WO2013087433A1 - Dynamische ergebnisprojektion bei bewegtem prüfobjekt - Google Patents

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WO2013087433A1
WO2013087433A1 PCT/EP2012/074196 EP2012074196W WO2013087433A1 WO 2013087433 A1 WO2013087433 A1 WO 2013087433A1 EP 2012074196 W EP2012074196 W EP 2012074196W WO 2013087433 A1 WO2013087433 A1 WO 2013087433A1
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test object
test
arrangement according
thermography
detection means
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PCT/EP2012/074196
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Lukasz Adam BIENKOWSKI
Christian Homma
Hubert Mooshofer
Max Rothenfusser
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/72—Investigating presence of flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9515—Objects of complex shape, e.g. examined with use of a surface follower device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion
    • G06T7/292—Multi-camera tracking
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/70—Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73—Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement and a method for evaluating a moving test object by means of active thermography.
  • thermography An extension of the so-called active thermography is known in which both a projection of thermographic data on a test specimen and an interaction with the projected thermographic data can be carried out.
  • An evaluation of results in this extension does not take place as usual in active thermography on the computer screen, but simplifies directly on the DUT.
  • a test object remains fixed so that a position of a projection image and a test piece match.
  • a change in position of a test object, for example, to improve viewing conditions, is therefore not possible.
  • This problem is a limitation in the evaluation process. It is merely a stationary-case projection technique, that is, an immovable test piece.
  • Conventional known methods already allow a direct evaluation on the test object. The assessment of defects on the screen and their manual transmission to the test object are therefore no longer necessary.
  • test object Since the test object must be clamped in the measuring device during the entire evaluation process and thus remain immobile, the test person can be disturbed by this measuring device and limited in space. Not infrequently, the clamped test object is not freely accessible, so that an evaluation of results is much more difficult.
  • the object of the invention is to provide an arrangement or a method with which a thermographic test pattern is likewise provided on a moving test object becomes.
  • a localization of anomalies should be executable on a moving real test object. It should be possible to move a test piece during a projection to improve an evaluation process.
  • an arrangement for an evaluation of a moving test object by means of active thermography, the arrangement comprising the following devices: a first detection device for detecting a thermographic test image of the test object; a second detection device for detecting three-dimensional surface coordinates of the test object; a computer device for adapting the thermography test image based on the three-dimensional surface data of the test object to the test object; a third detection device for detecting a respective position of the strigobj ectes in the three-dimensional
  • thermographic test image for adapting the thermographic test image with regard to its perspective and its position on the basis of the respective detected position of the test object; a projection unit for congruent projection of the thermographic test pattern adapted to the moving test object onto the test object.
  • a method for evaluating a moving test object by means of active thermography is provided with the following steps: a detection of a thermographic test image of the test object is carried out by means of a first detection device; by means of a second detection device, detection of three-dimensional surface coordinates of the test object is carried out; By means of a computer device, an adaptation of the thermographic test image is carried out on the basis of the three-dimensional surface data of the test object to the test object; By means of a third detection device, a detection of a jewei- ligent position of the test object in three-dimensional space; By means of the computer device, an adaptation of the thermographic test image with regard to its perspective and its position is carried out on the basis of the respective position of the test object; By means of a projection unit, a congruent projecting of the thermographic test pattern adapted to the moving test object is carried out on the test object.
  • the position of a test object can be determined.
  • the projection image is adapted by appropriate perspective correction and positioning in such a way that it adjusts congruently to the specimen in the case of subsequent projection, for example by means of a beamer.
  • the present invention allows the examiner free placement and movement of a scholarobj ectes, so that, for example, more favorable lighting conditions or an advantageous angle for the evaluation can be effected.
  • a resulting complete decoupling of the test object from the measuring arrangement results in an unlimited freedom of vision on and around the test object. In this way, the quality of an evaluation is effectively increased.
  • the third detection device may comprise an infrared camera or a depth sensor camera. In this way, the third detection device can be easily integrated into the first or second detection device.
  • the third detection device can have a cage in which the test object is fixed relative to markings of the cage is, and capture the respective positions of the markers. The position determination is simplified.
  • the third detection device on the test object fixed identification marks for example, so-called 2D Data Matrix Codes have.
  • the third detection device can in particular be a conventional camera.
  • the third detection device may have a robot arm having markings or sensors, on which the test object is fixed, and detect the respective positions of the markings or sensors.
  • the third detection device may have a position and orientation sensor fixed on the test object and detect its respective position data.
  • the third detection device may comprise two depth sensor cameras, of which the first detects a change in position and the second detects a new position.
  • the computer device can adapt the thermography test image as a function of a respective position of the test object by means of a mathematical 3D transformation.
  • the second detection device can also detect the three-dimensional surface coordinates by means of the depth sensor camera.
  • a depth sensor camera can detect three-dimensional surface coordinates of the test object, in particular by means of strip light projection or laser cutting.
  • a depth sensor camera can also detect a position of a test object.
  • the second detection device can detect the three-dimensional surface coordinates by means of distance measurements.
  • the projection unit can be a beamer.
  • the cage can additionally have control elements for switching functions.
  • a function may be a contrast adjustment, a change of a color pallet, a switching between views of a test result or a deep scrolling.
  • all method steps for detecting each change in a position of the test object can be repeated continuously.
  • the test object can be moved manually in three-dimensional space.
  • the third detection device can provide by means of a first depth sensor camera for detecting a position change and a second depth sensor camera for detecting an end position of a test object from a plurality of test objects last arranged on a test table.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an arrangement according to the invention
  • Figure 2 shows a second embodiment of an inventive arrangement
  • Figure 3 shows a third embodiment of an inventive arrangement
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of an arrangement according to the invention
  • Figure 5 shows an embodiment of an inventive
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an arrangement according to the invention.
  • This arrangement for evaluating a moving test object 1 by means of active thermography has a first detection device 3 for detecting a thermography test image 5 of the test object 1.
  • a first detection device 3 is particularly advantageous a thermal imaging camera.
  • the arrangement additionally has a second detection device 7 for detecting three-dimensional surface coordinates of the test object 1.
  • Such a second detection unit 7 is particularly advantageously designed as a depth sensor camera.
  • a computer device 9 performs an adaptation of the thermography test image 5 on the basis of the three-dimensional surface data of the test object 1 to the test object 1.
  • a third detection device 15 a respective position of the test object 1 in three-dimensional space is additionally detected.
  • Such a third detection device 15 is particularly advantageously provided by the first detection device 3 or the second detection device 7.
  • the computer device 9 can now adapt the thermography test image 5 with respect to its perspective and its position, so that a projection unit 13 can congruently project the thermographic test image 5 matched to the moving test object 1 onto the Test object 1 can project congruently.
  • An arrangement according to the invention tion has according to this embodiment, a thermal imaging camera, a depth sensor camera and a projector. By means of the depth sensor camera, a 3D data record of a test part can be detected. The thermal image is adjusted on the basis of the 3D data set on a computer to the test object and its position by a mathematical 3D transformation.
  • a test object 1 is held in one hand during evaluation.
  • the test object 1, which may also be referred to as a test object, may for example be a turbine blade which can be held by a test person during the evaluation in his hand and moved freely in space.
  • the depth sensor camera continuously records the 3D data record of the test object, which determines the position of the test part in the room.
  • the transformed and adapted measurement result image is projected onto the test piece.
  • the position of the test object 1 can be determined by means of a position and orientation sensor, which is attached to the test object 1 and provides position information, for example by means of radio.
  • the test object 1 can be moved freely in space by the test person, whereby a transformed and adapted test result image can again be simply projected onto the test object 1.
  • markers that can be imaged with a conventional camera e.g. Data Matrix codes on which test object 1 is mounted in order to be able to follow it in the room.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of an arrangement according to the invention.
  • the arrangement according to FIG. 2 corresponds to the arrangement according to FIG. 1, with the difference that the test object 1 is fastened in a cage K in order to simplify the determination of the position of the test object 1 and to reduce the computational effort of the computer device 9 and only with this can be moved.
  • the position of the test object 1 in the cage K remains unchanged during the evaluation.
  • At the cage corners KE are markers whose positions are detected by a depth sensor camera 7. From this, the position of the test object 1 can be calculated in a simplified manner.
  • the cage K has handles G, whereby rotating these cage handles allows various functions to be switched, such as contrast adjustment, changing a color palette, switching between different views of a test result or deep scrolling. Deep scrolling largely corresponds to a so-called zooming.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of an arrangement according to the invention.
  • the test object 1 is held on a robot arm RA.
  • the robot arm RA can be moved freely in space with only small force. This is an advantage in investigations of heavy test objects 1, which would otherwise quickly lead to fatigue of the test person.
  • a determination of the position in space is effected by means of markers on the robot arm, which can be detected by means of the depth sensor camera 7, or / and by means of information from robotic sensors.
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of an arrangement according to the invention.
  • the test object 1 is placed on a test bench PT after a measurement.
  • two depth sensor cameras 7 and 7a are used.
  • a relatively accurate first depth sensor camera 7, which can also work in the visible light spectrum, as well as a relatively coarse low-cost depth sensor camera 7a.
  • the relatively accurate depth sensor camera 7 is used for the position detection.
  • Each position change is in turn detected by the relatively inaccurate depth sensor camera 7a, which continuously the strig mechanice 1 or the Test object 1 monitored in the invisible light spectrum.
  • the relatively accurate depth sensor camera 7 switches to determine the new position relatively accurately and adjust the projection.
  • Several test objects 1 can be located and evaluated simultaneously on the test bench PT.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a method according to the invention.
  • a method for evaluating a moving test object 1 by means of active thermography can particularly advantageously comprise the following steps: With a step S1, a thermography test image of the test object is detected by means of a first detection device. With a second step S2, three-dimensional surface coordinates of the test object and respective positions of the test object in three-dimensional space are detected by means of a second detection device. With a third step S3, the thermographic test image data are adjusted by means of a computer device on the basis of the three-dimensional surface data and the position data of the test object.
  • thermographic test image adapted to the moving test object onto the test object is carried out by means of a projection unit.
  • Such an evaluation process can be carried out particularly advantageously continuously, so that an error-free projection is always ensured after a change in the position of the test object.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Bewerten eines bewegten Prüfobjektes (1) mittels aktiver Thermografie. Mittels einer dritten Erfassungseinrichtung (15) wird zusätzlich eine jeweilige Position eines Prüfobjektes (1) im dreidimensionalen Raum ermittelt und ein Thermografie-Prüfbild (5) hinsichtlich dessen Perspektive und dessen Position zur deckungsgleichen Projektion auf das Prüfobjekt (1) angepasst.

Description

Beschreibung
Dynamische Ergebnisprojektion bei bewegtem PrüfObjekt Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Bewertung eines bewegten PrüfObjektes mittels aktiver Thermografie .
Es ist eine Erweiterung der so genannten aktiven Thermografie bekannt, bei der sowohl eine Projektion von Thermografiedaten auf einen Prüfling als auch eine Interaktion mit den projizierten Thermografiedaten ausführbar sind. Eine Evaluierung von Ergebnissen findet bei dieser Erweiterung nicht wie herkömmlicherweise bei der aktiven Thermografie bekannt am Com- puterbildschirm statt, sondern vereinfacht direkt am Prüfling. Dabei verbleibt ein Prüfling fixiert, damit eine Position eines Projektionsbildes und eines Prüfteiles übereinstimmen. Eine Positionsänderung eines Prüflings, beispielsweise um Betrachtungsverhältnisse zu verbessern, ist somit nicht möglich. Dieses Problem stellt eine Einschränkung bei dem Evaluierungsprozess dar. Es ist lediglich eine Projektionstechnik für einen stationären Fall, das heißt für ein unbewegliches Prüfteil bekannt. Herkömmliche bekannte Verfahren ermöglichen bereits eine direkte Evaluierung am Prüfobjekt. Die Beurteilung von Defekten am Bildschirm und deren manuelle Übertragung auf das Prüfobjekt sind somit nicht mehr erforderlich. Da das PrüfObjekt während des ganzen Evaluierungsvorgangs in der Messvorrich- tung eingespannt und dadurch unbeweglich bleiben muss, kann die Prüfperson von dieser Messvorrichtung gestört und räumlich beschränkt werden. Nicht selten ist das eingespannte PrüfObjekt nicht frei zugänglich, sodass eine Bewertung von Ergebnissen wesentlich erschwert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung bzw. ein Verfahren bereitzustellen, mit dem ein Thermografie- Prüfbild ebenso auf einem bewegten PrüfObjekt bereitgestellt wird. Es soll beispielsweise eine Lokalisierung von Anomalien auf einem bewegten realen PrüfObjekt ausführbar sein. Es soll eine Bewegung eines Prüfteils während einer Projektion zur Verbesserung eines Evaluationsprozesses ermöglicht werden.
Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs und ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Nebenanspruch gelöst. Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Anordnung für eine Bewertung eines bewegten PrüfObjektes mittels aktiver Thermografie bereitgestellt, wobei die Anordnung folgende Einrichtungen aufweist: eine erste Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines Thermografie-Prüfbildes des Prüfobj ektes ; eine zweite Er- fassungseinrichtung zur Erfassung von dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten des Prüfobj ektes ; eine Rechnereinrichtung zur Anpassung des Thermografieprüfbildes anhand der dreidimensionalen Oberflächendaten des Prüfobj ektes an das Prüfob- jekt; eine dritte Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer jeweiligen Position des Prüfobj ektes im dreidimensionalen
Raum; die Rechnereinrichtung zur Anpassung des Thermografie- Prüfbildes hinsichtlich dessen Perspektive und dessen Position anhand der jeweiligen erfassten Position des Prüfobjekts; eine Projektionseinheit zur deckungsgleichen Projektion des an das bewegte PrüfObjekt angepassten Thermografie-Prüfbildes auf das Prüfobjekt.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Bewerten eines bewegten Prüfobj ektes mittels aktiver Thermografie mit den folgenden Schritten bereitgestellt: Mittels einer ersten Erfassungseinrichtung wird ein Erfassen eines Thermografie - Prüfbildes des Prüfobj ektes ausgeführt; mittels einer zweiten Erfassungseinrichtung wird ein Erfassen von dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten des Prüfobj ektes ausgeführt; mittels einer Rechnereinrichtung wird ein Anpassen des Thermografie- Prüfbildes anhand der dreidimensionalen Oberflächendaten des Prüfobj ektes an das PrüfObjekt ausgeführt; mittels einer dritten Erfassungseinrichtung wird ein Erfassen einer jewei- ligen Position des PrüfObjektes im dreidimensionalen Raum ausgeführt; mittels der Rechnereinrichtung wird ein Anpassen des Thermografie-Prüfbildes hinsichtlich dessen Perspektive und dessen Position anhand der jeweiligen Position des Prüf- Objektes ausgeführt; mittels einer Projektionseinheit wird ein deckungsgleiches Projizieren des an das bewegte PrüfObjekt angepassten Thermografie-Prüfbildes auf das PrüfObjekt ausgeführt . Mittels Verwendung einer angepassten Tiefensensorkamera kann die Position eines PrüfObjektes ermittelt werden. Anhand dieser 3D-Position wird das Projektionsbild durch entsprechende perspektivische Korrektur und Positionierung derart ange- passt, dass es sich bei anschließender Projektion beispiels- weise mittels eines Beamers an den Prüfling deckungsgleich anpasst .
Die vorliegende Erfindung ermöglicht der Prüfperson eine freie Platzierung und Bewegung eines Prüfobj ektes , so dass beispielsweise günstigere Lichtverhältnisse oder ein vorteilhafter Blickwinkel für die Evaluierung bewirkt werden können. Eine resultierende vollständige Entkopplung des PrüfObjektes von der Messanordnung bewirkt eine unbeschränkte Sichtfreiheit auf und um das Prüfobjekt. Auf diese Weise wird eine Qualität einer Evaluation wirksam vergrößert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht . Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die dritte Erfassungseinrichtung eine Infrarotkamera oder eine Tiefensen- sorkamera aufweisen. Auf diese Weise kann die dritte Erfassungseinrichtung einfach in die erste oder zweite Erfassungseinrichtung integriert sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die dritte Erfassungseinrichtung einen Käfig aufweisen, in dem das PrüfObjekt relativ zu Markierungen des Käfigs fixiert ist, und die jeweiligen Positionen der Markierungen erfassen. Die Positionsbestimmung wird vereinfacht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die dritte Erfassungseinrichtung am Prüfobjekt fixierte Identifikationsmarken, beispielsweise sogenannte 2D Data Matrix Codes, aufweisen. Auf diese Weise kann die dritte Erfassungs- einrichtung insbesondere eine herkömmliche Kamera sein. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die dritte Erfassungseinrichtung einen Markierungen oder Sensoren aufweisenden Roboterarm aufweisen, an dem das PrüfObjekt fixiert ist, und die jeweiligen Positionen der Markierungen oder Sensoren erfassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die dritte Erfassungseinrichtung einen am PrüfObjekt fixierten Lage- und Orientierungssensor aufweisen und dessen jeweilige Positionsdaten erfassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die dritte Erfassungseinrichtung zwei Tiefensensorkameras aufweisen, von denen die erste eine Positionsänderung und die zweite eine neue Position erfasst.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Rechnereinrichtung das Thermografie-Prüfbild in Abhängigkeit von einer jeweiligen Position des Prüfobjektes mittels einer mathematischen 3D-Transformation anpassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die zweite Erfassungseinrichtung die dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten ebenso mittels der Tiefensensorkamera erfassen. Eine Tiefensensorkamera kann dreidimensionale Oberflä- chenkoordinaten des Prüfobjektes insbesondere mittels Streifenlichtprojektion oder Laserschnitt erfassen. Eine Tiefen- sensorkamera kann ebenso eine Position eines PrüfObjektes erfassen . Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die zweite Erfassungseinrichtung die dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten mittels Abstandsmessungen erfassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Projektionseinheit ein Beamer sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Kä- fig zusätzlich Steuerelemente zum Schalten von Funktionen aufweisen .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Funktion eine Kontrastanpassung, eine Änderung einer Farbpa- lette, ein Umschalten zwischen Ansichten eines Prüfergebnis - ses oder ein Tiefenscrollen sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können alle Verfahrensschritte zur Erfassung jeder Änderung einer Positi - on des PrüfObjektes kontinuierlich wiederholt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das PrüfObjekt im dreidimensionalen Raum händisch bewegt werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die dritte Erfassungseinrichtung mittels einer ersten Tiefensen- sorkamera zum Erfassen einer Positionsänderung und einer zweiten Tiefensensorkamera zum Erfassen einer Endposition eines PrüfObjektes aus einer Mehrzahl von zuletzt auf einem Prüftisch angeordneten Prüfobjekten bereitstellen.
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung; Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung;
Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung; Figur 5 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens .
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung. Diese Anordnung zur Bewertung eines bewegten PrüfObjektes 1 mittels aktiver Thermografie weist eine erste Erfassungseinrichtung 3 zur Erfassung eines Thermografie-Prüfbildes 5 des Prüfobjektes 1 auf. Eine derartige erste Erfassungseinrichtung 3 ist besonders vorteilhaft eine Wärmebildkamera. Die Anordnung weist zusätzlich eine zweite Erfassungseinrichtung 7 zur Erfassung von dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten des PrüfObjektes 1 auf. Besonders vorteilhaft ist eine derartige zweite Erfassungseinheit 7 als eine Tiefensensorkamera ausgeführt. Gemäß der vorliegenden Erfindung führt eine Rechnereinrichtung 9 eine Anpassung des Thermografie-Prüfbildes 5 anhand der dreidimensionalen Oberflächendaten des PrüfObjektes 1 an das PrüfObjekt 1 aus. Mittels einer dritten Erfassungseinrichtung 15 wird zusätzlich eine jeweilige Position des PrüfObjektes 1 im dreidimensionalen Raum erfasst. Besonders vorteilhaft wird eine derartige dritte Erfassungseinrichtung 15 durch die erste Erfassungseinrichtung 3 oder die zweite Erfassungseinrichtung 7 bereitgestellt. Die Rechnereinrichtung 9 kann nun anhand der jeweiligen erfassten Positionen des PrüfObjektes 1 das Thermogra- fieprüfbild 5 hinsichtlich dessen Perspektive und dessen Po- sition anpassen, sodass eine Projektionseinheit 13 zur deckungsgleichen Projektion des an das bewegte PrüfObjekt 1 an- gepassten Thermografie-Prüfbildes 5 auf das Prüfobjekt 1 deckungsgleich projizieren kann. Eine erfindungsgemäße Anord- nung weist gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Wärmebildkamera, eine Tiefensensorkamera und einen Beamer auf. Mittels der Tiefensensorkamera kann ein 3D-Datensatz eines Prüfteils erfasst werden. Das Wärmebild wird anhand des 3D-Datensatzes an einem Rechner an den Prüfling und dessen Position durch eine mathematische 3D-Transformation angepasst. Anschließend erfolgt eine Projektion des Wärmebildes auf das Prüfteil. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein PrüfObjekt 1 während einer Evaluierung in einer Hand gehalten. Das PrüfObjekt 1, das ebenso als Prüfling bezeichnet werden kann, kann beispielsweise eine Turbinenschaufel sein, die von einer Prüf- person während der Evaluierung in dessen Hand gehalten und frei im Raum bewegt werden kann. Die Tiefensensorkamera erfasst fortwährend den 3D-Datensatz des Prüflings, wodurch die Position des Prüfteils im Raum bestimmt wird. Das transformierte und angepasste Messergebnisbild wird auf das Prüfteil proj iziert .
Alternativ zu diesem ersten Ausführungsbeispiel kann die Po- sition des PrüfObjektes 1 mittels eines Lage- und Orientierungssensors ermittelt werden, der an dem Prüfobjekt 1 befestigt ist und beispielsweise mittels Funk Positionsinformationen bereitstellt. Das PrüfObjekt 1 kann von der Prüfperson frei im Raum bewegt werden, wobei ein transformiertes und an- gepasstes Messergebnisbild wiederum einfach auf das Prüfobjekt 1 projiziert werden kann.
Des Weiteren können alternativ auch Marker, die mit einer herkömmlichen Kamera abgebildet werden können, z.B. Data Mat- rix Codes, auf dem Prüfobjekt 1 angebracht sein, um dieses im Raum verfolgen zu können.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung. Dabei entspricht die Anordnung gemäß Figur 2 der Anordnung gemäß Figur 1 mit dem Unterschied, dass zur vereinfachten Ermittlung der Position des PrüfObjektes 1 und zur Verkleinerung eines Rechenaufwandes der Rechnereinrichtung 9 das Prüfobjekt 1 in einem Käfig K befestigt wird und lediglich mit diesem bewegt werden kann. Die Position des PrüfObjektes 1 im Käfig K bleibt während der Evaluierung unverändert. An den Käfigecken KE befinden sich Marker, deren Positionen von einer Tiefensensorkamera 7 erfasst werden. Daraus kann vereinfacht die Position des Prüfobjektes 1 berechnet werden. Zusätzlich weist der Käfig K Griffe G auf, wobei durch Drehen dieser Käfiggriffe verschiedene Funktionen geschaltet werden können, wie dies beispielsweise eine Kontrastanpassung, eine Änderung einer Farbpalette, ein Umschal - ten zwischen verschiedenen Ansichten eines Prüfergebnisses oder ein Tiefenscrollen sein kann. Ein Tiefenscrollen entspricht weitgehend einem sogenannten Zoomen.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Anordnung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das PrüfObjekt 1 an einem Roboterarm RA festgehalten. Mittels einer Anwendung einer sogenannten regelungstechnischen Gravitationskompensation kann der Roboterarm RA mit lediglich kleiner Kraft frei im Raum bewegt werden. Dies ist ein Vor- teil bei Untersuchungen von schweren PrüfObjekten 1, die sonst schnell zu einer Ermüdung der Prüfperson führen würden. Eine Positionsbestimmung im Raum erfolgt mittels Marker am Roboterarm, die mittels der Tiefensensorkamera 7 erfasst werden können, oder/und mittels Informationen von Robotersenso- ren.
Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung. Das PrüfObjekt 1 wird nach einer Messung auf einem Prüftisch PT platziert. Gemäß diesem Ausfüh- rungsbeispiel werden zwei Tiefensensorkameras 7 und 7a verwendet. Eine relativ genaue erste Tiefensensorkamera 7, die ebenso im sichtbaren Lichtspektrum arbeiten kann, sowie eine relativ grobe kostengünstige Tiefensensorkamera 7a. Um eine maximale Genauigkeit bei der Projektion zu gewährleisten, wird für die Positionserkennung die relativ genaue Tiefensen- sorkamera 7 verwendet. Jede Positionsänderung wird wiederum von der relativ ungenauen Tiefensensorkamera 7a detektiert, die kontinuierlich die PrüfObjekte 1 beziehungsweise das PrüfObjekt 1 im unsichtbaren Lichtspektrum überwacht. Sobald eine Positionsänderung erkannt wird, schaltet sich die relativ genaue Tiefensensorkamera 7 zu, um die neue Position relativ genau zu ermitteln und die Projektion anzupassen. Auf dem Prüftisch PT können sich gleichzeitig mehrere PrüfObjekte 1 befinden und evaluiert werden.
Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein derartiges Verfahren zum Bewerten eines be- wegten PrüfObjektes 1 mittels aktiver Thermografie kann besonders vorteilhaft folgende Schritte aufweisen: mit einem Schritt Sl wird mittels einer ersten Erfassungseinrichtung ein Thermografie-Prüfbild des PrüfObjektes erfasst. Mit einem zweiten Schritt S2 werden mittels einer zweiten Erfassungs- einrichtung dreidimensionale Oberflächenkoordinaten des Prüfobjektes und jeweilige Positionen des Prüfobjektes im dreidimensionalen Raum erfasst. Mit einem dritten Schritt S3 werden mittels einer Rechnereinrichtung die Thermografie-Prüfbild- Daten anhand der dreidimensionalen Oberflächendaten und der Positionsdaten des PrüfObjektes angepasst. Mit einem vierten Schritt S4 wird mittels einer Projektionseinheit ein deckungsgleiches Projizieren des an das bewegte PrüfObjekt an- gepassten Thermografieprüfbildes auf das PrüfObjekt ausgeführt. Ein derartiger Evaluierungsvorgang kann besonders vor- teilhaft kontinuierlich ausgeführt werden, sodass eine fehlerfreie Projektion nach einer Positionsänderung des PrüfObjektes stets gewährleistet ist.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung für eine Bewertung eines bewegten PrüfObjektes (1) mittels aktiver Thermografie , aufweisend:
- eine erste Erfassungseinrichtung (3) zur Erfassung eines Thermografie-Prüfbildes (5) des PrüfObjektes (1) ;
- eine zweite Erfassungseinrichtung ( 7 ) zur Erfassung von dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten des PrüfObjektes (1) ;
- eine Rechnereinrichtung (9) zur Anpassung des Thermografie- Prüfbildes (5) anhand der dreidimensionalen Oberflächendaten des PrüfObjektes (1) an das PrüfObjekt (1) ;
- eine dritte Erfassungseinrichtung (15) zur Erfassung einer jeweiligen Position des Prüfobjektes (1) im dreidimensiona- len Raum;
- die Rechnereinrichtung (9) zur Anpassung des Thermografie- Prüfbildes (5) hinsichtlich dessen Perspektive und dessen Position anhand der jeweiligen erfassten Position des Prüfobjektes (1) ;
- eine Projektionseinheit (13) zur deckungsgleichen Projektion des an das bewegte PrüfObjekt (1) angepassten Thermogra- fie-Prüfbildes (5) auf das Prüfobjekt (1) .
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Erfassungseinrichtung (15) mittels der ersten oder der zweiten Erfassungseinrichtung (3; 7 ) bereitgestellt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Erfassungseinrichtung (15) einen Käfig (K) aufweist, in dem das PrüfObjekt (1) relativ zu Markierungen des Käfigs fixiert ist, und die jeweiligen Positionen der Markierungen erfasst.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass die dritte Erfassungseinrichtung (15) am
Prüfobjekt (1) fixierte Identifikationsmarken, beispielsweise sogenannte 2D Data Matrix Codes, und eine Kamera insbesondere für sichtbares Licht aufweisen.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Erfassungseinrichtung (15) einen Markierungen oder Sensoren aufweisenden Roboterarm auf- weist, an dem das Prüfobjekt (1) fixiert ist, und die jeweiligen Positionen der Markierungen oder Sensoren erfasst.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Erfassungseinrichtung (15) ei- nen am Prüfobjekt (1) fixierten Lage- und Orientierungssensor aufweist, und dessen jeweilige Positionsdaten erfasst.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Erfassungseinrichtung (15) zwei Tiefensensorkameras (7, 7a) aufweist, von denen die erste eine Positionsänderung und die zweite eine neue Position erfasst .
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) das Thermogra- fie-Prüfbild (5) in Abhängigkeit von einer jeweiligen Position des PrüfObjektes (1) mittels einer mathematischen SD- Transformation anpasst .
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Erfassungseinrichtung (3) eine Wärmebildkamera und die zweite Erfassungseinrichtung (7) eine Tiefensensorkamera ist .
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Erfassungseinrichtung (7) die dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten mittels Abstandsmessungen erfasst.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinheit (13) ein Beamer ist .
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig zusätzlich Steuerelemente zum Schalten von Funktionen aufweist.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funktion eine Kontrastanpassung, eine Änderung einer Farbpalette, ein Umschalten zwischen Ansichten eines Prüfergebnisses oder ein Tiefenscrollen sein kann.
14. Verfahren zum Bewerten eines bewegten PrüfObjektes (1) mittels aktiver Thermografie, mit den Schritten:
- mittels einer ersten Erfassungseinrichtung (3) ausgeführtes Erfassen eines Thermografie-Prüfbildes (5) des Prüfobjektes (1) ;
- mittels einer zweiten Erfassungseinrichtung ( 7 ) ausgeführtes Erfassen von dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten des PrüfObjektes (1) ;
- mittels einer Rechnereinrichtung (9) ausgeführtes Anpassen des Thermografie-Prüfbildes (5) anhand der dreidimensiona- len Oberflächendaten des Prüfobjektes (1) an das Prüfobjekt (1) ;
- mittels einer dritten Erfassungseinrichtung (15) ausgeführtes Erfassen einer jeweiligen Position des Prüfobjektes (1) im dreidimensionalen Raum;
- mittels der Rechnereinrichtung (11) ausgeführtes Anpassen des Thermografie-Prüfbildes (5) hinsichtlich dessen Perspektive und dessen Position anhand der jeweiligen Position des PrüfObjektes (1) ;
- mittels einer Projektionseinheit (13) ausgeführtes de- ckungsgleiches Projizieren des an das bewegte PrüfObjekt
(1) angepassten Thermografie-Prüfbildes (5) auf das Prüfobjekt (1) .
15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch mittels der Rechnereinrichtung (11) ausgeführtes Anpassen des Thermografie-Prüfbildes (5) in Abhängigkeit von einer jeweiligen Position des Prüfobjektes (1) mittels einer mathematischen 3D-Transformation .
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch kontinuierlich wiederholtes Ausführen aller Verfahrensschritte zur Erfassung jeder Änderung einer Position des Prüfobjek- tes (1) .
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, gekennzeichnet durch händisches Bewegen des PrüfObjektes (1) im dreidimensionalen Raum.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, gekennzeichnet durch Bereitstellen der dritten Erfassungseinrichtung (15) mittels einer ersten Tiefensensorkamera zum Erfassen einer Positionsänderung und einer zweiten Tiefensensorka- mera zum Erfassen einer Endposition eines Prüfobjekts (1) aus einer Mehrzahl von zuletzt auf einem Prüftisch angeordneten PrüfObjekten (1) .
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