[发明专利]具有图案投影的管道镜

说明书

本发明涉及一种管道镜(1)，特别是用于对航空器发动机进行管道镜检查的管道镜。该管道镜(1)包括电子图像采集单元(10)，该电子图像采集单元具有作为位于轴(3)的端部上的管道镜物镜的两个图像采集传感器(11)，该轴被设计用于引入到管道镜开口中，其中图像采集传感器(11)相对于彼此的位置和定向适合于使用三角测量来确定3D信息。此外，提供用于将图案(50)投影到图像采集传感器(11)的公共记录区域中的图案投影仪(20)，该投影仪包括本质上光学成像的光纤束(21)，其由具有不同透射率的统计学分布的光纤(22)组成，光源(25)与光纤束的输入表面(23)耦接并且光纤束的输出表面(24)被引导朝向图像采集传感器(11)覆盖的区域。

技术领域

本发明涉及一种管道镜，特别是用于对飞机发动机进行管道镜检查的管道镜。

背景技术

在现有技术中，已知使用管道镜来检查非直接可见(immediately visible)的区域中的工业设备。可以通过小开口将管道镜引入感兴趣的区域，并直接使用光学单元或通过显示由管道镜末端处的合适传感器系统记录的视频图像来提供其它方式无法视觉访问的区域的视图，也称为视频管道镜。管道镜的轴在本文可以是刚性的或柔性的，以便更好地进入难以进入的区域。

此外已知的是这样的管道镜，其中两个图像传感器布置在管道镜末端处，其记录区域重叠使得3D信息、特别是各个图像点距管道镜末端的距离原理上可以借助三角测量法从同时记录的图像中导出。使用对应的管道镜从不同位置获取的3D信息可以与相关联的图像信息组合以形成3D模型，然后可以借助该模型对所记录的对象进行详细评估。

尤其是在要由管道镜采集的区域是低对比度的情况下，当通过三角测量从两个图像传感器的记录图像中确定3D信息时，可能会出现错误，或者根本不可能进行对应的评估，因为，为了能够通过三角测量获得3D信息，必须能够在每种情况下唯一地识别两个图像传感器的同时记录的图像上的单个对象点，以便在叠加的情况下，根据两个图像上表示的对象点的距离来估计对象点与图像传感器的距离。如果由于缺乏对比度而无法识别单个对象点，则也无法获取3D信息。

在现有技术中已知将单个点的图案投影到要记录的表面上，然后将其用作三角测量的支撑点。随后在各个点的可确定的3D信息之间执行插值。该已知实施例中的3D数据的分辨率是可辨别的，并且不足以例如使用管道镜检查航空器发动机的发动机叶片。

另选地，已知通过结构光扫描来确定3D信息，尽管在此绝对需要管道镜和待记录的区域之间的相对位姿以及待记录的区域本身在采集时间期间不改变。这导致了显著的时间花费，特别是在要检查的设备较大的情况下。

本发明的目的是创建一种管道镜，该管道镜与现有技术相比有所改善，并且即使在记录低对比度区域时也允许可靠和高分辨率地评估3D信息。

发明内容

该目的通过根据独立权利要求的管道镜来实现。从属权利要求涉及有利的发展。

因此，本发明涉及一种管道镜，特别是用于对航空器发动机进行管道镜检查的管道镜，该管道镜包括电子图像采集单元，该电子图像采集单元具有作为位于轴的端部处的管道镜透镜的两个图像采集传感器，该轴被设计用于插入到管道镜开口中，其中图像采集传感器相对于彼此的位置和对准适合于使用三角测量来确定3D信息，并且其中，提供用于将图案投影到图像采集传感器的公共记录区域中的图案投影仪，该图像投影仪包括基本光学成像的光导束，其由具有不同透射率的统计学分布的光纤组成，光源耦接到光导束的输入表面并且光导束的输出表面与图像采集传感器采集的区域对准。

在将由管道镜采集的表面上，使用根据本发明的图案投影仪将高度不对称的详细图案投影到该表面上，结果，针对各个表面点增强在表面上的对比度，结果即使在最初具有低对比度的表面的情况下，基于由两个图像采集传感器记录的图像信息确定的3D信息首先得到改善或成为可能。