CN108061516B - 使用多个扫描仪的组合表面检查 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及使用多个扫描仪的组合表面检查,提供了用于检查各种组件的表面(如评估在这些表面上的高度偏差)的方法和系统。一种方法涉及聚合来自多个行扫描仪的检查数据到组合数据集中。这个组合数据集表示比扫描仪中的任何一个的测量领域大的表面的一部分。此外,每对相邻的扫描仪在不同的时间周期操作以避免干扰。因为操作周期是偏移的,由该对相邻的扫描仪扫描的表面部分可重叠且无干扰。扫描的部分的这种重叠确保整个表面被分析。扫描仪相对于检查表面的位置可在扫描之间被改变,且在一些实施例中,甚至在扫描期间被改变。这种方法允许大表面的精确的扫描。

Description

使用多个扫描仪的组合表面检查
背景技术
检查大组件的表面对很多应用(如形成复合材料,或更具体地,纤维增强材料)而言至关重要。通常,检查工具的精确度与它的测量领域(field of measurement)成反比。换言之,具有较小的测量领域的检查工具相对于具有较大的测量领域的工具产生更精确的测量。同时,较小的测量领域在每次扫描期间导致较小的检查区域。
尽管多个检查工具可并行用于大表面的检查,但是同时操作这些工具可能具有挑战性。例如,两个临近的检查工具同时操作可能干扰彼此。这个干扰对于可能具有重叠测量领域以确保整个表面的检查的光学检查工具可能特别严重。因此,需要用于以精确、精准以及有效的方式使用多个扫描仪检查大表面的方法和系统。
发明内容
提供了用于检查各种组件的表面(如评估在这些表面上的高度偏差)的方法和系统。一种方法涉及聚合来自多个行扫描仪(line scanner)的检查数据到组合数据集中。这个组合数据集表示比扫描仪中的任何一个的测量领域大的表面的一部分。此外,每对相邻的扫描仪在不同的时间周期进行操作以避免干扰。因为操作周期是偏移的,由该对相邻的扫描仪扫描的表面部分可重叠且无干扰。扫描的部分的这种重叠确保整个表面被分析。扫描仪相对于检查表面的位置可在扫描之间被改变,且在一些实施例中,甚至在扫描期间被改变。这种方法允许大表面的精确扫描。
在一些实施例中,检查组件的表面的方法包括将第一行扫描仪和第二行扫描仪相对于彼此和相对于组件的表面对齐使得第一行扫描仪的测量领域与第二行扫描仪的测量领域部分重叠。然后方法继续使用第一行扫描仪在第一周期期间扫描表面的第一部分使得扫描第一部分产生对应于第一部分的第一数据集。方法也继续使用第二行扫描仪在相对于第一周期偏移的第二周期期间扫描表面的第二部分使得扫描第二部分产生对应于第二部分的第二数据集。然后方法涉及聚合第一数据集和第二数据集到组合数据集中。
在一些实施例中,第一周期与第二周期不重叠。第二周期在第一周期之后可立刻开始。替代性地,第一周期可与第二周期部分重叠。如果周期之间的某种重叠不对扫描引起实质的干扰,则这种重叠可被允许。例如,重叠可少于第一周期和第二周期中的每个的20%或甚至少于10%。此外,获取数据集的过程可基于每个完整周期上的整合响应(integrating response)并且某些重叠可能只有最小的影响。
在一些实施例中,第一行扫描仪的测量领域与第二行扫描仪的测量领域共线(co-linear)。更具体地,表面的第一部分可与表面的第二部分共线。例如,在获取两个数据集时,受检(inspected)表面可关于扫描仪保持静止,导致两部分是共线的。替代性地,表面的第一部分可与表面的第二部分平行和偏移。例如,受检表面可关于扫描仪在一方向上移动,例如,该方向垂直于扫描仪的测量领域。
在一些实施例中,组合数据集包括第一数据集的第一非重叠部分和第二数据集的第二非重叠部分。组合数据集可进一步包括第一数据集的第一重叠部分与第二数据集的第二重叠部分的组合。例如,第一数据集的第一重叠部分与第二数据集的第二重叠部分的组合可以是第一数据集的第一重叠部分与第二数据集的第二重叠部分的平均。
在一些实施例中,聚合第一数据集和第二数据集包括将第一数据集和第二数据集空间对齐。这个空间对齐可基于扫描仪相对于受检组件的表面的位置被执行,或更具体地,基于相对于该表面的测量领域的位置被执行。
在一些实施例中,在获取第二数据集时组件改变相对于第一行扫描仪的位置。更具体地,在获取第一数据集时组件可改变相对于第一行扫描仪的位置。例如,组件可相对于第一行扫描仪并且相对于第二行扫描仪移动。组件可在垂直于第一行扫描仪的测量领域的方向上移动。
在一些实施例中,方法进一步包括使用第一行扫描仪在第三周期期间扫描表面的第三部分使得扫描第三部分产生对应于第三部分的第三数据集。第三周期相对于第一周期偏移并且相对于第二周期偏移。
在一些实施例中,方法可进一步包括使用第三行扫描仪在第一周期期间扫描表面的第三部分使得扫描第三部分产生对应于第三部分的第三数据集。第三行扫描仪的测量领域与第二行扫描仪的测量领域部分重叠。在这些实施例中,第三数据集与第一数据集和第二数据集聚合到一起。第三行扫描仪的测量领域可与第一行扫描仪的测量领域共线。
在一些实施例中,方法进一步包括形成组件。获取第一数据集、获取第二数据集和生成组合数据集可随着(in line with)形成组件执行。组件可以是复合结构。
也提供了一种聚合从用于检查组件的表面的多个行扫描仪获取的数据集的方法。方法包括将多个行扫描仪在阵列中对齐用于表面的线性检查使得多个行扫描仪中的每对相邻的行扫描仪的测量领域重叠。阵列可以是线性的阵列。这些扫描仪的测量领域可共线并且可沿着线性阵列延展。
方法继续使用多个行扫描仪扫描表面使得在每对相邻的行扫描仪中的扫描仪在不同的时间周期操作。然后方法继续聚合由多个行扫描仪在扫描表面期间产生的数据集到组合数据集中。
在一些实施例中,方法进一步包括改变多个行扫描仪相对于表面的位置并且使用多个行扫描仪重复扫描表面。在基于改变多个行扫描仪相对于表面的位置的速度确定的周期之后可重复使用多个行扫描仪扫描表面。
还提供了一种用于检查组件的表面的检查系统。在一些实施例中,系统包括第一行扫描仪、第二行扫描仪和系统控制器。第一行扫描仪用于在第一周期期间扫描表面的第一部分并且产生第一数据集。第二行扫描仪用于在第二周期期间扫描表面的第二部分并且产生第二数据集。第一行扫描仪的测量领域与第二行扫描仪的测量领域部分重叠。此外,第一周期相对于第二周期偏移。系统控制器用于聚合第一数据集和第二数据集到组合数据集中。
在一些实施例中,检查系统进一步包括用于相对于组件移动第一行扫描仪和第二行扫描仪的移动装置。检查系统可进一步包括相对于组件确定第一行扫描仪和第二行扫描仪中的至少一个的位置的编码器。检查系统的系统控制器可包括数据集聚合器、存储器和分析模块。数据集聚合器可操作以聚合第一数据集和第二数据集到组合数据集中。存储器可操作以存储组合数据集。最后,分析模块可操作以分析组合数据集。
这些和其它实施例在下面参考附图进一步描述。
附图说明
根据一些实施例,图1A是包括扫描受检组件的表面的两个扫描仪的阵列的检查系统的示意性透视图。
根据一些实施例,图1B是包括扫描受检组件的表面的三个扫描仪的阵列的检查系统的示意性侧视图。
根据一些实施例,图1C是图1A中的检查系统的示意性侧视图。
根据一些实施例,图1D是图1A中的检查系统的示意性框图。
根据一些实施例,图2是对应于检查组件的表面的方法的过程流程图。
根据一些实施例,图3A-图3C是两个扫描仪的操作序列图的不同示例。
根据一些实施例,图4A和图4B是由图1A中所示的检查系统的两个扫描仪获取的两个数据集的示意性表示。
根据一些实施例,图4C是由聚合图4A和图4B中所示的两个数据集产生的组合数据集的示意性表示。
根据一些实施例,图5A和图5B是显示在受检组件的表面上的检查部分的不同位置的受检组件的示意性俯视图。
根据一些实施例,图6A是三个扫描仪的操作序列图的示例。
根据一些实施例,图6B是显示在受检组件的表面上的检查部分的不同位置的受检组件的示意性俯视图。
根据一些实施例,图7是数据处理检查系统的说明。
图8是可利用本文中描述的用于在复合结构的表面上评估高度偏差的方法和系统的飞行器生产和服务方法的框图。
图9是可包括本文中描述的复合结构的飞行器的示意性说明。
具体实施方式
在下面的描述中,阐述了众多具体的细节是为了提供对介绍的概念的完全理解。介绍的概念可被实施而不需要这些具体的细节中的一些或所有。在其它情况下,众所周知的处理操作没有详细描述以便不会不必要地使描述的概念相混淆。尽管一些概念将结合具体的实施例描述,将会理解,这些实施例不意在为限制性的。
引言
各种检查工具可用于扫描表面。扫描可用于确定高度偏差和其它表面特性。这样的检查工具的一个示例是行扫描仪,其也可被称为表面光度仪(profilometer)。在每次扫描期间,行扫描仪产生对应于表面的被扫描部分的数据集。通过移动扫描仪、表面或移动两者,行扫描仪可相对于被扫描的表面移动。移动可发生在完成每次扫描之后和/或在实际的扫描期间。例如,行扫描仪可由机械臂支撑在表面上方,并且当机械臂沿着表面移动时可触发扫描。移动可在每次扫描期间和扫描(如,当另一个扫描仪是可操作的时)之间进行。替代性地,行扫描仪可在固定位置测量移动表面(如输送带或移动腹板(如,在卷对卷(roll-to-roll)过程中))。当扫描仪沿着表面移动和产生新数据集时,这些集合可聚合到共同的表面表示。可以固定的基于时间的频率或使用一些外部的触发器资源,如编码器或系统控制器,触发每次扫描。
行扫描仪具有有限大小的它们的测量领域。这些测量领域通常小于被扫描的表面的尺寸,尤其是对于飞行器、汽车和其它行业中常见的大组件。此外,具有小的测量领域(如,2英寸)的行扫描仪可用于确保精确的测量。因此,多个扫描仪可排成一个阵列以覆盖期望的扫描尺寸/宽度。由这个扫描仪阵列产生的多个数据集被聚合到一起以产生组合数据集。
在扫描期间,行扫描仪在受检表面上投射光线并且捕获表面的照亮部分的光学图像。在一些实施例中,可在同一扫描周期期间以高帧率捕获多个图像。表面的照亮部分可被称为被扫描的部分。这部分的大小依赖于扫描仪的测量领域的大小,并且,而且依赖于行扫描仪相对于表面的位置。行扫描仪可使用三角测量以从这些光学图像中计算各种高精度的表面特性(如,高度偏差)。可沿着投射的光线的固定间距计算这些特性。行扫描仪可输出数据集,其可以是1D(一维)数据值阵列的形式。在一些实施例中,数据集表示沿着投射光线的高度值。
当受检表面的尺寸超过个体扫描仪的测量领域的大小时,多个扫描仪可被并排(side-by-side)放置以覆盖整个尺寸。相邻的扫描仪的测量领域可重叠以确保在检查时无间隙。但是,在照亮的/受检的表面部分中的重叠可在捕获的光学图像中引起各种干扰。在当需要检查整个表面时的情况下避免在受检部分中的重叠可能不是一个选项。例如,已经发现,在两个相邻的受检部分之间可能需要至少50厘米的间隙以基本上避免干扰。换言之,至少50厘米宽的表面的部分将不会被检查。这个对于许多表面检查的类型可能是不能接受的。
已经发现当两个相邻的扫描仪在不同的周期操作,或更具体地,在相对于彼此偏移的两个周期操作时,可以减少或甚至消除这些扫描仪之间的干扰。这个功能可被称为相邻的扫描仪的基于时间的操作偏移。利用基于时间的偏移,相邻的扫描仪的测量领域可定位在彼此旁边并且甚至重叠而没有干扰。
在一些实施例中,受检表面相对于行扫描仪进行移动。为了这份公开的目的,受检表面相对于行扫描仪的移动除非特别注明包括所有可能的选项:(a)移动受检表面而行扫描仪保持静止;(b)移动行扫描仪而受检表面保持静止;以及(c)移动受检表面和行描仪两者。在后面的示例中,受检表面和行扫描仪可沿着相同的方向移动。这里的焦点是受检表面到行扫描仪的相对移动。在这些实施例中,因为扫描仪的基于时间的偏移操作,因此将(在移动的方向上)形成检查间隙。具体地,使用第一行扫描仪扫描第一部分之后,在第二行扫描仪(与第一行扫描仪相邻)正在执行它的扫描时,第一行扫描仪可关闭短的时间段。在该时间段期间移过第一行扫描仪的测量领域的表面的部分将不被检查。这部分可被称为由相同行扫描仪检查的两个部分之间的间隙。但是,因为每个扫描周期非常短,这些间隙将非常小并且通常相比避免干扰(上面描述的)需要的物理偏移小得多。此外,间隙可通过改变移动速度和/或扫描持续时间进行控制。
总的来说,可基于移动速度和扫描持续时间选择用于阻止干扰的基于时间的偏移。为了这份公开的目的,vmax被定义为最大的可实现的移动速度(以毫米每秒进行测量),e-扫描持续时间(以秒进行测量),Δt-相同扫描仪在两次连续扫描的开始之间的时间延迟(第一行扫描仪或第二行扫描仪的时间上的触发间隔,以秒进行测量)。Δd-相同扫描仪未检查的间隙宽度(第一行扫描仪或第二行扫描仪的物理触发间隔,并且以毫米进行测量)。
应用这些参数到两个扫描仪的示例,扫描持续时间(e)可不超过触发间隔(Δt)的一半,e≤1/2Δt。对于这个示例,第一行扫描仪的扫描可在开始利用第二行扫描仪的扫描之前结束。两个扫描仪的扫描持续时间可以是相同的并且触发间隔也是相同的。在一些实施例中,第一扫描的结束可与第二扫描的开始基本上相一致,e~1/2Δt。替代性地,在第一扫描结束后以及第二扫描开始前可提供一些延迟,e<1/2Δt。在一些实施例中,扫描可在时间上重叠,e>1/2Δt。
此外,(相同的扫描仪的)扫描之间的时间延迟、未检查的间隙宽度和移动速度之间的相关性可根据以下:Δt≥Δd/vmax。可通过下采样来自线性编码器的信号选择未检查的间隙(Δd)从而以固定的间距(pitch)触发行扫描仪。基于可变的机器速度和固定的间距,扫描之间的时间延迟(Δt)可以是可变的。
总的来说,可通过使用多个基于时间的偏移线大大增强表面检查。部分地,可提高的表面可被扫描的速率与一个阵列中的行扫描仪的数量成比例。用这种方法,可使用具有精细的分辨率的行扫描仪,同时使用通常只有在较大范围的较低分辨率的激光扫描仪的情况下才可能实现的更大的覆盖区域。将行扫描仪放置在阵列中可增强覆盖,并且因此,提高表面可被扫描的速率。
检查系统示例
根据一些实施例,图1A是包括第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b的检查系统100的示意透视图。检查系统100显示在扫描受检组件190的表面192的过程中。应该指出的是受检组件190不是检查系统100的一部分。受检组件190呈现在图1A中,并且一些其它的图仅仅是作为参考以及为了说明检查系统100的各种特征,如第一行扫描仪110a的测量领域112a以及第二行扫描仪110b的测量领域112b。
图1A中所示的检查系统100包括第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b。在一些实施例中,检查系统100可包括一个或更多个额外的扫描仪,如,如图1B中所示的第三行扫描仪110C。所有的扫描仪可排成阵列111,其在图1A和图1B中的X方向上延展。
第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b排成阵列111,或更具体地,在X方向上延展的线性阵列111。在这个示例中,第一行扫描仪110a的测量领域112a与第二行扫描仪110b的测量领域112b平行,或更具体地,第一行扫描仪110a的测量领域112a与第二行扫描仪110b的测量领域112b共线。
在一些实施例中,第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b中的每个可操作以在其相应的测量领域112a/112b内检测受检组件190的表面192上的高度偏差。如图1A和图1B中所示,第一行扫描仪110a具有在表面192上限定第一被扫描部分194a的第一测量领域112a。第二行扫描仪110b被显示为具有在表面192上限定第二被扫描部分194b的第二测量领域112b。第一测量领域112a和第二测量领域112b中的每个可以是线,在这种情况下第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b也可被称为线性扫描仪。
如图1A-图1C中所示,第一行扫描仪110a的测量领域112a与第二行扫描仪110b的测量领域112b部分重叠。这个重叠特征可用于确保在受检部分194a和194b之间在至少一个方向上不存在间隙,在这个示例中该至少一个方向是X方向。应该指出的是尽管测量领域112a和112b重叠,但是在第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b的操作之间不存在或存在非常小的干扰,因为它们的操作周期偏移,并且照亮/受检部分194a和194b在实际的扫描期间不重叠。
参考图1C,第一行扫描仪110a的测量领域112a在X方向上的点X0和点X2之间延展,而第二行扫描仪110b的测量领域112B在X方向上的点X1和点X3之间延展。这两个测量领域112a和112b的重叠部分116在点X1和点X2之间延展。重叠部分116的大小可在测量领域112a和112b中的每个的对应大小的大约1%和25%之间,或更具体地,在大约5%和20%之间。重叠部分116的更大的大小确保更多的表面192被检查并且需要扫描仪的不太精确的对齐。另一方面,增加重叠部分116的大小可减慢总检查时间和/或需要额外的扫描仪。应该指出的是测量领域112a和112b由相应扫描仪110a和110b的特性以及这些扫描仪110a和110b相对于彼此以及受检表面192的位置(如,扫描仪110a和110b与受检表面192之间的距离)限定。在没有在图1A-图1C中示出的一些其它实施例中,测量领域112a和112b不重叠。相反,测量领域112a和112b可在某个点简单地接触或甚至由与测量领域112a和112b中每个的对应大小相比小10%或甚至小5%的间隙分开。
根据一些实施例,图1D是图1A中的检查系统100的示意框图。第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b可相对于受检组件190移动。这个移动可以是手动的。替代性地,检查系统100可选地可包括用于相对受检组件190移动第一行扫描仪110a和/或第二行扫描仪110b的移动装置135。移动装置135的一些示例是步进电机、线性表(如,Y型表)、X-Y型表、旋转装置或一些其它适合的装置。第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b可一起移动或彼此独立移动。例如,当第一行扫描仪110a扫描受检组件190时,它可相对受检组件190保持静止而第二行扫描仪110b移动进入新的位置。替代性地,第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b可保持静止并且受检组件190可相对于第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b移动。在一些实施例中,系统控制器130可发送指令给移动装置135以改变扫描仪110a和110b中的一个或两个相对于受检组件190的位置。
在一些实施例中,检查系统100可选地包括用于确定第一行扫描仪110a和/或第二行扫描仪110b(如,相对于受检组件190)的位置的一个或更多个编码器137。此外,编码器137可用于确定第一行扫描仪110a和第二行扫描
Z17081109MGCN仪110b相对于彼此的位置,如,以促进建立或改变期望的重叠,尤其是当第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b关于彼此移动时。替代性地,第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b的位置可关于彼此固定。这些位置可与由第一行扫描仪110a和/或第二行扫描仪110b产生的每个数据集相关联。编码器137可连续发送与第一行扫描仪110a和/或第二行扫描仪110b的位置相关的信息给系统控制器130,系统控制器130可使用这个位置信息以启动扫描、关联位置与各种数据集和/或聚合数据集。
检查系统100的系统控制器130可用于控制第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b的操作。系统控制器130也可用于使用例如数据集聚合器132聚合从第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b接收的数据集。数据集聚合器132为从第一行扫描仪110a接收的数据集和从第二行扫描仪110b接收的另一数据集产生组合数据集。由数据集聚合器132产生的组合数据集以及在一些实施例中的其他数据可存储在系统控制器130的存储器136中。例如,存储器136也可存储从扫描仪110a和扫描仪110b接收的数据集、从编码器137接收的信息(如,在扫描时刻时的扫描仪的位置)。存储器136也可存储用于分析组合数据集的各种数据点,如高度公差。
系统控制器130的另一个可选的组件是分析模块133。分析模块133可被使用和被配置以分析组合数据集以确定例如高度偏差超过公差。在一些实施例中,分析模块133可识别异常值以及甚至构造异常值表示。在一些实施例中,系统控制器130可发送异常值表示给输出装置134,如显示器、打印机或另一个计算机系统。
检查方法示例
根据一些实施例,图2是对应于检查组件190的表面192的方法200的过程流程图。方法200的一些操作可使用上面描述的检查100执行。
在一些实施例中,方法200可以在可选的操作210期间形成组件190开始。例如,组件190可以是由多个板层形成的复合结构。这些板层可以是排成叠层(layup)的平板。为了使叠层成形,最初平的叠层可经受被压制成模具或围绕模具弯曲。褶皱和其它高度偏差可在组件190形成期间出现在其中。
在一些实施例中,可随着在操作210期间形成组件190执行扫描表面192。例如,在形成组件190时可执行和重复操作212a-212b和操作220,其可被称为过程中检查(in-process inspection)。例如,可在添加每个板层后扫描表面192,并且更具体地,在添加每个板层时扫描表面192以检测任何在过程中的瑕疵。在使叠层成形时可进一步扫描表面192。
在一些实施例中,方法200涉及在可选的操作211期间将第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b相对于彼此和相对于组件190的表面192对齐。例如,第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b可附接到布置在组件190的表面192上方的支撑件。完成操作211后,第一行扫描仪110a的测量领域112a可与第二行扫描仪110b的测量领域112b部分重叠,例如,如图1A-图1C中所示和上面讨论的。
回到图2,方法200可涉及在操作212a期间使用第一行扫描仪110a扫描表面192的第一部分194a。这个操作212a在第一周期160a期间被执行并且产生对应于表示第一部分194a的第一数据集150a。例如,在操作212a期间,第一行扫描仪110a可照亮第一部分194a并且捕获第一部分194a的一个或更多个光学图像以确定这部分的各种特性,如高度偏差。第一部分194a对应于第一周期160a期间第一行扫描仪110a的测量领域112a。
方法200可涉及在操作212b期间使用第二行扫描仪110b扫描表面192的第二部分194b。这个操作212b可能与上面描述的操作212a类似但是它在相对于第一周期160a偏移的第二周期160b期间被执行。而且,操作212b产生对应于第二部分194b的第二数据集150b。第二部分194b对应于第二周期160b期间第二行扫描仪110b的测量领域112b。第一周期160a和第二周期160b之间的偏移用于减少这两次扫描之间的干扰。
图3A-图3C说明在相对于第二周期160b偏移的第一周期160a中操作序列170a和170b的三个示例。具体地,第一操作序列170a对应于第一行扫描仪110a,而第二操作序列170b对应于第二行扫描仪110b。
参考图3A,第一周期160a开始于t0并且结束于t1,而第二周期160b开始于t1并且结束于t2。同样地,在这个示例中第一周期160a的结束与第二周期160b的开始相一致。换言之,第二周期160b在第一周期160a之后立刻开始。此外,在这个示例中第一周期160a与第二周期160b不重叠。
使用第一行扫描仪110a扫描可在第三周期160c期间重复,第三周期160c开始于t2并且结束于t3,如图3A中所示。在这个示例中第二周期160b的结束与第三周期160c的开始相一致。换言之,第一行扫描仪110a的触发延迟(请求两次扫描之间的持续时间)等于第一周期160a和第二周期160b的和。以类似的方式,使用第二行扫描仪110b扫描可在第四周期160d期间重复,第四周期160d开始于t3并且结束于t4。本领域普通技术人员将会明白使用第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b的这些扫描可继续以已建立的偏移重复。
在一些实施例中,第一周期160a等于第二周期160b。在这些实施例中,触发延迟是扫描周期的两倍。替代性地,第一周期160a可不同于第二周期160b。
图3B说明相对于第二周期160b偏移的第一周期160a的另一个示例。在这个示例中,第一周期160a与第二周期160b重叠。具体地,第一周期160a开始于t0并且结束于t2,而第二周期160b开始于t1并且结束于t4。因此,第二周期160b在第一周期160a结束(于t2)之前开始(于t1)。(t1和t2之间的)重叠可能远远小于第一周期160a和第二周期160b中的每个以减少两次扫描之间的干扰。例如,重叠可相比第一周期160a和第二周期160b中的每个小10%或甚至小5%。
此外,当在第三周期160c期间重复使用第一行扫描仪110a的扫描时,第三周期160c开始于t3并且结束于t6,第二周期160b也与第三周期160c重叠。以类似的方式,第三周期160c与第二周期160b重叠之外也与第四周期160d重叠。
图3C说明相对于第二周期160b偏移的第一周期160a的又一个示例。在这个示例中,第一周期160a不与第二周期160b重叠并且第二周期在第一周期160a之后不立刻开始。在第一周期160a和第二周期160b之间存在延迟。具体地,第一周期160a开始于t0并且结束于t1,而第二周期160b开始于t2并且结束于t2。因此,在第一周期160a的结束和第二周期160b的开始之间存在延迟(t1到t2)。延迟可能远远小于第一周期160a和第二周期160b中的每个以减少两次扫描之间的干扰。例如,延迟可小于第一周期160a和第二周期160b中的每个的10%或甚至小于5%。
如上面指出的,使用多个行扫描仪110扫描表面192时,他们的测量领域112可能重叠。参考图1A-图1C,第一行扫描仪110a的测量领域112a可与第二行扫描仪110b的测量领域112b部分重叠。具体地,第一行扫描仪110a的测量领域112a在X0和X2之间延展,而第二行扫描仪110b的测量领域112b在X1和X3之间延展。重叠部分116在X1和X2之间延展。重叠部分116确保在扫描表面192时至少在X方向上无间隙。
Z17081109MGCN
此外,参考图1A,第一行扫描仪110a的测量领域112a可与第二行扫描仪110b的测量领域112b共线。这个共线特征可能有助于聚合第一数据集150a和第二数据集150b到组合数据集151并且以避免需要偏移以及利用第一数据集150a和第二数据集150b的其它操作。如果,例如,受检组件190在扫描受检部分194a和194b期间或扫描受检部分194a和194b之间相对于扫描仪110a和110b未移动,测量领域112a和112b的共线性可转变为受检部分194a和194b的共线性。但是,如果受检组件190在扫描受检部分194a和194b期间或扫描受检部分194a和194b之间相对于扫描仪110a和110b移动,则第一部分194a可关于表面1922的第二部分194b平行和偏移。
回到图2,方法200涉及在操作220期间聚合第一数据集150a和第二数据集150b到组合数据集151中。第一数据集150a对应于第一部分194a并且在如图1A中示意性所示的实际的扫描期间(如,第一周期160a)由第一行扫描仪110a的测量领域112a限定。类似地,第二数据集150b对应于第二部分194b并且也在图1A中示意性所示的实际的扫描期间(如,第二周期160b)由第二行扫描仪110b的测量领域112b限定。组合数据集151对应于第一部分194a和第二部分194b两者。参考图1A,组合数据集151表示在X0和X3之间延展的表面192的一部分。在一些实施例中,组合数据集151表示沿着受检组件190的一个维度191延展的所有部分。
聚合第一数据集150a和第二数据集150b依赖于第一部分194a和第二部分194b的相对位置,如,第一部分194a和第二部分194b是否关于彼此重叠和/或偏移。例如,图1A-图1C说明第一部分194a和第二部分194b,参考图1C中所示的并且在X1和X2之间延展的重叠部分116。
根据一些实施例,图4A和图4B是第一数据集150a和第二数据集150b的示意性表示。第一数据集150a包括第一非重叠部分152a和第一重叠部分154a。第一非重叠部分152a对应于第一受检部分194a的第一非重叠部分114a(如图1C中所示在X0和X1之间延展)。第一重叠部分154a对应于第一受检部分194a的重叠部分116(如图1C中所示在X1和X2之间延展)。
类似地,第二数据集150b包括第二非重叠部分152b和第二重叠部分154b。第二非重叠部分152b对应于第二受检部分194b的第二非重叠部分114b(如图1C中所示在X2和X3之间延展)。第二重叠部分154b对应于重叠部分116(如图1C中所示在X1和X2之间延展)。应该指出的是第一数据集150a的第一重叠部分154a和第二数据集150b的第二重叠部分154b对应于受检组件190的相同的重叠部分116。换言之,第一重叠部分154a和第二重叠部分154b可被视为冗余的数据。当聚合第一数据集150a和第二数据集150b时,第一重叠部分154a和第二重叠部分154b中的一个可被忽视或第一重叠部分154a和第二重叠部分154b的平均可用于表示受检表面192的重叠部分116。
根据一些实施例,图4C是组合数据集151的示意性表示。组合数据集151是操作220期间聚合第一数据集150a和第二数据集150b的结果。组合数据集151包括第一数据集150a的第一非重叠部分152a和第二数据集150b的第二非重叠部分152b。组合数据集151也包括来自第一数据集150a的第一重叠部分154a和第二数据集150b的第二重叠部分154b中的一个或两个的组合重叠部分154。例如,组合重叠部分154可通过选择第一重叠部分154a或第二重叠部分154b中的一个生成。在另一个示例中,组合重叠部分154可对第一重叠部分154a和第二重叠部分154b求平均,或更具体地,对这些重叠部分的数据值求平均。
在一些实施例中,聚合第一数据集150a和第二数据集150b包括如图2中流程图所示在可选的操作222期间将这些数据集空间对齐。这个空间对齐可基于第一部分194a和第二部分194b的相对位置被执行。例如,操作222可涉及识别在第一部分194a和第二部分194b中的重叠部分116并进而识别第一非重叠部分152a、第一重叠部分154a、第二非重叠部分152b和第二重叠部分154b。应该指出的是第一部分194a和第二部分194b的相对位置至少部分通过相对于彼此和相对于组件190的表面192的第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b的对齐确定。因此,第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b的这个对齐可用于将第一数据集150a和第二数据集150b空间对齐。上面的示例指数据沿着X轴的空间的对齐。本领域普通技术人员将会明白也可沿着其它轴诸如Y轴执行对齐,例如,以补偿相对于第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b的受检组件190的移动。
回到图2,方法200可涉及在操作240期间改变扫描仪110a和110b相对于组件190的位置。具体地,可被称为改变扫描仪-组件位置操作240的操作240可涉及如可选的操作242反映的在扫描仪110a和110b保持静止时移动组件190,可选的操作242可被称为组件移动操作242。替代性地,改变扫描仪-组件位置操作240可涉及如可选的操作244反映的在组件190保持静止时移动扫描仪110a和110b中的一个或两个,可选的操作244可被称为扫描仪移动操作244。此外,改变扫描仪-组件位置操作240可涉及同时移动扫描仪110a和110b中的一个或两个与组件190。换言之,改变扫描仪-组件位置操作240可包括组件移动操作242和扫描仪移动操作244两者,两者可同时被执行。例如,如图1A中示意性所示的,操作242和/或操作244期间的移动可在与第一行扫描仪110a的测量领域112a垂直的方向195上。
在一些实施例中,组件190可改变其相对于第一行扫描仪110a的位置。当组件190也可改变其相对于第二行扫描仪110b的位置时它可能发生。例如,组件190可同时改变其相对于第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b的位置。替代性地,组件190可改变其相对于第一行扫描仪110a的位置,而组件190和第二行扫描仪110b之间的相对位置保持不变。例如,第一行扫描仪110a可相对于组件190(独立于第二行扫描仪110b)移动,而第二行扫描仪110b保持它相对于组件190的位置。
这个移动(组件190改变其相对于第一行扫描仪110a的位置)可在操作212b期间使用第二行扫描仪110b扫描第二部分194b时被执行。此外,在这个移动期间可使用第一行扫描仪110a扫描第一部分194a。换言之,在第一行扫描仪110a扫描在组件190的表面192上的第一部分194a时,组件190可改变其相对于第一行扫描仪110a的位置。
回到图2,组件190改变其相对于第一行扫描仪110a的位置后,如决定块230反映的使用第一行扫描仪110a扫描表面192可被重复。额外的扫描可在如上面参考图3A-图3C描述的相对于第一周期160a偏移和相对于第二周期160b偏移的第三周期160c期间被执行。额外的扫描产生对应于表面192的第三部分194c的第三数据集150c。第三部分194c和其相对于第一部分194a的位置的不同示例显示在图5A和图5B中。第三部分194c在Y方向上相对于第一部分194a偏移,因为组件190改变其相对于第一行扫描仪110a的位置。以类似的方式,使用第二行扫描仪110b扫描表面192可被重复以扫描第四部分194d。这个扫描可在相对于第一周期160a、第二周期160b和第三周期160c偏移的第四周期190d期间被执行。
在图5A中说明的示例中,在第一行扫描仪110a执行扫描时,组件190不改变其相对于第一行扫描仪110a的位置。因此,第一部分194a和第三部分194c具有线性轮廓。在这个示例中,组件190可在其它时间改变其相对于第一行扫描仪110a的位置,如,在第二行扫描仪110b扫描第二部分194b时。但是,在这个说明的示例中,在第二行扫描仪110b执行扫描时,组件190也不改变其相对于第二行扫描仪110b的位置。例如,第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b在整个操作期间可独立于彼此移动。
图5B说明在第一行扫描仪110a执行扫描时组件190改变其相对于第一行扫描仪110a的位置的另一个示例。因此,第一部分194a和第三部分194c在Y方向上具有宽度。类似地,在第二行扫描仪110b执行扫描时,组件190改变其相对于第二行扫描仪110b的位置。因此,第二部分194b和第四部分194d在Y方向上具有宽度。此外,在Y方向上由相同的扫描仪检查的每对相邻的部分之间(如,第一部分194a和第三部分194c之间以及,分开地,第二部分194b和第四部分194d之间)的未检查的间隙可小于通常在这个方向上的表面缺陷的大小。此外,如上陈述的,未检查的间隙可被控制,并且在一些实施例中可通过对来自线性编码器的信号下采样选择,以固定的间距触发行扫描仪。
第一部分194a(在Y方向上)的宽度依赖于受检组件190相对于第一行扫描仪110a移动的速度和第一周期160a的持续时间。同样地,第二部分194b(在Y方向上)的宽度依赖于受检组件190相对于第二行扫描仪110b移动的速度和第二周期160b的持续时间。在一些实施例中,第一部分194a的宽度和/或第二部分194b的宽度可能在大约1英寸和10英寸之间,或更具体地,大约2英寸和3英寸之间。第一部分194a的宽度可以和第二部分194b的宽度相同。在这个示例中,第一周期160a的持续时间可与第二周期160b的持续时间相同。而且,在两个周期期间受检组件190相对于扫描仪移动的速度可以相同。
在一些实施例中,如图1B示意性所示,检查系统100包括第三行扫描仪110c。第三行扫描仪110c可与第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b形成阵列111使得第二行扫描仪110b放置在第一行扫描仪110a和第三行扫描仪110c之间。如这样的第一行扫描仪110a的测量领域112a与第三行扫描仪110c的测量领域112c不重叠并且第一行扫描仪110a和第三行扫描仪110c可同时操作。第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b形成第一对相邻的行扫描仪113a。第二行扫描仪110b和第三行扫描仪110c形成第二对相邻的行扫描仪113b。同样地,第二行扫描仪110a的测量领域112b可与第三行扫描仪110c的测量领域112c重叠。在这方面,第二行扫描仪110b和第三行该扫描仪110c的操作不应具有大量的重叠。此外,第一行扫描仪110a的测量领域112a可与第三行扫描仪110c的测量领域112c共线。在一些实施例中,所有的三个测量领域112a-112b可共线。
图6A说明三个扫描仪110a-110c的一个示例操作序列170a-170c。在这个示例中,第一行扫描仪110a和第三行扫描仪110c在第一周期160a期间同时操作。换言之,第一行扫描仪110a的操作序列170a可与第三行扫描仪110c的操作序列170b相同,但不同于第二行扫描仪110b的操作序列170b。第一周期160a相对于第二周期160b偏移,在此期间第二行扫描仪110b是可操作的。
在这些三个扫描仪的实施例中,方法200进一步包括使用第三行扫描仪110c扫描表面192的第三部分194c。第三部分194c相对于第一部分194a和第二部分194b的位置在图6B中说明。这个扫描产生对应于第三部分194c的第三数据集150c。第三数据集150c的这个示例与第一数据集150a和第二数据集150b聚合220在一起。这个操作示例不应与在第一行扫描仪110a的额外的扫描期间获得第三数据集150c的另一示例(其如上所述)相混淆。
控制器计算机检查系统的示例
现在转到图7,根据一些实施例,呈现检查系统100的系统控制器130的说明。系统控制器130可用于实施用在上面描述的检查系统100的各种示例的系统控制器或其它组件中的一个或更多个计算机。在一些实施例中,系统控制器130包括通信框架1002,其提供处理器单元1004、存储器1006、持久存储器1008、通信单元1010、输入/输出I/O单元1012和显示器1014之间的通信。在这个示例中,通信框架1002可采用总线检查系统的形式。
处理器单元1004服务于执行可加载到存储器1006的软件/指令的指令。这些指令可用于完成上面参考图2描述的方法200的各种操作,如,将第一行扫描仪110a和第二行扫描仪110b相对于彼此和组件190的表面192对齐使得第一行扫描仪110a的测量领域112a与第二行扫描仪110b的测量领域112b部分重叠;使用第一行扫描仪110a在第一周期160a期间扫描212a表面192的第一部分194a使得扫描212a第一部分194a产生对应于第一部分194a的第一数据集150a;使用第二行扫描仪110b在相对于第一周期160b偏移的第二周期160b期间扫描212b表面192的第二部分194b使得扫描212b第二部分194b产生对应于第二部分194b的第二数据集150b;以及将第一数据集150a和第二数据集150b聚合220到组合数据集151中。
依赖于特定的实施方式,处理器单元1004可以是若干处理器、多处理器核或一些其它类型的处理器。存储器1006和持久存储器1008是存储装置1016的示例。存储装置是能存储信息的任何一种硬件,该信息(如例如但不限于)是数据、函数形式的程序代码和/或暂时的和/或永久的其它适合的信息。在这些说明性示例中,存储装置1016也可被称为计算机可读存储装置。在这些示例中,存储器1006可以是诸如随机存取存储器或任何其它适合的易失性或非易失性存储装置。依赖于特定的实施方式,持久存储器1008可采用各种形式。例如,持久存储器1008可以包含一个或更多个组件或装置。例如,持久存储器1008可以是硬件驱动器、闪存、可再写光盘、可再写磁带或上面的一些组合。持久存储器1008使用的介质也可以是可移动的。例如,可移动硬盘驱动可用于持久存储器1008。持久存储器1008可以是计算机可读介质,其上有用于完成上面描述的方法200的操作的编码的指令。
在这些说明性示例中,通信单元1010提供与其它数据处理检查系统或装置的通信。在这些说明性示例中,通信单元1010是网络接口卡。输入/输出单元1012允许可连接到系统控制器130的其它装置的数据的输入和输出。例如,输入/输出单元1012通过键盘、鼠标和/或一些其它适合的输入装置可为用户的输入提供连接。进一步地,输入/输出单元1012可发送输出至打印机。显示器1014提供机制以向用户显示信息。
用于操作检查系统、应用和/或程序的指令可以定位在存储装置1016中,存储装置1016通过通信框架1002与处理器单元1004通信。不同实施例的过程可由处理器单元1004使用可定位在诸如存储器1006的存储器中的计算机实施指令执行。
这些指令可被称为程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码,其可由处理器单元1004中的处理器读取和执行。不同实施例中的程序代码可体现在不同的物理或计算机可读存储介质,如存储器1006或持久存储器1008上。
程序代码1018以函数形式定位在计算机可读介质1020上,其是选择性可移动的并且可加载或转移到系统控制器130用于由处理器单元1004执行。在这些说明性示例中,程序代码1018和计算机可读介质1020形成计算机程序产品1022。在一个示例中,计算机可读介质1020可以是计算机可读存储介质1024或计算机可读信号介质1026。
在这些说明性示例中,计算机可读存储介质1024是用于存储程序代码1018的物理的或有形的存储装置而不是传播或传输程序代码1018的介质。
替代性地,程序代码1018可使用计算机可读信号介质1026被转移到系统控制器130。例如,计算机可读信号介质1026可以是包含程序代码1018的传播的数据信号。例如,计算机可读信号介质1026可以是电磁信号、光学信号和/或任何其它适合的类型的信号。这些信号可通过通信链路传输,如无线通信链路、光纤电缆、同轴电缆、电线和/或任何其它适合的类型的通信链路。
为系统控制器130说明的不同组件不意图提供不同实施例可能实施的方式的结构的限制。不同的说明性实施例可在数据处理检查系统中实施,该系统除了这些为系统控制器130说明的组件之外还包括组件和/或包括代替为系统控制器130说明的组件的组件。图7中所示的其它组件可与所示的说明性示例不同。不同的实施例可使用能够运行程序代码1018的任何硬件装置或检查系统实施。
飞行器以及制造和操作飞行器的方法的示例
本公开的示例可在如图8中所示的飞行器制造和服务方法1100以及如图9中所示的飞行器1102的背景下进行描述。预生产期间,说明性方法1100可包括飞行器1102的规格和设计(块1104)以及材料采购(块1106)。生产期间,可发生飞行器1102的组件和部件制造(块1108)以及检查系统整合(块1110)。上面描述的检查组件的表面的方法可在这些阶段的一个或更多个期间被执行。其后,飞行器1102可通过认证和交付(块1112)投入使用(块1114)。在投入使用时,飞行器1102可定期进行维护和保养(块1116)。定期维护和保养可包括飞行器1102的一个或更多个检查系统的修理、重新配置、翻新等。
说明性方法1100的每个过程可由检查系统集成商、第三方和/或运营商(如,客户)执行或完成。为了这个描述的目的,检查系统集成商可包括但不限于,任何数量的飞行器制造商和主检查系统分包商;第三方可包括但不限于,任何数量的卖方、分包商和供应商;以及运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。描述的方法和系统可在飞行器1102的规格和设计(块1104)期间以及组件和部件制造(块1108)期间使用。例如,用于机体和内部的各种复合结构可在过程开发和/或实际制造期间被检查(如,针对高度偏差)。具体地,描述的检查方法和系统可用于点火组件和部件制造1108、系统整合1110和飞行器1102的机翼、机身、尾翼、门和机舱的服务1114。
如图9中所示,由说明性方法1100生产的飞行器1102可包括具有多个高级别检查系统1120的机体1118和可包括一个或更多个齐平安装开瓶器的内部1122。高级别检查系统1120的示例包括动力/推进检查系统1124、电气检查系统1126、液压检查系统1128和环境检查系统1130中的一个或更多个。也可包括任何数量的其它检查系统。尽管显示了航空航天的示例,但是本文中公开的原理可应用到其它行业,如汽车工业。因此,除了飞行器1102以外,本文中公开的原理可应用到其它交通工具,如,陆地交通工具、海洋交通工具、太空交通工具等。
在制造和服务方法(说明性方法1100)的任何一个或更多个阶段期间可采用本文中显示和描述的(一个或更多个)设备和(一个或更多个)方法。例如,对应于组件和部件制造(块1108)的组件或部件可以飞行器1102在使用中(块1114)时生产的组件或部件类似的方式制作或制造。而且,在生产阶段(块1108)和(块1110)期间可利用(一个或更多个)设备、(一个或更多个)方法或它们的组合中的一个或更多个示例,例如,通过大大加快飞行器1102的组装或降低飞行器1102的成本。类似地,例如但不限于,飞行器1102在使用中(块1114)和/或维护和保养(块1116)期间可利用设备或方法实现,或它们的组合中的一个或更多个示例。
总结
本文中公开的(一个或更多个)设备和(一个或更多个)方法的不同示例包括各种各样的组件、特征和功能。应该明白本文中公开的(一个或更多个)设备和(一个或更多个)方法的各种示例可包括以任何组合的本文中公开的(一个或更多个)设备和(一个或更多个)方法的任何其它示例的任何组件、特征和功能,并且所有的这样的可能意在本公开的精神和范围内。
获得了前述的描述和相关联的附图中呈现的教导的益处,本公开所属领域的技术人员将会想到本文中阐述的示例的许多修改。
在下面实施例中也提到了本发明,其与权利要求不会混淆。
实施例A1.一种检查组件的表面的方法,所述方法包括:
将第一行扫描仪和第二行扫描仪相对于彼此和相对于组件的表面对齐使得第一行扫描仪的测量领域与第二行扫描仪的测量领域部分重叠;
使用第一行扫描仪在第一周期期间扫描表面的第一部分使得扫描第一部分产生对应于第一部分的第一数据集;
使用第二行扫描仪在相对于第一周期偏移的第二周期期间扫描表面的第二部分使得扫描第二部分产生对应于第二部分的第二数据集;以及
聚合第一数据集和第二数据集到组合数据集中。
实施例A2.还提供了,根据实施例A1所述的方法,其中第一周期与第二周期不重叠。
实施例A3.还提供了,根据实施例A1所述的方法,其中第二周期在第一周期之后立刻开始。
实施例A4.还提供了,根据实施例A1所述的方法,其中第一周期与第二周期部分重叠。
实施例A5.还提供了,根据实施例A1所述的方法,其中第一行扫描仪的测量领域与第二行扫描仪的测量领域共线。
实施例A6.还提供了,根据实施例A1所述的方法,其中表面的第一部分与表面的第二部分共线。
实施例A7.还提供了,根据实施例A1所述的方法,其中表面的第一部分与表面的第二部分平行且偏移。
实施例A8.还提供了,根据实施例A1所述的方法,其中组合数据集包括第一数据集的第一非重叠部分和第二数据集的第二非重叠部分。
实施例A9.还提供了,根据实施例A8所述的方法,其中组合数据集进一步包括第一数据集的第一重叠部分和第二数据集的第二重叠部分的组合。
实施例A10.还提供了,根据实施例A9所述的方法,其中第一数据集的第一重叠部分和第二数据集的第二重叠部分的组合是第一数据集的第一重叠部分和第二数据集的第二重叠部分的平均。
实施例A11.还提供了,根据实施例A1所述的方法,其中聚合第一数据集和第二数据集包括将第一数据集和第二数据集空间对齐。
实施例A12.还提供了,根据实施例A1所述的方法,其中基于将第一行扫描仪和第二行扫描仪相对于彼此和相对于组件的表面对齐执行将第一数据集和第二数据集空间对齐。
实施例A13.还提供了,根据实施例A1所述的方法,其中在使用第二行扫描仪扫描第二部分时,组件改变相对于第一行扫描仪的位置。
实施例A14.还提供了,根据实施例A13所述的方法,其中在使用第一行扫描仪扫描第一部分时,组件改变相对于第一行扫描仪的位置。
实施例A15.还提供了,根据实施例A14所述的方法,其中组件同时改变相对于第一行扫描仪和相对于第二行扫描仪的位置。
实施例A16.还提供了,根据实施例A13所述的方法,其中组件在垂直于第一行扫描仪的测量领域的方向上改变相对于第一行扫描仪的位置。
实施例A17.还提供了,根据实施例A13所述的方法,进一步包括使用第一行扫描仪在第三周期期间扫描表面的第三部分使得扫描第三部分产生对应于第三部分的第三数据集并且第三周期相对于第一周期偏移以及相对于第二周期偏移。
实施例A18.还提供了,根据实施例A1所述的方法,进一步包括使用第三行扫描仪在第一周期期间扫描表面的第三部分使得扫描第三部分产生对应于第三部分的第三数据集并且使得第三行扫描仪的测量领域与第二行扫描仪的测量领域部分重叠,第三数据集与第一数据集和第二数据集被聚合到一起。
实施例A19.还提供了,根据实施例A18所述的方法,其中第三行扫描仪的测量领域与第一行扫描仪的测量领域共线。
实施例A20.还提供了,根据实施例A1所述的方法,进一步包括形成组件,其中获取第一数据集、获取第二数据集,以及
随着形成组件执行聚合第一数据集和第二数据集。
根据本公开的另外的方面,还提供了:
实施例B1.一种聚合从用于检查组件的表面的多个行扫描仪获取的数据集的方法,该方法包括:
对齐多个行扫描仪到阵列中用于表面的线性检查使得多个行扫描仪的每对相邻的行扫描仪的测量领域重叠;
使用多个行扫描仪扫描表面使得每对相邻的行扫描仪中的扫描仪在不同的时间周期操作;
聚合由多个行扫描仪在扫描表面期间产生的数据集到组合数据集中。
实施例B2.还提供了,根据实施例B1所述的方法,进一步包括改变多个行扫描仪相对于表面的位置并且使用多个行扫描仪重复扫描表面。
实施例B3.还提供了,根据实施例B2所述的方法,其中在基于改变多个行扫描仪相对于表面的位置的速度确定的周期之后,重复使用多个行扫描仪扫描表面。
实施例B4.还提供了,根据实施例B1所述的方法,其中阵列是线性阵列。
实施例B5.还提供了,根据实施例B4所述的方法,其中测量领域共线并且沿着线性阵列延展。
根据本公开的另外的方面,还提供了:
实施例C1.一种用于检查组件的表面的检查系统,所述系统包括:
用于在第一周期期间扫描表面的第一部分并且产生对应于第一部分的第一数据集的第一行扫描仪;
用于在相对于第一周期偏移的第二周期期间扫描表面的第二部分并且产生对应于第二部分的第二数据集的第二行扫描仪,第一行扫描仪的测量领域与第二行扫描仪的测量领域部分重叠;以及
用于聚合第一数据集和第二数据集到组合数据集中的系统控制器。
实施例C@.还提供了,根据实施例C1所述的检查系统,进一步包括用于相对于组件移动第一行扫描仪和第二行扫描仪的移动装置。
实施例C3.还提供了,根据实施例C1所述的检查系统,进一步包括用于确定相对于组件的第一行扫描仪和第二行扫描仪中的至少一个的位置的编码器。
实施例C4.还提供了,根据实施例C1所述的检查系统,其中系统控制器包括数据集聚合器、存储器和分析模块,其中数据集聚合器可操作以聚合第一数据集和第二数据集到组合数据集,其中存储器可操作以存储组合数据集,并且其中分析模块可操作以分析组合数据集。
因此,应该理解本公开不限于说明的具体示例并且修改和其它示例意在包括在随附的权利要求的范围内。此外,尽管在元件和/或功能的某些说明性组合的背景下,前述的描述和相关联的附图描述本公开的示例,但是应该理解在未脱离随附的权利要求的范围的情况下,可由替代的实施方式提供元件和/或功能的不同组合。相应地,呈现在随附的权利要求中的附加说明的参考数字只是用于说明性的目的并且不意在将所要求保护的主题的范围限制在本公开中提供的具体的示例。

Claims (15)

1.一种检查组件的表面的方法,所述方法包括:
将第一行扫描仪和第二行扫描仪相对于彼此和相对于所述组件的所述表面对齐,使得所述第一行扫描仪的测量领域与所述第二行扫描仪的测量领域部分重叠;
使用所述第一行扫描仪在第一周期期间扫描所述表面的第一部分,使得扫描所述第一部分产生对应于所述第一部分的第一数据集,所述表面的所述第一部分对应于所述第一行扫描仪的所述测量领域;
使用所述第二行扫描仪在相对于所述第一周期偏移的第二周期期间扫描所述表面的第二部分,使得扫描所述第二部分产生对应于所述第二部分的第二数据集,所述表面的所述第二部分对应于所述第二行扫描仪的所述测量领域;以及
聚合所述第一数据集和所述第二数据集到组合数据集中,
其中所述方法进一步包括:
引起所述组件的所述表面与行扫描仪之间的相对移动;
基于相对移动速度和扫描持续时间选择所述第一周期和所述第二周期之间的偏移。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一周期与所述第二周期不重叠。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述第二周期在所述第一周期之后立刻开始。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一周期与所述第二周期部分重叠。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一行扫描仪的测量领域与所述第二行扫描仪的测量领域共线。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述表面的所述第一部分与所述表面的所述第二部分共线。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述表面的所述第一部分与所述表面的所述第二部分平行且偏移。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述组合数据集包括所述第一数据集的第一非重叠部分和所述第二数据集的第二非重叠部分。
9.根据权利要求1所述的方法,其中聚合所述第一数据集和所述第二数据集包括将所述第一数据集和所述第二数据集空间对齐。
10.根据权利要求1所述的方法,其中在使用所述第二行扫描仪扫描所述第二部分时,所述组件改变相对于所述第一行扫描仪的位置。
11.根据权利要求1所述的方法,进一步包括使用第三行扫描仪在所述第一周期期间扫描所述表面的第三部分,使得扫描所述第三部分产生对应于所述第三部分的第三数据集,并且使得所述第三行扫描仪的测量领域与所述第二行扫描仪的测量领域部分重叠,所述第三数据集与所述第一数据集和所述第二数据集被聚合到一起。
12.一种用于检查组件的表面的检查系统,所述系统包括:
第一行扫描仪,所述第一行扫描仪用于在第一周期期间扫描所述表面的第一部分并且产生对应于所述第一部分的第一数据集;
第二行扫描仪,所述第二行扫描仪用于在相对于所述第一周期偏移的第二周期期间扫描所述表面的第二部分并且产生对应于所述第二部分的第二数据集,所述第一行扫描仪的测量领域与所述第二行扫描仪的测量领域部分重叠;
其中所述第一行扫描仪和所述第二行扫描仪相对于受检组件可移动,并且所述第一周期和所述第二周期之间的偏移是基于相对移动速度和扫描持续时间选择的;以及
系统控制器,所述系统控制器用于聚合所述第一数据集和所述第二数据集到组合数据集中。
13.根据权利要求12所述的检查系统,进一步包括移动装置,所述移动装置用于相对于所述组件移动所述第一行扫描仪和所述第二行扫描仪。
14.根据权利要求12所述的检查系统,进一步包括编码器,所述编码器用于确定所述第一行扫描仪和所述第二行扫描仪中的至少一个相对于所述组件的位置。
15.根据权利要求12所述的检查系统,其中所述系统控制器包括数据集聚合器、存储器和分析模块,其中所述数据集聚合器可操作以聚合所述第一数据集和所述第二数据集到所述组合数据集,其中所述存储器可操作以存储所述组合数据集,并且其中所述分析模块可操作以分析所述组合数据集。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6610588B2 (ja) 2017-03-13 2019-11-27 コニカミノルタ株式会社 画像形成装置、画像読取装置、プログラム、画像形成方法および画像処理装置
US10738754B2 (en) * 2017-09-26 2020-08-11 The Boeing Company Rapid sample ignition test system
US11630083B2 (en) * 2018-12-21 2023-04-18 The Boeing Company Location-based scanner repositioning using non-destructive inspection
US11170495B2 (en) * 2019-10-21 2021-11-09 The Boeing Company Scanning apparatus and method of scanning
CN110618138B (zh) * 2019-10-30 2022-06-07 安徽工业大学 一种利用等厚干涉原理检测显示屏中缺陷的方法
US11867499B2 (en) * 2020-02-19 2024-01-09 Faro Technologies, Inc. System and method for verifying a position of a component on an object
JP7494012B2 (ja) 2020-05-28 2024-06-03 日鉄テックスエンジ株式会社 木質チップ層の表面高さ測定装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5383135A (en) 1992-12-31 1995-01-17 Zellweger Uster, Inc. Acquisition, measurement and control of thin webs on in-process textile materials
JPH11119303A (ja) * 1997-10-20 1999-04-30 Fujitsu Ltd 監視システム及び監視方法
JP2000213932A (ja) * 1999-01-28 2000-08-04 Sharp Corp 光学式検出装置の駆動方法
US6956657B2 (en) * 2001-12-18 2005-10-18 Qed Technologies, Inc. Method for self-calibrated sub-aperture stitching for surface figure measurement
US7162070B2 (en) 2003-06-06 2007-01-09 Acushnet Company Use of patterned, structured light to detect and measure surface defects on a golf ball
JP5116537B2 (ja) * 2008-04-04 2013-01-09 株式会社ブリヂストン タイヤの外観検査装置
JP5418378B2 (ja) * 2010-04-09 2014-02-19 新日鐵住金株式会社 表面欠陥検査装置、表面欠陥検査方法及びプログラム
JP6074284B2 (ja) * 2013-02-06 2017-02-01 株式会社ブリヂストン 帯状ゴム部材の形状測定方法及び形状測定装置
JP6234110B2 (ja) 2013-08-12 2017-11-22 株式会社キーエンス 画像処理センサシステム
US9849895B2 (en) * 2015-01-19 2017-12-26 Tetra Tech, Inc. Sensor synchronization apparatus and method
CN210428541U (zh) * 2019-09-11 2020-04-28 神博(山东)安防科技有限公司 一种激光测距辅助拼接系统
CN110966937B (zh) * 2019-12-18 2021-03-09 哈尔滨工业大学 一种基于激光视觉传感的大型构件三维构形拼接方法

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