EP4150567A1 - Computerimplementiertes verfahren zur messung eines objekts - Google Patents

Computerimplementiertes verfahren zur messung eines objekts

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Publication number
EP4150567A1
EP4150567A1 EP21726556.0A EP21726556A EP4150567A1 EP 4150567 A1 EP4150567 A1 EP 4150567A1 EP 21726556 A EP21726556 A EP 21726556A EP 4150567 A1 EP4150567 A1 EP 4150567A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
conformity
measurement data
digital representation
determining
analyzed
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
EP21726556.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sören Schüller
Thomas Günther
Daniela Handl
Matthias Flessner
Christof Reinhart
Christoph Poliwoda
Sven Gondrom-Linke
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.)
Volume Graphics GmbH
Original Assignee
Volume Graphics GmbH
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 Volume Graphics GmbH filed Critical Volume Graphics GmbH
Publication of EP4150567A1 publication Critical patent/EP4150567A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/0006—Industrial image inspection using a design-rule based approach
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes
    • G—PHYSICS
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    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20—Image preprocessing
    • G06V10/25—Determination of region of interest [ROI] or a volume of interest [VOI]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10028—Range image; Depth image; 3D point clouds
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10072—Tomographic images
    • G06T2207/10081—Computed x-ray tomography [CT]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10116—X-ray image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30164—Workpiece; Machine component

Definitions

  • the invention relates to a computer-implemented method for measuring an object.
  • the individual components are subject to manufacturing tolerances and possible defects.
  • measurements are carried out on the components.
  • a component to be measured is initially unknown during the measurement. This can affect the entire geometry of the component or only parts of the geometry of the component. Even if the target geometry is known, the component to be measured exhibits unknown deviations here from, whereby these deviations often have to be checked.
  • the object of the invention is therefore to provide a computer-implemented method that has increased efficiency.
  • the invention relates to a computer-implemented method for measuring an object, the method having the following steps: determining measurement data by means of a device for measuring the object, the measurement data being a digital representation of the object with a variety of image information from the Create object; and performing the following steps at least before ending the step of determining measurement data: analyzing at least part of the digital representation of the object to determine defects; If at least one defect is determined in the analyzed at least one part of the digital representation: Determining at least one conformity result for the at least one analyzed part of the digital representation of the object, the conformity result indicating how far the analyzed at least part of the digital representation is with the at least one defect identified meets at least one predefined conformity criterion for the object; and if no defect is determined in the analyzed at least part of the digital representation and sufficient measurement data have been recorded to determine that the analyzed at least part of the digital representation of the object meets the at least one conformity criterion: generating a conformity result for the at least one
  • a computer-implemented method for measuring an object which, during the determination of the measurement data, uses information that results from the determination of the measurement data in order to influence the determination of the measurement data after a preliminary analysis.
  • properties to be measured for which the tolerance is most likely not to be observed, can tend to be recorded earlier in the measurement data and evaluated in the preliminary evaluation. In this way, a possible termination of the measurement process occurs earlier on average.
  • the information about which properties these are to be measured can originate, for example, from a statistical evaluation of measurements of similar objects. In the case of series measurements, the sequence of the measurement process can thus be continuously adapted or optimized.
  • preliminary information about the geometry of the object, z. B. from CAD and / o the present measurement data can be used to avoid a collision of the object with an X-ray tube or a detector.
  • the measurement can be a radiographic measurement, e.g. B. with X-rays act.
  • the measurement may be an optical measurement, e.g. B. photogrammetry, fringe projection or the observation of an object or its surface with a camera, or measurements of the interior of an object with the help of ultrasound, or other types of measurements.
  • the analysis can be carried out on the basis of 2D radiographic images, a reconstructed 3D volume, or a combination of both.
  • the digital representation of the object can be a volume representation, a sectional representation, a projection representation and / or a surface representation.
  • the volume representation can, for. B. can be derived from a variety of projection representations.
  • the surface representation can, for. B. can be derived from a volume representation or in the case of photogrammetry and fringe projection from a large number of camera images or measurement images.
  • the radiographic measurement is carried out by means of a device which determines the measurement data from a radiographic geometry around the object.
  • the object is irradiated from different irradiation directions.
  • An irradiation geometry describes the direction in which the object is irradiated, but also the position of the irradiated area and the magnification.
  • the radiation geometry can be described by the position of the X-ray source and the detector in relation to the measurement object. This results in nine geometric degrees of freedom: for translation, three degrees of freedom for the tube and the detector, and for rotation, three degrees of freedom for the detector.
  • a radiation geometry can be defined with respect to the measurement object, but also with respect to the device for measuring the object.
  • the compliance result may have some uncertainty, e.g. B. at the beginning of the determination of the measurement data when, using the example of the radiographic measurement, only a few projections have been recorded.
  • z. B. By analyzing at least a part of the digital representation of the object to determine defects, z. B. a reconstruction, a segmentation and / or a surface Determination of the measurement data can be understood, which can be followed by a further analysis. Since z. B. a defect analysis, in particular for pores, voids, inclusions, cracks, porosity or structural loosening, both inside the object and on the surface, a dimensional analysis, in particular for size, shape, position, waviness, roughness, wall thickness, Target / actual comparison of defined geometries or in defined areas, and / or a material analysis, in particular a fiber composite analysis or a foam structure analysis, can be carried out. Furthermore, as an alternative or in addition, a recording of the surface, a recording of the component interior, ie the material or an analysis of the completeness of assemblies, e.g. B. after a missing element.
  • two-dimensional measurement data can be evaluated. This means that the radiating measurements can be analyzed directly, even without reconstruction. This can be done directly on unprocessed radiographic images. For this purpose, several radiographic images of different radiographic geometries can also be taken into account together.
  • a reference image can be used to better identify any defects in the images, e.g. B. a difference image with regard to a radiographic comparison measurement of a previous measurement of a similar object, which can be averaged, or a difference image with regard to a simulation of an at least similar radiography of the target geometry.
  • artificial intelligence can also be trained in order to identify the defects with great reliability. It can be advantageous to use local information from other sensors for the evaluation, in particular ultrasound for defect and other material analyzes or optical and tactile sensors for dimensional measurement technology.
  • the preliminary analysis of the measurement data that is already available is carried out, it can be examined, for example, in particular with regard to the question of whether the required quality of the measurement data has already been achieved, whereby this cannot necessarily be carried out globally, but also locally.
  • This can be a global minimum quality of the measurement data that is specified for the entire measurement volume, or a local minimum quality of the measurement data that is defined as a function of the location or of a property to be measured.
  • the minimum quality can also be checked automatically using the values specified in an evaluation plan Measured variables, possibly including tolerances, can be determined.
  • the position of the current measurement result with regard to the tolerance interval is also determined. If an estimate of the measurement uncertainty, e.g. B.
  • the quality of the measurement data can still be analyzed in order to identify those areas in which the quality of the measurement data is lowest.
  • This information can be used to decide whether a further measurement is necessary or whether the information available is sufficient to process the defined measurement task. If further information is required, optimized recording parameters can be determined for the following radiographs.
  • a tolerance range can be specified that is relevant for the decision on the conformity of the component.
  • the measurements to be carried out are often defined in an evaluation plan.
  • a conformity criterion can e.g. B. be a predetermined tolerance, which is checked.
  • the part of the digital representation of the object is formed from the measurement data determined so far.
  • the adaptation of the step of determining measurement data taking into account the at least one conformity result can result in optimized recording parameters.
  • recording parameters of a projection can be the radiation geometry of the projection, and / or setting options that can be set in the irradiation of an object, for example current, voltage and pre-filtering of the tube, the exposure time, the gain factor, the tube used, z. B. micro or nanofocus tube, the target used, e.g.
  • the decision as to whether the measurement task can be processed on the basis of the information available and the determination of the measurement data can thus be ended and / or whether or where further measurement different cases can arise.
  • the determination of the measurement data can be ended when this has been achieved everywhere.
  • it is sufficient that a critical quantity of the dimensional measurement is out of tolerance for a measured object to be treated as scrap.
  • the determination of the measurement data can be terminated if a critical variable is definitely outside the tolerance. The measurement results of the remaining quantities are then usually no longer relevant for the decision.
  • the determination of the measurement data can be continued despite the possibility of canceling the determination of the measurement data. In this case, the determination of the measurement data can be continued until they have a maximum permitted uncertainty. The measurement data are then no longer only used to judge the conformity of the object, but to regulate the manufacturing process.
  • the local uncertainty can be determined from the quality of the measurement data, which can be set in relation to the determined measurement result and a tolerance, as well as the position of the determined measurement result within this tolerance.
  • the local volume data can be analyzed in order to determine a local uncertainty of the measurement, e.g. B. estimate the position of the surface or on the surface of fitted geometry elements.
  • the resolution of the data, z. B. using the point spread function, and the noise, e.g. B. the signal-to-noise ratio can be used to determine the quality of the measurement data.
  • the question can be whether, in terms of the quality of the measurement data, the details of the defined variable, which usually cause gray value fluctuations in the measurement data, can even be reliably differentiated from the gray value fluctuations caused by noise and / or artifacts.
  • the quality of the measurement data can further be determined by analyzing the homogeneity of the data in order to e.g. B. to recognize streak or beam hardening artifacts, as well as other methods can be determined.
  • empirical values can be used for different analyzes in order to estimate the local quality of the measurement data and / or uncertainty.
  • a certain quality of the measurement data or uncertainty of the measurement data can be expected in a certain area if this area has been captured by a certain number of radiographs. This can e.g. B. derived from the specification of the CT system used who the.
  • an uncertainty can be derived from recording parameters such as the size of the X-ray spot or the resolution of the detector, for example.
  • parameters such as the noise or the contrast can be analyzed in the radiographic images.
  • the step of performing the following steps at least before ending the step of determining measurement data can be carried out several times in succession with additional or different measurement data obtained through the step of determining measurement data.
  • the step of adapting the step of determining measurement data taking into account the conformity result can have the following substep: Ending the step of determining measurement data if the conformity result indicates that the analyzed at least part of the digital representation with the determined at least one defect does not meet part of the at least one conformity criterion.
  • the step of adapting the step of determining measurement data, taking into account the conformity result can have the following substep: Ending the step of determining measurement data when sufficient measurement data have been recorded to determine that the analyzed at least part of the digital representation of the object that meets at least one conformity criterion.
  • the step of ending the step of determining measurement data can have the following substep: taking into account at least one uncertainty of the step of analyzing at least part of the digital representation of the object in order to determine defects.
  • the noise or the point spread function can be taken into account in order to assess whether a defect outside the tolerance has been reliably identified on the basis of the available data.
  • the contrast and the noise can be used in radiographic images. The uncertainty can relate to whether a defect is discovered or to what extent the geometry, e.g. B. diameter or volume, a detected defect was correctly recorded.
  • the step of determining a conformity result can for example have the following sub-step: determining at least one local uncertainty of the step Analyze at least a part of the digital representation of the object to determine defects for a part of the digital representation of the object that includes the analyzed at least one defect , wherein the local uncertainty is estimated by means of a local noise of the measurement data and / or that of the local image information in a surrounding area around already known further defects.
  • the step of determining at least one conformity result for the at least one analyzed part of the digital representation of the object can have the following substeps: Determining whether a global quality requirement for the measurement data of the at least one part of the digital representation of the object is met, The global quality requirement for the entire digital representation of the object is derived from an evaluation rule, and if the global quality requirement is not met: providing at least one conformity result that indicates that it is uncertain whether the at least part of the digital representation meets the predefined conformity criterion Fulfills.
  • the step of determining at least one conformity result for the at least one analyzed part of the digital representation of the object can have the following substeps: Determining whether a local quality requirement for the measurement data of the at least one part of the digital representation of the object is met, The at least one local quality requirement for a region of the digital representation of the object is derived from an evaluation rule, and if the local quality requirement is not met: providing at least one conformity result that indicates that it is uncertain whether the at least one part of the digital Representation meets the predefined conformity criterion.
  • the evaluation rule gives z. B. local minimum requirements for noise and point spread function, these may depend on the analyzes to be performed locally. If these are filled, the uncertainty z. B. viewed as small or negligible compared to the required tolerance. The uncertainty is determined locally and estimated with the help of the local noise and the available two- or three-dimensional image data of the individual spatial areas and already identified defects or their surroundings.
  • the step of determining at least one conformity result can have the following sub-step: providing a point spreading function determined from the measurement data; and estimating a security value for indicating how far a defect which does not meet the predefined conformity criterion for the object can be identified, taking into account a quality of the measurement data.
  • the point spread function which was determined from the measurement data, is also used here in order to be able to estimate whether defects outside the tolerance can be reliably identified on the basis of the quality of the measurement data.
  • a device for measuring the object can be used to carry out a radiographic measurement of the object, the step of adapting the step of determining measurement data taking into account the conformity result having the following substep: determining at least one region in the at least one Part of the digital representation of the object in which the at least one conformity result indicates that it is uncertain whether the at least one predefined conformity criterion is met or not; Changing a radiation geometry of the radiating measurement of the object in the step determining measurement data in such a way that further measurement data are determined for the determined region.
  • the measurement data can, among other things, also be projections that cover the relevant area, i. H.
  • the at least one region in the at least one part of the digital representation of the object in which the at least one conformity result indicates that it is uncertain whether the at least one predefined conformity criterion is met or not is mapped with a larger geometric magnification. This can be carried out, for example, in such a way that the corresponding areas in the projections to be recorded are mapped more frequently and / or in a larger geometric magnification.
  • the step of adapting the step of determining measurement data, taking into account the conformity result can further comprise the following substep: changing at least one setting option of a device for performing the step of determining measurement data taking into account the changed radiation geometry.
  • recording parameters or setting options are optimized, in particular voltage, current and / or exposure time, in order to achieve an ideal data quality for the radiation geometry.
  • the sub-step of changing an irradiation geometry of the irradiating measurement of the object in the step of determining measurement data can have the following Sub-sub-step: Changing the radiographic geometry of the radiating measurement of the object while avoiding a simultaneous radiating measurement of predefined and / or strongly absorbing areas of the object determined from the measurement data and the determined regions of the object in which the conformity result indicates that none It is possible to make a statement as to whether the analyzed at least part of the digital representation of the object with the identified defect fulfills or does not fulfill the at least one predefined conformity criterion.
  • the step of adapting the step of determining measurement data, taking into account the conformity result has the following substep: determining at least one region in the at least one part of the digital representation of the object in which the at least one conformity result indicates that it is unsafe is whether the at least one predefined conformity criterion is or is not fulfilled; Determining measurement data of a further measurement, which differs from the radiating measurement, from the determined region in such a way that further measurement data are determined for the determined region.
  • This example identifies the measured variables or areas for which reliable statements are not yet necessary.
  • the further measurement can, for. B. Runaway leads by means of an ultrasonic sensor.
  • the step of determining measurement data can further include the following step: generating a digital representation of the object only for those parts of the object in which the at least one predefined conformity criterion is defined.
  • a pre-alignment of the measurement data can be carried out, i. H. the measurement data can be provisionally aligned with a target geometry of the object. This can e.g. B. be performed on the basis of a one-time, rapid reconstruction. Only those areas are then reconstructed from this in which it has not yet been possible to make a reliable statement about conformity. Alternatively or additionally, the entire volume or larger areas can be reconstructed with low resolution and only those areas in which no clear statement is possible on the basis of the low resolution can be reconstructed in full resolution.
  • the spatial orientation ie the orientation, of the measurement data or of the object may initially be unknown. However, this is relevant in order to be able to approach any previously defined radiation geometries, for example trajectories. You can do this using the first Radiographic images determine the spatial orientation of the object in the device for measuring the object and the following radiographic geometries are approached accordingly.
  • the invention relates to a computer program product with instructions which can be executed on a computer and which, executed on a computer, cause the computer to carry out the method according to the preceding description.
  • a computer program product e.g. B. be understood as a data carrier on which a Com puterprogrammelement is stored, which has executable instructions for a computer.
  • a computer program product can also be understood to mean, for example, a permanent or volatile data memory, such as flash memory or working memory, which has the computer program element. Store other types of data that have the computer program element, but are not excluded.
  • FIG. 1 shows a flow diagram of the computer-implemented method.
  • the computer-implemented method for measuring an object is referenced below in its entirety as indicated in FIG. 1 with the reference symbol 100.
  • the method 100 comprises the determination of measurement data by means of a device for measuring the object.
  • the measurement data generate a digital representation of the object that has a large amount of image information about the object.
  • This can e.g. B. be a two-dimensional representation of the object or a three-dimensional representation of the object.
  • the digital representation of the object can also be derived from the measurement data, e.g. B. in radiographic measurements by a tomographic reconstruction.
  • a digital representation of the object can only be generated for those parts of the object in which the at least one predefined conformity criterion is defined. This means that only those that are relevant for conformity are shown Areas of the object used for generating the digital representation of the object. The remaining areas of the property are not displayed digitally. This reduces the amount of data for the evaluation. Since the simultaneous evaluation of measurement data places great demands on the computing power, the reduction in the amount of data to be evaluated is particularly advantageous, since it reduces the computing power required.
  • the measurement data can be aligned in advance, ie the measurement data can be tentatively aligned with a target geometry of the object. This can e.g. B.
  • the entire volume or larger areas can be reconstructed with low resolution and only those areas in which no clear statement is possible on the basis of the low resolution can be reconstructed in full resolution.
  • a further step 104 is carried out at least before step 102 is ended.
  • Step 104 can interrupt step 102.
  • step 104 can be carried out at the same time as step 102, i.e. while step 102 is being performed, before step 102 is ended. At this point in time, not all of the measurement data that are to be determined have been determined from the object. This means that only part of the digital representation of the object is available.
  • Step 104 includes steps 106, 108, 110 and 112.
  • step 106 at least part of the digital representation of the object is analyzed to determine defects. This is the part of the digital representation of the object that was previously determined by step 102, since step 102 has not yet ended when step 106 is carried out.
  • step 106 reveals whether a defect is present in the analyzed at least part of the digital representation of the object. If at least one defect has been determined in the analyzed at least part of the digital representation of the object, the path 107 is followed. Then step 108 is performed.
  • step 108 at least one conformity result is determined for the analyzed part of the digital representation of the object.
  • the conformity result indicates how far the analyzed at least one part of the digital representation with the determined defect or defects fulfills at least one predefined conformity criterion for the object.
  • a conformity criterion can be, for example, that the defects in the part of the digital representation of the object must have a size within a tolerance interval.
  • AI- Alternatively or additionally, the conformity criterion can require, for example, that only pores of a predefined number with a predefined size may be present in the part of the digital representation. Further conformity criteria are possible.
  • the conformity result can, for example, indicate that the defects only have a minor influence on the analyzed part and that all conformity criteria for the analyzed part are thus met.
  • the conformity result can indicate that the defects have a strong influence on the analyzed part, so that at least one conformity criterion for the analyzed part is not met.
  • the conformity criterion can indicate that further measurement data are required in order to determine whether the analyzed at least part of the digital representation of the object fulfills the at least one conformity criterion.
  • Step 108 can have several optional substeps.
  • a global quality requirement for the measurement data of the at least part of the digital representation of the object is met.
  • the global quality requirement for the entire digital representation of the object is derived from an evaluation rule.
  • the evaluation rule can be predefined or created later.
  • the evaluation rule can, for example, specify minimum requirements for the noise and the point spread function. On the one hand, it can be concluded that no problematic effects can be overlooked if this minimum requirement is met.
  • an uncertainty in the measurement data can be linked to the quality requirements. The uncertainty of the measurement data is viewed as small or negligible compared to the required tolerance, for example, if the quality requirements are met.
  • At least one conformity result can be provided that indicates that it is uncertain whether the at least part of the digital representation meets the predefined conformity criterion.
  • step 108 can have optional substeps 126 and 128.
  • sub-step 126 it is determined whether a local quality requirement for the measurement data of the at least part of the digital representation of the object is met.
  • the local quality requirement is derived from an evaluation rule for a region of the digital representation of the object. This means that the local quality requirement only applies to this region of the digital talen representation. Different local quality requirements apply to other regions of digital representation. In contrast to this, a global quality requirement applies to all regions of the digital representation, ie for the entire digital representation of the object.
  • the evaluation rule can, for example, specify local minimum requirements for the noise and the point spreading function as local quality requirements.
  • the local quality requirements can depend on the analyzes to be carried out locally.
  • the uncertainty of the measurement data is then viewed, for example, as small or negligible compared to the required tolerance if the minimum requirements are met.
  • the uncertainty applies locally in the region of the digital representation.
  • the uncertainty can be estimated with the help of the local noise and the available two- or three-dimensional image data of the individual regions and the defects that have already been identified or their surroundings.
  • a conformity result is provided in substep 128, which indicates that it is uncertain whether the at least part of the digital representation of the object meets the predefined conformity criterion. This means that the conformity result indicates again that the conformity criteria have been met or that they have not been met. Instead, the continuity result shows an intermediate state that requires the determination of further measurement data about the object.
  • step 108 can alternatively or additionally have the optional substeps 130 and 132.
  • a point spread function is determined from the measurement data and made available.
  • the point spread function is used in substep 132 to estimate how far a defect that does not meet the predefined conformity criterion for the object can be identified. This is done taking into account a quality of the measurement data. The estimate results in a safety value.
  • step 110 If no defect is determined in the analyzed at least part of the digital representation of the object and, at the same time, sufficient measurement data were recorded in step 102 to determine that the analyzed at least part of the digital representation of the object fulfills the at least one conformity criterion, the Followed path 109. Then step 110 is performed.
  • step 110 a conformity result is generated which indicates that the at least one analyzed part of the digital representation of the object fulfills the at least one predefined conformity criterion for the object.
  • step 102 is adapted according to the conformity result. That is, if the conformity result indicates that the identified defects influence the at least part of the digital representation of the object in such a way that it does not meet the at least one conformity criterion, the object is treated as scrap and, in step 112, step 102 is adapted according to the conformity result . Further determination of measurement data from other parts of the object will no longer change the conformity result in this case.
  • the conformity result indicates that the identified defects influence the at least one part of the digital representation of the object in such a way that it fulfills the at least one conformity criterion, further determination of measurement data from other parts of the object will also no longer change the conformity result.
  • the object can be treated as an orderly object.
  • step 102 can be ended. This means that the determination of the measurement data is ended as soon as the conformity result shows that the conformity criterion cannot be met with the previously measured part of the object or that the conformity criterion is definitely met with the previously measured part of the object. Further measurement of the object would no longer change the conformity result is therefore unnecessary. The time that is used for this further measurement can thus be saved.
  • the determination of the measurement data is continued in accordance with step 102.
  • the substep 114 can have the substep 118, in which at least one uncertainty of step 106 is taken into account in order to end step 102.
  • step 114 is only carried out if the conformity result indicates a reliable result, also taking into account the uncertainty, ie either the fulfillment of the at least one conformity criterion or the non-fulfillment of the conformity criterion.
  • the uncertainty of the measurement result or conformity result must therefore also lie within the range in which the conformity criterion is or is not fulfilled. If, due to the uncertainty, the conformity result should indicate a possible fulfillment and a possible non-fulfillment of the conformity criterion, step 114 is not carried out.
  • sub-step 120 can be provided in step 108.
  • at least one local uncertainty is determined that arises in step 106 when analyzing the at least part of the digital representation of the object to determine defects. The local uncertainty only affects that part of the digital representation of the object that is examined in the analyze step.
  • the local uncertainty can be estimated by taking into account local noise in the measurement data and / or the local image information in a surrounding area and other known defects.
  • step 102 can be carried out by means of a radiographic measurement of the object, so that the measurement data represent radiographic images of the object.
  • radiation is transported through the object by means of the device for measuring the object, the device for measuring the object and the object defining a transmission geometry.
  • Sub-steps 134 and 136 can then be provided in step 112, for example.
  • At least one region in the at least part of the digital representation of the object is determined by displaying an uncertain conformity result. This means that for this region it cannot be stated whether the at least one predefined conformity criterion is met or not. For example, this can be caused by an uncertainty of the conformity result, whereby the conformity result without the uncertainty would indicate that the predefined conformity criterion would certainly be fulfilled or would not be fulfilled, but the opposite result could also be fulfilled due to the uncertainty of the conformity result.
  • a radiographic geometry of the radiating measurement of the object is changed in such a way that further measurement data can be determined for the region determined in substep 134.
  • the radiation geometry for this region is adapted so that further measurement data that are recorded with the device for measuring the object in combination with the measurement data determined so far will likely allow a statement about the conformity of the object.
  • Sub-step 136 can further include sub-sub-step 140, in which the radiation geometry of the radiation measurement of the object is changed, avoiding regions of the object for which no statement about the conformity result is possible and strongly absorbing areas being irradiated at the same time , or that the strongly absorbing regions ons of the object cover the regions in the radiation where it was determined that no statement about conformity is possible.
  • the strongly absorbing areas can be predefined and / or determined from the measurement data. By avoiding simultaneous irradiation, the quality of the measurement data can be significantly improved. It is also avoided that the avoided regions and strongly absorbing areas of the object generate measurement data with which it is likewise not possible to determine whether the at least one conformity criterion is met or not. Therefore, measurement time can be saved, so that the computer-implemented method 100 becomes more efficient.
  • step 112 can further include substep 138.
  • substep 138 at least one setting option of a device for performing step 102 is changed. This step is carried out taking into account the changed radiation geometry from substep 136.
  • step 112 can further include substeps 142 and 144.
  • At least one region is determined in the at least part of the digital representation of the object in which the at least one conformity result is uncertain. This means that regions are identified in which further measurement data must be collected, since it is not clear whether the conformity criterion is met or not.
  • sub-step 144 a determination of measurement data with further measurements is then carried out. These further measurements differ from the radiographic measurement.
  • the radiographic measurement has been carried out using computed tomography, for example, the further measurements are carried out using ultrasound, for example.
  • Additional measurement data are determined for the region determined in substep 142.
  • the additional measurement data are intended to help ensure that a reliable conformity result can be determined for the determined region.
  • the computer-implemented method 100 can be executed on a computer by means of a computer program product.
  • the computer program product has a Computer executable instructions. When these instructions are executed on a computer, they cause the computer to perform the process.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung eines Objekts mit den nachfolgenden Schritten: Ermitteln (102) von Messdaten mittels einer Vorrichtung zur Messung des Objekts, wobei die Messdaten eine digitale Darstellung des Objekts mit einer Vielzahl von Bildinformationen erzeugen; und Durchführen (104) der nachfolgenden Schritte zumindest vor einem Beenden des Schritts Ermitteln (102): Analysieren (106) zumindest eines Teils der digitalen Darstellung zur Ermittlung von Defekten; wenn mindestens ein Defekt in dem analysierten Teil der digitalen Darstellung ermittelt wird: Ermitteln (108) mindestens eines Konformitätsergebnisses über den analysierten Teil der digitalen Darstellung, wobei das Konformitätsergebnis anzeigt, wie weit der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung mit dem ermittelten Defekt mindestens ein vordefiniertes Konformitätskriterium für das Objekt erfüllt; und wenn kein Defekt in dem analysierten Teil der digitalen Darstellung ermittelt wird und ausreichend Messdaten erfasst wurden, um festzustellen, dass der analysierte Teil der digitalen Darstellung das mindestens eine Konformitätskriterium erfüllt: Erzeugen (110) eines Konformitätsergebnisses über analysierten Teil der digitalen Darstellung, wobei das Konformitätsergebnis anzeigt, dass das mindestens ein vordefiniertes Konformitätskriterium für das Objekt erfüllt wird; Anpassen (112) des Schritts Ermitteln (102) unter Berücksichtigung des Konformitätsergebnisses.

Description

Computerimplementiertes Verfahren zur Messung eines Objekts
Die Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zur Messung eines Objekts.
Bei der massenhaften Produktion von Bauteilen unterliegen die einzelnen Bauteile Fertigungs toleranzen und möglichen Defekten. Zur Überprüfung ob die Toleranzen eingehalten werden und ob Defekte in dem Bauteil vorhanden sind, werden Messungen an den Bauteilen durchge führt. Ein zu messendes Bauteil ist bei der Messung zunächst unbekannt. Dies kann die ge samte Geometrie des Bauteils oder lediglich Teile der Geometrie des Bauteils betreffen. Auch bei bekannter Soll-Geometrie, weist das zu messende Bauteil unbekannte Abweichungen hier von auf, wobei diese Abweichungen oftmals zu prüfen sind.
Bekannt ist, vor dem Start der Messung zu definieren, wie die gesamte Ermittlung der Messda ten durchgeführt wird. Dabei können jedoch Nachmessungen nötig werden, wenn bei der an fänglichen Messung Bereiche des Bauteils, die für die Ermittlung der Geometrie des Bauteils benötigt werden, nicht mit genügend höher Qualität erfasst wurden. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein computerimplementiertes Verfahren bereitzustellen, das eine erhöhte Effizienz aufweist.
Hauptmerkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 1 und 15 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 14.
In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein computerimplementiertes Verfahren zur Mes sung eines Objekts, wobei das Verfahren die nachfolgenden Schritte aufweist: Ermitteln von Messdaten mittels einer Vorrichtung zur Messung des Objekts, wobei die Messdaten eine digi tale Darstellung des Objekts mit einer Vielzahl von Bildinformationen des Objekts erzeugen; und Durchführen der nachfolgenden Schritte zumindest vor einem Beenden des Schritts Ermit teln von Messdaten: Analysieren zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts zur Ermittlung von Defekten; Wenn mindestens ein Defekt in dem analysierten zumindest einen Teil der digitalen Darstellung ermittelt wird: Ermitteln mindestens eines Konformitätsergebnisses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts, wobei das Konformitätsergebnis anzeigt, wie weit der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstel lung mit dem ermittelten mindestens einen Defekt mindestens ein vordefiniertes Konformitäts kriterium für das Objekt erfüllt; und wenn kein Defekt in dem analysierten zumindest einen Teil der digitalen Darstellung ermittelt wird und ausreichend Messdaten erfasst wurden, um festzu stellen, dass der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts das min destens eine Konformitätskriterium erfüllt: Erzeugen eines Konformitätsergebnisses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts, wobei das Konformi tätsergebnis anzeigt, dass das mindestens ein vordefiniertes Konformitätskriterium für das Ob jekt erfüllt wird; Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des mindestens einen Konformitätsergebnisses.
Mit der Erfindung wird ein computerimplementiertes Verfahren zur Messung eines Objekts be reitgestellt, das während der Ermittlung der Messdaten Informationen verwendet, die sich aus der Ermittlung der Messdaten ergeben, um die Ermittlung der Messdaten nach einer vorläufigen Analyse zu beeinflussen. Um die durchschnittliche Aufnahmezeit zu minimieren, können zu messende Eigenschaften, für die am wahrscheinlichsten die Toleranz nicht eingehalten wird, tendenziell früher in den Messdaten erfasst und bei der vorläufigen Auswertung ausgewertet werden. Auf diese Weise erfolgt ein möglicher Abbruch des Messvorgangs im Mittel früher. Die Informationen, welche zu messenden Eigenschaften dies sind, können beispielsweise aus einer statistischen Auswertung von Messungen von ähnlichen Objekten stammen. Bei Serienmes sungen kann die Reihenfolge des Messvorgangs somit kontinuierlich angepasst bzw. optimiert werden. Weiter kann, wenn mit größer geometrischer Vergrößerung gemessen wird, im Beispiel einer durchstrahlenden Messung mit Röntgenstrahlen z. B. ein Röntgenspot nahe am zu messenden Objekt, können vorläufige Informationen über die Geometrie des Objekts, z. B. aus CAD und/o der vorliegenden Messdaten verwendet werden, um eine Kollision des Objekts mit einer Rönt genröhre oder einem Detektor zu vermeiden.
Bei der Messung kann es sich in einem Beispiel um eine durchstrahlende Messung, z. B. mit Röntgenstrahlung, handeln. In einem anderen Beispiel kann die Messung eine optische Mes sung, z. B. Photogrammetrie, Streifenprojektion oder die Betrachtung der eines Objekts bzw. seiner Oberfläche mit einer Kamera, oder um Messungen des Inneren eines Objekts mit Hilfe von Ultraschall, oder eine andere Arte Messungen handeln.
Bei einer durchstrahlenden Messung kann die Analyse auf Grundlage von 2D-Durchstrahlungs- bildern, eines rekonstruierten 3D-Volumens oder beides in Kombination durchgeführt werden.
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 Oberflächen darstellung kann z. B. aus einer Volumendarstellung oder im Falle der Photogrammetrie und Streifenprojektion aus einer Vielzahl von Kamerabildern bzw. Messbildern abgeleitet werden.
Die durchstrahlende Messung wird mittels einer Vorrichtung durchgeführt, die Messdaten aus einer Durchstrahlungsgeometrie um das Objekt ermittelt. Dabei wird das Objekt aus verschiede nen 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. Da raus ergeben sich neun geometrische Freiheitsgrade: für die Translation jeweils drei Freiheits grade 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.
Das Konformitätsergebnis kann eine Unsicherheit aufweisen, z. B. an Anfang der Ermittlung der Messdaten, wenn am Beispiel der durchstrahlenden Messung erst wenige Projektionen aufge nommen wurden.
Unter Analysieren zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts zur Ermittlung von Defekten kann z. B. eine Rekonstruktion, eine Segmentierung und/oder eine Oberflächen- bestimmung der Messdaten verstanden werden, auf die eine weitere Analyse folgen kann. Da bei kann z. B. eine Defektanalyse, insbesondere auf Poren, Lunker, Einschlüsse, Risse, Porosi täten oder Gefügeauflockerungen, sowohl im Inneren des Objekts als auch an der Oberfläche, eine dimensioneile Analyse, insbesondere auf Maß, Form, Lage, Welligkeit, Rauheit, Wandstär ken, Soll-Ist-Vergleich von definierten Geometrien bzw. in definierten Bereichen, 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.
Um die Analyse hinsichtlich dieser Eigenschaften durchzuführen, können unterschiedliche Her angehensweisen gewählt werden, z. B. die Auswertung von dreidimensionalen Messdaten, die aus durchstrahlenden Messungen eines Objekts ermittelt werden.
Es kann alternativ oder zusätzlich eine Auswertung von zweidimensionalen Messdaten durch geführt werden. Damit können auch ohne Rekonstruktion die durchstrahlenden Messungen di rekt analysiert werden. Dies kann direkt auf unbearbeiteten Durchstrahlungsbildern geschehen. Hierzu können auch mehrere Durchstrahlungsbilder unterschiedlicher Durchstrahlungsgeomet rien gemeinsam berücksichtigt werden.
Alternativ kann ein Referenzbild verwendet werden, um etwaige Defekte in den Bildern besser ermitteln zu können, z. B. ein Differenzbild bzgl. einer durchstrahlenden Vergleichsmessung ei ner 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 Auswer tung heranzuziehen, insbesondere Ultraschall für Defekt- und sonstige Material-Analysen oder optische und taktile Sensoren für die dimensioneile Messtechnik.
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 Mess ergebnisses 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 den noch analysiert werden, um diejenigen Bereiche zu identifizieren, in denen die Qualität der Messdaten am geringsten ist.
Anhand dieser Informationen kann entschieden werden, ob eine weitere Durchführung der Mes sung noch nötig ist, oder ob die vorliegenden Informationen ausreichen, um die definierte Mess aufgabe zu bearbeiten. Falls weitere Informationen nötig sind, können optimierte Aufnahmepa rameter für die folgenden Durchstrahlungsbilder ermittelt werden.
Es kann jeweils ein Toleranzbereich vorgegeben sein, der für die Entscheidung über die Konfor mität des Bauteils relevant sind. Die durchzuführenden Messungen sind oftmals in einem Aus werteplan definiert.
Ein Konformitätskriterium kann z. B. eine vorgegebene Toleranz sein, welche geprüft wird.
Der Teil der digitalen Darstellung des Objekts wird aus den bisher ermittelten Messdaten gebil det.
Das Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des mindestens einen Konformitätsergebnisses kann optimierte Aufnahmeparameter als Resultat haben. Auf nahmeparameter einer Projektion können die Durchstrahlungsgeometrie der Projektion sein, und/oder Einstelloptionen, die bei der Durchstrahlung eines Objektes eingestellt werden kön nen, 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 Zeilen detektor, oder ein mögliches Binning des Detektors. Falls energieselektive Detektoren verwen det werden, kann die Wahl der Energiebins eine Einstelloption sein.
Die Entscheidung, ob anhand der vorliegenden Informationen die Messaufgabe bearbeitet und die Ermittlung der Messdaten somit beendet werden kann und/oder ob bzw. wo weitere Mess- daten benötigt werden, können verschiedene Fälle auftreten. Im Fall einer global oder lokal defi nierten Mindestqualität kann die Ermittlung der Messdaten beendet werden, wenn diese überall erreicht wurde. In vielen Fällen reicht es, dass eine kritische Größe der dimensioneilen Mes sung außerhalb der Toleranz ist, um ein gemessenes Objekt als Ausschuss zu behandeln. In diesen Fällen kann die Ermittlung der Messdaten abgebrochen werden, wenn eine kritische Größe sicher außerhalb der Toleranz ist. Die Messergebnisse der restlichen Größen sind für die Entscheidung dann in der Regel nicht mehr relevant.
Für eine statistische Kontrolle des Fertigungsprozesses kann die Ermittlung der Messdaten trotz der Möglichkeit, die Ermittlung der Messdaten abzubrechen, fortgeführt werden. In diesem Fall kann die Ermittlung der Messdaten weitergeführt werden, bis sie eine maximale erlaubte Unsicherheit aufweisen. Die Messdaten werden dann nicht mehr nur dafür verwendet, über die Konformität des Objekts zu urteilen, sondern um den Fertigungsprozess zu regeln.
Um ein Objekt sicher als gut bzw. konform bewerten zu können, d. h. mit einem positiven Kon formitätsergebnis, müssen üblicherweise sämtliche zu prüfenden kritischen Größen innerhalb der Toleranz sein. Sobald alle diese Größen sicher innerhalb der Toleranz sind, kann die Ermitt lung der Messdaten abgebrochen werden. Auch komplexere und/oder kombinierte Entschei dungsregeln sind prinzipiell denkbar.
In vielen Fällen ist somit eine Bestimmung der, ggf. lokalen, Qualität der Messdaten nötig. Zu sätzlich kann eine Bestimmung der lokalen Unsicherheit aus der Qualität der Messdaten durch geführt 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 dimensioneilen Messtechnik können die lokalen Volumendaten analysiert werden, um eine lokale Unsicherheit der Messung, z. B. die Position der Oberfläche oder an die Oberfläche an gepasste Geometrieelemente abzuschätzen. Bei der Defektanalyse und anderen Materialanaly sen 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 soge nannte „contrast detail detectability“ abgeleitet werden.
In einem anderen Beispiel einer durchstrahlenden Messung kann die Fragestellung sein, ob bei der Qualität der Messdaten die Details der definierten Größe, die üblicherweise Grauwert schwankungen in den Messdaten verursachen, überhaupt von den von Rauschen und/oder von Artefakten verursachten Grauwertschwankungen sicher unterschieden werden können. 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.
Weiterhin können für unterschiedliche Analysen Erfahrungswerte verwendet werden, um die lo kale Qualität der Messdaten und/oder Unsicherheit abzuschätzen. Dazu kann in einem be stimmten Bereich eine gewisse Qualität der Messdaten bzw. Unsicherheit der Messdaten er wartet werden, wenn dieser Bereich von einer gewissen Anzahl von Durchstrahlungsbildern er fasst wurde. Dies kann z. B. aus der Spezifikation des verwendeten CT-Systems abgeleitet wer den.
Bei einer zweidimensionalen Messung bzw. Analyse kann eine Unsicherheit beispielsweise aus Aufnahmeparametern wie der Größe des Röntgenspots oder der Auflösung des Detektors ab geleitet werden. Alternativ oder zusätzlich können Parameter wie das Rauschen oder der Kon trast in den Durchstrahlungsbildern analysiert werden.
Der Schritt Durchführen der nachfolgenden Schritte zumindest vor einem Beenden des Schritts Ermitteln von Messdaten kann mehrmals hintereinander mit zusätzlichen oder anderen durch den Schritt Ermitteln von Messdaten erhaltenen Messdaten durchgeführt werden.
Gemäß einem Beispiel kann der Schritt Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des Konformitätsergebnisses den folgenden Unterschritt aufweisen: Beenden des Schritts Ermitteln von Messdaten, wenn das Konformitätsergebnis anzeigt, dass der analy sierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung mit dem ermittelten zumindest einen Defekt zumindest einen Teil des mindestens einen Konformitätskriterium nicht erfüllt.
Dies ist beispielsweise der Fall, wenn Messgrößen der Defekte identifiziert wurden, die außer halb der Toleranz liegen, dann ist das Bauteil nicht in Ordnung. In einem anderen Beispiel kann dies der Fall sein, wenn für alle Messgrößen sichergestellt wurde, dass diese innerhalb der To leranz liegen, dann ist das Bauteil in Ordnung. Teilweise kann dies nicht an einzelnen Messgrö ßen festgemacht werden, wenn es z. B. komplexere Entscheidungskriterien, d. h. Konformitäts kriterien, für das Konformitätsergebnis gibt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Erfüllung und/oder die Nicht-Erfüllung des Konformitätskrite riums lediglich dann festgestellt wird, wenn die Erfüllung und/oder die Nicht-Erfüllung zu 100 % sicher sind. Gemäß einem weiteren Beispiel kann der Schritt Anpassen des Schritts Ermitteln von Messda ten unter Berücksichtigung des Konformitätsergebnisses den folgenden Unterschritt aufweisen: Beenden des Schritts Ermitteln von Messdaten, wenn ausreichend Messdaten erfasst wurden, um festzustellen, dass der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts das mindestens eine Konformitätskriterium erfüllt.
Dies kann z. B. zweistufig erfolgen. Anhand der Qualität der Messdaten wird abgeschätzt, dass sich keine komplett unentdeckten Defekte im Objekt befinden können. Bei erkannten Defekten wird beispielsweise die momentan gemessene Messgröße und die zugehörige Unsicherheit identifiziert und hieraus abgeleitet, ob der Defekt hinsichtlich der Toleranz problematisch sein könnte.
In einem weiteren Beispiel kann der Schritt Beenden des Schritts Ermitteln von Messdaten fol genden Unterschritt aufweisen: Berücksichtigen mindestens einer Unsicherheit des Schritts Analysieren zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts zur Ermittlung von De fekten.
In Falle von dreidimensionaler digitaler Darstellung kann das Rauschen bzw. die Punktspreiz funktion berücksichtigt werden, um abzuschätzen, ob aufgrund der vorliegenden Datenlage ein Defekt außerhalb der Toleranz sicher identifiziert wurde. Im Falle von zweidimensionaler digita ler Darstellung von durchstrahlenden Messungen können der Kontrast und das Rauschen in Durchstrahlungsbildern verwendet werden. Dabei kann sich die Unsicherheit darauf beziehen, ob ein Defekt entdeckt wird oder inwieweit die Geometrie, z. B. Durchmesser oder Volumen, ei nes ermittelten Defekts korrekt erfasst wurde.
Der Schritt Ermitteln eines Konformitätsergebnisses kann beispielsweise die folgenden weiteren Unterschritt aufweisen: Ermitteln mindestens einer lokalen Unsicherheit des Schritts Analysie ren zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts zur Ermittlung von Defekten für einen Teil der digitalen Darstellung des Objekts, der den analysierten mindestens einen Defekt umfasst, wobei die lokale Unsicherheit mittels eines lokalen Rauschens des Messdaten und/o der der lokalen Bildinformationen in einem Umgebungsbereich um bereits bekannte weitere De fekte abgeschätzt wird.
Hierbei wird die Unsicherheit der Messungen z. B. auf Grundlage lokaler Maße bzw. Mindestan forderungen der Qualität der Messdaten ermittelt, die durch einen Auswerteplan vorgegeben sind. In einem weiteren Beispiel kann der Schritt Ermitteln mindestens eines Konformitätsergebnis ses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts die folgen den Unterschritte aufweisen: Ermitteln, ob eine globale Qualitätsanforderung für die Messdaten des zumindest einen Teils der digitalen Darstellung des Objekts erfüllt ist, wobei die globale Qualitätsanforderung für die gesamte digitale Darstellung des Objekts aus einer Auswertevor schrift abgeleitet wird, und wenn die globale Qualitätsanforderung nicht erfüllt wird: Bereitstellen mindestens eines Konformitätsergebnisses, das anzeigt, dass unsicher ist, ob der zumindest eine Teil der digitalen Darstellung das vordefinierte Konformitätskriterium erfüllt.
Hier kann eine Auswertevorschrift z. B. Mindestanforderungen für Rauschen und Punktspreiz funktion vorgeben. Sind diese, ggf. für die gesamte Messung, erfüllt, wird die Unsicherheit z. B. als klein bzw. vernachlässigbar gegenüber der benötigten Toleranz angesehen und/oder es wird geschlussfolgert, dass keine problematischen Defekte übersehen werden können.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann der Schritt Ermitteln mindestens eines Konformitätser gebnisses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts die folgenden Unterschritte aufweisen: Ermitteln, ob eine lokale Qualitätsanforderung für die Mess daten des zumindest einen Teils der digitalen Darstellung des Objekts erfüllt ist, wobei die min destens eine lokale Qualitätsanforderung für eine Region der digitalen Darstellung des Objekts aus einer Auswertevorschrift abgeleitet wird, und wenn die lokale Qualitätsanforderung nicht er füllt wird: Bereitstellen mindestens eines Konformitätsergebnisses, das anzeigt, dass unsicher ist, ob der zumindest eine Teil der digitalen Darstellung das vordefinierte Konformitätskriterium erfüllt.
Die Auswertevorschrift gibt z. B. lokale Mindestanforderungen für Rauschen und Punktspreiz funktion vor, diese können von den lokal durchzuführenden Analysen abhängen. Sind diese er füllt, wird die Unsicherheit z. B. als klein bzw. vernachlässigbar gegenüber der benötigten Tole ranz angesehen. Die Unsicherheit wird dabei lokal bestimmt und mit Hilfe des lokalen Rau schens und der vorliegenden zwei- oder dreidimensionalen Bilddaten der einzelnen Raumberei che und bereits identifizierten Defekten bzw. deren Umgebung abgeschätzt.
In einem weiteren Beispiel kann der Schritt Ermitteln mindestens eines Konformitätsergebnis ses folgenden weiteren Unterschritt aufweisen: Bereitstellen einer aus den Messdaten ermittel ten Punktspreizfunktion; und Abschätzen eines Sicherheitswertes zum Anzeigen, wie weit ein Defekt, der das vordefinierte Konformitätskriterium für das Objekt nicht erfüllt, unter Berücksich tigung einer Qualität der Messdaten identifizierbar ist. Hierbei wird ebenfalls die Punktspreizfunktion, die aus den Messdaten ermittelt wurde, verwen det, um abschätzen zu können, ob Defekte außerhalb der Toleranz auf Basis der Qualität der Messdaten sicher identifiziert werden können.
Im Schritt Ermitteln von Messdaten kann beispielsweise mittels einer Vorrichtung zur Messung des Objekts eine durchstrahlende Messung des Objekts durchgeführt werden, wobei der Schritt Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des Konformitätsergeb nisses den folgenden Unterschritt aufweist: Ermitteln mindestens einer Region in dem zumin dest einen Teil der digitalen Darstellung des Objekts, in der das mindestens eine Konformitäts ergebnis anzeigt, dass unsicher ist, ob das mindestens eine vordefinierte Konformitätskriterium erfüllt ist oder nicht erfüllt ist; Ändern einer Durchstrahlungsgeometrie der durchstrahlenden Messung des Objekts im Schritt Ermitteln von Messdaten derart, dass weitere Messdaten für die ermittelte Region ermittelt werden.
Es wird in diesem Beispiel identifiziert, für welche Messgrößen/Bereiche noch keine sicheren Aussagen mittels des Konformitätsergebnisses möglich sind. Es werden vermehrt bzw. zielge richtet Messdaten mit der betreffenden Durchstrahlungsgeometrie aufgenommen, die für diese Messgrößen eine genauere Aussage ermöglichen. Die Messdaten können unter anderem auch Projektionen sein, die den relevanten Bereich, d. h. die mindestens eine Region in dem zumin dest einen Teil der digitalen Darstellung des Objekts, in der das mindestens eine Konformitäts ergebnis anzeigt, dass unsicher ist, ob das mindestens eine vordefinierte Konformitätskriterium erfüllt ist oder nicht erfüllt ist, mit größerer geometrischer Vergrößerung abbilden. Dies kann bei spielsweise so durchgeführt werden, dass die entsprechenden Bereiche in den aufzunehmen den Projektionen häufiger und/oder in größerer geometrischer Vergrößerung abgebildet wer den.
In einem weiteren Beispiel kann der Schritt Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten un ter Berücksichtigung des Konformitätsergebnisses weiter folgenden Unterschritt aufweisen: Än dern mindestens einer Einstelloption einer Vorrichtung zum Durchführen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung der geänderten Durchstrahlungsgeometrie.
Hierbei werden Aufnahmeparameter bzw. Einstelloptionen optimiert, insbesondere Spannung, Strom und/oder Belichtungszeit, um eine für die Durchstrahlungsgeometrie ideale Datenqualität zu erreichen.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann der Unterschritt Ändern einer Durchstrahlungsgeometrie der durchstrahlenden Messung des Objekts im Schritt Ermitteln von Messdaten den folgenden Unter- Unterschritt aufweisen: Ändern der Durchstrahlungsgeometrie der durchstrahlenden Mes sung des Objekts unter Vermeidung einer gleichzeitigen durchstrahlenden Messung von vorde finierten und/oder aus den Messdaten ermittelten stark absorbierenden Bereichen des Objekts und der ermittelten Regionen des Objekts, in der das Konformitätsergebnis anzeigt, dass keine Aussage möglich ist, ob der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Ob jekts mit dem ermittelten Defekt das mindestens eine vordefinierte Konformitätskriterium erfüllt oder nicht erfüllt.
Hierbei wird vermieden, dass die Bereiche der Messgrößen durch stark absorbierende Bereiche verdeckt werden.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass der Schritt Anpassen des Schritts Ermitteln von Messda ten unter Berücksichtigung des Konformitätsergebnisses den folgenden Unterschritt aufweist: Ermitteln mindestens einer Region in dem zumindest einen Teil der digitalen Darstellung des Objekts, in der das mindestens eine Konformitätsergebnis anzeigt, dass unsicher ist, ob das mindestens eine vordefinierte Konformitätskriterium erfüllt ist oder nicht erfüllt ist; Ermitteln von Messdaten einer weiteren Messung, die sich von der durchstrahlenden Messung unterscheidet, aus der ermittelten Region derart, dass weitere Messdaten für die ermittelte Region ermittelt werden.
In diesem Beispiel wird identifiziert, für welche Messgrößen bzw. Bereiche noch keine sicheren Aussagen nötig sind. Die weitere Messung kann z. B. mittels eines Ultraschallsensors durchge führt werden.
Weiter kann der Schritt Durchführen der Schritte: Analysieren zumindest eines Teils der digita len Darstellung des Objekts zur Ermittlung von Defekten; Wenn mindestens ein Defekt in dem analysierten zumindest einen Teil der digitalen Darstellung ermittelt wird: Ermitteln mindestens eines Konformitätsergebnisses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Dar stellung des Objekts, wobei das Konformitätsergebnis anzeigt, wie weit der analysierte zumin dest eine Teil der digitalen Darstellung mit dem ermittelten mindestens einen Defekt mindestens ein vordefiniertes Konformitätskriterium für das Objekt erfüllt; und wenn kein Defekt in dem ana lysierten zumindest einen Teil der digitalen Darstellung ermittelt wird und ausreichend Messda ten erfasst wurden, um festzustellen, dass der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Dar stellung des Objekts das mindestens eine Konformitätskriterium erfüllt: Erzeugen eines Konfor mitätsergebnisses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Ob jekts, wobei das Konformitätsergebnis anzeigt, dass das mindestens ein vordefiniertes Konfor mitätskriterium für das Objekt erfüllt wird; Anpassen des Schritts Ermitteln von Messdaten unter Berücksichtigung des mindestens einen Konformitätsergebnisses; durchgeführt wird, zum Bei spiel während der Schritt Ermitteln von Messdaten durchgeführt werden.
Während die vorläufigen Messdaten noch analysiert werden, wird damit der die Ermittlung von Messdaten weiter durchgeführt. Es dauert vergleichsweise lange, die Auswertungen durchzu führen 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 Berech nungen abgeschlossen sind, um erst danach weitere Durchstrahlungsbilder aufzunehmen, kön nen 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, kön nen beispielsweise Aufnahmeparameter gewählt werden, die noch aus der letzten Iteration stammen und eine geringere Optimierung aufweisen, als die nach Abschluss der Berechnung vorliegenden Aufnahmeparameter.
Gemäß einem weiteren Beispiel kann der Schritt Ermitteln von Messdaten weiter den folgenden Schritt aufweisen: Erzeugen einer digitalen Darstellung des Objekts lediglich für die Teile des Objekts, in denen das mindestens eine vordefinierte Konformitätskriterium definiert ist.
Es werden damit lediglich die für die Konformität relevanten Bereiche des Objekts für die Erzeu gung der digitalen Darstellung des Objekts verwendet. Die restlichen Bereiche des Objekts wer den nicht digital dargestellt. Damit wird die Datenmenge für die Auswertung reduziert. Da die simultane Messdatenauswertung große Anforderungen an die Rechenleistung stellt, ist die Re duktion der auszuwertenden Datenmenge besonders von Vorteil, da damit die benötigte Re chenleistung verringert wird. Für diesen Schritt kann eine Vorausrichtung der Messdaten durch geführt werden, d. h. die Messdaten können vorläufig an einer Soll-Geometrie des Objekts aus gerichtet werden. Dies kann z. B. auf Basis einer einmaligen, schnellen Rekonstruktion durch geführt werden. Dann werden hiervon nur diejenigen Bereiche neu rekonstruiert, in denen bis her noch keine sichere Aussage über die Konformität möglich ist. Alternativ oder zusätzlich kön nen das gesamte Volumen oder größere Bereiche mit niedriger Auflösung rekonstruiert werden und lediglich die Bereiche, in denen auf Grundlage der geringen Auflösung keine klare Aussage möglich ist, in voller Auflösung rekonstruiert werden.
Wenn die Art des Objekts in der Vorrichtung zur Messung des Objekts bekannt ist, kann die räumlichen Orientierung, d. h. die Ausrichtung, der Messdaten bzw. des Objekts zunächst un bekannt sein. Diese ist allerdings relevant, um eventuell vorher definierte Durchstrahlungsgeo metrien, zum Beispiel Trajektorien, anfahren zu können. Dazu können anhand der ersten Durchstrahlungsbilder die räumliche Orientierung des Objekts in der Vorrichtung zur Messung des Objekts ermittelt und die folgenden Durchstrahlungsgeometrien dementsprechend angefah ren werden.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit auf einem Computer ausführbaren Instruktionen, welche auf einem Computer ausgeführt den Computer dazu veranlassen, das Verfahren nach der vorhergehenden Beschreibung durchzuführen.
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 Com puterprogrammelement gespeichert ist, das für einen Computer ausführbare Instruktionen auf weist. 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 Daten speichern, die das Computerprogrammelement aufweisen, seien damit jedoch nicht ausge schlossen.
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:
Fig. 1 ein Flussdiagramm des computerimplementierten Verfahrens.
Das computerimplementierte Verfahren zur Messung eines Objekts wird im Folgenden in seiner Gesamtheit wie in Figur 1 angegeben mit dem Bezugszeichen 100 referenziert.
In einem ersten Schritt 102 umfasst das Verfahren 100 das Ermitteln von Messdaten mittels ei ner Vorrichtung zur Messung des Objekts. Die Messdaten erzeugen dabei eine digitale Darstel lung 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.
In einem optionalen Unterschritt 146 des Schritts 102 kann eine digitale Darstellung des Objekts lediglich für die Teile des Objekts, in denen das mindestens eine vordefinierte Konformitätskrite rium definiert ist, erzeugt werden. Es werden damit lediglich die für die Konformität relevanten Bereiche des Objekts für die Erzeugung der digitalen Darstellung des Objekts verwendet. Die restlichen Bereiche des Objekts werden nicht digital dargestellt. Damit wird die Datenmenge für die Auswertung reduziert. Da die simultane Messdatenauswertung große Anforderungen an die Rechenleistung stellt, ist die Reduktion der auszuwertenden Datenmenge besonders von Vor teil, da damit die benötigte Rechenleistung verringert wird. Für diesen Schritt kann eine Voraus richtung der Messdaten durchgeführt werden, d. h. die Messdaten können vorläufig an einer Soll-Geometrie des Objekts ausgerichtet werden. Dies kann z. B. auf Basis einer einmaligen, schnellen Rekonstruktion durchgeführt werden. Dann werden hiervon nur diejenigen Bereiche neu rekonstruiert, in denen bisher noch keine sichere Aussage über die Konformität möglich ist. Alternativ oder zusätzlich können das gesamte Volumen oder größere Bereiche mit niedriger Auflösung rekonstruiert werden und lediglich die Bereiche, in denen auf Grundlage der geringen Auflösung keine klare Aussage möglich ist, in voller Auflösung rekonstruiert werden.
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 durch geführt 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 digita len Darstellung des Objekts vorliegt. Der Schritt 104 umfasst dabei die Schritte 106, 108, 110 und 112.
Im Schritt 106 wird zumindest ein Teil der digitalen Darstellung des Objekts zur Ermittlung von Defekten 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 be endet ist.
Die Analyse aus Schritt 106 ergibt, ob ein Defekt in dem analysierten zumindest einen Teil der digitalen Darstellung des Objekts vorhanden ist. Wenn mindestens ein Defekt in dem analysier ten zumindest einen Teil der digitalen Darstellung des Objekts ermittelt worden ist, wird dem Pfad 107 gefolgt. Dann wird Schritt 108 ausgeführt.
Im Schritt 108 wird mindestens ein Konformitätsergebnis über den analysierten Teil der digita len Darstellung des Objekts ermittelt. Dabei zeigt das Konformitätsergebnis an, wie weit der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung mit dem ermittelten Defekt oder den ermittelten Defekten mindestens ein vordefiniertes Konformitätskriterium für das Objekt erfüllt. Ein Konformitätskriterium kann zum Beispiel sein, dass die Defekte in dem Teil der digitalen Darstellung des Objekts eine Größe innerhalb eines Toleranzintervalls aufweisen müssen. AI- ternativ oder zusätzlich kann das Konformitätskriterium zum Beispiel fordern, dass lediglich Po ren einer vordefinierten Anzahl mit einer vordefinierten Größe in dem Teil der digitalen Darstel lung vorhanden sein darf. Weitere Konformitätskriterien sind möglich. Das Konformitätsergebnis kann zum Beispiel anzeigen, dass die Defekte das analysierte Teil nur in geringerWeise beein flussen und damit alle Konformitätskriterien für das analysierte Teil erfüllt werden. Alternativ kann das Konformitätsergebnis anzeigen, dass die Defekte das analysierte Teil in starker Weise beeinflussen, sodass mindestens ein Konformitätskriterium für das analysierte Teil nicht erfüllt wird. In einerweiteren Alternative kann das Konformitätskriterium anzeigen, dass weitere Mess daten benötigt werden, um festzustellen, ob der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts das mindestens eine Konformitätskriterium erfüllt.
Der Schritt 108 kann dabei mehrere optionale Unterschritte aufweisen.
In einem optionalen Unterschritt 122 kann ermittelt werden, ob eine globale Qualitätsanforde rung für die Messdaten des zumindest einen Teils der digitalen Darstellung des Objekts erfüllt ist. Die globale Qualitätsanforderung für die gesamte digitale Darstellung des Objekts wird da bei aus einer Auswertevorschrift abgeleitet. Die Auswertevorschrift kann dabei vordefiniert sein oder nachträglich erstellt werden. Die Auswertevorschrift kann dabei zum Beispiel Mindestan forderungen für das Rauschen und die Punktspreizfunktion vorgeben. Dabei kann zum einen schlussfolgert werden, dass keine problematischen Effekte übersehen werden können, wenn diese Mindestanforderung erfüllt werden. Weiter kann eine Unsicherheit der Messdaten mit den Qualitätsanforderungen verknüpft werden. Die Unsicherheit der Messdaten wird zum Beispiel als klein oder vernachlässigbar gegenüber der benötigten Toleranz angesehen, wenn die Quali tätsanforderungen erfüllt werden.
In einem weiteren, auf den Unterschritt 122 folgenden optionalen Unterschritt 124 kann, wenn die globale Qualitätsanforderung nicht erfüllt wird, mindestens ein Konformitätsergebnis bereit gestellt werden, das anzeigt, dass unsicher ist, ob der zumindest einen Teil der digitalen Dar stellung das vordefinierte Konformitätskriterium erfüllt.
Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt 108 die optionalen Unterschritte 126 und 128 aufwei sen.
Im Unterschritt 126 wird ermittelt, ob eine lokale Qualitätsanforderung für die Messdaten des zumindest einen Teil der digitalen Darstellung des Objekts erfüllt ist. Die lokale Qualitätsanfor derung wird dabei aus einer Auswerte Vorschrift für eine Region der digitalen Darstellung des Objekts abgeleitet. D.h., die lokale Qualitätsanforderung gilt lediglich für diese Region der digi- talen Darstellung. Für andere Region der digitalen Darstellung gilt eine andere lokale Qualitäts anforderung. Im Gegensatz dazu gilt eine globale Qualitätsanforderung für alle Regionen der digitalen Darstellung, d.h. für die gesamte digitale Darstellung des Objekts.
Dabei kann die Auswertevorschrift als lokale Qualitätsanforderung zum Beispiel lokale Mindest anforderungen für das Rauschen und die Punktspreizfunktion vorgeben. Dabei können die loka len Qualitätsanforderungen von den lokal durchzuführenden Analysen abhängen. Die Unsicher heit der Messdaten wird dann zum Beispiel als klein oder vernachlässigbar gegenüber der be nötigten Toleranz angesehen, wenn die Mindestanforderungen erfüllt sind. Dabei gilt die Unsi cherheit lokal in der Region der digitalen Darstellung. Die Unsicherheit kann dabei mithilfe des lokalen Rauschens und der vorliegenden zwei- oder dreidimensionalen Bilddaten der einzelnen Regionen und den bereits identifizierten Defekten bzw. deren Umgebung abgeschätzt werden.
Sollte die lokale Qualitätsanforderung nicht erfüllt werden, wird im Unterschritt 128 ein Konfor mitätsergebnis bereitgestellt, das anzeigt, dass unsicher ist, ob der zumindest einen Teil der di gitalen Darstellung des Objekts das vordefinierte Konformitätskriterium erfüllt. D.h., dass Kon formitätsergebnis zeigt wieder an, dass die Konformitätskriterien erfüllt sind noch, dass sie nicht erfüllt sind. Stattdessen zeigt das Kontinuitätsergebnis einen Zwischenzustand an, der die Er mittlung von weiteren Messdaten über das Objekt erfordert.
Weiter kann der Schritt 108 alternativ oder zusätzlich die optionalen Unterschritte 130 und 132 aufweisen.
Im Unterschritt 130 wird eine Punktspreizfunktion aus den Messdaten ermittelt und bereitge stellt. Mittels der Punktspreizfunktion wird im Unterschritt 132 abgeschätzt, wie weit ein Defekt, der das vordefinierte Konformitätskriterium für das Objekt nicht erfüllt, identifizierbar ist. Dies wird unter Berücksichtigung einer Qualität der Messdaten durchgeführt. Die Abschätzung resul tiert in einem Sicherheitswert.
Wenn kein Defekt in dem analysierten zumindest ein Teil der digitalen Darstellung des Objekts ermittelt wird und gleichzeitig ausreichend Messdaten im Schritt 102 erfasst wurden, um festzu stellen, dass der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts das min destens eine Konformitätskriterium erfüllt, wird dem Pfad 109 gefolgt. Dann wird Schritt 110 ausgeführt.
Im Schritt 110 wird ein Konformitätsergebnis erzeugt, das anzeigt, dass der zumindest eine analysierte Teil der digitalen Darstellung des Objekts das mindestens eine vordefinierte Konfor mitätskriterium für das Objekt erfüllt. Im Schritt 112 wird der Schritt 102 entsprechend dem Konformitätsergebnis angepasst. D.h., wenn das Konformitätsergebnis anzeigt, dass die ermittelten Defekte den zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts so beeinflussen, dass es das mindestens eine Konformi tätskriterium nicht erfüllt, wird das Objekt als Ausschuss behandelt und im Schritt 112 der Schritt 102 entsprechend dem Konformitätsergebnis angepasst. Eine weitere Ermittlung von Messdaten aus anderen Teilen des Objekts wird das Konformitätsergebnis in diesem Fall nicht mehr ändern.
Wenn das Konformitätsergebnis anzeigt, dass die die ermittelten Defekte den zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts so beeinflussen, dass es das mindestens eine Konfor mitätskriterium erfüllt, wird eine weitere Ermittlung von Messdaten aus weiteren Teilen des Ob jekts das Konformitätsergebnis ebenfalls nicht mehr ändern. Das Objekt kann als ordnungsge mäßes Objekt behandelt werden.
In beiden Fällen kann gemäß dem Unterschritt 114 des Schritts 112 der Schritt 102 beendet werden. D.h., dass die Ermittlung der Messdaten beendet wird, sobald mit dem Konformitätser gebnis festgestellt wird, dass mit dem bisher gemessenen Teil des Objekts das Konformitätskri terium nicht erfüllt werden kann oder dass mit dem bisher gemessenen Teil des Objekts das Konformitätskriterium auf jeden Fall erfüllt wird. Die weitere Messung des Objekts würde das Konformitätsergebnis nicht mehr ändern ist daher unnötig. Die Zeit die für diese weitere Mes sung verwendet wird kann damit eingespart werden.
In dem Fall, dass das Konformitätsergebnis anzeigt, dass nicht sicher ist, ob das Konformitäts kriterium erfüllt wird oder nicht, wird die Ermittlung der Messdaten gemäß Schritt 102 fortge führt.
Der Unterschritt 114 kann den Unter-Unterschritt 118 aufweisen, bei dem zum Beenden des Schritts 102 mindestens eine Unsicherheit des Schritts 106 berücksichtigt wird. D.h., dass der Schritt 114 lediglich dann ausgeführt wird, wenn das Konformitätsergebnis auch unter Berück sichtigung der Unsicherheit ein sicheres Ergebnis, d.h. entweder ein Erfüllen des mindestens einen Konformitätskriterium, oder ein Nicht-Erfüllen des Konformitätskriteriums, anzeigt. Die Un sicherheit des Messergebnisses bzw. Konformitätsergebnisses muss damit ebenfalls innerhalb des Bereichs liegen, in dem das Konformitätskriterium erfüllt wird bzw. nicht erfüllt wird. Wenn durch die Unsicherheit das Konformitätsergebnis eine mögliche Erfüllung und eine mögliche Nichterfüllung des Konformitätskriteriums anzeigen sollte, wird der Schritt 114 nicht durchge führt. Optional kann, wenn der Unter-Unterschritt 118 vorgesehen wird, im Schritt 108 der Unterschritt 120 vorgesehen werden. Im Unterschritt 120 wird mindestens eine lokale Unsicherheit ermittelt, die im Schritt 106 bei der Analyse des zumindest einen Teil der digitalen Darstellung des Ob jekts zur Ermittlung von Defekten entsteht. Die lokale Unsicherheit betrifft dabei lediglich den Teil der digitalen Darstellung des Objekts, der im Schritt analysieren untersucht wird.
Die lokale Unsicherheit kann dabei abgeschätzt werden, indem ein lokales Rauschen der Mess daten und/oder der lokalen Bildinformationen in einem Umgebungsbereich und bereits be kannte weitere Defekte berücksichtigt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt 102 mittels einer durchstrahlende Messung des Ob jekts durchgeführt werden, sodass die Messdaten Durchstrahlungsbilder des Objekts darstellen. Dabei wird Strahlung mittels der Vorrichtung zur Messung des Objekts durch das Objekt trans portiert, wobei die Vorrichtung zur Messung des Objekts und das Objekt eine Durchstrahlungs geometrie definieren. Schritt 112 können dann zum Beispiel die Unterschritte 134 und 136 vor gesehen werden.
Im Unterschritt 134 wird mindestens eine Region in dem zumindest ein Teil der digitalen Dar stellung des Objekts ermittelt, indem ein unsicheres Konformitätsergebnis angezeigt wird. D.h., dass für diese Region nicht ausgesagt werden kann, ob das mindestens eine vordefinierte Kon formitätskriterium erfüllt ist oder nicht. Beispielsweise kann dies durch eine Unsicherheit des Konformitätsergebnis bewirkt werden, wobei das Konformitätsergebnis ohne die Unsicherheit anzeigen würde das das vordefinierte Konformitätskriterium sicher erfüllt wäre bzw. nicht erfüllt wäre, jedoch durch die Unsicherheit des Konformitätsergebnis auch das gegenteilige Ergebnis erfüllt sein könnte.
Im Unterschritt 136 wird eine Durchstrahlungsgeometrie der durchstrahlenden Messung des Objekts so geändert, dass weitere Messdaten für die im Unterschritt 134 ermittelte Region er mittelt werden können. D.h., dass die Durchstrahlungsgeometrie für dieser Region so ange passt wird, dass weitere Messdaten, die mit der Vorrichtung zur Messung des Objekts aufge nommen werden in Kombination mit den bisher ermittelten Messdaten voraussichtlich eine Aus sage über die Konformität des Objekts erlauben.
Der Unterschritt 136 kann weiter den Unter-Unterschritt 140 aufweisen, bei dem die Durchstrah lungsgeometrie der Strahlenmessung des Objekts geändert wird, wobei vermieden wird, Regio nen des Objekts, für die keine Aussage über das Konformitätsergebnis möglich ist, und stark absorbierende Bereiche gleichzeitig zu durchstrahlen, bzw. dass die stark absorbierenden Regi- onen des Objekts die Regionen, bei denen ermittelt wurde, dass keine Aussage über die Kon formität möglich ist, in der Durchstrahlung verdecken. Die stark absorbierenden Bereiche kön nen dabei vordefiniert sein und/oder aus den Messdaten ermittelt worden sein. Durch die Ver meidung der gleichzeitigen Durchstrahlung kann die Qualität der Messdaten deutlich verbessert werden. Weiter wird vermieden, dass durch die vermiedenen Regionen und stark absorbieren den Bereiche des Objekts Messdaten erzeugt werden, mit denen ebenfalls nicht ermittelt wer den kann, ob das mindestens eine Konformitätskriterium erfüllt wird oder nicht. Daher kann da mit Messzeit gespart werden, sodass das computerimplementierte Verfahren 100 effizienter wird.
Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt 112 weiter den Unterschritt 138 aufweisen. In dem Unterschritt 138 wird mindestens eine Einstelloption einer Vorrichtung zum Durchführen des Schritts 102 geändert. Dieser Schritt wird unter Berücksichtigung der geänderten Durchstrah lungsgeometrie aus Unterschritt 136 durchgeführt.
Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt 112 weiter die Unterschritte 142 und 144 aufweisen.
Im Unterschritt 142 wird mindestens eine Region in dem zumindest ein Teil der digitalen Dar stellung des Objekts ermittelt, in der das mindestens eine Konformitätsergebnis unsicher ist. D.h., es werden Regionen ermittelt, in den weiteren Messdaten erhoben werden müssen, da nicht klar ist, ob das Konformitätskriterium erfüllt wird oder nicht.
Darauf wird im Unterschritt 144 eine Ermittlung von Messdaten mit weiteren Messungen durch geführt. Diese weiteren Messungen unterscheiden sich von der durchstrahlenden Messung.
D.h., wenn die durchstrahlende Messung zum Beispiel mittels Computertomographie durchge führt wurde, werden die weiteren Messungen zum Beispiel mit Ultraschall durchgeführt. Dabei werden für die im Unterschritt 142 ermittelte Region weitere Messdaten ermittelt. Die weiteren Messdaten sollen dazu beitragen, dass für die ermittelte Region ein sicheres Konformitätser gebnis ermittelt werden kann.
Mit dem computerimplementierten Verfahren 100 kann z. B. das Auftreten von Artefakten wie Streifenartefakten und/oder Metallartefakten, ggf. in Abhängigkeit von der Durchstrahlungsgeo metrie, vorhergesagt werden. Es kann somit eine Durchstrahlungsgeometrie für die Ermittlung der Messdaten gewählt werden, für die diese Artefakte möglichst nicht in Bereichen auftreten, in denen eine Analyse durchgeführt werden soll.
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 aus geführt werden, veranlassen sie den Computer dazu, das Verfahren durchzuführen.
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 ver schiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Claims

Patentansprüche
1. Computerimplementiertes Verfahren zur Messung eines Objekts, wobei das Verfahren (100) die nachfolgenden Schritte aufweist:
Ermitteln (102) von Messdaten mittels einer Vorrichtung zur Messung des Ob jekts, wobei die Messdaten eine digitale Darstellung des Objekts mit einer Viel zahl von Bildinformationen des Objekts erzeugen; und
Durchführen (104) der nachfolgenden Schritte zumindest vor einem Beenden des Schritts Ermitteln von Messdaten:
Analysieren (106) zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Ob jekts zur Ermittlung von Defekten;
Wenn mindestens ein Defekt in dem analysierten zumindest einen Teil der digitalen Darstellung ermittelt (107) wird: Ermitteln (108) mindestens eines Konformitätsergebnisses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts, wobei das Konformitätsergeb nis anzeigt, wie weit der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Dar stellung mit dem ermittelten mindestens einen Defekt mindestens ein vor definiertes Konformitätskriterium für das Objekt erfüllt; und wenn kein Defekt in dem analysierten zumindest einen Teil der digitalen Darstellung ermittelt wird und ausreichend Messdaten erfasst wurden, um festzustellen, dass der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Dar stellung des Objekts das mindestens eine Konformitätskriterium erfüllt (109): Erzeugen (110) eines Konformitätsergebnisses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts, wobei das Konformitätsergebnis anzeigt, dass das mindestens ein vordefiniertes Konformitätskriterium für das Objekt erfüllt wird;
Anpassen (112) des Schritts Ermitteln (102) von Messdaten unter Berück sichtigung des mindestens einen Konformitätsergebnisses.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Anpassen (112) des Schritts Ermitteln (102) von Messdaten unter Berücksichtigung des Konformitätser gebnisses den folgenden Unterschritt aufweist:
Beenden (114) des Schritts Ermitteln (102) von Messdaten, wenn das Konformi tätsergebnis anzeigt, dass der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Dar stellung mit dem ermittelten zumindest einen Defekt zumindest einen Teil des mindestens einen Konformitätskriterium nicht erfüllt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Anpassen (112) des Schritts Ermitteln (102) von Messdaten unter Berücksichtigung des Konformi tätsergebnisses den folgenden Unterschritt aufweist:
Beenden (114) des Schritts Ermitteln (102) von Messdaten, wenn ausreichend Messdaten erfasst wurden, um festzustellen, dass der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts das mindestens eine Konformitätskrite rium erfüllt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschritt Be enden (114) des Schritts Ermitteln (102) von Messdaten folgenden Unter-Unterschritt aufweist:
Berücksichtigen (118) mindestens einer Unsicherheit des Schritts Analysieren (106) zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts zur Ermittlung von Defekten.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Ermitteln (108) eines Konformitätsergebnisses folgenden weiteren Unterschritt aufweist:
Ermitteln (120) mindestens einer lokalen Unsicherheit des Schritts Analysieren (106) zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts zur Ermittlung von Defekten für einen Teil der digitalen Darstellung des Objekts, der den analy sierten mindestens einen Defekt umfasst, wobei die lokale Unsicherheit mittels eines lokalen Rauschens des Messdaten und/oder der lokalen Bildinformationen in einem Umgebungsbereich um bereits bekannte weitere Defekte abgeschätzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Ermitteln (108) mindestens eines Konformitätsergebnisses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts die folgenden Unterschritte auf weist:
Ermitteln (122), ob eine globale Qualitätsanforderung für die Messdaten des zu mindest einen Teils der digitalen Darstellung des Objekts erfüllt ist, wobei die glo bale Qualitätsanforderung für die gesamte digitale Darstellung des Objekts aus einer Auswertevorschrift abgeleitet wird, und
Wenn die globale Qualitätsanforderung nicht erfüllt wird: Bereitstellen (124) min destens eines Konformitätsergebnisses, das anzeigt, dass unsicher ist, ob der zumindest eine Teil der digitalen Darstellung das vordefinierte Konformitätskrite rium erfüllt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Ermitteln (108) mindestens eines Konformitätsergebnisses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts die folgenden Unterschritte auf weist:
Ermitteln (126), ob eine lokale Qualitätsanforderung für die Messdaten des zu mindest einen Teils der digitalen Darstellung des Objekts erfüllt ist, wobei die mindestens eine lokale Qualitätsanforderung für eine Region der digitalen Dar stellung des Objekts aus einer Auswertevorschrift abgeleitet wird, und Wenn die lokale Qualitätsanforderung nicht erfüllt wird: Bereitstellen (128) min destens eines Konformitätsergebnisses, das anzeigt, dass unsicher ist, ob der zumindest eine Teil der digitalen Darstellung das vordefinierte Konformitätskrite rium erfüllt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Ermitteln (108) mindestens eines Konformitätsergebnisses folgenden weiteren Unter schritt aufweist:
Bereitstellen (130) einer aus den Messdaten ermittelten Punktspreizfunktion; und Abschätzen (132) eines Sicherheitswertes zum Anzeigen, wie weit ein Defekt, der das vordefinierte Konformitätskriterium für das Objekt nicht erfüllt, unter Be rücksichtigung einer Qualität der Messdaten identifizierbar ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt Ermitteln (102) von Messdaten mittels einer Vorrichtung zur Messung des Objekts eine durchstrahlende Messung des Objekts durchgeführt wird, wobei der Schritt Anpassen (112) des Schritts Ermitteln (102) von Messdaten unter Berücksichtigung des Konformi tätsergebnisses den folgenden Unterschritt aufweist:
Ermitteln (134) mindestens einer Region in dem zumindest einen Teil der digita len Darstellung des Objekts, in der das mindestens eine Konformitätsergebnis anzeigt, dass unsicher ist, ob das mindestens eine vordefinierte Konformitätskri terium erfüllt ist oder nicht erfüllt ist;
Ändern (136) einer Durchstrahlungsgeometrie der durchstrahlenden Messung des Objekts im Schritt Ermitteln (102) von Messdaten derart, dass weitere Mess daten für die ermittelte Region ermittelt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Anpassen (112) des Schritts Ermitteln (102) von Messdaten unter Berücksichtigung des Konformitätser gebnisses weiter folgenden Unterschritt aufweist: Ändern (138) mindestens einer Einstelloption einer Vorrichtung zum Durchführen des Schritts Ermitteln (102) von Messdaten unter Berücksichtigung der geänder ten Durchstrahlungsgeometrie.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschritt Än dern (136) einer Durchstrahlungsgeometrie der durchstrahlenden Messung des Objekts im Schritt Ermitteln (102) von Messdaten den folgenden Unter-Unterschritt aufweist:
Ändern (140) der Durchstrahlungsgeometrie der durchstrahlenden Messung des Objekts unter Vermeidung einer gleichzeitigen durchstrahlenden Messung von vordefinierten und/oder aus den Messdaten ermittelten stark absorbierenden Be reichen des Objekts und der ermittelten Regionen des Objekts, in der das Kon formitätsergebnis anzeigt, dass keine Aussage möglich ist, ob der analysierte zu mindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts mit dem ermittelten De fekt das mindestens eine vordefinierte Konformitätskriterium erfüllt oder nicht er füllt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Anpassen (112) des Schritts Ermitteln (102) von Messdaten unter Berücksichtigung des Konformitätsergebnisses den folgenden Unterschritt aufweist:
Ermitteln (142) mindestens einer Region in dem zumindest einen Teil der digita len Darstellung des Objekts, in der das mindestens eine Konformitätsergebnis anzeigt, dass unsicher ist, ob das mindestens eine vordefinierte Konformitätskri terium erfüllt ist oder nicht erfüllt ist;
Ermitteln (144) von Messdaten einerweiteren Messung, die sich von der durch strahlenden Messung unterscheidet, aus der ermittelten Region derart, dass wei tere Messdaten für die ermittelte Region ermittelt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Durchführen (104) der Schritte: Analysieren (106) zumindest eines Teils der digitalen Darstellung des Objekts zur Ermittlung von Defekten; Wenn mindestens ein Defekt in dem analysierten zumindest einen Teil der digitalen Darstellung ermittelt wird: Ermitteln (108) mindestens eines Konformitätsergebnisses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts, wobei das Konformitätsergebnis anzeigt, wie weit der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung mit dem ermittelten mindestens einen Defekt mindestens ein vordefiniertes Konformitätskriterium für das Ob jekt erfüllt; und wenn kein Defekt in dem analysierten zumindest einen Teil der digitalen Darstellung ermittelt wird und ausreichend Messdaten erfasst wurden, um festzustellen, dass der analysierte zumindest eine Teil der digitalen Darstellung des Objekts das min destens eine Konformitätskriterium erfüllt: Erzeugen (110) eines Konformitätsergebnis ses über den zumindest einen analysierten Teil der digitalen Darstellung des Objekts, wobei das Konformitätsergebnis anzeigt, dass das mindestens ein vordefiniertes Konfor- mitätskriterium für das Objekt erfüllt wird; Anpassen (112) des Schritts Ermitteln von
Messdaten unter Berücksichtigung des mindestens einen Konformitätsergebnisses; durchgeführt wird, während der Schritt Ermitteln (102) von Messdaten durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt Ermitteln (102) von Messdaten weiter den folgenden Schritt aufweist:
Erzeugen (146) einer digitalen Darstellung des Objekts lediglich für die Teile des Objekts, in denen das mindestens eine vordefinierte Konformitätskriterium defi niert ist.
15. Computerprogrammprodukt mit auf einem Computer ausführbaren Instruktionen, welche auf einem Computer ausgeführt den Computer dazu veranlassen, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
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