[发明专利]使用选择性成像测量物体的方法和设备

说明书

一种测量物体的方法将所述物体与该物体的模型配准，并且确定所述物体的至少一个特征来进行扫描。接下来，该方法控制X射线扫描装置以不用扫描整个所述物体，以便产生代表至少一个被扫描部分的可视数据。5所述至少一个被扫描部分具有所述至少一个特征，同时根据所述物体与所述模型的配准来控制所述X射线扫描装置。

优先权

本专利申请要求于2014年5月29日提交的美国专利申请号14/290,100以及于2013年6月17日提交的临时申请号61/835,952的优先权，这两个申请的名称都是“METHOD ANDAPPARATUS OF MEASURING OBJECTS USING SELECTIVE IMAGING(使用选择性成像测量物体的方法和设备)”，并且以Jonathan O’Hare和Stephen Darrouzet为发明人，通过参照将这两个申请的公开内容全部结合在本文中。

技术领域

本发明总体上涉及度量技术，更具体而言，本发明涉及使用成像装置的度量技术。

背景技术

坐标测量机(CMM)广泛用于具有多个特征的制造物体的几何检查和测量。这些特征经常在不同位置以不同取向遍及物体分布。为了改善使用CMM的工业过程，许多这样的机器应该以使测量循环时间最小的方式快速地将测量传感器指向相关特征。对于单点触针必须进行多次运动来收集关于物体的每个特征的足够数据的触觉式探测系统来说尤其如此。在一些应用中，这种触觉检测方法太慢。现有技术已经通过研发更先进的探测系统(诸如激光点或线扫描仪)来解决该问题，这种探测系统以更小的运动范围收集更多的数据。

计算机断层扫描检查系统也已经用来进行检查和测量。令人不满意的是，对发明人来说已知的这种系统需要获取物体的整个体积。因而，工业计算机断层扫描系统利用多个二维X射线投影图像(锥束扫描仪/平板扫描仪)或一维X射线扫描线(螺旋扫描仪/线扫描仪)通过360度完全旋转来扫描整个物体体积。随后软件将这些图像重构成平面切片或完整体积用于分析。

这种扫描方案的一个问题是其经常收集大量信息。随后必须对这些大量数据进行处理，这需要花费很长时间(例如，30至45分钟，这个时间长度对于许多工业检查系统来说是不可接受的)，并且占尽额外空间进行数据存储。因此，使用现有技术的计算机断层扫描方案进行几何检查经常是非常不实用的。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，一种测量物体的方法将所述物体与该物体的模型配准，并且确定所述物体的至少一个特征来进行扫描。接下来，该方法控制X射线扫描装置以不用扫描整个所述物体，以便产生代表至少一个被扫描部分的可视数据。所述至少一个被扫描部分具有所述至少一个特征，同时根据所述物体与所述模型的配准来控制所述X射线扫描装置。

该方法进一步可以从所述可视数据重构所述物体的所述至少一个被扫描部分，从而产生重构体。接下来，所述方法可以从所述重构体测量所述至少一个特征。有时，所述方法可以确定所述物体的多个特征来进行扫描，并且控制所述X射线扫描装置以不用扫描整个所述物体，以便产生代表至少一个被扫描部分的可视数据，其中所述至少一个被扫描部分包括所述多个特征。以类似方式，所述X射线扫描装置可以被控制成产生代表多个被扫描部分的可视标记。所述至少一个被扫描部分也可以包括所述至少一个特征的至少一部分。

一些实施方式可以将所述物体加载到包括所述X射线扫描装置的计算机断层扫描机内，并且有时所述计算机断层扫描机具有不阻挡所述X射线扫描装置的固定件。所述固定件可以以各种方式移动，诸如在平移方向上和在旋转方向上。此外，所述模型可以包括三维计算机辅助设计(CAD)模型。实际上，除此之外，所述特征可以包括所述物体的内部特征和外部特征。所述X射线扫描装置可以包括在扫描所述物体时围绕所述物体移动小于360度的源。除了其他方式之外，所述X射线扫描装置可以扫描所述物体的多个相交平面。