用于交通工具的无损检测的分析数字孪生体的制作方法

本公开总体上涉及诸如飞行器之类的交通工具的检测，特别是涉及一种用于交通工具的无损测试的分析数字孪生体(twin)。

背景技术：

1、交通工具的无损测试(ndt)涉及在无损害或不需要大量拆卸的情况下对交通工具进行彻底检查。通常优选无损测试，以避免为检查而移除零部件相关的时间、人力和成本，并避免损坏交通工具的可能性。无损测试在许多需要对结构的外部和/或内部进行彻底检测的应用中是有利的。例如，无损测试通常在飞行器工业中用于检测飞行器结构的任何类型的异常，如结构的内部或外部损坏或缺陷(瑕疵)。检测可以在制造过程中或在完成的结构投入服役后进行，包括现场测试，以验证结构的完整性和适用性。

2、一些ndt技术可能涉及借助交通工具的图像进行远程检测。在许多目前的ndt技术中，成像数据没有映射回到交通工具的坐标系中，该坐标系可以在交通工具的计算机模型中表示。因此，成像数据不能作为分析工具的直接输入，因此分析工具是独立的系统。

3、因此，期望能有一种至少考虑到上面讨论的一些问题以及其他可能的问题的系统和方法。

技术实现思路

1、本公开的示例性实施方式涉及诸如飞行器之类的交通工具的检测，特别是涉及用于交通工具的无损测试(ndt)的分析数字孪生体。根据一些示例性实施方式，分析数字孪生体可以通过使用计算机视觉对测试数据特征进行配准来创建。分析数字孪生体可以包括根据使用分析系统的传感器对交通工具的表面进行扫描生成的一个或多个图像，该传感器可以使用电磁(例如，红外、射频、磁性)技术扫描表面。根据一些示例性实施方式，表面的基线图像可以包括基线数据点，这些基线数据点可以被映射，从而配准到在交通工具的坐标系中表面上的位置，并且此映射的基线图像可以作为分析数字孪生体。

2、可以生成表面的测试图像，并且可以使用特征辨识来检测映射的基线图像(作为分析数字孪生体)中的特征和测试图像中的相应特征，这些可以用于将测试图像与映射的基线图像对准(align)。测试图像可以包括测试数据点，然后将测试数据点映射到映射的基线图像中的表面上的位置。可以使用若干合适技术(例如涉及计算机视觉、机器学习等的技术)中的任一种从由此映射的测试图像中检测出表面上的异常。

3、因此，本公开包括但不限于以下示例性实施方式。

4、一些示例性实施方式提供了一种用于无损测试交通工具的表面的系统，该系统包括：轨道，该轨道可固设到交通工具的表面，并且该轨道被构造成使轨道在固设时与表面在轮廓方面吻合；以及分析系统，该分析系统包括传感器和计算机，该传感器可沿该轨道移动，以对该表面的区域进行扫描，计算机被配置成：根据扫描生成表面的基线图像，该基线图像具有点阵数据结构，该点阵数据结构具有基线数据点矩阵；根据表面的计算机模型限定表面的贴图(map)，该贴图包括在交通工具的坐标系中表面上的位置的位置矩阵；以及将基线图像和贴图相关联，以产生映射的基线图像，该映射的基线图像包括配准到位置矩阵的位置的基线数据点矩阵，映射的基线图像被格式化以用于在没有轨道的情况下对表面进行无损测试。

5、一些示例性实施方式提供了一种用于无损测试交通工具的表面的系统，该系统包括：传感器，该传感器被配置成在没有固设到表面的轨道的情况下对表面的区域进行扫描；以及计算机，该计算机被配置成至少：根据扫描生成表面的测试图像，该测试图像具有点阵数据结构，该点阵数据结构具有测试数据点矩阵；访问表面的映射的基线图像，该映射的基线图像包括配准到在交通工具的坐标系中表面上的位置的位置矩阵的基线数据点矩阵；将测试图像和映射的基线图像相关联，以产生映射的测试图像，该映射的测试图像包括配准到在交通工具的坐标系中表面上的各个位置的测试数据点矩阵；并基于映射的测试图像对表面进行无损测试。

6、一些示例性实施方式提供了一种无损测试交通工具的表面的方法，该方法包括：将轨道固设到交通工具的表面，该轨道被构造成使该轨道在固设时与表面在轮廓方面吻合；沿该轨道移动传感器以对表面的区域进行扫描；根据该扫描生成表面的基线图像，该基线图像具有点阵数据结构，该点阵数据结构具有基线数据点矩阵；根据表面的计算机模型限定表面的贴图，该贴图包括在交通工具的坐标系中表面上的位置的位置矩阵；以及将基线图像和贴图相关联以产生映射的基线图像，该映射的基线图像包括配准到位置矩阵的位置的基线数据点矩阵，映射的基线图像被格式化以用于在没有轨道的情况下对表面进行无损测试。

7、一些示例性实施方式提供了一种无损测试交通工具的表面的方法，该方法包括：利用传感器在没有固设到表面的轨道的情况下，对表面的区域进行扫描；根据扫描生成表面的测试图像，该测试图像具有点阵数据结构，该点阵数据结构具有测试数据点矩阵；访问表面的映射的基线图像，该映射的基线图像包括配准到交通工具的坐标系中表面上的位置的位置矩阵的基线数据点矩阵；将测试图像和映射的基线图像相关联，以产生映射的测试图像，该映射的测试图像包括配准到在交通工具的坐标系中表面上各个位置的测试数据点矩阵；以及基于映射的测试图像对表面进行无损测试。

8、根据对以下详细描述和下文中简要描述的附图的阅读，本公开的这些和其他特征、方面和优点将显而易见。本公开包括在本公开中阐述的两个、三个、四个或更多特征或元件的任何组合，无论这些特征或元件是否明确表达为组合或以其他方式在本文描述的具体实施方式中被提及。本公开旨在被整体阅读，因此，除非本公开的上下文有明确规定，否则本公开的任何可分离的特征或元件，在其任何方面和示例实施方式中，应被视为可组合的。

9、因此，可以理解的是，本
技术实现要素：
仅仅是为了总结一些示例性实施方式，以提供对本公开的某些方面的基本理解。因此，可以理解的是，上述示例性实施方式仅仅是实施例，不应解释为以任何方式缩小本公开的范围或精神。根据以下结合附图的详细描述，其他示例性实施方式、方面和优点将变得显而易见，这些附图以实施例的方式示出了一些所描述的示例性实施方式的原理。

技术特征：

1.一种用于无损测试交通工具(100)的表面(302)的系统(300)，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的系统(300)，其中，所述传感器(310)被配置成使用超声波、射频(rf)信号检测或热敏图形检测进行所述扫描，并且所述映射的基线图像被格式化，以在所述表面(302)下进行无损测试。

3.根据权利要求1所述的系统(300)，其中，所述系统还包括测试系统(600)，所述测试系统包括：第二传感器(602)，所述第二传感器被配置成至少部分在所述区域(312)内且在没有所述轨道(304)的情况下对所述表面(302)进行(1112)第二扫描；以及第二计算机(604)，所述第二计算机被配置成：

4.根据权利要求3所述的系统(300)，其中，进行(1120)所述无损测试以识别所述表面(302)上或所述表面下的异常。

5.根据权利要求4所述的系统(300)，其中，所述第二传感器(602)被配置成使用超声波、射频(rf)信号检测或热敏图形检测进行(1112)所述第二扫描，并且进行所述无损测试以识别所述表面(302)下的异常。

6.根据权利要求4所述的系统(300)，其中，所述第二计算机(604)还被配置成在所述表面(302)上识别的所述异常的位置处将标记施加(1122)至所述映射的测试图像，并输出(1124)包括所述标记的所述映射的测试图像以用于显示。

7.根据权利要求6所述的系统(300)，其中，所述第二计算机(604)还被配置成将施加至所述测试图像的所述标记与所述异常的估计大小是否超过预设阈值的信息相联系(1126)，所述预设阈值表明在所述交通工具(100)进一步操作之前需要进行修复。

8.根据权利要求7所述的系统(300)，其中，施加(1122)至所述测试图像的所述标记是可选择的，以使所述第二计算机(604)显示表明针对所述异常需要的修复以及针对所述异常进行的任何修复的信息，以提供关于所述异常的数字记录。

9.根据权利要求3所述的系统(300)，其中，所述第二计算机(604)被配置成将所述测试图像和所述映射的基线图像相关联(1118)包括所述第二计算机被配置成：

10.一种用于无损测试交通工具(100)的表面(302)的方法(1100)，所述方法包括：

11.根据权利要求10所述的方法(1100)，其中，使用超声波、射频(rf)信号检测或热敏图形检测进行所述扫描，并且所述映射的基线图像被格式化，以在所述表面(302)下进行无损测试。

12.根据权利要求10所述的方法(1100)，其中，所述方法还包括：

13.根据权利要求12所述的方法(1100)，其中，进行(1120)所述无损测试以识别所述表面(302)上或所述表面下的异常。

14.根据权利要求13所述的方法(1100)，其中，使用超声波、射频(rf)信号检测或热敏图形检测进行(1112)所述第二扫描，并且进行所述无损测试以识别所述表面(302)下的异常。

15.根据权利要求14所述的方法(1100)，其中，所述方法还包括在所述表面(302)上识别的所述异常的位置处将标记施加(1122)至所述映射的测试图像，并输出(1124)包括所述标记的所述映射的测试图像以用于显示，并且其中所述方法还包括将施加至所述测试图像的所述标记与所述异常的估计大小是否超过预设阈值的信息相联系(1126)，所述预设阈值表明在所述交通工具(100)进一步操作之前需要进行修复。

技术总结
本发明涉及用于交通工具的无损检测的分析数字孪生体。用于对交通工具的表面进行无损测试(NDT)的系统包括：轨道，该轨道可固设到交通工具的表面；以及传感器，该传感器可沿该轨道移动，以对该表面的区域进行扫描。该系统还包括计算机，该计算机用于根据扫描生成表面的基线图像，并且根据表面的计算机模型限定表面的贴图。该基线图像包括基线数据点矩阵，并且该贴图包括表面上的位置的位置矩阵。该计算机将基线图像和贴图相关联，以产生映射的基线图像，该映射的基线图像包括配准到表面上的位置的基线数据点矩阵。映射的基线图像被格式化以用于对表面进行无损测试，并因此可以作为用于NDT的分析数字孪生体。

技术研发人员：M·A·科夫曼
受保护的技术使用者：波音公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13