CN102917844B - 用于检查传感器放置的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供用于在目标物体内定位远程式传感器的方法和系统。多关节型机械人系统被连接至远程式传感器。定位系统确定待检查目标物体的位置并确定远程式传感器的第一位置。控制系统关于目标物体的位置校准目标物体的虚拟表示，并跟踪相对于目标物体的远程式传感器的移动。

Description

用于检查传感器放置的方法和系统
背景
本文所述的主题一般地涉及检查，并且更具体地涉及用于放置检查传感器的方法和系统。
已知的航天器一般经历各种组件的常规检查。一般检查多个航天器组件，并且用于实施这种检查的装备可取决于例如组件类型和/或位置而在组件与组件之间变化。由于各种空间限制，检查至少一些组件可能是困难的。例如，接近至少一些组件可能需要在检查之前拆卸至少一个阻塞结构和/或移动该组件。检查这种组件可能是单调乏味的并且耗时的任务。
为了帮助检查至少一些这种组件，多关节型(铰接，articulated)机械人操纵臂(manipulator arm)已被用于将检查传感器定位于至少一些受限的通道区域内。这种多关节型机械人操纵臂帮助避免与实施检查有关的航天器的部分拆卸。由于这种机械人操纵臂的结合处和连接处的挠性(joint and link flexibility)以及高度自由度，这种机械人操纵臂的精确、实时定位和定向跟踪可能是困难的。此外，定位误差可随着沿铰接段的链向下——远离机座的位置——进一步增加。因此，末端执行器的位置，即，检查传感器的位置，通常具有最大的误差。
发明内容
在一方面，提供了用于在目标物体内定位远程式传感器(遥感器，remote sensor)的方法。该方法包括使用第一传感器确定目标物体的位置，并关于目标物体的位置校准目标物体的虚拟表示(virtualrepresentation)。确定远程式传感器的第一位置，并且跟踪相对于目标物体的远程式传感器的移动。
在另一方面，提供了用于在目标物体内定位远程式传感器的控制系统。该控制系统被配置以使用第一传感器确定目标物体的位置，并且关于目标物体的位置校准目标物体的虚拟表示。控制系统被进一步配置以确定远程式传感器的第一位置，并且跟踪相对于目标物体的远程式传感器的移动。
在仍另一方面，提供了用于在目标物体内定位远程式传感器的系统。该系统包括连接至远程式传感器的多关节型机械人系统、确定目标物体的位置并确定远程式传感器的第一位置的定位系统以及关于目标物体的位置校准目标物体的虚拟表示并且跟踪相对于目标物体的远程式传感器的移动的控制系统。
已经讨论的特征、功能和优势可在本发明的各种实施方式中被独立地完成，或可在其它实施方式中结合，其进一步细节参照下列描述和附图可看出。
附图简述
图1是可用于在被检查的目标物体内放置和/或显现传感器的示例性系统的图解；
图2是图1中显示的系统的一部分的放大示意图；
图3是可与图1中显示的系统一起使用的示例性控制系统的图解；和
图4是图解定位可与图1中显示的系统一起使用的传感器的示例性方法的流程图。
发明详述
本文描述的主题一般地涉及目标物体的检查。更具体地，本文所述的主题涉及在被检查的目标物体内帮助远程定位传感器的方法和系统。在一个实施方式中，在目标物体内远程定位传感器，并且定位系统确定目标物体的位置和确定传感器的第一位置。控制系统关于目标物体的位置校准目标物体的虚拟表示并跟踪相对于目标物体的传感器的移动。
本文描述的方法和系统的示例性技术效果包括下列中的至少一个：(a)使用第一传感器确定目标物体的位置；(b)关于目标物体的位置校准目标物体的虚拟表示；(c)确定远程式传感器的第一位置；(d)相对于远程式传感器的第一位置确定远程式传感器的第二位置；和(e)基于远程式传感器的至少第一位置和第二位置跟踪相对于目标物体的远程式传感器的移动。
如本文使用的，以单数形式叙述的和接着词“一个(a或an)”的元件或步骤应当被理解为不排除多个元件或步骤，除非这种排除被明确地叙述。而且，提及本发明的“一个实施方式”不意欲解释为排除也并入所述特征的其它实施方式的存在。
图1和2图解可用于在被检查的目标物体或结构104内放置和/或显现检查传感器102的示例性系统100。特别地，可使用任何类型的检查传感器，如能够使系统100起到本文所描述的功能的非破坏性检查(NDI)传感器。在示例性实施方式中，检查传感器102检测结构104的至少一个参数。因此，检查传感器102可用于检查结构104的表面和/或扫描系统100的数据。检查传感器102可非限制性地是光学传感器、摄影机、红外传感器、超声波传感器、涡流传感器、振动传感器、磁强计、激光扫描仪、温度传感器、传声器、扬声器、电容型间隙测量仪(capacitance-based gap measurement meter)、万用电表、电压表、电阻表、电流表、电导率计、静电荷计和/或上述组件的任何组合。
在示例性实施方式中，多关节型机械人系统200如机械蛇(roboticsnake)系统被连接至检查传感器102以相对于结构104定位、移动和/或定向检查传感器102。在示例性实施方式中，多关节型机械人系统200是底座-安装的机械蛇系统——也称为象鼻管机械人，包括移动式机座212和从移动式机座212伸出的关节臂(关节杆，articulatedarm)204。可选地，多关节型机械人系统200可以是但不限于履带式机械蛇系统、铸件内表面检查仪(endoscope)和/或不包括机座212的内孔镜。在进一步的实施方式中，可使用任何能够使系统100起到本文所描述的功能的多关节型机械人系统。
在示例性实施方式中，臂(arm)204包括多个连接段(未编号)，其能够使多关节型机械人系统200以多个自由度被选择性地定位。因此，多关节型机械人系统200被配置以在适于检查和/或评估结构104的各种位置中选择性地移动和/或定向检查传感器102。在一个实施方式中，运动指示被传输至臂204中的连接段以在期望的方向上移动和/或定向检查传感器102。以期望的速度和方向——其将导致位于臂204的末端执行器处的检查传感器102的期望移动——可变地选择运动指示。更具体地，在这种实施方式中，通过同时可变地传输运动指示至每个连接段以产生弯曲、扭转、螺旋和/或转向运动，臂204在三维空间内是可操纵的。
在示例性实施方式中，多关节型机械人系统200包括至少一个能够确定它目前的定位和位置的传感器系统，如定位传感器206，其是能够跟踪和/或监控臂204和/或检查传感器102上至少一个位置移动——包括臂204和/或检查传感器102的瞬态振荡——的独立装置。定位传感器206提供用于系统100的选位意识(positional awareness)，并能够相对于结构104测量在多关节型机械人系统200上它的定位的位置和方向。在示例性实施方式中，定位传感器206是惯性传感器，如微电子机械系统(MEMS)。定位传感器206是测量系统的一部分，其可包括处理器(未显示)、多个测量线性加速度的加速度计(未显示)、多个测量旋转速度的陀螺仪(未显示)和处理线性加速度和/或旋转速度数据以产生相对位置和方向信息的软件(未显示)。其它类型的独立定位传感器206也是可能的，如使用摄影机处理图像数据以确定结构104内定位传感器206的位置的那些。
在示例性实施方式中，局部坐标测量系统300提供选位意识数据以帮助确定相对于结构104的检查传感器102的第一位置。在示例性实施方式中，局部坐标测量系统300是局部定位系统(LPS)，其包括测距仪(range meter)302和/或连接至摄影用平移及倾侧架(pan and tiltunit)304的数字摄影机。
局部坐标测量系统300可用于关于结构104的坐标系校准多关节型机械人系统200。在示例性实施方式中，测距仪302测量结构104的可视部件110的相对距离以确定局部坐标测量系统300与结构104的相对位置。此外，在示例性实施方式中，测距仪302测量多关节型机械人系统200的外部部件210如机座212上的点的相对距离。更具体地，在示例性实施方式中，局部坐标测量系统300帮助关于坐标系对齐多关节型机械人系统200和/或结构104以能够记录定位传感器206和检查传感器102的相对位置。
摄影用平移及倾侧架304是可驱动的以可变地定向局部坐标测量系统300的测距仪302。在示例性实施方式中，摄影用平移及倾侧架304能够使测距仪302绕转动的垂直轴306以及绕转动的水平轴308转动。更具体地，在示例性实施方式中，测距仪302绕转动的垂直轴306可转动以平移测距仪302，并且测距仪302绕转动的水平轴308可转动以倾侧测距仪302。在一个实施方式中，测距仪302的高度以及横向位置是可变调整的。在另一实施方式中，摄影用平移及倾侧架304被配置以测量外部部件110、210之间的水平和/或垂直角度。
在关于目标物体104校准多关节型机械人系统200后，通过将包含定位传感器206和检查传感器102的机械人末端执行器插入通过进入孔112，检查过程开始。从操作员工作站400，通过观察目标物体104的虚拟显示，操作员412引导臂204经过目标物体104内部的障碍物116，机械人的臂204、定位传感器206和检查传感器102被显示于图形显示界面406上。来自定位传感器206的信息被转换为目标物体104的坐标系，以便以合适的位置和方向将虚拟物体放置在图形显示界面406上。另外，内部的陆标或障碍物116可用于调整或重新校准通过定位传感器206测量的位置数据。例如，如果机械人臂(robot arm)与在已知位置处的障碍物116接触，但是定位传感器206正报道不同的位置，则来自定位传感器的数据可被调整为参照该已知的障碍物116位置。
图3图解了示例性控制系统400——同样图解于图1和2中，其可用于操作系统100。在示例性实施方式中，控制系统400包括存储器402和连接至存储器402的用于执行指示的处理器404。在一些实施方式中，结构104的可执行的指示和/或模型数据被存储于存储器402中。如本文使用的，术语“处理器”不限于本领域称作计算机的集成电路，而是广义地指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路。
控制系统400可配置以通过为处理器404编程执行本文所述的一个或多个操作。例如，可通过将操作编码为一个或多个可执行指示并通过在存储器402中提供该可执行指示，为处理器404编程。处理器404可包括一个或多个处理单元(例如，在多核配置中)。
存储器402包括一个或多个能够使信息比如可执行指示和/或其它数据被选择性地存储并检索(retrieve)的装置。在示例性实施方式中，这种其它数据包括至少预定的三维计算机辅助设计(CAD)模型，其是结构104的代表。存储器402可包括一个或多个计算机可读介质，非限制性地如动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、固态盘和/或硬盘。而且，存储器402可被配置以非限制性地存储可执行指示和/或任何其它类型的数据。
在示例性实施方式中，控制系统400包括连接至处理器404的图形显示界面406以能够使信息呈现给用户412。例如，图形显示界面406可包括可连接至显示装置(未显示)——如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器和/或“电子墨水(electronic ink)”显示器——的显示适配器(未显示)。在示例性实施方式中，图形显示界面406能够使用户412使用系统100选择性地布置和/或显现检查传感器102的位置。在一些实施方式中，图形显示界面406包括一个或多个显示装置。除此之外，或可选地，图形显示界面406可连接至打印机和/或包括打印机。
在示例性实施方式中，控制系统400包括接收来自用户412的输入如控制指令的输入界面408。例如，输入界面408接收适合与本文描述的方法一起使用的信息。输入界面408被连接至处理器404并可包括例如操纵杆、键盘、点击设备、鼠标、输入笔、触敏面板(例如，触摸板(touch pad)或触摸屏)和/或位置检测器(position detector)。应当注意，单一组件例如触摸屏可起到图形显示界面406的显示装置和输入界面408二者的作用。
在示例性实施方式中，控制系统400包括连接至处理器404的通信接口410。在示例性实施方式中，通信接口410与远程装置——如检查传感器102、多关节型机械人系统200、定位传感器206、局部坐标测量系统300和/或另一个控制系统400——通信。更具体地，在示例性实施方式中，控制系统400与图形显示界面406和/或输入界面408合作，以便能够使用户412操作系统100。例如，通信接口410可非限制性地包括有线网络适配器、无线网络适配器和/或移动远距离通信适配器。可选地或另外地，控制系统400可通过网络(未显示)连接至多关节型机械人系统200、局部坐标测量系统300和/或另一个控制系统400。这种网络可非限制性地包括互联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线LAN(WLAN)、网状网络和/或虚拟专用网(VPN)或其它适合的通信装置。在示例性实施方式中，控制系统400被直接电连接至多关节型机械人系统200和/或局部坐标测量系统300，和/或与多关节型机械人系统200和/或局部坐标测量系统300整体地形成。
图4图解了用于相对于被检查的目标物体或结构104选择性地定位检查传感器102的示例性方法500。在使用期间，控制系统400帮助远程定位检查传感器102，以便能够检查和/或评估结构104。更具体地，本文描述的实施方式使得在三维坐标系中使用结构104的三维CAD模型，能够精确地跟踪传感器206的位置以及因此精确地跟踪检查传感器102的位置。
最初，最接近和/或邻近目标物体或结构104定位502多关节型机械人系统200。在示例性实施方式中，测距仪302测量504距结构104的外部位置的距离，并测量506距多关节型机械人系统200的外部位置的距离。在示例性实施方式中，将这种位置数据传输至控制系统400以使控制系统400能够相对于局部坐标测量系统300精确地确定结构104和/或多关节型机械人系统200的位置和/或方向。在一个实施方式中，三角测量技术被用于确定结构104和多关节型机械人系统200的相对位置。在示例性实施方式中，至少基于这种位置数据，控制系统400确定508连接至多关节型机械人系统200的定位传感器206的第一位置。
在示例性实施方式中，从存储器402接收510结构104的至少一个虚拟表示。在一个实施方式中，可基于结构104的位置数据确认和/或确定结构104的类型，并且可基于结构104的类型确定和/或选择结构104的虚拟表示。此外，在示例性实施方式中，可基于定位传感器206的第一位置提供多关节型机械人系统200和/或定位传感器206的虚拟表示。然后，将结构104、机械人系统200和/或定位传感器206的虚拟表示记录512在三维坐标系上。
在示例性实施方式中，多关节型机械人系统200启动臂204以相对于结构104适当地定位、定向和/或移动514检查传感器102，用于检查和/或评估结构104。在一个实施方式中，用户412可使用图形显示界面406和/或输入界面408操纵臂204通过进入孔112和/或在其它内部陆标和/或障碍物116周围。在这种实施方式中，用户412通过在图形显示界面406上观察结构104、机械人臂204、位置传感器206和检查传感器102的虚拟显示引导臂204经过结构104内的障碍物116。来自定位传感器206的信息被转换为三维坐标系，以将虚拟物体以合适的位置和方向放置在图形显示界面206上。在另一实施方式中，由检查传感器102和/或定位传感器206提供的数据可用于使操纵过程部分和/或全部自动化，以适当地定位、定向和/或移动514检查传感器102和/或定位传感器206。
在示例性实施方式中，当定位传感器206相对于结构104从第一位置被移动514至第二位置时，持续监控和/或跟踪516由定位传感器206获得和/或提供的选位意识数据以提供实时的和处理后的位置和/或方向跟踪。更具体地，在示例性实施方式中，关于结构104的位置、定位传感器206的第一位置和/或由定位传感器206和/或检查传感器102提供的其它数据，跟踪516定位传感器206的移动。因此，在示例性实施方式中，可至少基于定位传感器206的第一位置和从第一位置至第二位置跟踪的移动，确定518定位传感器206的第二位置。在示例性实施方式中，定位传感器206的位置和/或方向以三维坐标被连续显示在图形显示界面406上，从而虚拟地跟踪定位传感器206通过结构104的受限通道区域的移动。
在任何时候，由检查传感器102和/或定位传感器206提供的数据可用于至少基于结构104的位置和/或定位传感器206的第一、第二位置在三维坐标系上校准520结构104、多关节型机械人系统200和/或定位传感器206的虚拟表示。在示例性实施方式中，局部坐标测量系统300帮助关于三维坐标系校准结构104和/或多关节型机械人系统200。更特别地，在示例性实施方式中，确定局部坐标测量系统300、外部部件110和外部部件210之间的相对距离和/或角度。
在确定外部部件110和210之间的相对距离——即结构104和多关节型机械人系统200之间的相对位置和方向——后，可将臂204和定位传感器206的任何运动随后转换为三维坐标系。另外，障碍物116可用于调整和/或重新校准由定位传感器206测量的位置数据。例如，如果机械人臂204与在已知位置处的障碍物116接触，但是定位传感器206正报道不同位置，则来自位置传感器206的数据可被调整为参照该已知的障碍物116位置。使用这种参照数据、数值积分、对齐(alignment)和筛选技术，可在操作期间提供检查传感器102和/或定位传感器206的更新和/或重新校准的评估位置和/或方向。例如，如果需要的话，当由检查传感器102和/或定位传感器206提供的选位意识数据与虚拟表示不一致时，虚拟表示可被重新校准。
本文描述的实施方式提供用于远程放置和/或显现传感器以检查受限通道区域内的各种组件。因此，示例性方法和系统帮助减少与航天器检查有关的时间和/或成本。示例性系统和方法不限于本文描述的具体实施方式，而是，每个系统的组件和/或每个方法的步骤可与本文描述的其它组件和/或方法步骤独立地和分开地使用。每个组件和每个方法步骤还可与其它组件和/或方法步骤结合使用。
该书面说明书使用实例公开了本发明的一些实施方式——包括最佳的模式，并且还使得本领域任何技术人员能够实践那些实施方式，包括制造和使用任何装置或系统和执行任何并入的方法。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不与本权利要求书的字面语言不同的结构元件，或如果这种其它实例包括与本权利要求书的字面语言有非实质差异的等价结构元件，则这种其它实例意欲包括在权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.用于在航天器内定位检查传感器的方法，所述方法包括：
使用放置在所述航天器外部的第一传感器确定所述航天器的位置；
关于所述航天器的位置校准所述航天器的虚拟表示；
使用局部坐标测量系统确定所述检查传感器的第一位置，其中所述检查传感器和定位传感器连接至多关节型机械人系统末端执行器处；
通过在所述航天器内限定的进入孔伸出所述多关节型机械人系统并在所述航天器内的陆标周围以关节连接，使得所述检查传感器和所述定位传感器位于所述航天器的内部，而不用拆卸所述航天器；
使用所述定位传感器跟踪所述航天器内并且相对于所述航天器的所述检查传感器的移动；
接收所述航天器内所述陆标的陆标位置信息；
当所述检查传感器接触所述陆标时，使用所述定位传感器确定所述检查传感器的当前位置；
当确定的当前位置不同于接收的陆标位置信息时，识别位置冲突；
至少部分基于所识别的位置冲突调整所述检查传感器的所确定的当前位置；和
至少部分基于所述识别的位置冲突更新所述航天器的内部虚拟显示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中校准所述航天器的虚拟表示进一步包括检索所述航天器的虚拟表示。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于所述检查传感器的第一位置提供所述检查传感器的虚拟表示。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：
使用所述定位传感器相对于所述检查传感器的第一位置确定所述检查传感器的第二位置；和
关于所述检查传感器的至少第一位置和第二位置校准所述检查传感器的虚拟表示。
5.根据权利要求4所述的方法，其中跟踪所述检查传感器的移动是基于所述检查传感器的至少第一位置和第二位置。
6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
基于所述检查传感器的第一位置提供所述多关节型机械人系统的虚拟表示。
7.用于在航天器内定位检查传感器的控制系统，所述控制系统被配置以：
使用放置在所述航天器外部的第一传感器确定所述航天器的位置；
关于所述航天器的位置校准所述航天器的虚拟表示；
使用局部坐标测量系统确定所述检查传感器的第一位置，其中所述检查传感器和定位传感器连接至多关节型机械人系统末端执行器处；
通过在所述航天器内限定的进入孔伸出所述多关节型机械人系统并在所述航天器内的陆标周围以关节连接，使得所述检查传感器和所述定位传感器位于所述航天器的内部，而不用拆卸所述航天器；
使用所述定位传感器跟踪所述航天器内并且相对于所述航天器的所述检查传感器的移动；
接收所述航天器内所述陆标的陆标位置信息；
当所述检查传感器接触所述陆标时，使用所述定位传感器确定所述检查传感器的当前位置；
当确定的当前位置不同于接收的陆标位置信息时，识别位置冲突；
至少部分基于所识别的位置冲突调整所述检查传感器的所确定的当前位置；和
至少部分基于所述识别的位置冲突更新所述航天器的内部虚拟显示。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其中所述控制系统被进一步配置以检索所述航天器的虚拟表示。
9.根据权利要求7所述的控制系统，其中所述控制系统被进一步配置以基于所述检查传感器的第一位置提供所述检查传感器的虚拟表示。
10.根据权利要求9所述的控制系统，其中所述控制系统被进一步配置以：
使用所述定位传感器相对于所述检查传感器的第一位置确定所述检查传感器的第二位置；和
关于所述检查传感器的至少第一位置和第二位置校准所述检查传感器的虚拟表示。
11.根据权利要求10所述的控制系统，其中所述控制系统被进一步配置以基于所述检查传感器的至少第一位置和第二位置跟踪所述检查传感器的移动。
12.根据权利要求7所述的控制系统，其中所述控制系统被进一步配置以基于所述检查传感器的第一位置提供多关节型机械人系统的虚拟表示。
13.根据权利要求12所述的控制系统，其中所述控制系统被进一步配置以移动所述多关节型机械人系统。
14.用于在航天器内定位检查传感器的系统，所述系统包括：
连接至所述检查传感器的具有末端执行器的多关节型机械人系统和定位传感器，其通过所述航天器内限定的进入孔是可伸出的使得所述检查传感器和所述定位传感器位于所述航天器内部，而不用拆卸所述航天器；
放置在所述航天器外部并配置以确定所述航天器的位置并确定所述检查传感器的第一位置的定位系统；和
控制系统，其关于所述航天器的位置校准所述航天器的虚拟表示、使用所述定位传感器跟踪所述航天器内并且相对于所述航天器的所述检查传感器的移动、接收所述航天器内陆标的陆标位置信息；当所述检查传感器接触所述陆标时，使用所述定位传感器确定所述检查传感器的当前位置；当确定的当前位置不同于接收的陆标位置信息时，识别位置冲突，至少部分基于所识别的位置冲突调整所述检查传感器的所确定的当前位置，和至少部分基于所述识别的位置冲突更新所述航天器的内部的虚拟显示。
15.根据权利要求14所述的用于在航天器内定位检查传感器的系统，其中所述定位传感器包括惯性传感器。
16.根据权利要求14所述的用于在航天器内定位检查传感器的系统，其中所述控制系统检索所述航天器的虚拟表示。
17.根据权利要求14所述的用于在航天器内定位检查传感器的系统，其中所述控制系统基于所述检查传感器的第一位置提供所述检查传感器的虚拟表示。
18.根据权利要求17所述的用于在航天器内定位检查传感器的系统，其中所述控制系统相对于所述检查传感器的第一位置确定所述检查传感器的第二位置，并且关于所述检查传感器的至少第一位置和第二位置校准所述检查传感器的虚拟表示。
19.根据权利要求18所述的用于在航天器内定位检查传感器的系统，其中所述控制系统基于所述检查传感器的至少第一位置和第二位置跟踪所述检查传感器的移动。
20.根据权利要求14所述的用于在航天器内定位检查传感器的系统，其中所述控制系统基于所述检查传感器的第一位置提供所述多关节型机械人系统的虚拟表示，并且移动所述多关节型机械人系统。
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Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9082208B2 (en) * 2011-07-12 2015-07-14 Spirit Aerosystems, Inc. System and method for locating and displaying aircraft information
US9310317B2 (en) 2012-01-25 2016-04-12 The Boeing Company Automated system and method for tracking and detecting discrepancies on a target object
US9366579B2 (en) * 2012-12-21 2016-06-14 John Bean Technologies Corporation Thermal process control
US9152304B2 (en) 2012-12-31 2015-10-06 General Electric Company Systems and methods for virtual control of a non-destructive testing system
US9581438B2 (en) * 2012-12-31 2017-02-28 General Electric Company Systems and methods for control of a non-destructive testing system
US9588515B2 (en) * 2012-12-31 2017-03-07 General Electric Company Systems and methods for remote control of a non-destructive testing system
US20140207403A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-24 General Electric Company Inspection instrument auto-configuration
US20140207406A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-24 General Electric Company Self-directed inspection plan
US9954908B2 (en) * 2013-01-22 2018-04-24 General Electric Company Systems and methods for collaborating in a non-destructive testing system
US10725478B2 (en) * 2013-07-02 2020-07-28 The Boeing Company Robotic-mounted monument system for metrology systems
US9395216B2 (en) * 2013-10-22 2016-07-19 The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Army Disappearing controllable-arch sensor boom or crane
JP2015112708A (ja) * 2013-12-16 2015-06-22 多摩川精機株式会社 締め装置及びその締め方法
US9856037B2 (en) 2014-06-18 2018-01-02 The Boeing Company Stabilization of an end of an extended-reach apparatus in a limited-access space
FR3028615B1 (fr) * 2014-11-14 2017-01-13 Aircelle Sa Procede d’inspection d’un produit tel qu’un composant d’une nacelle de turboreacteur
US9911251B2 (en) * 2014-12-15 2018-03-06 Bosch Automotive Service Solutions Inc. Vehicle diagnostic system and method
US9919421B2 (en) * 2015-04-15 2018-03-20 Abb Schweiz Ag Method and apparatus for robot path teaching
CN106292655A (zh) * 2015-06-25 2017-01-04 松下电器（美国）知识产权公司 远程作业装置和控制方法
CN105092928B (zh) * 2015-07-23 2018-04-20 深圳市华谊智测科技股份有限公司 数字钳型表及其自动测量方法
US9841836B2 (en) * 2015-07-28 2017-12-12 General Electric Company Control of non-destructive testing devices
US10196927B2 (en) * 2015-12-09 2019-02-05 General Electric Company System and method for locating a probe within a gas turbine engine
GB2550395B (en) * 2016-05-19 2020-08-12 Hs Marston Aerospace Ltd Method and system for thermographic analysis
EP3260250B1 (en) * 2016-06-21 2019-10-02 Ansaldo Energia IP UK Limited Robotic system for confined space operations background
BR112019000728B1 (pt) * 2016-07-15 2023-03-28 Fastbrick Ip Pty Ltd Veículo que incorpora máquina de assentamento de tijolos
FR3056134B1 (fr) * 2016-09-20 2018-08-31 Airbus Sas Dispositif robotise pour l'inspection d'une structure d'aeronef
GB2557179B (en) * 2016-11-29 2020-01-01 Rolls Royce Plc Methods, apparatus, computer programs and non-transitory computer readable storage mediums for controlling a hyper redundant manipulator
US10625427B2 (en) 2017-06-14 2020-04-21 The Boeing Company Method for controlling location of end effector of robot using location alignment feedback
US10814480B2 (en) 2017-06-14 2020-10-27 The Boeing Company Stabilization of tool-carrying end of extended-reach arm of automated apparatus
US10543605B2 (en) * 2017-08-15 2020-01-28 Avigilon Corporation Camera on movable arm
GB201713277D0 (en) * 2017-08-18 2017-10-04 Rolls Royce Plc Hyper-redundant manipulators
TWI639988B (zh) * 2017-10-05 2018-11-01 行政院原子能委員會核能研究所 移動機器人地圖創建系統和方法
US10489896B2 (en) 2017-11-14 2019-11-26 General Electric Company High dynamic range video capture using variable lighting
US10488349B2 (en) 2017-11-14 2019-11-26 General Electric Company Automated borescope insertion system
DE102018103333B3 (de) 2018-02-14 2019-05-09 Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik eV Verfahren und System zur dynamischen Strukturanalyse
US10775315B2 (en) 2018-03-07 2020-09-15 General Electric Company Probe insertion system
US11084169B2 (en) * 2018-05-23 2021-08-10 General Electric Company System and method for controlling a robotic arm
US20190383158A1 (en) * 2018-06-14 2019-12-19 General Electric Company Probe Motion Compensation
US11707819B2 (en) 2018-10-15 2023-07-25 General Electric Company Selectively flexible extension tool
US11702955B2 (en) 2019-01-14 2023-07-18 General Electric Company Component repair system and method
US11118948B2 (en) 2019-08-23 2021-09-14 Toyota Motor North America, Inc. Systems and methods of calibrating vehicle sensors using augmented reality
US10782267B1 (en) 2019-11-04 2020-09-22 Equate Petrochemical Company Mobile non-destructive testing inspection system
US11752622B2 (en) 2020-01-23 2023-09-12 General Electric Company Extension tool having a plurality of links
US11692650B2 (en) 2020-01-23 2023-07-04 General Electric Company Selectively flexible extension tool
US11613003B2 (en) 2020-01-24 2023-03-28 General Electric Company Line assembly for an extension tool having a plurality of links
US11371437B2 (en) 2020-03-10 2022-06-28 Oliver Crispin Robotics Limited Insertion tool
US11654547B2 (en) 2021-03-31 2023-05-23 General Electric Company Extension tool
US11906506B1 (en) * 2021-12-21 2024-02-20 Omidreza Ghanadiof System and method for inspecting and maintaining the exterior elevated elements of building structures
IT202200005888A1 (it) * 2022-03-24 2023-09-24 Bm Group Holding S P A Apparecchiatura per effettuare misurazioni tra le gabbie in un processo di laminazione.

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4362977A (en) * 1980-06-30 1982-12-07 International Business Machines Corporation Method and apparatus for calibrating a robot to compensate for inaccuracy of the robot
US5525883A (en) * 1994-07-08 1996-06-11 Sara Avitzour Mobile robot location determination employing error-correcting distributed landmarks
US7171279B2 (en) * 2000-08-18 2007-01-30 Oliver Crispin Robotics Limited Articulating arm for positioning a tool at a location

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6067093A (ja) * 1983-09-22 1985-04-17 株式会社東芝 連続部材
US5374830A (en) * 1984-10-12 1994-12-20 Sensor Adaptive Machines, Inc. Target based determination of robot and sensor alignment
FR2625936A1 (fr) * 1988-01-14 1989-07-21 Hispano Suiza Sa Procede de mise en place d'un robot porte-outils destine a des interventions en milieu humainement hostile
JPH0386484A (ja) * 1989-08-25 1991-04-11 Fujitsu Ltd ロボットの遠隔操作装置
JPH08155863A (ja) * 1994-12-02 1996-06-18 Fujitsu Ltd ロボット遠隔操作システム
JPH11104984A (ja) * 1997-10-06 1999-04-20 Fujitsu Ltd 実環境情報表示装置及び実環境情報表示処理を実行するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2000070269A (ja) 1998-09-01 2000-03-07 Honda Seiki Kk 磁気センサー及び感圧センサーによりバーチャル・リアリティに誘導される能動内視鏡とその操作システム。
US6379302B1 (en) * 1999-10-28 2002-04-30 Surgical Navigation Technologies Inc. Navigation information overlay onto ultrasound imagery
US6378387B1 (en) * 2000-08-25 2002-04-30 Aerobotics, Inc. Non-destructive inspection, testing and evaluation system for intact aircraft and components and method therefore
FR2822573B1 (fr) * 2001-03-21 2003-06-20 France Telecom Procede et systeme de reconstruction a distance d'une surface
JP2002292582A (ja) * 2001-03-30 2002-10-08 Hitachi Zosen Corp 作業用ロボット装置
US6907799B2 (en) * 2001-11-13 2005-06-21 Bae Systems Advanced Technologies, Inc. Apparatus and method for non-destructive inspection of large structures
JP3945279B2 (ja) * 2002-03-15 2007-07-18 ソニー株式会社 障害物認識装置、障害物認識方法、及び障害物認識プログラム並びに移動型ロボット装置
US7117067B2 (en) * 2002-04-16 2006-10-03 Irobot Corporation System and methods for adaptive control of robotic devices
SE0203908D0 (sv) * 2002-12-30 2002-12-30 Abb Research Ltd An augmented reality system and method
JP2004223128A (ja) * 2003-01-27 2004-08-12 Hitachi Ltd 医療行為支援装置および方法
US6822412B1 (en) * 2003-06-11 2004-11-23 Zhongxue Gan Method for calibrating and programming of a robot application
US7044245B2 (en) * 2003-06-17 2006-05-16 Science Applications International Corporation Toroidal propulsion and steering system
US7099745B2 (en) * 2003-10-24 2006-08-29 Sap Aktiengesellschaft Robot system using virtual world
US8046049B2 (en) * 2004-02-23 2011-10-25 Biosense Webster, Inc. Robotically guided catheter
EP3123922B1 (en) * 2004-06-25 2019-11-27 Carnegie Mellon University Steerable, follow the leader device
EP1701231A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-13 Mydata Automation AB Method of calibration
US7448271B2 (en) * 2005-08-17 2008-11-11 The Boeing Company Inspection system and associated method
US7499772B2 (en) 2005-08-31 2009-03-03 Honeywell International Inc. Method and system for navigating a nondestructive evaluation device
JP4734120B2 (ja) * 2006-01-06 2011-07-27 株式会社東芝 航空機機体の検査方法および装置
DE102006006246A1 (de) 2006-02-10 2007-08-16 Battenberg, Günther Verfahren und Vorrichtung zur vollautomatischen Endkontrolle von Bauteilen und/oder deren Funktionseinheiten
US20080004523A1 (en) * 2006-06-29 2008-01-03 General Electric Company Surgical tool guide
CN101998841B (zh) * 2006-09-19 2013-04-10 纽约市哥伦比亚大学理事会 用于对解剖学上悬浮的中空器官进行外科手术的系统、设备和方法
US7892165B2 (en) * 2006-10-23 2011-02-22 Hoya Corporation Camera calibration for endoscope navigation system
JP4298757B2 (ja) * 2007-02-05 2009-07-22 ファナック株式会社 ロボット機構のキャリブレーション装置及び方法
US8368759B2 (en) * 2007-03-13 2013-02-05 Research Institute Of Industrial Science & Technology Landmark for position determination of mobile robot and apparatus and method using it
US8414246B2 (en) * 2007-06-06 2013-04-09 Cycogs, Llc Modular hybrid snake arm
EP2626030A3 (en) * 2007-08-14 2017-03-08 Koninklijke Philips N.V. Robotic instrument systems and methods utilizing optical fiber sensors
US8044991B2 (en) 2007-09-28 2011-10-25 The Boeing Company Local positioning system and method
US7859655B2 (en) 2007-09-28 2010-12-28 The Boeing Company Method involving a pointing instrument and a target object
US8138938B2 (en) 2008-10-28 2012-03-20 The Boeing Company Hand-held positioning interface for spatial query
US8198617B2 (en) 2008-12-15 2012-06-12 The Boeing Company Locating a component underneath a surface of a target object and locating an access panel for accessing the component
DE102009007932A1 (de) 2009-02-06 2010-08-12 Battenberg, Günther Qualitätsgesteuertes Produktions- und Prüfverfahren
US7848894B2 (en) 2009-03-09 2010-12-07 The Boeing Company Non-destructive inspection apparatus
US8812154B2 (en) * 2009-03-16 2014-08-19 The Boeing Company Autonomous inspection and maintenance
CA2795532A1 (en) * 2010-05-04 2011-11-10 Creaform Inc. Object inspection with referenced volumetric analysis sensor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4362977A (en) * 1980-06-30 1982-12-07 International Business Machines Corporation Method and apparatus for calibrating a robot to compensate for inaccuracy of the robot
US5525883A (en) * 1994-07-08 1996-06-11 Sara Avitzour Mobile robot location determination employing error-correcting distributed landmarks
US7171279B2 (en) * 2000-08-18 2007-01-30 Oliver Crispin Robotics Limited Articulating arm for positioning a tool at a location

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US9149929B2 (en) 2015-10-06
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US20110295427A1 (en) 2011-12-01
WO2011149582A1 (en) 2011-12-01

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