DE102017223287A1

DE102017223287A1 - Method for checking the technical condition of an object

Info

Publication number: DE102017223287A1
Application number: DE102017223287.0A
Authority: DE
Inventors: Melf Schultz; Gerhard Krambeer; Stefan Leiss
Original assignee: Lufthansa Technik AG
Current assignee: Lufthansa Technik AG
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2019-06-19

Abstract

Verfahren zum Überprüfen des technischen Zustands eines Gegenstands (14), mit den Schritten Aufnehmen digitaler Bilddaten einer Oberfläche (12) des Gegenstands (14) und Erstellen eines digitalen, dreidimensionalen Oberflächenmodells (30) der aufgenommenen Oberfläche (12) aus den Bilddaten unter Verwendung einer optischen Scanvorrichtung (16), die einen handgeführten Scanner (17) aufweist, der eine Längenerstreckung I in Längsrichtung (21) des Scanners (17) aufweist, die größer ist als dessen Breite b quer zur Längsrichtung (21), wobei die Breite b nicht größer ist als 30 mm und Analysieren des Oberflächenmodells (30) im Hinblick auf Beschädigungen (34) der Oberfläche (12) des Gegenstands (14).

A method of verifying the technical condition of an article (14) comprising the steps of capturing digital image data of a surface (12) of the article (14) and creating a digital three-dimensional surface model (30) of the captured surface (12) from the image data using a optical scanning device (16) having a hand-held scanner (17) having a longitudinal extent I in the longitudinal direction (21) of the scanner (17) which is greater than its width b transverse to the longitudinal direction (21), wherein the width b is not greater than 30 mm and analyzing the surface model (30) for damage (34) to the surface (12) of the article (14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen des technischen Zustands eines Gegenstands, wie z.B. eines Teils eines Fahrzeugs.The invention relates to a method and a device for checking the technical condition of an object, such as e.g. a part of a vehicle.

Bei dem Gegenstand kann es sich allgemein um ein technisches Bauteil oder um eine technische Anlage handeln. Mit Überprüfen des technischen Zustands ist vorliegend eine Überprüfung technischer Eigenschaften, wie z.B. die Beschaffenheit einer Oberfläche, gemeint. Mit technischen Eigenschaften sind solche Eigenschaften eines technischen Gegenstands gemeint, die Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit des Gegenstands haben können und insbesondere einen Ausfall der Funktion bewirken können. Die technische Überprüfung kann Bestandteil einer Qualitätskontrolle oder einer Wartung sein. So kann es sich bei der technischen Anlage um eine Windkraftanlage, um eine Rohrleitung (Pipeline) oder um ein Fahrzeug handeln. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Landfahrzeug, wie zum Beispiel ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug, um ein Wasserfahrzeug, zum Beispiel ein Schiff, oder um ein Luftfahrtzeug und insbesondere um ein Flugzeug handeln. Der technische Zustand derartiger Fahrzeuge ist in regelmäßigen Intervallen im Rahmen einer Wartung zu untersuchen, wobei vor Allem Beschädigungen aufzudecken sind, um die Sicherheit beim Betrieb des Fahrzeugs zu gewährleisten. Hierbei sind insbesondere Teile der Fahrzeuge, wie zum Beispiel Teile eines Flugzeugtriebwerks, im Hinblick auf das Vorliegen von Beschädigungen der Oberfläche des Fahrzeugteils zu untersuchen. Insbesondere bei schnell rotierenden oder sich schnell bewegenden Teilen des Fahrzeugs, meist des Fahrzeugantriebs, wie zum Beispiel der Schaufeln des Rotors eines Flugzeugtriebwerks, kann Materialermüdung zu Beschädigungen führen.The article may generally be a technical component or a technical facility. In reviewing the technical condition, a review of technical characteristics, such as e.g. the texture of a surface, meant. By technical properties is meant those properties of a technical object which may affect the functioning of the article and, in particular, may cause a failure of the function. The technical inspection may be part of a quality control or maintenance. Thus, the technical system can be a wind turbine, a pipeline or a vehicle. The vehicle may be a land vehicle, such as a motor vehicle or a rail vehicle, a watercraft, for example a ship, or an aircraft, and more particularly an aircraft. The technical condition of such vehicles shall be inspected at regular intervals during maintenance, with particular attention being drawn to any damage which may affect the safety of the operation of the vehicle. In particular, parts of the vehicles, such as parts of an aircraft engine, are to be examined with regard to the presence of damage to the surface of the vehicle part. Especially with fast-rotating or fast-moving parts of the vehicle, usually the vehicle drive, such as the blades of the rotor of an aircraft engine, fatigue can lead to damage.

Bei derartigen Untersuchungen besteht eine Besonderheit darin, dass Beschädigungen der Oberfläche des überprüften Gegenstands vermessen werden müssen. Gerade Fahrzeugteile, die zum Beispiel aufgrund einer hohen Rotationsgeschwindigkeit einer hohen Bewegungsenergie ausgesetzt sind, unterliegen einem besonderen Verschleiß. Bereits kleine, kaum sichtbare Veränderungen oder Beschädigungen der Oberfläche können zu einer plötzlichen Funktionsstörung des Fahrzeugteils, wie zum Beispiel einem Flugzeugtriebwerk, führen.In such investigations, a peculiarity is that damage to the surface of the inspected object must be measured. Especially vehicle parts that are exposed to a high kinetic energy, for example, due to a high rotational speed, are subject to special wear. Even small, barely visible changes or damage to the surface can lead to a sudden malfunction of the vehicle part, such as an aircraft engine.

Bislang wurden die Oberflächen von Fahrzeugteilen meist durch eine visuelle Inspektion von einer Person untersucht und/oder mit Hilfe mechanischer Messinstrumente vermessen. Bei schlecht zugänglichen Fahrzeugteilen muss das Fahrzeugteil zunächst ausgebaut werden, um von dem Wartungspersonal untersucht werden zu können. Dadurch ist das Überprüfen des technischen Zustands eines Gegenstands und insbesondere eines Fahrzeugteils bislang zeitaufwendig und kostenintensiv.So far, the surfaces of vehicle parts have mostly been examined by a visual inspection of a person and / or measured by means of mechanical measuring instruments. For poorly accessible vehicle parts, the vehicle part must first be removed in order to be examined by the maintenance personnel. As a result, the checking of the technical condition of an object and in particular of a vehicle part has hitherto been time-consuming and cost-intensive.

Es ist bekannt, handgeführte Scanvorrichtungen einzusetzen, um Oberflächen von Gegenständen zu digitalisieren und so ein dreidimensionales, digitales Modell der Oberfläche zu erstellen. Zum Überprüfen des technischen Zustands eines Gegenstands sind derartige Scanvorrichtungen meist schon allein aufgrund ihrer äußeren Abmessungen ungeeignet. So sind beispielsweise die Oberflächenscanner „Creaform Handyscan 700“, „Zeiss T-Scan“ und „4D InSpec^®“ aufgrund der äußeren Abmessungen ungeeignet, schwer zugängliche Bereiche eines Gegenstands zu untersuchen. Der „Creaform Handyscan 700“ ist ca. 77 mm lang, 122 mm breit und 294 mm hoch. Der „Zeiss T-Scan“ ist ca. 300 mm lang, 170 mm breit und 150 mm hoch. Der „4D InSpec^®“ ist ca. 280 mm lang, 50 mm breit und 70 mm hoch. Insbesondere führen die Abmessungen dieser Scanner in Breitenrichtung quer zu deren Längsrichtung dazu, dass Öffnungen, hinterschnittene Bereiche, Bohrlöcher usw. nicht ausreichend erfasst werden können. Ein weiterer Nachteil kann darin bestehen, dass die Scanrichtung, in der die Aufnahme der zu erfassenden Oberfläche erfolgt, der Längsrichtung des Scanners entspricht, so dass die Aufnahme frontal erfolgt. Das Gehäuse des Scanners behindert dabei ein Ausrichten des Scanners zum Erfassen schwer zugänglicher Bereiche. Zu dem Scanner „4D InSpec^®“ wird ergänzend auf die US-Patentnummern US 7,777,895 , US 7,489,408 und US 7,230,717 verwiesen.It is known to use hand-held scanning devices to digitize surfaces of objects to create a three-dimensional, digital model of the surface. For checking the technical condition of an object such scanning devices are usually unsuitable for their external dimensions alone. Thus, the surface scanner "Creaform Handyscan 700", "Zeiss T-Scan" and "4D Inspec ^®" for example, are unsuitable due to the external dimensions to examine areas difficult to access an object. The "Creaform Handyscan 700" is about 77 mm long, 122 mm wide and 294 mm high. The "Zeiss T-Scan" is about 300 mm long, 170 mm wide and 150 mm high. The "4D InSpec ^® " is about 280 mm long, 50 mm wide and 70 mm high. In particular, the dimensions of these scanners in the width direction transverse to their longitudinal direction to the fact that openings, undercut areas, holes, etc. can not be sufficiently detected. A further disadvantage may be that the scanning direction in which the recording of the surface to be detected takes place corresponds to the longitudinal direction of the scanner, so that the recording is made frontally. The case of the scanner hinders an alignment of the scanner for detecting hard to reach areas. To the scanner "4D InSpec ^® " is supplementary to the US patent numbers US 7,777,895 . US 7,489,408 and US 7,230,717 directed.

Die Scanner Creaform Handyscan und Zeiss T-Scan tasten die zu erfassende Oberfläche nach dem Triangulationsprinzip ab, bei dem eine Lichtquelle (Laser) in einem definierten Abstand und einem definierten Winkel zu einer das reflektierte Laserlicht aufnehmenden Kamera stehen. Zum einen resultieren daraus zu große Abmessungen des Scanners, um enge und schwer zugängliche Bereiche zu erfassen. Zum anderen kann eine besondere Geometrie der abzutastenden Oberfläche den Laserstrahl abdecken, was zu einer Schattenbildung im aufgenommenen Bild führt und das Abbild der abgetasteten Oberfläche verfälscht. Zudem sind diese Scanner auf das Erfassen eines großen Oberflächenbereichs ausgelegt, was einen gewissen Abstand zu der zu erfassenden Oberfläche erfordert. Detailaufnahmen kleiner Abschnitte einer Oberfläche sind damit nur eingeschränkt möglich.The Creaform Handyscan and Zeiss T-Scan scanners scan the surface to be detected according to the principle of triangulation, in which a light source (laser) is at a defined distance and a defined angle to a camera receiving the reflected laser light. On the one hand, this results in too large dimensions of the scanner to detect narrow and difficult to access areas. On the other hand, a special geometry of the surface to be scanned cover the laser beam, which leads to a shadow formation in the recorded image and falsifies the image of the scanned surface. In addition, these scanners are designed to detect a large surface area, which requires a certain distance from the surface to be detected. Detailed images of small sections of a surface are therefore only possible to a limited extent.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Überprüfen des technischen Zustands eines Gegenstands zu erleichtern und die Genauigkeit der Überprüfung zu erhöhen.The invention has for its object to facilitate the checking of the technical condition of an object and to increase the accuracy of the review.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist definiert durch die Merkmale von Anspruch 1. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist definiert durch die Merkmale von Anspruch 13.The inventive method is defined by the features of claim 1. The Device according to the invention is defined by the features of claim 13.

Erfindungsgemäß wird eine optische Scanvorrichtung mit einem handgeführten Scanner dazu verwendet, digitale Bilddaten einer Oberfläche des Gegenstands aufzunehmen und ein digitales, dreidimensionales Oberflächenmodell der aufgenommenen Oberfläche aus den Bilddaten zu erstellen. Anschließend wird das Oberflächenmodell im Hinblick auf Beschädigungen der Oberfläche des Gegenstands analysiert. Das Analysieren des Oberflächenmodells kann visuell durch Wartungspersonal erfolgen, in dem das Oberflächenmodell auf einem Bildschirm dargestellt und untersucht wird. Alternativ oder ergänzend kann das Analysieren des Oberflächenmodells auch automatisch durch ein computergestütztes mathematisches Verfahren auf Basis der dem Oberflächenmodell zugrundeliegenden digitalen Daten erfolgen. Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist, dass der handgeführte Scanner in Längsrichtung des Scanners eine Längenerstreckung aufweist, die größer ist als dessen Breite quer zu seiner Längsrichtung. Die Breite des Scanners ist an keiner Stelle größer als 30 mm. Daraus ergibt sich insgesamt ein langgestrecktes Handstück des Scanners mit geringen Querabmessungen von maximal 30 mm, wodurch auch schwer zugängliche und mit mechanischen Messinstrumenten nur schwer zu erreichende Abschnitte der Oberfläche untersucht werden können.According to the invention, an optical scanning device with a hand-held scanner is used to capture digital image data of a surface of the object and to create a digital, three-dimensional surface model of the recorded surface from the image data. Subsequently, the surface model is analyzed for damage to the surface of the article. The analysis of the surface model can be done visually by maintenance personnel, in which the surface model is displayed and examined on a screen. Alternatively or additionally, the analysis of the surface model can also be carried out automatically by a computer-aided mathematical method on the basis of the digital model underlying the surface model. Of particular importance for the invention is that the hand-held scanner has a longitudinal extent in the longitudinal direction of the scanner, which is greater than its width transverse to its longitudinal direction. The width of the scanner is no larger than 30 mm at any point. This results in a total of an elongated handpiece of the scanner with small transverse dimensions of a maximum of 30 mm, which also hard to reach and difficult to reach with mechanical measuring instruments sections of the surface can be examined.

Vorzugsweise ist die Breite des handgeführten Scanners quer zu dessen Längsrichtung nicht größer als 20 mm. Die Aufnahme der Bilddaten erfolgt bei einer geeigneten Ausführungsform in einer Aufnahmerichtung, die quer zur Längsrichtung des Scanners verläuft. In Verbindung mit den geringen Querabmessungen kann der Scanner dadurch in kleine Öffnungen oder andere schlecht zugängliche Bereiche eingeführt werden.Preferably, the width of the hand-held scanner transversely to the longitudinal direction is not greater than 20 mm. The image data is taken in a suitable embodiment in a recording direction which extends transversely to the longitudinal direction of the scanner. In combination with the small transverse dimensions, the scanner can be inserted into small openings or other areas that are difficult to access.

Von Vorteil ist es, wenn das dreidimensionale Oberflächenmodell nach der aus dem Bereich der digitalen Fotografie bekannten Methode des Stitching aus Einzelaufnahmen zusammengefügt wird. Dadurch ist es möglich, das Oberflächenmodell aus wenigen Einzelaufnahmen zu erstellen. Beim Bewegen des handgeführten Scanners entlang der aufzunehmenden Oberfläche werden die Einzelaufnahmen in zeitlicher Folge erstellt. Anschließend werden die Einzelaufnahmen miteinander verglichen, um einander entsprechende Bereiche in den Aufnahmen zu identifizieren. Beim Zusammenfügen der Einzelaufnahmen werden die einander entsprechenden Bereiche jeder Aufnahme so übereinadergelegt, dass ein möglichst nahtloses Gesamtbild der Oberfläche entsteht. Die Größe dieses Gesamtbildes ist größer als der Scanbereich jeder Einzelaufnahme.It is advantageous if the three-dimensional surface model is assembled from single images according to the method of stitching known from the field of digital photography. This makes it possible to create the surface model from a few individual images. When moving the hand-held scanner along the surface to be recorded, the individual shots are created in chronological order. Subsequently, the individual images are compared with each other to identify corresponding areas in the images. When assembling the individual images, the mutually corresponding regions of each image are superimposed in such a way that a seamless overall image of the surface results. The size of this overall image is larger than the scan area of each individual image.

Vorteilhaft ist es, wenn das Oberflächenmodell bereits während des Scannens kontinuierlich angezeigt wird, beispielsweise auf einem mit der Scanvorrichtung verbundenen Bildschirm.It is advantageous if the surface model is already displayed continuously during the scanning, for example on a screen connected to the scanning device.

Das Analysieren des Oberflächenmodells kann erfolgen, indem zunächst eine Ebene in dem Oberflächenmodell identifiziert wird. Zum Beispiel können Bildpunkte des digitalen Datensatzes des dreidimensionalen Oberflächenmodells ermittelt werden, die in einer gemeinsamen Ebene liegen. Anschließend kann nach Bereichen des Oberflächenmodells gesucht werden, die von der Ebene um mindestens einen vorgegebenen Abstand abweichen. Beispielsweise können solche Bildpunkte gesucht werden, die nicht in der identifizierten Ebene liegen oder von dieser Ebene um mindestens den vorgegebenen Abstand abweichen. Die von der Ebene abweichenden Bereiche können als beschädigte Bereiche der Oberfläche klassifiziert werden. Alternativ oder ergänzend kann die Ebene oder ein in der Ebene enthaltener Bereich des Oberflächenmodells als unbeschädigter Bereich der Oberfläche klassifiziert werden. Beispielsweise können Punkte des das Oberflächenmodell bildenden Datensatzes, die in der Ebene oder unterhalb eines vorgegebenen Abstands zu der Ebene liegen, als unbeschädigte Punkte der Oberfläche klassifiziert werden.Analyzing the surface model can be done by first identifying a plane in the surface model. For example, pixels of the digital data set of the three-dimensional surface model can be determined which lie in a common plane. Subsequently, it is possible to search for areas of the surface model which deviate from the plane by at least a predetermined distance. For example, those pixels can be searched that are not in the identified plane or deviate from this plane by at least the given distance. The off-plan areas can be classified as damaged areas of the surface. Alternatively or additionally, the plane or an area of the surface model contained in the plane can be classified as undamaged area of the surface. For example, points of the dataset forming the surface model that lie in the plane or below a predetermined distance to the plane may be classified as undamaged points of the surface.

Das Oberflächenmodell kann durch Anwendung der Methode des aktiven Wellenfront-Samplings (Active Wavefront Sampling - AWS) erstellt werden. Das Verfahren des Active Wavefront Sampling zur Erstellung eines dreidimensionalen Computermodells einer Oberfläche wurde im Jahr 2006 unter dem Titel „Three dimensional surface imaging using AWS“ von Federico Frigerio am Department of Mechanical Engineering des Massachusetts Institut of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA beschrieben. Eine weitere Offenbarung dieses Verfahrens ist zu finden in US 8,369,579 B2 .The surface model can be created by using Active Wavefront Sampling (AWS). The Active Wavefront Sampling method for creating a three-dimensional computer model of a surface was described in 2006 under the title "Three dimensional surface imaging using AWS" by Federico Frigerio at the Department of Mechanical Engineering of the Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts. Another disclosure of this method can be found in US 8,369,579 B2 ,

Die Erfindung bietet den Vorteil einer einfachen, schnellen und besonders genauen Ermittlung von Beschädigungen der Oberfläche eines Gegenstands, insbesondere an schwer zugänglichen Bereichen eines zu überprüfenden Fahrzeugs. Insbesondere müssen zu untersuchende Fahrzeugteile nicht länger ausgebaut werden, um eine Inspektion und Vermessung vorzunehmen. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Überprüfen des technischen Zustands eines Teils eines Flugzeuges, wie zum Beispiel eines Gehäuses (Containment Case).The invention offers the advantage of a simple, fast and particularly accurate determination of damage to the surface of an object, in particular in hard to reach areas of a vehicle to be checked. In particular, vehicle parts to be examined need no longer be removed to perform an inspection and survey. Particularly advantageous is the inventive method for checking the technical condition of a part of an aircraft, such as a housing (containment case).

Vorteilhaft ist es ferner, wenn das Oberflächenmodell, die das Oberflächenmodell bildenden digitalen Daten, die in dem Oberflächenmodell identifizierte Ebene und/oder die von der Ebene abweichenden Bereiche zusammen mit einem zugehörigen Zeitpunkt in einer Datenbank gespeichert werden. Bei dem zugehörigen Zeitpunkt kann es sich um den Zeitpunkt der Aufnahme der Bilddaten, um den Zeitpunkt des Erstellens des Oberflächenmodells oder um den Zeitpunkt des Analysierens des Oberflächenmodells handeln. Ein Vergleichen der gespeicherten Daten verschiedener Zeitpunkte kann erfolgen, um Veränderungen der Oberfläche mit der Zeit erfassen zu können. Denkbar ist dabei, zu beobachten, wie sich ein als mögliche Beschädigung der Oberfläche erkannter Bereich mit der Zeit verändert. Wenn keine Veränderung über der Zeit erfolgt, kann dies als Hinweis darauf angesehen werden, dass die erkannte Abweichung von der Ebene als unkritisch anzusehen ist. Wenn hingegen eine weitere Veränderung über der Zeit erkannt wird, kann dies als Hinweis darauf angesehen werden, dass es sich um eine kritische Veränderung oder um eine Beschädigung handelt.It is furthermore advantageous if the surface model, the digital data forming the surface model, the plane identified in the surface model and / or the regions deviating from the plane together with an associated one Time saved in a database. The associated time may be the time of taking the image data, the time of creating the surface model, or the time of analyzing the surface model. A comparison of the stored data of different times can be made in order to be able to detect changes in the surface over time. It is conceivable to observe how a region recognized as possible damage to the surface changes over time. If no change occurs over time, this can be taken as an indication that the detected deviation from the plane is not critical. Conversely, detecting a further change over time may be taken to indicate that it is a critical change or damage.

Erfindungsgemäß wird zudem eine Vorrichtung zum Überprüfen des technischen Zustands eines Gegenstands bereitgestellt, die eine optische Scanvorrichtung aufweist, die zum Aufnehmen digitaler Bilddaten einer Oberfläche des Gegenstands und zum Erstellen eines digitalen, dreidimensionalen Oberflächenmodells der aufgenommenen Oberfläche aus den Bilddaten ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zudem eine Auswertevorrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, das Oberflächenmodell im Hinblick auf Beschädigungen der Oberfläche des Fahrzeugteils zu analysieren. Insbesondere kann die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet sein, die oben beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen.According to the invention, there is also provided an apparatus for verifying the technical condition of an article comprising an optical scanning device adapted to receive digital image data of a surface of the article and to form a digital three-dimensional surface model of the captured surface from the image data. The device according to the invention also has an evaluation device, which is designed to analyze the surface model with regard to damage to the surface of the vehicle part. In particular, the evaluation device may be designed to carry out the method steps described above.

Im Folgenden wird anhand der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels und
2 eine schematische Schnittdarstellung des Oberflächenmodells.

In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to FIGS. Show it:

1 a schematic representation of the embodiment and
2 a schematic sectional view of the surface model.

Untersucht wird die Oberfläche 12 eines Gegenstands in Form eines Fahrzeugteils 14, bei dem es sich beispielsweise um einen Teil eines Gehäuses handelt. Ein handgeführter Scanner 17 einer optischen Scanvorrichtung 16 wird dazu verwendet, die Oberfläche 12 optisch abzutasten. Hierzu wird der Scanner 17 in Richtung des Pfeils 18 in 1 entlang der Oberfläche 12 geführt. Die Datenaufnahme ist jedoch grundsätzlich nicht richtungsgebunden und kann in beliebigen Richtungen erfolgen. Die Scanvorrichtung 16 erstellt aus den aufgenommenen Bilddaten ein virtuelles, dreidimensionales Modell 30 der Oberfläche 12. Die digitalen Daten des Oberflächenmodells 30 werden an eine Auswertevorrichtung 20 übertragen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Datenübertragung über ein Datenkabel 31. Eine drahtlose Datenübertragung, zum Beispiel per WLAN, ist jedoch ebenfalls denkbar.The surface is examined 12 an article in the form of a vehicle part 14 , which is, for example, a part of a housing. A hand-held scanner 17 an optical scanning device 16 is used to the surface 12 optically scan. This is the scanner 17 in the direction of the arrow 18 in 1 along the surface 12 guided. However, the data acquisition is basically not directional and can be done in any direction. The scanning device 16 creates a virtual, three-dimensional model from the recorded image data 30 the surface 12 , The digital data of the surface model 30 are sent to an evaluation device 20 transfer. In the embodiment shown, the data transmission takes place via a data cable 31 , However, wireless data transmission, for example via WLAN, is also conceivable.

Grundsätzlich besteht die Besonderheit der Erfindung darin, dass der handgeführte Scanner 17 ein langgestrecktes dünnes Handstück darstellt, dessen Längenerstreckung I in Längsrichtung 21 des Scanners 17 größer ist als dessen Breite b. Die Breite ist nirgends größer als 30 mm und beträgt vorzugsweise weniger als 20 mm. Bei einer Ausführungsform kann die Länge I des Scanners ca. 250 mm betragen, während dessen Breite b in einer ersten Richtung quer zur Längsrichtung 21 ca. 16 mm beträgt und in einer zweiten Richtung quer zur Längsrichtung 21 und quer zu der ersten Breitenrichtung ca. 14 mm beträgt. Das durch den Scanner 17 gebildete Handstück kann eine im Wesentlichen zylindrische Form oder eine Quaderform aufweisen.Basically, the peculiarity of the invention is that the hand-held scanner 17 represents an elongated thin handpiece whose length extension I longitudinal 21 of the scanner 17 is greater than its width b , The width is nowhere greater than 30 mm and is preferably less than 20 mm. In one embodiment, the length l of the scanner may be about 250 mm while its width b in a first direction transverse to the longitudinal direction 21 is about 16 mm and in a second direction transverse to the longitudinal direction 21 and about 14 mm transverse to the first width direction. That through the scanner 17 formed handpiece may have a substantially cylindrical shape or a cuboid shape.

An seinem distalen Ende ist der Scanner 17 mit einer seitlich abgewinkelten Aufnahmespitze 23 versehen, die es ermöglicht, die Oberfläche 12 in einer Aufnahmerichtung 19 abzutasten, die quer zu der Längsrichtung 21 des Scanners 17 verläuft. Durch das seitliche Abtasten quer zur Längsrichtung 21 und durch die geringen Breitenabmessungen des Scanners 17 quer zu dessen Längsrichtung 21 können nun erstmals auch solche Bereiche einer Oberfläche 12 abgetastet werden, die mit herkömmlichen Messmethoden nur schwer zugänglich waren oder nicht erreicht werden konnten.At its distal end is the scanner 17 with a laterally angled receiving tip 23 provided that allows the surface 12 in a recording direction 19 to scan across the longitudinal direction 21 of the scanner 17 runs. By the lateral scanning transversely to the longitudinal direction 21 and the small width dimensions of the scanner 17 transverse to its longitudinal direction 21 For the first time, such areas of a surface can also be used 12 be scanned, which were difficult to access or could not be achieved with conventional measurement methods.

Die Auswertevorrichtung 20 untersucht die Daten des Oberflächenmodells 30 im Rahmen einer Bildverarbeitung und unter Anwendung einer Mustererkennung, um eine Ebene 32 in dem Oberflächenmodell 30 zu identifizieren.The evaluation device 20 examines the data of the surface model 30 as part of an image processing and applying a pattern recognition to a plane 32 in the surface model 30 to identify.

In 2 ist das aus digitalen Bildpunkten 22, 24, 26, 28 bestehende virtuelle Oberflächenmodell 30 der Oberfläche 12 dargestellt. Die Auswertevorrichtung 20 identifiziert zunächst eine Ebene und Punkte 22, die in der gemeinsamen Ebene liegen. Anschließend werden Bereiche des Oberflächenmodells 30 gesucht, die von der Ebene 32 um mindestens einen vorgegebenen Abstand abweichen. Dies sind die Punkte 24, 25, 26, 27 und 28. Diese Punkte 24 - 28 entsprechen einer Abweichung von der Ebene 32 in Form einer Einkerbung 34 in der Oberfläche 12.In 2 is that from digital pixels 22 . 24 . 26 . 28 existing virtual surface model 30 the surface 12 shown. The evaluation device 20 first identifies a plane and points 22 that lie in the common plane. Subsequently, areas of the surface model become 30 wanted by the level 32 deviate by at least a predetermined distance. These are the points 24 . 25 . 26 . 27 and 28 , These points 24 - 28 correspond to a deviation from the plane 32 in the form of a notch 34 in the surface 12 ,

Das in 2 dargestellte Oberflächenmodell 30 kann von der Auswertevorrichtung 20 auf einem Bildschirm 36 dargestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, dass das Analysieren des Oberflächenmodells 32 im Hinblick auf Beschädigungen 34 der Oberfläche 12 auch von einer Person ausgeführt werden kann.This in 2 illustrated surface model 30 can from the evaluation device 20 on a screen 36 being represented. In this way it is possible to analyze the surface model 32 in terms of damage 34 the surface 12 can also be performed by one person.

Die Auswertevorrichtung 20 ist mit einer Datenbank 38 versehen, in der das Oberflächenmodell 30 und insbesondere die Punkte 22, 24, 25, 26, 27, 28 und die Ebene 32 zusammen mit dem Zeitpunkt des Aufnehmens der jeweiligen digitalen Bilddaten gespeichert werden. Bei nachfolgenden Überprüfungen des technischen Zustands des Fahrzeugteils 14 werden die jeweiligen Daten mit den zugehörigen Zeitpunkten der nachfolgenden Überprüfungen gespeichert und mit den gespeicherten Daten früherer Messungen verglichen. Dadurch ist es möglich, Veränderungen der Oberfläche 12 und insbesondere der Beschädigung 34 mit der Zeit zu erkennen und auszuwerten.The evaluation device 20 is with a database 38 provided in which the surface model 30 and especially the points 22 . 24 . 25 . 26 . 27 . 28 and the plane 32 stored together with the timing of taking the respective digital image data. On subsequent checks of the technical condition of the vehicle part 14 the respective data are stored with the respective times of the subsequent checks and compared with the stored data of previous measurements. This makes it possible to change the surface 12 and especially the damage 34 to recognize and evaluate over time.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7777895 [0005]
US 7489408 [0005]
US 7230717 [0005]
US 8369579 B2 [0014]

Claims

A method of checking the technical condition of an item (14), comprising the steps Capturing digital image data of a surface (12) of the article (14) and creating a digital three-dimensional surface model (30) of the captured surface (12) from the image data using an optical scanning device (16) comprising a hand-held scanner (17) a longitudinal extent I in the longitudinal direction (21) of the scanner (17) which is greater than its width b transversely to the longitudinal direction (21), wherein the width b is not greater than 30 mm and Analyzing the surface model (30) for damage (34) to the surface (12) of the article (14).

Method according to Claim 1 , characterized in that the recording of the digital image data in a transversely to the longitudinal direction (21) arranged receiving direction (19).

Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the three-dimensional surface model (30) is assembled by the method of stitching from individual shots.

Method according to one of Claims 1 - 3 characterized by identifying a plane (32) in the surface model (30).

Method according to Claim 4 characterized by searching for areas of the surface model (30) that deviate from the plane (32) by at least a predetermined distance.

Method according to Claim 5 characterized by classifying the areas other than the plane (32) as damaged areas of the surface (12).

Method according to Claim 5 or 6 characterized by classifying areas of the surface model (30) contained in the plane (32) as undamaged areas of the surface (12).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the surface model is created using the Active Wavefront Sampling (AWS) method.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the surface model is created and analyzed without touching the surface (12).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the object (14) is part of an aircraft.

Method according to one of the preceding claims, characterized by storing the surface model, the plane (32) and / or the regions deviating from the plane (32) together with an associated point in time in a database (38) and comparing the stored data of different points in time To detect changes in the surface (12) over time.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the three-dimensional surface model (30) is continuously displayed during the recording of the digital image data.

Device for checking the technical condition of an object (14), with an optical scanning device (16) which is designed to record digital image data of a surface (12) of the object (14) and to create a digital three-dimensional surface model (30) of the recorded surface (12) from the image data and which comprises a hand-held scanner ( 17) having a longitudinal extent I in the longitudinal direction (21) of the scanner (17) which is greater than its width b transversely to the longitudinal direction (21), wherein the width b is not greater than 30 mm, and an evaluation device (20), which is designed to analyze the surface model (30) with regard to damage (34) of the surface (12) of the vehicle part (14).

Device according to the preceding claim, characterized in that the scanner (17) for receiving the image data in a transversely to the longitudinal direction (21) arranged receiving direction (19) is formed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device for creating the three-dimensional surface model (30) is formed from individual recordings by the method of stitching.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device (20) for identifying a plane (32) in the surface model (30) and searching for areas of the surface model (30) of the plane (32) by at least one deviate predetermined distance is formed.

Device according to the preceding claim, characterized in that the evaluation device (20) for classifying the areas deviating from the plane (32) is damaged Portions of the surface (12) and / or regions of the surface model (30) contained in the plane (32) for classification are designed as undamaged regions of the surface (12).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning device (16) for creating the surface model (30) using the method of active wavefront sampling (Active Wavefront Sampling - AWS) is formed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device (20) for storing the surface model (30), the plane (32) and / or the deviating from the plane (32) areas together with an associated time in a database ( 38), as well as for comparing the stored data of different times is designed to detect changes in the surface (12) over time.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is designed for continuously displaying the three-dimensional surface model (30) during the recording of the image data.