用于基于控制器的叶片成像的触发器

摘要

一种涡轮中的具有附连的叶片的旋转转子。至少一个叶片是其中参考位置由每转数一次传感器来确定的参考叶片。定位在观看端口处的相机在由控制器所确定的触发时刻处拍摄所有叶片在旋转期间的图像的序列。所述控制器接收指示所述参考叶片经过其参考点的信号。所述控制器提供有关于叶片的数目、所述相机的位置以及与所述叶片相关的图像的期望停延的数据。所述控制器计算所述触发时刻并且生成给所述相机的触发信号。所述触发时刻通过从叶片图像中提取叶片特征而被调整以用于改变转子速度。所述相机记录被标记并且作为图像数据存储在存储设备上的图像。

权利要求

1.一种用来确定用于控制器控制的相机记录附连到包括涡轮中的多个叶片的旋转转子的叶片的图像的触发时刻的方法，包括：所述控制器基于所述多个叶片、预设停延、所述旋转转子的旋转速度以及所述相机的位置并且基于由面对参考叶片的每转数一次(OPR)传感器根据在所述旋转转子上的参考叶片所确定的参考位置来确定用于所述叶片的第一触发时刻；

所述相机基于所述参考位置来记录在所述旋转转子上的所述多个叶片中的第一叶片的第一图像；

所述相机基于所述参考位置来记录在所述旋转转子上的所述多个叶片中的所述第一叶片的第二图像，所述第一叶片的第二图像在所述第一叶片正通过所述相机的视觉场时与所述第一叶片的第一图像连续；

所述控制器基于图像特征来配准所述第一图像和第二图像以确定时移；以及所述控制器根据基于所述时移调整的所述第一触发时刻来确定用于所述第一叶片的下一个图像记录的所述触发时刻。

2.如权利要求1中所要求保护的方法，进一步包括：

所述控制器控制的相机基于在由所述控制器所确定的所述触发时刻上的触发信号来记录所述叶片的所述图像。

3.如权利要求1中所要求保护的方法，其中所述图像特征通过使用来自包括Canny边缘检测、Harris角点检测、Harris-Affine兴趣点检测以及SIFT的组的特征提取方法来提取。

4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括用生成每转数一次信号的所述每转数一次(OPR)传感器来确定所述参考叶片的所述参考位置以及所述控制器命令所述控制器控制的相机在预定数目的每转数一次信号已被接收到之后记录所述叶片的所述图像。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

所述控制器确定在多个调整的触发时刻中的每一处的所述触发信号；以及所述控制器控制的相机在所述多个调整的触发时刻处至少记录所述多个叶片中的每一个在所述旋转转子的单个旋转期间的单个图像。

6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述旋转转子的所述单个旋转期间记录的许多叶片中的每一个的所述至少单个图像中的每一个都提供有数据标签并且被作为个别地可检索的图像存储在数据存储设备上。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述涡轮是脱机的并且所述旋转转子被其中旋转速度由所述控制器控制的电动机旋转。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述旋转转子以少于每分钟12转数的旋转速度旋转。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述旋转转子上的叶片的数目少于70。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述控制器在与所述预设停延相比为至少10%准确的所述转子的单个旋转内对于所述多个叶片的每个图像维持实际的停延。

11.一种用来触发相机记录附连到具有涡轮中的多个叶片的旋转转子的叶片的图像的控制器，包括：用来存储数据的存储器；

启用来执行指令以执行以下步骤的处理器：

基于所述多个叶片、预设停延、所述旋转转子的旋转速度以及所述相机的位置并且基于由面对参考叶片的每转数一次(OPR)传感器根据在所述旋转转子上的参考叶片所确定的参考位置来确定用于所述叶片的第一触发时刻；

所述相机基于所述参考位置来记录在所述旋转转子上的所述多个叶片中的第一叶片的第一图像；

所述相机基于所述参考位置来记录在所述旋转转子上的所述多个叶片中的第一叶片的第二图像；

所述处理器基于图像特征来配准所述第一图像和第二图像以确定时移；以及所述处理器根据基于所述时移调整的所述第一触发时刻来确定用于所述第一叶片的下一个图像记录的所述触发时刻。

12.如权利要求11中所要求保护的控制器，进一步包括：

所述相机基于在所述触发时刻上的触发信号来记录所述叶片的所述图像。

13.如权利要求11中所要求保护的控制器，其中所述图像特征通过使用来自包括Canny边缘检测、Harris角点检测、Harris-Affine兴趣点检测以及SIFT的组的特征提取方法来提取。

14.如权利要求12中所要求保护的控制器，进一步包括用生成每转数一次信号的所述每转数一次(OPR)传感器来确定参考叶片的所述参考位置以及所述控制器命令所述控制器控制的相机在预定数目的每转数一次信号已被接收到之后记录所述叶片的所述图像。

15.如权利要求11中所要求保护的控制器，进一步包括：

所述控制器确定在多个调整的触发时刻中的每一处的所述触发信号；以及所述控制器控制的相机在所述多个调整的触发时刻处至少记录所述多个叶片中的每一个在所述旋转转子的单个旋转期间的单个图像。

16.如权利要求15中所要求保护的控制器，其中在所述旋转转子的所述单个旋转期间记录的许多叶片中的每一个的所述至少单个图像中的每一个都提供有数据标签并且被作为个别地可检索的图像存储在数据存储设备上。

17.如权利要求11中所要求保护的控制器，其中所述涡轮是脱机的并且所述旋转转子被其中旋转速度由所述控制器控制的电动机旋转。

18.如权利要求11中所要求保护的控制器，其中所述旋转转子以少于每分钟12转数的旋转速度旋转。

19.如权利要求11中所要求保护的控制器，其中在所述旋转转子上的叶片的数目少于

70。

20.如权利要求11中所要求保护的控制器，其中所述处理器在与所述预设停延相比为至少10%准确的所述转子的单个旋转内对于所述多个叶片的每个图像维持实际的停延。

说明书

用于基于控制器的叶片成像的触发器

[0001] 相关案例的声明

[0002] 本申请要求于2011年9月22日提交的美国临时专利申请序号61/537,633的优先权和权益，其完全地通过引用结合在本文中。

技术领域

[0003] 本发明涉及从涡轮中的旋转叶片获得图像。

背景技术

[0004] 叶片对于涡轮来说是任务关键零件。这样的涡轮具有许多用途，包括用于发电的那些。这些涡轮耐受困难的操作环境并且要求维修。在涡轮的维修期间获得个别叶片的图像是有用的，例如，以便在视觉上评估磨损的量。

[0005] 人们认为，当前没有使得相机能够拍摄涡轮中的旋转叶片的特定部分的图像的系统和方法是可用的。

[0006] 因此要求改进的且新颖的方法和系统以使相机记录涡轮中的旋转叶片的图像。

发明内容

[0007] 依照本发明的一个方面，提供了用来确定用于控制器控制的相机记录附连到包括涡轮中的多个叶片的旋转转子的叶片的图像的触发时刻的方法。所述方法包括以下步骤：控制器基于多个叶片、预设停延(dwell)、旋转转子的旋转速度以及相机的位置来确定用于叶片的第一触发时刻；相机记录多个叶片中的第一叶片的第一图像；相机记录多个叶片中的第二叶片的第二图像；控制器基于图像特征来配准（register）第一图像和第二图像以确定时移；以及控制器根据基于所述时移调整的第一触发时刻来确定用于叶片的触发时刻。

[0008] 依照本发明的另一个方面，所述方法还包括控制器控制的相机基于在由控制器所确定的触发时刻上的触发信号来记录叶片的图像的步骤。图像特征能够通过使用来自包括Canny边缘检测、Harris角点检测、Harris-Affine兴趣点检测以及SIFT的组的特征提取方法来提取。参考叶片的位置能够用每转数一次(OPR)传感器来确定。

[0009] 依照本发明的另一方面，所述方法然后包括控制器确定在多个调整的触发时刻中的每一个处的触发信号以及控制器控制的相机在多个调整的触发时刻处至少记录多个叶片中的每一个在旋转转子的单个旋转期间的单个图像的步骤。

[0010] 依照本发明的另一个方面，在旋转转子的单个旋转期间记录的许多叶片中的每一个的至少单个图像中的每一个都提供有数据标签并且被作为个别地可检索的图像存储在数据存储设备上。

[0011] 依照本发明的另一个方面，涡轮是脱机的并且旋转转子被电动机旋转。旋转转子能够被控制成以少于每分钟12转数的旋转速度旋转。

[0012] 依照本发明的另一个方面，旋转转子上的叶片的数目少于70。

[0013] 依照本发明的另一方面，控制器在与预设停延相比为至少10%准确的转子的单个旋转内对于多个叶片的每个图像维持实际的停延。

[0014] 本发明还提供了用来实现本文中所描述的方法的系统。在所述系统中提供了用来触发相机记录附连到具有涡轮中的多个叶片的旋转转子的叶片的图像的控制器。所述控制器包括用来存储数据的存储器和启用来执行指令以执行以下步骤的处理器：基于多个叶片、预设停延、旋转转子的旋转速度以及相机的位置来确定用于叶片的第一触发时刻；相机记录多个叶片中的第一叶片的第一图像；相机记录多个叶片中的第二叶片的第二图像；处理器基于图像特征来配准第一图像和第二图像以确定时移；以及处理器根据基于所述时移调整的第一触发时刻来确定用于叶片的触发时刻。

[0015] 上述步骤中的每一个都由控制器来执行。

[0016] 本发明的这些和其他方面在下文中被描述。

附图说明

[0017] 图1图示了依照本发明的各种方面的相机触发系统；

[0018] 图2-4图示了依照本发明的一个方面的涡轮叶片；

[0019] 图5图示了依照本发明的一个方面的处理器；

[0020] 图6-7图示了依照本发明的一个方面执行的步骤；

[0021] 图8-11是图示了叶片的图像的图；

[0022] 图12图示了依照本发明的各种方面执行的步骤；以及

[0023] 图13图示了依照本发明的一个方面的基于处理器的系统。

具体实施方式

[0024] 涡轮中的叶片被附连到绕轴旋转的转子。依照本发明的一个方面，图像由当转子以及因此叶片正在移动时的叶片组成。图像在本发明的一个实施例中是静止图像或图片。依照本发明的一个方面，图像在正确时刻被拍摄以便使得叶片的期望部分是在相机的视场内。这要求相机在当叶片通过相机的视场时的正确时间被激活。

[0025] 依照本发明的一个方面的设置在图1中被图示。涡轮100具有附连到轴105的转子101。叶片被附连到转子101，其中一个叶片102被标识。具有透镜的相机104被定位成在转子正在转动时获得在其视场内的叶片102并且叶片每转子的转数通过相机的视场一次。相机将被触发在它正通过视场的正确时刻拍摄叶片的图像。

[0026] 在本发明的一个实施例中，相机104被定位在允许查看转子101上的叶片102的涡轮外壳中或贯穿其的查看或观察端口103处。

[0027] 相机104经由连接108被连接到控制相机104的可控功能的控制器107，所述连接108可以是无线连接。在本发明的一个实施例中，控制器107被连接到计算机或计算机设备
110。计算机设备110能够被用来对控制器107进行编程和控制。计算机110还包含可以被用来存储由相机104所生成的图像的诸如硬盘之类的数据存储设备。

[0028] 在可控相机功能之中的是(a)快门速度和(b)记录的时刻。

[0029] 相机104可以是用于记录单个图像或静止图片的相机或视频像机。相机在本发明的一个实施例中是具有图像传感器的数字相机，所述图像传感器例如如本领域中已知的CMOS或CCD图像传感器。

[0030] 如果相机是照片相机，则触发信号使相机在由触发信号例如通过触发快门所确定的时刻至少拍摄单个图片，所述快门可以是机械快门或电子快门。

[0031] 当相机是视频相机时情形是不同的。在那种情况下，当相机正在记录视频图像时，在本发明的一个实施例中视频帧的连续流正被记录。假定具有例如全局快门的电子快门系统，视频帧中的一系列图像被记录。控制器在那种情况下标识捕获处于所期望的位置中的所要求的叶片的帧。在本发明的一个实施例中，视频相机能够被置于“个别帧触发”模式下。这意味着视频相机基于该触发来生成单个图像。

[0032] 在两个相机类型中，叶片的图像被生成。在数字相机情况下，每个图像的图像数据被存储在数据存储器或数据存储设备中并且提供有标识叶片在转子上的位置的标签和可能诸如停延或记录的时刻或与特定旋转相关的ID之类的其他数据。这允许叶片的每个图像被个别地从储存器中检索。在本发明的另一个实施例中，在转子的旋转上的所有叶片在转子旋转期间被记录并且被标记以及存储与特定停延相关联。一个人然后能够基于可能的标签中的至少一个从存储设备中检索叶片图像的序列，所述可能的标签可以包括记录的时间、转子的旋转速度以及与预定义中性位置相关的图像的预设停延。

[0033] 控制器107经由连接109被连接到作为每转数一次(OPR)传感器的传感器106，所述传感器106在参考叶片经过传感器时提供信号。涡轮中的OPR传感器是已知的。这样的OPR传感器例如可以是检测参考叶片上的标记的光学传感器。这样的传感器例如还可以是基于电容探测的尖端间隙测量系统，其中参考叶片的尖端被延长并且由基于电容的传感器来检测。

[0034] 图2更详细地图示了转子叶片和传感器。叶片被附连到转子201。标识为202的叶片1是参考叶片，并且通过应用一些修改已变成这样，所述一些修改诸如延长的标记或诸如例如磁体之类的任何其他装置。叶片被相机104观察到。在转子上存在沿着转子均匀分布的n个叶片。出于说明性目的叶片203、204、205以及206，其是最后一个或第n个叶片并且与第一叶片相邻。当叶片202经过传感器106时传感器信号被生成给控制器。

[0035] 用于参考叶片完成一次全转数的旋转时间是T。涡轮机旋转每一轮OPR传感器做记号（tick）一次。沿着旋转方向存在固定数目的叶片，并且应该在称作停延的相同偏移处拍摄它们中的每一个的图片。本发明的系统具有取OPR信号以及叶片的数目和停延作为输入、并且生成触发以便使得相机对于每个在所规定的停延处精确地捕获一个图片的触发控制器。

[0036] 这在图3中被进一步图示。来将转子从第一叶片302中的位置移动到叶片301中的类似位置花费的时间是  。相机处于与传感器不同的位置中，从而导致偏移。图4图示了小的偏移或停延，这允许叶片被具有与其中心位置相距预定义偏移的相机记录。

[0037] 在零位置中(当OPR信号被生成时)，n个叶片中的第k个在具有p0(1) = 0 (叶片k=1是参考叶片)的360度极系统中的度数的位置在顺时针旋转涡轮转子和顺时针极坐标系统中能够被表达为 ，其中所有计算是模360，如图2中所图示的
那样。所选坐标系统是任意的，并且能够应用其他坐标系统和计算的位置。

[0038] 叶片的角速度是 。相机相对于传感器的位置处于角位置β中，所述传感器的位置被假定为处于位置0中。这意味着在t=0 之后经过的时间tcam之后，当叶片k=1被OPR传感器检测到时以下表达适用： 。这允许处理器针对当叶片k是在相机的视角内时的条件来确定时间tcam。

[0039] 一个人能够调整β以得到与叶片在相机视角中心的中心位置或中性位置偏离停延角α停延。如果一个人想要拍摄叶片当它是在相机的视角内时的图片，则他在中性位置被使用之前拍摄图片并且调整β新的 = β - α停延。类似地，当一个人想要在叶片已经过中性位置之后拍摄图片时则他用β新的 = β + α停延来调整。

[0040] 在本发明的一个实施例中，停延针对每个个别叶片或针对一组叶片被设置。

[0041] 每当参考叶片经过OPR传感器106时旋转周期T被确定并且被更新。在T的每个新的计算之后，用于所有叶片的触发时刻的所有公式和确定被控制器更新。

[0042] 下文详细地描述了用于使用Arduino控制器板来触发系统中的相机以得到涡轮机中叶片的同步图像捕获的实施方式。Arduino控制器板是被启用来通过接收并且处理外部信号以及为外部设备生成控制信号而与环境交互的开源电子原型平台。与Arduino平台相关的细节是已知的并且被公布在例如它在URLwww.arduino.cc的网站上。虽然出于说明性目的在本文中使用并且描述了Arduino平台，但是应当理解的是，启用来接收并且处理外部信号以及用生成的信号来控制外部设备的任何控制器都可以被启用来执行如依照本发明的各种方面在本文中所提供的方法的步骤。

[0043] 在本发明的一个实施例中，控制器通常通过USB端口而被连接到计算机，以便运行或者监督控制器。在本发明的一个实施例中，控制器当提供有电力时能够作为独立系统操作。

[0044] 控制器有时被指示为微控制器。控制器具有处理器以及存储器和一系列输入/输出端口，并且被启用而且旨在控制它被编程所针对的设备。一般而言，它专用于被一次编程在通常指示为在诸如例如ROM或PROM等等之类的存储器中存储的固件的东西中的特定设备。在控制器被放置在设备中之前，其控制程序通常在一般地被使用一些高级开发语言的计算机或PC控制的开发或原型系统上被开发。Arduino控制器原型系统是例如使用由加州圣何塞的Atmel公司所销售的控制器的开源控制器开发系统。其他原型或开发系统是已知的。

[0045] 在该系统中，涡轮机旋转每一轮OPR传感器做记号一次。沿着旋转方向存在固定数目的叶片，并且应该在称作停延的相同偏移处拍摄它们中的每一个的图片。系统具有取OPR信号以及叶片的数目和停延作为输入、并且生成触发以便使得相机对于每个在所规定的停延处精确地捕获一个图片的触发控制器。

[0046] 说明性示例中的触发控制器是基于包括固件运行板和在与该板进行通信的PC中运行的软件的Arduino控制器板(例如，如图5中所图示的Arduino Duemilanove或Arduino Uno)的。OPR传感器被连线到引脚2。输出到相机的触发在引脚6处被提供。引脚配置可容易地用软件加以调整。板使用USB电缆被连接到PC，所述USB电缆还将电力从PC输送到板。

[0047] 固件

[0048] 在Arduino Duemilanove上运行的固件包括两个部分：命令行接口和触发逻辑。

[0049] 命令行接口

[0050] 命令行接口使用控制器板的串行端口来与其他方即客户端例如PC进行通信，并且允许客户端执行各种动作(通过命令)并且从板接收各种事件(通过通知)。命令行接口在主流程中运行。在固件的主循环中，它检查由客户端所发送的任何字符是否到达串行端口。如果字符被接收到，则它添加到接收到的字符，并且检查它们是否组成完整命令行。一旦完整命令行被接收到，它就设法解释命令，执行命令动作，并且向客户端答复执行结果。如果完整命令行尚未被接收到，或者在命令答复被发送之后，它然后检查通知队列是否具有任何待决通知，以及任何人是否将通知发送到客户端并且将它从队列移除。当所有通知被发送时，它返回检查是否存在来自串行端口的任何字符。

[0051] 命令包括：

[0052] 版本命令；

[0053] 开始/停止触发命令；

[0054] 通知启用/禁用命令；

[0055] 硬件OPR管理命令；

[0056] 触发参数命令；以及

[0057] 触发输出管理命令。

[0058] 命令的执行常常牵涉改变触发逻辑的状态或参数。所有命令将用执行结果来答复。

[0059] 板能够主动地发送到客户端的通知是：

[0060] OPR通知；

[0061] 硬件OPR信号通知；

[0062] 触发通知；

[0063] 状态改变通知；

[0064] 硬件OPR超时通知；以及

[0065] 错误通知。

[0066] 通知由触发逻辑来生成并且排队。

[0067] 触发逻辑

[0068] 触发逻辑管理硬件OPR并且管辖触发。触发逻辑通过跟踪过去的硬件OPR信号来监控硬件OPR是否是可用的。如果硬件OPR不是可用的，则它不允许基于它进行触发，因为那可能出现挂起。在监控硬件OPR时，硬件OPR事件和硬件OPR超时事件可能发生。软件OPR模式总是可用的，这使用客户端规定的OPR周期来开始触发。

[0069] 最初板处于“空闲”状态。在执行开始命令时，如果使用硬件OPR模式则它转向“等待”状态，当下一个硬件OPR到达时，它转向“运行”状态并且开始触发。如果使用软件OPR模式，则它直接地转向“运行”状态并且开始触发。停止命令要求转向“空闲”状态。任何状态改变招致状态改变事件。

[0070] 触发在一个轮次中被执行并且被虚拟OPR信号驱动。虚拟OPR在硬件OPR模式下可以是硬件OPR中断，或者在软件OPR模式下为软件OPR请求。它然后生成如由参数所规定的触发直到下一个OPR信号下一轮出现为止。在软件OPR模式下，下一个OPR由软件自动地生成。新的轮次生成OPR事件。

[0071] 当OPR发生时触发逻辑开始一个轮次。它在该轮次中使用当前OPR周期、叶片计数、停延以及微调(trim)来确定每个触发的实际时间，并且设法调度定时器1以在所规定的时间到期。当定时器1到期时，它接收中断并且使用定时器2生成规定长度的触发脉冲。当触发被输出时，触发事件被生成。

[0072] 如果触发逻辑运行到错误条件中，则它能够生成错误事件。

[0073] 所有事件被排队到命令行接口的通知队列以便发送到客户端，如果通知未被禁用的话。从触发逻辑和主循环对通知队列的访问被同步以防止数据损坏。

[0074] Arduino触发器(ArduinoTrigger)

[0075] Arduino触发器是在与Arduino板及其触发固件进行通信的PC上运行的模块。Arduino触发器封装通信细节并且呈现易于使用的接口。

[0076] Arduino触发器使发送到Arduino控制器的命令和从Arduino控制器接收到的答复同步，因此，任何命令返回带有答复。这大大简化了Arduino触发器的使用。在中间到达的通知被分别地识别和处理，并且因此不干扰命令答复。如果Arduino触发器的用户决定用回调函数来订阅通知事件，则任何通知事件能够被发送。总的来说，Arduino触发器是具有表示如依照本发明的一个方面在本文中提供以用于制作涡轮叶片的图像的系统中的相机的触发的方法、属性以及事件的整体部件。

[0077] 例如，在本发明的一个实施例中，具有带叶片的旋转转子的涡轮被脱机操作以用于测试和/或维修。在那种情况下转子被诸如电动机之类的外部源以依照本发明的一个优选方面不快于每分钟一转数、或依照本发明的更优选方面以约或不快于每分钟3转数、或依照本发明的更优选方面以约或不快于每分钟6转数、或依照本发明的甚至更优选方面以约或不快于每分钟12转数的速度转动。

[0078] 依照本发明的一个方面，转子具有少于30个附连的叶片。依照本发明的另一方面转子具有少于50个附连的叶片。依照本发明的另一个方面转子具有少于70个附连的叶片。依照本发明的一个方面转子具有少于100个附连的叶片。依照本发明的一个方面转子具有至少25个附连的叶片。依照本发明的一个方面转子具有至少50个附连的叶片。

[0079] 当前，具有记录速度为240帧每秒的数字相机是相当普通的。因此，以期望的停延在所有相邻叶片的图像的连续序列中触发并且记录所有叶片的图像正好在当前计算机、控制器、OPR传感器以及相机的能力内。

[0080] 在本发明的一个实施例中，图像的序列中的所有叶片具有相同的偏移或停延。在本发明的一个实施例中，在图像的序列中拍摄的相邻叶片的图像的停延是不同的。在本发明的一个实施例中，叶片在转子的单转期间的一个以上的图像被拍摄。例如，具有第一停延和第二停延的叶片在单转中的两个图像被拍摄。

[0081] 依照本发明的一个方面提供的步骤在图6中被图示。在步骤601中叶片的数目、所期望的停延以及相机的位置被全部输入到处理器中。一个人能够输入初始旋转时间或者处理器能够基于OPR传感器输入来确定旋转时间。基于输入数据在步骤602中用于每个叶片的触发时间被处理器计算。依照本发明的一个方面，旋转时间被输入到处理器中并且处理器控制诸如电动机之类的旋转源以所期望的转速使轴105转动。

[0082] 在图7中的步骤701中，控制器基于OPR触发在适当的时刻触发相机拍摄具有预定义停延的n个叶片中的叶片k的图像和转子上在先和在后叶片的图像。在步骤702中，叶片的图像数据被临时地存储在存储器上或存储在诸如硬盘、光盘之类的永久性或半永久性数据存储设备或存储在诸如闪存驱动器之类的大容量存储器设备等等上。除计算相机何时应该被触发来在给定停延拍摄叶片的图片的上面描述的模式之外并且依照本发明的实施例，系统还能够执行附加的捕获模式。由于在一轮内或超过一轮的不均匀旋转速度以及叶片的可能移动，所计算的时刻可以不和叶片的确切实际的停延匹配。这可能是由转子轴上的不平衡负载或者由驱动轴的旋转的转动齿轮（turning gear）的不足准确性引起的。由OPR传感器所提供的信号在这样的情形下不足以为相机触发提供充足的精度。停延设定因此可以被认为是停延预设设定或必须通过附加的步骤来近似的期望停延。

[0083] 发动机的旋转速度因此可以证明不是均匀的。从捕获到的图像观点看，即使它们使用相同要求的停延被拍摄，叶片也出现在图像中相对于彼此的移位位置。这在图8-11中被图示。图8是通过观察孔801拍摄到的叶片(叶片#1)的图像的图。停延线802由提取的叶片的边缘805来定义。图像中的另一边缘804被同样示出。叶片具有一些图案803。转子上的所有叶片都可以被假定为相同的。图9-11是使用相同停延从叶片#5、叶片#25以及叶片#50拍摄到的图像的图，其中触发时刻使用OPR信号来计算并且没有进一步的校正性措施。

[0084] 图9示出了叶片#5的图像的图。一个人能够看到的是，停延线802和边缘905不是对准的。停延线在叶片#1情况下更接近于图案903。图10图示了停延线与边缘1005和图案1003相比的进一步移位。在图11中在停延线中存在附加的移位。虽然能够检测到边缘1105，但是没有附加的界标是可见的。

[0085] 为了克服这个问题，基于图像的方法依照本发明的一个方面被用来检测相对叶片移位，并且命令触发设备考虑所必要的校正性触发偏移，其在本文中用术语“微调”来指示。微调是对理想叶片周期的加性调整，所述理想叶片周期是除以叶片计数的OPR周期。通过连续地监控图像中的叶片移位、估计微调并且相应地即时调整触发输送，闭环目的在于即使存在叶片的未完成旋转也针对给定停延来使图像视图中的叶片稳定。

[0086] 基于图像的叶片移位检测使用叶片的常见特征，其包括边缘和角点。这样的特征通过诸如Canny边缘检测和Harris角点检测、兴趣点检测(Harris-Affine)、SIFT之类的已知方法或启用图像中特征的检测的任何其他图像检测方法来检测。在检测到特征之后叶片#k的新的图像能够与基线图像或先前的叶片的图像对准(配准)。一个人将认识到，这允许发生移位的确定并且允许调谐触发定时。作为示例，如图8中所示出的边缘806可以被用作能够被用来配准图像的可识别的且可提取的特征。

[0087] 在本发明的一个实施例中，对于每个图像，它检测这些特征。在本发明的又一个实施例中，针对已分配了触发时刻和停延的每个图像来检测特征。考虑到接连地拍摄到的两个图像，处理器比较来自两个图像的特征，并且确定叶片在相机中的相对移动。取决于相机相对于叶片的位置，相对移动可以作为叶片的平移出现在图像中。图像坐标系统中的这个移动然后被转化成角叶片转动速度的误差，并且在最后微调Δα中，被给定相机校准数据和涡轮机模型。

[0088] 在本发明的一个实施例中，微调Δα是从单个叶片在该叶片正通过相机的视觉场时的两个连续图像确定的，其中对于每个图像触发时刻和停延被确定。使用特征提取微调Δα将被确定。在本发明的一个实施例中，即使叶片在特定停延处的仅一个图像被要求，叶片的旋转速度也足够低以致相机将通过控制器的触发而被启用来拍摄当单个叶片旋转通过相机的视觉场时该单个叶片的数个图像。这在两个相邻叶片n与n+1之间的两个等效位置之间的时间被划分成k个间隔时允许处理器或控制器确定每子周期p = (tn+1 - tn) / k的微调Δαk。这允许处理器或控制器至少根据在针对计算的微调而校正的在时刻tn和tn+1的所期望的图像的记录之间计算的中间微调Δαk来计算总体微调Δα。

[0089] 在本发明的一个实施例中，微调根据至少两个连续的图像记录被计算并且应用于下一个图像记录以校正触发时刻。计算微调还可以是基于较早地计算的微调的。例如，如果微调是系统性现象，例如在一个方向上的移位或能够由预测公式来描述的振荡移位或任何移位，则微调可以基于预测的或计算的微调被应用于图像记录。

[0090] 在本发明的一个实施例中，应用的微调是基于使用图像分析所确定的至少两个先前的图像的触发时刻中的差的。在本发明的另一个实施例中，应用的微调是基于使用图像分析所确定的两个以上先前的图像的触发时刻的差的。

[0091] 在本发明的一个实施例中，被应用的微调是基于使用图像分析确定的两个以上先前的图像的触发时刻的差的处理的。例如，处理器或控制器能够使先前确定的微调值平均，对先前的微调值进行外推或者例如通过移动均值滤波来对先前确定的微调值进行滤波。

[0092] 在本发明的一个实施例中，当参考叶片经过OPR传感器时微调被重置为0。

[0093] 图12图示了微调校正的至少一个实施例。在步骤1201中，叶片的数目、停延以及旋转时间被输入，或者旋转时间由控制器从OPR传感器确定。此外，例如，一个人能够提供相机相对于OPR传感器的位置。控制器可以被命令不开始拍摄图像直到预定义数目的OPR信号被接收到为止。在步骤1203中，控制器基于如从步骤1201所提供或者计算的数据来计算初始触发时间。在步骤1205中基线图被拍摄。基线图像可以是在参考叶片已经过OPR传感器之后从通过相机的视场的第一叶片拍摄到的图像。在步骤1207中，另一叶片的下一个图像被拍摄。在步骤1209中特征被从这个图像中提取以使该图像与基线图像配准。在步骤1211中时移相对于基线图像被确定并且在步骤1213中针对该时移调整的新的触发时间被计算。像从在经调整的触发时间处拍摄图像开始的步骤1207一样的先前的步骤被重复。可以重复步骤直到参考叶片经过OPR传感器为止并且该方法再次从步骤1207重新开始，除了叶片的数目已经是已知的并且停延已经被设置了以及一个人知道相机的相对位置。

[0094] 在本发明的一个实施例中，叶片在转子被具有不大于3 rpm的旋转速度的外部齿轮驱动时被记录。依照本发明的一个方面并且由图8-11所图示的叶片的旋转的改变落入图像的由相机在25个叶片内所捕获到的约一个叶片内。在本发明的一个实施例中，控制器能够检测并且校正在3 rpm或更慢的旋转速度下的两个连续叶片与具有不超过120个叶片的转子之间的相机的视觉场中多达约¼叶片的触发时刻移位。

[0095] 在本发明的另一个实施例中，不快于3 rpm的转子速度能够被并且被以这样一种方式维持，即在周期T/n (其中T是转子的旋转时间并且n是转子上叶片的数目)内的旋转时间在单个旋转内改变不超过10%并且控制器能够以在预设停延设定的10%内的准确性来维持每个叶片的每个图像的实际停延。在本发明的另一个实施例中，如依照本发明的一个方面在本文中所提供的停延校正方法在作为在预设停延设定的5%内的单个旋转内为每个叶片的图像中的每一个提供实际停延。

[0096] 如本文中所提供的方法在本发明的一个实施例中被实现在系统或计算机设备上。因此，本文中所描述的步骤被实现在处理器上，如图13中所示。如图13中所图示的和如本文中所提供的系统被启用以用于接收、处理并且生成数据。系统提供有能够被存储在存储器
1801上的数据。可以从诸如OPR传感器之类的传感器或者从任何其他数据有关源获得数据。
可以在输入1806上提供数据。这样的数据可以是在如本文中所提供的系统中有帮助的触发数据或任何其他数据。处理器还提供或者编程有被存储在存储器1802上并且被提供给处理器1803的执行本发明的方法的指令集或程序，所述处理器1803执行1802的指令以处理来自
1801的数据。能够在可以是显示器来显示图像的输出设备1804或数据存储设备上输出数据，诸如由处理器所触发或者引起的图像数据或任何其他数据。处理器还具有通信信道
1807以便从通信设备接收外部数据并且将数据传送到外部设备。在本发明的一个实施例中的系统具有输入设备1805，所述输入设备1805可以包括键盘、鼠标、指点设备、一个或多个相机或能够生成待提供给处理器1803的数据的任何其他设备。

[0097] 处理器可以是专用的或应用特定的硬件或电路。然而，处理器还可以是通用CPU、控制器或能够执行1802的指令的任何其他计算设备。因此，如图13中所图示的系统提供用于处理由传感器或任何其他数据源产生的数据的系统并且被启用来执行如作为本发明的一个或多个方面在本文中所提供的方法的步骤。

[0098] 依照本发明的一个或多个方面，已经提供了用于触发相机以便生成旋转涡轮转子上的转子叶片的图像的方法和系统。

[0099] 因此，已经在本文中描述并且提供了新颖系统以及方法和实现所述方法的步骤。

[0100] 应当理解的是，本发明可以用各种形式的硬件、软件、固件、专用处理器或其组合加以实现。在一个实施例中，本发明可以用作为在程序存储设备上有形地体现的应用程序加以实现。应用程序可以被上传到包括任何适合架构的机器并且被其执行。

[0101] 应当理解的是，因为在附图中描绘的构成系统部件和方法步骤中的一些可以用软件加以实现，所以系统部件(或过程步骤)之间的实际连接可以取决于以其本发明被编程的方式而不同。考虑到本文中所提供的本发明的教导，相关领域的普通技术人员将能够设想到本发明的这些和类似实施方式或配置。

[0102] 虽然已经示出、描述并且指出了如应用于其优选实施例的本发明的基本新颖特征，但是应理解的是，在所图示的方法和系统的形式和细节上以及在其操作上的各种省略以及代替和改变可以由本领域的技术人员来做出而不背离本发明的精神。因此，意图是仅像由权利要求的范围所指示的那样被限制。