通过坐标测量仪修正计算机断层摄影测量的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种方法和一个装置，用于修正利用计算机断层摄影测量的物体、如工件或零部件的几何标记的透视图，尤其用于修正由于失真和探测器倾斜引起的成像误差。
【背景技术】
[0002]在DE 10 2010 050 949 Al中首次描述了对于具有闪烁器体的平面图形探测器执行失真修正，详细参照其公开内容并且其关于失真修正的基本功能的描述视为这个发明的部分，因为在图形处理中的相应功能早就属于现有技术。为了确定失真误差在DE 10 2010050 949 Al中仅仅建议使用校准的物体。这个物体还必需遮盖探测器的要修正失真的整个范围。
[0003]由此产生许多缺陷。首先，必需提供相对较大的校准物体供使用。这个校准物体的标记、尤其每个标记的尺寸和标记相互间的距离都必需校准，由此产生用于购置和校准的高成本。此外，必需保证，校准物体长时间稳定，由此也产生高的加工和再校准成本。此外不利的是，由于校准物体的大面积产生由于计算机断层摄影成像引起的成像误差如散射或锥束伪影。存在其它误差，因为大面积的校准物体只能不精确地与射线源的中心点射线成直角对准，或者说不能平行于探测器表面对准。另一缺陷是，非常多的结构安置在校准物体上，并且必须被校准。限制在相应的校准物体上的结构数量并由此限制失真修正的侧向分辨率也是不利的。尽管在DE 10 2010 050 949 Al的段落
[0014]中描述了，表面上的失真变化不处于跳跃地变化。但是这不符合闪烁器结构中随机的材料偏差。这也可能带来从探测器像素到探测器像素的变化。
[0004]已知方法的缺陷还是，必需识别复杂的结构如十字。
【发明内容】
[0005]因此本发明的目的是，避免现有技术的缺陷并且提供尤其特别简单且成本有利的方法以及相应地用于执行失真修正的布置。
[0006]这个目的基本由此实现，使用至少一最好未校准的校准物体或校准物体的一个或多个部位、分段或局部，它们设置在相对于探测器不同的相对位置，并且摄取透视图，其中由相对位置得到的理论位移与在透视图中出现的实际位移之间的差别获得修正值。
[0007]未校准的校准物体的特征在于，未知或者只能在由制造者给出的误差范围内已知一个或多个部位、分段或局部的尺寸，例如一个或多个球体的直径和在多个用于获得修正值的部位、分段或局部之间的距离例如球距。即，例如通过坐标测量仪不能测量，用于详细确定尺寸和距离。
[0008]为了执行在此必需的定位未校准的校准物体，将计算机断层摄影传感器组合到坐标测量仪里面，并且坐标测量仪-轴用于在校准物体与探测器之间的相对运动，即，实现沿着这个坐标测量仪-轴移动。在此坐标测量仪-轴具有必需的精度，用于确定这个位置变化或位移。
[0009]作为特别简单要加工的且可成本有利地实现的校准物体，建议使用一个或多个球体，例如射线球。为了确定计算机断层摄影传感器的几何尺寸、尤其是成像比例本来就需要它们，并且在现有技术中已知相应的固定装置。由此所述校准物体尤其也可以用于校准计算机断层摄影传感器的几何尺寸，或者也作为所谓的漂移球用于确定射线源焦点基于其余的计算机断层摄影传感器或基于要测量的物体的位移，由此进一步降低成本。
[0010]如果按照现有技术必需识别复杂的结构如十字，则按照本发明的理论只确定例如简单物体如球体的重心就足够了。
[0011]通过使用校准物体，它运动到相对于探测器的不同相对位置，还实现优点，以几乎任意多的支承位置、即以任意高的侧向分辨率可以确定失真。
[0012]要指出，术语校准物体也包括这种校准物体的一个或多个部位、一个或多个分段或一个或多个局部，用于获得修正值，这一点无需详细解释。
[0013]为了加速方法，优选使用由多个球体组成的校准物体。在此仍然占据多个相对位置，但是现在可以通过少量的相对位置获得更多的用于确定失真的支承位置。有利地不必校准多个球体的距离。
[0014]在另一发明思想中，在一公共的方法步骤中迭代地执行确定计算机断层摄影传感器的成像比例和成像误差，例如失真误差。在此要注意，首先由成像误差影响地确定计算机断层摄影传感器的成像比例。接着利用这个测量确定并修正失真，并重新确定成像比例。对此不是强制必需重新测量。
[0015]在一独立的发明思想中校准物体如球体与机械旋转轴偏心地设置，并且在机械旋转轴的不同旋转位置摄取透视图。在考虑机械旋转轴的和校准物体的轴线与在不同的旋转位置出现的成像比例之间的已知距离的条件下，由此得到基于探测器的多个相对位置，由此在旋转期间通过球体至少对于部分探测器确定失真。如果多个校准物体、如球体上下地设置，即在机械旋转轴的轴线方向上设置，通过唯一的旋转可以确定全部探测器的失真。
[0016]理想地使探测器与射线源的中心射线方向成直角地对准并且这样设置，使机械旋转轴的方向在平行于探测器平面的平面里面延伸。此外探测器的每行像素在旋转轴的方向或垂直于旋转轴的方向上延伸。但是在相应地调整探测器时总是出现偏差、至少在三个旋转自由度上，所谓的探测器倾翻。由此在摄取的透视图中产生失真，或者局部不同的成像比例。
[0017]因此本发明的目的是，通过探测器的倾翻修正成像误差。
[0018]已经证实，通过探测器倾翻通过按照本发明建议的方法自动地一起检测成像误差。如果校准物体例如在探测器平面中运动，由实际执行的运动、例如通过坐标测量仪的测量轴确定，和通过探测器检测的运动例如识别，在哪个方向上延伸探测器行并且修正围绕探测器表面法向的旋转或倾翻。由附加地比较执行的和测量的运动值也能够获得并修正围绕另两个轴的倾翻。通过这个倾翻例如在位于与射线源更远距离的探测器部位中出现更高放大率。由此识别，通过探测器获得比真实出现的更大的位移。但是通过修正透视图使这个透视图在相应的部位所谓的“一起移动”，由此对于整个透视图出现均匀的放大率。
[0019]在某些情况下，为了放大检测的透视图或者说提高分辨率，由多个分探测器构造平面延展的探测器。这些分探测器在探测器平面里面直接并排地设置。在此也能够在两个方向上在探测器平面内部并排地布置多个探测器，例如矩形地2x2个探测器。在此在每两个探测器之间存在接缝位置。通过分探测器摄取的所谓的分透视图用于产生组装的透视图，它以后用于重构体积数据。通过在分探测器之间的接缝位置一般不能，对于组装的透视图执行成像误差修正、尤其对于相邻部位或像素执行修正值插值。
[0020]因此本发明的另一目的是，按照本发明的修正也用于由分探测器组装的探测器或者分透视图组装的透视图。
[0021]为了实现这个目的，本发明规定，应用按照本发明的修正，尤其对于每个分透视图分开地执行。尤其分别只对于在分透视图内部的探测器像素、即不超过接缝位置进行修正值插值。
[0022]本发明尤其涉及一种用于修正计算机断层摄影测量物体、如工件或零部件的几何标记或几何尺寸的透视图的方法，其中在坐标测量仪里面组合计算机断层摄影传感器，它至少由射线源和平面延展的探测器和必要时用于旋转物体的机械旋转轴组成，其中本方法的特征，通过测量在校准物体与探测器之间的至少两个相对位置中的校准物体修正在探测器上出现的成像误差，其中从比较由相对位置得到的理论位移与在透视图中出现的实际位移获得修正值。
[0023]在此在本发明的优选改进方案中规定，所述测量包括摄取多个透视图，其中分别在探测器的不同部位上成像最好未校准的校准物体或校准物体的不同部分、例如多个球体，并且由坐标测量仪轴的运动和/或利用另一传感器确定在执行透视图摄取之间的位置变化(理论位移)。
[0024]突出且自身发明的是，由此实现修正尤其由于失真和/或探测器倾翻产生的成像误差，
-通过分别评价两个透视图获得校准物体或校准物体的部位、分段或局部在探测器上的实际位移，最好通过确定校准物体或部位、分段或局部在各自的透视图中的重心，
-在考虑成像比例的条件下，将已知的校准物体或部位、分段或局部的位置变化换算成校准物体或部位、分段或局部在探测器上的理论位移，成像比例通过“探测器与射线源的距离”与“测量物体或校准物体与射线源的距离”的比例定义，
-确定在理论位移与实际位移之间的偏差并且
-为了形成修正的透视图，使在不同位置检测的校准物体或部位、分段或局部的探测器像素范围对应于理论-实际偏差相互相对移动。
[0025]本发明尤其规定，以探测器中心部位为基准实现相对位移，即摄取至少一透视图，其中校准物体或部分校准物体基本中心地在探测器上成像。
[0026]所述方法的特征也在于，作为透视图使