CN104155081A

CN104155081A - 自动化管道镜测量端头准确度测试

Info

Publication number: CN104155081A
Application number: CN201410201494.XA
Authority: CN
Inventors: C.A.本达尔; J.L.斯科特
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2014-11-19
Also published as: DE102014106482A1; JP2014222224A; US20140333778A1; US9074868B2

Abstract

使用包括具有已知的几何特性的测试特征的测试对象来测试远程可视检查（RVI）系统的测量准确度。使用控制器，检测可拆卸测量光学端头到RVI探测器的附接。然后，提示用户执行测量准确度的测试。在用户指示测试特征可见时，系统捕获测试特征的一个或更多图像，从图像确定测试特征的坐标，并且使用坐标来测量测试特征的几何特性。使用所测量的几何特性和已知的几何特性来确定准确度结果，并且例如对用户提供比较的结果的指示。还描述了具有用户提示装置的RVI系统。

Description

自动化管道镜测量端头准确度测试

技术领域

在本文中公开的主题涉及可视检查系统，并且，更具体地，涉及评价这样的系统的性能的方式。

背景技术

远程可视检查（RVI）系统，例如管道镜，准许观察不可由人类检查员直接得到的特征，诸如涡轮叶片。RVI系统还准许对人类有害的诸如有毒的或非常热的气氛的区域中的可视检查。RVI系统通常具有可拆卸的端头。检查员针对每次检查而选择适当的端头。一些端头准许不仅捕获正在被检查的对象的图像，而且还捕获那些对象的形状的三维数据。例如，相位测量端头将例如平行线的结构光图案投影至检查目标上。然后，捕获目标的图像。当从目标反射时的结构光图案的相位取决于图案投影器与目标之间的距离。在各种示例中，两个单独投影的条纹集的绝对相位之间的差用于确定对象距离。

然而，重复的端头附接及拆卸，除了端头工作的环境条件之外，还可能随着时间推移而降低或改变端头的性能。例如，一些端头包括光源。那些光源可能有灰尘或其他污染物结成块状，从而减小光输出。对于使用通常均匀照明的端头、诸如相位测量端头，有差异的亮度减小可能降低使用其所测量的3-D数据的准确度。

现有的系统使用试块来对图像捕获端头执行放大率的验证。对用于3-D测量的端头，试块还能够用于验证三角测量几何。试块包括具有已知尺寸的可见特征和将端头相对于该特征而保持在适当的位置的固定装置。为了检验放大率，用户将端头插入试块中并捕获该特征的图像。然后，用户使用RVI系统的法线测量功能来测量该特征的尺寸。这通常包括：将十字准线、指针或其他定位器手动地定位在该特征的各部分上；将关于端头和试块的数据输入RVI系统中；从RVI系统接收十字准线之间的测量；以及将该测量与已知值相比较。尽管该类型的验证能是有用的，但其限于简单的尺寸测量，并且，不适合于更先进的端头，诸如能够用于采取3-D测量的相位测量端头。

上文的讨论只不过针对通常的背景信息而提供，并且，不旨在用作在确定所要求保护的主题的范围的方面的帮助。

发明内容

此外，现有技术未能意识到的问题是，随着时间推移的渐变通常对人类而言难以察觉。观察来自具有差异地变模糊的光源的3-D测量端头的图像的人类检查员可能未认识到，3-D数据并不如期望那样准确。尽管一些可立体测量的RVI系统包括确定立体数据的准确度的测试，但是这些测试仅在检查员的要求下执行。因此，存在对自动地确定端头的性能是否受损且在受损的情况下警告RVI系统的用户的方式的需要。

因此，使用包括具有已知的几何特性的测试特征的测试对象来测试远程可视检查（RVI）系统的测量准确度。使用控制器，检测可拆卸测量光学端头到RVI探测器的附接。然后，提示用户执行测量准确度的测试。在用户指示测试特征可见时，系统捕获测试特征的一个或更多图像，从图像确定测试特征的坐标，并且，使用坐标来测量测试特征的几何特性。使用所测量的几何特性和已知的几何特性来确定准确度结果，并且，例如对用户提供比较的结果的指示。

在本方法的一些公开的实施例的实践中可以认识到的优点是，自动地为准确度而检验数据，不要求用户在测试特征在端头的视场中位于适当的位置之后对十字准线进行定位或采取其他手动的步骤。提示用户执行验证，从而有利地减小渐变未被检测到的概率。各种实施例能够提供诸如3-D相位测量端头的准许测量图像捕获以外的数据的端头的验证。

在实施例中，公开了测试远程可视检查系统的测量准确度的方法。测试使用包括具有已知的几何特性的测试特征的测试对象来执行。该方法包括使用控制器来自动地执行以下的步骤：检测可拆卸测量光学端头到远程可视检查系统的探测器的附接；在检测到可拆卸测量光学端头的附接之后，经由用户提示装置而提示用户执行远程可视检查系统的测量准确度的测试；捕获测试对象上的测试特征的一个或更多图像；使用所捕获的图像的至少一些来确定测试特征的坐标；使用测试特征的所确定的坐标来确定测试特征的所测量的几何特性；使用所测量的几何特性和已知的几何特性来确定准确度结果；以及提供所确定的准确度结果的指示。

在另一个实施例中，公开了远程可视检查系统。该系统包括：探测器，适合于容纳可拆卸测量光学端头，该探测器包括适合于通过可拆卸测量光学端头而观察目标并捕获目标的一个或更多图像的图像传感器；用户提示装置；检测电路，适合于检测可拆卸测量光学端头到探测器的附接；控制器，响应于由检测电路进行的对附接的检测以：经由用户提示装置而提示用户以所选择的相对于图像传感器的取向而放置测试对象，测试对象包括具有已知的几何特性的测试特征；操作图像传感器来捕获测试特征的一个或更多图像；使用所捕获的图像的至少一些来确定测试特征的坐标；使用测试特征的所确定的坐标来确定测试特征的所测量的几何特性；使用所测量的几何特性和已知的几何特性来确定准确度结果；以及提供所确定的准确度结果的指示。

本发明的该概述仅旨在提供根据一个或更多说明性的实施例的在本文中公开的主题的简要的综述，并且，不充当对解释权利要求的指导或者定义或限制仅由所附权利要求定义的本发明的范围。该概述提供来以简化形式介绍说明性的概念选择，在下文中，在详述中进一步描述该概念选择。该概述不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作对确定所要求保护的主题的范围的帮助。所要求保护的主题不限于解决背景技术中所强调指出的任何或全部缺点的实现方案。

按照本公开的一个方面，提供一种测试远程可视检查系统的测量准确度的方法，所述测试使用包括具有已知的几何特性的测试特征的测试对象，所述方法包括使用控制器来自动地执行以下的步骤：

检测可拆卸测量光学端头到所述远程可视检查系统的探测器的附接；

在检测到所述可拆卸测量光学端头的附接之后，经由用户提示装置而提示用户执行所述远程可视检查系统的所述测量准确度的测试；

捕获所述测试对象上的所述测试特征的一个或更多图像；

使用所述捕获的图像的至少一些来确定所述测试特征的坐标；

使用所述测试特征的所述确定的坐标来确定所述测试特征的所测量的几何特性；

使用所述测量的几何特性和所述已知的几何特性来确定准确度结果；以及

提供所述确定的准确度结果的指示。

按照一个方面的方法，其中，所述确定准确度结果步骤包括作为所述测试特征的所述测量的几何特性与所述已知的几何特性之间的差而计算所述准确度结果。

按照一个方面的方法，其中，所述确定准确度结果步骤包括：

基于所述测试特征的所述测量的几何特性与所述已知的几何特性之间的差而确定准确度值；

将所述准确度值与预定的容许准确度值相比较；以及

提供所述比较的结果作为所述准确度结果。

按照一个方面的方法，其中，所述检测步骤包括将测试电压施加至检测电路并测量所述检测电路中的测试点的电压，其中，配置所述检测电路使得所述测试点的所述电压在附接所述可拆卸测量光学端头时与在未附接所述可拆卸测量光学端头时不同。

按照一个方面的方法，其中，所述探测器包括图像传感器，并且所述可拆卸测量光学端头是结构光测量光学端头、立体光学端头或阴影光学端头。

按照一个方面的方法，其中，所述可拆卸测量光学端头包括多个发光二极管（LED），并且适合于在所述控制器启动所述LED的任何一个时，将结构光图案投影至所述图像传感器的视场中的对象上。

按照一个方面的方法，其中，所述提示步骤包括等待来自用户输入装置的测试开始指示。

按照一个方面的方法，其中，所述用户提示装置是屏幕。

按照一个方面的方法，其中，所述提示步骤包括：

在所述屏幕上呈现来自所述探测器中的图像传感器的运动图像；以及

在所述屏幕上以相对于所述测试特征的期望的取向呈现来自图像传感器的图像的可视表示。

按照一个方面的方法，还包括确定所述附接的测量光学端头的识别并使用所述确定的识别来选择所述可视表示。

按照一个方面的方法，其中，所述测量的几何特性是所述测试特征的长度、宽度、高度、深度、半径或与平坦的平面或其他参考表面的偏差，并且其中，所述测试特征包括平坦的表面、球面或其他凸起的三维（3-D）表面、或者狭槽、圆形槽或其他凹入的3-D表面。

按照一个方面的方法，其中，所述确定的坐标是三维（3-D）坐标，所述已知的几何特性包括多个参考点的3-D坐标，并且所述测量的几何特性是所述确定的坐标与所述参考点之间的距离度量。

按照一个方面的方法，其中，所述距离度量是所述确定的坐标的至少一些与所述参考点的对应的一些之间的相应的距离的均方值（quadratic mean）、平方和（sum of squares）、平方平均值（mean of squares）或平均数。

按照一个方面的方法，其中，所述确定测量的几何特性步骤包括提供表示所述测量的几何特性的一个或更多值，所述已知的几何特性包括表示所述测试特征的一个或更多预定值；并且，所述确定准确度步骤包括计算表示所述测量的几何特性的所述一个或更多值与所述已知的几何特性的所述一个或更多预定值之间的差。

按照一个方面的方法，其中，所述比较步骤包括确定所述计算的差是否小于所述预定的容许准确度值。

按照一个方面的方法，其中，所述提供指示步骤包括经由用户输出装置对用户呈现所述比较的结果的可视的、可听的或触觉的指示。

按照一个方面的方法，其中，所述测试特征包括布置为可由所述探测器中的图像传感器检测的第一、第二以及第三基准点，并且，所述确定测量的几何特性步骤包括确定所述第一基准点与所述第二基准点之间的第一距离和所述第二基准点与所述第三基准点之间的第二距离。

按照一个方面的方法，还包括自动地检索与所述附接的测量光学端头相对应的校准数据，其中，使用所述检索的校准数据来执行所述测量步骤。

按照一个方面的方法，还包括：

确定所述附接的测量光学端头的识别；

存储所述确定的识别和所述确定的准确度结果；以及

将所述检测附接、用户提示、图像捕获、坐标确定、特性确定、准确度结果确定、识别确定以及存储步骤重复多次。

按照本公开的另一个方面，提供一种远程可视检查系统，包括：

探测器，适合于容纳可拆卸测量光学端头，所述探测器包括适合于通过所述可拆卸测量光学端头来观察目标并捕获所述目标的一个或更多图像的图像传感器；

用户提示装置；

检测电路，适合于检测所述可拆卸测量光学端头到所述探测器的附接；

控制器，响应于由所述检测电路进行的对附接的检测以：

经由所述用户提示装置而提示用户以相对于所述图像传感器的所选择的取向来放置测试对象，所述测试对象包括具有已知的几何特性的测试特征；

操作所述图像传感器来捕获所述测试特征的一个或更多图像；

提供所述确定的准确度结果的指示。

附图说明

通过参考某些实施例，以便本发明的详细描述可能具有能够理解本发明的特征的方式，在附图中说明一些实施例。然而，要注意到，附图仅仅说明本发明的某些实施例，因此，不被认为是对其范围的限制，因为本发明的范围包含其他同样地有效的实施例。附图不一定按比例尺绘制，重点通常放在说明本发明的某些实施例的特征。在附图中，遍及各种视图，相同的数字用于指示相同的部分。从而，为了进一步理解本发明，能够对以下的详细描述作出参考，结合附图来阅读该参考，在附图中：

图1是示范性的远程可视检查系统的示意图；

图2是根据示范性的实施例的用于远程可视检查系统的可拆卸的端头的部件的透视图；

图3是说明测试远程可视检查系统的测量准确度的示范性的方式的流程图；

图4是示出示范性的数据处理系统及相关部件的高层图；

图5是使用细长模具来制作的光发射器模块上的示范性的发光二极管（LED）阵列的顶视图；

图6是包括线光栅的示范性的强度调制元件的顶视图；

图7是通过使光通过强度调制元件而创建的结构光图案的示范性的图像；

图8A是示范性的测试特征的透视图；

图8B是示出示范性的测试特征的横截面的透视图；

图9是示范性的测试特征的平面图；以及

图10是示范性的测试对象的透视图。

具体实施方式

在以下的描述中，一些实施例将以一般地实现为软件程序的术语描述。本领域技术人员将容易地认识到，这样的软件的等效物还能够以硬件（硬接线的或可编程的）、固件或微代码构建。因此，本发明的实施例可以采取完全硬件的实施例、完全软件的实施例（包括固件、常驻软件或微代码）或将软件和硬件方面组合的实施例的形式。软件、硬件以及组合通常全部能够在本文中被称为“服务”、“电路”、“线路”、“模块”或“系统”。各种方面能够体现为系统、方法或计算机程序产品。由于数据操作算法和系统众所周知，因而本说明书将具体地针对形成本文中所描述的系统和方法的一部分或与本文中所描述的系统和方法更直接地协作的算法和系统。从本领域中已知的这样的系统、算法、部件以及元件选择这样的算法和系统的其他方面以及在本文中未专门示出或描述的用于产生且另外处理涉及硬件或软件的信号或数据的硬件或软件。考虑到如在本文中所描述的系统和方法，对任何方面的实现有用的在本文中未专门示出、提出或描述的软件是常规的且在这样的领域中的普通技术内。

图1是示范性的远程可视检查系统的示意图。在美国公开No. 2011/0205552中描述该系统的更多的细节。在图1中说明的是，示出示范性的管道镜/内窥镜探测器或系统100。插入管40包括细长部分46和可拆卸远端端头42。细长部分46包括主要的长的柔性部分、弯曲颈部以及摄像机头。轮廓标线41示出摄像机头在细长部分46上何处开始。细长部分46的摄像机头典型地包括至少图像传感器112、电子设备113以及探测器光学器件115。可拆卸远端端头42典型地附接到上文提到的细长部分46的摄像机头。可拆卸远端端头42包含观察光学器件44，该观察光学器件44与探测器光学器件115组合而用于将从表面或对象（未示出）接收的光引导并聚焦至图像传感器112上。观察光学器件44可以任选地包括继电器光学器件，诸如透镜或光纤系统，以使摄像机头远离远端端头42。在本文中，术语“成像器”和“图像传感器”可互换。

图像传感器112可以包括例如响应于在每个像素感测的光级而输出视频信号的光敏像素的二维阵列。图像传感器112可以包括电荷耦合装置（CCD）、互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器或类似的功能的其他装置。视频信号由电子设备113缓冲并经由信号线114而传送至成像器接口电子设备31。成像器接口电子设备31可以包括例如电源、用于生成图像传感器时钟信号的定时发生器、用于使图像传感器视频输出信号数字化的模拟前端以及用于将数字化的图像传感器视频数据处理成对视频处理器50更有用的格式的数字信号处理器。

视频处理器50执行不限于图像捕获、图像增强、图形覆盖合并（graphical overlay merging）以及视频格式转换的各种功能并将关于那些功能的信息存储在视频存储器52中。视频处理器50可以包括现场可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理器（DSP）或其他处理元件，将信息提供至中央处理单元（CPU）56，并且，从中央处理单元（CPU）56接收信息。所提供的信息和所接收的信息可能涉及命令、状态信息、视频、静态图像或图形覆盖。视频处理器50还将信号输出至各种监视器，诸如计算机监视器122、视频监视器120以及集成显示器121。在下文中，参考图4，描述视频处理器50的部件或连接至视频处理器50的部件的示例。

在连接时，计算机监视器122、视频监视器120或集成显示器121的每个典型地显示检查中的对象或表面的图像、菜单、光标以及测量结果。计算机监视器122典型地是外部计算机类型的监视器。类似地，视频监视器120典型地包括外部视频监视器。集成显示器121集成并构建至探测器或系统100中，并且，典型地包括液晶显示器（LCD）。

CPU 56能够使用程序存储器58和非易失性存储器60两者，这两者可以包括可移动存储装置。CPU 56还可以使用用于程序运行和暂时存储的诸如RAM的易失性存储器。小键盘64和操纵杆62将用户输入传送至CPU 56，以便执行诸如菜单选择、光标移动、滑块调整以及清晰度控制的功能。计算机I/O接口66将各种计算机接口提供至CPU 56，诸如USB、火线（FIREWIRE）、以太网、音频I/O以及无线收发器。另外的用户I/O装置，诸如键盘或鼠标，可以连接至计算机I/O接口66以提供用户控制。CPU 56生成图形覆盖数据以便显示，提供撤销功能和系统控制，并且，提供图像、视频以及音频存储。在下文中，参考图4，描述CPU 56的部件或连接至CPU 56的部件的示例。在各种实施例中，CPU 56被配置成执行相移或阴影分析和测量处理。

探测器或系统100还包括接触件36，该接触件36将细长部分46通过摄像机头而电耦合至远端端头42。接触件36可以是弹簧负荷的，并且，还将电功率从驱动导体35提供至光发射器模块37，该光发射器模块37包括多个光发射器。驱动导体35将功率从发射器驱动32运载至平行地配置在插入管40的远端上的多个光发射器。驱动导体35包括一个或更多电线，并且，可以与信号线114一起并入常见的外层护套（未示出）中。驱动导体35还可以与信号线114共享导体或利用插入管40的结构来运载电流。发射器驱动32包括例如可调整的电流源，该电流源具有关于时间的变量，以补偿具有不同的功率容量和效率的光发射器。发射器驱动32还包括亮度或条纹对比度确定功能39。备选地，在上文中讨论的视频处理器50可以包括条纹对比度确定功能39。

远端端头42上的至少一个光发射器模块37能够包括多个光发射器，并且，任选地包括用于光发射器的控制/排序、温度感测以及校准数据的存储/检索的其他电子设备。至少一个光发射器模块37可以包括由陶瓷或金属构成的热沉，例如，以减小多个光发射器的温度上升。在各种实施例中，使来自配置在远端端头42上的多个光发射器的光通过至少一个强度调制元件38，以变更光的分布并将至少一个结构光图案投影在适合于相移分析的表面上。条纹集包括在多个光发射器的至少一个的一个光发射器组发射光时投影的结构光图案。使来自多个光发射器的光通过至少一个强度调制元件38，以将多个条纹集投影至表面上。在其他实施例中，来自一个或更多光发射器的一些光被对象吸收或反射，从而投影已知的形状的阴影。

在使用相位测量的实施例中，在多个条纹集的至少一个投影至表面上时，探测器以测量模式工作。在测量模式的期间，光发射器模块37被启用，并且，捕获包括表面上的结构光图案的至少一个数字图像。可以直接地对至少一个所捕获的数字图像执行相移分析。也可以对从至少一个所捕获的数字图像导出的数据执行相移分析。例如，能够使用从YCrCb、RGB或任何其他所捕获的图像的格式导出的亮度分量。从而，在本文中作出的对执行关于图像的相移分析的任何参考包括执行关于实际的参考图像或关于从参考图像导出的任何数据的相移分析。

在使用相位测量的实施例中，或在其他实施例中，在至少一个结构光图案不存在时，探测器以检查模式工作。在检查模式的期间，检查光源123被启用，并且，输出来自插入管40的远端的光。在检查模式的期间产生光并递送光的元件可以被统称为检查光递送系统。在一个实施例中，检查光递送系统包括检查光源123、源纤维束24、快门机构34、探测器纤维束125以及光传递元件43。在其他实施例中，检查光递送系统可以包括迥然不同的元件，在远端地定位的白光LED的情况下，诸如能够被禁用或提供可调整的输出电流的LED驱动电路、用于将功率递送至LED的电线、LED本身以及保护LED的保护元件。例如，在测量模式的期间，来自检查光递送系统的光输出的强度自动地减少，以避免减小至少一个结构光图案的对比度。

检查光源123典型地是白光源，但是可以包括能够近端地或远端地定位的任何对探测器合适的光源，诸如水银或金属卤化物弧光灯、碘钨灯、激光/磷光体系统或基于LED的光源。在使用基于纤维的光源时，源纤维束24被包括在探测器或系统100中。源纤维束24包括非相干的或半相干的光纤束，并且，将光传送至快门机构34。快门机构34，在检查模式或定期的检查的期间，允许从检查光递送系统输出光，并且，在测量模式或测量图案投影的期间，阻止或另外抑制从检查光递送系统输出光。快门机构34包括例如螺线管或电动机驱动的机械快门或电光源禁用器。快门机构34的位置可能基于其实现方案而变化。在快门机构34允许光通过时，探测器纤维束125将光经由光传递元件43而递送至表面或检查地点。探测器纤维束125能够包括非相干的光纤束。光传递元件43能够包括玻璃棒成形的纤维或分布控制特征，诸如透镜或漫射器。

先前讨论的成像器接口电子设备31、发射器驱动32以及快门机构34被包括在探测器电子设备48中。探测器电子设备48可以从主控制单元或CPU 56物理地分离，以提供探测器相关的操作的期间的更多的局部控制。探测器电子设备48还包括校准存储器33。校准存储器33存储关于远端端头42或细长部分46的光学系统的信息，诸如放大率数据、光学畸变数据以及图案投影几何数据。

也被包括在探测器电子设备48中的微控制器30，与成像器接口电子设备31通信，以确定并设定增益和曝光设定；控制发射器驱动32的线路；存储并阅读来自校准存储器33的校准数据；控制快门机构34；并且，与CPU 56通信。在下文中，参考图4，讨论微控制器30的部件或连接至微控制器30的部件的示例。

回头查阅远端端头42，在远端端头42中示出的元件能够备选地定位在细长部分46上。这些元件包括在上文中讨论的观察光学器件44、至少一个光发射器模块37、至少一个强度调制元件38以及光传递元件43。另外，当至少一个强度调整元件38配置在远端端头42上时，包括多个光发射器的至少一个光发射器模块37能够固定地附接到插入管40。在这样的实施例中，要求远端端头42与细长部分46之间的精确的且可重复的对准，该对准准许在消除对细长部分46与远端端头42之间的接触件的需要的同时，实现准许不同的视场的优点。

在上文中所提到的，在相位测量的实施例中，通过使光通过至少一个强度调制元件38，这变更光的分布，从而在表面上创建结构光图案。结构光图案能够包括平行光和包括正弦曲线强度分布图的暗线。在与合适的相移分析一起用于确定图案的相位时，具有正方形的、梯形的、三角形的或其他的分布图的线图案同样地可以被投影在表面上。图案还可以包括除了直线、平行线之外的线。例如，弯曲线、波形线、之字形线或其他这样的图案可以与合适的分析一起使用。

在一个相位测量的实施例中，在图6中所示出的，至少一个强度调制元件38包括线光栅90。另外，至少一个光发射器模块包括多个光发射器。具体地，至少一个光发射器模块包括LED或LED阵列。

在各种相位测量的实施例中，条纹集包括在多个光发射器的至少一个的一个光发射器组发射光时投影的结构光图案。定位光发射器模块37的多个光发射器，使得在至少一个光发射器的一组发射时投影的结构光图案表现出相对于在至少一个光发射器的其他组发射时投影的结构光图案的空间或相移。换句话说，一个条纹集的结构光图案表现出相对于其他条纹集的结构光图案的空间或相移。

图2是根据示范性的实施例的例如远端端头42（图1）的用于远程可视检查系统的可拆卸端头142的部件的透视图。针对取向而示出的，端头142能够附接到插入管40。端头142的所说明的部件能够被封闭在屏蔽那些部件免受污垢或其他污染物、机械损伤或恶劣环境的壳体中。端头142能够用于使用结构光图案来执行相位测量。在上文中所参考的美国公开No.2011/0205552中描述端头142的更多的细节。

包括多个光发射器的两个光发射器模块137a、137b定位在向前观察光学器件144的每一侧。定位在观察光学器件144的一侧的多个光发射器包括第一光发射器模块137a，并且，定位在观察光学器件144的另一侧的多个光发射器包括第二光发射器模块137b。另外，强度调制元件138包括两个强度调制区138a和138b，各个强度调制区定位在向前观察光学器件144的每一侧。来自第一光发射器模块137a的光经由路径170a而通过强度调制区138a，该光形成第一投影集，并且，来自第二发射模块137b的光经由路径170b而通过强度调制区138b，该光形成第二投影集。强度调制元件138包括线光栅190，该线光栅190变更光的分布，并且，在创建与相移分析兼容的表面上结构光图案。

图像传感器（未示出）获得第一图像集和第二图像集。第一图像集包括第一投影集的多个条纹集的至少一个的至表面上的投影的至少一个图像，并且，第二图像集包括第二投影集的多个条纹集的至少一个的至表面上的投影的至少一个图像。

与第一强度调制区138a相关联的第一光发射器模块137a定位在观察光学器件144的一侧，并且，与第二强度调制区138b相关联的第二光发射器模块137b定位在观察光学器件144的另一侧，使得从表面反射的至少一个结构光图案通过观察光学器件144，以到达图像传感器（未示出）。

两个光发射器模块137a、137b各自包括细长LED阵列180，该细长LED阵列180相应地包括至少三个光发射器。备选地，两个光发射器模块137a、137b可以各自包括多个光发射器，多个光发射器的每个包括一系列至少两个LED。将光从检查光源123（图1）递送至表面的光传递元件（未示出）还可以被包括在远端端头142中。位于远端端头142上的可选线路150可以控制LED的排序、在单个LED与多个LED之间选择、感测温度并存储/检索校准数据。可选线路150能够由图1中所示出的CPU 56或微控制器30管理。

在探测器或系统100中，第一投影集包括多个条纹集，并且，第二投影集包括多个条纹集。多个光发射器定位，以致从第一光发射器模块的一个光发射器组投影的第一投影集的一个条纹集的结构光图案表现出相对于从第一光发射器模块的其他光发射器组投影的第一投影集的其他条纹集的结构光图案的相移。类似地，从第二光发射器模块的一个光发射器组投影的第二投影集的一个条纹集的结构光图案表现出相对于从第二光发射器模块的其他光发射器组投影的第二投影集的其他条纹集的结构光图案的相移。

多个光发射器定位，以致第一投影集的一个条纹集的结构光图案表现出相对于第一投影集的其他条纹集的结构光图案的空间或相移。类似地，第二投影集的一个条纹集的结构光图案表现出相对于第二投影集的其他条纹集的结构光图案的空间或相移。

在一个实施例中，第一光发射器模块包括三个光发射器组，并且，第二光发射器模块包括三个光发射器组。因此，从观察光学器件144的一侧产生包括第一投影集的三个条纹集，并且，从观察光学器件144的另一侧产生包括第二投影集的三个条纹集。因此，探测器或系统100能够投影总共六个条纹集，从FOV的每一侧投影三个条纹集。为了改进亮度和对比度，除了如在上文中详细地描述的亮度确定功能以外，光发射器模块137a和137b还可以包括多于三个LED。此外，光发射器模块137a和137b的多个光发射器可以各自包括一系列至少两个LED。

采用结构光投影和相移分析的系统的准确度在很大程度上由其基线间隔确定。在与FOV中的条纹集的位置组合的条纹集的绝对相位用于确定绝对对象距离的典型的系统的情况下，基线间隔是投影原点与摄像机视场原点之间的距离。在两个分离的条纹集的绝对相位之间的差用于确定绝对对象距离的本实施例中，基线间隔是光发射器模块137a和137b之间的距离。从而，在两个光发射器模块137a与137b之间的距离大于观察光学器件144与单个光发射器模块137之间的距离时，改进准确度。由于小直径探测器中的机械约束导致难以大体上使观察光学器件144从插入管140的中心偏移，因而所描述的采用两个光发射器模块137a和137b的实施例通常能够达到比能够利用向前观察系统中的单个光发射器模块137来达到的基线间隔更大的基线间隔。

另外，远端端头142在插入管上的定位的可变性引起起源于端头的投影相对于FOV而偏移。如果使用与FOV中的位置组合的绝对相位来计算对象距离，则该偏移引起所计算的对象距离的误差。在本实施例中，这样的误差被消除，因为绝对相位差不受端头在插入管上的定位影响。在备选的方式中，两个LED阵列还可以位于具有大光栅的观察光学器件的一侧，其中，第一投影集以稍微地多于第二投影集的距离从观察光学器件偏移。

在一些应用中，希望获得沿垂直于探测器轴的方向的视图，该视图被称为侧面图。为了获得这样的视图，可以用可拆卸侧视端头242（图8和9）来代替远端端头142，该可拆卸侧视端头242包括诸如侧视棱镜210的元件，从表面反射的多个条纹集穿过该侧视棱镜210而通过观察光学器件244，以到达图像传感器（未示出）。

图3是说明测试远程可视检查（RVI）系统的测量准确度的示范性的方式的流程图。简单地说，测试对象放置在RVI系统的视场中。测试对象包括具有已知的几何特性的测试特征，例如基准点。捕获测试对象的图像，并且，测量测试特征的几何特性。将所测量的坐标与已知的几何特性相比较，以确定RVI系统的准确度值。能够使用控制器来自动地执行该方法的步骤。处理以步骤310开始。

在步骤310中，检测可拆卸测量光学端头到远程可视检查系统的探测器的附接。探测器能够是例如直视或侧视端头。在各种实施例中，控制器接收对可拆卸测量光学端头的附接的中断。控制器还能够周期性地测量导体的电状态，以检测可拆卸测量光学端头的附接。控制器能够通过对电平触发信号或边缘触发信号监视或查询而检测附接。在检测到可拆卸测量光学端头的附接之后，步骤310随后是步骤320。在各种实施例中，探测器包括图像传感器（CCD或CMOS）。在其他实施例中，可拆卸测量光学端头包括图像传感器。

在各种实施例中，检测步骤310包括在附接可拆卸测量光学端头时检测测试电路的电阻的改变。例如，能够将测试电压施加至检测电路，并且，能够测量检测电路中的测试点的电压。配置检测电路，以便测试点的电压在附接可拆卸测量光学端头时不同于在未附接可拆卸测量光学端头时。在示例中，在未附接光学端头时，通过电阻器而将测试点上拉至例如+3.3VDC，但在附接光学端头时，电阻器使测试点短路以接地。

在各种实施例中，检测步骤310包括识别步骤315。在步骤315中，确定所附接的测量光学端头的识别。测量光学端头能够将识别信息经由电线或无线地传输至控制器，或者，控制器能够分析端头与探测器之间的接口处的电阻值或其他电性质。识别信息能够用于选择与所附接的测量光学端头相关联的测量校准数据。

在步骤320中，经由用户提示装置（例如，计算机监视器122，图1）而提示用户执行远程可视检查系统的测量准确度的测试。例如，能够在屏幕上显示“按压OK以测试”的消息。提示步骤320能够包括等待来自用户输入装置的测试开始指示，例如，相对于用户提示装置而可操作地布置的触摸传感器上的触摸。触摸传感器和用户提示装置能够一起组成触摸屏。用户输入装置还能够是例如键盘、操纵杆、鼠标、轨迹球或者RVI系统底盘或手机上的按钮。

在一些实施例中，步骤320包括引导步骤325。在引导步骤325中，在屏幕上呈现来自探测器中的图像传感器的运动图像。这能够是来自图像传感器的现场直播视频馈送或来自图像传感器的相继地呈现的静态捕获(例如，每秒一次)。另外，不论是否同时地进行，都在屏幕上呈现来自相对于测试特征的期望的取向上的图像传感器的图像的可视表示。期望的取向能够包括期望的相对位置（图像传感器自测试特征起的平移位移）、相对旋转或两者。可视表示能够是例如在图像传感器处于相对于测试特征的期望的取向时捕获的图像或图像的略图。可视表示能够存储在RVI系统，例如数据存储系统1140(图4)的非易失存储器中。

在使用步骤315的一些实施例中，引导步骤325包括使用所确定的识别来选择可视表示。在示例中，参考图10，测试对象是试块1010，该试块1010具有测试特征1020和两个端口1011、1077：携带直视端头的探测器所插入的端口1011和携带侧视端头的探测器所插入的端口1077。点线针对取向而示出。线1012示出测试特征1020上的向下看时的携带直视端头的探测器的取向的示例（术语“向下”不是限制性的）。如能够看出的，端口1077中的侧视端头仅能够从测试特征1020的平面上的取向的有限范围（旋转角θ接近0°；能够基于测试目标120的尺寸和侧视端头的视场而选择多近）观察测试特征1020。然而，端口1011中的直视端头能够自由地转向，以从任何θ观察测试特征1020。由于所使用的特定的端头的特性而导致可能可对直视端头期望以角θ≠0°观察测试特征1020。此外，一些侧视端头垂直地或水平地翻转图像。因此，引导用户将携带直视端头的探测器转向至正确的θ的可视表示不同于引导用户将携带侧视端头的探测器转向至正确的角φ的可视表示（围绕垂直于θ轴的轴的旋转；在该示例中，对于侧视端头，θ=0°）。

在提示用户（步骤320）之后，在步骤330中，捕获测试对象上的测试特征的一个或更多图像。这使用图像传感器来进行，该图像传感器以适合于所附接的测量光学端头的方式捕获图像数据。例如，对于立体、阴影或激光点端头，能够捕获单个图像。对于相位测量，能够捕获多个图像。步骤330随后是步骤340。

在各种实施例中，例如，如在下文中参考图5-7而讨论的，可拆卸测量光学端头是具有LED和光栅的结构光测量光学端头。关于其他实施例，可拆卸测量光学端头是立体光学端头或阴影光学端头。阴影端头能够包括例如狭缝孔径，光穿过该狭缝孔径而照过平行于孔径地取向的不透明线。在使用结构光的实施例中，可拆卸测量光学端头能够包括多个发光二极管（LED）。在控制器启动任何LED时，端头将结构光图案投影至图像传感器的视场中的对象上。立体端头能够包括将来自两个不同的观察角的光穿过透镜而导向至图像传感器的分束器，例如棱镜。因此，所捕获的图像包括并排的两个单独的捕获，从每个观察角得到一个捕获。在属于Bendall等人的美国专利No. 7,170,677中描述了立体端头的更多的示例，将这些示例通过引用而合并于本文中。在属于Lia的美国专利No.4980763中给出阴影端头的更多的示例，将这些示例通过引用而合并于本文中。

在各种实施例中，步骤330（或步骤340）包括分析至少一个所捕获的图像以确定测试特征相对于图像传感器的取向。例如，光学公差和机械公差以及用户将端头相对于测试特征而定位的方式的变化可能导致每次执行测试序列（从步骤310开始），测试特征都位于所捕获的图像帧中的不同的位置。通过识别图像中的已知的特征（例如，取向标记，诸如字母“F”）并确定那些特征相对于图像传感器而如何取向，从而能够对所捕获的图像本身进行分析。这能够准许确定使用直视还是侧视端头。（在上文的示例中，比所准许的范围更远离0的θ指示直视端头在使用中）。还能够准许以与所选择的参考角不同的角使用所捕获的图像。这是有用的，因为在捕获图像之前，用户可能并不总是将端头精确地以期望的角取向。在对所捕获的图像进行修改或另外处理时，随后的步骤将经修改或处理的图像用作所捕获的图像。

在步骤340中，使用所捕获的图像的至少一些来确定测试特征的坐标。这能够使用特征提取技术来进行，诸如阈值化、高通滤波或其他的边缘检测方案、区域提取、图像数据膨胀或侵蚀或者颜色提取。能够在处于考虑之中的（多个）所捕获的图像中寻找测试特征的已知的颜色或已知的几何特性。能够确定坐标的≥1的任何数。所确定的坐标能够是二维（2-D）或三维（3-D）坐标。坐标能够以笛卡尔、极、球、圆柱或齐次形式表达。能够通过例如将图像数据反投影映射至物体平面而确定2-D坐标。能够使用现有技术来确定3-D坐标，诸如立体、扫描系统、立体三角测量、诸如相移分析、相移叠纹以及激光点投影的结构光方法。这些技术中的一些使用校准数据，除了别的之外，该校准数据还包括用于减少会另外由光学畸变引起的三维坐标的错误的光学特性数据。利用一些技术，可以使用时间非常接近地捕获的一个或更多图像来确定三维坐标，该图像可以包括投影图案等。步骤340随后是步骤350。

在一些实施例中，步骤350前面是步骤319。在步骤319中，由控制器自动地检索与所附接的测量光学端头相对应的校准数据。校准数据能够包括使对象的图像的尺寸与那些对象的尺寸有关的信息、使图像坐标系与对象坐标系有关的信息或使亮度与距离有关的信息。校准数据还能够包括关于端头的信息，诸如结构光测量端头上的光栅的尺寸。校准数据能够包括使放大率与距离有关的信息或关于光学畸变、结构光投影几何或立体透视几何的信息。

在步骤350中，使用测试特征的所确定的坐标来测量测试特征的几何特性。在示例中，测试特征包括两个基准点，并且，几何特性是它们之间的距离。能够通过使图像空间中的测试特征的所确定的坐标变换成物理尺寸（例如，mm）来测量该距离。然后，能够计算物理坐标之间的欧几里得距离，以确定距离。在使用步骤319的实施例中，使用所检索的校准数据来执行测量步骤。步骤350随后是步骤359或步骤360。

所测量的几何特性能够是测试特征的长度、宽度、高度、深度或半径。所测量的几何特性还能够是测试特征与平坦的平面或其他的参考表面的偏差。测试特征能够包括平坦的表面、球面或其他的凸起的三维（3-D）表面、或狭槽、圆形槽或者其他凹入的3-D表面。

在各种实施例中，所确定的坐标是三维（3-D）坐标。已知的几何特性包括多个参考点的3-D坐标，并且，所测量的几何特性包括所确定的坐标与参考点的至少一些之间的距离度量。在各种实施例中，步骤350包括测量测试特征上的多个点的3-D对象坐标。然后，将3-D对象坐标经由坐标变换而变换成参考点的坐标系。例如，结构光、立体以及阴影测量光学端头能够用于捕获控制器能够后处理成三维数据的图像。能够以关于探测器的帧从这些数据提取3-D对象坐标。然后，能够将它们变换成关于参考点，例如关于测试特征的帧。

在各种实施例中，距离度量是所确定的坐标的至少一些与参考点的对应的一些之间的相应的距离的均方值（RMS）、平方和、平方平均值或平均数。在示例中，假设第i个所确定的坐标（x_i,y_i,z_i）表示为矢量，并且，第i个所测量的点同样地为，。所测量的几何特性c _mg能够是均方根（RMS）表达式：

。

这表示具有能够在步骤370中测试的单个值的、已知的点与所测量的点之间的总体差。

在另一个示例中，在步骤350中，提供表示所测量的几何特性的一个或更多值。在该示例中，已知的几何特性包括表示测试特征的一个或更多值。以该方式，能够使用表示测试特征的（多个）值，以代替测试特征的所测量到的数据本身。在示例中，测试特征是半球，并且，表示测试特征的两个值是沿着两个互相垂直的轴（例如，图10中的平行于θ=0°、θ=90°的轴）的半球的最大宽度。这些值应当在测试特征的制造公差之内相等。因此，这些值超过那些公差而不同的程度是测量的不准确度的指示。能够将两个值与宽度的已知值相比较，以确定标度测量的不准确度（例如，为大约已知值的两倍大的这些值两者指示2×放大率误差），并且，以确定一个方向上的测量与另一个方向上的测量相比较的不准确度。

在另一个示例中，在3-D中，已知的几何特性是测试特征的平坦度。测试特征能够在制造公差之内被设计成平面的，并且，平坦度能够是测试特征位于其间的两个平行的平面之间的间隔。所测量的几何特性是针对所测量的坐标的对应的间隔，并且，能够通过例如将平面与所测量的点拟合并确定平面的法线的方向上的离平面最远的两点之间的沿着该法线的距离而确定。能够通过最小二乘法或极大极小最优化（minimax optimization）或者其他的数学最优化技术而进行拟合。

在各种实施例中，已知的几何特性是多个区域和对应的平坦度。例如，对已知的平坦的表面的所测量的数据的平坦度的要求可能在视场的中心比在边缘更严格。本文中所描述的其他已知的几何特性也可能从中心至边缘而变化，或者从所捕获的图像或测试对象本身的点至点或区至区而变化。已知的几何特性能够与测试对象的制造公差相对应。

在步骤359中，使用所测量的几何特性和已知的几何特性来确定准确度结果。这能够例如如在下文中参考步骤360而描述地进行。使准确度结果与远程可视检查系统的测量准确度相关联。在示例中，确定准确度结果步骤359包括作为来自步骤350的所测量的几何特性与测试特征的已知的几何特性之间的差而计算准确度结果。步骤359能够随后是步骤380或步骤360。

在步骤360中，在各种实施例中，基于所测量的几何特性与测试特征的已知的几何特性之间的差而确定准确度值。使用在步骤350中采取的测量来提供准确度值，该测量本身能够是基于所捕获的图像数据的计算。继续上文的基准点距离示例，准确度值能够是以任一顺序将基准点之间的已知的距离（例如，3mm）和基准点之间的所测量的距离（例如，3.14mm）相减或相除的结果。准确度值能够以物理单位、图像传感器单位、百分率、标准偏差或其他适当的测量基础表达。步骤360随后是步骤370。

在步骤370中，将所确定的准确度值与预定的容许准确度值相比较。例如，所确定的准确度值能够是所测量的特性与已知的特性的比率，并且，预定的容许准确度值能够是百分率带，例如100±20%。如上所述，所确定的准确度值a能够是差|测量值-已知值|，并且，预定的容许准确度值能够是差阈值k，使得a ≤ k（即，（多个）所计算的差小于预定的容许准确度值）或0≤a≤k。继续上文的距离度量示例，已知的几何特性c _mg考虑参考点和所测量的点，所以c _mg值无需与单独的已知值相比较。因此，所确定的准确度值c _mg与预定的容许准确度值k的比较从而能够包括确定是否0≤c _mg≤k。比较的结果作为准确度结果（在上文中参考步骤359而讨论）而提供。步骤370随后是步骤380。

在使用表示几何特性的（多个）值的上文中所给出的示例中，步骤360包括计算表示所测量的几何特性的一个或更多值与已知的几何特性的一个或更多值之间的差。如果使用多于一个值，则该差能够是从多个（所测量的值，已知值）对计算的单个差或相应的（所测量的值，已知值）对之间的多个差。然后，步骤370包括确定（多个）所计算的差是否在所选择的百分率或预定的容许准确度值的尺寸量内（例如，0±5%或0±5%-0%的差）。

在步骤380中，提供关于所确定的准确度结果，例如，关于上述的差（步骤359）或关于上述的比较的结果（步骤370）的指示。例如，指示能够是在可操作地连接至控制器的存储器中设置或清除的旗帜。指示还能够是根据比较的结果而产生或不产生或者以特定的值或电平产生的信号。指示还能够是例如经由用户输出装置（例如，计算机监视器122，图1）而对用户呈现的可视、听觉、触感、触觉、嗅觉或味觉刺激。将用户提示装置用作用户输出装置的示例是显示于屏幕上的消息“测量处于规格之内”或“测量不处于规格之内”。在一些实施例中，仅关于成功（所确定的准确度在容许准确度极限之内）或失败而提供指示。具体地，在一些实施例中，只有比较步骤370确定所测量的准确度值不提供至少预定的容许准确度，才呈现指示。在一些实施例中，步骤370或步骤380随后是步骤390。

在各种实施例中，在步骤390中，在比较步骤370之后，控制器以所选择的驱动电流自动地启动测量光学端头上的至少一个LED并使用图像传感器来捕获图像。在这些实施例中的一些中，捕获步骤330包括使所选择的测试电流通过测量光学端头上的至少一个LED。所选择的测试电流大于所选择的驱动电流。这能够不加速正常操作期间的LED的烧坏，就为被捕获以测试测量准确度的图像提供改进的信噪比。

在各种示例中，例如，如在上文中参考步骤315而讨论的，确定所附接的测量光学端头的识别。将所确定的识别和所确定的准确度结果存储在例如数据库、文件或其他数据存储中。然后，将检测附接步骤310、用户提示步骤320、图像捕获步骤330、坐标确定步骤340、特性确定步骤350、确定准确度结果步骤359、识别确定步骤315以及存储步骤重复一次或更多次。这建立例如具有特定的远程可视检查系统的已使用的端头的数据存储中的历史。于是，能够对用户呈现历史。还能够确定趋势，并且，对用户呈现与那些趋势的偏差。这能够准许例如为用户提供端头可能正在接近将要求维护的点的指示。出于诊断或预后的目的，能够使用数据存储来跟踪一个或更多端头的特性。在各种方面，存储步骤（未示出）包括存储端头的所确定的序号或其他识别值、采取测量的日期（例如，在步骤330中）、所测量的值，诸如所确定的几何特性或所确定的准确度结果（例如，来自步骤359）或准确度值（例如，来自步骤360）。数据存储能够是内部的，例如内部闪速存储器上，或外部的，例如USB驱动器或SD卡上。能够将数据例如经由网络或USB连接而输入至数据存储或从数据存储输出。能够将来自在不同的管道镜上使用的相同的端头的数据组合，以确定端头或管道镜是否可能需要修复。

图5是使用细长模具来制作的光发射器模块上的示范性的发光二极管（LED）阵列的顶视图。该阵列能够例如用于执行相位测量。在上文所参考的美国公开No.2011/0205552中描述了该阵列的更多的细节。线光栅90（图6）具有光栅周期p。每个光发射器81具有小于光栅周期p的1/3的宽度，并且，每个光发射器81以p/3的中心至中心的间隔彼此相邻而排成一行。在该配置中，在一个光发射器81发射时投影的线图案，相对于在相邻的光发射器81发射时投影的线图案，具有线周期的大约1/3的空间或相移或者120°。对于以8周/mm的光栅周期p使用的每个光发射器81的示范性的发射区尺寸可以是35μm×500μm。

备选地，能够利用光发射器81间隔不同于光栅周期的1/3的配置来达到120°的有效的相移。例如，在光栅周期的2/3的光发射器81间隔的情况下，在一个光发射器81发射时投影的光图案可能相对于在相邻的光发射器81发射时投影的线图案而具有240°的相移。在该配置中，每个光发射器81具有小于光栅周期p的2/3的宽度，并且，每个光发射器81以2p/3的中心到中心的间隔彼此相邻地排成一行。由于投影多条线，各自具有0至360°的相位范围，因而240°相移等于120°相移。概括来说，通过以光栅周期的大约p/3的中心到中心的间隔对光发射器81进行定位，其中，p为不是3的倍数的整数，从而在一个光发射器81发射时投影的光图案可能相对于在相邻的光发射器81发射时投影的线图案而具有大约120°的有效的相移。

多个光发射器81以一个光栅周期间隔开，以创建三个单独的光发射器组。仅为了阐明，以不同的图案指示包括图2中的三个光发射器组的每个的光发射器81。LED阵列80包括相同的颜色的单个的光发射器81。然而，包括一个光发射器组的光发射器81的颜色可能不同于包括其他的光发射器组的光发射器81的颜色。

包括每个光发射器组的多个光发射器81以大约等于线光栅的周期的整数的距离沿着垂直于光发射器81且垂直于线光栅上的线的轴间隔开。结果，在包括一个光发射器组的多个光发射器81同时地发射光时，由多个光发射器81的每个产生的结构光图案加在一起。这形成比由单个光发射器元件生成的图案更明亮的线图案。增大光发射器宽度能够增大亮度，但是线光栅周期很可能成比例地增大，从而导致成比例地变高的对图像噪声的敏感性。通过使用如所描述的多个窄的光发射器81，从而不增大线光栅周期，就能够增大图案亮度。

参考图5，并且，还参考图1，发射器驱动器32包括确定是否应当针对每个光发射器组而启用一个光发射器81或多个光发射器81的亮度或条纹对比度确定功能39。由于未校准来自光发射器81的光，因而所投影的条纹集随着自线光栅的距离增大而扩大。在光发射器组的多个光发射器81同时地发射时，单个的条纹集以恒定的距离（如图5和6的示范性的实例中所示的一个光栅周期p）偏移，而不是以恒定的相移，所以，条纹集的相位随着条纹集扩大而变得更对齐。这导致随着自光栅起的距离增大而逐渐地变高的对比度。从而，在测量需要更大的强度以达到低的图像噪声的表面时，能够同时地打开来自相同的条纹集的多个光发射器81，以在高对比度下提供更大的亮度。然而，在近距离下，正弦曲线强度未相位对齐，并且，条纹集对比度减小。同样，在近距离下需要更小的强度；所以，在观察更近的表面时，能够打开一个光发射器81，以达到足够的强度和和高的对比度。

取决于来自亮度或条纹对比度确定功能39的评价，针对每个条纹集而启用每个光发射器组中的一个光发射器81或多个光发射器81。在一个实施例中，驱动导体35包括每个LED的一个或更多驱动线（未示出）。亮度或条纹对比度确定功能39选择性地通过驱动导体35的特定的驱动线而传送电流，以针对每个条纹集而使适当的数量的LED照明。

备选地，亮度或条纹对比度确定功能39能够与发射器驱动器32分离地定位，并且，可以包括例如模拟检测电路或视频处理器。利用该组件，驱动导体35的一个驱动线将发射器驱动器32连接至光发射器模块37，并且，由亮度或条纹对比度确定功能39控制的一个或更多控制线（未示出）也连接至光发射器模块37。被包括在光发射器模块37上的电路（未示出）能够选择性地响应于（多个）控制线上的信号而将一个或多个LED连接至驱动线。

通过每个条纹集的多个光发射器81和亮度或条纹对比度确定功能39的使用，LED阵列80提供图像捕获和测量的期间的足够的亮度和对比度。LED阵列80还提供一致的且均匀的照明、无斑点产生以及条纹集之间的快速切换。快速切换允许以序列帧捕获条纹集图像，这减小图像捕获时间之间的运动的可能性。出于至少这些原因，LED阵列在该配置中实用。然而，提供上文所提到的品质的（多个）任何发光源对探测器或系统100中的使用足够。其他这样的光源包括，但不限于，有机LED、等离子体元件、光纤耦合激光器以及激光器阵列。

在另一个实施例中，使用包括光发射器组的一个光发射器81的复联LED来制作LED阵列80。该配置中的光发射器81也可以被称为串。每个光发射器或串83能够包括例如串联连接的4个LED。每个光发射器或串83能够以大约p/3周期偏移，其中，p为不是3的倍数的整数。多个光发射器81的每个可以包括至少两个LED的串联串。例如，能够使用三个串，每个串包括四个LED，每个串包括它自己的光发射器组。然而，光发射器组同样地可以包括多个光发射器81或串。

LED输出典型地与驱动电流成比例。但是，使用小的电线来将高电流供给至远侧地定位的LED高度地低效。通过使用串联连接以包括一个光发射器或串83的多个LED，从而达到给定的组合的LED输出电平要求更小的电流。例如，如图4中所示的4个LED的串联串能够使用电流的1/4^th来达到与单个的LED相同的输出。

图6是示范性的包括线光栅的强度调制元件的顶视图。该元件能够用于执行相位测量。在至少一个实施例中，至少一个强度调制元件38包括线光栅90。另外，至少一个光发射器模块包括多个光发射器。至少一个光发射器模块能够包括多个LED或LED阵列。

条纹集包括在多个光发射器的至少一个的一个光发射器组发射光时投影的结构光图案。光发射器模块37的多个光发射器如此定位，以致在一组至少一个光发射器发射时投影的结构光图案表现出相对于在其他组至少一个光发射器发射时投影的结构光图案的空间或相移。换句话说，一个条纹集的结构光图案表现出相对于其他条纹集的结构光图案的空间或相移。

图7是通过使光通过强度调制元件而创建的结构光图案的示范性的图像。通过使光通过变更光的分布的至少一个强度调制元件38（图1），例如线光栅90（图6），从而在图像传感器的视场中的对象，例如测试对象的表面上创建结构光图案400。结构光图案400能够包括平行的明线和暗线，该明线和暗线包括在垂直于线的方向上（例如在图7上从左到右）的正弦曲线强度分布图。在该示例中，明线的中心具有高的照度值，并且，暗线的中心具有低照度或无照度。能够由线光栅90中的多列光栅元件形成结构光图案400的暗线和正弦曲线强度分布图的零照度值。光栅周期（p）示出为从一条明线的中心至下一条明线的中心的距离。将理解，光栅周期能够被定义为在沿着正弦曲线强度分布图的各种点开始（和结束）。

在一个实施例中，强度调制元件上的第一正弦曲线图案的光栅周期（p）的长度（例如，0.125mm(0.0049英寸)）能够是光发射器81（图5）的宽度（例如，0.05mm(0.00197英寸)）的至少二倍，以在提供所捕获的图像中的明线和暗线的合理的数量的同时，提供有效的对比度。对于给定的光发射器81的宽度，减小光栅周期（p）的长度会增大明线和暗线的数量并降低图像的对比度。在一个实施例中，第一正弦曲线图案的振幅能够比光发射器81的长度更小得多（例如，至少更小五倍），以便使所投影的图案中的单个的正弦曲线的振幅（0.015mm(0.00118英寸)）相对地小，从而将正弦曲线强度分布图的退化最小化，但是该振幅足够大到以可制造的特征尺寸（例如，大于0.001mm(0.0000394英寸)）达到良好的对比度。较高的图案对比度能够提供比较低的图案对比度更低的噪声。在一个实施例中，强度调制元件能够具有大约15列且大约100行光栅元件。

在一个实施例中，为了耐久性，强度调制元件的衬底能够由蓝宝石构成。在一个实施例中，使用高度地吸收由光发射器81发射的波长以便使反射最小化的涂层，通过光刻而在强度调制元件上形成光栅元件。例如，如果光发射器81发射红光波长，则能够将高度地吸收（例如小于百分之五的750nm下的反射率）红光波长的铬蓝用于光栅元件。将理解，能够使用其他涂层和颜色，以提供由光发射器81发射的波长的高度吸收（例如，黑色阳极氧化）。在一个实施例中，光栅元件仅能够涂敷于正面（即，强度调制元件面向光发射器81的一侧），以避免在位于强度调制元件的暴露的背面的情况下对光栅元件的划伤或损害。在另一个实施例中，光栅元件仅能够涂敷于强度调制元件的背面，然而，在又一个实施例中，光栅元件能够涂敷于强度调制元件的正面和背面两者。在一个实施例中，能够将抗反射的涂层涂敷于光栅元件的顶部上。

将理解，还能够将具有近似于正弦曲线图案的非正弦曲线图案（例如，三角形图案、六边形图案）的光栅元件用于通过软件而产生在相移分析的期间能够补偿的接近正弦曲线的强度分布图。

图8A是示范性的测试特征的透视，并且，图8B是示范性的测试特征的透视和横截面。在该示例中，测试特征4是测试对象2中的槽。已知的几何特性是距离810，该距离810是测试特征4的深度。所测量的几何特性是点15与参考表面20之间的距离820。在理想的（完美地制造的）系统中，距离810和820相等。超过制造公差的距离810和距离820之间的差能够指示测量系统的状况。从根据图像数据而确定的坐标测量点15和参考表面20的位置和取向。在该示例中，坐标是三维的。

在测试对象2的表面10上自动地选择第一表面点11（例如，开始表面点）、第二表面点12（例如，停止表面点）以及第三表面点813。自动选择能够是步骤350（图3）的一部分。例如，通过将三个基准点定位于图像数据中并根据每个基准点而选择坐标（从步骤340，图3）以作为三个点11、12、813，从而能够执行自动选择。在一个实施例中，能够在将被测量的测试特征4的一侧（例如，左侧）选择第一表面点11，同时，能够在将被测量的测试特征4的另一侧（例如，右侧）选择第二表面点12。

继续步骤350（图3），在这些实施例中，基于第一表面点11和第二表面点12的三维坐标而确定参考表面20。在该示例中，参考表面20是平坦的，然而，在其他实施例中，参考表面20能够是弯曲的。类似地，在一个实施例中，参考表面20能够以平面的形式，然而，在其他实施例中，参考表面20能够以不同的形状（例如，柱面、球面等）的形式。控制器能够执行第一表面点11、第二表面点12以及第三表面点813的三维坐标的表面拟合，以确定具有以下的形式的参考表面方程（例如，关于平面）：

（13）

其中，（x_iRS，y_iRS，z_iRS）是表面点的坐标，并且，k_0RS、k_1RS以及k_2RS是通过三维坐标的曲线拟合而获得的系数。能够使用多于三个点。例如，参考表面20能够基于，例如通过表面拟合而确定为，表面10上的点的第一较大数13的三维坐标（x_iASP，y_iASP， z_iASP）和表面10上的点的第二较大数14的三维坐标（x_iBSP，y_iBSP， z_iBSP）以及任选地从较大数13、14间隔开的至少一个其他点。

应当注意到，多个点（即，至少和k系数的数量一样多的点）用于执行拟合。该拟合寻找对所使用的点给予最佳拟合的k系数（例如最小平方方式）。然后，k系数定义近似于所使用的三维点的平面或其他参考表面20。然而，在你将所使用的点的x和y坐标插入平面方程（13）中时，由于可能实际上存在的噪声和与平面的任何偏差而导致z结果通常未精确地匹配点的z坐标。从而，x_iRS和y_iRS能够是任何的任意值，并且，作为结果的z_iRS告诉你x_iRS，y_iRS处的所定义的平面的z。因此，这些方程中所示的坐标能够是关于所定义的表面上的精确地任意点的，不一定是在拟合中用于确定k系数的点。

在各种实施例中，控制器能够确定与表面10上的第一表面点11相对应的参考表面20上的第一参考表面点21和与表面10上的第二参考表面点12相对应的参考表面20上的第二参考表面点22的三维坐标。在一些情况下，第一参考表面点21和第一表面点11的三维坐标可能是相同的。类似地，第二参考表面点22和第二表面点12的三维坐标可能是相同的。然而，在一些情况下，由于噪声或表面10中的小的变化，第一表面点11和第二表面点12未精确地落在参考表面20上，并因此具有不同的坐标。

在确定与表面10上的点相对应的参考表面20上的点时，应用线方向的概念是很方便的，该线方向表达x、y以及z平面上的线的相对斜率，并且，能够用于建立垂直或平行线。对于给定的通过两个三维坐标（x0，y0，z0）和（x1，y1，z1）的线，线方向（dx， dy，dz）可以被定义为：

（14）

（15）

（16）

给出线（x0，y0，z0）上的点和线的方向（dx，dy，dz），线能够被定义为：

（17）

从而，给出x、y或z坐标的任意一个，能够计算剩余的两个。平行线具有相同的或线性地标度的线方向。具有方向(dx0, dy0, dz0)和(dx1, dy1, dz1)的两条线在以下的情况下垂直：

（18）

关于垂直于使用方程（13）来定义的参考平面的全部线的方向由下式给出：

（19）

（20）

（21）

基于方程（17）以及（19）至（21），垂直于参考表面20并通过表面点(x_S, y_S, z_S)的线能够被定义为：

（22）

在一个实施例中，与表面10上的点(x_iS, y_iS, z_iS)相对应的参考表面20上的点的坐标(x_iRS, y_iRS, z_iRS)（例如，与表面10上的第一表面点11相对应的参考表面20上的第一参考表面点21的三维坐标），能够通过定义具有在（19）-（21）中给出的方向的垂直于参考平面并通过(x_iS, y_iS, z_iS)的线并确定该线与参考平面的交点的坐标来确定。从而，根据方程（13）和（22）：

（23）

（24）

（25）

在一个实施例中，这些步骤（方程（14）至（25））能够用于确定与表面10上的第一表面点11(x_AS, y_AS, z_AS)相对应的参考表面20上的第一参考表面点21(x_ARS, y_ARS, z_ARS)和与表面10上的第二参考表面点12(x_BS, y_BS, z_BS)相对应的参考表面20上的第二参考表面点22 (x_BRS, y_BRS, z_BRS)的三维坐标。

控制器还确定从第一参考表面点21至第二参考表面点22的参考表面20上的参考表面线29的三维坐标。存在确定参考表面线29的三维坐标的若干种方法。在参考表面20是平面的一个实施例中，参考表面线29上的参考表面线点28 (x_RSL, y_RSL, z_RSL)的三维坐标能够使用以下的关系来基于第一参考表面点21 (x_ARS, y_ARS, z_ARS)和第二参考表面点22 (x_BRS, y_BRS, z_BRS)的三维坐标而确定，其中，参考表面线点28的坐标之一(x_RSL或y_RSL或z_RSL)的知识能够用于确定其他两个：

（26）

一旦确定参考表面线29上的参考表面线点28的三维坐标(x_iRSL, y_iRSL, z_iRSL)，控制器就能够确定作为垂直于参考表面29的、参考表面线29至测试对象2的表面10上的投影的表面轮廓线19的三维坐标。如图所示，表面轮廓线19不一定是直线。参考表面线29和表面轮廓线19能够在用于确定参考表面20的两个点、或参考表面20上的那些点之一与另一点或参考表面20上的两个其他点之间延伸。

控制器能够确定参考表面20上的从参考表面线29至多个参考表面点25(x_iRS, y_iRS, z_iRS)的线26的距离，其中，从表面10上的多个表面点15 (x_iS, y_iS, z_iS)延伸的表面至参考表面的线16垂直于参考表面20并与参考表面20相交。控制器能够根据在步骤340中确定的3-D坐标而自动地选择表面点15。例如，测试特征4能够通过基准点而识别，并且，控制器能够选择基准点的预定的距离内的点以作为表面点15。备选地，在已确定参考表面20的情况下，控制器能够选择离参考表面20多于预选的距离的点以作为表面点15。预定的距离或预选的距离能够被包括在已知的几何特性中。

在一个实施例中，对于多个表面点15(x_iS, y_iS, z_iS)的每个，方程（14）至（25）能够用于确定与表面10上的表面点15 (x_iS, y_iS, z_iS)相对应的参考表面20上的参考表面点25 (x_iRS, y_iRS, z_iRS)的三维坐标（例如，对于每个，参考表面点25，其中，从表面点15延伸的表面至参考表面的线16垂直于参考表面20并与参考表面20相交）。表面至参考表面的线16的长度是距离820，该距离820是所测量的几何特性。

在一个实施例中，一旦确定参考表面点25 (x_iRS, y_iRS, z_iRS)的三维坐标，控制器就能够确定在参考表面20上从参考表面点25延伸的线26的距离，该线26垂直于参考表面线29，并且，与参考表面线29相交于参考表面线交点27(x_iRSLI, y_iRSLI, z_iRSLI)。参考表面线交点27的三维坐标能够通过以下的步骤而确定：

（27）

（28）

（29）（30）

（31）

（32）

在一个实施例中，一旦确定与参考表面点25 (x_iRS, y_iRS, z_iRS)相对应的参考表面点交点27 (x_iRSLI, y_iRSLI, z_iRSLI)的三维坐标，就能够使用以下的式子来确定那些点之间的线26的距离(d₂₆)：

（33）

在一个实施例中，方程（33）的该形式能够用于确定坐标(x, y, z)已知的参考表面20上的任何两点之间的线的距离（例如，从表面点15至参考表面点25的表面至参考表面的线16的距离(d₁₆)、从参考表面点交点27至第一参考表面点21的线23的距离(d₂₃)等）。

控制器能够基于表面点15而确定从第一参考表面点21至第二参考表面点22的表面10上的表面轮廓线19的三维坐标，该表面点15的垂直的表面至参考表面的线16与参考表面20相交于参考表面线29上或离参考表面线29预定的距离内。例如，如果针对特定的参考表面点25的线26的距离大于阈值，则那是与该参考表面点25相对应的表面点15(x_S, y_S, z_S)远离垂直于参考表面29的作为参考表面线29至测试对象2的表面10上的投影的期望的表面轮廓线19的指示。另一方面，如果针对特定的参考表面点25的线26的距离是零或小于阈值，则那是表面点15 (x_S, y_S, z_S)在垂直于参考表面29的作为参考表面线29至测试对象2的表面10上的投影的期望的表面轮廓线19上或接近期望的表面轮廓线19的指示。

在一个实施例中，控制器能够从表面点15选择一组表面轮廓线点18 (x_iSCL, y_iSCL, z_iSCL)，其对应的参考表面点25具有带有小于能够形成表面轮廓线19的阈值的距离（由方程（33）给出的距离(d26)）的线26。控制器能够显示指示表面上的表面轮廓线19的位置的表面10的图像上的覆盖。

控制器能够通过确定从参考表面20到自第一参考表面点(x_ARS, y_ARS, z_ARS)至第二参考表面点22 (x_BRS, y_BRS, z_BRS)的表面轮廓线19的距离（例如垂直的距离）而确定测试对象2的表面10的轮廓。在一个实施例中，控制器能够自动地确定并显示参考表面20与表面轮廓线19之间的空间843的面积。该面积能够通过将参考表面线29与表面轮廓线19之间的空间843分成多个诸如矩形的多边形并对那些多边形的面积进行求和而确定。控制器还能够自动地确定并显示从参考表面20至离参考表面20最远的表面轮廓线19上的点的距离，以指示测试特征4中的最深的或最远的点。在一个实施例中，参考表面20与表面轮廓线19之间的距离或面积能够是参考表面线29与表面轮廓19之间的距离或面积。

在一个实施例中，控制器能够显示包括从第一参考表面点21至第二参考表面点22的表面轮廓线19处的测试对象2的横截面的表面10的轮廓的图解表示（未示出）。在一些实施例中可能未示出参考表面线29。图解表示还能够具有指示从参考表面20至表面轮廓19的距离的标度。该图解表示还能够伴随有测试对象2的表面10的图像的略图，该略图也示出参考表面线29。

返回至图6，在一个实施例中，表面10的轮廓的图解表示能够包括从表面轮廓线19上的表面轮廓线点18至参考表面20的距离的标绘图。在一个实施例中，参考表面线29能够被分成相等地间隔开的参考表面线点28，各自与图解表示的x值相对应。对于每个参考表面线点28，通过选择对应的参考表面点25处于离参考表面线点28的某个阈值距离内的表面轮廓线点18并确定从那些所选择的表面轮廓线点18至参考表面线点28的距离的加权平均数，从而能够确定从表面轮廓线19至参考表面20的距离。分配给每个所选择的表面轮廓线点18的距离的权能够与从与该表面轮廓线点18相对应的参考表面点25至参考表面线点28的距离成反比（即，距离越小，权越大）。

在各种实施例中，至少三个表面点11、12、813的三维坐标能够用于确定参考表面20（例如平面）。在一个实施例中，并且，为了改进的准确度，控制器能够使用测试对象2上的的所有表面点的三维坐标来确定参考表面20。此外，至少三个其他参考点的三维坐标能够用于确定关于测试对象2的第二部分的第二参考表面（例如，平面）。对于给定的测试特征4或对于测试对象2上的多个测试特征，能够确定任何数量的平面或参考表面。已知的几何特性能够包括指示拟合多少参考表面、将那些表面相对于基准点或测试对象的其他特征而定位于何处以及关于在计算哪个所测量的几何特性中使用的数据。

图9是示范性的测试特征的平面图。测试特征910是以至少两个基准点921、922标记或另外携带至少两个基准点921、922的测试对象900的大体上平面的表面。基准点921、922布置成可由探测器中的图像传感器检测。例如，如果图像传感器适合于检测可见光，则基准点921、922形成为与围绕物915不同地反射或吸收可见光。控制器能够通过如以上所讨论的将基准点921、922、923（例如黑色墨水）与围绕物915（例如白色表面）区分的图像处理技术而检测基准点。测试特征能够具有不光滑的或平滑的表面或者组合。在一个示例中，基准点921、922、923以及围绕物915具有不光滑的光洁度。

在各种实施例中，测试特征910还包括也形成为可由探测器中的图像传感器检测的第三基准点913。基准点921、922、923能够具有相同的形状或不同的形状，或者两个能够具有相同的形状且一个能够具有不同的形状。基准点能够根据它们布置的方式而彼此区别。在该示例中，它们如此布置，以致它们之间的三个成对的距离不同。基准点还能够根据可由图像传感器检测并能够通过处理来自图像传感器的数据而确定的它们的形状、颜色或其他性质而彼此区别。在该示例中，基准点921可根据形状而与基准点922和923区别，并且，基准点922和923可根据其与基准点921的相应的分离而彼此区别。无论基准点是否可区别，测量步骤350（图3）都能够包括确定第一基准点921与第二基准点922之间的第一距离931和第二基准点922与第三基准点923之间的第二距离932。如果基准点不可区别（例如，在等边三角形的拐角处且完全相同），哪个基准点是第一、第二、第三、第四的选择能够任意地或使用随机的或伪随机数生成器来进行。

在该示例中，测试特征910还包括对人类（或具有光学字符识别技术的计算机）相应地指示基准点921与922之间的第一距离和基准点922与923之间的第二距离的标签941、942。这些标签例如在用户观察引导图像时（步骤325，图3）的标度的传感。在各种实施例中，标签941、942能够包括例如表示测试对象900的序列号的条形码的机器可读信息、第一和第二距离或其他信息。

图4是示出用于分析数据并执行在本文中描述的其他分析的示范性的数据处理系统的构件的高级图。该系统包括数据处理系统1110、外围系统1120、用户接口系统130以及数据存储系统1140。外围系统1120、用户接口系统1130以及数据存储系统1140通信地连接至数据处理系统1110。如在下文中所讨论的，数据处理系统1110能够通信地联接至网络1150，例如因特网或X.25网络。运行在上文中描述的操作（例如，在图3中）的控制器能够包括一个或更多系统1110、1120、1130或1140，并且，能够连接至一个或更多网络1150。例如，微处理器30、CPU 56或（多个）视频处理器50（全部在图1中）能够各自包括系统1110和一个或更多系统1120、1130或1140。

数据处理系统1110包括实现在本文中描述的各种实施例的处理的一个或更多数据处理器。“数据处理器”是用于自动地在数据上操作的装置，并且，能够包括中央处理单元（CPU）、台式电脑、膝上型电脑、主机电脑、个人数字助理、数码照相机、蜂窝式电话、智能电话或用于处理数据、管理数据、操纵数据的任何其他装置，无论是否利用电、磁性、光学、生物学构件来实现或另外的情况。

短语“通信地连接”包括装置、数据处理器或能够对数据进行通信的程序之间的有线的或无线的任何形式的连接。诸如外围系统1120、用户接口系统1130以及数据存储系统1140的子系统与数据处理系统1110分开示出，但能够完整地或部分地存储在数据存储系统1110内。

数据存储系统1140包括配置成存储信息的一个或更多有形的非暂时的计算机可读存储介质或与该介质通信地连接，该信息包括需要根据各种实施例而运行处理的信息。如在本文中所使用的“有形的非暂时的计算机可读存储介质”指的是参与存储可以提供至数据处理系统1110以便运行的指令的任何非暂时的装置或制品。这样的非暂时的介质可能是非易失性的或易失性的。非易失性介质的示例包括软盘、软磁盘或其他便携式计算机软磁盘、硬盘、磁带或其他磁性介质、光盘以及光盘只读存储器（CR-ROM）、DVD、蓝光光盘、HD-DVD盘、其他光学存储介质、闪速存储器、只读存储器（ROM）以及可擦可编程只读存储器（EPROM或EEPROM）。易失性介质的示例包括诸如动态存储器，诸如寄存器和随机存取存储器（RAM）。存储介质能够电子地、磁性地、光学地、化学地、机械地存储数据或另外的情况，并且，能够包括电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外线的或半导体构件。

本发明的实施例能够采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品体现在具有在其上体现的计算机可读程序代码的一个或更多有形的非暂时的计算机可读存储介质中。如对于这样的物品而言常规的，能够例如通过按压CD-ROM而制造（多个）这样的介质。在（多个）介质中体现的程序包括计算机程序指令，该指令能够在装载时指导数据处理系统1110执行特定的一系列操作步骤，从而实现本文中所指定的功能或动作。

在示例中，数据存储系统1140包括例如随机存取存储器的代码存储器1141和磁盘1142，例如诸如硬盘驱动器或固态闪盘驱动器的有形的计算机可读存储装置。从磁盘1142或无线的、有线的、光纤或其他连接将计算机可读指令读取至代码存储器1141中。然后，数据处理系统1110运行装入代码存储器1141中的计算机程序指令的一个或更多序列，结果执行本文中所描述的处理步骤。以该方式，数据处理系统1110执行计算机实现的过程，该过程提供测量测试特征的几何特性并确定远程可视检查系统的实际状况的技术效果。然后，能够将该状况（是否准确）报告至用户。在各种实施例中，能够通过计算机程序指令实现本文中的流程图说明或框图以及那些图的组合的方框。

计算机程序代码能够以例如Java、Smalltalk、C++、C或任何适当的汇编语言的一个或多个编程语言的任何组合。执行本文中所描述的方法的程序代码能够在单个数据处理系统1110上或多个通信地连接的数据处理系统1110上完整地运行。例如，代码能够全部或部分地在用户的计算机上运行，并且，全部或部分地在例如服务器的远程计算机上运行。远程计算机能够通过网络1150而连接至用户的计算机。用户的计算机或远程计算机能够是非便携式计算机，诸如常规的台式个人电脑（PC），或能够是便携式计算机，诸如平板电脑、蜂窝电话、智能电话或膝上型电脑。

外围系统1120能够包括配置为将数字内容记录或其他数据提供至数据处理系统1110的一个或更多装置。例如，外围系统1120能够包括数码静态相机、数码摄像机、蜂窝电话或其他数据处理器。数据处理系统1110一从外围系统1120中的装置接收数据，就能够将这样的数据存储在数据存储系统1140中。

用户接口设备1130能够包括鼠标、键盘、另一计算机（例如经由网络或零调制解调器电缆而连接）、麦克风和语音处理器或用于接收语音命令的其他（多个）设备、相机和图像处理器或用户接收例如手势的可视命令的其他（多个）设备或数据从其输入至数据处理系统1110的任何装置或装置的组合。在这点上，尽管外围系统1120示出为与用户接口系统1130分离，但外围系统1120能够作为用户接口系统1130的一部分而被包括。

用户接口系统1130还能够包括显示装置、处理器可访问存储器、或者能够由数据处理系统1110将数据输出到的装置或装置的组合。在这点上，如果用户接口系统1130包括处理器可访问存储器，则这样的存储器能够是数据存储系统1140的一部分，即使用户接口系统1130和数据存储系统1140在图4中分开示出。

在各种实施例中，数据处理系统1110包括经由网络链接1116耦合到网络1150的通信接口1115。例如，通信接口1115能够是提供到电话线的对应类型的数据通信连接的综合业务数字网络（ISDN）卡或者调制解调器。作为另一个例子，通信接口1115能够是提供到例如以太LAN的兼容局域网（LAN）或广域网（WAN）的数据通信连接的网络卡。还能够使用例如WiFi或GSM的无线链接。越过网络链接1116到网络1150，通信接口1115发送和接收携带表示各种类型的信息的数字数据流的电、电磁或光信号。网络链接1116能够经由交换机、网关、集线器、路由器或其他连网装置而连接到网络1150。

网络链接1116能够提供通过一个或更多网络到其他数据装置的数据通信。例如，网络链接1116能够提供通过本地网络到主计算机或到由因特网服务提供商（ISP）运营的数据设备的连接。

数据处理系统1110通过网络1150、网络链接1116和通信接口1115能够发送消息并接收数据，包括程序代码。例如，服务器能够为应用程序（例如JAVA小应用程序）将所请求的代码存储在其所连接到的有形非易失性计算机可读存储介质上。服务器能够从介质检索代码并通过因特网、然后本地ISP、然后本地网络、然后通信接口1115将其传送。当接收到代码，所接收的代码能够由数据处理系统1110来执行，或者存储在数据存储系统1140中供以后执行。

考虑到前述，本发明的各种实施例对测试特征成像并处理图像，以确定是否远程可视检查系统工作在容许准确度极限内。一技术效果是准许确定远程可视检查系统应被使用，或者不应使用，或者需要修理或再校准。

本发明包括本文所述的方面和实施例的组合。对“具体方面”或“实施例”等的言及指的是存在于本发明的至少一个方面中的特征。对“方面”或“具体方面”或“实施例”等的言及并不一定指的是相同的方面或多个方面；然而，这样的方面并不互相排斥，除非这样指出或者这是对本领域技术人员是显而易见的。在提到“方法”或“多个方法”等时使用的单数或复数并不是限制。词语“或”在本公开中以非排他意义使用，除非另外明确说明。

利用对本发明的一些优选方面的具体参照来详细描述了本发明，但将会理解，在本发明的精神和范围之内，变形、组合以及修改可由本领域普通技术人员实现。预期在本权利要求书的范围之内的变形、组合以及修改的例子，具有与本权利要求书的文字语言相同的构成要素，以及包括与本权利要求书的文字语言具有非实质性不同的等效构成要素。

附图标记说明

2 测试对象

4 测试特征

10 表面

11 表面点

12 表面点

13, 14 多个

15 表面点

16 表面到参考表面线

18 表面轮廓点

19 表面轮廓

20 参考表面

21 参考表面点

22 参考表面点

23 线

24 源纤维束

25 参考表面点

26 线

27 参考表面点交叉点

28 参考表面线点

29 参考表面线

30 微控制器

31 成像器接口电子设备

32 发射器驱动

33 校准存储器

34 快门机构

35 驱动导体

36 接触件

37 光发射器模块

38 强度调制元件

39 条纹对比度确定功能

40 插入管

41 轮廓标线

42 远端端头

43 光传递元件

44 观察光学器件

46 细长部分

48 探测器电子设备

50 视频处理器

52 视频存储器

56 CPU

58 程序存储器

60 非易失性存储器

62 操纵杆

64 小键盘

66 I/O接口

80 LED阵列

81 光发射器

83 串

90 线光栅

100 系统

112 图像传感器

113 电子设备

114 信号线

115 探测器光学器件

120 视频监视器

121 集成显示器

122 计算机监视器

123 检查光源

125 探测器纤维束

137 信号光发射器模块

137a, 137b 光发射器模块

138 强度调制元件

138a, 138b 强度调制区

140 插入管

142 远端端头

144 观察光学器件

150 可选线路

170a, 170b 路径

180 细长LED阵列

190 线光栅

210 侧视棱镜

242 可拆卸侧视端头

244 观察光学器件

310, 315, 319, 320, 325 步骤

330, 340, 350, 359, 360 步骤

370, 380, 390 步骤

400 结构光图案

810 距离

813 表面点

820 距离

843 空间

900 测试对象

910 测试特征

915 包围

921, 922, 923 基准

931, 923 距离

941, 942 标签

1010 测试块

1011 端口

1012 线

1020 测试特征

1077 端口

1110 数据处理系统

1115 通信接口

1116 网络链接

1120 外围系统

1130 用户接口系统

1140 数据存储系统

1141 代码存储器

1142 盘

1150 网络。

Claims

1. 一种测试远程可视检查系统的测量准确度的方法，所述测试使用包括具有已知的几何特性的测试特征的测试对象，所述方法包括使用控制器来自动地执行以下的步骤：

捕获所述测试对象上的所述测试特征的一个或更多图像；

提供所述确定的准确度结果的指示。

2. 如权利要求1所述的方法，其中，所述确定准确度结果步骤包括作为所述测试特征的所述测量的几何特性与所述已知的几何特性之间的差而计算所述准确度结果。

3. 如权利要求1所述的方法，其中，所述确定准确度结果步骤包括：

将所述准确度值与预定的容许准确度值相比较；以及

提供所述比较的结果作为所述准确度结果。

4. 如权利要求1所述的方法，其中，所述检测步骤包括将测试电压施加至检测电路并测量所述检测电路中的测试点的电压，其中，配置所述检测电路使得所述测试点的所述电压在附接所述可拆卸测量光学端头时与在未附接所述可拆卸测量光学端头时不同。

5. 如权利要求1所述的方法，其中，所述探测器包括图像传感器，并且所述可拆卸测量光学端头是结构光测量光学端头、立体光学端头或阴影光学端头。

6. 如权利要求5所述的方法，其中，所述可拆卸测量光学端头包括多个发光二极管（LED），并且适合于在所述控制器启动所述LED的任何一个时，将结构光图案投影至所述图像传感器的视场中的对象上。

7. 如权利要求1所述的方法，其中，所述提示步骤包括等待来自用户输入装置的测试开始指示。

8. 如权利要求1所述的方法，其中，所述用户提示装置是屏幕。

9. 如权利要求8所述的方法，其中，所述提示步骤包括：

10. 如权利要求9所述的方法，还包括确定所述附接的测量光学端头的识别并使用所述确定的识别来选择所述可视表示。