Algorithmen zur 3D-Ultraschall Rekonstruktion

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist es, ein Rekonstruktionsverfahren in Form eines allgemeinen Vorgehens zu entwickeln. Dieses beschreibt, wie man zu einer konkreten Prüfsituation auf aus den Ultraschalldaten extrahierten Mustern basierende Gleichungen und Merkmale finden kann, mit Hilfe derer Defekte in diesem Bauteil klassifiziert und wesentliche Defektmerkmale wie deren Größe automatisch bestimmt werden können. Zum Finden dieser durch Defekte verursachten Muster in den Ultraschall-Rohdaten wird der Kalman-Filter verwendet. Die gefundenen Muster werden mit parametrisierbaren Fit- Funktionen verglichen. Mit Hilfe dieser Fit-Funktionen sowie weiterer Merkmale wird die Defektform klassifiziert, sowie Position, Größe und Lage des Defekts bestimmt. Um passende Fit-Funktionen und die benötigten Mustermerkmale für eine konkrete Prüfsituation identifizieren zu können, wird eine große Datenbasis benötigt. Um diese Datenbasis zu erzeugen, wurde in dieser Arbeit ein Hybridverfahren entwickelt und angewendet, welches die Simulationsmethodiken der “Elastodynamic Finite Integration Technique” (EFIT) und der “Generalisierten Punktquellensynthese” (GPSS) geeignet verbindet.

The goal of this thesis is to develop a reconstruction technique being a general procedure. It describes how to proceed for a given component to identify equations and characteristics based on certain patterns extracted from the ultrasound data which allow one to automatically relate a detected defect to a defect-class and to automatically determine its position, size and orientation. The proposed approach uses the Kalman filter to search the ultrasound data for patterns caused by defects. The patterns found are compared to fit-functions. Based on the selected fit-function and on additional characteristics of the pattern extracted, the geometry as well as the position, size, and orientation of the defect can be determined. To be able to identify appropriate fit-functions and pattern characteristics for a given test situation one needs a great number of ultrasound data. To create the ultrasound data basis a hybrid simulation method was developed and used in this thesis that combines the simulation methods “Elastodynamic Finite Integration Technique” (EFIT) and “Generalised Point Source Superposition” (GPSS).