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HINTERGRUND
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Die
Erfindung betrifft allgemein nicht zerstörende Inspektionstechniken
und insbesondere Inspektionstechniken, die die erweiterte Realität (augmented reality:
AR) verwenden.
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Inspektions-
oder Betrachtungstechnik werden gewöhnlich in einer Vielzahl von
Anwendungen verwendet, die von der Flugzeugindustrie über die medizinische
Industrie bis zu Sicherheitsanwendungen reichen. Die Inspektion
von komplexen Teilen und Strukturen verlangt allgemein eine große Fähigkeit
der Inspektion und Erfahrung. Die Betrachtung mit dem Industrieendoskop
ist eine der am häufigsten gebrauchten
Informationsquellen zum Überwachen von
industrieller Infrastruktur, aufgrund eines leichten Zugangs zu
den zu wartenden Teilen bei gleichzeitig verringerter Ausfallzeit.
Zustandsabhängige
Wartungsstrategien für
Gasturbinen und ähnliche
Systeme hängen
sehr stark von den erhaltenen Daten ab, die durch eine derartige
Inspektion erhalten werden. Im Allgemeinen werden Mess-Sonden, die lange
Kabel mit Darstellungs-Einrichtung auf einem Anzeige- oder Display-Schwenkarm
verwenden, für
die Inspektion mit einem Industrieendoskop verwendet. Sobald jedoch
die Mess-Sonde in
das Inspektionsloch für
das Industrieendoskop eingeführt
ist, ist wenig Informationen über
einen Ort und eine Position einer Spitze des Industrieendoskops
für den
Bediener verfügbar.
Die Nachverfolgung des Ortes und der Position verringert den Fehler
in den Messungen und ist sehr wichtig um genau Fehlstellen und Schäden zu lokalisieren.
Darüber
hinaus ist es nahezu unmöglich die
Spitze an denselben Ort zu bringen, während die Spitze ihre Szenarien ändert.
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Demzufolge
hängt viel
bei Inspektion von der Fähigkeit
des Bediener ab und ist subjektiv. Genauere Informationen über die
Spitze des Industrieendoskops und die Position ermöglicht ebenfalls
die Automatisierung und Steuerung eines gesamten Inspektionsprozesses,
beginnend mit der Inspektionsplanung über die Durchführung bis
zur Schadens-Berichterstattung.
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Es
gibt deshalb einen Bedarf für
ein verbessertes Inspektionssystem, das die vorstehend angesprochenen
Probleme löst.
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KURZE BESCHREIBUNG
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Gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung wird eine 3D-Nachverfolgungsvorrichtung geschaffen.
Die 3D-Nachverfolgungsvorrichtung enthält mindestens zwei Schallemissionssensoren,
die um ein Objekt angeordnet sind. Die Schallemissionssensoren sind
eingerichtet, um Orte einer Mess-Sonde, die in das Objekt eingeführt ist,
auf der Basis der Ankunft eines akustischen Signals zu identifizieren,
das von einem Ort auf oder nahe der Mess-Sonde emittiert wird. Die
3D-Nachverfolgungsvorrichtung enthält ebenfalls eine erste Mess-Sonde,
die eingerichtet ist, um eine Höhe
der Mess-Sonde zu detektieren. Die 3D-Nachverfolgungsvorrichtung
enthält
ferner eine zweite Mess-Sonde, die eingerichtet ist, um einen Azimut
oder Richtungswinkel der Mess-Sonde zu detektieren.
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Gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung wird ein „Augmented-Reality-System" (AR-System) zur
Inspektion des Inneren eines Objektes geschaffen. Das „Augmen ted-Reality-System" enthält eine
Nachverfolgungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um einen 3D-Ort
einer Mess-Sonde zu identifizieren, die in das Objekt eingeführt ist.
Die 3D-Nachverfolgungsvorrichtung enthält mindestens einen Schallemissionssensor,
der um ein Objekt herum angeordnet ist. Die Schallemissionssensoren sind
eingerichtet, um den Ort einer Mess-Sonde, die in das Objekt eingeführt ist,
auf der Basis der Ankunftszeit einer Schallsignalfolge oder Schallsignatur zu
identifizieren, die von einem Ort auf oder nahe der Mess-Sonde emittiert
wird. Die 3D-Nachverfolgungsvorrichtung enthält ebenfalls einen ersten Sensor, der
eingerichtet ist, um eine Höhe
der Mess-Sonde zu detektieren. Die 3D-Nachverfolgungsvorrichtung enthält ebenfalls
einen zweiten Sensor, der eingerichtet ist, um einen Richtungswinkel
oder Azimut der Mess-Sonde
zu detektieren. Das „Augmented-Reality-System" enthält ebenfalls
einen Mikroprozessor, der eingerichtet ist, um eine Graphik zu erzeugen, und
die Graphik dem Bild zu überlagern,
das durch die Kamera auf der Basis des 3D-Ortes aufgenommen wurde,
der durch die Nachverfolgungsvorrichtung identifiziert ist. Das „Augmented-Reality-System" enthält ferner
eine Anzeige- oder Darstellungseinheit, die im Sinne der Erfindung
als Display-Einheit bezeichnet wird, die eingerichtet ist, um ein
Bild der erweiterten Realität
darzustellen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird ein Verfahren zum 3D-Nachverfolgen innerhalb
eines Objektes geschaffen. Das Verfahren enthält das Einführen einer Mess-Sonde in das
Objekt. Das Verfahren enthält
ebenfalls die Positionierung mindestens eines Schallemissionssensors
um das Objekt herum. Das Verfahren enthält ferner das Anfügen eines
ersten Sensors und eines zweiten Sensors an die Mess-Sonde.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden eines Bildes der erweiter ten
Realität
(Augmented-Reality-Bild) zur Inspektion innerhalb eines Objektes
geschaffen. Das Verfahren enthält
die Aufnahme eines Bildes mittels einer Kamera. Das Verfahren enthält ebenfalls
die Identifizierung eines Ortes der Mess-Sonde innerhalb des Objektes
mittels mehrerer Schallemissionssensoren. Das Verfahren enthält ferner
die Bestimmung der Höhe
der Mess-Sonde mittels eines ersten Sensors. Das Verfahren enthält ferner
die Bestimmung des Azimuts der Mess-Sonde mittels eines zweiten
Sensors. Das Verfahren enthält
ebenfalls die Erzeugung einer Graphik des Objektes. Das Verfahren
enthält
ferner die Registrierung der Graphik auf dem Bild, das basierend
auf dem Ort, der Höhe
und des Azimuts aufgenommen wurde, um ein Bild der erweiterten Realität zu bilden.
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ZEICHNUNG
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Diese
und anderer Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden besser verstanden, wenn die nachfolgende genauere Beschreibung
in Bezug auf die nachfolgende Zeichnung gelesen wird, in der in
allen Figuren gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen, worin:
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1 eine
Blockdiagramm-Darstellung eines „Augmented-Reality-Systems" ist, das eine Nachverfolgungsvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung enthält;
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2 eine
Blockdiagrammdarstellung von Elementen innerhalb der Nachverfolgungsvorrichtung
von 1 ist;
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3 eine
Diagrammdarstellung eines beispielhaften Industrieendoskops gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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4 eine
schematische Darstellung eines „Augmented-Reality-Bildes" ist, das zur Inspektion
einer Gasturbine unter Verwendung des Industrieendoskops in 3 gebildet
wird;
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5 eine
schematische Darstellung einer beispielhaften Display-Einheit gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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6 ein
Ablaufdiagramm ist, dass die Schritte in einem beispielhaften Verfahren
zum 3D-Nachverfolgen innerhalb eines Objektes darstellt; und
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7 ein
Ablaufdiagramm ist, das Schritte in einem beispielhaften Verfahren
zum Bilden eines „Augmented-Reality-Bildes" zur Inspektion innerhalb eines
Objektes darstellt.
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GENAUERE BESCHREIBUNG
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Wie
nachfolgenden genauer ausgeführt
werden wird, enthalten Ausführungsform
der Erfindung ein System und ein Verfahren zum nicht zerstörenden oder
zerstörungsfreien
Inspizieren eines Objektes. Das System und das Verfahren, die nachfolgend offenbart
werden, erzeugen ein „Augmented-Reality-Bild" oder Bild der erweiterten
Realität
unter Verwendung einer verbesserten Nachverfolgungsvorrichtung zur
Inspektion. Wie dies hierin verwendet wird, bezieht sich ein "Augmented-Reality-Bild" auf ein Bild, das
Daten der Realwelt enthält,
die mit vom Computer erzeugten Daten überlagert werden. Nicht beschränkende Beispiele
des Objektes enthalten Flugzeugmaschinen, Gasturbinen, Dampfturbinen, Dieselmotoren
und lebende Organismen.
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Nachfolgend
Bezug nehmend auf die Zeichnung, ist in 1 ein mehrere
Niveaus oder Schritte umfassendes Blockdiagramm dargestellt, das
ein „Augmented-Reality-System" 10 oder
System der erweiterten Realität 10 darstellt,
um ein Objekt 12 zu inspizieren. Eine Nachverfolgungsvorrichtung 14 wird verwendet,
um einen 3D-Ort und eine 3D-Position einer Mess-Sonde 13 zu
identifizieren, die in das Objekt 12 eingeführt ist.
In einer bestimmten Ausführungsform
enthält
die Mess-Sonde 13 ein Industrieendoskop oder ein Endoskop.
Die Kamera 18 nimmt eine Ansicht des Objektes 12 als
ein reales Bild auf. In einer bestimmten Ausführungsform nimmt die Kamera 18 ein
Monokular-Bild auf. In einer anderen Ausführungsform nimmt die Kamera 18 ein
Stereo-Bild auf. Nicht beschränkende
Beispiele der Kamera 18 enthalten eine Webkamera, eine
Videokamera oder eine CCD-Kamera. In einer anderen Ausführungsform
können
mehr als eine Kamera verwendet werden, beispielsweise könnten zwei
Kameras derart angeordnet werden, dass ein Stereo-Bild aufgenommen
wird. Nicht beschränkende
Beispiele des realen Bildes enthalten ein Videobild oder ein Einzelbild.
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Das
aufgenommene reale Bild wird als Referenz von einem Mikroprozessor 20 verwendet,
der eingerichtet ist, um eine Graphik zu erzeugen, die zu dem realen
Bild gehören.
In einem Beispiel enthält die
Graphik computerunterstützte
(computer-aided) Zeichnungen des Objektes 12. Der Mikroprozessor 20 überlagert
ferner die Graphik auf dem realen Bild auf der Basis des 3D-Ortes,
der durch die Nachverfolgungsvorrichtung 14 identifiziert
ist, um ein „Augmented-Reality-Bild" zu erzeugen. Folglich
ist die Stereoansicht, die von der Kamera 18 erhalten ist, mit
zusätzlichen
Informationen erweitert und an den Benutzer in Echtzeit bereitgestellt.
Die zusätzliche
Information kann beispielsweise enthalten: Text, Ton, Bildabfolgen
oder Videos und Einzelbilder. Beispielsweise wird in einer medizinischen
oder Operationsumgebung einem Arzt eine Ansicht eines Patienten
bereitgestellt, einschließlich
unter anderem der Ansicht des Patienten und eine Überlappung,
die durch den Mikroprozessor 20 erzeugt ist. Die Überlagerung
kann eine Ansicht der inneren anatomischen Strukturen des Patienten
enthalten, wie diese beispielsweise, während eines axialen Computer-Tomographie-Scans
oder durch Magnet-Resonanz-Bildgebung (MR-Bildgebung) erhalten wurde.
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In
einer anderen Ausführungsform
enthält die Überlappung
eine Text-Ansicht der medizinischen und Familien-Geschichte des Patienten. Die Überlagerung
kann in Echtzeit dargestellt werden. Das „Augmented-Reality-Bild" enthält das reale
Bild, das durch die Kamera 18 aufgenommen ist, überlagert mit
einer zusätzlichen
virtuellen Ansicht. Die virtuelle Ansicht wird von den Mikroprozessor 20 und
den gespeicherten Informationen, beispielsweise Bildern erhalten.
Das „Augmented-Reality-Bild" ermöglicht ebenfalls
das Detektieren von Fehlstellen oder Rissen in dem Objekt 12.
In einer bestimmten Ausführungsform
enthält
der Mikroprozessor 20 einen tragbaren Computer. Der Mikroprozessor 20 stellt
ein „Augmented-Reality-Bild" auf der Display-Einheit 22 dar,
aber ist nicht darauf beschränkt,
auf einem digitalen Personal-Assistenten (personal digital assistent:
PDA), einem externen Computer oder einen halb durchlässigen Bildschirm
auf einem Schwenkarm.
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Es
sollte bemerkt werden, dass Ausführungsform
der Erfindung nicht auf einen bestimmten Mikroprozessor zur Durchführung der
Bearbeitungsaufgaben der Erfindung beschränkt sind. Der Ausdruck "Mikroprozessor", wie er hierin verwendet
wird, ist beabsichtigt, jede Maschine zu bezeichnen, die in der
Lage ist, die Kalkulationen oder Berechnungen durchzuführen, die
notwendig sind, und die Ausgaben der Erfindung durchzuführen. Mit
dem Ausdruck „Mikroprozessor" ist beabsichtigt,
jede Maschine zu bezeichnen, die in der Lage ist, eine struk turierte
Eingabe zu akzeptieren und die Eingabe gemäß der vorhergehenden Regeln
zu bearbeiten, um eine Ausgabe zu erzeugen.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das Elemente 30 innerhalb der Nachverfolgungsvorrichtung 14 in 1 darstellt.
Die Nachverfolgungsvorrichtung 14 enthält mindestens einen Schallemissionssensor 32, der
um das Objekt 12 (1) herum
angeordnet ist. Der Schallemissionssensor 32 ist eingerichtet,
um den Ort der Mess-Sonde 13 (1), die
in das Objekt 12 zu Inspektion eingeführt ist, zu identifizieren. In
einer bestimmten Ausführungsform
enthält
der Schallemissionssensor einen Durchmesser in einem Bereich zwischen
ungefähr
6 mm und ungefähr
12 mm. Der Ort wird basierend auf Berechnungen einer Ankunftszeit
eines akustischen Signals berechnet, das von dem Objekt 12 emittiert
wird. In einer bestimmten Ausführungsform
wird die akustische Signatur über
einen einzelnen Lautsprecher oder mehrere Lautsprecher emittiert,
der oder die an einer Spitze der Mess-Sonde 13 angeordnet
sind. Ein erster Sensor 34 detektiert eine Höhe der Mess-Sonde. In
einer Ausführungsform
enthält
der erste Sensor einen Gravitationssensor, der in einer elektrischen
mikromechanischen System(micro-electrical mechanical system: MEMS)-Technologie
integriert ist, und eingerichtet ist, um die Höhe auf der Basis der Beschleunigung
aufgrund der Gravitation oder Schwerkraft zu detektieren. In einer
anderen Ausführungsform
enthält
der erste Sensor 34 ein Gyroskop, das in einer elektrischen
mikromechanischen System(micro-electrical mechanical system: MEMS)-Technologie implementiert
ist, und eingerichtet ist, um die Höhe auf der Basis der Erhaltung
des Drehimpulses der Bewegung zu erfassen. In einer anderen Ausführungsform
wird die Ausgabe des ersten Sensors 34 über die Zeit integriert, um
eine Position der Spitze der Mess-Sonde 13 zu bestimmen.
In einem nicht beschränkenden
Beispiel wird die Beschleunigung zweimal über die Zeit integriert, um
die Position zu bestimmen.
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Die
Nachverfolgungsvorrichtung 14 enthält ferner einen zweiten Sensor 36,
der eingerichtet ist, um einen Azimut der Mess-Sonde 13 zu
detektieren. In einer beispielhaften Ausführungsform enthält der zweite
Sensor 36 einen magnetischen Sensor, beispielsweise, aber
nicht darauf beschränkt,
einem magnetischen Kompass, der eingerichtet ist, um den Azimut
in Gegenwart eines magnetischen Feldes zu detektieren. In einem
Beispiel wird ein Solenoid verwendet, um ein magnetisches Feld an
den magnetischen Sensor anzulegen. In einer anderen Ausführungsform
ist der Sensor 36 ein Gyroskop, das die Winkelbeschleunigung
um drei orthogonale Achsen detektiert. In einer anderen Ausführungsform
wird die Ausgabe des zweiten Sensors 36 über die
Zeit integriert, um eine Position der Spitze der Mess-Sonde 13 zu
bestimmen. In einem weiteren nicht beschränkenden Beispiel wird die Beschleunigung
zweimal über
die Zeit integriert, um die Position zu bestimmen.
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3 ist
eine schematische Darstellung einer beispielhaften Mess-Sonde 13 (1),
wie beispielsweise ein Industrieendoskop 50, dass zu Inspektion
eines Objektes, wie beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, einer
Gasturbine verwendet wird. Das Industrieendoskop 50 enthält einen
ersten Sensor 52 und einen zweiten Sensor 54,
die in der Nähe
einer Spitze 56 des Industrieendoskops 50 angeordnet
sind. Mehrere "kleine" Lautsprecher 58 sind ebenfalls
nahe der Spitze 56 angeordnet. Es ist es ist klar geworden,
dass obwohl mehrere Lautsprecher 58 in 3 dargestellt
sind, kann ebenfalls nur ein einziger Lautsprecher verwendet werden.
Die Lautsprecher 58 emittieren Schallsignale an verschiedenen
Orten innerhalb des Objektes, die durch den Schallemissionssensor 32 (2)
aufgenommen werden. In der dargestellten Ausführungsform ist der erste Sensor 52 ein
MEMS-Gravitations-Sensor. Der MEMS-Gravitations-Sensor 52 misst
das Verhältnis Beschleuni gung/Gravitation
entlang einer sensitiven Achse, die die Richtung 60 aufweist.
In einer Ausführungsform
zeigt, sobald das Industrieendoskop 50 vertikal abwärts in Richtung
des Bodens in einer Richtung 62 ausgerichtet ist, die sensitive
Achse 60 vertikal nach unten, was in einen Wert der Beschleunigung/Gravitation
gleich „1" resultiert. In einer
anderen Ausführungsform,
sobald das Industrieendoskops 50 bezogen auf die Vertikale
gekippt ist, ist die sensitive Achse des MEMS-Gravitations-Sensors 52, entlang
der die Beschleunigung/Gravitation gemessen wird, bezogen auf die
Vertikale gekippt, und der MEMS-Gravitations-Sensor 52 misst
einen Wert der Beschleunigung/Gravitation kleiner als "1". Demzufolge detektiert die Ausgabe
des MEMS-Gravitations-Sensors eine Höhe des Industrieendoskops 50. In
einer bestimmten Ausführungsform
enthält
der MEMS-Gravitations-Sensor einen Durchmesser in dem Bereich von
ungefähr
eins bis ungefähr
4 mm. Der zweite Sensor 54 kann ein Winkelbeschleunigungs-Gyroskop
sein, das in die integrierte MEMS-Technologie implementiert ist.
Das Gyroskop detektiert eine Änderung
in der Drehung des Industrieendoskops 50 und detektiert
demzufolge einen Azimut des Industrieendoskops 50. In einer
Ausführungsform
enthält
der zweite Sensor 54 einen Durchmesser in dem Bereich von
ungefähr
2 bis ungefähr 8
mm.
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4 ist
eine schematische Darstellung eine „Augmented-Reality"-Bildes 70,
das Daten der realen Welt, wie die in einer Gasturbine 72,
und vom Computer erzeugte Daten enthält, wie die Turbinenschaufeln 74 im
Inneren der Gasturbine 72. Das „Augmented-Reality"-Bild 70 wird
durch Überlagern
von Graphiken, die von den Turbinenschaufeln 74 erhalten sind,
auf ein Bild der Gasturbine erhalten, die ein Gehäuse enthält, das
von der Kamera 18 (Fig. eins) aufgenommen wird. In einer
bestimmten Ausführungsform
enthält
das Bild ein 2D-Bild. Der Mikroprozessor 20 (1)
speichert und registriert eine Information, die von dem Bild der
Gasturbine aufgenommen ist, und erzeugt graphische Darstellungen
auf der Basis des 3D-Ortes,
der von der Nachverfolgungsvorrichtung 14 (1)
erhalten ist. Der Mikroprozessor 20 enthält die notwendige
Software, um eine grafische Darstellung eines „Augmented-Reality"-Bildes auf der Basis des Bildes der
Kamera 18 und der erzeugten grafischen Darstellung zu erzeugen.
Ferner enthält
der Mikroprozessor 20 ein Speichermedium, um vorhergehend
gespeicherte Informationen zu speichern und erneut zu speichern.
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Um
ein Bild zu Überlagern,
muss die Position und Orientierung der Kamera 18 bezogen
auf die Gasturbine 72 und die Orientierung der Gasturbine bestimmt
werden. Als ein Ergebnis ist es wünschenswert die Beziehung zwischen
zwei Koordinatensystemen, einem Kamerakoordinatensystem (nicht gezeigt),
das zu der Kamera 18 gehört, und einem Koordinatensystem 78,
dass zu der Gasturbine 72 gehört, zu kennen. Die Nachverfolgung
bezeichnet den Prozess der Überwachung
der Beziehung zwischen den Koordinatensystemen. Der Mikroprozessor 20 (1)
registriert 3D-Orte, die von der Nachverfolgungsvorrichtung 14 in
Bezug auf den Referenz-Frame erhalten sind, der das Koordinatensystem 78 der Gasturbine 72 aufweist.
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5 ist
eine schematische Darstellung einer beispielhaften Anzeige- oder
Display-Einheit 100. Die Display-Einheit 100 enthält ein in
der Hand zu haltendes Display, das kommerziell von „General Electric
Inspection Technologies" unter
der Bezeichnung: „Everest
XLG3® bekannt
ist. Die Display-Einheit 100 stellt ein Bild von Turbinenschaufeln 72 (4)
in einem Inneren der Gasturbine dar und ist überlagert mit Informationen 104,
die durch den Mikroprozessor 20 erzeugt werden. Einige
Beispiele der Information enthalten eine Seriennummer der Turbinenschaufel,
die Zeit der Bedienung und die Identifikation des Risses. Die Display-Einheit 100 enthält ebenfalls
Navigations-Knöpfe 106,
um die Darstellung auszuwählen
und zu editieren.
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Wie
dies dargestellt ist, werden eine reale Ansicht und eine virtuelle
Ansicht vermischt oder verschnitten. Beispielsweise ist die virtuelle
Ansicht als durchsichtig über
der realen Ansicht der Gasturbine 72 dargestellt. Die Registrierung
zwischen der realen Ansicht und der virtuellen Ansicht richtet die
reale Ansicht und die virtuelle Ansicht zueinander aus. Die Registrierung
der virtuellen Ansicht enthält,
unter anderem die Position, Orientierung, Skalierung, Perspektive
und interne Kameraparameter für
jede Kamera. Bevorzugt werden die internen Kameraparameter, wie
beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, die Vergrößerung,
vor der Kamera-Kalibrierungsprozedur bestimmt. Die registrierte
virtuelle Ansicht ist nach dem realen Bild der Gasturbine 72 in
Echtzeit ausgerichtet. In einer bestimmten Ausführungsform trägt der Bediener
die Display-Einheit 100, die ihm/ihr mit einer erweiterten
Realitäts-Ansicht
der Gasturbine 72 bereitstellt. In einer beispielhaften
Ausführungsform
ist die Display-Einheit 100 von der Art eines durchsichtigen
oder transparenten Videos.
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Das "durchsichtige Video" erzeugt und stellt eine
Welt der erweiterte Realität
einer in der Hand zu halten Display-Einrichtung, wie beispielsweise
der Display-Einheit 100, dar. Die Kamera, die in der Display-Einrichtung
integriert ist, wird verwendet, um ein Life-Videoband der realen
Welt aufzunehmen. Die Kamera 18 (1) ist in
Bezug auf die Display-Einheit 100 derart angeordnet, dass
diese dieselbe Ansicht schafft, wie die, die ein Benutzer bekommen würde, wenn
er durch die Display-Einrichtung schauen würde. Das Life-Videoband kombiniert
mit der vom Computer erzeugten Graphik, wird in Echtzeit auf der
Display-Einheit 100 dargestellt. Eine zusätzliche
Funktionalität
enthält
Kamera-Zoomen mit einer Ausgabe der aktuellen Brennweite der Kamera.
Dies wird eine genaue Darstellung der vom Computer erzeugten Graphik
während
des Zoomens ermöglichen.
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, das Schritte in einem beispielhaften Verfahren 120 zum
3D-Nachverfolgen innerhalb eines Objektes darstellt. Das Verfahren 120 enthält im Schritt 122 das
Einführen
einer Mess-Sonde in das Objekt. Einer oder mehrere Schallemissionssensoren
sind im Schritt 124 um das Objekt herum angeordnet. Ferner
werden ein erster Sensor und ein zweiter Sensor im Schritt 126 an
die Mess-Sonde angeordnet. In einer bestimmten Ausführungsform
sind der erste und der zweite Sensor an die Spitze der Mess-Sonde
angeordnet. In einer anderen Ausführungsform sind ein einzelner
Lautsprecher oder mehrere Lautsprecher an der Spitze der Mess-Sonde
angeordnet.
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7 ist
ein Ablaufdiagramm, das Schritte eines beispielhaften Verfahrens 140 zur
Bildung eines "Augmented-Reality"-Bildes zur Inspektionen
innerhalb eines Objektes darstellt. Das Verfahren 140 enthält in Schritt 142 das
Aufnehmen eines Bildes mittels einer Kamera. Ein Ort einer Mess-Sonde innerhalb des
Objektes wird im Schritt 144 mittels eines oder mehrerer
Schallemissionssensoren identifiziert. In einer bestimmten Ausführungsform
ist der Ort durch die Berechnung einer Zeit gegeben, die das Schallsignal,
das von der Spitze der Mess-Sonde emittiert wird, benötigt, um
zu dem Schallsensor zu gelangen. Eine Höhe der Mess-Sonde wird mittels
eines ersten Sensors in Schritt 146 bestimmt. Ein Azimut
der Mess-Sonde wird
ferner mittels eines zweiten Sensors in Schritt 148 bestimmt.
In einer beispielhaften Ausführungsform
wird der Azimut der Mess-Sonde durch Anwenden eines Magnetfeldes an
den zweiten Sensor bestimmt. Die Graphik des Objektes wird im Schritt 150 erzeugt.
Die Graphik wird auf dem Bild regist riert, das basierend auf dem Ort,
der Höhe
und dem Azimut aufgenommen wird, die bestimmt werden, um ein "Augmented-Reality"-Bild in Schritt 152 zu
bilden.
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Die
verschiedenen Ausführungsform
eines "Augmented-Reality"-Systems und Verfahren,
wie diese vorstehend beschrieben sind, schaffen folglich einen Weg,
um ein bequemes und effizientes Mittel für die Inspektion zu schaffen.
Das System und das Verfahren schaffen ebenfalls eine geführte und
verbesserte In-situ-Inspektion & Reparatur
und Entfernung von fremden Verschleißteilchen. Ferner schaffen
diese ein niedrigeres Risiko für
eine erzwungene Ausfallzeit aufgrund der verbesserten Schadensmeldung.
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Es
sollte so verstanden werden, dass nicht notwendigerweise alle derartigen
Gegenstände
oder Vorteile, die vorstehend beschriebenen sind, gemäß einer
bestimmten Ausführungsform
erreicht werden können.
Folglich wird der Fachmann beispielsweise erkennen, dass die Vorrichtungen
und Techniken, wie die vorstehend beschriebenen, auf eine Art und Weise
ausgefügt
oder durchgeführt
werden können, die
einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen erreichen oder optimieren,
wie dies hierin gelehrt ist, ohne dass andere Objekte oder Vorteile
notwendigerweise erreicht werden, als dies hierin gelehrt oder vorgeschlagen
werden kann.
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Darüber hinaus
wird der Fachmann klar erkennen, dass eine Austauschbarkeit von
verschiedenen Merkmalen der unterschiedlichen Ausführungsformen
gegeben ist. Beispielsweise kann die Verwendung einer Web-Kamera,
bezogen auf eine Ausführungsform,
angepasst werden zur Verwendung mit einem Schwenkarm als eine Display-Einheit,
die bezogen auf eine andere (Ausführungsform) beschrieben wurde.
Auf ähnliche
Art und Weise können die
verschiedenen Merkmale, die hierin beschrieben sind, sowie andere
bekannte Äquivalente
für jedes Merkmal
durch den Fachmann vermischt und angepasst werden, um zusätzliche
Systeme und Techniken gemäß den Prinzipien
dieser Offenbarung zu konstruieren.
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Während die
Erfindung genauer in Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen
beschrieben wurde, sollte es so verstanden werden, dass die Erfindung
nicht auf derartige Ausführungsformen
beschränkt
ist. Im Gegenteil, die Erfindung kann modifiziert werden, um jegliche
Anzahl von Variationsalternativen und Ersetzungen oder äquivalenten
Anordnungen zu inkorporieren, die nicht vorstehend beschrieben wurden,
und die innerhalb des Geistes der Erfindung liegen. Zusätzlich sollte
es so verstanden sein, dass Aspekte der Erfindung nur einige der
beschriebenen Ausführungsformen
enthalten können,
während
verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben wurden. Demzufolge ist die Erfindung nicht
als auf die vorhergehende Beschreibung beschränkt zu sehen, sondern ist lediglich
auf den Umfang der nachfolgenden Ansprüche beschränkt.
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Es
wird eine 3-D-Nachverfolgungsvorrichtung 14 geschaffen.
Die eine 3-D-Nachverfolgungsvorrichtung 14 enthält mindestens
einen Schallsensor 32, der um ein Objekt 12 herum
angeordnet ist. Der Schallemissionssensor 32 ist eingerichtet,
um den Ort einer Mess-Sonde 13, die in ein Objekt 12 eingeführt ist,
auf der Basis der Ankunftszeit des Schallsignals zu identifizieren,
das von einem Ort auf oder nahe der Mess-Sonde 13 emittiert
wird. Die 3D-Nachverfolgungsvorrichtung 14 enthält ebenfalls einen
ersten Sensor 34, der eingerichtet ist, um eine Höhe der Mess-Sonde 13 zu
detektieren. Die 3D-Nachverfolgungsvorrichtung 14 enthält ferner
einen zweiten Sensor 36, der eingerichtet ist, um einen Azimut
der Mess-Sonde 13 zu detektieren.