um material do objeto em teste, uma espessura do objeto em teste, um recurso do objeto em teste, uma velocidade de movimento do aparelho de varredura, um tamanho de uma matriz de transdutor, um formato da matriz de transdutor e um tamanho de elemento transdutor. A distância limite que inicia a mudança de pulsos de transmissão do primeiro tipo para pulsos do segundo tipo pode ser a mesma ou diferente para uma distância limite que inicia a mudança de pulsos de transmissão do primeiro tipo para pulsos do terceiro tipo ou para uma distância limite que inicia a mudança de pulsos de transmissão do segundo tipo para pulsos do terceiro tipo.
[0205] Em alguns exemplos, um sistema de varredura para imageamento de um objeto pode compreender um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos. O sistema de varredura pode ainda compreender um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura. O sistema de varredura pode também compreendem um processador configurado para determinar uma estimativa da localização do aparelho de varredura na dependência da localização detectada e os dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto (por exemplo, os dados obtidos).
[0206] Com referência à Figura 10, um método pode compreender varredura de um objeto 1001. Um recurso de um objeto pode ser identificado nos resultados da varredura 1002. Uma determinação pode ser feita da localização de um aparelho de varredura que realizou a varredura 1003. Quando a localização detectada é diferente de uma localização determinada na dependência do recurso identificado, uma estimativa da localização pode ser determinada na dependência da localização do recurso identificado 1004.
[0207] O sistema de varredura pode ser configurado para emitir uma imagem gerada pela unidade de geração de imagem para exibição. A imagem de saída pode incluir a imagem composta.
[0208] O sistema de varredura pode ser configurado para exibir a imagem de saída em uma visualização do objeto. A visualização do objeto é, em alguns exemplos, uma visualização do objeto obtido de uma câmera. A visualização do objeto obtida da câmera pode compreender uma transmissão ao vivo. A visualização do objeto não precisa estar na mesma direção da direção da varredura. Adequadamente, o sistema de varredura é configurado para compensar as diferenças na orientação de visualização e para aplicar apropriadamente a imagem de saída à visualização do objeto. Adequadamente, o sistema de varredura é configurado para aplicar uma ou mais transformações à imagem de saída.
[0209] A visualização do objeto pode ser exibida em um monitor, como um monitor de um computador tipo tablet. Onde a visualização do objeto compreende uma transmissão ao vivo, a visualização pode mudar conforme a posição da câmera muda. Adequadamente, o sistema de varredura é configurado para determinar as mudanças relativas na localização entre o aparelho de varredura que captura os dados de varredura e a câmera que captura a visualização do objeto e para aplicar a imagem de saída à visualização do objeto em conformidade. Em alguns exemplos, a câmera está associada a um sistema de posicionamento, como um sistema de posicionamento inercial, e a localização da câmera conforme ela se move pode ser determinada na dependência de uma saída do sistema de posicionamento associado.
[0210] A visualização do objeto pode compreender uma de uma visão de realidade virtual e uma visão de realidade aumentada.
[0211] A imagem de saída pode ser exibida em uma visão de realidade virtual do objeto. Isso permite que a imagem de saída seja aplicada a uma visualização do objeto capturada anteriormente, uma visualização do objeto gerada por computador ou alguma combinação dessas duas visualizações do objeto. Em outros exemplos, a imagem de saída pode ser exibida como parte de uma visão de realidade aumentada (AR). Por exemplo, a imagem de saída pode ser exibida em óculos AR que permitem que um usuário dos óculos AR visualize o objeto em tempo real, com a imagem de saída aplicada à tela dos óculos de modo que um usuário veja a imagem de saída como sendo sobreposta à visualização em tempo real do objeto. Este método permite que uma pessoa, que não precisa ser o usuário do aparelho de varredura, visualize o objeto, por exemplo, caminhando ao redor do objeto, de modo a inspecionar o interior do objeto conforme a imagem do aparelho de varredura.
[0212] Em alguns exemplos, um sistema de varredura para imageamento de um objeto pode compreender um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos. O aparelho de varredura pode ter uma configuração não plana. O sistema de varredura pode ainda compreender um sensor para detectar a configuração não plana do aparelho de varredura. O sistema de varredura pode compreender uma unidade de configuração disposta para configurar o aparelho de varredura na dependência da configuração não plana detectada.
[0213] Onde o aparelho de varredura tem uma configuração não plana, pode ser apropriado para selecionar a configuração, por exemplo, um modelo de pulso para geração pelo aparelho de varredura, na dependência da configuração não plana. Por exemplo, onde o aparelho de varredura adota uma superfície de transmissão côncava, o modelo de pulso ideal provavelmente difere de onde o aparelho de varredura adota uma superfície de transmissão convexa. Da mesma forma, onde o aparelho de varredura adota uma superfície não plana que compreende uma ou mais superfícies planas, o modelo de pulso ideal provavelmente será diferente mais uma vez. Da mesma forma, os tempos em que cada um de uma série de elementos transdutores são disparados provavelmente diferem na dependência da configuração não plana.
[0214] As diferenças nos modelos de pulso ideais provavelmente se devem, pelo menos em parte, ao foco diferente apropriado para cada uma das respectivas configurações não planas.
[0215] Onde o aparelho de varredura é flexível, por exemplo, onde o aparelho de varredura compreende um suporte flexível ao qual um transmissor flexível e um receptor flexível são acoplados, o sensor pode ser configurado para detectar mudanças na configuração não plana adotada pelo aparelho de varredura. A unidade de configuração é, em alguns exemplos, configurada para reconfigurar o aparelho de varredura na dependência das mudanças detectadas na configuração não plana. Este método ajuda a garantir que, conforme a superfície de transmissão do aparelho de varredura muda, a configuração do aparelho de varredura é modificada em conformidade, permitindo, assim, a otimização do processo de varredura.
[0216] Em alguns exemplos, o sensor pode compreender um ou mais de um extensômetro e uma roda do codificador. O extensômetro pode detectar a deformação a partir da qual o formato da configuração não plana do aparelho de varredura pode ser determinada. O extensômetro pode ser configurado para detectar a deformação de uma configuração plana ou de uma configuração não plana conhecida.
[0217] A roda do codificador pode ser fornecida em ou adjacente a peças de acoplamento de junta do aparelho de varredura juntas, por exemplo, uma dobradiça entre diferentes seções do transdutor. A roda codificadora pode compreender um ou mais de um codificador óptico e um codificador magnético. A roda codificadora pode ser configurada para gerar dados indicativos de um ângulo através do qual as partes do aparelho de varredura são giradas em relação umas às outras. Onde a roda codificadora fornece dados relativos (por exemplo, dados relativos a uma quantidade pela qual as peças são giradas em relação umas às outras), o conhecimento de um estado inicial do aparelho de varredura (por exemplo, antes da rotação relativa) permite uma determinação da configuração não plana. Em alguns exemplos, o codificador é configurado para gerar dados absolutos relativos às posições relativas das partes do aparelho de varredura, por exemplo, um ângulo entre diferentes partes do aparelho de varredura.
[0218] Em alguns exemplos, o sistema de varredura compreende ainda um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura, e a unidade de configuração pode ser disposta para configurar o aparelho de varredura na dependência da localização detectada.
[0219] O sensor de localização pode permitir uma determinação a ser feita de qual objeto, ou qual parte de um objeto, o aparelho de varredura é adjacente. Onde o aparelho de varredura é adjacente a uma superfície côncava do objeto e o aparelho de varredura tem uma superfície convexa fixa que corresponde à superfície côncava do objeto, o sistema de varredura pode determinar que o aparelho de varredura se encaixará estreitamente contra o objeto e pode selecionar a configuração do aparelho de varredura consequentemente.
[0220] Em outros exemplos, onde o aparelho de varredura é adjacente a uma superfície côncava do objeto, e o aparelho de varredura tem uma superfície convexa fixa que não corresponde precisamente à superfície côncava do objeto, o sistema de varredura pode determinar que o aparelho de varredura não se encaixará tão próximo ao objeto como no exemplo anterior. Por conseguinte, pode ser antecipado que haverá um acoplamento de ultrassom potencialmente pior entre o aparelho de varredura e o objeto neste exemplo. Assim, pode ser desejável selecionar um modelo de pulso para uso pelo aparelho de varredura que leva em consideração este acoplamento. Por exemplo, um modelo de pulso com uma saída de energia mais alta pode ser selecionado neste exemplo, o que pode produzir resultados aceitáveis apesar das perdas de energia devido ao acoplamento deficiente.
[0221] Em outros exemplos, a configuração não plana do aparelho de varredura pode ser alterável. A localização detectada permite que uma determinação seja feita do perfil da superfície do objeto adjacente à localização do aparelho de varredura. Por exemplo, onde o aparelho de varredura é trazido para um canto externo do objeto, a unidade de configuração pode ser configurada para selecionar dados de configuração para o aparelho de varredura que é mais apropriado para o formato desse canto externo. Em exemplos em que o usuário do aparelho de varredura precisa reconfigurar fisicamente o aparelho de varredura, por exemplo, modificando a configuração não plana do aparelho de varredura, o sistema de varredura pode solicitar ao usuário para realizar esta reconfiguração com base no formato do objeto em direção qual o aparelho de varredura é movido. Este método pode ajudar a garantir que o aparelho de varredura seja configurado apropriadamente quando aplicado à superfície do objeto, o que pode levar à geração de dados mais precisos e/ou captura de dados mais eficiente.
[0222] Com referência à Figura 11, um método pode compreender detectar uma configuração não plana de um aparelho de varredura 1101. O método pode ainda compreender configurar o aparelho de varredura na dependência da configuração não plana detectada 1102.
[0223] O aparelho e métodos descritos neste documento são particularmente adequados para a detecção de descolamento e delaminação em materiais compósitos, como polímero reforçado com fibra de carbono (CFRP). Isso é importante para a manutenção de aeronaves. Também pode ser usado para detectar descamação em torno de orifícios de rebites, que podem atuar como um concentrador de tensão. O aparelho é particularmente adequado para aplicações onde se deseja obter a imagem de uma pequena área de um componente muito maior. O aparelho é leve, portátil e fácil de usar. Pode ser facilmente transportado à mão por um operador para ser colocado onde necessário no objeto.
[0224] As estruturas mostradas nas figuras neste documento se destinam a corresponder a uma série de blocos funcionais em um aparelho. Isso é apenas para fins ilustrativos. Os blocos funcionais ilustrados nas figuras representam as diferentes funções para as quais o aparelho está configurado; eles não pretendem definir uma divisão estrita entre os componentes físicos do aparelho. O desempenho de algumas funções pode ser dividido em vários componentes físicos diferentes. Um componente específico pode executar várias funções diferentes. As figuras não pretendem definir uma divisão estrita entre as diferentes partes do hardware em um chip ou entre diferentes programas, procedimentos ou funções no software. As funções podem ser executadas em hardware ou software ou uma combinação dos dois. Qualquer software é preferencialmente armazenado em um meio legível por computador não transitório, como uma memória (RAM, cache, FLASH, ROM, disco rígido, etc.) ou outros meios de armazenamento (pen drive, FLASH, ROM, CD, disco, etc.). O aparelho pode compreender apenas um dispositivo físico ou pode compreender vários dispositivos separados. Por exemplo, parte do processamento de sinal e geração de imagem podem ser executados em um dispositivo portátil e alguns podem ser executados em um dispositivo separado, como um PC, PDA ou computador tipo tablet. Em alguns exemplos, toda a geração da imagem pode ser realizada em um dispositivo separado. Qualquer uma das unidades funcionais aqui descritas pode ser implementada como parte da nuvem.
[0225] O requerente divulga isoladamente cada recurso individual aqui descrita e qualquer combinação de duas ou mais de tais recursos, na medida em que tais recursos ou combinações são capazes de ser realizadas com base no presente relatório descritivo como um todo à luz do conhecimento geral comum de uma pessoa versada na técnica, independentemente de tais recursos ou combinações de recursos resolverem quaisquer problemas divulgados neste documento, e sem limitação ao escopo das reivindicações. O requerente indica que os aspectos da presente invenção podem consistir em qualquer um desses recursos individuais ou combinação de recursos. Em vista da descrição anterior, será evidente para uma pessoa versada na técnica que várias modificações podem ser feitas dentro do escopo da invenção.
Claims (32)
1. SISTEMA DE VARREDURA PARA IMAGEAMENTO DE UM OBJETO, sendo que o sistema de varredura é caracterizado por compreender: um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos; um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura; e uma unidade de instrução disposta para fornecer instruções a um usuário do sistema de varredura na dependência da localização detectada.
2. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas instruções para o usuário compreenderem uma instrução para um ou mais de: reorientar o aparelho de varredura na localização detectada; realizar uma varredura adicional na localização detectada; e mover o aparelho de varredura para uma nova localização.
3. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela instrução realizar uma varredura adicional na localização detectada é fornecida ao usuário na dependência de uma medida de qualidade associada com uma ou mais varreduras anteriores.
4. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pela medida de qualidade compreender uma medida da relação sinal-ruído de dados obtidos durante as uma ou mais varreduras anteriores.
5. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo sistema de varredura compreender um indicador para indicar para o usuário uma direção na qual mover o aparelho de varredura.
6. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelas instruções para o usuário compreenderem uma instrução para mover o aparelho de varredura de modo a gerar imagens de um volume interno de um objeto de uma localização diferente.
7. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo sensor de localização compreender um ou mais de um sistema de posicionamento local e um sistema de posicionamento remoto.
8. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo sistema de posicionamento local compreender um ou mais de um codificador rotacional e uma unidade de medição inercial.
9. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 ou 8, caracterizado pelo sistema de posicionamento remoto compreender um emissor fornecido no aparelho de varredura e uma pluralidade de detectores localizados remotamente a partir do aparelho de varredura.
10. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo emissor emitir radiação eletromagnética e os detectores serem configurados para detectar a radiação emitida.
11. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo sensor de localização ser configurado para combinar dados de uma pluralidade de sistemas de posicionamento.
12. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo sensor de localização ser configurado para combinar os dados a partir da pluralidade de sistemas de posicionamento na dependência de uma medida de precisão de cada sistema de posicionamento.
13. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender ainda uma unidade de configuração disposta para configurar o aparelho de varredura na dependência da localização detectada.
14. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela unidade de configuração ser disposta para selecionar dados de configuração para configurar o aparelho de varredura, e para enviar os dados de configuração selecionados para o aparelho de varredura de modo a configurar o aparelho de varredura.
15. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelos dados de configuração compreenderem dados relacionados a uma reconfiguração física do sistema de varredura, e as instruções para o usuário compreenderem uma instrução para alterar a configuração física do sistema de varredura.
16. SISTEMA DE VARREDURA PARA IMAGEAMENTO DE UM OBJETO, sendo que o sistema de varredura é caracterizado por compreender: um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos; um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura; e uma unidade de geração de imagem configurada para gerar uma imagem representativa de um objeto na dependência dos dados obtidos e da localização detectada do aparelho de varredura em que esses dados foram obtidos.
17. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pela unidade de geração de imagem ser configurada para: detectar um recurso nos primeiros dados de varredura obtidos em uma primeira localização detectada; detectar um recurso nos segundos dados de varredura obtidos em uma segunda localização detectada; determinar, com base na primeira e segunda localizações detectadas que o recurso detectado em cada um dos primeiros dados de varredura e os segundos dados de varredura é o mesmo recurso; e combinar os primeiros dados de varredura e os segundos dados de varredura na dependência da determinação.
18. SISTEMA DE VARREDURA PARA IMAGEAMENTO DE UM OBJETO, sendo que o sistema de varredura é caracterizado por compreender: um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos; um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura; e um processador configurado para determinar uma estimativa da localização do aparelho de varredura na dependência da localização detectada e os dados obtidos.
19. SISTEMA DE VARREDURA PARA IMAGEAMENTO DE UM OBJETO, sendo que o sistema de varredura é caracterizado por compreender: um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos, sendo que o aparelho de varredura tem uma configuração não plana; um sensor para detectar a configuração não plana do aparelho de varredura; e uma unidade de configuração disposta para configurar o aparelho de varredura na dependência da configuração não plana detectada.
20. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo sensor compreender um ou mais de um extensômetro e uma roda do codificador.
21. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 ou 20, caracterizado pelo sistema de varredura compreender ainda um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura, e a unidade de configuração é disposta para configurar o aparelho de varredura na dependência da localização detectada.
22. SISTEMA DE VARREDURA PARA IMAGEAMENTO DE UM OBJETO, sendo que o sistema de varredura é caracterizado por compreender: um aparelho de varredura configurado para transmitir sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos; um sensor de localização para detectar uma localização do aparelho de varredura; e um processador configurado para combinar dados obtidos de uma pluralidade de varreduras na dependência da localização detectada do aparelho de varredura em relação a cada uma da pluralidade de varreduras.
23. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo sensor de localização compreender uma pluralidade de sistemas de posicionamento; sendo que o processador é configurado para combinar dados obtidos a partir da pluralidade de varreduras na dependência de uma medida de precisão de cada uma da pluralidade de sistemas de posicionamento.
24. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo sensor de localização compreender um sistema de posicionamento adicional configurado para determinar uma localização em um quadro de referência e para transformar essa localização determinada em um outro quadro de referência.
25. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo sistema de posicionamento adicional ser configurado para determinar uma transformação para transformar a localização determinada no outro quadro de referência na dependência de um ou mais marcadores em uma imagem capturada pelo sistema de varredura.
26. SISTEMA DE VARREDURA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por ser configurado para intercalar uma pluralidade de varreduras de um primeiro tipo de varredura com pelo menos uma varredura de um segundo tipo de varredura.
27. APARELHO DE VARREDURA, conforme definido na reivindicação 26, caracterizado por ser configurado para intercalar regularmente a pluralidade de varreduras do primeiro tipo de varredura com a pelo menos uma varredura do segundo tipo de varredura.
28. MÉTODO DE VARREDURA DE UM OBJETO COM UM APARELHO DE VARREDURA DE ULTRASSOM COM MODOS DE VARREDURA INTERCALADOS, sendo que o aparelho de varredura de ultrassom compreende uma matriz de elementos transdutores e é configurado para transmitir, usando os elementos transdutores, sinais de ultrassom em direção a um objeto e para receber sinais de ultrassom refletidos de um objeto pelo qual dados pertencentes a uma estrutura interna de um objeto podem ser obtidos, sendo que o método é caracterizado por compreender: transmitir um primeiro número de pulsos de ultrassom de um primeiro tipo usando um primeiro conjunto de elementos transdutores; e transmitir um segundo número de pulsos de ultrassom de um segundo tipo, diferente para o primeiro tipo, usando um segundo conjunto de elementos transdutores.
29. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por compreender transmitir o segundo número de pulsos de ultrassom do segundo tipo ao determinar que: o aparelho de varredura foi movido por um múltiplo de uma distância predefinida; ou um número predefinido de pulsos de ultrassom do primeiro tipo foi transmitido.
30. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 ou 29, caracterizado por pelo menos um dentre o primeiro número de pulsos e o segundo número de pulsos ser selecionado na dependência de um ou mais de um objeto em teste, um material de um objeto em teste, uma espessura de um objeto em teste, um recurso de um objeto em teste, uma velocidade de movimento do aparelho de varredura, um tamanho da matriz, um formato da matriz e um tamanho de elemento transdutor.
31. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 29 ou 30, caracterizado pela distância predefinida ser selecionada na dependência de um ou mais de um objeto em teste, um material de um objeto em teste, uma espessura de um objeto em teste, um recurso de um objeto em teste, uma velocidade de movimento do aparelho de varredura, um tamanho da matriz, um formato da matriz e um tamanho de elemento transdutor.
32. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 31, caracterizado pelo primeiro conjunto de elementos transdutores diferir do segundo conjunto de elementos transdutores.
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