DE102017102338A1 - Method and apparatus for finding or examining surface defects in a multi-layered surface - Google Patents

Method and apparatus for finding or examining surface defects in a multi-layered surface Download PDF

Info

Publication number
DE102017102338A1
DE102017102338A1 DE102017102338.0A DE102017102338A DE102017102338A1 DE 102017102338 A1 DE102017102338 A1 DE 102017102338A1 DE 102017102338 A DE102017102338 A DE 102017102338A DE 102017102338 A1 DE102017102338 A1 DE 102017102338A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
camera
images
polarization
angle
polarized light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017102338.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Philipp Kosse
Christoph Storm
Robert H. Schmitt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rheinisch-Westfaelische Technische Hochschule De
Original Assignee
Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH filed Critical Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority to DE102017102338.0A priority Critical patent/DE102017102338A1/en
Publication of DE102017102338A1 publication Critical patent/DE102017102338A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/60Testing or inspecting aircraft components or systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/10Image acquisition
    • G06V10/12Details of acquisition arrangements; Constructional details thereof
    • G06V10/14Optical characteristics of the device performing the acquisition or on the illumination arrangements
    • G06V10/145Illumination specially adapted for pattern recognition, e.g. using gratings
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/98Detection or correction of errors, e.g. by rescanning the pattern or by human intervention; Evaluation of the quality of the acquired patterns
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/10Terrestrial scenes
    • G06V20/13Satellite images
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/10Terrestrial scenes
    • G06V20/17Terrestrial scenes taken from planes or by drones
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/8422Investigating thin films, e.g. matrix isolation method
    • G01N2021/8427Coatings
    • G01N2021/8433Comparing coated/uncoated parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auffinden und/oder Untersuchen von Oberflächendefekten (8) in einer mehrschichtigen Oberfläche (6). Dazu wird mindestens einer Kamera (2) über die Oberfläche (6) bewegt und nacheinander werden verschiedene Teilbereiche (7) der Oberfläche (6) erfasst, wobei mindestens zwei Bilder jedes erfassten Teilbereiches (7) bei Beleuchtung des Teilbereiches (7) mit unterschiedlich polarisiertem Licht und einem Polarisationsfilter (3) zwischen Oberfläche (6) und Kamera (2) aufgenommen werden. Bevorzugt wird dabei eine Bewegung der Kamera (2) zwischen den beiden Bildern eines Teilbereiches (7) erfasst und bei einer Verarbeitung der Bilder durch eine Korrektur berücksichtigt. Das beschriebene Verfahren ermöglicht insbesondere eine zuverlässige Erkennung und quantitative Auswertung, beispielsweise bezüglich einer betroffenen Fläche, von Blitzeinschlagsschäden bei Verkehrsflugzeugen im Rahmen üblicher Inspektionsmaßnahmen und verkürzt die Dauer der Untersuchung bei gleichzeitig deutlich erhöhter Zuverlässigkeit gegenüber visuellen Inspektionen durch Wartungspersonal. Eine Anwendung für andere Bauteile und ähnliche Inspektionsaufgaben ist möglich.The present invention relates to a method and apparatus for finding and / or examining surface defects (8) in a multi-layered surface (6). For this purpose, at least one camera (2) is moved over the surface (6) and successively different subregions (7) of the surface (6) are detected, wherein at least two images of each detected subregion (7) upon illumination of the subregion (7) with differently polarized Light and a polarizing filter (3) between the surface (6) and camera (2) are recorded. In this case, a movement of the camera (2) between the two images of a partial area (7) is preferably detected and taken into account during a processing of the images by a correction. In particular, the described method enables reliable detection and quantitative evaluation, for example with regard to an affected area, of lightning strikes in commercial aircraft as part of conventional inspection measures and shortens the duration of the investigation while at the same time significantly increasing the reliability with respect to visual inspections by maintenance personnel. An application for other components and similar inspection tasks is possible.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Untersuchen einer Oberfläche, die aus zwei oder mehr Schichten aufgebaut ist. Insbesondere geht es dabei um das Auffinden und/oder Untersuchen von Schäden oder Oberflächendefekten, bei denen eine äußere Schicht zumindest teilweise abgetragen wurde, so dass eine darunter liegende Schicht sichtbar wird.The present invention relates to a method and apparatus for inspecting a surface constructed of two or more layers. In particular, it is about finding and / or investigating damage or surface defects in which an outer layer has been at least partially removed, so that an underlying layer is visible.

Eine solche Aufgabenstellung liegt beispielsweise bei der Untersuchung von Flugzeugen auf Blitzeinschlagsschäden vor. Solche Untersuchungen werden bislang visuell von Wartungspersonal durchgeführt und erfordern große Aufmerksamkeit und Sachkenntnis.Such a task is present, for example, in the investigation of aircraft for lightning damage. Such studies have been performed visually by maintenance personnel and require great attention and expertise.

In der US 2010/0063650 A1 wurde zudem bereits ein Verfahren zur Inspektion eines Flugzeugs vorgeschlagen, bei dem ein Flugkörper, insbesondere ein sogenannter Quadrocopter, mit einer Kamera die Oberseite eines Flugzeugs inspiziert und dabei bestimmte Bahnen abfliegt, um die äußere Unversehrtheit eines Flugzeugs zu prüfen und bestimmte Parameter von dessen Oberfläche zu messen. Mit diesem Verfahren können jedoch nicht alle Schäden an der Oberfläche erkannt oder gar klassifiziert werden, insbesondere ist es nicht möglich, Blitzeinschlagsschäden mit einer Fläche von typischerweise 1 bis 50 mm2 festzustellen. Auch bei einer Erhöhung der Auflösung sehen kleine Blitzeinschläge auf konventionellen Kamerabildern genauso aus wie z.B. Fremdkörper (Dreck), lackierte Nieten oder weitere optische Artefakte, so dass eine Unterscheidung nicht möglich ist. In the US 2010/0063650 A1 In addition, a method has already been proposed for inspecting an aircraft, in which a missile, in particular a so-called quadrocopter, uses a camera to inspect the top of an aircraft and thereby fly off certain orbits in order to check the outer integrity of an aircraft and to determine certain parameters from its surface measure up. However, not all damage to the surface can be detected or even classified by this method, in particular it is not possible to detect lightning damage with an area of typically 1 to 50 mm 2 . Even with an increase in the resolution, small flash strikes on conventional camera images look just like foreign objects (dirt), painted rivets or other optical artifacts, so that a distinction is not possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum effektiven Auffinden und/oder Untersuchen von Schäden in einer mehrschichtigen Oberfläche zu ermöglichen und zeitsparend durchzuführen.The object of the present invention is to enable a method and a device for effectively finding and / or investigating damage in a multi-layered surface and to perform it in a time-saving manner.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen ein Verfahren nach dem Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Anspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Ausgestaltungen können einzeln oder in technisch sinnvollen Kombinationen miteinander eingesetzt werden.To achieve this object, a method according to claim 1 and a device according to claim 8. Advantageous embodiments are given in the respective dependent claims. The embodiments can be used individually or in technically meaningful combinations with each other.

Hierzu trägt ein Verfahren zum Auffinden und/oder Untersuchen von Schäden in einer mehrschichtigen Oberfläche mit mindestens einer Kamera bei, bei dem die Kamera über die Oberfläche bewegt wird und nacheinander verschiedene Teilbereiche der Oberfläche erfasst werden, wobei mindestens zwei Bilder jedes erfassten Teilbereichs bei Beleuchtung des Teilbereichs mit unterschiedlich polarisiertem Licht und einem Polarisationsfilter zwischen Oberfläche und Kamera (bzw. im Lichtweg in der Kamera vor einem Aufzeichnungsmedium) aufgenommen werden. Mit einer beweglichen Kamera können relativ schnell große Oberflächenbereiche untersucht werden, wobei auch eine Automatisierung von Untersuchungen und der Auswertung der aufgenommenen Bilder möglich ist. Menschliche Fehler bei einer visuellen Untersuchung aufgrund von Unaufmerksamkeit oder mangelnder Ausbildung können so vermieden und Untersuchungsvorgänge beschleunigt werden. Unter mehrschichtigen Oberflächen werden hier Oberflächen, insbesondere einer metallischen Struktur, mit mindestens einer darauf aufgetragenen Schicht, insbesondere Schutzschicht und/oder Farbschicht verstanden.For this purpose, a method for finding and / or investigating damage in a multilayered surface with at least one camera, in which the camera is moved over the surface and successively different partial areas of the surface are detected, wherein at least two images of each detected partial area in the illumination of the Subarea with differently polarized light and a polarizing filter between the surface and the camera (or in the light path in the camera in front of a recording medium) are recorded. With a mobile camera large surface areas can be examined relatively quickly, whereby an automation of examinations and the evaluation of the recorded images is possible. Human errors in a visual examination due to inattention or lack of training can thus be avoided and investigations accelerated. Multilayered surfaces are here understood to mean surfaces, in particular a metallic structure, with at least one layer applied thereto, in particular protective layer and / or color layer.

Hierbei wird von der Erkenntnis ausgegangen, dass bei bestimmten Oberflächenschäden typischerweise eine oder mehrere Schichten lokal abgetragen werden, so dass darunter liegende Schichten sichtbar werden. Unterschiedliche Schichten haben meist auch unterschiedliche Reflexionseigenschaften, weshalb solche Schäden durch optische Untersuchungen oft erkennbar werden. Allerdings ist es schwierig, unterschiedliche Veränderungen einer Oberfläche richtig zu interpretieren und verschiedene Arten von Schäden zu unterscheiden. Es hat sich aber herausgestellt, dass unterschiedliche Materialien sich oft nicht nur in den Reflexionseigenschaften bezüglich Farbe und/oder Helligkeit unterscheiden, sondern auch in der Art, wie polarisiertes Licht reflektiert wird. Beispielsweise ändert eine metallische Oberfläche, beispielsweise aus Aluminium, die Polarisation von eingestrahltem Licht viel weniger als beispielsweise Anstriche mit unterschiedlichen Farben oder auch an einer Oberfläche anhaftende andere Materie (Verschmutzungen). Beleuchtet man eine Oberfläche mit polarisiertem Licht, so ist das reflektierte Licht im Allgemeinen nicht oder kaum noch polarisiert, außer es handelt sich um eine metallische Oberfläche. In diesem Fall wird die Polarisierung im Wesentlichen auch im reflektierten Licht beibehalten. Verschiedene Materialien haben in dieser Hinsicht jedenfalls unterschiedliche Eigenschaften, die man sich bei Untersuchungen zunutze machen kann. Das Prinzip dazu ist, dass man eine Oberfläche mit Licht zweier unterschiedlicher Polarisationsebenen beleuchtet, wobei die Polarisationsebenen der beiden Beleuchtungen vorteilhafterweise etwa senkrecht aufeinander stehen sollten. Bei beiden Arten der Beleuchtung wird von einer Kamera ein Bild aufgenommen, wobei sich vor oder in der Kamera im Lichtweg ein Polarisationsfilter befindet, welcher im Wesentlichen in einer der beiden Polarisationsebenen wirkt. Bei Materialien, die polarisiertes Licht ohne jede Polarisation reflektieren oder streuen, sind die beiden Aufnahmen bei unterschiedlich polarisierter Beleuchtung trotzdem identisch, bei Materialien jedoch, die polarisiertes Licht zumindest teilweise polarisiert reflektieren oder streuen, sind die beiden Bilder unterschiedlich.This is based on the knowledge that with certain surface damage typically one or more layers are removed locally, so that underlying layers are visible. Different layers usually also have different reflection properties, which is why such damage is often recognizable by optical investigations. However, it is difficult to correctly interpret different surface changes and distinguish different types of damage. However, it has been found that different materials often differ not only in the reflection properties in terms of color and / or brightness, but also in the way in which polarized light is reflected. For example, a metallic surface, such as aluminum, changes the polarization of injected light much less than, for example, paints of different colors, or other matter adhering to a surface (soils). If one illuminates a surface with polarized light, then the reflected light is generally not or hardly polarized unless it is a metallic surface. In this case, the polarization is maintained substantially also in the reflected light. In any case, different materials have different properties that can be exploited in investigations. The principle is that one illuminates a surface with light of two different polarization planes, the polarization planes of the two illuminations should advantageously be approximately perpendicular to each other. In both types of lighting, an image is taken by a camera, with a polarization filter in front of or in the camera in the light path, which acts essentially in one of the two polarization planes. For materials that reflect or scatter polarized light without any polarization, the two images are still identical for differently polarized illumination, but for materials, the polarized light is at least partially identical polarized reflect or scatter, the two images are different.

So geht z. B. aus der DE 10 2005 062 439 B3 ein Verfahren für die Partikelanalyse hervor, bei dem eine mikroskopische Analyse einer Ansammlung von Partikeln auf einem Objektträger vorgenommen wird. Hierbei wird unterschiedlich polarisiertes Licht für die Beleuchtung der zu untersuchenden Substanz verwendet und ein Polarisationsfilter vor der Kamera eingesetzt, so dass die Polarisierung von reflektiertem Licht zusätzliche Informationen über die zu untersuchende Probe liefert. Das beschriebene mikroskopische Analysesystem eignet sich jedoch nicht, um große Oberflächen, beispielsweise die Außenhaut eines Flugzeugs, zu untersuchen. Hier wird sich nun ein solcher Effekt bzw. eine solche Bestimmungsmethode (abgewandelt) zunutze gemacht, um Oberflächen auf Schäden zu untersuchen. Hier in Betracht kommende Polarisationsfilter bzw. auf andere Weise polarisierte Lichtquellen lassen im Wesentlichen nur die Komponenten von Licht in einer vorgebbaren Polarisationsebene durch, während alle anderen Polarisierungen ausgeblendet werden. Das durchgelassene Licht hat also eine vorgebbare Polarisationsebene, die bei einer Reflektion oder Streuung entweder (teilweise) beibehalten oder aber durch gleichmäßige Reflexion bzw. Streuung in alle Polarisationsebenen wieder aufgehoben werden kann. In einer vorgegebenen Ebene polarisiertes Licht wird in einem zweiten Polarisationsfilter der gleichen Ebene vollständig durchgelassen, in einem Polarisationsfilter mit senkrecht zur ersten Polarisationsebene ausgebildeter Polarisationsebene aber im Wesentlichen vollständig absorbiert. Bei in einem nicht rechten Winkel zueinander angeordneten Polarisationsfiltern tritt der Effekt entsprechend schwächer auf.So goes z. B. from the DE 10 2005 062 439 B3 a method for particle analysis in which a microscopic analysis of a collection of particles on a slide is made. In this case, differently polarized light is used for the illumination of the substance to be examined and a polarizing filter is used in front of the camera, so that the polarization of reflected light provides additional information about the sample to be examined. However, the described microscopic analysis system is not suitable for examining large surfaces, for example the outer skin of an aircraft. Here, such an effect or such a method of determination (modified) is now used to examine surfaces for damage. Substantially polarized filters or polarized light sources that are to be considered here allow substantially only the components of light in a predeterminable polarization plane to pass through, while all other polarizations are blanked out. The transmitted light thus has a predeterminable plane of polarization, which can either be retained (partially) during reflection or scattering, or can be canceled out again by uniform reflection or scattering in all polarization planes. Light polarized in a predetermined plane is completely transmitted in a second polarization filter of the same plane, but substantially completely absorbed in a polarization filter with a polarization plane formed perpendicular to the first polarization plane. When arranged at a non-right angle to each other polarizing filters, the effect correspondingly weaker.

Da eine bewegliche Kamera selbst bei günstigen Bedingungen zwei aufeinander folgende Bilder nicht aus exakt der gleichen relativen Position zu einem Teilbereich aufnimmt, kann es erforderlich sein, dass die Bewegung der Kamera genau erfasst und bei der Verarbeitung der Bilder eine Korrektur vorgenommen wird. Dies ist mit heute verfügbarer Bewegungssensorik (meist Inertialeinheit-Sensoren bzw. Beschleunigungssensoren) relativ einfach zu bewerkstelligen. Eine entsprechende geometrische Korrektur der aus geringfügig unterschiedlichen Winkeln aufgenommenen Bilder ist mit moderner Bildverarbeitung ebenfalls leicht möglich. Typischerweise wird eine Transformationsmatrix mit sechs Freiheitsgraden benutzt, um alle möglichen Verschiebungen und Drehungen zu berücksichtigen. Grundsätzlich kann eine solche Transformationsmatrix auch aus Orientierungsmarken auf den Bildern selbst gewonnen werden, falls geeignete optische Artefakte auf der zu untersuchenden Oberfläche vorhanden sind.Since a moving camera does not capture two consecutive images from exactly the same relative position to a sub-region even under favorable conditions, it may be necessary to accurately detect the movement of the camera and correct it while processing the images. This is relatively easy to accomplish today with available motion sensors (mostly inertial unit sensors or acceleration sensors). A corresponding geometric correction of the images taken from slightly different angles is also easily possible with modern image processing. Typically, a six-degree-of-freedom transformation matrix is used to account for all possible shifts and rotations. In principle, such a transformation matrix can also be obtained from orientation marks on the images themselves, if suitable optical artifacts are present on the surface to be examined.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden daher zwei aufeinander folgende bei in unterschiedlichen Ebenen polarisiertem Licht aufgenommene Bilder digital aus einzelnen Pixeln aufgebaut und digital verarbeitet, indem die Bewegung der Kamera geometrisch korrigiert wird, so dass zwei scheinbar unter dem gleichen Winkel aufgenommene Bilder entstehen, die wie zwei mit feststehender Kamera aufgenommene Bilder weiterverarbeitet werden können, insbesondere durch Subtraktion der Helligkeit und/oder Farbe jedes Pixels des einen Bildes von der Helligkeit bzw. Farbe jedes Pixels des anderen Bildes. Durch die beschriebene Differenzbildung entsteht im Ergebnis ein Bild, in dem die Bereiche hervorgehoben sind, in denen polarisiertes Licht auch nach der Reflexion oder Streuung noch polarisiert war. Auf diese Weise lassen sich insbesondere von einer Lackierung freigelegte metallische Oberflächen sicher erkennen und besser untersuchen.In a preferred embodiment, therefore, two successive images taken at different levels of polarized light are digitally constructed from individual pixels and digitally processed by geometrically correcting the movement of the camera so that two images appearingly taken at the same angle are formed, like two can be further processed with fixed camera, in particular by subtracting the brightness and / or color of each pixel of the one image of the brightness or color of each pixel of the other image. As a result of the difference formation described, an image is produced in which the areas in which polarized light was still polarized even after reflection or scattering are highlighted. In this way it is possible in particular to reliably detect and better investigate metallic surfaces exposed by a coating.

Am empfindlichsten ist das beschriebene Verfahren, wenn die beiden Polarisationsebenen der unterschiedlich polarisierten Beleuchtung etwa senkrecht zueinander liegen und bevorzugt, dass Polarisationsfilter im Lichtweg in oder vor der Kamera mit einer dieser beiden Polarisationsebenen übereinstimmt. Abweichungen von diesen Bedingungen führen zu einer geringeren Qualität der Untersuchungsergebnisse. Das unterschiedlich polarisierte Licht kann von einer Lichtquelle erzeugt werden, deren Polarisation sich ändert, beispielsweise durch einen rotierenden Polarisationsfilter oder es kann durch zwei Lichtquellen mit unterschiedlich ausgerichteten Polarisationsfiltern erzeugt werden. Natürlich können auch für jede der beiden Beleuchtungsarten mehrere Lichtquellen mit gleicher Polarisationsrichtung benutzt werden, wenn die Ausleuchtung der zu untersuchenden Oberfläche dies erfordert.Most sensitive is the method described when the two polarization planes of the differently polarized illumination are approximately perpendicular to one another and preferred that the polarization filter in the light path in or in front of the camera coincides with one of these two polarization planes. Deviations from these conditions lead to a lower quality of the examination results. The differently polarized light can be generated by a light source whose polarization changes, for example by a rotating polarizing filter or it can be generated by two light sources with differently oriented polarization filters. Of course, it is also possible to use a plurality of light sources with the same polarization direction for each of the two types of illumination if the illumination of the surface to be examined requires it.

Die Genauigkeit der Untersuchung bei Bewegung der Kamera lässt sich erhöhen, wenn die Kamera bevorzugt parallel zu einer der beiden Polarisationsebenen bewegt wird, weshalb diese Bewegungsrichtung bevorzugt ist.The accuracy of the examination when moving the camera can be increased if the camera is preferably moved parallel to one of the two polarization planes, which is why this direction of movement is preferred.

Um eine Korrektur der Bewegung zu erleichtern oder bei besonders günstigen Bedingungen sogar ganz auf eine Korrektur verzichten zu können, ist es besonders vorteilhaft, bestimmte Bedingungen einzuhalten. Die Kamera hat eine optische Achse A und einen Abstand a zur Oberfläche entlang der optischen Achse A und die optische Achse A bildet einen Winkel α zu einer Senkrechten S auf der Oberfläche, wobei sich die Kamera mit einer Geschwindigkeit v bewegt und zwei zusammengehörige Bilder eines Teilbereichs in einem zeitlichen Abstand Δt aufnimmt. Unter diesen Bedingungen sollten der Abstand a, der Winkel a, die Geschwindigkeit v und der zeitliche Abstand Δt in einer solchen Kombination gewählt werden, dass ein Maximalwinkel βmax für einen Winkel β zwischen der Verbindung V von einem Oberflächendefekt auf der Oberfläche und der Kamera bei der ersten Aufnahme und der entsprechenden Verbindung V' zwischen dem Oberflächendefekt und der Kamera bei der zweiten Aufnahme nicht überschritten wird. Können die Parameter so gewählt werden, dass der Maximalwinkel βmax sehr klein ist, beispielsweise unter 0,1°, so ist unter Umständen keine Korrektur erforderlich. Ansonsten bis zu einem Winkel von 1° oder sogar 5° können geometrische Korrekturverfahren angewendet werden. Einfach ausgedrückt bedeutet dies, dass die Qualität der Untersuchung zunimmt, wenn die Geschwindigkeit v der Kamera abnimmt, deren Abstand a zur Oberfläche zunimmt (sofern Beleuchtung und Kameraoptik dies zulassen) und/oder die Zeit Δt zwischen zwei zusammengehörigen Bildern abnimmt. Die betreffenden Parameter können für jede Untersuchungsaufgabe geeignet gewählt werden.In order to facilitate a correction of the movement or even be able to waive a correction in particularly favorable conditions, it is particularly advantageous to comply with certain conditions. The camera has an optical axis A and a distance a to the surface along the optical axis A, and the optical axis A forms an angle α to a vertical S on the surface, the camera moving at a speed v and two related images of a portion at a time interval .DELTA.t receives. Under these conditions, the distance a, the angle a, the speed v and the time interval Δt should be chosen in such a combination that a maximum angle βmax for an angle β between the joint V of a surface defect on the surface and the camera at the first shot and the corresponding joint V 'between the surface defect and the camera at the second shot is not exceeded. If the parameters can be selected such that the maximum angle βmax is very small, for example below 0.1 °, then no correction may be required. Otherwise, up to an angle of 1 ° or even 5 ° geometric correction methods can be applied. In simple terms, this means that the quality of the examination increases as the speed v of the camera decreases, whose distance a from the surface increases (if the illumination and the camera optics permit this) and / or the time Δt between two associated images decreases. The relevant parameters can be selected suitably for each examination task.

Besonders geeignet ist das beschriebene Verfahren für die Untersuchung einer beschichteten Außenhaut eines Flugzeugs, und zwar insbesondere zum Zwecke der Erkennung und/oder Untersuchung von Blitzeinschlagsschäden. Verkehrsflugzeuge sind typischerweise vollständig mit einer Lackierung, die wiederum aus unterschiedlichen Schichten bestehen kann, versehen, wobei ein Blitzeinschlag sämtliche Beschichtungen auf einer kleinen Fläche abträgt und das darunter liegende Metall freilegt. Gerade solche Schäden lassen sich mit dem beschriebenen Verfahren besonders gut untersuchen, weil metallische Oberflächen polarisiertes Licht unter Beibehaltung zumindest eines Teils der Polarisation reflektieren bzw. streuen, während die für Flugzeuganstriche verwendeten Materialien dies weniger oder überhaupt nicht tun.The method described is particularly suitable for the examination of a coated outer skin of an aircraft, in particular for the purpose of detecting and / or investigating lightning damage. Commercial aircraft are typically complete with paint, which in turn can be made up of different layers, with a lightning strike removing all coatings on a small area and exposing the underlying metal. Especially such damage can be examined particularly well with the described method, because metallic surfaces reflect or scatter polarized light while retaining at least part of the polarization, while the materials used for aircraft coatings do less or not at all.

Während für die Untersuchung der Unterseite eines Flugzeugs ein von Hand oder einem Roboterarm geführter Kameraträger ausreicht, ist es für die Untersuchung der Oberseite vorteilhaft, die Kamera mittels eines Flugapparats, insbesondere mit einer fernsteuerbaren Drohne, beispielsweise eines sogenannten Quadrocopters, zu bewegen. Diese Bewegung sollte im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Flugzeugs erfolgen, was jedoch wegen der unregelmäßigen Wölbung eines Flugzeugrumpfs natürlich nicht mit großer Genauigkeit durchgeführt werden kann. Man kann jedoch mit genügender Genauigkeit die Oberfläche eines Flugzeugs in geeigneten Bahnen überfliegen und auf diese Weise bevorzugt eine Vielzahl von Bilderpaaren aufeinander folgender Oberflächenbereiche aufzeichnen.While sufficient for the investigation of the underside of an aircraft, a hand-held or a robot arm camera support, it is advantageous for the investigation of the top, to move the camera by means of a flying machine, in particular with a remotely controllable drone, for example a so-called quadrocopter. This movement should be substantially parallel to the surface of the aircraft, which of course can not be done with great accuracy because of the irregular curvature of an aircraft fuselage. However, one can fly over the surface of an aircraft in suitable orbits with sufficient accuracy and in this way preferably record a multiplicity of image pairs of successive surface regions.

Eine (zugehörige) Vorrichtung zum Auffinden und/oder Untersuchen von Schäden in einer mehrschichtigen Oberfläche weist folgende Merkmale auf:

  • - mindestens eine Kamera, der ein Polarisationsfilter vorgeschaltet ist,
  • - mindestens eine erste Lichtquelle mit einer ersten Polarisationsebene und mindestens eine zweite Lichtquelle mit einer zweiten Polarisationsebene, die abwechselnd die Oberfläche beleuchten können, und
  • - einen beweglichen Kameraträger.
An associated apparatus for finding and / or examining damage in a multi-layered surface has the following features:
  • at least one camera, preceded by a polarizing filter,
  • at least one first light source with a first plane of polarization and at least one second light source with a second plane of polarization, which can alternately illuminate the surface, and
  • - a mobile camera carrier.

Besonders bevorzugt ist es, dass die Lichtquellen ebenfalls an dem Kameraträger befestigt sind, so dass eine gleichmäßige Bewegung mit der Kamera und Beleuchtung verschiedener Teilbereiche der Oberfläche möglich sind.It is particularly preferred that the light sources are also attached to the camera support, so that a uniform movement with the camera and illumination of different subregions of the surface are possible.

Zum Ausgleich geometrischer Unterschiede in den zusammengehörigen Bildern aufgrund der Bewegung des Kameraträgers ist es vorteilhaft, wenn der Kameraträger eine Bewegungssensorik zur Messung von Bewegungen aufweist und einen Speicher zur digitalen Aufzeichnung aufgenommener Bilder der Kamera und der gemessenen Bewegungen. Je nach den Anforderungen ist es so möglich, entweder eine Auswertung noch während der Untersuchung vorzunehmen oder diese später anhand gespeicherter Daten durchzuführen. Ist der Kameraträger ein Flugapparat, insbesondere eine fernsteuerbare Drohne, so kann es auch vorteilhaft sein, eine Einrichtung zur drahtlosen Übertragung aufgezeichneter Bilder und/oder Bewegungsdaten an einen stationären Empfänger in dem Flugapparat vorzusehen, um zumindest teilweise eine Auswertung von Daten schon während der Untersuchung vornehmen zu können.To compensate for geometric differences in the associated images due to the movement of the camera support, it is advantageous if the camera carrier has a motion sensor for measuring movements and a memory for digital recording of recorded images of the camera and the measured movements. Depending on the requirements, it is thus possible either to carry out an evaluation during the examination or to perform this later on the basis of stored data. If the camera carrier is a flying machine, in particular a remotely controllable drone, it may also be advantageous to provide a device for the wireless transmission of recorded images and / or movement data to a stationary receiver in the flying machine in order to at least partially evaluate data during the examination to be able to.

Die Prinzipien und ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung, auf welche diese jedoch nicht beschränkt ist, werden im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen schematisch:

  • 1: eine Situation bei der Untersuchung einer Oberfläche,
  • 2: geometrische Verhältnisse bei der Durchführung des beschriebenen Verfahrens, und
  • 3: eine Situation bei der Inspektion einer Oberseite eines Flugzeugs.
The principles and a schematic embodiment of the invention, to which, however, is not limited, are described below with reference to the drawing. They show schematically:
  • 1 : a situation when examining a surface,
  • 2 : geometric conditions in carrying out the described method, and
  • 3 : a situation when inspecting a top of an aircraft.

1 zeigt einen Kameraträger 1 mit einer Kamera 2, die auf eine Oberfläche 6 gerichtet ist. Diese Oberfläche kann in verschiedene Teilbereiche 7 unterteilt werden, wobei Oberflächendefekte 8 in jedem Teilbereich 7 erkannt und/oder untersucht werden sollen. Dazu wird jeder Teilbereich 7 nacheinander von einer ersten polarisierten Lichtquelle 4 und einer zweiten polarisierten Lichtquelle 5 beleuchtet. Die Kamera 2 nimmt während der Beleuchtung durch die erste Lichtquelle 4 mindestens ein Bild auf und bei der Beleuchtung durch die zweite Lichtquelle 5 ebenfalls mindestens ein Bild. Ein Polarisationsfilter 3 im Lichtweg von der Oberfläche 6 zur Kamera 2 bewirkt, dass nur in einer bestimmten Ebene polarisiertes Licht durchgelassen wird. Bei einem Oberflächendefekt 8, insbesondere wenn an dieser Stelle Metall von einer Farbbeschichtung befreit ist, wird polarisiertes Licht anders zurückgeworfen als von den übrigen Bereichen. Dies kann bei einer späteren Auswertung der aufgenommenen Bilder festgestellt werden. Wenn sich der Kameraträger mit einer Geschwindigkeit v (wie durch einen Pfeil angedeutet) bewegt, so ist der Lichtweg 9 bei der ersten Aufnahme geringfügig anders als bei einer späteren zweiten Aufnahme. Dies muss ggf. korrigiert werden, um die beiden Bilder besser vergleichen zu können. 1 shows a camera carrier 1 with a camera 2 pointing to a surface 6 is directed. This surface can be divided into different parts 7 subdivided, with surface defects 8th in every section 7 be recognized and / or investigated. For this every subsection becomes 7 successively from a first polarized light source 4 and a second polarized light source 5 illuminated. The camera 2 takes during the illumination by the first light source 4 at least one image on and illuminated by the second light source 5 also at least one picture. A polarizing filter 3 in the light path from the surface 6 to the camera 2 causes only in a certain plane polarized light is transmitted. In case of a surface defect 8th In particular, if at this point metal is freed from a color coating, polarized light is thrown back differently than from the other areas. This can be determined in a later evaluation of the recorded images. If the camera carrier at a speed v (as indicated by an arrow) moves, so is the light path 9 slightly different at the first shot than at a later second shot. This may need to be corrected to better compare the two images.

Tatsächlich befindet sich bei einer unregelmäßig gewölbten Oberfläche die Kamera 2 auch nicht immer genau senkrecht über dem zu untersuchenden Teilbereich 7, so dass sich ein Neigungswinkel α zwischen einer senkrechten S und einer optischen Achse A der Kamera 2 ergibt. Auch dieser Neigungswinkel α ist bei der Festlegung der Parameter, mit denen eine Untersuchung durchgeführt werden soll, von Bedeutung. Der Kameraträger 1 weist außerdem eine Bewegungssensorik 10, einen Speicher 11 zur Speicherung von Bild- und/oder Bewegungsdaten auf sowie bei Bedarf eine Einrichtung 12 zur drahtlosen Übertragung solcher Daten. Der Kameraträger 1 kann entlang einer Inspektionsbahn 19 über die Oberfläche 6 bewegt werden, entweder an einem (nicht dargestellten) Bewegungsarm oder die Unterbringung in einem Flugapparat 18. Im letzteren Fall kann eine stationäre Empfangsstation 13 zum Empfang von Daten schon während der Untersuchung dienen.In fact, the camera is on an irregularly curved surface 2 also not always exactly vertically above the part to be examined 7 so that there is a tilt angle α between a vertical S and an optical axis A the camera 2 results. Also this angle of inclination α is important in defining the parameters that should be used to investigate. The camera carrier 1 also has a motion sensor 10 , a store 11 for storing image and / or movement data on and, if necessary, a device 12 for the wireless transmission of such data. The camera carrier 1 can along an inspection track 19 over the surface 6 be moved, either on a (not shown) movement arm or the accommodation in a flying apparatus 18 , In the latter case, a stationary receiving station 13 to receive data already during the investigation.

2 zeigt die Kamera 2 in einer ersten Position P über der Oberfläche 6 und einem Oberflächendefekt 8 bei der Aufnahme eines ersten Bilds und in einer weiteren Position P' nach Bewegung mit der Geschwindigkeit v bei der Aufnahme eines zweiten Bilds mit einem zeitlichen Abstand Δt. Neben dem Abstand a zwischen Kamera 2 und Oberfläche 6 entlang der optischen Achse A der Kamera 2 (die um den Neigungswinkel α zur Senkrechten S auf der Oberfläche 6 geneigt sein kann) ist auch die Verbindungslinie V von der Kamera 2 zu einem bestimmten Punkt auf der Oberfläche 6, insbesondere zu einem Oberflächendefekt 8, von Bedeutung. Diese Verbindungslinie V aus der ersten Position P der Kamera 2 bildet zu der entsprechenden Verbindungslinie V' zu der Kamera 2 in der zweiten Position P' einen Winkel β, der ein Maß dafür ist, wie stark die Bilddaten aufgrund der Bewegung der Kamera 2 korrigiert werden müssen. Die Oberfläche 6 ist mehrschichtig aufgebaut, hier mit einer ersten Schicht 20 (z. B. gebildet mit Lack und/oder einem Nichtmetall) und einer zweiten Schicht 21 (z. B. gebildet mit Metall). 2 shows the camera 2 in a first position P above the surface 6 and a surface defect 8th when taking a first picture and in a further position P 'after moving at the speed v when taking a second picture with a time interval .DELTA.t , Next to the distance a between camera 2 and surface 6 along the optical axis A the camera 2 (which by the angle of inclination α to the vertical S on the surface 6 can be inclined) is also the connecting line V from the camera 2 to a certain point on the surface 6 , in particular to a surface defect 8th , significant. This connecting line V from the first position P the camera 2 forms to the corresponding connecting line V 'to the camera 2 in the second position P 'an angle β , which is a measure of how strong the image data due to the movement of the camera 2 need to be corrected. The surface 6 is multi-layered, here with a first layer 20 (eg formed with paint and / or a non-metal) and a second layer 21 (eg formed with metal).

3 zeigt die Anwendung der Erfindung zur Untersuchung der Oberseite 17 eines Flugzeugs 16 zum Auffinden und/oder Untersuchen von Blitzeinschlagsschäden. In diesem Fall ist die Kamera 2 an einem Flugapparat 18, insbesondere einem Quadrocopter, befestigt, der auch die erste polarisierte Lichtquelle 4 und die zweite polarisierte Lichtquelle 5 trägt. Zur Untersuchung von Teilbereichen 7 der Flugzeugoberseite 17 wird der Flugapparat 18 entlang einer Inspektionsbahn 19 im Wesentlichen parallel zur Flugzeugoberseite 17 geführt. 3 shows the application of the invention for examination of the top 17 of an airplane 16 to find and / or investigate lightning damage. In this case, the camera is 2 on a flying machine 18 , in particular a quadrocopter, which also fixes the first polarized light source 4 and the second polarized light source 5 wearing. For the investigation of partial areas 7 the plane top 17 becomes the flying machine 18 along an inspection track 19 substantially parallel to the aircraft upper side 17 guided.

Nach derzeitiger Technik kann beispielsweise eine Kamera verwendet werden, die 30 Bilder pro Sekunde aufnimmt, wobei polarisierte Lichtquellen in entsprechender Zeitfolge ein- und ausgeschaltet werden können, so dass eine Synchronisation mit der Folge der Bildaufnahmen problemlos möglich ist. Das beschriebene Verfahren ermöglicht eine zuverlässige Erkennung und quantitative Auswertung, beispielsweise bezüglich einer betroffenen Fläche, von Blitzeinschlagsschäden bei Verkehrsflugzeugen im Rahmen üblicher Inspektionsmaßnahmen und verkürzt die Dauer der Untersuchung bei gleichzeitig deutlich erhöhter Zuverlässigkeit gegenüber visuellen Inspektionen durch Wartungspersonal. Eine Anwendung für andere Bauteile und ähnliche Inspektionsaufgaben ist möglich.For example, according to current technology, a camera can be used which records 30 frames per second, whereby polarized light sources can be switched on and off in a corresponding time sequence, so that synchronization with the sequence of picture recordings is possible without problems. The method described enables a reliable detection and quantitative evaluation, for example with regard to an affected area, of lightning strikes in commercial aircraft as part of standard inspection measures and shortens the duration of the investigation while at the same time significantly increasing the reliability with respect to visual inspections by maintenance personnel. An application for other components and similar inspection tasks is possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kameraträger (Flugapparat, Drohne)Camera carrier (flying machine, drone)
22
Kameracamera
33
Polarisationsfilterpolarizing filter
44
erste polarisierte Lichtquellefirst polarized light source
55
zweite polarisierte Lichtquellesecond polarized light source
66
Oberflächesurface
77
Teilbereichsubregion
88th
Oberflächendefektsurface defect
99
Lichtweglight path
1010
Bewegungssensorikmotion sensors
1111
SpeicherStorage
1212
Einrichtung zur ÜbertragungDevice for transmission
1313
stationäre Empfangsstationstationary receiving station
1414
Bildauswertungimage analysis
1515
Informationsausgabeinformation output
1616
Flugzeugplane
1717
FlugzeugoberseiteAircraft top
1818
Flugapparatflying machine
1919
Inspektionsbahninspection train
2020
erste Schichtfirst shift
21 21
zweite Schicht second layer
SS
Senkrechte auf der OberflächeVertical on the surface
A, A'A, A '
optische Achse der Kameraoptical axis of the camera
V, V'V, V '
Verbindungslinie zwischen Oberflächendefekt und KameraConnecting line between surface defect and camera
a, a'a, a '
Abstand zwischen Kamera und OberflächeDistance between camera and surface
vv
Bewegungsgeschwindigkeit der KameraMovement speed of the camera
Δt.delta.t
Zeitintervall zwischen zwei Aufnahmen eines OberflächenbereichesTime interval between two recordings of a surface area
αα
Winkel zwischen Aufnahmerichtung der Kamera und OberflächeAngle between shooting direction of the camera and surface
ββ
Winkel zwischen Verbindungslinien V und V'Angle between connecting lines V and V'
βmaxβmax
Maximalwinkel zwischen zwei AufnahmenMaximum angle between two shots
P, P'P, P '
Positionposition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2010/0063650 A1 [0003]US 2010/0063650 A1 [0003]
  • DE 102005062439 B3 [0008]DE 102005062439 B3 [0008]

Claims (10)

Verfahren zum Auffinden und/oder Untersuchen von Oberflächendefekten (8) in einer mehrschichtigen Oberfläche (6) mit mindestens einer Kamera (2), wobei die Kamera über die Oberfläche (6) bewegt wird und nacheinander verschiedene Teilbereiche (7) der Oberfläche (6) erfasst und wobei mindestens zwei Bilder jedes erfassten Teilbereiches (7) bei Beleuchtung des Teilbereiches (7) mit unterschiedlich polarisiertem Licht und einem Polarisationsfilter (3) zwischen Oberfläche (6) und Kamera (2) aufgenommen werden.Method for finding and / or examining surface defects (8) in a multilayered surface (6) with at least one camera (2), wherein the camera is moved over the surface (6) and successively different subregions (7) of the surface (6) and at least two images of each detected partial area (7) are recorded when illuminating the partial area (7) with differently polarized light and a polarization filter (3) between the surface (6) and the camera (2). Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Bewegung der Kamera (2) zwischen den beiden Bildern eines Teilbereiches (7) erfasst und bei einer Verarbeitung der Bilder durch eine Korrektur berücksichtigt wird.Method according to Claim 1 , wherein a movement of the camera (2) between the two images of a sub-area (7) is detected and taken into account in a processing of the images by a correction. Verfahren nach Anspruch 2, wobei zwei aufeinanderfolgende bei unterschiedlich polarisiertem Licht aufgenommene Bilder digital aus einzelnen Pixeln aufgebaut sind und digital verarbeitet werden, indem die Bewegung der Kamera (2) geometrisch korrigiert wird, so dass zwei quasi unter dem gleichen Winkel aufgenommene Bilder entstehen, die wie zwei mit feststehender Kamera (2) aufgenommene Bilder weiterverarbeitet werden können, insbesondere durch Subtraktion der Helligkeit und/oder Farbe jedes Pixels des einen Bildes von der Helligkeit bzw. Farbe jedes Pixels des anderen Bildes.Method according to Claim 2 , where two successive images recorded at different polarized light are digitally constructed of individual pixels and are processed digitally by geometrically correcting the movement of the camera (2) so that two images taken at almost the same angle are produced, like two fixed ones Camera (2) recorded images can be further processed, in particular by subtracting the brightness and / or color of each pixel of the one image of the brightness or color of each pixel of the other image. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das unterschiedlich polarisierte Licht von mindestens einer Lichtquelle (4) mit wechselnder Polarisation oder von mindestens zwei Lichtquellen (4, 5) mit unterschiedlicher Polarisation erzeugt wird, wodurch das Licht abwechselnd im Wesentlichen zwei senkrecht zueinander liegende Polarisationsebenen hat.Method according to one of the preceding claims, wherein the differently polarized light is generated by at least one light source (4) with alternating polarization or by at least two light sources (4, 5) with different polarization, whereby the light has alternately substantially two mutually perpendicular polarization planes , Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kamera (2) eine optische Achse (A) und einen Abstand (a) zur Oberfläche (6) entlang der optischen Achse (A) hat und die optische Achse (A) einen Winkel (a) zu einer Senkrechten (S) auf der Oberfläche (6) bildet und wobei sich die Kamera (2) mit einer Geschwindigkeit (v) bewegt und zwei zusammengehörige Bilder eines Teilbereiches (7) in einem zeitlichen Abstand (Δt) aufnimmt und wobei weiter der Abstand (a), der Winkel (a), die Geschwindigkeit (v) und der zeitliche Abstand (Δt) so gewählt werden, dass ein Maximalwinkel (ßmax) für einen Winkel (β) zwischen der Verbindung (V) von einem Oberflächendefekt (8) auf der Oberfläche (6) und der Kamera (2) bei der ersten Aufnahme und der entsprechenden Verbindung (V') zwischen dem Oberflächendefekt (8) und der Kamera (2) bei der zweiten Aufnahme nicht überschritten wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the camera (2) has an optical axis (A) and a distance (a) from the surface (6) along the optical axis (A) and the optical axis (A) has an angle (a) forming a vertical (S) on the surface (6), and wherein the camera (2) moves at a speed (v) and takes two related images of a subregion (7) at a time interval (Δt), and further the distance (a), the angle (a), the velocity (v) and the time interval (Δt) are chosen so that a maximum angle (βmax) for an angle (β) between the compound (V) of a surface defect (8) on the surface (6) and the camera (2) at the first shot and the corresponding connection (V ') between the surface defect (8) and the camera (2) at the second shot is not exceeded. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche (6) eine beschichtete Außenhaut eines Flugzeuges (16) ist und das Verfahren zum Zwecke der Erkennung und/oder Untersuchung von Blitzeinschlagsschäden erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the surface (6) is a coated outer skin of an aircraft (16) and the method is carried out for the purpose of detecting and / or investigating lightning damage. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bewegliche Kamera (2) mittels eines Flugapparates (18) im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche (6) bewegt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the movable camera (2) by means of a flying apparatus (18) is moved substantially parallel to the surface (6). Vorrichtung zum Auffinden und/oder Untersuchen von Oberflächendefekten (8) in einer mehrschichtigen Oberfläche (6) mit folgenden Merkmalen: - mindestens eine Kamera (2), der ein Polarisationsfilter (3) vorgeschaltet ist, - mindestens eine erste Lichtquelle (4) mit einer ersten Polarisationsebene und mindestens eine zweite Lichtquelle (5) mit einer zweiten Polarisationsebene, die abwechselnd die Oberfläche (6) beleuchten können, - einen beweglichen Kameraträger (1).Device for finding and / or investigating surface defects (8) in a multi-layered surface (6), having the following features: at least one camera (2), which is preceded by a polarizing filter (3), at least one first light source (4) with a first polarization plane and at least one second light source (5) with a second polarization plane, which can alternately illuminate the surface (6), - A movable camera support (1). Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der Kameraträger (1) eine Bewegungssensorik (10) zur Messung von Bewegungen des Kameraträgers (1) und einen Speicher (11) zur digitalen Aufzeichnung aufgenommener Bilder der Kamera (2) und der gemessenen Bewegungen aufweist.Device after Claim 8 in that the camera carrier (1) has a movement sensor system (10) for measuring movements of the camera carrier (1) and a memory (11) for digital recording of recorded images of the camera (2) and the measured movements. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Kameraträger (1) ein Flugapparat (18) ist.Device after Claim 8 or 9 , wherein the camera carrier (1) is a flying apparatus (18).
DE102017102338.0A 2017-02-07 2017-02-07 Method and apparatus for finding or examining surface defects in a multi-layered surface Pending DE102017102338A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017102338.0A DE102017102338A1 (en) 2017-02-07 2017-02-07 Method and apparatus for finding or examining surface defects in a multi-layered surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017102338.0A DE102017102338A1 (en) 2017-02-07 2017-02-07 Method and apparatus for finding or examining surface defects in a multi-layered surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017102338A1 true DE102017102338A1 (en) 2018-08-09

Family

ID=62909861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017102338.0A Pending DE102017102338A1 (en) 2017-02-07 2017-02-07 Method and apparatus for finding or examining surface defects in a multi-layered surface

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017102338A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111561867A (en) * 2020-04-15 2020-08-21 成都飞机工业(集团)有限责任公司 Airplane surface appearance digital measurement method
CN112249345A (en) * 2020-10-15 2021-01-22 航宇救生装备有限公司 Device and method for indicating state of chair-mounted electronic umbrella opener
WO2022022181A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 中国民航大学 Machine-vision-based vehicle for inspecting lightning stroke condition of outer surface of airplane in outdoor environment
FR3116806A1 (en) * 2020-11-27 2022-06-03 Airbus Operations FLYING DRONE FOR INSPECTION OF SURFACES AND METHOD FOR INSPECTION OF SURFACES BY MEANS OF SUCH FLYING DRONE

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005062439B3 (en) 2005-12-23 2007-05-10 JOMESA Meßsysteme GmbH Particle analysis system used in the production of dirt-sensitive components or products comprises an optical imaging device, an illuminating device, a polarization arrangement, a positioning device and an evaluation device
US20100063650A1 (en) 2008-09-05 2010-03-11 Vian John L System and methods for aircraft preflight inspection

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005062439B3 (en) 2005-12-23 2007-05-10 JOMESA Meßsysteme GmbH Particle analysis system used in the production of dirt-sensitive components or products comprises an optical imaging device, an illuminating device, a polarization arrangement, a positioning device and an evaluation device
US20100063650A1 (en) 2008-09-05 2010-03-11 Vian John L System and methods for aircraft preflight inspection

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111561867A (en) * 2020-04-15 2020-08-21 成都飞机工业(集团)有限责任公司 Airplane surface appearance digital measurement method
WO2022022181A1 (en) * 2020-07-31 2022-02-03 中国民航大学 Machine-vision-based vehicle for inspecting lightning stroke condition of outer surface of airplane in outdoor environment
CN112249345A (en) * 2020-10-15 2021-01-22 航宇救生装备有限公司 Device and method for indicating state of chair-mounted electronic umbrella opener
CN112249345B (en) * 2020-10-15 2024-04-16 航宇救生装备有限公司 Chair-mounted electronic umbrella opener state indicating device and method
FR3116806A1 (en) * 2020-11-27 2022-06-03 Airbus Operations FLYING DRONE FOR INSPECTION OF SURFACES AND METHOD FOR INSPECTION OF SURFACES BY MEANS OF SUCH FLYING DRONE
US11783465B2 (en) 2020-11-27 2023-10-10 Airbus Operations (S.A.S.) Flying drone for inspecting surfaces, and method for inspecting surfaces by such a flying drone

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102017204115B4 (en) SYSTEM AND METHOD FOR IMPROVING A VISUAL INSPECTION OF AN OBJECT
EP1716410B1 (en) Method and system for inspecting surfaces
DE102014206309B4 (en) System and method for obtaining offset images to be used for improved edge resolution
DE102017102338A1 (en) Method and apparatus for finding or examining surface defects in a multi-layered surface
WO2018024648A1 (en) Method and device for the optical examination of transparent bodies
DE102014118753A1 (en) Tester
EP0416302B1 (en) Procedure for optical quality inspection of large-faced panes of a transparent material like glass
DE102009058215B4 (en) Method and device for surface inspection of a bearing component
DE2602001A1 (en) INSPECTION PROCEDURE FOR SEPARATELY DETECTING DIFFERENT WORKPIECE SURFACE DEFECTS AND ARRANGEMENT FOR PERFORMING THE PROCEDURE
DE102005050882A1 (en) System and method for optical inspection of glass panes
DE3119688A1 (en) DEVICE FOR CHECKING AN OBJECT FOR IRREGULARITIES
DE102014002582B4 (en) Method for detecting cracks in the walls of hollow glass articles
EP2022347B1 (en) Optical control of tobacco processing industry products
DE102015201823B4 (en) Device and method for the automated classification of the quality of workpieces
DE10041354A1 (en) Foreign particle or defect checking system for inspection of substrate or wafer, has size information processing device which processes size of foreign particle or defect on predetermined object
EP2851677B1 (en) Multi-line scanning method
DE102013108722B4 (en) Method and device for detecting defects of a flat surface
EP2144052A1 (en) Method and device for detecting and classifying defects
DE10110994A1 (en) Device for scanning an object, especially a freshly painted motor vehicle bodywork, has strip light sources and CCD cameras to produce dark and light areas that are used to help determine paint defect size and type
EP0249798A2 (en) Process for inspecting components of transparent material as to surface defects and inclusions
DE102012101242A1 (en) inspection procedures
DE202018103274U1 (en) Device for surface inspection of a motor vehicle
DE10006663B4 (en) Method for measuring long-wave surface structures
DE102014209000A1 (en) Optical inspection of rod-shaped articles of the tobacco processing industry
DE102012010190B4 (en) Method, device and endoscope and attachment

Legal Events

Date Code Title Description
R082 Change of representative

Representative=s name: KARO IP PATENTANWAELTE KAHLHOEFER ROESSLER KRE, DE

Representative=s name: KAHLHOEFER ROESSLER KREUELS PATENTANWAELTE PAR, DE

R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: RHEINISCH-WESTFAELISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE , DE

Free format text: FORMER OWNER: RHEINISCH-WESTFAELISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE (RWTH) AACHEN, 52062 AACHEN, DE

R012 Request for examination validly filed