DE102014112237A1 - Inspektionsmodule für ein modulares Inspektionssystem - Google Patents

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Joshua Lynn Scott
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Abstract

Es wird ein Inspektionsmodul zur Inspektion eines Zielobjektes beschrieben. Das Inspektionsmodul beinhaltet ein Inspektionsmodul, das ein Gehäuse, einen zur Lieferung von Sensordaten bezüglich des Zielobjektes eingerichteten Sensor, einen zum Empfangen der Sensordaten aus dem Sensor und zum Erzeugen entsprechender gepackter Daten eingerichteten Inspektionsmodulprozessor und eine zum Ausgeben der gepackten Daten aus dem Inspektionsmodulprozessor eingerichtete Inspektionsmodulschnittstelle aufweist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Inspektionssysteme, einschließlich modularer Inspektionssysteme für zerstörungsfreies Prüfen.
  • Inspektionssysteme für zerstörungsfreies Prüfen können zum Inspizieren von Zielobjekten verwendet werden, um Anomalien in den Objekten zu erkennen und zu analysieren. Zerstörungsfreies Prüfen ermöglicht einem Inspektionstechniker, die Sonde des Inspektionssystems an der oder in der Nähe der Oberfläche des Zielobjektes zu manövrieren, um eine Prüfung der Objektoberfläche und/oder der darunterliegenden Struktur durchzuführen. Zerstörungsfreies Prüfen kann insbesondere in einigen Industrien, wie z.B. Raumfahrt, Stromerzeugung, Ölund Gastransport oder -aufbereitung nützlich sein, wo die Inspektion von Zielobjekten bevorzugt ohne die Entfernung des Objektes aus umgebenden Strukturen stattfindet, und wo sich versteckte Anomalien befinden können, die anderweitig nicht erkennbar sind.
  • Es stehen einige unterschiedliche zerstörungsfreie Prüfinspektionssysteme zur Verfügung, welche unterschiedliche Modalitäten anwenden. Beispielsweise können visuelle Inspektionssysteme zum Inspizieren eines Zielobjektes verwendet werden, indem eine Videoboroskopsonde beispielsweise mit einem Bildsensor und einer Bildgebungsoptik in der Nähe zu dem Zielobjekt platziert wird, um Bilder einer Anomalie zu erhalten und darzustellen. Diese Videobilder werden dann zum Analysieren der Anomalie einschließlich der Erstellung hoch genauer Dimensionsmessungen verwendet. Verschiedene Videoboroskopsonden mit unterschiedlichen Eigenschaften (z.B. Durchmessern, Länge, optischen Eigenschaften, Gelenkigkeit, usw.) werden abhängig von der Anwendung und dem Zielobjekt verwendet.
  • Wirbelstrominspektionssysteme können ebenfalls zum Inspizieren eines Zielobjektes verwendet werden, indem eine Wirbelstromsonde beispielsweise mit einer ein sich veränderndes magnetisches Feld erzeugenden Wirbelstromerregerspule in der Nähe der Oberfläche des Zielobjektes platziert wird. Das sich verändernde magnetische Feld induziert einen Wirbelstrom in der Zieloberfläche, der durch einen Wirbelstromsensor (z.B. eine Empfängerspule) in der Wirbelstromsonde erfasst werden kann. Das Vorliegen von Anomalien in dem Zielobjekt bewirkt eine Veränderung in dem Wirbelstrom, dessen Phase und Amplitude überwacht werden können, um das Vorliegen der Anomalie zu erkennen. Unterschiedliche Wirbelstromsonden mit unterschiedlichen Eigenschaften (z.B. Durchmessern, Länge, Frequenzen usw.) werden abhängig von der Anwendung und dem Zielobjekt (z.B. einer Rohrleitung, einer Oberfläche, eines Untergrundes, Befestigungslöchern, Flugzeugrädern, Schweißnähten usw.) verwendet.
  • Ultraschallinspektionssysteme können ebenfalls zum Inspizieren eines Zielobjektes verwendet werden, indem beispielsweise eine Ultraschallsonde mit einem ein Ultraschallsignal aussendenden Schallwandler in unmittelbarer Nähe zu der Oberfläche eines Zielobjektes platziert wird. Das Ultraschallsignal wird von den Anomalien des Zielobjektes reflektiert und von dem Schallwandler der Ultraschallsonde empfangen. Das Vorliegen von Anomalien in dem Zielobjekt wird durch Analysieren des Zeitverhaltens und der Amplitude des empfangenen Ultraschallsignals ermittelt. Unterschiedliche Ultraschallsonden mit Schallwandlern mit unterschiedlichen Eigenschaften (z.B. Frequenz, Tonhöhe, Keilwinkel usw.) werden abhängig von der Anwendung und dem Zielobjekt verwendet.
  • Radiographische Inspektionssysteme können ebenfalls zum Inspizieren eines Zielobjektes unter Verwendung einer Röntgen- oder Millimeterwellenquelle verwendet werden. Zusätzlich können thermographische Inspektionssysteme zum Inspizieren eines Zielobjektes verwendet werden.
  • Viele von diesen Inspektionssystemen sind als in der Hand gehaltene Vorrichtungen (oder Handgeräte) verfügbar. In einigen Inspektionssystemen ist eine spezielle Sonde mit bestimmten Eigenschaften permanent an dem Handgerät angebracht. Demzufolge muss, wenn eine andere Sonde für eine spezielle Inspektion benötigt wird, selbst dann, wenn diese Sonde dieselbe Modalität hat, (z.B. eine Videoskopsonde mit einem anderen Durchmesser oder anderen Länge benötigt wird oder eine Wirbelstromsonde mit einer anderen Frequenz benötigt wird) der Benutzer ein vollständig anderes Inspektionssystem erwerben, statt dass in der Lage zu sein, lediglich die Sonde zu ersetzen. Ebenso muss, wenn die Sonde eines Inspektionssystems eine Aufrüstung oder Ersetzung erfordert, die gesamte Inspektionseinheit einschließlich des Handgerätes ersetzt werden.
  • In anderen Inspektionssystemen ist das Handgerät zur Aufnahme unterschiedlicher Sonden derselben Modalität ausgelegt. Beispielsweise kann ein Handgerät für ein visuelles Inspektionssystem bereitgestellt werden, das mit mehreren unterschiedlichen Videoskopsonden mit unterschiedlichen Eigenschaften arbeiten kann. Da jedoch das Handgerät für das visuelle Inspektionssystem die Komponenten zum Betreiben der Videoskopsonden enthält (z.B. Beweglichkeit, Lichtquelle usw.), kann es nicht mit anderen Inspektionssystemsonden genutzt werden, die unterschiedliche Modalitäten und Inspektionssysteme verwenden. Wenn eine Inspektionssonde (z.B. eine Wirbelstromsonde) benötigt wird, würde ein vollständig anderes Inspektionssystem und Handgerät gebraucht werden, statt dass man in der Lage ist, lediglich die Sonde zu ersetzen. Ebenso kann eine spezielle Sonde typischerweise nur mit einem speziellen Handgerät arbeiten, welches für den Betrieb dieser speziellen Sonde eingerichtet ist, was die Flexibilität der Sonde einschränkt.
  • Die vorstehende Diskussion wird für allgemeine Hintergrundinformation bereitgestellt und soll nicht als ein Hilfsmittel zur Ermittlung des Schutzumfangs des beanspruchten Erfindungsgegenstandes dienen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Es wird ein Inspektionsmodul zur Inspektion eines Zielobjektes beschrieben. Das Inspektionsmodul beinhaltet ein Inspektionsmodul, das ein Gehäuse, einen zur Lieferung von Sensordaten bezüglich des Zielobjektes eingerichteten Sensor, einen zum Empfangen der Sensordaten aus dem Sensor und zum Erzeugen entsprechender gepackter Daten eingerichteten Inspektionsmodulprozessor und eine zum Ausgeben der gepackten Daten aus dem Inspektionsmodulprozessor eingerichtete Inspektionsmodulschnittstelle aufweist.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung ist ein Inspektionsmodul zur visuellen Inspektion eines Zielobjektes. Das Inspektionsmodul weist ein Gehäuse, eine zum Beleuchten des Zielobjektes eingerichtete Lichtquelle, einen zum Erzeugen von Bilddaten bezüglich des Zielobjektes eingerichteten Bildsensor, einen zum Bewegen des Bildsensors eingerichteten Gelenkantrieb, einen zum Empfangen der Bilddaten aus dem Bildsensor und zum Erzeugen entsprechender gepackter Daten eingerichteten Inspektionsmodulprozessor und eine zum Ausgeben der gepackten Daten aus dem Inspektionsmodulprozessor eingerichtete Inspektionsmodulschnittstelle auf.
  • Die gepackten Daten des Inspektionsmoduls können von dem Inspektionsmodulprozessor formatierte Bildsensordaten sein.
  • Jedes vorstehend erwähnte Inspektionsmodul kann von der Art sein, die keine Benutzereingabeschnittstelle enthält.
  • Jedes vorstehend erwähnte Inspektionsmodul kann von der Art sein, die keine Benutzerausgabeschnittstelle enthält.
  • Das Inspektionsmodul jeder vorstehend erwähnten Art kann ferner einen Datenverbinder enthalten, der zum Übertragen von Daten an einen Standardcomputer eingerichtet ist.
  • Das Inspektionsmodul jeder vorstehend erwähnten Art kann ferner einen Steuerungsverbinder aufweisen, der zum Empfangen eines Steuersignals von einem Standardcomputer eingerichtet ist.
  • Das Inspektionsmodul jeder vorstehend erwähnten Art kann ferner ein längliches Halteelement aufweisen, das den Bildsensor mit dem Gehäuse verbindet.
  • Der Inspektionsmodulprozessor jedes vorstehend erwähnten Inspektionsmoduls kann zum Empfangen eines Steuersignals und zum automatischen Steuern des Gelenkantriebs in Reaktion auf das empfangene Steuersignal eingerichtet sein.
  • Der Inspektionsmodulprozessor jedes vorstehend erwähnten Inspektionsmoduls kann zum Empfangen eines Steuersignals und zum automatischen Steuern der Lichtquelle in Reaktion auf das empfangene Steuersignal eingerichtet sein.
  • Das Inspektionsmodul jedes vorstehend erwähnten Inspektionsmoduls kann für eine mechanische und elektrische Verbindung mit einem Handgerät mit einer Benutzerschnittstelle in eingerichtet sein.
  • Das Inspektionsmodul jedes vorstehend erwähnten Art kann ferner zum Empfangen von Steuersignalen aus einem Handgerätprozessor des Handgerätes zum Steuern des Inspektionsmoduls eingerichtet sein.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Inspektionssystem zur visuellen Inspektion eines Zielobjektes. Das Inspektionssystem weist ein Inspektionsmodul mit einem Gehäuse, einer zum Beleuchten des Zielobjektes eingerichteten Lichtquelle, einem zum Erzeugen von Bilddaten bezüglich des Zielobjektes eingerichteten Bildsensor, einem zum Bewegen des Bildsensors eingerichteten Gelenkantrieb, einem zum Empfangen der Bilddaten aus dem Bildsensor und zum Erzeugen entsprechender gepackter Daten eingerichteten Inspektionsmodulprozessor und einer zum Ausgeben der gepackten Daten aus dem Inspektionsmodulprozessor eingerichteten Inspektionsmodulschnittstelle, und einem für eine selektive mechanische Verbindung mit dem Inspektionsmodul eingerichtetes Handgerät auf, wobei das Handgerät einen Handgerätprozessor, eine zum Empfangen der gepackten Daten aus der Inspektionsmodulschnittstelle und zur Lieferung der gepackten Daten an den Handgerätprozessor eingerichtete Handgerätschnittstelle, und eine auf den Handgerätprozessor reagierende Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben von Bildern des Zielobjektes an einen Benutzer auf der Basis der gepackten Daten aufweist.
  • Das Handgerät jedes vorstehend erwähnten Inspektionssystems kann ferner eine zum Übertragen von Steuersignalen an den Handgerätprozessor zum Steuern des Inspektionsmoduls eingerichtete Benutzereingabeschnittstelle aufweisen.
  • Die Handgerätschnittstelle jedes vorstehend erwähnten Inspektionssystems kann ferner einen Handgerätverbinder aufweisen, und die Inspektionsmodulschnittstelle kann ferner einen zur mechanischen Verbindung mit dem Handgerätverbinder eingerichteten Inspektionsmodulverbinder aufweisen, wobei der Handgerätprozessor mit dem Inspektionsmodulprozessor über den Handgerätverbinder und den Inspektionsmodulverbinder kommuniziert.
  • Das Handgerät jedes vorstehend erwähnten Inspektionssystems kann von der Art sein, das es keinen zum Bewegen des Sensors eingerichteten Gelenkantrieb enthält.
  • Das Handgerät jedes vorstehend erwähnten Inspektionssystems kann von der Art sein, das es keine zum Beleuchten des Zielobjektes eingerichtete Lichtquelle enthält.
  • Die Handgerätschnittstelle jedes vorstehend erwähnten Inspektionssystems kann ferner einen Handgerätverbinder aufweisen, und die Inspektionsmodulschnittstelle kann ferner einen Inspektionsmodulverbinder aufweisen, der zur mechanischen Verbindung mit dem Handgerätverbinder eingerichtet ist, wobei der Handgerätprozessor mit dem Inspektionsmodulprozessor über den Handgerätverbinder und den Inspektionsmodulverbinder kommuniziert.
  • Einer von dem Handgerätverbinder und dem Inspektionsmodulverbinder jedes vorstehend erwähnten Inspektionssystems kann ferner einen Federpin aufweisen und der andere kann eine entsprechende leitende Fläche aufweisen.
  • Das Inspektionsmodul jeder vorstehend erwähnten Art kann ferner eine für eine selektive mechanische Verbindung mit dem Handgerät und zur Lieferung von elektrischem Strom an das Handgerät eingerichtete Batterie aufweisen.
  • Der Sensor jedes vorstehend erwähnten Inspektionssystems kann elektrischen Strom aus dem Handgerät über die Handgerätschnittstelle und die Inspektionsmodulschnittstelle erhalten.
  • Eine noch weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Inspektionsmodul zur Inspektion eines Zielobjektes. Das Inspektionsmodul weist ein Gehäuse, einen zur Lieferung von Sensordaten bezüglich des Zielobjektes eingerichteten Sensor, einen zum Empfangen der Sensordaten aus dem Sensor und zum Erzeugen entsprechender gepackter Daten eingerichteten Inspektionsmodulprozessor und eine zum Ausgeben der gepackten Daten aus dem Inspektionsmodulprozessor eingerichtete Inspektionsmodulschnittstelle auf.
  • Der Sensor des Moduls kann eines oder mehrere von einer Wirbelstromsonde zur Durchführung einer Wirbelstrominspektion, einem Ultraschallwandler zur Durchführung einer Ultraschallinspektion, einer Röntgen- oder Millimeterwellen-Quelle zur Durchführung einer radiographischen Inspektion, oder einem Temperatursensor zur Durchführung einer thermographischen Inspektion aufweisen. Das Inspektionsmodul kann von der Art sein, das keine Benutzereingabeschnittstelle enthält.
  • Zusätzlich oder alternativ kann das Inspektionsmodul von der Art sein, das keine Benutzerausgabeschnittstelle enthält.
  • Ein Vorteil, der in der Praxis einiger beschriebener Ausführungsformen des Inspektionsmoduls realisiert werden kann, besteht darin, dass das Inspektionsmodul alle notwendigen Einrichtungen zum Übertragen von Information über ein Zielobjekt enthält und durch Daten gesteuert und Daten an ein spezielles Handgerät oder an einen herkömmlichen Computer liefern kann, um eine Inspektion unter einem großen Bereich von Umständen zu ermöglichen.
  • Diese Kurzbeschreibung der Erfindung soll nur eine knappe Übersicht über den hierin beschriebenen Erfindungsgegenstand gemäß einer oder mehrerer veranschaulichender Ausführungsformen geben und dient nicht als Führung zur Interpretation der Ansprüche oder zur Definition des Schutzumfangs der Erfindung, welcher nur durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Diese Kurzbeschreibung ist zur Einführung einer veranschaulichenden Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form vorgesehen, die nachstehend ausführlicher in der detaillierten Beschreibung beschrieben werden. Diese Kurzbeschreibung soll weder Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Erfindungsgegenstandes angeben, noch soll sie als ein Hilfsmittel zur Ermittlung des Schutzumfangs des beanspruchten Erfindungsgegenstandes genutzt werden. Der beanspruchte Erfindungsgegenstand ist auf Implementationen beschränkt, die einige oder alle im Hintergrund angegebenen Nachteile lösen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Um die Art der Merkmale der Erfindung zu verstehen, kann man eine detaillierte Beschreibung der Erfindung durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen erhalten, wovon einige in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es ist jedoch anzumerken, dass die Zeichnungen nur bestimmte Merkmale dieser Erfindung veranschaulichen und daher nicht als Einschränkung ihres Schutzumfangs zu betrachten sind, da der Schutzumfang der Erfindung weitere gleichermaßen effektive Ausführungsformen umfasst. Die Zeichnungen der Erfindung sind nicht notwendigerweise maßstäblich, da der Schwerpunkt im Wesentlichen auf der Darstellung der Merkmale bestimmter Ausführungsformen der Erfindung liegt. In den Zeichnungen werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Teile durchgängig durch die verschiedenen Ansichten zu bezeichnen. Somit kann für ein tieferes Verständnis der Erfindung auf die nachstehende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen Bezug genommen, in welchen:
  • 1 eine Blockdarstellung eines exemplarischen modularen Inspektionssystems ist;
  • 2 ein Teilschaltbild des exemplarischen modularen Inspektionssystems von 1 ist;
  • 3 eine perspektivische Ansicht des modularen Inspektionssystems von 1 und 2 ist;
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines exemplarischen Handgerätes für das exemplarische modulare Inspektionssystem von 3 ist;
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines exemplarischen Inspektionsmoduls für das exemplarische modulare Inspektionssystem von 3 ist;
  • 6 ein Teilschaltbild eines exemplarischen modularen Inspektionssystems für ein visuelles Inspektionssystem ist;
  • 7 ein Schaltbild auf höherer Ebene ist, das ein Datenverarbeitungssystem und zugehörige Komponenten darstellt; und
  • 8 ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zum Inspizieren eines Zielobjektes unter Verwendung eines Inspektionsmoduls und eines Handgerätes ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • 1 ist eine Blockdarstellung eines exemplarischen modularen Inspektionssystems 10 zum Inspizieren eines Zielobjektes 20. Die Blockdarstellung ist für eine Vielzahl unterschiedlicher modularer Inspektionssysteme 10 unter Einsatz unterschiedlicher Modalitäten und Inspektionstechniken einschließlich, jedoch ohne Beschränkung, visueller Wirbelstrom-, Ultraschall-, radiographischer und thermographischer Inspektionssysteme für zerstörungsfreies Prüfen repräsentativ. Wie es erläutert wird, ermöglicht das erfindungsgemäße modulare Inspektionssystem 10 die Inspektion von Zielobjekten 20 unter Verwendung mehrerer dieser Modalitäten.
  • In einer Ausführungsform hält der Benutzer 2 das Handgerät 100, um eine Inspektion eines Zielobjektes 20 auszuführen. Das Handgerät 100 ist zum selektiven mechanischen Verbinden mit einem Gehäuse eines Inspektionsmoduls 200 (oder "Sonde") eingerichtet. Eine Batterie 300 ist zum selektiven mechanischen Verbinden mit dem Gehäuse des Handgerätes eingerichtet. Das Handgerät 100 und das Inspektionsmodul 200 sind so ausgelegt, dass sie selektiv aneinander befestigt oder voneinander gelöst werden können, um das Abnehmen eines Inspektionsmoduls 200 von dem Handgerät 100 und das Ersetzen durch ein anderes Inspektionsmodul 200 zu ermöglichen. Beispielsweise kann ein visuelles Inspektionsmodul, wie z.B. ein Videoboroskop mit einem Durchmesser von 3,9 mm und einer Länge von 2,0 m und einem Sichtfeld von 18 Grad durch ein anderes visuelles Inspektionsmodul mit einem Durchmesser von 5,0 mm, einer Länge von 3,0 m und einem Sichtfeld von 50 Grad ersetzt werden. Ferner und wie es noch erläutert wird, kann, da sich die Modalitäts-spezifische Hardware und Verarbeitung zur Durchführung einer Inspektion (z.B. der Gelenkantrieb oder die Lichtquelle für das Videoendoskop) in dem Inspektionsmodul 200 statt in dem Handgerät 100 befinden, das Handgerät 100 mit Inspektionsmodulen 200 für unterschiedliche Modalitäten (z.B. mit Videoendoskopsonden und mit Wirbelstromsonden) verwendet werden.
  • Gemäß nochmaligem Bezug auf 1 enthält das Inspektionsmodul 200 wenigstens einen Sensor 210, welcher elektrisch und mechanisch mit dem Gehäuse des Inspektionsmoduls 200 verbunden ist. Der Sensor 210 (z.B. ein Bildsensor in einem visuellen Inspektionssystem oder eine Empfängerspule in einem Wirbelstrominspektionssystem) ist dafür eingerichtet, Sensordaten bezüglich des Zielobjektes 20 zu liefern, wenn er in unmittelbarer Nähe zu dem Zielobjekt 20 in einem Messbereich des Sensors 210 platziert wird.
  • 2 ist eine Teildarstellung des exemplarischen modularen Inspektionssystems 10 von 1. Das exemplarische modulare Inspektionssystem 10 enthält ein Handgerät 100, ein Inspektionsmodul 200 und eine Batterie 300. 3 ist eine perspektivische Ansicht des exemplarischen modularen Inspektionssystems von 1 und 2 für ein exemplarisches visuelles Inspektionssystem, das die Verbindungen zwischen dem Handgerät 100 (1), dem Inspektionsmodul 200 (5) und der Batterie 300 darstellt.
  • Bezüglich des Handgerätes 100 des in 2 und 4 dargestellten modularen Inspektionssystems 10 kann man sehen, dass das Handgerät 100 keinerlei Modalitäts-spezifische Inspektionskomponenten 220 enthält, welche sich stattdessen in dem Inspektionsmodul 200 befinden. Da das Handgerät 100 diese Inspektionskomponenten 220 nicht enthält, kann das Handgerät 100 selbst in einer Weise ähnlich wie ein typischer Computer betrieben werden. Beispielsweise ist das Handgerät 100 in der Lage, mit Desktop- oder Embedded-Versionen von kommerziell verfügbaren Betriebssystemen zu arbeiten und kann kommerziell verfügbare Software verwenden. Demzufolge hat das Handgerät 100 die Rechenleistung eines modernen Computers, jedoch in einem Formfaktor, der in einer Hand von einem Benutzer 2 gehalten und betrieben werden kann. Dieses ermöglicht ein Handgerät 100 mit einem kleineren Versandprofil, niedrigeren Kosten und höherer Produktivität bezüglich Datensammlung, Erstellen von Berichten und Übertragen beider an andere Stellen.
  • Wenn Sensordaten von dem Inspektionsmodul 200 empfangen werden, können bestimmte Teile der Computerhardware des Handgerätes 100 so programmiert sein, dass es sich anders verhält, wenn ein Inspektionsmodul 200 angeschlossen ist (z.B. als ein spezielles zerstörungsfrei prüfendes Handgerät), als wenn kein Inspektionsmodul 200 angeschlossen ist (z.B. als ein herkömmlicher Computer). Beispielsweise können, wenn eine visuelle Inspektionsvorrichtung an dem Handgerät 100 angeschlossen ist, die zentrale Prozessoreinheit (CPU) und die Graphikverarbeitungseinheit (GPU) des Handgerätes 100 zum Empfang der Videodaten, Durchführen einer Vielzahl von Bildverarbeitungsoperationen daran, wie z.B. Skalierung, Entzerrung, Gammakorrektur und Alpha-Blending mit einer graphischen Überlagerung durchführen und dieses Endergebnis ständig mittels interner oder externer Anzeigeeinrichtungen anzeigen.
  • In einer Ausführungsform und wie in den 2 und 3 dargestellt, enthält das modulare Inspektionssystem 10 eine selektiv abnehmbare Batterie 300 mit einem Batteriestromverbinder 310 zur Verbindung mit dem Handgerätstromverbinder 110 des Handgerätes 100, um Strom zu übertragen, wenn das Handgerät 100 und die Batterie 300 funktionell miteinander verbunden sind. In einer Ausführungsform enthält das Handgerät 100 eine interne Batterie. In einer weiteren Ausführungsform kann das Handgerät 100 auch einen elektrischen Verbinder 118 zur Aufnahme von Strom von einer externen Stromquelle (Wechselstrom oder Gleichstrom) enthalten.
  • Gemäß den 2 und 4 enthält das Handgerät 100 in einer Ausführungsform einen Computermodul-(COM)-Express-Einplatinencomputer (SBC) 150, der einen Handgerätprozessor 152 (z.B. einen Intel x86-Prozessor), einen Speicher 154 (z.B. einen Companion Chip DDR 3 RAM) und unterstützende Stromversorgungen enthält. Das Handgerät 100 kann auch eine kundenspezifische Trägerleiterplatte zum Aufnehmen des SBC, einer Festplatte, von Festkörperlaufwerken (SSDs) enthalten. Der Handgerätecomputer 152 kann sich in dem Handgerätegehäuse 102 beispielsweise hinter einer Benutzerausgabeschnittstelle 130 befinden.
  • In einer Ausführungsform enthält das Handgerät 100 ferner eine Benutzereingabeschnittstelle 140, welche eine oder mehrere Tastaturen, (vollständige, numerische oder spezielle) Tastenfelder, Joysticks, Steuerknöpfe, Touchpads und Touchscreen-Schnittstellen, Schalter und andere Steuerelemente enthalten kann. Die Benutzereingabeschnittstelle 140 kann einen einer Touchscreen-Schnittstelle zugeordneten Sensor enthalten, der visuelle Darstellungen virtueller Tastaturen, Joysticks oder anderer Steuerelemente wie die vorstehend beschriebenen präsentiert. Unter Verwendung eines derartigen Touchscreens kann der Benutzer 2 Eingaben erzeugen, als ob physikalische Steuerelemente vorhanden wären. Die vorstehend diskutierte Benutzereingabeschnittstelle 140 ist dafür eingerichtet, Steuersignale an den Handgerätprozessor 152 zur Steuerung des Inspektionsmoduls 200 zu übertragen.
  • Gemäß Darstellung in 4 enthält das Handgerätegehäuse 102 in einer Ausführungsform einen Griffabschnitt 172, der zum Halten durch einen Benutzer 2 eingerichtet ist.
  • Der Griffabschnitt 172 kann (wie dargestellt) als ein Hammergriff oder ein Pistolengriff ausgebildet sein. Die Benutzereingabeschnittstelle 140, beispielsweise ein Joystick gemäß Darstellung in 4, kann so positioniert sein, dass der Benutzer 2 die Benutzereingabeschnittstelle 140 mit dem Daumen einer Hand manipulieren kann, während er gleichzeitig den Griffabschnitt 172 des Handgerätes 100 (4) mit den Fingern derselben Hand festhält. Die Benutzereingabeschnittstelle 140 kann auch ein oder mehrere Auslöseelemente 174 enthalten.
  • In einer Ausführungsform enthält das Handgerät 100 ferner eine Benutzerausgabeschnittstelle 130, welche beispielsweise eine visuelle Anzeigeeinrichtung (LCD, AMOLED, usw.), einen Lautsprecher, Summer oder eine haptische (vibrierende) Vorrichtung enthalten kann. Die in 4 dargestellte Benutzerausgabeschnittstelle 130, ein Anzeigebildschirm, ist in dem Handgerätegehäuse 102 angeordnet. In der exemplarischen Ausführungsform von 4 reagiert die Benutzerausgabeschnittstelle 130 auf den Handgerätprozessor 152, um die Ausgabeinformation über das Zielobjekt 20 an einen Benutzer 2 auf der Basis der gepackten Daten anzuzeigen.
  • Das Handgerät 100 kann auch Eingabe- und Ausgabeanschlüsse 120 (Universal Serial Bus (USB), Videoausgänge, wie z.B. einen Anzeigeanschluss und Audiobuchsen, wie z.B. eine 3,5 mm Audiosteckbuchse) enthalten. Zusätzlich kann das Handgerät eine drahtlose Netzwerkschnittstelle 122 (z.B. eine WiFi-Card, Bluetooth-Sender/Empfänger) zur drahtlosen Kommunikation enthalten. Zusätzlich zur Audioschaltung (CODEC) kann das Handgerät 100 auch eine Schaltung zum Steuern der Stromversorgungszustände des Handgerätes 100, des Inspektionsmoduls 200, welche durch das Handgerät 100 versorgt werden können, und andere Komponenten in dem Handgerät 100 enthalten.
  • Gemäß Darstellung in 2 enthält das Handgerät 100 in einer Ausführungsform eine Hot-Swap-Erkennungseinheit 160, die dafür eingerichtet ist, die Anbringung des Inspektionsmoduls 200 an dem Handgerät 100 oder die Lösung des Inspektionsmoduls 200 von dem Handgerät 100 zu erkennen. Die Hot-Swap-Erkennungseinheit 160 kann in dem Handgerätprozessor 152 enthalten sein, oder kann eine getrennte Komponente sein. In einer Ausführungsform ist die Hot-Swap-Erkennungseinheit 160 ein normalerweise offener Taster mit einem dem Inspektionsmodul 200 gegenüberliegenden Stößel. Wenn das Inspektionsmodul 200 funktionell mit dem Handgerät 100 verbunden ist, drückt das Inspektionsmodul 200 gegen den Stößel, was den Schalter schließt. Der Handgerätprozessor 152 erkennt den geschlossenen Schalter als eine Anzeige, dass das Inspektionsmodul 200 angeschlossen ist. Der Handgerätprozessor 152 kann den Schalterzustand erkennen, indem beispielsweise eine Seite des Schalters auf Erde gelegt ist, während die andere nach oben gezogen wird und indem er die Spannung der hochgezogenen Seite überwacht, welche nach unten geht, wenn das Inspektionsmodul 200 angeschlossen ist. Wenn das Inspektionsmodul 200 von dem Handgerät 100 getrennt wird, öffnet der Schalter und der Handgerätprozessor 152 erkennt den offenen Schalter als eine Anzeige, dass das Inspektionsmodul 200 abgenommen ist.
  • Gemäß Darstellung in 2 kann das Handgerät 100 auch eine Handgerätschnittstelle 112 zum elektrischen Verbinden und Austauschen von Signalen (z.B. für Daten, zur Steuerung und Energieversorgung) mit der Modulschnittstelle 212 des Inspektionsmoduls 200 (5) enthalten. Es dürfte sich verstehen, dass die Handgerätschnittstelle 112 und die Inspektionsmodulschnittstelle 212 (und andere hierin beschriebenen Vorrichtungen) elektrisch mit oder ohne eine physikalische (z.B. Metall-auf-Metall) Verbindung elektrisch verbunden sein können und Signale (z.B. elektrische, elektromagnetische oder optische Signale) austauschen. Beispielsweise kann ein RFID-System eine kontaktlose Nahfeldkommunikation mittels elektrischer (z.B. elektromagnetischer) Signale bereitstellen, indem zwei Vorrichtungen in unmittelbarer Nähe zueinander platziert werden.
  • Die Handgerätschnittstelle 112 ist für eine mechanische Verbindung mit der Inspektionsmodulschnittstelle 212 eingerichtet, sobald der Handgerätverbinder 133 funktionell in Bezug auf die Handgerätschnittstelle 112 angeordnet wird, um sich mit dem Inspektionsmodulverbinder 213 in der Inspektionsmodulschnittstelle 212 zu vereinen oder mechanisch damit zu verbinden. In einer Ausführungsform ist der Handgerätverbinder 113 der Handgerätschnittstelle 112 wenigstens teilweise auf einer Oberfläche des Handgerätegehäuses 102 angeordnet. Gemäß Darstellung in 5 kann der Inspektionsmodulverbinder 213 der Inspektionsmodulschnittstelle 212 in dem Inspektionsmodulgehäuse 212 montiert sein. Wie erläutert, kann das Handgerät 110 Strom über proprietäre oder eine beliebige von verschiedenen üblichen seriellen Schnittstellen (PCI Express, USB, I2C/SNBUS, UART/COM/RS-232) oder parallelen Schnittstellen eines Standard PC übertragen, um die Übertragung von Steuerbefehlen an das Inspektionsmodul 200 zu ermöglichen und um Daten aus dem Inspektionsmodul 200 zu empfangen.
  • In einer Ausführungsform enthalten die Handgerätschnittstelle 112 und die Inspektionsmodulschnittstelle 212 entsprechende passende Verbinder 113, 213 zum Austausch von Datensignalen, Steuersignalen und Strom. Es dürfte sich verstehen, dass, obwohl sie als Einzelverbinder in 2 dargestellt sind, der Handgerätverbinder 113 und der Inspektionsmodulverbinder 213 jeweils mehrere Verbinder (z.B. getrennte Verbinder für Daten, Steuerung und Stromversorgung) enthalten können. Beispielsweise kann der Handgerätverbinder 113 in der Handgerätschnittstelle 112 einen Datenverbinder (z.B. einen PCI-EXPRESS-Verbinder mit hoher Datenrate) und einen Steuerungsverbinder (USB) enthalten. Der Handgerätprozessor 152 kann Daten aus dem Inspektionsmodul 200 über den Datenverbinder empfangen und ein Steuersignal an das Inspektionsmodul 200 über den Steuerungsverbinder senden. Wenn das Inspektionsmodul 200 an dem Handgerät 100 gemäß Darstellung in 2 und 3 angebracht wird, werden der Datenverbinder und der Steuerungsverbinder der Schnittstelle des Inspektionsmodulverbinders 213 mit entsprechenden Verbindern in dem Handgerätverbinder 113 verbunden. Für "eigenständige" Anwendungen, in welchen das Inspektionsmodul 200 nicht mit einem Handgerät 100 verbunden ist, sondern stattdessen an einem Standardcomputer 400 (z.B. PC, Laptop, Tablet usw.) angeschlossen wird, kann das Inspektionsmodul mit einem oder mehreren zusätzlichen Datenverbindern 214 (z.B. VGA, DVI, HDMI oder DISPLAYPORT-Verbinder und einem Steuerungsverbinder 216 (z.B. "B"- oder "Mini-B"-USB-Verbinder) ausgestattet sein. Zusätzlich kann das Inspektionsmodul 200 mit einem Standardcomputer 400 über den Inspektionsmodulverbinder 213 verbunden sein, welcher in anderen Anwendungen mit dem Handgerät 100 wie vorstehend beschrieben, verbunden sein kann.
  • In weiteren Ausführungsformen sind Datensignale und Steuersignale in nur einem Verbinder zeit- oder stift-multiplexiert. Daten-, Steuerungs- oder gemeinsame Stifte, Verbinder oder Datenverbindungen können in Halb- oder Vollduplex betrieben werden und können parallele oder serielle Daten transportieren. In einem Beispiel sind die Steuersignalverbinder passende USB-Verbinder. So wie hierin verwendet, beinhaltet der Begriff "USB-Verbinder" Verbinder, die die Signalisierungsprotokolle von USB über Leiter mit denselben Funktionen (z.B. Vbus, D+, D- und GND) verwenden, aber mechanische Eigenschaften haben, die nicht mit der entsprechenden Spezifikation übereinstimmen.
  • In einer Ausführungsform enthält der Handgerätverbinder 113 der Handgerätschnittstelle 112 nachgiebige Federpins, die eine gewisse Federweg haben. Der Inspektionsmodulverbinder 213 der Inspektionsmodulschnittstelle 212 enthält Empfängerflächen zur Aufnahme der Federpins aus dem Handgerätverbinder 113, die so eingerichtet sind, dass die erforderliche charakteristische Impedanz der spezifischen Standardschnittstelle erfüllt wird (z.B. 90 Ohm Differenzimpedanz ist auf USB-Datenpaaren erforderlich).
  • In einer Ausführungsform arbeitet die Handgerätschnittstelle 112 nur, wenn das Inspektionsmodul 200 mit dem Handgerät 100 verbunden ist. Die Hot-Swap-Erkennungseinheit 160 des Handgerätes 100 kann auch zum Erkennen des Anschlusses des Inspektionsmodulverbinders 213 an dem Handgerätverbinder 113 oder für das Trennen des Inspektionsmodulverbinders 213 von dem Handgerätverbinder 113 genutzt werden.
  • Die Verbindung zwischen dem Handgerätverbinder 113 der Handgerätschnittstelle 112 und des Inspektionsmodulverbinders 213 der Inspektionsmodulschnittstelle 212 erzeugt eine rein elektrische Schnittstelle (z.B. kein Bedarf zur Übertragung von Motorsteuerung oder Beleuchtung zwischen dem Handgerät 100 und den Inspektionsmodul 200), was Verluste minimiert und eine Abdichtung erleichtert. In der beschriebenen Ausführungsform ist das Handgerät 100 einschließlich der Handgerätschnittstelle 112 IP 67 klassifiziert. In einer Ausführungsform wird die Handgerätschnittstelle 112 mechanisch mit der Inspektionsmodulschnittstelle 212 unter Verwendung von Führungen, Einrastungen und Verriegelungen auf einem oder beiden Gehäusen 102, 202 des Handgerätes 100 und des Inspektionsmoduls 200 verbunden.
  • Bezugnehmend auf das Inspektionsmodul 200 des in den 2 und 5 dargestellten modularen Inspektionssystems 10 kann man sehen, dass das Inspektionsmodul 200 die Modalitätsspezifischen Inspektionskomponenten 220 enthält. Im Gegensatz zu bestehenden Lösungen, bei denen die Modalitäts-spezifischen Inspektionskomponenten 220 sich in einem Handgerät befinden, können Inspektionsmodule 200 mit unterschiedlichen Modalitäten mit demselben Handgerät 100 in dem in 2 dargestellten modularen Inspektionssystem 10 verwendet werden. Das erfindungsgemäße Inspektionsmodul 200 kann leichter aufgerüstet oder ersetzt werden, ohne das Handgerät 100 zu beeinträchtigen oder ersetzen zu müssen.
  • In einer Ausführungsform empfängt das den Sensor 210 enthaltende Inspektionsmodul 200 Strom aus dem Handgerät 100, wenn der Inspektionsmodulverbinder 213 der Inspektionsmodulschnittstelle 212 mit dem Handgerätverbinder 113 der Handgerätschnittstelle 112 verbunden ist. Das Inspektionsmodul 200 kann auch eine interne Batterie enthalten. In einer weiteren Ausführungsform kann das Handgerät 100 einen Stromverbinder 118 zum Aufnehmen von Strom aus einer externen Stromquelle (Wechselstrom oder Gleichstrom) enthalten.
  • Das Inspektionsmodul 200 enthält einen Inspektionsmodulprozessor 252, welcher sich in dem Inspektionsmodulgehäuse 202 befinden kann. Der Inspektionsmodulprozessor 252 wird mit dem Strom betrieben, der über die Modulschnittstelle 212 oder über den Stromverbinder 218 empfangen wird. Der Inspektionsmodulprozessor 252 kann mit dem Handgerät 100 wie vorstehend beschrieben kommunizieren, Daten liefern und Steuersignale empfangen. In einer Ausführungsform sind der Sensor 212 und der Inspektionsmodulprozessor 252 getrennte Vorrichtungen. In weiteren Ausführungsformen können der Sensor 210 und der Inspektionsmodulprozessor 252 integriert sein.
  • In einer Ausführungsform ist der Handgerätprozessor 152 (z.B. ein INTEL CORE Prozessor) schneller oder anderweitig leistungsfähiger als der Inspektionsmodulprozessor 252 (z.B. ein PICMICRO-Prozessor). Diese Ausführungsformen können vorteilhafterweise eine Steuerung auf niedriger Ebene von dem Handgerätprozessor 152 auf den Inspektionsmodulprozessor 252 auslagern, was es dem Handgerätprozessor 152 ermöglicht, Hindernis-Vermeidungspfade oder Messwerte auf der Basis erfasster Sensordaten zu berechnen oder andere von einem Benutzer 2 gewünschte rechenintensive Funktionen rascher oder effektiver durchzuführen.
  • In einer Ausführungsform enthält das Inspektionsmodul 200 einen Speicher 254 beispielsweise zur Speicherung von Konfigurationsinformation. Der Inspektionsmodulprozessor 252 ist dafür eingerichtet, selektiv die gespeicherte Konfigurationsinformation über einen Verbinder, wie z.B. den Handgerätverbinder 213, an das Handgerät 100 zu übertragen. Die Konfigurationsinformation kann beschreiben, welche Messmodalität oder Modalitäten das Inspektionsmodul 200 unterstützt, und wie die von dem Inspektionsmodul 200 übertragenen Daten (z.B. gepackte Daten) formatiert sind. Die Konfigurationsinformation kann in dem Speicher 254 zum Zeitpunkt der Herstellung des Inspektionsmoduls 200 programmiert werden, oder kann vor Ort programmiert oder aktualisiert werden. Der Speicher 254 kann ein flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher sein, wie er hierin unter Bezugnahme auf das Datenspeichersystem 740 (7) beschrieben wird.
  • In einer Ausführungsform sind die von dem Sensor 210 übertragenen Sensordaten erfasste Rohdaten, wie z.B. Videobilder, Wirbelstromdaten, Ultraschallbilder oder andere Daten. Da das Handgerät 100 keine Modalitätsinspektionskomponenten enthält und daher mit Inspektionsmodulen 200 unterschiedlicher Modalitäten verwendet werden kann, müssen die Sensordaten in gepackte Daten formatiert (oder umgewandelt) werden, die von dem Handgerätprozessor 152 des Handgerätes 100 empfangen werden können. Die gepackten Daten werden von dem Inspektionsmodulprozessor 252 über den Inspektionsmodulverbinder 213 der Inspektionsmodulschnittstelle 212 und den Handgerätverbinder 113 der Handgerätschnittstelle 112 übertragen. In einer Ausführungsform ist der Inspektionsmodulprozessor 252 dafür eingerichtet (z.B. dafür programmiert), die Sensordaten aus dem Sensor 212 zu empfangen und entsprechende gepackte Daten zu übertragen. Der Inspektionsmodulverbinder 213 der Inspektionsmodulschnittstelle 212 ist dafür eingerichtet, die gepackten Daten von dem Inspektionsmodulprozessor 252 an den Handgerätprozessor 152 über den Handgerätverbinder 113 der Handgerätschnittstelle 113 zu übertragen.
  • In einer Ausführungsform enthält das Inspektionsmodul 200 ein analoges Eingangsende (AFE), das in dem Inspektionsmodulprozessor 252 enthalten oder damit verbunden sein kann. Das AFE kann die Sensordaten digitalisieren (z.B. mittels eines Analog/Digital-(A/D)-Wandlers. Das AFE kann eine Abtast/Halte-(S/H)-Einheit oder eine korrelierte Doppelabtastungs-(CDS)-Einheit zum Vorkonditionieren der Eingangssignale für den A/D-Wandler enthalten. Das AFE kann auch in dem Sensor 210 enthalten sein.
  • In einer Ausführungsform beginnt der Datenfluss durch das modulare Inspektionssystem 10 mit dem Sensor 210 (z.B. einem Bildsensor, wie z.B. einem CCD), welcher Sensordaten (z.B. analoges CCD-Video oder digitales Video aus einem gepackten CMOS-Sensormodul) erzeugt. Die Sensordaten werden von dem Inspektionsmodulprozessor 252 empfangen, welcher beispielsweise einen A/D-Wandler und/oder ein AFE enthalten kann. Der Inspektionsmodulprozessor 252 erzeugt gepackte Daten. Die gepackten Daten können eine Bit-für Bit- oder Abtastwert-für-Abtastwert-Kopie der Sensordaten sein (d.h., unter Verwendung eines Puffers erzeugt), oder eine Signalverstärkung der Sensordaten (z.B. unter Verwendung eines Verstärkers). Die gepackten Daten können z.B. durch Digitalisieren der Sensordaten, Abtasten der Sensordaten, Abtasten der Daten und Verarbeiten der abgetasteten Daten mit einem vor Ort programmierbaren Gate-Array (FPGA) oder einer anderen programmierbaren Vorrichtung oder einer beliebigen Kombination erzeugt werden.
  • In einer Ausführungsform enthält der Inspektionsmodulprozessor 252 einen Bus-Sender/Empfänger (XCVR) oder ist damit verbunden, der die gepackten Daten unter Verwendung der digitalisierten Sensordaten oder einer umgewandelten Version der digitalen Sensordaten überträgt. Beispielsweise können der Inspektionsmodulprozessor 252 oder Bus-Sender/Empfänger so programmiert oder anderweitig eingerichtet sein, dass sie ein Speicher-Schreibsignal zu übertragen, das wenigstens einige von den gepackten Daten an den Handgerätprozessor 152 über die Modulschnittstelle 212 und die Handgerätschnittstelle 112 transportiert. Die gepackten Daten sind somit Speicherschreibpakete oder Transaktionen. In einem Beispiel ist das Speicher-Schreibsignal ein PCI EXPRESS-, ISA-, EISA- oder PCI-Speicherschreibsignal. In einer Ausführungsform ist der Handgerätprozessor 152 dafür eingerichtet, die empfangenen gepackten Daten in Reaktion auf das Steuersignal anzupassen, um Information über das Zielobjekt 20 in einer von dem Benutzer 2 nutzbaren oder wahrnehmbaren Form bereitzustellen.
  • Wenn der Handgerätprozessor 152 in dem Handgerät 100 die gepackten Daten empfängt, kann er selektiv die Benutzerausgabeschnittstelle 130 aktivieren, um die Information über das Zielobjekt 20 in Reaktion auf die über die Handgerätschnittstelle 112 empfangen gepackten Daten bereitzustellen. Die Information über das Zielobjekt 20 kann eine direkte Darstellung der gepackten Daten oder eine Präsentation einer Umwandlung der gepackten Daten beinhalten. Daher kann das, was der Benutzer 2 sieht oder hört, eine umgewandelte Version der Sensordaten sein.
  • In einer Ausführungsform ist der Handgerätprozessor 152 dafür eingerichtet, automatisch zu empfangen und reagiert auf die Steuersignale aus der Benutzereingabeschnittstelle 140, um entsprechende Steuersignale an den Inspektionsmodulprozessor 252 zu liefern. In Reaktion auf das empfangene Steuersignal sendet der Handgerätprozessor 152 ein entsprechendes Steuersignal an das Inspektionsmodul 200 mittels des Handgerätverbinders 113 der Handgerätschnittstelle 112 und des Inspektionsmodulverbinders 213 der Inspektionsmodulschnittstelle 212. Dieses kann beispielsweise ein Steuersignal sein, das ein mit dem Handgerätverbinder 113 verbundenes Inspektionsmodul 200 anweist, gepackte Daten zu senden (z.B. die Bilderfassung zu starten). Der Handgerätprozessor 152 ist dafür programmiert oder anderweitig eingerichtet, automatisch gepackte Daten über den Handgerätverbinder 113 zu empfangen und Information über das Zielobjekt 20 einigen oder allen von den empfangenen gepackten Daten entsprechend bereitzustellen. Die Benutzerausgabeschnittstelle 130 stellt dann die Information dem Benutzer 2 dar.
  • Dieses ermöglicht dem Benutzer 2, vorteilhafterweise Funktionen des Inspektionsmoduls 200 mit dem Handgerät 100 zu steuern. Der Handgerätprozessor 152 kann die Benutzerausgabeschnittstelle 130 steuern und unabhängig entsprechende Steuersignale in Reaktion auf die Benutzereingabeschnittstelle 140 bereitstellen, oder diese Funktionen können koordiniert werden. Beispielsweise reagiert der Inspektionsmodulprozessor 252 auf das entsprechende Steuersignal, um den Betrieb des Sensors 210 anzupassen. Der Inspektionsmodulprozessor 252 kann den Sensor ein- oder ausschalten oder seine Betriebsparameter verändern. Die Benutzereingabeschnittstelle 140 kann diesen Funktionen entsprechende Steuersignale liefern. Die Funktionen zur Identifikation des Inspektionsmoduls 200 können in dem Speicher 244 gespeichert sein. In einem weiteren Beispiel reagiert der Inspektionsmodulprozessor 252 auf das entsprechende Steuersignal, um die Sensordaten zum Bereitstellen der gepackten Daten anzupassen. Beispielsweise kann der Inspektionsmodulprozessor 252 Helligkeitsanpassungen (z.B. in Software oder Logik) durchführen.
  • Wie vorstehend erwähnt und wie in 2 dargestellt, ist für "eigenständige" Anwendungen, bei denen das Inspektionsmodul an einem Standardcomputer 40 angebracht oder angeschlossen ist, das Inspektionsmodul mit einem oder mehreren Datenverbindern 214 (z.B. VGA-, DVE-, HDMI-, oder DISPLAY-PORT-Verbinder) und einem Steuerungsverbinder 216 (z.B. "B"- oder "Mini-B"-USB-Verbinder) versehen. Wie ebenfalls vorstehend erwähnt, kann das Inspektionsmodul 200 mit einem Standardcomputer 400 über den Inspektionsmodulverbinder 213 verbunden sein. In dieser "eigenständigen" Konfiguration kann das Inspektionsmodul 200 Steuersignale aus dem Standardcomputer 400 empfangen und Daten (z.B. Streaming, komprimierte oder unkomprimierte Daten) an einen Standardcomputer 400 zur Anzeige und Speicherung liefern. Eine Überwachungs- oder Videoerfassungsvorrichtung kann mit dem Datenverbinder 214 verbunden sein. Strom kann über den Stromverbinder 218 zugeführt werden. Auf diese Weise kann ein Benutzer 2 das Inspektionsmodul 200 über einen Standardcomputer 400 steuern und gepackte Daten in einem Format empfangen, für welches Anzeigeeinrichtungen ohne weiteres zur Verfügung stehen (z.B. HDMI). Dieses ermöglicht vorteilhafterweise, Inspektionen unter Verwendung des Inspektionsmoduls 200 sowohl durchzuführen, wenn ein Handgerät 100 zur Verfügung steht als auch wenn kein Handgerät 100 zur Verfügung steht.
  • In einer Ausführungsform ist der Inspektionsmodulprozessor 252 ferner zum Empfang einer Anzeige eingerichtet, ob sich der Inspektionsmodulverbinder 213 in Gebrauch befindet. In einer Ausführungsform empfängt der Inspektionsmodulprozessor 252 die Anzeige, ob sich der Inspektionsmodulverbinder 213 in Gebrauch befindet, indem er detektiert, ob das Handgerät 100 elektrisch mit dem Inspektionsmodulverbinder 213 verbunden ist oder nicht. Diese Detektion kann durch Pin-Hochziehen oder -Herunterziehen wie vorstehend diskutiert durch Messen von Wellenformen an ausgewählten Pins oder auf andere Arten erfolgen.
  • In verschiedenen Ausführungsformen überträgt, wenn das Handgerät 100 mit dem Inspektionsmodul 200 verbunden ist, der Inspektionsmodulprozessor 252 wenigstens einige von ersten gepackten Daten an den Handgerätprozessor 152 in dem Handgerät 100 (2) über den Inspektionsmodulverbinder 213. Der Inspektionsmodulprozessor 252 kann wenigstens einige von den ersten gepackten Daten über ein Speicherschreibsignal wie vorstehend diskutiert übertragen. In einem Beispiel werden, wenn der Inspektionsmodulverbinder 213 in Gebrauch ist (z.B. das Inspektionsmodul 200 mit dem Handgerät 100 (2) verbunden ist), die gepackten Daten über den Inspektionsmodulverbinder 213 z.B. unter Verwendung einer PCI-EXPRESS-Signalisierung übertragen.
  • Wenn das Handgerät 100 nicht mit dem Inspektionsmodul 200 verbunden ist, überträgt der Inspektionsmodulprozessor 252 wenigstens einige von zweiten gepackten Daten über den Datenverbinder 214 an den Standardcomputer 400 (2). Alternativ kann der Standardcomputer 400 dafür eingerichtet sein (nicht dargestellt), mit dem Inspektionsmodulprozessor 252 über den Inspektionsmodulverbinder 213 zu kommunizieren. Der Inspektionsmodulprozessor 252 kann dafür eingerichtet sein, die zweiten gepackten Daten mit einer langsameren Datenrate als die Sensordaten (z.B. dann die digitalisierten oder digitalen Sensorbilddaten) zu bilden. Wenn sich der Inspektionsmodulverbinder 213 nicht in Gebrauch befindet, weil z.B. das Inspektionsmodul 200 nicht mit dem Handgerät 100 verbunden ist, können langsamere gepackte Daten über den Datenverbinder 214, z.B. einen VGA-Verbinder oder USB-Verbinder, übertragen werden. In einer Ausführungsform kann der Inspektionsmodulprozessor 252 die ersten gepackten Daten und die zweiten gepackten Daten bezüglich Datenströmen entweder mit variabler oder konstanter Bitrate formatieren. Der Strom der ersten gepackten Daten kann eine höhere Spitzenbitrate als der Strom der zweiten gepackten Daten haben.
  • In einem weiteren Beispiel ist der Inspektionsmodulprozessor 252 zum Übertragen von Daten mit geringerer als der vollen Bitrate mittels des Steuerungsverbinders 216 zu übertragen, z.B. als ein isochroner USB-Datenstrom, eingerichtet. Auf diese Weise kann ein Standardcomputer 400 mit geeigneter Software das Steuerungsmodul 200 steuern und gepackte Daten unter Verwendung nur einer einzigen Verbindung empfangen. Der Inspektionsmodulprozessor 252 kann so konfiguriert sein, dass er als ein Standard-USB-Gerät, z.B. als ein Gerät, das eine Vendor-spezifische USB-Geräteklasse zum Empfangen von Steuersignalen implementiert und die Standard-Video-USB-Geräteklasse zur Lieferung von Information über das Zielobjekt 20 mittels Video arbeitet. Dieses ermittelt die Durchführung von Inspektionen nur mit Standardcomputerhardware und ohne Handgerät 100.
  • Wie erläutert und wie in 2 dargestellt, ermöglicht das erfindungsgemäße modulare Inspektionssystem 10 die Verwendung desselben Handgerätes 100 mit Inspektionsmodulen 200 unterschiedlicher Modalitäten. 6 ist eine schematische Teildarstellung eines exemplarischen modularen Inspektionssystems 670 für ein visuelles Inspektionssystem. Wie man im Vergleich mit 2 und 4 sehen kann, wird dasselbe Handgerät 100 mit den üblichen exemplarischen Komponenten (z.B. der Handgerätschnittstelle 112, dem Handgerätverbinder 113, der Benutzerausgabeschnittstelle 130, Benutzereingabeschnittstelle 140, Handgerätprozessor 152 und Speicher 154) verwendet.
  • Bezüglich des visuellen Inspektionsmoduls 600 von 6 enthält das (auch in 5 dargestellte) visuelle Inspektionsmodul 600 ein Inspektionsmodulgehäuse 602, eine Inspektionsmodulschnittstelle 612 und einen Inspektionsmodulverbinder 613, welche ähnlich wie die vorstehend in 2 beschriebenen allgemeinen Komponenten arbeiten. Um jedoch die visuellen Inspektionsfähigkeiten in dem Inspektionsmodul 600 bereitzustellen, müssen der Inspektionsmodulprozessor 652 und der Speicher 654 zur Bereitstellung visueller Inspektions-(modalitätsspezifischer)Fähigkeiten in dem visuellen Inspektionsmodul 600 zusammen mit den visuellen Inspektionskomponenten 620 speziell eingerichtet sein. Beispielsweise können die visuellen Inspektionskomponenten 620 ohne Einschränkung den Gelenkantrieb 622 und zugehörige Komponenten (Motoren, Servomotoren, pneumatische Steuerelemente) und die Lichtquelle 624 (LEDs, Laser, Lampen) und zugehörige Komponenten (Lichtsteuerungen) enthalten. Zusätzlich beinhalten die visuellen Inspektionskomponenten 620 ohne Einschränkung eine Lichtquellensteuerung (z.B. Stromversorgungen für eine proximale oder distale Beleuchtungsquelle), Messvorrichtungsstromversorgungen und Steuerungen, CCD- und CMOS-Bildgebungsvideo-Rekonstruktionsund Verarbeitungsschaltungen, digitale Bildkettenkomponenten, wie z.B. FPGAs und DSPs, und mehrere Embedded Controller, um die modalitätsspezifischen Funktionen der Sonde zu verwalten. Wie erläutert, findet man diese visuellen Inspektionskomponenten 620 typischerweise in dem Handgerät von bestehenden Systemen, welche nicht mit Inspektionsmodulen unterschiedlicher Modalitäten verwendet werden können.
  • Gemäß nochmaligem Bezug auf 6 ist der Sensor 610 für das visuelle Inspektionsmodul ein Bildsensor (z.B. CCD), welcher Sensordaten in der Form eines analogen Videos liefern kann. Der Inspektionsmodulprozessor 652 empfängt die Sensordaten und ist dafür eingerichtet, eine visuelle Repräsentation der Sensordaten als die an den Handgerätprozessor 152 mittels des Inspektionsmodulverbinders 213 der Inspektionsmodulschnittstelle 212 und des Handgerätverbinders 113 der Handgerätschnittstelle 112 zu übertragenden gepackten Daten bereitzustellen. Der Handgerätprozessor 152 ist dafür eingerichtet, den gepackten Daten entsprechende Bilddaten als die Information über das auf der visuellen Anzeigevorrichtung in der Benutzerausgabeschnittstelle 130 des Handgerätes 100 darzustellende Zielobjekt 20 zu liefern.
  • Der Inspektionsmodulprozessor 652 empfängt die Sensor-(Bild)-Daten aus dem Bildsensor 610, erzeugt den empfangenen Sensordaten entsprechende gepackte Daten und überträgt selektiv die gepackten Daten an das Handgerät 100. Beispielsweise können die gepackten Daten digitale Bilddaten sein, die den analogen oder digitalen Videodaten entsprechen.
  • Die digitalen Bilddaten können in ein Videokompressionsformat, wie z.B. ITU-T H.262 oder ISO/IEC 14496-Format gepackt sein. Der Inspektionsmodulprozessor 652 kann Ungleichmäßigkeit (FPN, Festmusterstörung) kompensieren und digitale Daten der abgebildeten Pixel liefern. Der Inspektionsmodulprozessor 652 kann auch Befehle empfangen, um nur einen Teil der auszulesenden Sensordaten auszuwählen, um die Ungleichmäßigkeitskompensation zu ermöglichen oder zu deaktivieren oder ein Testbild zu erzeugen. In einer Ausführungsform ist der Inspektionsmodulprozessor 652 dafür eingerichtet, eine Farbkorrektur oder Gamma-Anpassung an den Videodaten aus dem Bildsensor 610 vorzunehmen und Ergebnisse oder umgewandelte Ergebnisse davon als die gepackten Daten zu liefern. Der Inspektionsmodulprozessor 652 kann dieses in Reaktion auf das entsprechende Steuersignal ausführen, wenn er durch einen Zeitgeber in Reaktion auf eine Benutzersteuereingabe oder dauernd ausgelöst wird.
  • In einer Ausführungsform ist der Handgerätprozessor 152 zum Empfang von Steuersignalen aus der Benutzereingabeschnittstelle 140 und zur Lieferung eines Steuersignals an den Inspektionsmodulprozessor 652 des visuellen Inspektionsmoduls 600 eingerichtet. Beispielsweise kann ein Steuersignal aus der Benutzereingabeschnittstelle 140 ein Helligkeitssteuersignal sein, wobei der Inspektionsmodulprozessor 652 jedem Pixeldatenwert einen dem Helligkeitssteuersignal entsprechenden Wert hinzuaddiert oder davon subtrahiert. Ebenso ist zur Steuerung der Lichtquelle 624 in dem visuellen Inspektionsmodul 600 der Handgerätprozessor 152 dafür eingerichtet, ein Steuersignal aus der Benutzereingabeschnittstelle 140 des Handgerätes 100 zu übertragen. In einer weiteren Ausführungsform kann die Benutzereingabeschnittstelle 140 (z.B. ein Joystick) ein Steuersignal an den Handgerätprozessor 152 zum Steuern des Gelenkantriebs 622 in dem Inspektionsmodul 600 liefern. Der Handgerätprozessor 152 kann dann ein Gelenksteuersignal liefern, das den Steuerungsmodus und die Joystickposition an den Inspektionsmodulprozessor 652 überträgt, welcher dann einen entsprechenden Motorbefehl zum Steuern des Gelenkantriebs 622 in dem Inspektionsmodul erzeugt. In einer weiteren Ausführungsform könnte das Steuersignal aus der Benutzereingabeschnittstelle 140 ein Befehl zum Erfassen von Daten aus dem Sensor oder zum Beenden der Datenerfassung aus dem Sensor sein. Wenn der Handgerätprozessor 152 einen Befehl zum Stoppen der Datenerfassung aus dem Sensor empfängt, könnte der Handgerätprozessor 152 ein entsprechendes Steuersignal an den Inspektionsmodulprozessor 652 liefern, um den Strom in dem Inspektionsmodul 600 zu reduzieren (z.B. den Inspektionsmodulprozessor 652 zum Abschalten der Lichtquelle 624 veranlassen).
  • Gemäß Darstellung in 5 und 6 ist der Sensor 610 an dem Inspektionsmodulgehäuse 602 beispielsweise mittels eines Halteelementes 660 angebracht. In einer Ausführungsform ist der Sensor 610 mit dem distalen Ende 662 des länglichen Halteelementes 660 verbunden. Das proximale Ende 661 des Halteelementes 660 ist mit dem Inspektionsmodulgehäuse 602 verbunden. Das Halteelement 660 kann ein Einführungsrohr enthalten und kann ein in der Ausrichtung steuerbares distales Ende 662 haben. Alternativ kann das Halteelement 660 so ausgelegt sein, dass es den Großteil oder im Wesentlichen das gesamte Halteelement 660 bewegt oder ausrichtet, um die Ausrichtung des distalen Endes 662 zu steuern. In diesem Beispiel enthält das Inspektionsmodul 600 wie dargestellt keine Benutzereingabeschnittstelle oder Benutzerausgabeanzeigeeinrichtung. Das Inspektionsmodul 600 kann vorteilhaft mit einem Handgerät 100 verwendet werden, sollte eine visuelle Anzeigeeinrichtung gewünscht sein.
  • Gemäß 6 enthält das Inspektionsmodul 600 einen Gelenkantrieb 622. In bestimmten Ausführungsformen befindet sich der Gelenkantrieb 622 in dem Inspektionsmodulgehäuse 602 und erhält Strom aus einer Stromliefervorrichtung. Ein Kraftübertragungselement 623 ist mit dem Gelenkantrieb 622 verbunden und dafür eingerichtet, Kraft aus dem Gelenkantrieb 622 entlang des Halteelementes zu übertragen, um die Ausrichtung des distalen Endes des Halteelementes 660 zu steuern und somit die Ausrichtung des Bildsensors 610 zu steuern. Das Kraftübertragungselement 623 ist graphisch in 6 dargestellt und kann eines oder mehrere von Schubstangen, Riemen, Ketten, Blasen, hydraulischen oder pneumatischen Leitungen oder anderen kraftübertragenden Komponenten beinhalten. In einem Beispiel enthält der Gelenkantrieb 622 Motoren und das Kraftübertragungselement 623 enthält Kabel, die zum Steuern der Ausrichtung des distalen Endes des Halteelementes 660 eingerichtet sind. In einer Ausführungsform ist eine abnehmbare Spitze an dem distalen Ende des Halteelementes 660 angebracht und der Bildsensor 610 befindet sich in der abnehmbaren Spitze.
  • Der Gelenkantrieb 622 und das Kraftübertragungselement 623 (oder mehr als ein Gelenkantrieb 622 oder Kraftelemente 623) können zur Durchführung von Einstellungen in irgendeiner oder allen von den drei Positionsfreiheitsgraden und den drei Ausrichtungsfreiheitsgraden verwendet werden und bei jedem oder allen anderen mechanischen Freiheitsgraden des Halteelementes 660 oder des Bildsensors 610 (z.B. optischer Zoom des Bildsensors 610, oder mehrere Verbindungsstellen eines verbundenen Halteelementes 660) verwendet werden. Der Inspektionsmodulprozessor 652 ist zum Empfangen eines Steuersignals und zum automatischen Steuern des Gelenkantriebs 622 in Reaktion auf das empfangene Steuersignal eingerichtet.
  • Gemäß 6 enthält das Inspektionsmodul 600 eine in dem Inspektionsmodulgehäuse 602 befindliche Lichtquelle 624. Die Lichtquelle 624 empfängt Strom aus einer Stromzuführungseinrichtung und beleuchtet das Zielobjekt 20. Eine optische Faser kann sich entlang des Halteelementes 660 erstrecken und mit der Lichtquelle 624 verbunden sein, um Licht aus der Lichtquelle 624 zu dem distalen Ende 662 (5) des Halteelementes 660 zum Beleuchten des Zielobjektes 20 zu liefern. In einigen Ausführungsformen empfängt der Inspektionsmodulprozessor 152 des Handgerätes 100 ein Steuersignal aus der Benutzereingabeschnittstelle 140 und steuert automatisch die Lichtquelle 624 in Reaktion auf das empfangene Steuersignal. In einer Ausführungsform ist das empfangene Steuersignal ein Beleuchtungssteuersignal, das eine von dem Benutzer 2 gewünschte Veränderung in der Beleuchtung anzeigt (z.B. heller, dunkler, Veränderung der Wellenlänge, Änderungsmuster). Der Handgerätprozessor 152 ist zum Erzeugen eines Lichtquellenbefehls als das entsprechende Steuersignal in Reaktion auf das empfangene Beleuchtungssteuersignal eingerichtet.
  • Obwohl das exemplarische modulare Inspektionssystem 670 von 6 zur visuellen Inspektion dient, dürfte es sich verstehen, dass das erfindungsgemäße modulare Inspektionssystem für andere Modalitäten einschließlich Wirbelstrom-, Ultraschall-, radiographische und thermographische Inspektionssysteme verwendet werden kann. Beispielsweise kann in einem Wirbelstrom-Inspektionssystem der Sensor 210 (2) eine Wirbelstromsonde mit einer Wirbelstromtreiberspule und einem Wirbelstromsensor (z.B. Empfängerspule) sein. In einem Ultraschall-Inspektionssystem kann der Sensor 210 ein Ultraschallwandler sein. In einem radiographischen Inspektionssystem kann der Sensor 210 einen Röntgen- oder Millimeterwellenquelle oder Detektor enthalten.
  • In einem weiteren Beispiel auf der Basis von 2 kann der Sensor 202 ein Temperatursensor sein. In diesem Beispiel befiehlt der Handgerätprozessor 152 der Benutzerausgabeschnittstelle 130, einen hörbaren oder fühlbaren Alarm auszugeben, wenn die von dem Sensor 210 gemessene Temperatur einen gewählten Schwellenwert überschreitet. Dieses hat verschiedene Vorteile. Beispielsweise ist es manchmal erwünscht, Strahltriebwerke direkt nach dem Abschalten des Triebwerkes zu inspizieren, während ein Flugzeug an einem Flughafenterminalgate geparkt ist. Die Verwendung des Temperatursensors ermöglicht die leichte Ermittlung, ob die Triebwerkstemperatur immer noch höher als die Temperatur ist, die das Inspektionsmodul 200 vertragen kann. Dieses verringert vorteilhafterweise die zum Abwarten der Abkühlung des Triebwerks verbrauchte Zeit. Statt eine bekannte Zeit zu warten, die einen Sicherheitszuschlag enthält, kann die Triebwerkstemperatur periodisch geprüft werden, und die Inspektion (z.B. visuelle Inspektion) kann sofort erfolgen, sobald die Temperatur innerhalb des Betriebsbereiches des Inspektionsmoduls 200 (oder ihrer Komponenten liegt, die der Restwärme in dem Triebwerk ausgesetzt sind).
  • 7 ist eine Darstellung auf höherer Ebene, die Komponenten des Datenverarbeitungssystems zur Analyse von Daten und Durchführung anderer hierin beschriebener Analysen darstellt. Das System enthält ein Datenverarbeitungssystem 710, ein Peripheriegerätesystem 720, ein Benutzerschnittstellensystem 730 und ein Datenspeichersystem 740. Das Peripheriegerätesystem 720, das Benutzerschnittstellensystem 730 und das Datenspeichersystem 740 sind übertragungstechnisch mit dem Datenverarbeitungssystem 710 verbunden. Das Datenverarbeitungssystem 710 kann übertragungstechnisch mit einem Netzwerk 750 (z.B. dem Internet oder einem X.25-Netzwerk) wie nachstehend diskutiert verbunden sein. Eine die vorstehend beschriebenen Operationen ausführende Steuerung kann eines oder mehrere von den Systemen 710, 720, 730 oder 740 enthalten und kann eine Verbindung zu einem oder mehreren Netzwerk(en) 750 herstellen. Beispielsweise kann der Handgerätprozessor 152 oder Inspektionsmodulprozessor 252 (3) jeweils ein System 710 und eines oder mehrere von den Systemen 720, 730 oder 740 enthalten.
  • Das Datenverarbeitungssystem 710 enthält einen oder mehrere Datenprozessoren, die Prozesse einer hierin beschriebenen Ausführungsform implementieren. Ein "Datenprozessor" ist eine Vorrichtung zum automatischen Verarbeiten von Daten und kann eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), einen Desktopcomputer, einen Laptopcomputer, einen Großcomputer, einen Personal Digital Assistent, eine Digitalkamera, ein Mobiltelefon, ein Smartphone oder irgendeine andere Vorrichtung zum Verarbeiten von Daten, Verwalten von Daten oder Handhaben von Daten enthalten, unabhängig davon, ob sie mit elektrischen, magnetischen, optischen, biologischen Komponenten oder anderweitig implementiert sind.
  • Der Ausdruck "übertragungstechnisch verbunden" beinhaltet jede Art von Verbindung, drahtgebunden oder drahtlos zwischen Vorrichtungen, Datenprozessoren oder Programmen, in welcher Daten übertragen werden können. Subsysteme wie z.B. ein Peripheriesystem 720, Benutzerschnittstellensystem 730 und Datenspeichersystem 740 sind getrennt von dem Datenverarbeitungssystem 710 dargestellt, können aber vollständig oder teilweise innerhalb des Datenverarbeitungssystems 710 angeordnet sein.
  • Das Datenspeichersystem 740 enthält oder ist übertragungstechnisch mit einem oder mehreren berührbaren, nicht-vergänglichen, computerlesbaren Speichermedium(en) verbunden, das zur Speicherung von Information eingerichtet ist, einschließlich der Information, die zum Ausführen von Prozessen gemäß einer Ausführungsform benötigt werden. Ein "berührbares nicht-vergängliches computerlesbares Speichermedium", wie hierin verwendet, bezieht sich auf ein beliebiges nichtvergängliches Bauteil oder einen Herstellungsgegenstand, der an der Speicherung von Instruktionen teilhat, welche an das Datenverarbeitungssystem 710 zur Ausführung übertragen werden können. Ein derartiges nicht-vergängliches Medium kann nichtflüchtig oder flüchtig sein. Beispiele von nicht-flüchtigen Medien beinhalten Floppy Disks, flexible Platten oder andere tragbare Computerdisketten, Festplatten, Magnetbänder oder andere magnetische Medien, Compact Disc und Compact Disc Nur-Lese-Speicher (CD-ROM), DVDs, Blue-Ray-Discs, HD-DVD-Discs und andere optische Speichermedien, Flash-Speicher, Nur-Lese-Speicher (ROM) und löschbare programmierbare Nur-Lese-Speicher (EPROM oder EEEPROM). Beispiele flüchtiger Medien umfassen einen dynamischen Speicher, wie z.B. Register und Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM). Speichermedien können Daten elektronisch, magnetisch, optisch, chemisch, mechanisch oder anderweitig speichern und können elektronische, magnetische, optische, elektromagnetische Infrarot- oder Halbleiterkomponenten enthalten.
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Form eines Computerprogrammproduktes annehmen, das in einem oder mehreren berührbaren nicht-vergänglichen computerlesbaren Medien mit einem darauf verkörperten computerlesbaren Programmcode verkörpert ist. Derartige Medien können, wie für derartige Gegenstände üblich, beispielsweise durch Pressen einer CD-ROM hergestellt werden. Das in dem Medium verkörperte Programm beinhaltet Computerprogramminstruktionen, die ein Datenverarbeitungssystem 710 anweisen können, eine spezielle Reihenfolge von betrieblichen Schritten durchzuführen, wenn sie geladen sind, um dadurch hierin spezifizierte Funktionen oder Aktionen zu implementieren.
  • In einem Beispiel enthält das Datenspeichersystem 740 einen Codespeicher 741 (z.B. einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff) und eine Festplatte 742, z.B. eine berührbare computerlesbare Speichervorrichtung, wie z.B. eine Festplatte oder ein Festkörper-Flash-Laufwerk. Computerprogramminstruktionen werden in den Codespeicher 741 von der Platte 742 über eine drahtlose, drahtgebundene, optische Faser- oder andere Verbindung eingelesen. Das Datenverarbeitungssystem 710 führt dann eine oder mehrere Sequenzen der in den Codespeicher 741 geladenen Computerprogramminstruktionen als Folge der Durchführung der hierin beschriebenen Prozessschritte aus. Auf diese Weise führt das Datenverarbeitungssystem 710 einen computerimplementierten Prozess aus, der für einen technischen Effekt einer Messung geometrischer Eigenschaften des Zielobjektes 20 und der Ermittlung des physikalischen Zustandes eines entfernt angeordneten visuellen Inspektionssystems sorgt. Dieser Zustand (genau oder nicht) kann dann an einen Benutzer gemeldet werden. In einer Ausführungsform können Blöcke der Flussdiagrammdarstellungen oder Blockdiagramme hierin und Kombination dieser durch Computerprogramminstruktionen implementiert sein.
  • Computerprogrammcode kann in einer beliebigen Kombination von einer oder mehreren Programmsprachen (z.B. Java, Smalltalk, C++, C) oder einer geeigneten Assemblersprache geschrieben sein. Programmcode zum Ausführen von hierin beschriebenen Verfahren kann vollständig auf nur einem Datenverarbeitungssystem 710 oder auf mehreren kommunikationstechnisch verbundenen Datenverarbeitungssystemen 710 ausgeführt werden. Beispielsweise kann Code vollständig oder teilweise auf einem Benutzercomputer ausgeführt werden oder vollständig oder teilweise auf einem entfernt angeordneten Computer, wie z.B. einem Server. Der entfernt angeordnete Computer kann mit dem Benutzercomputer über das Netzwerk 750 verbunden sein. Der Benutzercomputer oder der entfernt angeordnete Computer können nicht-tragbare Computer, wie z.B. herkömmliche Desktop-Personal Computer (PCs) oder tragbare Computer, wie z.B. Tablets, Funktelefone, Smartphones oder Laptops sein.
  • Das Peripheriesystem 720 kann ein oder mehrere Geräte enthalten, die dafür eingerichtet sind, Aufzeichnungen digitale Inhaltsdaten oder andere Daten an das Datenverarbeitungssystem 710 zu liefern. Beispielsweise kann das Peripheriesystem 720 digitale Festbildkameras, digitale Videokameras, Funktelefone oder andere Datenprozessoren enthalten. Das Datenverarbeitungssystem 710 kann nach dem Empfang von Daten aus einem Gerät in dem Peripheriesystem 720 derartige Daten in dem Datenspeichersystem 740 speichern.
  • Das Benutzerschnittstellensystem 730 kann eine Maus, eine Tastatur, einen anderen (z.B. über ein Netzwerk oder Null-Modem-Kabel verbundenen) Computer, ein Mikrophon und einen Sprachprozessor oder ein anderes Gerät(e) zum Empfangen von Sprachbefehlen, eine Kamera und einen Bildprozessor oder ein anderes Gerät(e) zum Empfangen visueller Befehle, z.B. Gesten oder irgendein anderes Gerät oder Geräte oder Kombination von Geräten aufweisen, von welchen Daten in das Datenverarbeitungssystem 710 eingegeben werden. Diesbezüglich kann, obwohl das Peripheriesystem 720 getrennt von dem Benutzerschnittstellensystem 730 dargestellt ist, das Peripheriesystem 720 als Teil des Benutzerschnittstellensystems 730 enthalten sein.
  • Das Benutzerschnittstellensystem 730 kann eine Anzeigeeinrichtung, einen für den Prozessor zugänglichen Speicher oder jede andere Vorrichtung oder Kombination von Vorrichtungen enthalten, an welche Daten durch das Datenverarbeitungssystem 710 ausgegeben werden. Diesbezüglich kann, wenn das Benutzerschnittstellensystem 730 einen für den Prozessor zugänglichen Speicher enthält, ein derartiger Speicher Teil des Datenspeichersystems 740 selbst dann sein, wenn das Benutzerschnittstellensystem 730 und das Datenspeichersystem 740 getrennt in 7 dargestellt sind.
  • In einer Ausführungsform enthält das Datenverarbeitungssystem 710 eine Kommunikationsschnittstelle 715, die über eine Netzwerkverbindung 716 mit dem Netzwerk 750 verbunden ist. Beispielsweise kann die Kommunikationsschnittstelle 715 eine diensteintegrierenden digitale Netzwerk-(ISDN)-Karte oder ein Modem sein, um eine Datenübertragungsverbindung mit einem entsprechenden Telefonleitungstyp aufzubauen. Als ein weiteres Beispiel kann die Kommunikationsschnittstelle 715 eine Netzwerkkarte sein, um eine Datenübertragungsverbindung zu einem kompatiblen lokalen Netzwerk (LAN) (z.B. einem Ethernet-LAN oder einem Weitbereichsnetzwerk (WAN) aufzubauen. Drahtlose Verbindungen, wie z.B. WiFi oder GSM können ebenfalls verwendet werden. Die Kommunikationsschnittstelle 715 sendet und empfängt elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, die verschiedene Arten von Information repräsentierenden digitalen Datenströmen über die Netzwerkverbindung 716 zum Netzwerk 750 transportieren. Die Netzwerkverbindung 716 kann mit dem Netzwerk 750 über einen Switch, Gateway, Hub, Router oder eine andere Netzwerkvorrichtung verbunden sein.
  • Die Netzwerkverbindung 716 kann eine Datenverbindung durch ein oder mehrere Netzwerke zu anderen Datenvorrichtungen bereitstellen. Beispielsweise kann die Netzwerkverbindung 716 eine Verbindung über ein lokales Netzwerk zu einem Host-Computer oder zu einer von einem Internet Service Provider (ISP) betriebenen Datenanlage bereitstellen.
  • Das Datenverarbeitungssystem 710 kann Meldungen senden und Daten einschließlich Programmcode über das Netzwerk 750, die Netzwerkverbindung 716 und Kommunikationsschnittstelle 715 empfangen. Beispielsweise kann ein Server angeforderten Code für ein Anwendungsprogramm (z.B. ein Java-Update) auf einem berührbaren nicht-flüchtigen computerlesbaren Speichermedium speichern, mit welchem er verbunden ist. Der Server kann den Code aus dem Medium auslesen und ihn durch das Internet, dann ein lokales ISP, dann ein lokales Netzwerk, dann die Kommunikationsschnittstelle 715 übertragen. Der empfangene Code kann durch das Datenverarbeitungssystem 710 ausgeführt werden, sobald er empfangen oder in dem Datenspeichersystem 740 zur späteren Ausführung gespeichert werden.
  • 8 ist ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens 800 zum Inspizieren eines Zielobjektes 20 unter Verwendung eines Inspektionsmoduls 200 und eines Handgerätes 100. Bei dem Schritt 810 gewinnt der Sensor 210 (z.B. ein Bildsensor) in dem unmittelbar an dem Zielobjekt 20 angeordneten Inspektionsmodul 200 Sensordaten (z.B. Bilddaten). Bei dem Schritt 820 empfängt der Inspektionsmodulprozessor 252 in dem Inspektionsmodul 200 die Sensordaten. Bei dem Schritt 830 formatiert der Inspektionsmodulprozessor 252 die Sensordaten, um sie als gepackte Daten bereitzustellen. Bei dem Schritt 840 überträgt der Inspektionsmodulprozessor 252 die gepackten Daten an den Handgerätprozessor 152 in dem Handgerät 100. Bei dem Schritt 850 überträgt der Handgerätprozessor 152 Information über das Zielobjekt 20 auf der Basis der gepackten Daten an die Benutzerausgabeschnittstelle 130.
  • In Anbetracht des Vorstehenden erfassen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung Sensordaten eines physikalischen Zielobjektes. Eine technische Auswirkung ist die Ermöglichung der Ermittlung oder Messung von Eigenschaften von Zielobjekten. Dieses ermöglicht eine vorteilhafte Ermittlung des Zustandes eines Objektes, das nur schwierig oder in gefährlicher Weise zugänglich ist, oder der anderartig nicht ermittelt werden kann.
  • In der Beschreibung hierin werden einige Ausführungsformen in Formen beschrieben, die normalerweise als Softwareprogramme implementiert werden würden. Der Fachmann wird leicht erkennen, dass das Äquivalent derartiger Software auch in Hardware (fest verdrahtet oder programmierbar), Firmware oder als Mikrocode aufgebaut werden kann. Demzufolge können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Form einer vollständigen Hardwareausführungsform, einer vollständigen Softwareausführungsform (einschließlich Firmware, residenter Software oder Mikrocode) annehmen oder eine Ausführungsform, die Software- und Hardwareausführungsformen kombiniert. Software, Hardware und Kombinationen können alle im Wesentlichen hierin als "Dienst", "Schaltkreis", "Schaltung", "Modul" oder "System" bezeichnet werden. Eine Ausführungsform kann als Systeme, Verfahren oder Computerprogrammprodukte bezeichnet werden. Da Datenmanipulationsalgorithmen und Systeme allgemein bekannt sind, richtet sich die vorliegende Beschreibung insbesondere auf Algorithmen und Systeme, die einen Teil von hierin beschriebenen Systemen und Verfahren bilden oder direkter damit zusammenarbeiten. Weitere Ausführungsformen derartiger Algorithmen und Systeme und Hardware oder Software für die Erzeugung oder anderweitigen Verarbeitung von Signalen oder damit beteiligten Daten, die hierin nicht speziell dargestellt oder beschrieben sind, werden aus derartigen Systemen, Algorithmen, Komponenten und im Fachgebiet bekannten Elementen ausgewählt. Angesichts der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren ist Software, die nicht speziell dargestellt oder vorgeschlagen oder hierin beschrieben wird, die für die Implementation jeder Ausführungsform nützlich ist, herkömmlich und innerhalb des Kenntnisstandes des Fachmanns.
  • Die Erfindung schließt Kombinationen der Ausführungsformen oder hierin beschriebene Ausführungsformen ein. Bezugnahmen auf eine "spezielle Ausführungsform" oder "Ausführungsform" und dergleichen beziehen sich auf Merkmale, die in wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden sind. Getrennte Bezugnahmen auf "eine Ausführungsform" oder "spezielle Ausführungsform" oder "Ausführungsformen" und dergleichen beziehen sich nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform oder Ausführungsformen; jedoch schließen sich derartige Ausführungsformen nicht wechselseitig aus, sofern es nicht so angegeben ist oder leicht für den Fachmann erkennbar ist. Die Verwendung von Singular und Pluralform in Bezug auf "Verfahren" und dergleichen ist nicht einschränkend. Das Wort "oder" wird in dieser Offenlegung in einem nicht-ausschließenden Sinne verwendet, sofern es nicht explizit angeben wird.
  • Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschließlich ihrer besten Ausführungsart offenzulegen und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschließlich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.
  • Es wird ein Inspektionsmodul zur Inspektion eines Zielobjektes beschrieben. Das Inspektionsmodul beinhaltet ein Inspektionsmodul, das ein Gehäuse, einen zur Lieferung von Sensordaten bezüglich des Zielobjektes eingerichteten Sensor, einen zum Empfangen der Sensordaten aus dem Sensor und zum Erzeugen entsprechender gepackter Daten eingerichteten Inspektionsmodulprozessor und eine zum Ausgeben der gepackten Daten aus dem Inspektionsmodulprozessor eingerichtete Inspektionsmodulschnittstelle aufweist.
  • Bezugszeichenliste
    • 2
    Benutzer
    10
    modulares Inspektionssystem
    20
    Zielobjekt
    100
    Handgerät
    102
    Gehäuse
    110
    Handgerätstromverbinder
    112
    Handgerätschnittstelle
    113
    Handgerätverbinder
    120
    Eingabe/Ausgabe-Anschlüsse
    122
    drahtlose Netzwerkschnittstelle
    130
    Benutzerausgabeschnittstelle
    140
    Benutzereingabeschnittstelle
    152
    Handgerätprozessor
    154
    Speicher
    160
    Hot-Swap-Erkennungseinheit
    172
    Griffabschnitt
    174
    Auslöser
    200
    Inspektionsmodul
    202
    Gehäuse
    210
    Sensor
    212
    Inspektionsmodulschnittstelle
    213
    Inspektionsmodulverbinder
    214
    Datenverbinder
    216
    Steuerungsverbinder
    218
    Stromverbinder
    220
    Modalitätsinspektionskomponenten
    252
    Inspektionsmodulprozessor
    254
    Speicher
    300
    Batterie
    310
    Batteriestromverbinder
    600
    Inspektionsmodul
    602
    Gehäuse
    610
    Bildsensor
    612
    Inspektionsmodulschnittstelle
    613
    Inspektionsmodulverbinder
    620
    Modalitätsinspektionskomponenten
    622
    Gelenkantrieb
    623
    Kraftübertragungselement
    624
    Lichtquelle
    660
    Halteelement
    661
    proximales Ende
    662
    distales Ende
    710
    Datenverarbeitungssystem
    715
    Übertragungsschnittstelle
    716
    Netzwerkverbindung
    720
    Peripheriesystem
    730
    Benutzerschnittstellensystem
    740
    Datenspeichersystem
    741
    Codespeicher
    742
    Festplatte
    750
    Netzwerk
    800
    Verfahren
    810
    Schritt
    820
    Schritt
    830
    Schritt
    840
    Schritt
    850
    Schritt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • ISO/IEC 14496-Format [0087]

Claims (10)

  1. Inspektionsmodul zur visuellen Inspektion eines Zielobjektes, wobei das Inspektionsmodul aufweist; ein Gehäuse; eine zum Beleuchten des Zielobjektes eingerichtete Lichtquelle; einen zum Erzeugen von Bilddaten bezüglich des Zielobjektes eingerichteten Bildsensor; einen zum Bewegen des Bildsensors eingerichteten Gelenkantrieb; einen zum Empfangen der Bilddaten aus dem Bildsensor und zum Erzeugen entsprechender gepackter Daten eingerichteten Inspektionsmodulprozessor; und eine zum Ausgeben der gepackten Daten aus dem Inspektionsmodulprozessor eingerichtete Inspektionsmodulschnittstelle.
  2. Inspektionsmodul nach Anspruch 1, wobei die gepackten Daten durch den Inspektionsmodulprozessor formatierte Bildsensordaten sind.
  3. Inspektionsmodul nach Anspruch 1, wobei das Inspektionsmodul keine Benutzereingabeschnittstelle enthält; und/ oder wobei das Inspektionsmodul keine Benutzerausgabeschnittstelle enthält.
  4. Inspektionsmodul nach Anspruch 1, wobei das Inspektionsmodul ferner einen Datenverbinder aufweist, der zum Übertragen von Daten an einen Standardcomputer eingerichtet ist; und/oder wobei das Inspektionsmodul ferner einen Steuerungsverbinder aufweist, der zum Empfangen eines Steuersignals von einem Standardcomputer eingerichtet ist; und/oder ein längliches Halteelement aufweist, das den Bildsensor mit dem Gehäuse verbindet.
  5. Inspektionsmodul nach Anspruch 1, wobei der Inspektionsmodulprozessor zum Empfangen eines Steuersignals und zum automatischen Steuern des Gelenkantriebs in Reaktion auf das empfangene Steuersignal eingerichtet ist; und/oder wobei der Inspektionsmodulprozessor zum Empfangen eines Steuersignals und zum automatischen Steuern der Lichtquelle in Reaktion auf das empfangene Steuersignal eingerichtet ist.
  6. Inspektionsmodul nach Anspruch 1, wobei das Inspektionsmodul für eine mechanische und elektrische Verbindung mit einem Handgerät mit einer Benutzerschnittstelle eingerichtet ist; und/oder wobei das Inspektionsmodul ferner zum Empfangen von Steuersignalen von einem Handgerätprozessor des Handgerätes zum Steuern des Inspektionsmoduls eingerichtet ist.
  7. Inspektionssystem zur visuellen Inspektion eines Zielobjektes, wobei das Inspektionssystem aufweist: ein Inspektionsmodul mit: einem Gehäuse, einer zum Beleuchten des Zielobjektes eingerichteten Lichtquelle, einem zum Erzeugen von Bilddaten bezüglich des Zielobjektes eingerichteten Bildsensor, einem zum Bewegen des Bildsensors eingerichteten Gelenkantrieb, einem zum Empfangen der Bilddaten von dem Bildsensor und zum Erzeugen entsprechender gepackter Daten eingerichteten Inspektionsmodulprozessor, und einer zum Ausgeben der gepackten Daten aus dem Inspektionsmodulprozessor eingerichteten Inspektionsmodulschnittstelle; und einem für eine selektive mechanische Verbindung mit dem Inspektionsmodul eingerichtetes Handgerät, mit: einem Handgerätprozessor, einer zum Empfangen der gepackten Daten von der Inspektionsmodulschnittstelle und zur Lieferung der gepackten Daten an den Handgerätprozessor eingerichteten Handgerätschnittstelle, und einer auf den Handgerätprozessor reagierenden Ausgabeschnittstelle zum Ausgeben von Bildern des Zielobjektes an einen Benutzer auf der Basis der gepackten Daten.
  8. Inspektionssystem nach Anspruch 7, wobei das Handgerät ferner eine Benutzereingabeschnittstelle aufweist, die zum Übertragen von Steuersignalen an den Handgerätprozessor zur Steuerung des Inspektionsmoduls eingerichtet ist; und/oder wobei die Handgerätschnittstelle ferner einen Inspektionsmodulverbinder aufweist, der zum mechanischen Verbinden mit dem Handgerätverbinder eingerichtet ist, wobei der Handgerätprozessor mit dem Inspektionsmodulprozessor über den Handgerätverbinder und den Inspektionsmodulverbinder kommuniziert.
  9. Inspektionssystem nach Anspruch 7, wobei das Handgerät keinen zum Bewegen des Sensors eingerichteten Gelenkantrieb enthält; und/oder wobei das Handgerät keine zum Beleuchten des Zielobjektes eingerichtete Lichtquelle enthält.
  10. Inspektionsmodul zur Inspektion eines Zielobjektes, wobei das Inspektionsmodul aufweist: ein Gehäuse; einen zur Lieferung von Sensordaten bezüglich des Zielobjektes eingerichteten Sensor; einen zum Empfangen der Sensordaten aus dem Sensor und zum Erzeugen entsprechender gepackter Daten eingerichteten Inspektionsmodulprozessor; und eine zum Ausgeben der gepackten Daten aus dem Inspektionsmodulprozessor eingerichtete Inspektionsmodulschnittstelle.
DE102014112237.2A 2013-08-26 2014-08-26 Inspektionsmodule für ein modulares Inspektionssystem Withdrawn DE102014112237A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/010,128 US20150054942A1 (en) 2013-08-26 2013-08-26 Modular inspection system inspection module
US14/010,128 2013-08-26

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