CN117169255A - 用于检测被摄体内部构件的缺陷的x射线影像生成方法 - Google Patents

Abstract

用于检测被摄体内部构件的缺陷的X射线影像生成方法。包括：第一步骤，X射线拍摄被摄体的远端部，由影像获取部获取影像；第二步骤，从获取的影像中判别内部构件近端部方向端部；第三步骤，基于所判别的内部构件端部位置确定第二个X射线影像拍摄位置；第四步骤，将移动体移动到所确定的位置拍摄X射线影像并由影像获取部获取该影像；第五步骤，判别获取的影像中近端部方向内部构件端部；第六步骤，基于所判别的内部构件端部位置确定下一X射线拍摄位置；第七步骤，将移动体移动到所确定的位置拍摄X射线影像并由影像获取部获取影像；第八步骤，判别是否到达被摄体的近端部，未到达时返回第五步骤，到达被摄体的近端部时合成之前拍摄的多个影像。

Description

用于检测被摄体内部构件的缺陷的X射线影像生成方法

本申请是申请日为2023年08月10日，国家申请号为202311006920.X，发明名称为“用于检测被摄体内部构件的缺陷的X射线影像生成方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于检测被摄体内部构件的缺陷的X射线影像生成方法，更具体地说，涉及用于检测风力发电用叶片内部的避雷线的缺陷的X射线影像生成方法。

背景技术

作为环保能源之一，风力发电的数量正在增加。为了风力发电，巨大的叶片随风旋转，基于该旋转力产生的旋转动能经过发电机而发电。

在风力发电中旋转的叶片尺寸非常长且大的结构物，因此在持续随风旋转的过程中，结构物可能会出现缺陷。但是，在地面上，实际上不可能利用一般的缺陷检测方法检测位于高位置的风力发电叶片的缺陷。而为了检查缺陷而拆卸风力发电叶片也是经济上非常不合理的方法，因此很难适用。

为了解决这种问题，本申请的申请人曾对通过移动体移动X射线发生装置并使X射线透射到风力发电叶片来检测叶片缺陷的方法进行了专利注册。(韩国专利第10-2399718号；2022年5月19日)

为了防止雷击对风力发电设备造成损坏，风力发电叶片上设置了避雷线。更具体地说，在风力发电叶片的末端设置受雷部，通过叶片内延伸的避雷线，将雷击电流引导到风力发电塔的方式来防止雷击灾害。

叶片的快速旋转可能会导致避雷线的损坏，根据所述在先专利的方法，在拍摄整个叶片的缺陷检测过程中检测避雷线损伤，因此存在耗时较长的缺点。

发明内容

(要解决的技术问题)

本发明的目的在于，提供一种能够快速检测像避雷线一样设置于结构体内部的一定形态的内部构件的破损的方法。

(解决问题的手段)

本发明的方法作为在包括设置于移动体的X射线发生部、内部具有内部构件的被摄体、获取通过被摄体的X射线影像的影像获取部的环境下，检测被摄体内部构件的缺陷的X射线影像生成方法，所述方法包括如下步骤：第一步骤，对被摄体的远端部执行X射线拍摄，通过影像获取部获取该影像；第二步骤，从第一步骤中获取的影像中，判别内部构件的近端部方向的端部；第三步骤，基于第二步骤中判别的内部构件的端部的位置，确定第二个X射线影像拍摄位置；第四步骤，将移动体移动到第三步骤中确定的位置，拍摄X射线影像并通过影像获取部获取该影像；第五步骤，判别获取的影像中近端部方向的内部构件的端部；第六步骤，基于第五步骤中判别的内部构件的端部的位置，确定下一个X射线拍摄位置；第七步骤，将移动体移动到第六步骤中确定的位置，拍摄X射线影像并通过影像获取部获取该影像；第八步骤，第七步骤之后，判别是否到达被摄体的近端部，未到达时，返回第五步骤，到达被摄体的近端部时，合成之前拍摄的多个影像。

第三步骤可以是将X射线影像划分为多个区域，基于设有内部构件的端部的划分区域确定下一个X射线影像拍摄位置的步骤。

确定下一个X射线影像拍摄位置的步骤可以是以包括内部构件的近端部侧端部地确定下一个X射线影像拍摄位置的步骤。

本发明的方法可通过被记录到计算机可读记录介质中的计算机程序执行。

(发明的效果)

本发明提供的方法能够快速检测如避雷线等设置于结构体内部的金属线形态的内部构件的破损或损伤。

附图说明

图1示出实施本发明的环境的一例。

图2是提供避雷线的叶片的模式图。

图3是本发明的X射线影像生成方法的流程图。

图4是用于说明本发明的X射线影像生成方法的概念图。

图5是通过本发明生成的X射线影像的一例。

附图标记

10：被摄体(叶片)

20：第一移动装置

30：第二移动装置

100：X射线发生装置

200：X射线探测器

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明。

本说明书中仅描述本发明的说明所需的最小限度的构件，不提及与本发明的本质无关的构件。而且，不能解释为只包括提及的构件的排他性含义，应解释为也可以包括未提及的其他构件的非排他性含义。

本说明书中使用的第一、第二或与其类似的表达用于区分相同或类似的构件或区分构成本发明的多个步骤的名称，并不表示顺序或复数。

本说明书中，“或”应被定义为包括列举的要素的至少一部分。

本说明书中，“连接”除了两个构件直接连接的情况之外，还包括通过其他部件连接的情况。

本发明的方法可以通过诸如计算机、平板电脑、移动电话、便携式运算装置、固定式运算装置等电子运算装置执行。并且，本发明的一个或一个以上的方法或形态通过至少一个处理器执行。处理器可被设置到电脑、平板电脑、移动设备、便携式运算端装置等。存储计算机程序命令的存储器被安装在这种装置中，处理器通过特别编程的程序命令，执行一个或多个本说明书所记载的程序。并且，本说明书所记载的信息及方法等可以通过包含一个或多个追加构件和程序的计算机、平板电脑、移动设备、便携式运算端装置等而执行。并且，控制逻辑可以体现为包含可通过处理器、控制部/控制单元等执行的程序命令的非易失性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、闪存、智能卡、光学数据存储设备等，但并不限定于此。并且，计算机可读记录介质分散在通过网络连接的计算机上，可以通过分散的方式，比如通过远程服务器或CAN(Controller AreaNetwork：控制器局域网)以分散的方式储存和执行。

本说明书中说明的示例性实施例提供对本说明书中公开的装置的结构、功能、制作及用途和方法的原理的全面理解。附图显示了一个以上的这种实施例。本发明技术领域的普通技术人员能够理解说明书中具体记载且附图示出的装置及方法是非限制性而是示例性的实施例，本发明的权利范围由专利权利要求书定义。与一个示例性实施例相关而示出并说明的特征也可以与其他实施例的特征相结合。这种修改(modification)或变更(variation)也包含在本明的权利范围内。

图1示出用于实施本发明的被摄体拍摄位置确定方法的基本环境。

本说明书中，以检查对象结构物为风力发电用叶片的情况为例而进行说明，但检查对象结构物即被摄体并不限定于风力发电用叶片，也可以适用于判断结构物内具有一定形态的其他部件或连接状态的缺陷/破损/损伤与否。举例来说，可以是斜拉索帽(sparcap)、抗剪腹板(shear web)或键合状态等。

检查对象结构物1包括布置在海平面或地面400的基座2、被基座2支撑的塔3、作为叶片旋转轴的中心的叶毂5、从叶毂5向辐射方向延长的叶片10。

本发明的结构物检查系统包括：X射线发生装置100，被第一移动装置20支撑且移动而能够向结构物1照射X射线；X射线探测器200(影像获取部)，被第二移动装置30支撑且移动，探测由X射线发生装置100发生且透过结构物1更具体地说是叶片10的X射线；综合系统300，接收X射线探测器200探测的信息并判别缺陷与否。

优选地，X射线发生装置100的基本规格并不是一般的工业用X射线装置，而是采用医疗用X射线装置的规格。工业用X射线装置是使用电力低但用于透射较厚的被摄体且长时间检查的装置，因此具有体积相对较大且重的缺点，不适合用本发明所述的移动装置来移动。相反，医疗用X射线装置以拍摄活体组织为目的，会产生较高的管电流，高电压发生装置的体积相比工业用X射线装置较小且有利于轻量化。

第一移动装置20和第二移动装置30可以采用无人机，或者X射线发生装置100和X射线探测器200被支撑而移动的固定式移动装置即轨道系统或摇臂摄像机(Jimmy Jib)。或者，也可以是支撑X射线发生装置100和X射线探测器200且沿着叶片10表面移动的机器人，对其种类不做限制。第一移动装置20和第二移动装置30、X射线发生装置100以及X射线探测器200可以是多个。

综合系统300包括通信部310、控制部320、检查记录保存及影像显示部330、缺陷判别部340。综合系统300的构件出于说明上的便利而做了功能性区分，但实际上可以是单个硬件上的软件，或者另外的云系统，各个构件物理上可以是分离的或者一体的。并且，可以按照功能进一步细分图1示出的综合系统300的构件。例如，可以将控制部320细分为移动装置控制部和X射线发生装置控制部。

通信部310执行与第一移动装置20、第二移动装置30、X射线发生装置100及探测器200之间的数据通信。数据通信优选无线通信，但也可以采用有线通信。

控制部320起到控制第一移动装置20、第二移动装置30、X射线发生装置100及探测器200的运转的功能，执行后述的本发明的多个步骤。除了控制部320之外，还可以提供另外的影像分析部等来执行本发明方法中的影像分析等。

检查记录保存及影像显示部330执行保存通信部310从X射线探测器200接收的信息，显示拍摄的影像的功能。

缺陷判别部340起到基于拍摄的影像判别结构物的缺陷的功能。基于影像的结构物缺陷判别可通过人工智能学习来执行。

图2示出提供避雷线50的叶片10的模式图。本说明书中，出于说明的便利，以风力发电叶片及避雷线作为例子进行说明，但本发明可适用于避雷线或结构物内部可能具有破损/损伤的延长部件的被摄体。

避雷线50从叶片10的远端部延长到近端部。本说明书中的近端部表示风力发电叶片10的例子中连接到叶毂5的端部处，远端部表示近端部的相反侧叶片端部处。

图3示出本发明的X射线影像生成方法的流程图。

首先，步骤31中，第一移动装置20将X射线发生装置100移动到叶片10的远端部而执行X射线拍摄，X射线探测器200获取拍摄影像。步骤31中拍摄的第一拍摄区域40-1是包括设置于远端部的受雷部的区域。第一拍摄区域40-1拍摄第一避雷线50-1。

步骤32中，分析第一拍摄区域40-1中拍摄的影像而判别第一避雷线50-1的近端部侧端部。以图4为基准，第一避雷线50-1从远端部侧即右侧向近端部侧即左侧延长，第一避雷线50-1的近端部侧端部表示左侧端部。

X射线拍摄区域可以被划分为四个部分而判别避雷线的端部的位置。本说明书中，出于说明的便利，描述为划分为四个部分，但只要是在X射线拍摄区域内特别指定位置的方式，可以采用多种方式的划分或坐标设定方式。或者，也可以不划分拍摄区域而判别避雷线端部的位置。

以包括图4示出的第一拍摄区域40-1内的第一避雷线50-1的近端部侧端部的设置区域地确定下一个X射线拍摄位置(步骤33)。根据本发明的一个实施例，以第二拍摄区域40-2的右侧下方包括第一避雷线50-1的近端部侧端部地确定第二拍摄区域40-2，控制第一移动装置20来移动X射线发生装置100的位置，以拍摄第二拍摄区域40-2，对第二拍摄区域40-2执行X射线拍摄(步骤34)。

步骤35中判别是否到达被摄体的近端部。未到达近端部时，返回步骤32，判别设置于第二拍摄区域40-2内的第二避雷线50-2的近端部侧端部。第二避雷线50-2在第二拍摄区域40-2接连第一避雷线50-1而从右侧向左侧即近端部侧延长。以包括第二避雷线50-2的近端部侧端部地确定下一个X射线拍摄位置，第三拍摄区域40-3确定为包括第二避雷线50-2的近端部侧端部。控制第一移动装置20而移动，以X射线发生装置100能够拍摄第三拍摄区域40-3，执行X射线拍摄(步骤34)，转到步骤35，重复前述过程直到到达被摄体的近端部为止。通过该过程，沿着避雷线的延长方向，获取多个避雷线的X射线拍摄影像。

步骤35中，判别为到达被摄体的近端部时，结束X射线拍摄及影像分析(步骤36)，将之前拍摄的多个X射线影像合成并视觉化(步骤37)。图5中示出合成后的避雷线影像的例子。

从图5的右侧，可以确认相应部分的避雷线断线。

本发明的方法的效果在于，通过划分拍摄区域来拍摄并合成避雷线，无需拍摄被摄体的全部，也能非常快速地判断避雷线的损伤/破损与否。

Claims (5)

1.一种用于检测被摄体内部构件的缺陷的X射线影像生成方法，在包括设置于移动体的X射线发生部、内部具有内部构件的被摄体、获取通过被摄体的X射线影像的影像获取部的环境下，检测被摄体内部构件的缺陷的X射线影像生成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

第一步骤，对被摄体的远端部执行X射线拍摄，通过影像获取部获取该影像；

第二步骤，从第一步骤中获取的影像中，判别内部构件的近端部方向的端部；

第三步骤，基于第二步骤中判别的内部构件的端部的位置，确定第二个X射线影像拍摄位置；

第四步骤，将移动体移动到第三步骤中确定的位置，拍摄X射线影像并通过影像获取部获取该影像；

第五步骤，判别获取的影像中近端部方向的内部构件的端部；

第六步骤，基于第五步骤中判别的内部构件的端部的位置，确定下一个X射线拍摄位置；

第七步骤，将移动体移动到第六步骤中确定的位置，拍摄X射线影像并通过影像获取部获取该影像；

第八步骤，第七步骤之后，判别是否到达被摄体的近端部，未到达时，返回第五步骤，到达被摄体的近端部时，合成之前拍摄的多个影像。

2.根据权利要求1所述的用于检测被摄体内部构件的缺陷的X射线影像生成方法，其特征在于，

第三步骤是将X射线影像划分为多个区域，基于设有内部构件的端部的划分区域确定下一个X射线影像拍摄位置的步骤。

3.根据权利要求2所述的用于检测被摄体内部构件的缺陷的X射线影像生成方法，其特征在于，

确定下一个X射线影像拍摄位置的步骤是以包括内部构件的近端部侧端部地确定下一个X射线影像拍摄位置的步骤。

4.一种计算机程序，为了执行权利要求1至3任一所述的方法而被记录到计算机可读记录介质。

5.一种计算机可读记录介质，记录了用于执行权利要求1至3任一所述的方法的计算机程序。