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Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zur Messung eines Objekts.
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Bei der massenhaften Produktion von Bauteilen unterliegen die einzelnen Bauteile Fertigungstoleranzen bezüglich der Geometrie und möglichen Defekten. Zur Überprüfung ob die Toleranzen eingehalten werden und ob Defekte in dem Bauteil vorhanden sind, werden Messungen an den Bauteilen durchgeführt. Ein zu messendes Bauteil ist bei der Messung zunächst unbekannt. Dies kann die gesamte Geometrie des Bauteils oder lediglich Teile der Geometrie des Bauteils betreffen. Auch bei bekannter Soll-Geometrie weist das zu messende Bauteil unbekannte Abweichungen hiervon auf, wobei diese Abweichungen oftmals zu prüfen sind.
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Bekannt ist, vor dem Start der Messung zu definieren, wie die gesamte Ermittlung der Messdaten durchgeführt wird. Dabei können jedoch Nachmessungen nötig werden, wenn bei der anfänglichen Messung Bereiche des Bauteils, die für die Ermittlung der Geometrie des Bauteils benötigt werden, nicht mit genügend höher Qualität erfasst wurden.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein computerimplementiertes Verfahren bereitzustellen, das eine erhöhte Effizienz aufweist.
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Hauptmerkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 und 15 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 14.
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In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zur Messung eines Objekts, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte aufweist: Ermitteln von Messdaten mittels einer durchstrahlenden Messung des Objekts, wobei die Messdaten eine digitale Darstellung des Objekts mit einer Vielzahl von Bildinformationen des Objekts erzeugen; und Durchführen der nachfolgenden Schritte zumindest vor einem Beenden des Ermittelns von Messdaten: Analysieren zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts; Optimieren mindestens eines Aufnahmeparameters der durchstrahlenden Messung mittels des analysierten Teils der digitalen Darstellung des Objekts; und Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des mindestens einen Aufnahmeparameters.
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Mit der Erfindung wird ein computerimplementiertes Verfahren zur Messung eines Objekts bereitgestellt, das während der Ermittlung der Messdaten Informationen verwendet, die sich aus der Ermittlung der Messdaten ergeben, um die Ermittlung der Messdaten zu beeinflussen. Diese Informationen können aus einer Analyse des Objekts erhalten werden, wobei lediglich ein Teil der digitalen Darstellung analysiert werden muss. Die Nominalgeometrie des zu messenden Objekts kann vor Durchführung bzw. Beginn der Messung bekannt oder unbekannt sein. Die Analyse kann dabei das Objekt zum Beispiel im Hinblick auf mindestens ein vordefiniertes Konformitätskriterium für das Objekt untersuchen. Das Ergebnis der Analyse wird verwendet, um die Aufnahmeparameter der durchstrahlenden Messung zu optimieren, die für die Ermittlung der Messdaten verwendet werden. Die Optimierung kann den mindestens einen Aufnahmeparameter dabei so verändern, dass die ermittelten Messdaten besser für die durchführenden Analysen geeignet sind. So kann in der Analyse z. B. festgestellt werden, dass die Oberflächen des analysierten Teils des Objekts lediglich mit ungenügender Genauigkeit abgebildet werden. In diesem Fall kann der mindestens eine Aufnahmeparameter z. B. so optimiert werden, dass die Abbildung des analysierten Teils des Objekts genauer wird. Die Verwendung der Informationen, die sich aus der Ermittlung der Messdaten ergeben, können im laufenden Messbetrieb desselben Objekts mit dem Schritt Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des mindestens einen optimierten Aufnahmeparameters die Ermittlung der Messdaten des Objekts beeinflussen. Die Optimierung des Aufnahmeparameters und das Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten werden vor der Beendigung des Schritts Ermitteln von Messdaten durchgeführt. Damit stellt das computerimplementierte Verfahren eine adaptive Messung des Objekts bereit, die zeitliche Ressourcen effizient nutzt und während der Ermittlung der Messdaten eine Optimierung der durchstrahlenden Messung durchführt. Damit werden u. a. zusätzliche Messungen vermieden, die gewonnene Zeit kann dann z. B. dafür verwendet werden, um die Qualität der Messdaten der Messungen zu erhöhen.
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Bei der Messung handelt es sich um eine durchstrahlende Messung, z. B. mit Röntgenstrahlung, Neutronen oder Ultraschall. Bei einer durchstrahlenden Messung kann die Analyse auf Grundlage von 2D-Durchstrahlungsbildern, eines rekonstruierten 3D-Volumens oder beides in Kombination durchgeführt werden.
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Aufnahmeparameter einer Projektion können die Durchstrahlungsgeometrie der Projektion sein, und/oder Einstelloptionen, die bei der Durchstrahlung eines Objektes eingestellt werden können, beispielsweise Strom, Spannung und Vorfilterung der Röhre, die Belichtungszeit, der Gain-Faktor, die verwendete Röhre, z. B. Mikro- oder Nanofokus-Röhre, das verwendete Target, z. B. Reflektions- oder Transmissionstarget, der verwendete Detektor, z. B. Flächen- oder Zeilendetektor, oder ein mögliches Binning des Detektors. Falls energieselektive Detektoren verwendet werden, kann die Wahl der Energie-Bins eine Einstelloption sein.
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Die digitale Darstellung des Objekts kann eine Volumendarstellung, eine Schnittdarstellung, eine Projektionsdarstellung und/oder eine Oberflächendarstellung sein. Die Volumendarstellung kann z. B. aus einer Vielzahl von Projektionsdarstellungen abgeleitet werden. Die Oberflächendarstellung kann z. B. aus einer Volumendarstellung oder im Falle der Photogrammetrie und Streifenprojektion aus einer Vielzahl von Kamerabildern bzw. Messbildern abgeleitet werden.
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Die durchstrahlende Messung wird mittels einer Vorrichtung durchgeführt, die Messdaten aus einer Durchstrahlungsgeometrie um das Objekt ermittelt. Dabei wird das Objekt aus verschiedenen Durchstrahlungsrichtungen durchstrahlt. Eine Durchstrahlungsgeometrie beschreibt die Richtung, in der das Objekt durchstrahlt wird, aber auch Position des durchstrahlten Bereichs und die Vergrößerung. Ganz allgemein kann die Durchstrahlungsgeometrie durch die Lage der Röntgenquelle und des Detektors relativ gesehen zu dem Messobjekt beschrieben werden. Daraus ergeben sich neun geometrische Freiheitsgrade: für die Translation jeweils drei Freiheitsgrade für die Röhre und den Detektor und für die Rotation drei Freiheitsgrade für den Detektor. Eine Durchstrahlungsgeometrie kann bzgl. des Messobjektes, aber auch bzgl. der Vorrichtung zur Messung des Objekts definiert sein.
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Unter die Analyse kann z. B. das Analysieren mindestens einer dimensionellen Messgröße zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts fallen. Dabei kann z. B. eine Rekonstruktion, eine Segmentierung und/oder eine Oberflächenbestimmung der Messdaten verstanden werden, auf die eine weitere Analyse folgen kann. Dabei kann z. B. eine dimensionelle Analyse, insbesondere auf Maß, Form, Lage, Welligkeit, Rauheit, Wandstärken, Soll-Ist-Vergleich von definierten Geometrien bzw. in definierten Bereichen, eine Defektanalyse, insbesondere auf Poren, Lunker, Einschlüsse, Risse, Porositäten oder Gefügeauflockerungen, und/oder eine Materialanalyse, insbesondere eine Faserverbundanalysen oder eine Schaumstrukturanalyse, durchgeführt werden. Weiter kann alternativ oder zusätzlich eine Erfassung der Oberfläche, eine Erfassung des Bauteilinneren, d. h. des Materials oder eine Analyse nach Vollständigkeit bei Baugruppen, z. B. nach einem fehlenden Element, durchgeführt werden.
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Um die Analyse hinsichtlich dieser Eigenschaften durchzuführen, können unterschiedliche Herangehensweisen gewählt werden, z. B. die Auswertung von dreidimensionalen Messdaten, die aus durchstrahlenden Messungen eines Objekts ermittelt werden.
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Es kann alternativ oder zusätzlich eine Auswertung von zweidimensionalen Messdaten durchgeführt werden. Damit können auch ohne Rekonstruktion die durchstrahlenden Messungen direkt analysiert werden. Dies kann direkt auf unbearbeiteten Durchstrahlungsbildern geschehen. Hierzu können auch mehrere Durchstrahlungsbilder unterschiedlicher Durchstrahlungsgeometrien gemeinsam berücksichtigt werden.
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Alternativ kann ein Referenzbild verwendet werden, um etwaige Defekte in den Bildern besser ermitteln zu können, z. B. ein Differenzbild bzgl. einer durchstrahlenden Vergleichsmessung einer vorherigen Messung eines ähnlichen Objekts, das gemittelt sein kann, oder ein Differenzbild bzgl. einer Simulation einer zumindest ähnlichen Durchstrahlung der Soll-Geometrie. Neben konventionellen Algorithmen zur Defekterkennung von zweidimensionalen Messungen kann auch eine künstliche Intelligenz trainiert werden, um mit großer Zuverlässigkeit die Defekte zu identifizieren. Vorteilhaft kann sein, lokal Informationen von anderen Sensoren für die Auswertung heranzuziehen, insbesondere Ultraschall für Defekt- und sonstige Material-Analysen oder optische und taktile Sensoren für die dimensionelle Messtechnik.
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Wird die vorläufige Analyse der bereits vorliegenden Messdaten durchgeführt, können diese zum Beispiel insbesondere hinsichtlich der Fragestellung untersucht werden, ob die benötigte Qualität der Messdaten bereits erreicht wurde, wobei dies nicht zwingend global, sondern auch lokal durchgeführt werden kann. Dies kann eine für das gesamte Messvolumen vorgegebene globale Mindestqualität der Messdaten sein, oder eine in Abhängigkeit vom Ort oder von einer zu messenden Eigenschaft definierte lokale Mindestqualität der Messdaten. Die Mindestqualität kann dabei auch automatisch anhand der in einem Auswerteplan vorgegebenen, zu prüfenden Messgrößen, ggf. inkl. Toleranzen, ermittelt werden. Weiter wird die Lage des aktuellen Messergebnisses bezüglich des Toleranzintervalls ermittelt. Wird zusätzlich eine Abschätzung der Messunsicherheit, z. B. auf Basis der derzeitigen Qualität der Messdaten, aber auch auf Basis von Erfahrungswerten, berücksichtigt, kann ermittelt werden, ob sich die Größe sicher innerhalb oder außerhalb des Toleranzintervalls befindet. Dadurch wäre bereits eine sichere Aussage über die benötigte Qualität der Messdaten möglich. Lässt sich diese Aussage nicht treffen, sind noch weitere Informationen in diesem Bereich nötig. Falls keine Mindestqualität der Messdaten, explizit oder implizit über Messaufgaben, definiert wurde, kann die Qualität der Messdaten dennoch analysiert werden, um diejenigen Bereiche zu identifizieren, in denen die Qualität der Messdaten am geringsten ist.
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Anhand dieser Informationen kann entschieden werden, ob eine weitere Durchführung der Messung noch nötig ist, oder ob die vorliegenden Informationen ausreichen, um die definierte Messaufgabe zu bearbeiten. Dabei können optimierte Aufnahmeparameter für die folgenden Durchstrahlungsbilder ermittelt werden.
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Es kann jeweils ein Toleranzbereich vorgegeben sein, der für die Entscheidung über die Konformität des Bauteils relevant sind. Die durchzuführenden Messungen sind oftmals in einem Auswerteplan definiert. Ein Konformitätskriterium kann z. B. eine vorgegebene Toleranz sein, die geprüft wird.
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Der Teil der digitalen Darstellung des Objekts wird aus den bisher ermittelten Messdaten gebildet.
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In vielen Fällen ist eine Bestimmung der, ggf. lokalen, Qualität der Messdaten nötig. Zusätzlich kann eine Bestimmung der lokalen Unsicherheit aus der Qualität der Messdaten durchgeführt werden, die in Bezug zu dem ermittelten Messergebnis und einer Toleranz, sowie der Lage des ermittelten Messergebnisses innerhalb dieser Toleranz, gesetzt werden kann. Im Fall der dimensionellen Messtechnik können die lokalen Volumendaten analysiert werden, um eine lokale Unsicherheit der Messung, z. B. die Position der Oberfläche oder an die Oberfläche angepasste Geometrieelemente, abzuschätzen. Bei der Defektanalyse und anderen Materialanalysen können beispielsweise die Auflösung der Daten, z. B. anhand der Punktspreizfunktion, und das Rauschen, z. B. des Signal-Rausch-Verhältnisses, herangezogen werden, um die Qualität der Messdaten zu ermitteln. Hieraus kann abgeleitet werden, ob Details einer gewissen Größe, z. B. kleine Strukturen, Defekte oder Fasern, bei der vorliegenden Qualität der Messdaten mit einer gewissen Sicherheit bzw. Unsicherheit erkannt werden können. Daraus kann eine sogenannte „contrast detail detectability“ abgeleitet werden.
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In einem anderen Beispiel einer durchstrahlenden Messung kann die Fragestellung sein, ob bei der Qualität der Messdaten die Details der definierten Größe, die üblicherweise Grauwertschwankungen in den Messdaten verursachen, überhaupt von den von Rauschen und/oder von Artefakten verursachten Grauwertschwankungen sicher unterschieden werden können.
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Die Qualität der Messdaten kann weiter mittels einer Analyse der Homogenität der Daten, um z. B. Streifen- oder Strahlaufhärtungsartefakte zu erkennen, sowie weiteren Methoden ermittelt werden.
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Weiterhin können für unterschiedliche Analysen Erfahrungswerte verwendet werden, um die lokale Qualität der Messdaten und/oder Unsicherheit abzuschätzen. Dazu kann in einem bestimmten Bereich eine gewisse Qualität der Messdaten bzw. Unsicherheit der Messdaten erwartet werden, wenn dieser Bereich von einer gewissen Anzahl von Durchstrahlungsbildern erfasst wurde. Dies kann z. B. aus der Spezifikation des verwendeten CT-Systems abgeleitet werden.
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Bei einer zweidimensionalen Messung bzw. Analyse kann eine Unsicherheit beispielsweise aus Aufnahmeparametern wie der Größe des Röntgenspots oder der Auflösung des Detektors abgeleitet werden. Alternativ oder zusätzlich können Parameter wie das Rauschen oder der Kontrast in den Durchstrahlungsbildern analysiert werden.
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Die Schritte Analysieren zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts, Optimieren mindestens eines Aufnahmeparameters der durchstrahlenden Messung mittels des analysierten Teils der digitalen Darstellung des Objekts; und Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des mindestens einen Aufnahmeparameters können iterativ durchgeführt werden.
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Der Schritt Durchführen der nachfolgenden Schritte zumindest vor einem Beenden des Ermitteins von Messdaten kann mehrmals hintereinander mit zusätzlichen oder anderen durch den Schritt Ermitteln von Messdaten erhaltenen Messdaten durchgeführt werden.
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Gemäß einem Beispiel kann das Verfahren während des Schritts Ermitteln von Messdaten weiter die folgenden Schritte aufweisen: Ermitteln einer geschätzten Materialzusammensetzung und einer geschätzten digitalen Darstellung des Objekts mittels ermittelter Messdaten der durchstrahlenden Messung des Objekts; wobei im Schritt Optimieren mindestens eines Aufnahmeparameters der durchstrahlenden Messung die geschätzte Materialzusammensetzung und die geschätzte digitale Darstellung des Objekts berücksichtigt wird.
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Die Ermittlung der geschätzten digitalen Darstellung mittels der geschätzten Materialzusammensetzung kann für Objekte umfassend Mono- und Multi-Material durchgeführt werden. Die ersten geschätzten digitalen Darstellungen müssen nicht zwingend für eine Rekonstruktion verwendet werden. Soll ein unbekanntes Objekt gescannt werden, sind zunächst keine Aufnahmeparameter bekannt. Um sinnvolle Paramater zu bestimmen, sind nicht nur die Ausmaße des Objekts interessant, sondern auch die Materialzusammensetzung. Bei Metall werden beispielsweise höhere Photonenenergien benötigt als bei Kunststoff. Anhand von ersten Durchstrahlungsbildern kann zunächst eine grobe Geometrie abgeschätzt werden, z. B. eine konvexe Hülle anhand der nicht abgeschwächten Bereiche auf dem Detektor. Durch eine Analyse der durch die Geometrie abgeschwächten Strahlung kann abgeschätzt werden, um welche Materialzusammensetzung es sich handeln könnte, z. B. mit Unterstützung einer Liste von möglichen Materialien. Diese Informationen können genutzt werden, um passende bzw. optimierte Aufnahmeparameter abzuschätzen, die z. B. eine ausreichende Durchstrahlung ermöglichen.
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In einem weiteren Beispiel können im Schritt Ermitteln von Messdaten mittels einer durchstrahlenden Messung des Objekts mindestens zwei verschiedene Spektren für das Ermitteln von Messdaten verwendet werden.
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Die Nutzung unterschiedlicher Spektren vereinfacht dies bzw. ermöglicht eine genauere Ermittlung der Materialzusammensetzung.
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Gemäß einem weiteren Beispiel kann der Schritt Optimieren mindestens eines Aufnahmeparameters der durchstrahlenden Messung mittels des analysierten Teils der digitalen Darstellung des Objekts den folgenden Schritt aufweisen, wobei der mindestens eine Aufnahmeparameter mindestens eine Einstelloption und/oder mindestens eine Durchstrahlungsgeometrie aufweist: Ermitteln einer Durchstrahlungsgeometrie für die durchstrahlende Messung des Objekts mit einer maximalen Durchstrahlungslänge und/oder maximalen Absorption; Ermitteln mindestens einer Einstelloption bis ein Wert für eine Reststrahlung, die entlang der maximalen Durchstrahlungslänge das Objekt durchstrahlt, innerhalb eines vordefinierten Werteintervalls liegt; und wobei der Schritt Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des mindestens einen Aufnahmeparameters den Unterschritt aufweist: Verwenden der mindestens einen ermittelten Einstelloption für mindestens eine Durchstrahlungsgeometrie im Schritt Ermitteln von Messdaten.
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Eine Grundregel bei der Bestimmung von geeigneten Einstelloptionen ist es, dass auch nach der Durchstrahlung des Objekts überall noch eine Reststrahlung den Detektor erreichen sollte. Demnach muss auch die längste nach der Durchstrahlungsgeometrie bzw. Trajektorie benötigte Durchstrahlungslänge noch durchstrahlbar sein. Um geeignete Einstelloptionen zu identifizieren, wird diese Durchstrahlungslänge sozusagen experimentell getestet. Dabei wird die Durchstrahlungsgeometrie angefahren und die Einstelloptionen variiert, bis geeignete identifiziert wurden. Die auf diese Weise identifizierten Einstelloptionen werden quasi als Standard bzw. als Ausgangspunkt für die weitere Ermittlung der Messdaten bzw. die Optimierung der Aufnahmeparameter genutzt. Falls es für andere Projektionen nötig ist, kann von diesem Standard für die Einstelloptionen auch wieder abgewichen werden. Es kann auch sinnvoll sein, diese Einstelloption für alle Projektionen zu verwenden. Um diese Durchstrahlungsgeometrie zu identifizieren, sind dabei grobe Informationen über die Geometrie und ggf. auch der Materialzusammensetzung des Objekts nötig, die aus vorherigen Durchstrahlungsbildern stammen können. Bei dem Vorgehen muss darauf geachtet werden, dass bei der zu findenden Einstelloption keine Überbelichtung des Detektors auftritt. Dementsprechend sollte in dieser Durchstrahlungsgeometrie im besten Fall den Detektor in bestimmten Bereichen auch nicht-abgeschwächte Strahlung treffen, um dies entsprechend einschätzen zu können. Alternativ kann dies durch eine weitere Durchstrahlungsgeometrie, in der bestimmte Bereiche des Detektors durch nicht-abgeschwächte Strahlung getroffen werden, eingeschätzt werden. Weiter alternativ kann dies auch durch Vorwissen oder Simulation eingeschätzt werden. Einstelloptionen können z. B. Strom, Spannung, Vorfilterung der Röhre, die Belichtungszeit, der Gain-Faktor, die verwendete Röhre (z. B. Mikro- oder Nanofokus-Röhre), das verwendete Target (z. B. Reflektions- oder Transmissionstarget), der verwendete Detektor (z. B. Flächen- oder Zeilendetektor) oder ein mögliches Binning des Detektors sein.
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Gemäß einem weiteren Beispiel kann der Schritt Optimieren mindestens eines Aufnahmeparameters der durchstrahlenden Messung mittels des analysierten Teils der digitalen Darstellung des Objekts den folgenden Schritt aufweisen: Ermitteln einer vorläufigen digitalen Teil-Darstellung des Objekts aus den ermittelten Messdaten; Ermitteln mindestens einer Durchstrahlungsgeometrie für die durchstrahlende Messung des Objekts mittels der vorläufigen digitalen Teil-Darstellung, wobei die Durchstrahlungsgeometrie keine Durchstrahlungslänge aufweist, die länger als ein vordefinierter Längenwert ist, wobei zumindest Durchstrahlungsgeometrien eine Untermenge der Aufnahmeparameter bilden; und wobei der Schritt Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des mindestens einen Aufnahmeparameters den Unterschritt aufweist: Verwenden der mindestens einen ermittelten Durchstrahlungsgeometrie im Schritt Ermitteln von Messdaten.
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Die Durchstrahlungsgeometrien können mittels einer vorläufigen Oberfläche oder einer Vorwärtsprojektion auf Basis der Rekonstruktion identifiziert werden. Die vorläufige digitale Teil-Darstellung kann z. B. Volumendaten aus einer vorläufigen Rekonstruktion oder eine hieraus ermittelte Oberfläche sein. Eine größte Durchstrahlungslänge kann beispielsweise anhand einer Auswertung der vorliegenden Messdaten und Analyse hinsichtlich der Geometrie ermittelt werden, oder experimentell indem in verschiedenen Projektionen aus verschiedenen Richtungen der Bereich mit der stärksten Abschwächung der Röntgenstrahlen gesucht wird.
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Der Schritt Analysieren zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts kann beispielsweise folgenden Unterschritt aufweist: Ermitteln zumindest eines Teils einer vorläufigen digitalen Darstellung des Objekts aus den ermittelten Messdaten; Ermitteln mindestens einer Region in dem zumindest einen Teil der vorläufigen digitalen Darstellung des Objekts, wobei die mindestens eine Region einen Datenqualitätswert aufweist, der kleiner als ein Qualitätsschwellwert ist; Ermitteln mindestens einer Durchstrahlungsgeometrie für die durchstrahlende Messung des Objekts, wobei mittels der mindestens einen Durchstrahlungsgeometrie eine durchstrahlende Messung für die mindestens eine Region durchgeführt wird.
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In diesem Beispiel wird anhand einer vorläufigen Rekonstruktion analysiert, welche Bereiche bisher mit einer nicht ausreichenden Datenqualität erfasst wurden. Es werden diejenigen Durchstrahlungsgeometrien identifiziert und bevorzugt verwendet, welche diese Bereiche abdecken.
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Weiter kann im Unterschritt Ermitteln mindestens einer Region in der vorläufigen digitalen Teil-Darstellung des Objekts z. B. die vorläufige digitale Teil-Darstellung in Umgebungsregionen um Oberflächen des Objekts analysiert werden.
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Auf diese Weise kann z. B. den jeweiligen Oberflächenbereichen ein lokaler Qualitätswert zugeordnet werden. Der Unterschritt Ermitteln mindestens einer Region kann in dem zumindest einen Teil der vorläufigen digitalen Darstellung des Objekts der zumindest eine Teil der vorläufigen digitalen Darstellung hinsichtlich eines Signal-Rausch-Verhältnisses, einer Homogenität und/oder einer Auflösung analysiert werden.
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In einem weiteren Beispiel kann der Unterschritt Ermitteln mindestens einer Region in dem zumindest einen Teil der vorläufigen digitalen Darstellung des Objekts folgende Unter-Unterschritte aufweisen: Ermitteln mindestens eines Genauigkeitswerteintervalls für eine Oberfläche in der digitalen Teil-Darstellung; Ermitteln eines Schätzwerts für die Genauigkeit der Oberfläche; und Definieren einer Region um die Oberfläche, wobei die Region die Oberfläche aufweist, als Region mit einem Datenqualitätswert unterhalb des Qualitätsschwellwerts, wenn der Schätzwert außerhalb des Genauigkeitswerteintervalls liegt.
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Zur Abschätzung kann insbesondere die oben erläuterte vorläufige Rekonstruktion verwendet werden. Die oben erläuterte Verwendung einer Analyse der Umgebungsregionen um die Oberflächen des Objekts ist prinzipiell auch denkbar. Das Genauigkeitsintervall kann für unterschiedliche Materialübergänge, auch bei unterschiedlichen beteiligten Materialien, unterschiedlich definiert werden.
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Gemäß einem anderen Beispiel kann der Unterschritt Ermitteln mindestens einer Region in dem zumindest einen Teil der vorläufigen digitalen Darstellung des Objekts folgende Unter-Unterschritte aufweisen: Ermitteln eines benutzerdefinierten minimalen Qualitätsschwellwerts für eine Region in dem zumindest einen Teil der vorläufigen digitalen Darstellung, wobei der zumindest eine Teil der vorläufigen digitalen Darstellung Volumendaten aufweist; Ermitteln eines Datenqualitätswerts für die Region; Vergleichen des Datenqualitätswerts mit dem benutzerdefinierten minimalen Qualitätsschwellwert; und Definieren der Region als Region mit einem Datenqualitätswert unterhalb des Qualitätsschwellwerts, wenn der Datenqualitätswert kleiner als der Qualitätsschwellwert ist.
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Dazu kann zur Analyse insbesondere die oben erläuterte Analyse der Umgebungsregionen um die Oberflächen des Objekts verwendet werden. Der Qualitätsschwellwert kann für unterschiedliche Materialien unterschiedlich definiert werden. Der Qualitätsschwellwert kann auch durch anwendungsnahe Maße definiert sein, z. B. „Defekte der Größe 20 µm müssen erkennbar sein“; alternativ kann der Qualitätsschwellwert auch mit Hilfe der „contrast detail detectability“ definiert werden.
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Weiter kann der Schritt Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten beispielsweise den folgenden Unterschritt aufweisen: Beenden des Schritts Ermitteln von Messdaten, wenn die digitale Darstellung des Objekts keinen Datenqualitätswert aufweist, der kleiner ist als der Qualitätsschwellwert.
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Dies ist beispielsweise der Fall, wenn alle ermittelten Messdaten eine Datenqualität aufweisen, die eine Mindestdatenqualität erfüllen. Dann wird die Ermittlung der Messdaten automatisch beendet.
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Im Schritt Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten kann die mindestens eine Region als Region mit einem Datenqualitätswert, der größer als der Qualitätsschwellwert ist, definiert werden, wenn ein ermitteltes Konformitätsergebnis über den analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts anzeigt, dass der zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts unter Berücksichtigung der Messdaten, der Datenqualität und mindestens einem vordefinierten Konformitätskriterium, das mindestens eine vordefinierte Konformitätskriterium vollständig erfüllt.
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D. h., sobald das gesamte Objekt mit der gewünschten Mindestqualität erfasst wurde bzw. die oben erläuterte Datenqualität überall ausreichend ist, wird die Ermittlung der Messdaten automatisch beendet. Hierbei kann beurteilt werden, ob das derzeitige Messergebnis, unter Berücksichtigung der Datenqualität bzw. einer aus ihr abgeleiteten Unsicherheit der Messung, das vordefinierte Konformitätskriterium, das beispielsweise einen Toleranzbereich definieren kann, vollständig bzw. sicher erfüllt.
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In einem weiteren Beispiel kann das Verfahren den Schritt Durchführen der folgenden Schritte aufweisen: Analysieren zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts, Optimieren mindestens eines Aufnahmeparameters der durchstrahlenden Messung mittels des analysierten Teils der digitalen Darstellung des Objekts, und Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des mindestens einen Aufnahmeparameters; durchgeführt wird, während der Schritt Ermitteln von Messdaten durchgeführt wird.
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Es werden simultan weitere Durchstrahlungsbilder aufgenommen, während die Ermittlung der optimierten Aufnahmeparameter durchgeführt wird. Es dauert vergleichsweise lange, die Auswertungen durchzuführen und optimierte Aufnahmeparameter zu identifizieren bzw. eine Entscheidung zu treffen, ob weitere Durchstrahlungsbilder überhaupt nötig sind. In der Zwischenzeit liegen somit keine aktualisierten bzw. optimierten Aufnahmeparameter vor. Anstatt abzuwarten, bis diese Berechnungen abgeschlossen sind, um erst danach weitere Durchstrahlungsbilder aufzunehmen, können während der Auswertung weitere Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden. In der für die Berechnungen benötigten Zeit können beispielsweise zehn bis zwanzig Bilder zusätzlich aufgenommen werden. Da jedoch noch keine optimierten Aufnahmeparameter vorliegen, können beispielsweise Aufnahmeparameter gewählt werden, die noch aus der letzten Iteration stammen und eine geringere Optimierung aufweisen, als die nach Abschluss der Berechnung vorliegenden Aufnahmeparameter.
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In einem weiteren Beispiel kann das Verfahren folgenden weiteren Schritt aufweisen: Ermitteln einer vordefinierten maximalen Messdauer für den Schritt Ermitteln von Messdaten; Durchführen des Schritts Optimieren mindestens eines Aufnahmeparameters der durchstrahlenden Messung mittels des analysierten Teils der digitalen Darstellung des Objekts derart, dass der Schritt Analysieren zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts mittels des optimierten Aufnahmeparameters innerhalb der Messdauer genauere Analyseergebnisse liefert als bei Verwendung von anderen Aufnahmeparametern.
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Ein Benutzer kann damit eine maximale Zeitdauer für die Ermittlung der Messdaten des Objekts definieren. Bei der Optimierung der Aufnahmeparameter wird die Lösung gesucht, die im Rahmen der dieser Zeitdauer die genauesten bzw. besten Ergebnisse liefert.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit auf einem Computer ausführbaren Instruktionen, dir auf einem Computer ausgeführt den Computer dazu veranlassen, das Verfahren nach der vorhergehenden Beschreibung durchzuführen.
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Vorteile und Wirkungen sowie Weiterbildungen des Computerprogrammprodukts ergeben sich aus den Vorteilen und Wirkungen sowie Weiterbildungen des oben beschriebenen Verfahrens. Es wird daher in dieser Hinsicht auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Unter einem Computerprogrammprodukt kann z. B. ein Datenträger verstanden werden, auf dem ein Computerprogrammelement gespeichert ist, das für einen Computer ausführbare Instruktionen aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann unter einem Computerprogrammprodukt beispielsweise auch ein dauerhafter oder flüchtiger Datenspeicher, wie Flash-Speicher oder Arbeitsspeicher, verstanden werden, der das Computerprogrammelement aufweist. Weitere Arten von Datenspeichern, die das Computerprogrammelement aufweisen, seien damit jedoch nicht ausgeschlossen.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigt:
- 1 ein Flussdiagramm des computerimplementierten Verfahrens.
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Das computerimplementierte Verfahren zur Messung eines Objekts wird im Folgenden in seiner Gesamtheit wie in 1 angegeben mit dem Bezugszeichen 100 referenziert.
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In einem ersten Schritt 102 umfasst das Verfahren 100 das Ermitteln von Messdaten mittels einer Vorrichtung zur Messung des Objekts. Die Messdaten erzeugen dabei eine digitale Darstellung des Objekts, die eine Vielzahl von Bildinformationen des Objekts aufweist. Dies kann z. B. eine zweidimensionale Darstellung des Objekts sein oder eine dreidimensionale Darstellung des Objekts. Ebenso kann die digitale Darstellung des Objekts aus den Messdaten abgeleitet werden, z. B. bei durchstrahlenden Messungen durch eine tomographische Rekonstruktion.
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Ein weiterer Schritt 104 wird zumindest vor dem Beenden des Schritts 102 durchgeführt. Der Schritt 104 kann dabei den Schritt 102 unterbrechen. Alternativ kann der Schritt 104 vor dem Beenden des Schritts 102 gleichzeitig mit dem Schritt 102, d.h. während der Schritt 102 durchgeführt werden, ausgeführt werden. Zu diesem Zeitpunkt sind noch nicht alle Messdaten, die ermittelt werden sollen, von dem Objekt ermittelt worden. D.h., dass lediglich ein Teil der digitalen Darstellung des Objekts vorliegt. Der Schritt 104 umfasst dabei die Schritte 106, 108 und 110.
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Im Schritt 106 wird der zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts analysiert. Dies ist der Teil der digitalen Darstellung des Objekts, der bisher durch den Schritt 102 ermittelt wurde, da der Schritt 102 bei Durchführung des Schritts 106 noch nicht beendet ist. Die im Schritt 106 verwendeten Messdaten sind zunächst vorläufige Messdaten, da der Schritt 102 weiter ausgeführt wird. Dabei kann im Schritt 106 zum Beispiel eine dimensionelle Messgröße auf vordefinierte Konformitätskriterien analysiert werden. Die vorläufigen Messdaten, die Oberflächendaten und/oder Volumendaten sein können, werden analysiert.
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Der Schritt 106 kann die optionalen Unterschritte 126, 128 und 130 aufweisen.
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Im optionalen Unterschritt 126 wird eine vorläufige digitale Darstellung des Objekts aus den ermittelten Messdaten des Schritts 102 ermittelt. Dabei wird mindestens ein Teil der digitalen Darstellung ermittelt. Die Ermittlung kann zum Beispiel eine Ausrichtung der Messdaten und/oder eine Oberflächenermittlung umfassen. Die vorläufige digitale Darstellung des Objekts ist im Vergleich zu einer digitalen Darstellung, die nach dem Beenden des Schritts 102 mit einem vollständigen Satz von ermittelten Messdaten erzeugt wurde, ungenau. Für eine vorläufige Analyse, die im Schritt 106 durchgeführt wird, reicht jedoch die vorläufige digitale Darstellung des Objekts.
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Im optionalen Unterschritt 128 wird in dem zumindest einen Teil der vorläufigen digitalen Darstellung des Objekts mindestens eine Region ermittelt. Die Ermittlung der Region untersucht dabei, an welchen Positionen im Objekt die ermittelten Messdaten Datenqualitätswerte aufweisen, die kleiner als ein Qualitätskennwert sind. Der Qualitätskennwert gibt dabei eine Mindestqualität an. Falls die Qualitätswerte mit einer inversen Skala gemessen werden, d.h. wenn kleine Werte besser sind als große Werte, wird bei der Ermittlung der Region untersucht, an welcher Position die Messdaten Datenqualitätswerte aufweisen, die größer als der Qualitätskennwert sind.
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Für die Ermittlung der Datenqualitätswerte können in der vorläufigen digitalen Teil-Darstellung zum Beispiel Umgebungsregionen um die Oberflächen des Objekts analysiert werden. Auf diese Weise steht zum einen eine größere Menge Messdaten für die Analyse zur Verfügung. Zum anderen können Strukturen, die zum Beispiel unterhalb der Oberfläche eines Objekts angeordnet sind, ebenfalls Hinweise auf die Datenqualität der ermittelten Messdaten geben.
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Weiter kann zur Ermittlung der Datenqualität zum Beispiel das Signal-Rausch-Verhältnis der bisher ermittelten Messdaten untersucht werden, die der vorläufigen Teil-Darstellung des Objekts zu Grunde liegen. Alternativ oder zusätzlich können die Homogenität der Messdaten und/oder deren Auflösung untersucht werden.
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Im optionalen Unterschritt 130 wird für die durchstrahlende Messung des Objekts mindestens eine Durchstrahlungsgeometrie ermittelt. Für die mindestens eine Region des zumindest einen Teil der vorläufigen digitalen Darstellung des Objekts, in der die Messdaten eine Datenqualität aufweisen, die unterhalb des Qualitätsschwellwerts liegt, wird mittels der mindestens ein Durchstrahlungsgeometrie eine durchstrahlende Messung durchgeführt. Auf diese Weise können für Regionen, in denen die Datenqualität der bisher ermittelten Messdaten nicht ausreicht, um genaue Analysen durchzuführen, zusätzliche Messdaten ermittelt werden, die entweder eine bessere Datenqualität aufweisen, und/oder die in Kombination mit den bisher ermittelten Messdaten die Datenqualität verbessern.
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Der optionale Unterschritt 128 kann die optionalen Unter-Unterschritte 132, 134 und 136 aufweisen.
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Der Unter-Unterschritt 132 betrifft dabei die Ermittlung eines Genauigkeitswerteintervalls für eine Oberfläche in der digitalen Teil-Darstellung. Das Genauigkeitswerteintervall kann dabei zum Beispiel vorgegeben werden und beispielsweise von der Materialzusammensetzung des Objekts abhängen. So kann zum Beispiel für eine bestimmte Oberfläche, die ein spezifisches Material gegenüber der Umgebung des Objekts, d.h. der Außenluft, begrenzt, ein bestimmtes Genauigkeitswerteintervall vorgegeben sein. Für eine Oberfläche, die innerhalb des Objekts angeordnet ist und zwei Materialien voneinander abgegrenzt, kann ein anderes Genauigkeitswerteintervall vorgegeben sein. Je nach Oberfläche wird ein spezifisches Genauigkeitswerteintervall ermittelt.
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Im Unter-Unterschritt 134 wird die Genauigkeit der Oberfläche geschätzt und ein Schätzwert für die Genauigkeit ermittelt. Dabei kann zum Beispiel für jeden Punkt der Oberfläche ein Schätzwert ermittelt werden und für die Gesamtoberfläche ein Mittelwert oder ein Median erzeugt werden. Auch andere Ermittlungsmethoden für den Schätzwert sind denkbar.
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Danach erfolgt im Unter-Unterschritt 136 eine Analyse, ob der ermittelte Schätzwert innerhalb oder außerhalb des Genauigkeitswerteintervalls liegt. Liegt der Schätzwert außerhalb des Genauigkeitswerteintervalls, wird eine Region um die untersuchte Oberfläche definiert. Weiter wird dieser Region ein Datenqualitätswert zugewiesen, der unterhalb des Qualitätsschwellwerts liegt. D.h., wenn die Schätzung ergibt, dass die Oberfläche ungenau ist, wird die Datenqualität in der Region um diese Oberfläche als nicht ausreichend bewertet.
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Der Unterschritt 128 kann weiter die Unter-Unterschritte 138, 140, 142 und 144 aufweisen.
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Im Unter-Unterschritt 138 wird ein benutzerdefinierter minimaler Qualitätsschwellwert ermittelt, der für eine Region der vorläufigen digitalen Darstellung gilt. Die vorläufige digitale Darstellung umfasst dabei Volumendaten, die zum Beispiel aus den Messdaten einer durchstrahlenden Messung mittels einer tomographischen Berechnung erzeugt werden können.
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Der benutzerdefinierte minimale Qualitätsschwellwert kann dabei zum Beispiel durch eine Benutzereingabe erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Benutzer im Vorfeld für verschiedene Regionen des Objekts minimale Qualitätsschwellwerte festlegen.
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Für die Region, für die der benutzerdefinierte minimale Qualitätsschwellwert ermittelt wurde, wird im Unter-Unterschritt 140 ein Datenqualitätswert ermittelt. Die Ermittlung des Datenqualitätswerts kann dabei zum Beispiel mittels der Unter-Unterschritte 132, 134 und 136 erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenqualität wie oben erläutert zum Beispiel mittels des Signal-Rausch-Verhältnis, der Homogenität der Messdaten und/oder deren Auflösung untersucht werden. Weitere Methoden zur Ermittlung der Datenqualität sind ebenfalls denkbar.
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Der Datenqualitätswert, der für die Region ermittelt wurde, wird im Unter-Unterschritt 142 mit dem minimalen Qualitätsschwellwert der Region verglichen. Es wird damit ermittelt, ob der Datenqualitätswert oberhalb oder unterhalb des Qualitätsschwellwerts liegt. Wenn der Datenqualitätswert oberhalb des Qualitätsschwellwerts liegt, erreichen die Messdaten in der Region eine Mindestqualität.
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Wenn der Datenqualitätswert unterhalb des Qualitätsschwellwerts liegt, erreichen die Messdaten in der Region die Mindestqualität nicht. In diesem Fall wird im Unter-Unterschritt 144 diese Region als Region mit einem Datenqualitätswert unterhalb des Qualitätsschwellwerts definiert.
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Nach dem Schritt 106 wird der Schritt 108 durchgeführt. Im Schritt 108 wird mindestens ein Aufnahmeparameter der durchstrahlenden Messung optimiert. Die Optimierung erfolgt dabei mittels des analysierten Teils der digitalen Darstellung des Objekts. D.h., die im Schritt 106 erfolgten Auswertungen fließen in die Optimierung der Aufnahmeparameter ein. So kann zum Beispiel ein Aufnahmeparameter so geändert werden, dass die Regionen, in denen die bisherige Ermittlung der Messdaten lediglich zu einer Datenqualität führt, die unterhalb eines Qualitätsschwellwerts liegt, mittels anderer Durchstrahlungsgeometrien, die eine verbesserte Datenqualität erreichen, gemessen werden. Messdaten, die Bereiche des Objekts mit kleinen Strukturen darstellen, werden tendenziell mit größerer Vergrößerung und/oder einer größeren Anzahl von Durchstrahlungsbildern der durchstrahlenden Messung gemessen, um diese kleinen Strukturen geeignet analysieren zu können. Analog kann eine Soll-Geometrie des Objekts hinsichtlich kleiner zu messender Strukturen analysiert werden, um diese Bereiche zu identifizieren.
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Bei der Optimierung der Aufnahmeparameter wird berücksichtigt, ob gewisse Durchstrahlungsgeometrien aufgrund der Kinematik des CT-Systems eine größere Unsicherheit der geometrischen Kalibrierung aufweisen.
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Die optimierten Aufnahmeparameter werden im Schritt 110 verwendet, um den Schritt 102 entsprechend anzupassen.
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Der Schritt 108 kann dabei die Unterschritte 114 und 116 aufweisen. In diesem Zusammenhang kann der Schritt 110 den Unterschritt 118 aufweisen. Ein Aufnahmeparameter weist dabei mindestens eine Durchstrahlungsgeometrie und/oder mindestens eine Einstelloption für die durchstrahlende Messung auf.
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Im Unterschritt 114 wird eine Durchstrahlungsgeometrie für die durchstrahlende Messung des Objekts ermittelt, bei der eine maximale Bestrahlungslänge erreicht wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Durchstrahlungsgeometrie ermittelt werden, bei der eine maximale Absorption durch das Objekt bewirkt wird.
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Für diese Durchstrahlungsgeometrie wird im Unterschritt 116 eine Einstelloption ermittelt, bei der eine Reststrahlung der für die durchstrahlende Messung verwendeten Strahlung nach dem Durchstrahlen des Objekts innerhalb eines vordefinierten Werteintervalls liegt. Auf diese Weise kann mit der ermittelten Einstelloption eine für die gesamte durchstrahlende Messung minimale Strahlungsintensität für die Strahlungsquelle ermittelt werden, die mindestens vorherrschen muss, um in jedem Fall eine Reststrahlung nach der Durchstrahlung des Objekts zu erhalten. Eine vollständige Absorption der Strahlung während der Durchstrahlung anderer Bereiche des Objekts wird damit vermieden.
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Weiter können die bereits ermittelten Messdaten, z. B. bereits aufgenommene Durchstrahlungsbilder, analysiert werden. Falls bei einigen von ihnen keine ausreichende Durchstrahlbarkeit gewährleistet ist, können die entsprechenden Durchstrahlungsbilder aus der Rekonstruktion ausgenommen werden. Diese Durchstrahlungsbilder könnten Artefakte verursachen. Zusätzlich können stattdessen alternative Durchstrahlungsbilder mit ähnlicher Durchstrahlungsgeometrie, z. B. falls in der Umgebung eine Geometrie mit geringerer Durchstrahlung verfügbar ist, und/oder mit variierenden Einstelloptionen, insbesondere Strom, Spannung, Belichtungszeit, aufgenommen werden.
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Wenn die durchstrahlende Messung mittels eines Roboter-CT-Systems durchgeführt wird und sobald eine Vielzahl neuer Durchstrahlungsgeometrien und/oder Einstelloptionen festgelegt wurde, erfolgt die Suche nach einer Trajektorie, bei der die Ermittlung der Messdaten möglichst wenig Zeit beansprucht. Hierbei wird darauf geachtet, dass das Roboter-CT-System möglichst kurze Wege fährt, oder die Spannung möglichst selten variiert wird.
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Im Unterschritt 118, der im Schritt 110 durchgeführt wird, wird die mindestens eine Einstelloption, die in dem Unterschritt 116 ermittelt wurde, dazu verwendet, im Schritt 102 Messdaten zu ermitteln. Dabei wird die Einstelloption für mindestens eine der Durchstrahlungsgeometrien, die im Weiteren vom Schritt 102 bei der Ermittlung von Messdaten verwendet werden, eingestellt.
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Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt 108 die Unterschritte 120 und 122 aufweisen. In diesem Zusammenhang kann der Schritt 110 den Unterschritt 124 umfassen.
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Im Unterschritt 120 wird eine vorläufige digitale Teil-Darstellung des Objekts aus den im Schritt 102 ermittelten Messdaten ermittelt. Dies kann zum Beispiel eine Rekonstruktion von Volumenbilddaten aus Projektionsbilddaten sein. Da der Schritt 102 noch nicht beendet wurde, wurden noch nicht alle Messdaten des Objekts ermittelt. Daher ist die ermittelte digitale Teil-Darstellung des Objekts zunächst vorläufig.
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Die vorläufige digitale Teil-Darstellung des Objekts wird im Unterschritt 122 dazu verwendet, mindestens eine Durchstrahlungsgeometrie für die durchstrahlende Messung des Objekts zu ermitteln. Die in diesem Unterschritt ermittelte mindestens eine Durchstrahlungsgeometrie ist dabei eine Untermenge der verwendeten Aufnahmeparameter. Bei der Ermittlung der mindestens ein Durchstrahlungsgeometrie wird eine Durchstrahlungsgeometrie ausgewählt, die lediglich Durchstrahlungslängen aufweist, die kleiner als ein vordefinierter Längenwert sind. Die Durchstrahlungsgeometrie weist damit keine Durchstrahlungslängen auf, die länger als der vordefinierte Längenwert sind.
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Diese ermittelten Durchstrahlungsgeometrien werden im Unterschritt 124, der im Schritt 110 ausgeführt wird, dazu verwendet den Schritt 102 anzupassen. Dabei werden die ermittelten Durchstrahlungsgeometrien im Schritt 102 für die Ermittlung von Messdaten verwendet.
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Dadurch werden Durchstrahlungslängen, bei denen keine oder nur ein ungenügender Anteil Reststrahlung nach der Durchstrahlung des Objekts verbleiben würde, weil die gesamte Strahlung bzw. ein Großteil der Strahlung im Objekt absorbiert wurde, bei der Ermittlung der Messdaten im Schritt 102 vermieden. Dies verbessert die Datenqualität der Messdaten, da in jedem Fall eine ausreichend große Reststrahlung nach der Durchstrahlung des Objekts verbleibt.
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Der Schritt 110 kann weiter den Unterschritt 146 aufweisen, in dem der Schritt 102 beendet wird, wenn die digitale Darstellung des Objekts oder die digitale Teil-Darstellung des Objekts einen Datenqualitätswert aufweist, der ausreichend ist. Dazu werden Datenqualitätswerte für alle Messdaten ermittelt und gegen einen Qualitätsschwellwert getestet. Wenn keiner der Datenqualitätswerte der Messdaten unterhalb des Qualitätsschwellwerts liegt, dann sind ausreichend gute Messdaten vorhanden, um eine genaue Analyse durchführen zu können. Eine weitere Ermittlung von Messdaten würde die Genauigkeit der Analyse nicht weiter erhöhen. In diesem Fall kann die Ermittlung der Messdaten beendet werden, um Zeit zu sparen und gegebenenfalls ein weiteres Objekt messen zu können.
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Das Verfahren 100 kann weiter den optionalen Schritt 112 aufweisen, der während des Schritts 102 durchgeführt wird und der den Schritt 108 anpassen kann.
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Im Schritt 112 werden dabei Schätzungen darüber vorgenommen, welches Material das gemessene Objekt aufweist. Die Materialzusammensetzung wird mittels der Messdaten, die im Schritt 102 ermittelt wurden, geschätzt. Weiter wird mittels der ermittelten Messdaten eine geschätzte digitale Darstellung des Objekts ermittelt. Es wird damit vor dem Beenden der Ermittlung der Messdaten in Schritt 102 bereits damit begonnen, mit den vorhandenen Messdaten eine Abschätzung des gemessenen Objekts durchzuführen.
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Im Schritt 108 wird dabei die geschätzte Materialzusammensetzung und die geschätzte digitale Darstellung des Objekts berücksichtigt, um die Aufnahmeparameter für die durchstrahlende Messung zu optimieren.
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Wenn eine durchstrahlende Messung mit minimalem Einfluss eines Benutzers durchgeführt werden soll, kann weiter zum Beispiel anhand der vorliegenden Messdaten abgeschätzt werden, welcher Rekonstruktionsalgorithmus die besten Ergebnisse liefert. Bei einer kleinen Anzahl von Durchstrahlungsbildern kann beispielsweise ein iteratives Verfahren gewählt werden, während bei Kreistrajektorien mit großer Anzahl von Durchstrahlungsbildern die gefilterte Rückprojektion die bessere Wahl sein kann.
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Weiter kann anhand der vorliegenden Messdaten abgeschätzt werden, ob ein Korrekturverfahren, z. B. zur Korrektur von Strahlaufhärtung, Streustrahlung und/oder einer geometrischen Fehlausrichtung der Vorrichtung zur Durchführung der Messung durchgeführt werden soll. Dies kann dann automatisch geschehen. Weiter zum Beispiel kann identifiziert werden, ob eine Interaktion eines Benutzers notwendig ist, z. B. um das Objekt neu auf dem Drehtisch zu positionieren, um Kontrastmittel zu verwenden oder um ein stark absorbierendes Teil wie eine Strahlschraube zu entfernen.
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Das Verfahren 100 kann weiter die optionalen Schritte 148 und 150 aufweisen.
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Im optionalen Schritt 148 wird eine maximale Messdauer den Schritt 102 ermittelt. Die maximale Messdauer ist dabei vordefiniert und gibt die Zeitdauer an, in der der Schritt 102 durchgeführt wird, d.h. in der eine Ermittlung von Messdaten des Objekts stattfinden soll.
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Die vordefinierte Messdauer, die im Schritt 148 ermittelt wurde, wird im Schritt 150 verwendet. Dabei ändert der Schritt 150 den Schritt 108 derart, dass die im Schritt 108 optimierten Aufnahmeparameter unter Berücksichtigung der vordefinierten Messdauer optimiert werden. Die im weiteren mit den optimierten Aufnahmeparameter ermittelten Messdaten bewirken, dass der Schritt 106 bereits während des Messdauer, d. h. noch während der Schritt 102 durchgeführt wird, genauere Analyseergebnisse liefert als bei der Verwendung von anderen Aufnahmeparametern.
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Das computerimplementierte Verfahren 100 kann mittels eines Computerprogrammprodukts auf einem Computer ausgeführt werden. Das Computerprogrammprodukt weist dabei auf einem Computer ausführbaren Instruktionen auf. Wenn diese Instruktionen auf einem Computer ausgeführt werden, veranlassen sie den Computer dazu, das Verfahren durchzuführen.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
