專利名稱：射頻綜合樣品檢查方法
技術領域：
本發(fā)明涉及被稱為射頻綜合檢查方法的無損和連續(xù)樣品檢查方法，其可被集成到用于所述樣品的生命周期管理過程中。本方法借助于至少一個X射線源和至少一個與所述源形成一對(couple)的數(shù)字傳感器工作，對于每個樣品的至少一部分的每個實時生成，該源和該傳感器在運動空間內(nèi)在反向和同向軌跡上運動?！皹悠返纳芷凇敝傅氖菑钠湓O計(CAD)到其工業(yè)生產(chǎn)(MPM)順序實施的方法和技術手段。
背景技術：
在對象的無損測試的方法之中，X線斷層攝影是熟知的。X射線斷層攝影的原理在于，借助于位于在同一軸兩邊的X射線源和X射線傳感器，繞該軸旋轉樣品，其中對于此旋轉的每個角度部分，通過從源通過所述樣品到傳感器的X射線透射(transmission)實現(xiàn)一次到多次投影。X射線斷層攝影方法借助于濾波反向投影(filtered back projection)的算法運算，從預先實現(xiàn)的投影中最終恢復樣品的空間圖像(3D)。然后，可以在此體積(volume)的三個平面X、Y和Z中以各種層面(level)實現(xiàn)(carry out)待檢查對象的虛擬斷面(virtualsection)。這些系統(tǒng)的主要缺點是，由于大量的必要照片而用于獲取圖像的時間非常長(對于每一個要測試對象大約lh)，以及用于重建最終體積的等量或更長的時間。還熟知一種測試和重建對象的層析X射線照相綜合方法(tomosynthesismethod),其原理在于-使用根據(jù)平坦、線性、圓形或橢圓形獲取軌跡在對象前移動的X射線源，以及在與該源的軌跡等同和平行的軌跡上在對象之后移動的與所述源相關聯(lián)的數(shù)字傳感器，-實現(xiàn)被分布在受限象角(angularfield)中的對象的少量二維投影(2D)，這些投影由數(shù)字傳感器并在數(shù)字傳感器上獲取，且在于-借助于所述少量二維投影(2D)重建被檢查對象的中部和水平虛擬斷面。這些層析X射線照相綜合方法使重建待測對象的斷面變得可能，并且使得從一些投影重建斷面變得可能。此技術特別適配于平坦產(chǎn)品(例如電子卡)。另一方面，對于有非平坦形狀的對象，由于在非相關斷面之外的其他平面上存在物質(material)而引入污染?，F(xiàn)有技術包括很多描述層析X射線照相綜合裝置和方法的文獻。第一文獻(專利US6459760)涉及用于借助于X射線對待分析對象實現(xiàn)無損實時測 試的方法和自動化機器人裝置，其中X射線源和傳感器安裝在鉸接臂(hinged arm)上，可以繞對象移動(mobile)?？梢苿又Ъ芘c關節(jié)式機器人臂(articulated robot arm)集成在一起且包括所述支架的第一和第二部分，這兩個部分彼此隔開以在它們之間限定空間，劃定該空間的尺寸(dimensioned)以接納待測對象。所述X射線源與第一支架部分集成在一起并適配于以沿軸投影光束(beam)。傳感器或檢測面板與所述第二支架部分集成在一起，與所述光束軸基本上正交地放置。關聯(lián)于該方法的所述機器人裝置可以通過相關于所述對象操作X射線和檢測面板且通過實時提供所述對象的圖像給連接于機器人裝置的影像系統(tǒng)(源和檢測面板)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，來檢查待測對象，以便其被自動地控制。
另一文獻(專利申請FR2835949)涉及借助于X射線源的對象的多平面重建綜合方法，這種源根據(jù)線性軌跡運動。這種方法包括對象體積在η個扇形獨立二維平面內(nèi)的分解步驟，在該η個平面的每一個上的各向異性正規(guī)化(regularization)步驟,在η個平面之中的正規(guī)化步驟和使用在代數(shù)方法中實施的算法的對象的三維重建步驟。但是，X射線根據(jù)平面軌跡運動(S卩，其被定位于平面上)的熟知的層析X射線照相綜合方法在實踐中導致對于將從二維(2D)剖面(sectional plane)重建的對象的優(yōu)質三維(3D)重建有害的很多現(xiàn)象，這些現(xiàn)象會在三維(3D)重建對象上同樣多地產(chǎn)生缺陷，例如，這些缺陷是X射線源的位移方向上的模糊效應和/或在三維上重建的對象的垂直變形和/或由獲取的二維(2D)圖像的選擇的缺失造成的、在軸方向X、Y、Z中的每一個上的數(shù)據(jù)獲取中的噪聲，“噪聲”在對象重建期間仍然存在且損害此重建的質量。此外，由于二維(2D)投影的數(shù)量和X輻射的孔徑受限，從二維(2D)投影重建三維(3D)中的對象的方法必須與正規(guī)化操作結合，以便能夠獲得改善的對象重建。最后，接收與二維(2D)投影對應的可移動檢測器的數(shù)字數(shù)據(jù)以便于處理它們并在三維(3D)中重建對象的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)實施根據(jù)分析模式或代數(shù)模式起作用的算法，這兩種模式不能充分校正與所述對象的二維投影對應的所收集到的數(shù)據(jù)以消除例如模糊和/或垂直變形現(xiàn)象和/或“噪聲”和/或其他顯著缺陷，從而導致對所述對象的不精確重建操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于實施已經(jīng)熟知和/或新的技術手段，它們以新方式組合以去除現(xiàn)有技術的狀態(tài)下明顯的缺點，特別是對重建和/或分析和/或樣品的射頻綜合測試有害的那些缺點?！皹悠贰敝傅氖侨魏晤愋偷膶ο蠡蜃匀换蚝铣蓪ο蟮募希蛉梭w、動物、植物或礦物的全部或部分。在本發(fā)明的所有目的之中，引入在下面的描述中的某些是特別基本的，如-借助于合適的剖面通過X射線照相綜合法獲取的樣品的最佳二維投影的選擇。-與待檢查樣品相關(通過對于X射線源和相關聯(lián)的傳感器，從平坦軌跡的原理得出先驗值(priori))并通過逐點確定關于所述源和所述傳感器的最佳三維軌跡、通過給定轉換成正確數(shù)據(jù)的樣品的最佳投影(它們自身由合適的算法使用(exploit))、從樣品的詳實再生產(chǎn)提供精確的分析和/或測試操作的X射線源和它的傳感器的空間位置的搜索和創(chuàng)建。-用于在三維中實時檢測樣品的缺陷的方法的設計，其被集成在諸如PLM之類的組織周期中。因此，本發(fā)明涉及借助于至少一個X射線源和至少一個與該源配成對的數(shù)字傳感器、利用數(shù)字實時3D射線照相的樣品連續(xù)檢查方法，X射線源和數(shù)字傳感器兩者都根據(jù)反向和同向的軌跡移動，其特征在于
I.在第一階段，通過實現(xiàn)如下步驟序列，生成待測標準樣品的數(shù)字模型和被選為最相關的、在所述X射線源及用于獲取射線照相圖像的關聯(lián)傳感器的運動空間中的最佳軌跡的數(shù)字模型A-在稱為“該標準樣品的設計和/或定義的步驟”的第一步驟中，其實現(xiàn)-Al :樣品的3D參數(shù)設置；-A2 由構成樣品的各種物質的X射線吸收法則的3D制圖；-A3 :樣品的至少一個3D剖面的定義。B-在稱為“參數(shù)的傳遞和轉換的步驟”的第二步驟中，其實現(xiàn)-BI :步驟(A)的參數(shù)的傳遞和轉換；-B2 :各種物質的X射線吸收法則的樣品的體積(volume)分布；-B3 :步驟A3的至少一個3D剖面的坐標的計算。C-在稱為“仿真與最優(yōu)化步驟”的第三步驟中，其實現(xiàn)至少一個3D剖面的重建需要的最佳投影的仿真和搜索；-Cl :通過仿真所述樣品的射線照相投影從由步驟(B)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；-C2:通過借助于選擇一個或多個剖面的最相關圖像的最優(yōu)化算法來控制投影的仿真。D-在稱為“軌跡生成步驟”的第四步驟中，其從在步驟C2結束時獲得的照片位置集合中，實現(xiàn)用于所述X射線源和傳感器在它們的運動空間中的最佳軌跡的生成。E-在稱為“獲取運動的集成步驟”的第五步驟中，其生成試圖用于實現(xiàn)之前選擇的射線照相圖像的連續(xù)獲取動作的機械裝置的至少一個命令文件。II.在第二階段，其為了實時連續(xù)地測試這些真實樣品，通過使用在之前傳遞的X射線源和關聯(lián)傳感器的最佳軌跡，對真實樣品實時連續(xù)地實現(xiàn)射線照相圖像獲取。III.在第三階段，在階段II時所獲取的射線照相圖像構成用于已測真實樣品的一個或多個3D剖面的實時重建的算法的輸入?yún)?shù)。IV.在第四階段，該一個或多個3D剖面圖像由圖像分析軟件和/或操作者(自然人)米用。在本發(fā)明目的的描述中，術語3D、三維和表述“在三維下”被視為同義詞且可以被
無差別地使用。
具體實施例方式本發(fā)明涉及借助于至少一個X射線源和至少一個與所述源形成一對的X射線傳感器的連續(xù)無損射線綜合樣品檢查方法，對于每一個樣品的至少一個斷面的每個實時生成，所述源和所述傳感器沿著運動空間之內(nèi)的反向和同向軌跡移動。根據(jù)本發(fā)明的方法包括四個連續(xù)階段，其確定為其結果而實施特定部件的每個不同功能根據(jù)本發(fā)明的方法的第一階段首先涉及標準樣品的數(shù)字建模或CAD型理論模型的使用，其中所述標準樣品要么在生物醫(yī)學領域中大量自然地存在(例如活體世界)，要么在技術領域中工業(yè)化生產(chǎn)。此建模按之后描述的連續(xù)步驟的順序實現(xiàn)。 在此第一階段的時候，待建模的樣品經(jīng)由由用于待測真實樣品檢查的標準樣品所確定(identified)的需求定義的至少一個剖面,倉ll建自己的分析、測試因而建模的過程。根據(jù)本發(fā)明的方法的該第一階段也涉及用于待建模樣品的射線照相圖像獲取而無現(xiàn)有技術中感覺到的缺陷的、位于X射線源和關聯(lián)傳感器的運動空間內(nèi)的最佳軌跡的數(shù)字模型的基本(essential)生成。根據(jù)本發(fā)明的方法的第二階段也涉及屬于與在第一階段中建模的數(shù)字樣品相同類型的待測真實樣品的射線照相圖像獲取。通過從第一階段起使用X射線源及其關聯(lián)傳感器的運動空間內(nèi)的最佳軌跡，實時和連續(xù)地實現(xiàn)這種獲取，以便實現(xiàn)這些真實樣品的連續(xù)實時檢查。第三階段是由重建算法從階段II期間獲取的射線照相圖像的一個或多個已測樣品的一個或多個3D剖面的實時重建的階段。第四階段是在其間所述一個或多個剖面的圖像由圖像處理軟件和/或操作者(自然人)采用的檢查階段。第一階段(作為根據(jù)本發(fā)明的方法的建模階段)包括之后依次進行詳細描述的A到E五個步驟。稱為樣品的設計和/或定義步驟的步驟(A)在包括以順序方式實現(xiàn)的三個部分的該第一步驟(A)中，其Al.借助于適當軟件，實現(xiàn)標準樣品的3D幾何的參數(shù)設置，以獲得所述樣品的3D模型。A2.通過考慮構成標準樣品的各種成分(component)的空間分布,實現(xiàn)建立X射線 吸收法則的3D制圖。A3.借助于允許在標準樣品的體積中至少一個剖面的交互定位的三維圖形可視化(visualization)軟件,實現(xiàn)該標準樣品的該至少一個剖面的定義。標準樣品的幾何的參數(shù)設置經(jīng)歷參數(shù)設置的樣品的“幾何”指的是這個完整樣品及其各成分的形狀和尺度以及不同成分相對于其他成分的排列(arrangement)。根據(jù)在本發(fā)明之前和該方法之中所給定的定義，標準樣品可以表示其幾何借助于諸如計算機輔助設計(CAD)軟件之類的已知型適當軟件再現(xiàn)或創(chuàng)建的、自然或合成源的一個對象或對象集合的描述。。用于標準樣品的各種成分的X射線吸收法則的公式X射線遵從具有入射(incident) X射線束的強度Itl和透射強度I的、根據(jù)吸收材料的厚度d的可見光通用吸收法則，這些條件在隨后的公式(I)中被關聯(lián)I = I0e_ud (I)其中μ是吸收材料的吸收特性和使用的波長的系數(shù)。這個系數(shù)μ大致與所述波長的立方成比例。除了之后更詳細地描述的不連續(xù)性之外，X射線吸收的系數(shù)μ由布拉格-皮爾斯(Bragg-Pierce)法則給定μ = kZ4 λ 3 (2)其中，Z是原子序數(shù)，λ是入射光束的波長且k是比例系數(shù)。公式I = Ic^ud僅在吸收機制保持相同時有效，與可見光一致。但是，因為它們光子的高能量緣故，X射線可以以不同的機制吸收x射線的能量確實可以充足到將電子從吸收成分(absorbing element)的電子殼層(shell)中逐出并由此觀察到X射線的吸收的明顯增加以及在標準樣品及其環(huán)境的材料上X射線的吸收行為導致的各種相關效應的產(chǎn)生。然后，表示根據(jù)波長λ的吸收的系數(shù)的曲線每次值hv對應于吸收材料的電子的能量時，展示不連續(xù)性，其中h表示普朗克常數(shù)(6.62 X 1(Γ24)，而V表示頻率c/λ，這里c是光速且λ是上述波長(因此對K、L、M等殼層觀察到不連續(xù)性)。
構成標準樣品的每個成分的X射線吸收法則必須被公式化實際上，通過使用上述公式(I)和(2)計算這個法則。其也集成了由標準樣品材料及其環(huán)境暴露給X射線而引起的相關效應的行為。然后，對標準樣品的每個區(qū)域，即，與構成樣品的每個成分對應的局部化(localization)的每個區(qū)域,給定X射線吸收的光密度分布。然后，將所計算出來的數(shù)據(jù)輸出到計算模塊。從由對于構成標準樣品的成分而按X射線吸收法則給定的這些數(shù)據(jù)，利用可以集成在現(xiàn)有CAD軟件的被稱為“插件”的軟件模塊的幫助或利用獨立應用軟件工具的幫助，獲取這些吸收法則的3D制圖。在第二種情況下，從用于幾何定義的軟件(例如，CAD軟件)產(chǎn)生輸出，并且在此應用軟件工具中決定X射線吸收法則。標準樣品的至少一個剖面的定義根據(jù)本發(fā)明的方法專用的3D圖形可視化軟件允許待檢查標準樣品體積中的至少一個剖面的交互定位。這樣的3D圖形可視化軟件是熟知的，但是在根據(jù)本發(fā)明的方法中，它們沒有足夠的功能以被最佳地采用。因此，特別需要開發(fā)所述樣品的至少一個剖面的交互定位的模塊以確保其精確定位。也需要以標準文件格式工作。這種3D圖形可視化軟件或模塊采用由用于樣品的幾何的參數(shù)設置的軟件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。在采用的時候，根據(jù)本發(fā)明的方法目的不僅在于定義待檢查樣品的參數(shù)，也在于借助于至少一個剖面評估偏移(drft)、缺陷和/或異常(特別是在所述樣品內(nèi))，其被檢測到存在對于被告知的觀察者來說，將是立即和嚴重的警報，例如，觀察者-在原型系統(tǒng)的情況下，將尋找原因以解決它，-在從連續(xù)生產(chǎn)線上為質量控制而揀出的真實樣品的情況下，將移除被檢測為有缺陷的樣品并將從這個鏈中揀出其他樣品以檢查該缺陷或異常不是重復的，-在活體世界的樣品的情況下，將調動(mobilize)此領域專家的注意或將構造建模系統(tǒng)的基礎。根據(jù)本發(fā)明的方法和要用該方法實現(xiàn)的檢查的類型，參數(shù)化一個或多個剖面。在例如當真實樣品的精確區(qū)域可能以已知方式包含必須被檢測的缺陷和/或異常的情況下，僅需要所述樣品的一個剖面以便使用用于它們的局部化的特定工具觀察所述區(qū)域。作為例證，可以提及一些情況，諸如在與液體接觸的冶金套件中必須是緊密的焊接(weld)的檢查，或者由其適當局部化區(qū)域可以是縮孔現(xiàn)象的所在地的熱熔聚合材料的模型注入而獲得的修補(piece)的檢查，或者機械套件在使用期間強烈承受著重要壓力的精確區(qū)域的觀察。如果所有真實樣品都可以呈現(xiàn)缺陷和/或異常，則樣品的多個剖面是必須的，隨后被參數(shù)化以檢測并定位所述缺陷和/或異常。稱為參數(shù)的傳遞和轉換步驟的步驟(B)在稱為參數(shù)的傳遞和轉換步驟的這個第二步驟中，實施一種合并軟件，其實現(xiàn)BI.實施可讀及可使用的標準樣品的3D模型向標準格式的傳遞和轉換，由此提供在步驟C中實施的最優(yōu)化算法需要的數(shù)據(jù)。B2.對于所述樣品的各種之前參數(shù)化了的成分(物質)而在該標準樣品的體積中實現(xiàn)X射線吸收法則的定義和分布的合并操作。B3.在步驟A3中定義的至少一個剖面的坐標的計算。步驟(B)是步驟(A)中的所有參數(shù)的格式化和解釋的步驟；在步驟(B)的結尾，將格式化和解釋后的參數(shù)傳遞到步驟(C)。在步驟(B)中實施的“合并”軟件的功能將通過在仿真與最優(yōu)化的隨后步驟(C)中生成其計算管理和其使用需要的其他參數(shù)來實現(xiàn)步驟(A)的參數(shù)的“與(conjunction)”(鏈接)。以由集成步驟(C)中使用的最優(yōu)化算法的搜索軟件可讀和可使用的標準格式實現(xiàn)根據(jù)(BI)的標準樣品的3D模型的輸出。根據(jù)(B2)的合并操作在標準樣品的體積中實現(xiàn)用于在制圖的階段(A2)中提及的各種成分的X射線吸收法則的定義和分布。通常，X射線輻射當通過樣品的各種成分時經(jīng)歷可變的吸收。像天然氣、某些聚合物那樣的某些成分不大量吸收X射線。最終，其他成分(特別是金屬成分)有X射線輻射的吸收的強大能力當一種成分的原子序數(shù)高時，其的X射線輻射的吸收總是更為重要。因此，在樣品和特定剖面中具有低原子序數(shù)(諸如由碳，氫、氧或許氮構成的蛋白質之類的有機物)和具有高原子序數(shù)(諸如鉛、銅或其他金屬之類的金屬)的關聯(lián)成分的同時出現(xiàn)的結果是具有高原子序數(shù)的成分吸收X射線輻射并且?guī)缀跬耆谏w具有低原子序數(shù)的其他成分。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法的基本特性是能夠同時非常清晰和非常準確地獲得標準樣品以及以在具有在成分之間的明顯標記邊界的出現(xiàn)在所述樣品的各個剖面中的各個成分的建模，不管每個成分的原子序數(shù)如何。因此，根據(jù)本發(fā)明的三維射線綜合方法在這個方面已經(jīng)顯得更快、更綜合、更精確，給予具有極好精度的斷面圖像(section image)的無獲取和重建的傳統(tǒng)技術(例如傳統(tǒng)的X射線斷層攝影，層析X射線照相綜合......)中經(jīng)常碰到的缺陷，。在步驟(A)的(A3)中定義的該至少一個剖面的坐標的計算通過計算機輔助設計(CAD)軟件實現(xiàn)，該CAD軟件提供可以通過根據(jù)三個軸的旋轉和/或平移而可在空間中定向的體積標準樣品(3D)，且在其中所述剖面可以由操作者借助于其坐標處于與所述樣品的坐標系相同的基準坐標系XYZ中的僅僅三點來定義。稱為仿真與最優(yōu)化步驟的步驟(C)在稱為仿真與最優(yōu)化步驟的第三步驟中，實現(xiàn)仿真且使用搜索軟件搜索之前參數(shù) 化了的一個或多個所述3D剖面的重建需要的最佳投影
Cl.集成從在步驟B中實施的傳遞產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，且該數(shù)據(jù)借助于專用于X射線的射線跟蹤的功能來仿真根據(jù)所傳遞的數(shù)據(jù)定義的所述樣品的X射線照相投影。C2.控制一最優(yōu)化算法，該最優(yōu)化算法存在于選擇給出X射線照相投影的最相關圖像的照片集。該仿真與最優(yōu)化步驟基于集成于搜索軟件內(nèi)的最優(yōu)化算法的使用。該搜索軟件使得能夠實施仿真并搜索之前定義的一個或多個所述3D剖面的重建需要的最佳投影。在可以在根據(jù)本發(fā)明的方法中實現(xiàn)的現(xiàn)有最優(yōu)化算法之中，人們可以提及元啟發(fā)式算法(metaheuristic algorithm),蒙特卡洛算法和功能最小化算法。術語“元啟發(fā)式算法”指的是目的在于解決復雜最優(yōu)化(很難解決)的廣范問題的 算法族。該元啟發(fā)式算法是迭代隨機算法，其演化由仿真功能管理。更確切而非窮舉方式地，根據(jù)本發(fā)明的所述方法使用了元啟發(fā)式最優(yōu)化算法，諸如粒子群最優(yōu)化(Particle swarm optimization)、蟻群最優(yōu)化(Ant ColonyOptimization)、模擬退火、路徑重鏈、差異化策略、差分演化、遺傳算法、分布估計。在步驟(C)的第一部分(Cl)中實施從步驟(B)中的傳遞產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的集成(integration)。由于專用于X射線的射線跟蹤功能的緣故，這些數(shù)據(jù)使得仿真根據(jù)所傳遞的數(shù)據(jù)定義的所述標準樣品的X射線照相投影變得可能。稱為軌跡生成步驟的步驟(D)在稱為軌跡生成步驟的此第四步驟中，從步驟C結束時的已知照片位置集合中，生成在運動空間中的軌跡，其對于X射線源及其關聯(lián)數(shù)字傳感器的運動和對于這些照片的獲取的持續(xù)時間兩者都是最優(yōu)的。獲取的軌跡的定義因而存在于借助于最佳路徑鏈接為一個或多個剖面的重建(相力口)而選擇的照片的位置。在本發(fā)明的框架內(nèi)，對于給定的樣品和定義的剖面，存在就進程(course)時間和獲取時間來說的最佳軌跡。按照同樣的方式，當對于所述X射線源及其關聯(lián)傳感器產(chǎn)生在運動空間中的最佳軌跡時，這種軌跡可以描述對標準樣品的幾個剖面的重建有用的圖像的獲取需要的運動且此軌跡足以實施真實樣品的檢查。在稱為“獲取運動集成步驟”的第五步驟(E)中，對實施之前選定的射線照相圖像的獲取的連續(xù)運動的物理方法生成至少一個命令文件，且將所述文件傳遞至實施與步驟D中所定義的獲取軌跡對應的運動的系統(tǒng)。接收此運動控制程序的系統(tǒng)被安裝在用于已制造樣品的在線控制機上。當?shù)谝浑A段所有的步驟(A)到(E)都實施時，根據(jù)本發(fā)明的方法如同以下所指出的那樣進入第二階段，然后第三階段和第四階段。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第二階段中，通過使用為所述真實樣品的連續(xù)實時檢查而事先傳遞的最佳軌跡，實時并連續(xù)地實施真實樣品的射線照相圖像的獲取。在根據(jù)本發(fā)明的方法的第三階段，在階段II中獲取的射線照相圖像構成用于已測真實樣品的3D剖面的實時重建算法的輸入?yún)?shù)。
在第四階段，一個或多個3D剖面的圖像由圖像分析軟件和/或例如在測試機器上工作的操作者(自然人)使用。根據(jù)本發(fā)明的方法例如可以在產(chǎn)品的開發(fā)層面上(也就是從設計階段到其生產(chǎn)階段)，然后在產(chǎn)品或真實樣品的生產(chǎn)層面上，集成于產(chǎn)品生命周期管理(PLM)過程中，以便測試它們產(chǎn)品生命周期管理(PLM)過程是一種聯(lián)合策略，其目的在于從可行性研究到其壽命終止的整個生命周期中，生成、管理和共享用于工業(yè)化產(chǎn)品的定義、制造、維護和回收的
信息集合。特別地，圍繞包括計算機輔助設計、技術數(shù)據(jù)管理、數(shù)字模擬、計算機協(xié)助制造、知識管理的信息系統(tǒng)組織PLM方法。根據(jù)本發(fā)明的方法可以被應用于很多領域，諸如工業(yè)研究、質量控制、醫(yī)療、輔助醫(yī)療、獸醫(yī)和藥物應用、生物技術應用、微技術和納米技術、港口和機場安全應用及防偽領域。
權利要求
1. 一種借助于至少一個X射線源和至少一個與所述源配對的數(shù)字傳感器的、利用數(shù)字實時3D射線照相的連續(xù)樣品檢查方法，X射線源與數(shù)字傳感器都根據(jù)反向和同向軌跡運動，其特征在于 1.在第一階段，通過實現(xiàn)如下步驟序列，生成了所述待測標準樣品的數(shù)字模型和被選為最相關的、在所述X射線源及用于獲取射線照相圖像的相關傳感器的運動空間中的最佳軌跡的數(shù)字模型 A-在稱為“所述標準樣品的設計和/或定義的步驟”的第一步驟中，其實現(xiàn) -Al :所述樣品的3D參數(shù)設置； -A2 由構成所述樣品的各種物質的X射線吸收法則的3D制圖； -A3 :所述樣品的至少一個3D剖面的定義。
B-在稱為“參數(shù)傳遞和轉換的步驟”的第二步驟中，其實現(xiàn) BI-:所述步驟(A)的參數(shù)的傳遞和轉換； B2-:所述各種物質的X射線吸收法則的樣品的體積分布； B3-:所述步驟A3中至少一個3D剖面坐標的計算。
C-在稱為“仿真與最優(yōu)化步驟”的第三步驟中，其實現(xiàn)了至少一個3D剖面重建所需要的最佳投影的仿真和搜索； -Cl :通過仿真所述樣品的射線照相投影從由步驟(B)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)； -C2:通過借助于選擇所述一個或多個剖面的最相關圖像的最優(yōu)化算法控制投影的仿真； D-在稱為“軌跡生成步驟”的第四步驟中，其從在所述步驟C2結束時獲得的照片位置集合中，實現(xiàn)所述X射線源和傳感器在它們的運動空間中的最佳軌跡的生成。
E-在稱為“獲取運動的集成步驟”的第五步驟中，其生成試圖用于實現(xiàn)之前選擇的所述射線照相圖像的連續(xù)獲取動作的機械裝置的至少一個命令文件。
II.在第二階段，其為了實時連續(xù)地測試這些真實樣品，通過使用在之前傳遞的所述X射線源和所述關聯(lián)傳感器的最佳軌跡，對真實樣品實時連續(xù)地實現(xiàn)所述射線照相圖像獲取。
III.在第三階段，在階段II時所獲取的射線照相圖像構成用于所述已測真實樣品的3D剖面的實時重建的算法的輸入?yún)?shù)。
IV.在第四階段，所述3D剖面圖像由圖像分析軟件和/或操作者(自然人)采用。
2.如權利要求I的所述方法，其特征在于，借助于已知CAD軟件，實現(xiàn)所述樣品的3D幾何的參數(shù)設置，以獲得標準樣品的3D模型。
3.如權利要求I或2中至少一個的所述方法，其特征在于，通過考慮構成所述標準樣品的各種成分的空間分布，實現(xiàn)所述X射線吸收法則的3D制圖。
4.如權利要求I到3中至少一個的所述方法，其特征在于，借助于允許在所述標準樣品的體積中至少一個剖面的交互定位的3D圖形可視化軟件，實現(xiàn)所述標準樣品的至少一個剖面的定義。
5.如權利要求I到4中至少一個的所述方法，其特征在于，借助于合并軟件，實現(xiàn)所述標準樣品的3D模型參數(shù)的傳遞和轉換，提供在所述步驟C中實施的最優(yōu)化算法需要的數(shù)據(jù)。
6.如權利要求I到5中至少一個的所述方法，其特征在于，借助于搜索軟件實現(xiàn)之前參數(shù)化了的至少一個所述3D剖面的重建需要的最佳投影的仿真和搜索。
7.如權利要求I到6中至少一個的所述方法，其特征在于，借助于仿真所述射線照相投影的、專用于X射線的射線跟蹤的功能獲得在所述步驟B中實施的傳遞產(chǎn)生的所述樣品的數(shù)據(jù)。
8.如權利要求I到7中至少一個的所述方法，其特征在于，借助于元啟發(fā)式最優(yōu)化算法實現(xiàn)重建所述剖面需要的最相關圖像的選擇。
9.如權利要求I到8中至少一個的所述方法，其特征在于，從所述已知照片位置集合中，生成在運動空間中的軌跡，其對于所述X射線源及所述關聯(lián)數(shù)字傳感器的運動和對于所述這些照片的獲取的持續(xù)時間兩者都是最優(yōu)的。
10.如權利要求I到9中至少一個的所述方法，其特征在于，從所述體積和所述標準樣 品的X射線吸收信息以及從所述將被實現(xiàn)的斷面的位置上的信息，通過在所述選定的一個或多個剖面方向上的照片仿真，從空間的所有方向上生成射線照相圖像。
11.如權利要求I到10中至少一個的所述方法，其特征在于，元啟發(fā)式算法選擇所述選定的一個或多個剖面的生成需要的最相關照片。
12.如權利要求I到11所述的、在工業(yè)研究、質量控制、醫(yī)療、輔助醫(yī)療、獸醫(yī)和藥物領域、生物技術、微技術和納米技術、港口和機場安全及防偽領域的應用。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過所謂射頻綜合法的連續(xù)無損樣品檢查方法，其可以被集成到管理所述樣品的生命周期的過程中。此方法借助于至少一個X射線源和至少一個與所述源形成一對的數(shù)字傳感器操作，對于每個樣品的至少一個橫斷面的每次實時生成，源和傳感器在運動空間內(nèi)沿著反向和同向軌跡移動。
文檔編號G06T19/00GK102648406SQ200980162574
公開日2012年8月22日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者J-B.佩林, J-R.菲利普 申請人:分光掃描公司