JP2001124516A - レーザー光を用いた非接触式の伸縮変位量測定法。 - Google Patents

レーザー光を用いた非接触式の伸縮変位量測定法。

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JP2001124516A JP30638199A JP30638199A JP2001124516A JP 2001124516 A JP2001124516 A JP 2001124516A JP 30638199 A JP30638199 A JP 30638199A JP 30638199 A JP30638199 A JP 30638199A JP 2001124516 A JP2001124516 A JP 2001124516A
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Michiyo Nozu
理世 野津
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Abstract

(57)【要約】 【課題】試料の伸縮変位量を、レーザー光のスペックル
パターンを利用した非接触式でありながら汎用の画像解
析プログラムを用いて、比較的安価で簡単かつ確実に測
定する。 【解決手段】試料表面の第一標線相当点とこの第一標線
相当点から所要の距離をおいた第二標線相当点とにレー
ザー光を照射する。伸縮変位量測定時における上記レー
ザー光の反射した散乱光のスペックルパターンをCCD
などの撮像素子によってディジタルデータ化する。次い
で、ディジタルデータを粒子の画像データに変換した
後、PIV解析プログラムによって解析する。解析は、
干渉縞を粒子の表出したものとして捉え、変位前後の画
像から第一及び第二標線相当点の移動量を個別に算出
し、両移動量から第一及び第二標線相当点間の試料の伸
縮変位量を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光のスペ
ックルパターンを粒子の画像データに変換し、この画像
データをPIV(「Particle Image Velocimetry」)プ
ログラムによって解析することにより、試料の伸縮変位
量を測定する測定法に関するものである。
【0002】
【従来技術】レーザー光を用いた非接触式の歪み(伸び
もしくは縮み)測定法として、特公平61−27681
号や特開平7−4928号に開示の技術がある。この技
術は、試料に対して1個所または測定すべき歪み方向に
所定の距離を隔てた2個所からレーザー光を照射し、そ
の反射光をイメージセンサに入力してスペックルパター
ンを測定する。そして、照射位置での変形前後のスペッ
クルパターンデータの相互相関関数を算出してスペック
ルパターンの移動量を求める、あるいは2個所の移動量
の差から上記2個所の歪み量を算出する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術は、スペックルパターンを一次元イメージセ
ンサによって光電変換し、その電気信号の強弱によって
ディジタル化されたスペックルパターンデータを得、こ
れを直接解析することによって移動量を算出する。この
ため、スペックルパターンの解析に専用の解析プログラ
ムの開発が必要であり、高価にならざるを得ない。ま
た、解析プログラムの操作を習得するにも時間がかか
る。
【0004】本発明の目的は、レーザー光のスペックル
パターンを利用した非接触式でありながら、汎用の画像
解析プログラムを用いて試料の伸縮変位量を比較的安価
で簡単かつ確実に測定する、測定法を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を達成するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するために次の構成を備える。すなわち、請求項
1の発明は、先ず、試料表面の第一標線相当点とこの第
一標線相当点から所要の距離をおいた第二標線相当点と
にレーザー光を照射し、 伸縮変位量測定時における上
記レーザー光の反射した散乱光のスペックルパターンを
撮像素子、例えばCCD(電荷結合素子)によってディ
ジタルデータ化する。次いで、上記ディジタルデータを
粒子の画像データに変換した後、PIV解析プログラム
によって解析する。PIV解析プログラムは、流体解析
法の一つで、流体中の粒子画像から流れのベクトルマッ
プを作成し、流れの方向と速さなど種々の解析を行う。
本発明では、解析は、干渉縞を粒子の表出したものとし
て捉え、変位前後の画像から第一及び第二標線相当点の
移動量を個別に算出し、両移動量から第一及び第二標線
相当点間の試料の伸縮変位量を得る。レーザー光は、各
標線相当点に個別に照射し、あるいは一つのレーザー光
源からシート光を両標線相当点間に跨るようにして照射
する。シート光の場合には、撮像素子はレンズ付きのも
のを利用するなど適宜選択される。
【0006】試料の伸縮変位量が、固定位置にあるレー
ザー光源と撮像素子によって測定できる範囲を超えた場
合、請求項2の発明が対応する。請求項2の発明は、試
料表面の第一標線相当点とこの第一標線相当点から所要
の距離をおいた第二標線相当点とにレーザー光を照射
し、伸縮変位量測定時における上記レーザー光の反射し
た散乱光のスペックルパターンを撮像素子によりディジ
タルデータ化し、このディジタルデータを粒子の画像デ
ータに変換した後、PIV解析プログラムによって解析
することにより、第一及び第二標線相当点の移動量を個
別に算出する点では、請求項1と共通する。異なる点
は、標線相当点の移動量に対応してレーザー光照射位置
と撮像素子の位置を、第一標線相当点あるいは第二標線
相当点を追尾するように移動変化させる点にある。試料
の伸縮変位量は、この変化量と上記移動量とから算出さ
れる。
【0007】
【実施の最良の形態】以下、本発明を図示した実施例に
基づいて詳説する。図1は、本発明方法のブロック図、
図2はこれを適用した装置の概念構成図である。図中符
号1は、測定対象となる試料で、第一標線相当点Aと第
二標線相当点Bとの間の伸縮変位量が測定される。2と
3は、第一標線相当点Aあるいは第二標線相当点Bにレ
ーザー光をそれぞれほぼ垂直に照射する第一半導体レー
ザーと第二半導体レーザーで、本実施例では両レーザー
は光の波長を異にする。
【0008】4と5は、各半導体レーザーの反射光が入
力する位置に設置された第一及び第二のCCDである。
反射光(図2中破線矢印)は、標線相当点表面の微細な
凹凸によってランダムな干渉パターンであるスペックル
パターンを成す。このスペックルパターンは、各CCD
4,5に捉えられることによって、ディジタルデータ化
される。このディジタルデータは、入力ポートを介して
コンピュータ6に入力される。入力されたディジタルデ
ータは、微細な粒子が不規則的に集合、離散した画像デ
ータに適宜変換されて記録される。画像データへの変換
は、コンピュータ入力前であっても良い。
【0009】コンピュータ6には、一般的なPIV解析
プログラムトがインストールされている。例えば第一C
CD4を介して入力され、変換された第一標線相当点A
の移動前後の画像データは、PIV解析プログラムによ
ってベクトルマップが作成され、これに基づいて移動量
が計算される。第二標線相当点Bからの反射光も同様に
して画像データとして記録され、解析されて移動量が計
算される。これら両移動量を比較し、演算することによ
って第一標線相当点Aと第二標線相当点Bとの間の試料
1の変位量が算出される。比較演算にあたっては、市販
された別の一般的な計算プログラムが用いられる。ま
た、必要があれば、歪み曲線を描画するプログラムが組
込まれる。
【0010】第一及び第二の半導体レーザー2,3とC
CD4,5は、それぞれユニット化され、個別に追尾装
置7,8を有する。追尾装置7,8は、例えば半導体レ
ーザー2,3とCCD4,5のユニットを制御信号に基
づいて試料表面と平行移動させる駆動機構とその駆動源
としてのステッピングモータなどから成る。制御信号
は、第一標線相当点Aあるいは第二標線相当点Bの移動
量が、例えば、固定された半導体レーザー2,3のスポ
ット径を超えたときあるいはCCDの受光面積を超えた
ときに、コンピュータに組み込まれた追尾装置駆動制御
プログラムから発せられる。この制御信号によって、半
導体レーザー2,3とCCD4,5のユニットは、所定
の方向(標線相当点の移動方向)に所定距離だけ(標線
相当点の移動距離)移動変化する。これにより、レーザ
ー光は、常に第一もしくは第二標線相当点A,Bに照射
するよう位置決め修正される。一方、CCD4,5は、
レーザー光の反射光を確実に受光する位置に位置決め修
正される。
【0011】この追尾動作に伴なう半導体レーザー2,
3及びCCD4,5の追尾変化量と標線相当点A,Bの
移動量とによって、第一及び第二標線相当点A,Bの全
体変位を知ることができる。これによって、試料の2点
間の歪み量を求めるJIS基準に等価な歪み量が得られ
る。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、レーザー光のスペック
ルパターンを撮像素子によってディジタルデータ化し、
このディジタルデータを画像データに変換し、伸縮変位
前後の画像をPIVプログラムによって解析することで
試料の伸縮変位量を得るようにしたので、一次元的な電
気信号の強弱によって直接的に解析する従来例とは異な
り、二次元的な汎用の画像解析プログラムによって比較
的安価でかつ容易にしかも精度良く、伸縮変位量を測定
することができる。また、請求項2に係る本発明によれ
ば、試料の伸縮変位量に対応してレーザー光の照射位置
と撮像素子の位置とを移動変化させているので、伸縮変
位量が大きな場合にも2つの標線間の試料の変位量を確
実に測定でき、JIS基準に適合する測定を行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る測定法を示すブロック
図。
【図2】図1の方法を適用する装置の概念構成図。
【符号の説明】
1 試料 2 第一半導体レーザー 3 第二半導体レーザー 4 第一CCD 5 第二CCD 7,8 追尾装置 A 第一標線相当点 B 第二標線相当点

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】試料表面の第一標線相当点とこの第一標線
    相当点から所要の距離をおいた第二標線相当点とにレー
    ザー光を照射し、 伸縮変位量測定時における上記レーザー光の反射した散
    乱光のスペックルパターンを撮像素子によりディジタル
    データ化し、 このディジタルデータを粒子の画像データに変換した
    後、PIV解析プログラムによって解析することによ
    り、第一及び第二標線相当点の移動量を個別に算出し、
    両移動量から第一及び第二標線相当点間の試料の伸縮変
    位量を得る、 ことを特徴とするレーザー光を用いた非接触式の伸縮変
    位量測定法。
  2. 【請求項2】試料表面の第一標線相当点とこの第一標線
    相当点から所要の距離をおいた第二標線相当点とにレー
    ザー光を照射し、 伸縮変位量測定時における上記レーザー光の反射した散
    乱光のスペックルパターンを撮像素子によりディジタル
    データ化し、 このディジタルデータを粒子の画像データに変換した
    後、PIV解析プログラムによって解析することによ
    り、第一及び第二標線相当点の移動量を個別に算出し、 上記移動量に対応して第一標線相当点あるいは第二標線
    相当点を追尾するように、レーザー光照射位置と上記撮
    像素子の位置とを変化させ、 この変化量と上記移動量とから試料の伸縮変位量を得
    る、 ことを特徴とするレーザー光を用いた非接触式の伸縮変
    位量測定法。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7514032B2 (en) * 2002-07-02 2009-04-07 Fina Technology, Inc. Polymer processability evaluation through on-line image processing
CN100552431C (zh) * 2004-05-12 2009-10-21 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激光散斑干涉测量方法及装置
CN102778196A (zh) * 2011-05-10 2012-11-14 长春理工大学 一种基于激光标定的图像尺寸测量方法
CN103185040A (zh) * 2013-04-07 2013-07-03 江苏大学 用于轴流泵叶轮进口横截面piv流场测试的进口管
CN103424082A (zh) * 2013-07-30 2013-12-04 四川华腾公路试验检测有限责任公司 一种非接触式钢筋形变测量装置及测量方法
CN104482873A (zh) * 2014-09-18 2015-04-01 哈尔滨工业大学 临近空间气球变形测量方法
CN110806356A (zh) * 2019-09-11 2020-02-18 浙江超威创元实业有限公司 一种正极片延展量检测方法
CN113175889A (zh) * 2021-05-28 2021-07-27 中国科学院空天信息创新研究院 飞艇囊体应变在线监测装置
GB2618524A (en) * 2022-05-02 2023-11-15 Imetrum Ltd Non-contact deformation monitoring system

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7514032B2 (en) * 2002-07-02 2009-04-07 Fina Technology, Inc. Polymer processability evaluation through on-line image processing
CN100552431C (zh) * 2004-05-12 2009-10-21 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激光散斑干涉测量方法及装置
CN102778196A (zh) * 2011-05-10 2012-11-14 长春理工大学 一种基于激光标定的图像尺寸测量方法
CN103185040A (zh) * 2013-04-07 2013-07-03 江苏大学 用于轴流泵叶轮进口横截面piv流场测试的进口管
CN103424082A (zh) * 2013-07-30 2013-12-04 四川华腾公路试验检测有限责任公司 一种非接触式钢筋形变测量装置及测量方法
CN104482873A (zh) * 2014-09-18 2015-04-01 哈尔滨工业大学 临近空间气球变形测量方法
CN104482873B (zh) * 2014-09-18 2017-09-19 哈尔滨工业大学 临近空间气球变形测量方法
CN110806356A (zh) * 2019-09-11 2020-02-18 浙江超威创元实业有限公司 一种正极片延展量检测方法
CN110806356B (zh) * 2019-09-11 2022-01-28 浙江超威创元实业有限公司 一种正极片延展量检测方法
CN113175889A (zh) * 2021-05-28 2021-07-27 中国科学院空天信息创新研究院 飞艇囊体应变在线监测装置
CN113175889B (zh) * 2021-05-28 2023-03-14 中国科学院空天信息创新研究院 飞艇囊体应变在线监测装置
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