[发明专利]用于装置的并列虚拟-真实图像检查的系统及方法

说明书

相关申请的声明

本申请要求以在2010年9月24日提交的美国专利临时专利申请序号为61/386,092的申请为优先权。

技术领域

本发明涉及使用摄像机的检查系统及方法。

背景技术

对于工业装置及设备，根据摄像机图像的计算机化检查提供了非常准确的信息。然而，如果被检查对象是复杂的（例如，现代燃气轮机），并且当涉及多个摄像机以及摄像机的多个配置时，检查变得困难。经常无法直觉地想像出各摄像机或摄像机配置与被检查装置之间的空间关系。这妨碍了检查的生产率。

当被检查装置是复杂的时，检查处理特别困难。例如，用现有检查系统及方法检查现代燃气轮机产生了诸多困难。关于这一点，一个原因是因为装置巨大而具有复杂形状，当查验该检查的录像时会难以定位。

据此，对于检查复杂装置，需要新的和改进的系统及方法。

发明内容

本发明提供直接支持，以让检查装置的检查者意识到摄像机配置相对于被检查装置的确切情形。根据本发明的一方面，将摄像机安装在致动器上，后者能够被带有用户接口装置（包括控制杆、键盘以及鼠标）的计算机来控制。摄像机可以有多个自由度。计算装置中的软件完全控制致动器，并且知道每个摄像机的空间位置及取向。

被检查对象的CAD模型是可以得到的，并被加载至计算装置上的软件。将来自摄像机的视频图像实时地传送至计算机。采用上述可用信息，本发明的系统能选择性地并列呈现：来自摄像机的实况图像；进入CAD模型的摄像机的虚拟视图、以及摄像机和CAD模型的场面概况，以实况图像重叠于CAD模型上。

利用这些视图，检查者将准确地知道摄像机相对于被检查装置在何处，没有接通摄像机视频时这些视图看起来像什么，以及来自摄像机的真实图像是什么，所有这些同时都在同一应用中。这将大大有助于用户建立预定配置、进行训练、以及执行实际检查。

因此，根据本发明的不同方面，提供了用于检查装置的新的、改进的方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于检查装置的的方法。将被检查的装置相对于多个活动摄像机布置在已知位置，多个活动摄像机被安装在可控致动器上。然后，移动致动器，以使多个摄像机瞄准该装置。由检查者/用户利用用户接口来控制可控致动器，以定位摄像机。

计算装置访问被检查装置的CAD模型，并且根据该CAD模型绘制被检查装置的虚拟图像。

然后，由摄像机（或多个摄像机）在显示器上产生被检查装置的图像。计算装置还使得该装置的被绘制的虚拟图像显示在显示器上。

根据本发明的一方面，由摄像机产生的该装置的图像以及根据CAD模型的绘制的虚拟图像并列显示在显示器上。

根据本发明的另一方面，由摄像机产生的该装置的图像以及根据CAD模型的绘制的虚拟图像，还按照以该图像重叠于绘制的虚拟图像上的重叠方式显示，使得该图像适当地位于该CAD模型的绘制的虚拟图像上。

根据本发明的另一方面，来自多个摄像机的一个或多个附加图像，按照以多个图像重叠于绘制的虚拟图像上的重叠方式显示，使得多个图像的每一个适当地位于该CAD模型的绘制的虚拟图像上。

根据本发明的另一方面，该装置可以在取得该装置的图像之后进行检查。在这种情况下，图像由摄像机取得像，然后被存储，以便根据本发明的方面进行分析。

根据本发明的该方面，计算装置检索该装置的图像、产生该图像的摄像机的多个物理特征、该摄像机的位置及取向、以及该装置相对于该摄像机的校准。该计算装置还检索被检查装置的CAD模型。

该计算装置根据该装置的CAD模型绘制该装置的虚拟图像。取决于该装置被感兴趣的区段，该计算装置可以绘制该CAD模型的一部分或其全部。

然后，该计算装置使得该装置的图像和该装置虚拟图像的对应区段同时显示。由摄像机产生的该装置的图像以及根据CAD模型的绘制的虚拟图像可以并列显示在显示器上。附加地，由摄像机产生的该装置的图像以及根据CAD模型的绘制的虚拟图像可以按照以该图像重叠于绘制的虚拟图像上的重叠方式显示，使得该图像适当地位于CAD模型的绘制的虚拟图像上。

来自多个摄像机的一个或更多的附加图像按照可以按照以多个图像重叠于绘制的虚拟图像上的重叠方式显示，使得多个图像的每一个适当地位于CAD模型的绘制的虚拟图像上。