JP2007263611A - Distortion measuring instrument and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ、コンベアベルト、ホース、または防舷材などのゴム製品等の変形に伴う歪を測定する歪測定装置および歪測定方法に関し、特に、タイヤ、コンベアベルト、ホース、または防舷材などのゴム製品等の3次元的な歪を容易に測定することができる歪測定装置および歪測定方法に関する。 The present invention relates to a strain measuring device and a strain measuring method for measuring strain associated with deformation of rubber products such as tires, conveyor belts, hoses, or fenders, and in particular, tires, conveyor belts, hoses, or fenders. The present invention relates to a strain measuring apparatus and a strain measuring method capable of easily measuring three-dimensional strains such as rubber products.
タイヤ、ホース、コンベアベルト、および防舷材などゴム製品においては、表面歪を高い分解能で測定することにより、故障の原因、または耐久性の向上などの設計要因を正確に知ることができる。このため、従来、ゴム製品の表面歪を測定する方法としては、測定対象物の表面に基準標識を記入し、この基準標識の変形前後の位置を測定し、表面歪を求めていた。このような表面歪の測定方法が種々提案されている(特許文献1参照)。 In rubber products such as tires, hoses, conveyor belts, and fenders, it is possible to accurately know the cause of failure or design factors such as improved durability by measuring surface strain with high resolution. For this reason, conventionally, as a method for measuring the surface strain of a rubber product, a reference mark is written on the surface of the object to be measured, and the position before and after the deformation of the reference mark is measured to obtain the surface strain. Various methods for measuring such surface strain have been proposed (see Patent Document 1).
特許文献1に開示された表面歪測定方法においては、表面ひずみ測定用シートを適当な大きさに切断してから、測定対象ゴム製品であるタイヤのサイドウォール表面に貼り付ける。そして、表面ひずみ測定用シートの格子を着色し、表面ひずみ測定用シートの格子を、紙または透明なOHPシート等の被記録媒体へ転写する。これにより、サイドウォールの変形前における格子パターンを得る。
次に、タイヤへ荷重を作用させてサイドウォール表面を変形させて、表面ひずみ測定用シートの格子を着色し、この格子を、紙または透明なOHPシート等の被記録媒体へ転写する。これにより、サイドウォールの変形後における格子パターンを得る。このようにして、特許文献1の表面歪測定方法においては、サイドウォールの変形前の格子パターンおよびサイドウォールの変形後の格子パターンを取得する。これらの格子パターンについて、格子の座標を求め、これらの座標に基づいて測定対象ゴム製品の表面ひずみを計算する。
In the surface strain measurement method disclosed in Patent Document 1, a surface strain measurement sheet is cut to an appropriate size and then attached to the sidewall surface of a tire that is a rubber product to be measured. Then, the surface strain measurement sheet grid is colored, and the surface strain measurement sheet grid is transferred to a recording medium such as paper or a transparent OHP sheet. Thereby, the lattice pattern before the deformation of the sidewall is obtained.
Next, a load is applied to the tire to deform the sidewall surface to color the lattice of the surface strain measurement sheet, and this lattice is transferred to a recording medium such as paper or a transparent OHP sheet. Thereby, the lattice pattern after the deformation of the sidewall is obtained. In this manner, in the surface strain measurement method disclosed in Patent Document 1, the lattice pattern before the side wall deformation and the lattice pattern after the side wall deformation are acquired. For these lattice patterns, the coordinates of the lattice are obtained, and the surface strain of the rubber product to be measured is calculated based on these coordinates.
しかしながら、特許文献1に開示された表面歪測定方法においては、表面歪を測定することはできるものの、3次元的な歪を測定することができないという問題点がある。このため、例えば、タイヤについて、インフレート前後の歪を測定した場合、歪を十分な精度で測定することができないという問題点がある。 However, the surface strain measurement method disclosed in Patent Document 1 has a problem that although it can measure surface strain, it cannot measure three-dimensional strain. For this reason, for example, when measuring the strain before and after inflation for a tire, there is a problem that the strain cannot be measured with sufficient accuracy.
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、タイヤ、ホース、コンベアベルト、および防舷材などのゴム製品等の歪、特に、3次元的な歪を容易に測定することができる歪測定装置および歪測定方法を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and easily measure strains, particularly three-dimensional strains, of rubber products such as tires, hoses, conveyor belts, and fenders. An object of the present invention is to provide a strain measuring apparatus and a strain measuring method capable of performing the above.
上記目的を達成するために、本発明の第1の態様は、測定対象物の変形に伴い発生する歪を測定する歪測定装置であって、平面形状のマーカーを前記測定対象物に設け、前記マーカーとともに前記測定対象物を撮影する撮影部と、前記測定対象物の3次元形状を測定し、3次元形状データを得る3次元形状測定部と、前記撮影部による撮影画像のマーカーの各位置の2次元位置データを算出する画像処理部と、前記測定対象物の3次元形状データ、および前記マーカーの2次元位置データを対応付けるデータ処理部と、前記マーカーの変形前の2次元位置データに対応付けられた前記測定対象物の変形前の3次元形状データ、および前記マーカーの変形後の2次元位置データに対応付けられた前記測定対象物の変形後の3次元形状データを用いて前記測定対象物の歪を算出する歪測定部とを有し、前記マーカーは、前記測定対象物に対して、色度、彩度および明度のいずれかが異なるものであることを特徴とする歪測定装置を提供するものである。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a strain measuring apparatus for measuring strain generated along with deformation of a measurement object, wherein a planar marker is provided on the measurement object, An imaging unit that images the measurement object together with a marker, a three-dimensional shape measurement unit that measures the three-dimensional shape of the measurement object and obtains three-dimensional shape data, and each position of the marker of the image captured by the imaging unit An image processing unit for calculating two-dimensional position data, a data processing unit for associating the three-dimensional shape data of the measurement object and the two-dimensional position data of the marker, and the two-dimensional position data before deformation of the marker The three-dimensional shape data before deformation of the measurement object and the three-dimensional shape data after deformation of the measurement object associated with the two-dimensional position data after deformation of the marker are used. A distortion measuring unit that calculates distortion of the measurement object, and the marker is different from the measurement object in any of chromaticity, saturation, and brightness. A strain measuring device is provided.
本発明においては、前記マーカーは、前記測定対象物に対して、色度、彩度および明度のいずれかが異なるものによりフィルムに形成されており、前記フィルムが、前記測定対象物に貼り付けられて前記測定対象物に設けられるものであることが好ましい。
また、本発明においては、前記マーカーは、前記測定対象物に対して、色度、彩度および明度のいずれかが異なるインクにより、前記測定対象物に直接形成されるものであることが好ましい。
さらに、本発明においては、前記マーカーは、正方格子状のパターンを有することが好ましい。
In the present invention, the marker is formed on a film with a different chromaticity, saturation, and brightness with respect to the measurement object, and the film is attached to the measurement object. It is preferable that the measuring object is provided.
In the present invention, it is preferable that the marker is directly formed on the measurement object with an ink having any one of chromaticity, saturation, and brightness different from those of the measurement object.
Furthermore, in the present invention, it is preferable that the marker has a square lattice pattern.
さらにまた、本発明においては、前記測定対象物は、例えば、タイヤ、コンベアベルト、ホース、または防舷材などのゴム製品である。 Furthermore, in the present invention, the measurement object is, for example, a rubber product such as a tire, a conveyor belt, a hose, or a fender.
また、本発明の第2の態様は、測定対象物の変形に伴い発生する歪を測定する歪測定方法であって、平面形状のマーカーが設けられた測定対象物を変形前に前記マーカーとともに撮影するとともに、前記測定対象物の変形前の3次元形状を測定する工程と、前記マーカーが設けられた測定対象物を変形後に前記マーカーとともに撮影するとともに、前記測定対象物の変形後の3次元形状を測定する工程と、前記測定対象物の変形前の3次元形状の3次元形状データ、および前記測定対象物の変形前の前記マーカーの各位置の2次元位置データを得、前記マーカーの2次元位置データおよび前記測定対象物の変形前の3次元形状データを対応付ける工程と、前記測定対象物の変形後の3次元形状の3次元形状データ、および前記測定対象物の変形後の前記マーカーの各位置の2次元位置データを得、前記マーカーの2次元位置データおよび前記測定対象物の変形後の3次元形状データを対応付ける工程と、前記マーカーの変形前の2次元位置データに対応付けられた前記測定対象物の変形前の3次元形状データ、および前記マーカーの変形後の2次元位置データに対応付けられた前記測定対象物の変形後の3次元形状データを用いて前記測定対象物の歪を算出する工程とを有することを特徴とする歪測定方法を提供するものである。 Further, a second aspect of the present invention is a strain measurement method for measuring strain generated due to deformation of a measurement object, and images the measurement object provided with a planar marker together with the marker before deformation. And measuring the three-dimensional shape before deformation of the measurement object, photographing the measurement object provided with the marker together with the marker after deformation, and three-dimensional shape after deformation of the measurement object Measuring three-dimensional shape data of the three-dimensional shape before deformation of the measurement object, and two-dimensional position data of each position of the marker before deformation of the measurement object, A step of associating position data with three-dimensional shape data before deformation of the measurement object, three-dimensional shape data of the three-dimensional shape after deformation of the measurement object, and change of the measurement object; A step of obtaining two-dimensional position data of each of the subsequent marker positions, associating the two-dimensional position data of the marker with the three-dimensional shape data after deformation of the measurement object, and two-dimensional position data before deformation of the marker The three-dimensional shape data before deformation of the measurement object associated with the three-dimensional shape data after deformation of the measurement object associated with the two-dimensional position data after deformation of the marker And a step of calculating a strain of the measurement object.
本発明においては、前記測定対象物は、例えば、タイヤ、コンベアベルト、ホース、または防舷材などのゴム製品である。 In the present invention, the measurement object is, for example, a rubber product such as a tire, a conveyor belt, a hose, or a fender.
本発明の歪測定装置および歪測定方法によれば、マーカーが設けられた測定対象物の変形前後を撮影し、さらに、マーカーが設けられた測定対象物の変形前後の3次元形状を測定して、測定対象物の変形前後におけるマーカーの各位置の2次元位置データを得、マーカーの変形前の2次元位置データに対応付けられた測定対象物の変形前の3次元形状データ、およびマーカーの変形後の2次元位置データに対応付けられた測定対象物の変形後の3次元形状データを用いて変形後の測定対象物の3次元的な歪を算出することにより、測定対象物の3次元的な歪を容易に測定することができる。このため、本発明の歪測定装置および歪測定方法によれば、例えば、タイヤ、コンベアベルト、ホース、または防舷材などのゴム製品等の3次元的な歪を容易に測定することができる。 According to the strain measuring device and the strain measuring method of the present invention, before and after the deformation of the measurement object provided with the marker is photographed, and the three-dimensional shape before and after the deformation of the measurement object provided with the marker is measured. The two-dimensional position data of each position of the marker before and after the deformation of the measurement object is obtained, the three-dimensional shape data before the deformation of the measurement object associated with the two-dimensional position data before the deformation of the marker, and the deformation of the marker By calculating the three-dimensional distortion of the deformed measurement object using the deformed three-dimensional shape data of the measurement object associated with the later two-dimensional position data, the three-dimensional distortion of the measurement object is calculated. Can be easily measured. For this reason, according to the strain measuring apparatus and strain measuring method of the present invention, for example, three-dimensional strain of rubber products such as tires, conveyor belts, hoses, or fenders can be easily measured.
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の歪測定装置および歪測定方法を詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る歪測定装置を示す模式図である。図2は、図1に示す歪測定装置の光源部を示す模式図である。図3は、図1に示す歪測定装置の3次元測定部を示す模式図である。
Hereinafter, a strain measuring apparatus and a strain measuring method according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a strain measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing a light source unit of the strain measuring apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing a three-dimensional measuring unit of the strain measuring apparatus shown in FIG.
図1に示すように、歪測定装置10は、測定対象物100の表面102の3次元形状を測定する機能を供え、光源部12、3次元測定部14、歪測定部16、制御部18、入力部18a、および表示部18bを有するものである。
As shown in FIG. 1, the
ここで、本発明においては、測定対象物100の表面102には、歪を測定するためのマーカー104が設けられている。
このマーカー104は、平面状のものであり、3次元形状を測定した際に、表面102に凹凸が生じるようなことがなく、表面102の形状に影響を与えるものではない。また、マーカー104は、測定対象物100に対して、色度、彩度および明度のいずれかが異なるものである。
Here, in the present invention, a
The
なお、マーカー104は、そのパターンは、特に限定されるものではなく、丸、三角または四角などの形状を呈するマークが等間隔で離散して配置されたものでもよい。さらには、マーカー104は、正方格子状のパターンまたは斜格子状のパターンであってもよい。
さらに、マーカー104は、色度、彩度および明度のいずれかが異なるインクなど用いてマークまたはパターンがフィルムに形成され、このフィルムを測定対象物に貼り付けて、測定対象物に形成されたものでもよい。
また、マーカー104は、測定対象物に対して色度、彩度および明度のいずれかが異なるインクを用い、所定のパターンのマスクを用いて塗装して測定対象物100に形成されたものでもよい。さらには、マーカー104は、インクジェット記録方式の記録装置を用いて測定対象物100に形成されたものでもよく、また、印刷などにより、測定対象物100に形成されたものでもよい。
Note that the pattern of the
Further, the
In addition, the
図2に示すように、光源部12は、レーザーダイオード20、投光レンズ系22、ガルバノミラー24およびドライバ26を有する。レーザーダイオード20は、レーザ光を出射する光源であり、このレーザーダイオード20はドライバ26に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
投光レンズ系22は、レーザーダイオード20から出射されたレーザ光をガルバノミラー24に所定のスリット幅で照射させるものである。
ガルバノミラー24は、投光レンズ系22によりスリット光に形成されたレーザーダイオード20からのレーザ光を、測定対象物100の表面102に走査するものである。このガルバノミラー24には、スリット光を偏向するための走査機構(図示せず)が設けられている。この走査機構がドライバ26に接続されている。
ドライバ26は、レーザーダイオード20およびガルバノミラー24の走査機構(図示せず)を駆動するものである。このドライバ26は、制御部18に接続されており、制御部18により、ドライバ26を介して、レーザーダイオード20の点灯、およびガルバノミラー24の走査、すなわち、スリット光(走査光)の走査が制御される。
The light
The
The
また、図3に示すように、3次元測定部14は、光源部12から出射されたスリット光の反射光を受光し、解析を行い、測定対象物の3次元形状を測定し、測定対象物の3次元データを得るものである。この3次元測定部14は、スリット光の反射光の入射側から、レンズ30、CCD素子32、A/D変換器34、FIFO36および画像処理部38の順に設けられており、さらに画像処理部38にフレームメモリ39に接続されている。
As shown in FIG. 3, the three-
レンズ30は、スリット光をCCD素子32に入射させるものである。また、レンズ30には、ズーム機構(図示せず)および焦点調整機能(図示せず)が設けられている。ズーム機構および焦点調整機能は制御部18に接続されており、この制御部18によりズーム機構および焦点調整機能の動作が制御される。このため、測定対象物との距離が変わっても、CCD素子32に対して適正な位置で結像させることができ、適正な画像を得ることができる。
また、本実施形態においては、3次元測定部14から測定対象物100までの距離が正確に測定されるため、距離の測定結果に基づいて、制御部18によりズーム機構および焦点調整機能を制御することにより、CCD素子32に対して適正な位置で結像させることができ、適正な画像を得ることができる。
CCD素子32は、測定対象物を撮像する撮影部の機能を果たすとともに、測定対象物100の3次元的な位置を特定するための距離測定センサとしての機能を果たすものである。
The lens 30 makes slit light enter the
In this embodiment, since the distance from the three-
The
A/D変換器34は、CCD素子32の出力信号をデジタル信号に変換するものである。
FIFO36は、CCD素子32により得られたデジタル信号を順番に画像処理部38に供給するものである。
The A /
The
画像処理部38は、スリット光の反射光に基づく、測定対象物の3次元形状データ(3次元測定座標)を得るとともに、CCD素子32により得られた測定対象物の撮像画像に基づく、マーカーの2次元位置データ(2次元位置座標)を得るものである。
The
また、画像処理部38において、CCD素子の画像信号から3次元形状データを生成する処理方法としては、周知の光切断法のアルゴリズムが用いられる。この光切断法は、スリット光を測定対象物100に照射し、測定対象物100の表面102で曲がった帯状の反射光をCCD素子32で撮影し、画像における結像位置から3次元形状データを求める方法である。このとき、3次元形状データを求める演算は、三角測量の原理に基づいて行われる。
Further, as the processing method for generating three-dimensional shape data from the image signal of the CCD element in the
また、画像処理部38は、CCD素子32により得られた測定対象物の撮像画像に対して、例えば、エッジ検出により、マーカーを抽出する。そして、抽出した各マーカーの位置を表す2次元位置座標を求める。なお、このとき、測定対象物100までの距離が正確に測定されているため、各マーカーの位置を表す3次元位置座標を求めることもできる。
Further, the
フレームメモリ39は、画像処理部38で生成された測定対象物の3次元形状データ(3次元測定座標)、およびマーカーの2次元位置データ(2次元位置座標)が逐次書き込まれ、必要に応じて画像処理部38に呼び出されるものである。
また、画像処理部38は、歪測定部16に接続されている。この画像処理部38で生成された測定対象物の3次元形状データ(3次元測定座標)、およびマーカーの2次元位置データ(3次元位置座標)が、歪測定部16のデータ処理部16aに出力される。
In the
Further, the
また、図1に示すように、歪測定部16は、測定対象物の3次元的な歪を算出するものであり、データ処理部16a、および歪算出部16bを有する。
As shown in FIG. 1, the
データ処理部16aは、画像処理部38で生成された測定対象物の3次元形状データ(3次元測定座標)と、マーカーの2次元位置データ(2次元位置座標)とを対応付けるものである。この対応付けとしては、例えば、測定対象物の3次元形状データ(3次元測定座標)と、マーカーの2次元位置データ(2次元位置座標)とを同じ座標系に変換するものである。このデータ処理部16aにより、測定対象物100の3次元形状データに、CCD素子32で撮像して得られたマーカーの2次元位置データを正確に合わせることができ、マーカーを測定対象物に対して正確な位置に配置させることができる。
これにより、変形前後のマーカーの2次元位置座標を測定対象物に対して正確に合わせることができ、変形前のマーカーと変形後のマーカーとの対応関係から歪を正確に求めることができる。
また、測定対象物100までの距離が正確に測定されているため、各マーカーの位置を表す3次元位置座標を求めることができるため、画像処理部38で生成された測定対象物の3次元形状データ(3次元測定座標)と、マーカーの3次元位置データ(3次元位置座標)とを対応付けて、変形前のマーカーと変形後のマーカーとの対応関係から3次元的な歪を正確に求めることができる。
The
Thereby, the two-dimensional position coordinates of the marker before and after the deformation can be accurately matched to the measurement object, and the distortion can be accurately obtained from the correspondence between the marker before the deformation and the marker after the deformation.
In addition, since the distance to the
なお、画像処理部38で生成された測定対象物の3次元形状データ(3次元測定座標)と、マーカーの2次元位置データ(2次元位置座標)とを対応付けるものである。この対応付けは、特に限定されるものではなく、測定対象物の3次元形状データ、およびマーカーの2次元位置データを、いずれとも異なる座標系の値に変換して対応させてもよい。
Note that the three-dimensional shape data (three-dimensional measurement coordinates) of the measurement object generated by the
ここで、本実施形態においては、CCD素子32が距離を測定するためのセンサと、測定対象物を撮影する撮像素子とを兼ねるものであるため、CCD素子32の各画素が、測定対象物の各測定点と対応する。このことから、CCD素子32により撮像された撮像画像における各画素について3次元位置座標が測定されていることになる。このため、測定対象物に設けられたマーカーを抽出し、そのマーカーの位置を示す2次元位置データ(2次元位置座標)を求め、このマーカーの2次元位置座標を測定対象物に合わせ込むことにより、測定対象物100の表面102に、マーカーを正確に配置することができる。
この場合、測定対象物の3次元形状の測定条件と、測定対象物の撮影条件とは必ずしも一致するものではないため、データ処理部16aにおいては、測定対象物の撮影条件と、測定対象物の3次元形状の測定条件とにおける撮影倍率、画角などの違い(レンズ30の位置の違い)などに基づいて、測定対象物の3次元形状の3次元形状データと、マーカーの交点の2次元位置座標とを対応付ける。
Here, in the present embodiment, since the
In this case, since the measurement condition of the three-dimensional shape of the measurement object and the imaging condition of the measurement object do not necessarily match, the
例えば、データ処理部16aにおいては、予め、種々の撮影条件において得られたマーカーの2次元位置データと、3次元測定部14aについて種々の測定条件において得られた測定対象物の3次元形状データとの関係を調べ、マーカーの2次元位置データと測定対象物の3次元形状データとの変換式を備えている。データ処理部16aにおいては、この変換式を用いて、測定対象物の3次元形状の3次元形状データと、マーカーの交点の2次元位置座標とを対応付ける。これにより、マーカーの2次元位置座標を3次元形状データに正確に合わせ込むことができる。
For example, in the
歪算出部16bは、測定対象物の変形前後における各マーカーの位置の変化に基づいて、歪を算出するものである。また、この歪算出部16bは、測定対象物100の歪の分布ならびに変形量および変形量の分布を算出することもできる。
The
制御部18は、光源部12、3次元測定部14および歪測定部16に接続されており、これらの各光源部12、3次元測定部14および歪測定部16の各機器の動作を制御するものである。この制御部18は、駆動タイミングを合わせるためのクロックジェネレータ(図示せず)を備えている。
The
また、制御部18には、入力部18aおよび表示部18bが接続されており、例えば、オペレータが表示部18bを見ながら、入力部18aから指示入力がなされる。
入力部18aは、マウスおよびキーボードなどの入力機器である。
また、表示部18bは、測定対象物の3次元形状データを用いて再現される3次元形状、およびCCD素子32により撮像された撮像画像などを表示するものである。また、各種処理のための入力画面を表示するものでもある。
Moreover, the
The
The
本実施形態の歪測定装置10においては、オペレータの入力部18aから指示入力により、制御部18が測定開始のトリガー信号を生成し、クロックジェネレータを起動してクロック信号を生成する。このクロック信号は、CCD素子32、A/D変換器34、FIFO36および画像処理部38に供給される。
一方、制御部18は、トリガー信号をドライバ26に出力し、このドライバ26がレーザ光照射の信号を生成し、レーザーダイオード20に供給し、レーザーダイオード20がレーザ光を出射する。次に、投光レンズ系22を介してレーザ光をスリット光とし、このレーザ光の照射の信号に合わせて、ガルバノミラー24を走査駆動機構により走査させて、測定対象物100の表面102をスリット状のレーザ光を走査する。また、CCD素子32は、測定対象物100をマーカー104とともに撮像する。
In the
On the other hand, the
また、本実施形態の歪測定装置10においては、3次元測定部14のCCD素子32を、測定対象物に設けたマーカーの撮像、および3次元形状測定のセンサとして用い、さらに画像処理部38において、マーカーの2次元位置座標を求め、更には、歪測定部16のデータ処理部16aで、CCD素子32で撮像して得られたマーカーの2次元位置座標と、測定対象物100の3次元形状データとを対応付けた場合、測定対象物に対してマーカーを正確な位置に配置させることができる。このため、変形前後のマーカーの位置を測定対象物に対して正確な位置とすることができ、変形前のマーカーと変形後のマーカーとの対応関係から歪を正確に求めることができる。しかも、測定対象物までの距離も測定しているため、測定対象物の歪を3次元で求めることができる。
なお、このような歪測定装置10としては、例えば、光切断方法を用いた非接触3次元デジタイザVIVID9i((株)コニカ ミノルタ社製)を用いることができる。
Further, in the
In addition, as such a
次に、本実施形態の歪測定装置10を用いた歪測定方法について、ゴムなどの弾性体からなる角柱の歪を例にして説明する。
図4(a)は、弾性体からなる角柱を示す斜視図であり、(b)は、図4(a)の角柱に圧縮荷重を作用させて、変形させた状態を示す斜視図である。
また、図5(a)は、図4(a)に示す角柱の側面図であり、(b)は、図4(b)に示す角柱の側面図である。
Next, a strain measurement method using the
4A is a perspective view showing a prism made of an elastic body, and FIG. 4B is a perspective view showing a deformed state by applying a compressive load to the prism shown in FIG. 4A.
FIG. 5A is a side view of the prism shown in FIG. 4A, and FIG. 5B is a side view of the prism shown in FIG. 4B.
図4(a)に示す角柱40は、側面40aに格子パターンのマーカー42が形成されている。このマーカー42は、色度、彩度および明度のいずれかが異なるインクなどによりフィルムに、正方格子状のパターンが印刷され、このフィルムが角柱40の側面40aに貼り付けられて設けられたものである。
The
本実施形態の歪測定方法においては、先ず、角柱40の側面40aについて、3次元測定部14で3次元形状の測定を行う。
また、角柱40の側面40aが3次元測定部14のCCD素子32により、側面40aがマーカー42とともに撮像される。
次に、3次元測定部14の画像処理部38において、角柱40の側面40aの3次元形状の3次元形状データが得られる。
また、CCD素子32の撮像画像について、画像処理部38において、例えば、エッジ検出を用いて、マーカー42の抽出を行う。そして格子パターンの交点を求める。次に、画像解析部38により、撮影画像におけるマーカー42の交点の2次元位置座標を求める。
In the strain measurement method of the present embodiment, first, the three-dimensional shape of the
The side surface 40 a of the
Next, in the
Further, for the captured image of the
次に、角柱40の側面40aの3次元形状の3次元形状データ、およびマーカー42の交点の2次元位置座標をフレームメモリ39に記憶させる。
次に、角柱40の側面40aの3次元形状の3次元形状データ、およびマーカー42の交点の2次元位置座標を歪測定部16のデータ処理部16aに出力し、角柱40の側面40aの3次元形状の3次元形状データ、およびマーカー42の変形前の交点の2次元位置座標を対応付け、マーカー42の交点の2次元位置座標を、変形前の側面40aの3次元形状データにおける正確な位置に合わせる。
このとき、測定対象物の撮影条件と、測定対象物の3次元形状の測定条件とにおける撮影倍率、画角などの違い(レンズ30の位置の違い)などに基づいて、角柱40の側面40aの3次元形状の3次元形状データにマーカー42の変形前の交点の2次元位置座標が対応付けられる。
Next, the three-dimensional shape data of the three-dimensional shape of the
Next, the three-dimensional shape data of the three-dimensional shape of the
At this time, the
次に、図4(b)に示すように、角柱40に圧縮荷重Fをかけて、圧縮荷重F方向と直交する方向に側面40aを変位量δだけ変形させた。このとき、角柱40の側面40aについて、変形前と同様に3次元形状測定を行う。
角柱40の側面40aについて、3次元測定部14で3次元形状の測定が行われ、3次元測定部14の画像処理部38において、変形後の角柱40の側面40aの3次元形状の3次元形状データが得られる。このとき、側面40aは、圧縮荷重F方向に対して直交する方向に変位量δだけ、変位しており、この変位量δが3次元形状の3次元形状データに反映されている。
Next, as shown in FIG. 4B, a compression load F was applied to the
The three-dimensional shape is measured by the three-
また、3次元測定部14のCCD素子32により、マーカー42aとともに撮影された側面40aの撮像画像について、画像処理部38において、例えば、エッジ検出を用いて、マーカー42aの抽出を行う。そして格子パターンの交点を求める。次に、画像解析部38により、撮影画像におけるマーカー42aの交点の2次元位置座標を求める。
For the captured image of the
次に、変形後の角柱40の側面40aの3次元形状の3次元形状データ、およびマーカー42aの交点の2次元位置座標を歪測定部16のデータ処理部16aに出力し、データ処理部16aにおいては、測定対象物の撮影条件と、測定対象物の3次元形状の測定条件とにおける撮影倍率、画角などの違い(レンズ30の位置の違い)などに基づいて、変形後の角柱40の側面40aの3次元形状の3次元形状データ、およびマーカー42aの交点の2次元位置座標を対応付け、マーカー42の交点の2次元位置座標を変形後の側面40aの3次元形状データにおける正確な位置に合わせる。
Next, the three-dimensional shape data of the three-dimensional shape of the
次に、歪測定部16の歪算出部16bにおいて、変形前のマーカー42の交点の対応付けられた3次元位置座標と、変形前のマーカー42に対応する変形後のマーカー42aの交点の対応付けられた3次元位置座標とを比較し、3次元的な歪を算出する。また、歪以外にも変形量を求めることができるため、変形量状態の分布などを得ることもできる。この場合、マーカー42の交点(3次元位置座標)に対して、識別番号を付しておくことにより、変形後のマーカー42aの交点(3次元位置座標)に対応させることができる。
Next, in the
図5(a)に示すように、変形前のマーカー42の交点において、正方形の角となる交点にP1〜P4の識別番号を付ける。図5(b)に示すように、変形後のマーカー42aにおいては、各交点P1〜P4を結んだ場合、歪んだ正方形となる。このとき、交点P1〜P4については、3次元計測により、変形前後において正確な3次元位置座標が得られているため、本実施形態の歪測定方法においては、3次元的な歪を正確に求めることができる。
As shown in FIG. 5A, at the intersections of the
なお、歪の算出結果は、制御部18に出力される。制御部18により、表示部18bに歪の結果を数値として表示させる。また、制御部18により、表示部18bに歪の結果を線画でコンターマップとして表示させることもでき、更には、制御部18により、表示部18bに歪のレベルに応じて色などを変えて表示させるようにしてもよい。
The distortion calculation result is output to the
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る歪測定装置を示す模式図であり、図7は、図6に示す歪測定装置の撮影部を示す模式図である。
なお、図1〜図3に示す本発明の第1の実施形態に係る歪測定装置10と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a strain measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an imaging unit of the strain measuring apparatus illustrated in FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the
本実施形態の歪測定装置50は、第1の実施形態の歪測定装置10(図1参照)に比して、撮影部52が設けられており、さらに3次元測定部14aにおいて、CCD素子32が測定対象物を撮像しないとともに、画像処理部38がCCD素子32により撮像された画像からマーカーの2次元位置座標を求めるものではない点、および歪測定部16のデータ処理部16aのデータ処理が相違する点が異なり、それ以外の構成は、第1の実施形態の歪測定装置10と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。
Compared to the strain measurement apparatus 10 (see FIG. 1) of the first embodiment, the
本実施形態の歪測定装置50において、撮影部52は、2つの撮影ユニットにより、2方向から測定対象物100の測定領域を撮影し、マーカー104の3次元位置データを得るものである。
この撮影部52は、図7に示すように、2つのレンズ60a、60b、2つのCCD素子62a,62b、2つのA/D変換器64a、64bおよび画像処理部66を有する。各A/D変換器64a、64bが画像処理部66に接続されている。
また、レンズ60a、CCD素子62a、A/D変換器64aが1つの撮影ユニットを構成し、レンズ60b、CCD素子62b、A/D変換器64bが残る1つの撮影ユニットを構成する。
また、受光側からレンズ60a、60b、CCD素子62a,62b、A/D変換器64a、64bおよび画像処理部66の順で配置されている。
In the
As shown in FIG. 7, the photographing
The
Further,
レンズ60aは、CCD素子62aに光を結像させるものである。また、レンズ60aには、ズーム機構(図示せず)および焦点調整機能(図示せず)が設けられている。ズーム機構および焦点調整機能は、制御部18に接続されており、この制御部18によりズーム機構および焦点調整機能の動作が制御される。このため、測定対象物との距離が変わっても、CCD素子62aに対して適正な位置で結像させることができ、適正な画像を得ることができる。
また、制御部18においては、光源部12、3次元測定部14aおよび撮影部52の幾何学的な配置関係が記憶されている。
The
In the
CCD素子62aは、測定対象物を撮像するものである。
A/D変換器64aは、CCD素子62aの出力信号をデジタル信号に変換するものである。
なお、レンズ60b、CCD素子62b、およびA/D変換器64bは、レンズ60a、CCD素子62a、およびA/D変換器64aと同じ構成であるため、その詳細な説明は省略する。
The
The A /
Since the
画像処理部66は、CCD素子62a、62bにより得られた測定対象物を2方向から撮影した2つの撮像画像を用い、三角測量の原理に基づく公知の写真測量法(ステレオ法)により、マーカーの3次元位置データ(3次元位置座標)を得るものである。
また、画像処理部66において、CCD素子62により得られた測定対象物の撮像画像に対して、例えば、エッジ検出により、マーカーを抽出する。そして、抽出した各マーカーの位置を示す3次元位置座標を、2つの撮影画像を用いた公知の写真測量法(ステレオ法)により求める。また、画像処理部66は歪測定部16のデータ処理部16aに接続されている。そして、マーカーの3次元位置座標を歪測定部16のデータ処理部16aに出力する。
The
Further, in the
本実施形態においては、CCD素子32が距離を測定するためのセンサと、測定対象物を撮影する撮像素子とを兼ねるものではなく、CCD素子32の各画素が測定対象物の各測定点と対応していない。このことから、撮影部52で得られたマーカーの2次元位置データと、3次元測定部14aで得られた測定対象物100の3次元形状データとは、必ずしも一致するものではない。このため、データ処理部16aにおいては、予め、撮影部52について種々の撮影条件において得られたマーカーの3次元位置データと、3次元測定部14aについて種々の測定条件において得られた測定対象物の3次元形状データとの関係を調べ、マーカーの3次元位置データと測定対象物の3次元形状データとの変換式を備えている。データ処理部16aにおいては、この変換式を用いて、測定対象物の3次元形状の3次元形状データと、マーカーの交点の3次元位置座標とを対応付ける。これにより、マーカーの3次元位置座標を3次元形状データに正確に合わせ込むことができる。
In the present embodiment, the
次に、本実施形態の歪測定装置50を用いた歪測定方法について、第1の実施形態と同様に、角柱40(図4(a)および(b)ならびに図5(a)および(b)参照)を用いて説明する。
本実施形態の歪測定装置50を用いた歪測定方法は、第1の実施形態の歪測定装置10を用いた歪測定方法に比して、3次元測定部14aにおいて、マーカーの2次元位置座標を求めずに撮影部52によりマーカーの3次元位置座標を求める点、およびデータ処理部16aにおいて、測定対象物の3次元形状データと、マーカーの3次元位置データとを対応付ける点が異なり、それ以外の歪測定方法は、第1の実施形態の歪測定装置10を用いた歪測定方法と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
Next, as for the strain measuring method using the
Compared to the strain measurement method using the
本実施形態の歪測定装置50を用いた歪測定方法においては、先ず、変形前の角柱40に対して、光源部12からスリット光を角柱40の表面40aに照射し、その反射光を3次元測定部14で解析し、角柱40の3次元形状データを得る。
このとき、撮影部52においても、角柱40の表面40aを2方向から撮像し、2つの撮像画像を得る。この撮影部52において、2つの撮像画像に対して、公知の写真測量法により、変形前のマーカーの3次元位置座標を求める。
In the strain measuring method using the
At this time, also in the imaging |
次に、歪測定部16のデータ処理部16aにおいては、測定対象物の撮影条件と、測定対象物の3次元形状の測定条件とにおける撮影倍率、画角などの違い(レンズ30の位置の違い)などに基づいて、変形前の3次元形状データとマーカーの3次元位置座標とを対応付け、変形前の角柱40の表面40aの3次元形状データにマーカー42の3次元位置座標を正確に合わせる。
Next, in the
次に、変形後の角柱40に対して、光源部12からスリット光を角柱40の表面40aに照射し、3次元測定部14で角柱40の表面40aの3次元形状データを得る。このとき、撮影部52においても、変形後の角柱40の表面40aに対して2方向から撮影された2つの撮影画像を用い、公知の写真測量法により、変形後のマーカーの3次元位置座標を求める。
Next, slit light is applied to the
次に、歪測定部16のデータ処理部16aにおいては、測定対象物の撮影条件と、測定対象物の3次元形状の測定条件とにおける撮影倍率、画角などの違い(レンズ30の位置の違い)などに基づいて、変形後の3次元形状データとマーカーの3次元位置座標とを対応付け、変形後の角柱40の表面40aの3次元形状データにマーカーの3次元位置座標を正確に合わせる。
Next, in the
次に、歪測定部16の歪算出部16bにおいて、変形前後のマーカーの3次元位置座標から、歪を算出する。このようにして、本実施形態の歪測定装置50を用いた歪測定方法においても、変形後の角柱40の表面40aの歪を算出することができる。なお、本実施形態の歪測定装置50においても、歪以外にも、歪の分布ならびに変形量および変形量の分布を算出することができる。
このように、本実施形態の歪測定装置50およびこれを用いた歪測定方法においても、第1の実施形態の歪測定装置10およびこれを用いた歪測定方法と同様の効果を得ることができる。
Next, the
As described above, also in the
次に、本発明の第1の実施形態の歪測定装置10を用いたタイヤ表面の歪測定装置(以下、タイヤ歪測定装置という)について説明する。
図8は、本発明の第1の実施形態の歪測定装置を備えたタイヤ表面の歪測定装置を示す模式的斜視図であり、図9は、図8に示す本発明の第1の実施形態の歪測定装置を備えたタイヤ表面の歪測定装置を示す模式的平面図である。
Next, a tire surface strain measurement device (hereinafter referred to as a tire strain measurement device) using the
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a tire surface strain measuring apparatus including the strain measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a first embodiment of the present invention shown in FIG. FIG. 2 is a schematic plan view showing a tire surface strain measuring device including the strain measuring device.
図8に示すタイヤ歪測定装置70は、タイヤ90と、ホイール92との組立体である空気入りタイヤT(測定対象物)の3次元形状を予め定めた位置及び向きに合わせて配置したときの空気入りタイヤT全体の3次元形状データを算出し、さらに空気入りタイヤTにおいてタイヤ90に空気を入れてインフレートさせたときにおけるタイヤ90の表面90aの歪を測定し、記録保持するものである。
The tire
タイヤ歪測定装置70は、回転シャフト72を備えるタイヤスタンド74と、歪測定装置10と、この歪測定装置10の光源部12、3次元測定部14、歪測定部16、制御部18が収納されたケース76と、このケース76を載置した移動台78が、回転シャフト72の回転軸上の点Aを中心点として、回転軸を含む平面上で円弧状に移動する移動機構80とを有するものである。タイヤ歪測定装置70においては、入力部18a、および表示部18bは、ケース76の外部に設けられている。
The tire
タイヤスタンド74は、空気入りタイヤTのホイール92を軸支する回転シャフト72を備え、測定対象用の軸支された空気入りタイヤTを自動的に、またはオペレータのマニュアル操作で自在に回転することができる。
移動台78は、回転シャフト72の回転軸上の点Aに対して鉛直下方の点Bを中心に回転移動する回転移動板82上に設けられている。移動台78には、歪測定装置10の一部(光源部12、3次元測定部14、歪測定部16および制御部18)が収納されたケース76が載置されている。
また、回転移動板82は、点Bを中心として回転する駆動シャフト84に固定されており、点Bの下方にて接続されているモータ(図示せず)の回転、またはオペレータの手動操作により、回転するように駆動シャフト84が構成されている。移動台78に載せられたケース76は、回転移動板82が移動することにより、点Aを中心点として、回転シャフト72の回転軸を含む平面上で円弧状に移動する。
The tire stand 74 includes a
The moving table 78 is provided on a
Further, the
なお、図9に示すように、回転シャフト72に軸支される空気入りタイヤTは、回転シャフト72の軸方向の、設定されたタイヤ装着範囲内に取り付けられるが、点Aは、このタイヤ装着範囲内に設けられている。点Aをタイヤ装着範囲内に設定するのは、歪測定装置10のケース76が円弧状に移動しても、歪測定装置10から空気入りタイヤTまでの距離が大きく変化しないようにするためである。これにより、レーザ光を用いる歪測定装置10の光学系の焦点調整が不要となる。
As shown in FIG. 9, the pneumatic tire T pivotally supported on the
歪測定装置10は、測定空間内に位置する空気入りタイヤT及び回転シャフト72の3次元形状を測定し、さらに3次元的な歪を算出するものである。この歪測定装置10は、タイヤ周方向の限られた範囲のタイヤの3次元形状を測定するものであり、歪測定装置10は、空気入りタイヤTを軸支した回転シャフト72を一定角度ずつ回転することにより、タイヤ周方向の全周の範囲を測定するように構成されている。
The
以下、タイヤ90の表面90aの歪測定方法について説明する。
図10は、タイヤの表面の3次元形状測定結果を示す模式図であり、図11は、タイヤの表面の撮影画像を示す模式図である。また、図12(a)は、インフレート前のタイヤの測定結果を示す模式図であり、(b)は、インフレート後のタイヤの測定結果を示す模式図である。
Hereinafter, a method for measuring strain on the
FIG. 10 is a schematic diagram showing the measurement result of the three-dimensional shape of the tire surface, and FIG. 11 is a schematic diagram showing a photographed image of the tire surface. FIG. 12A is a schematic diagram showing the measurement result of the tire before inflation, and FIG. 12B is a schematic diagram showing the measurement result of the tire after inflation.
なお、タイヤ歪測定装置70における空気入りタイヤTの3次元形状の測定方法は、上述の第1の実施形態の歪測定装置10における測定方法と基本的には同じである。
なお、測定に用いるタイヤ90は、その表面90aに、複数のパターンの陸部94a〜94e、複数の溝部98が形成されている。また、パターンの陸部94a〜94eには、正方格子状のパターンがプリントされたフィルムを貼り付けてマーカー96a〜96eを設けている。
In addition, the measuring method of the three-dimensional shape of the pneumatic tire T in the tire
The
タイヤ90の表面90aの歪測定方法においては、先ず、タイヤ90のホイール92を回転シャフト72に取り付ける。
次に、タイヤ90をホイール92に装着した状態、すなわち、タイヤ90に空気を入れていない状態で、かつタイヤ90がホイール92にフィットした状態で、タイヤ90の表面90aの3次元形状を測定し、3次元データを得る。このとき、マーカー96a〜96eはフィルムにプリントされたものであるため、凹凸が小さく、タイヤ90の表面90aにマーカー96a〜96eが設けられているものの、図10に示すように、マーカー96a〜96eは、3次元形状測定の結果に反映されず、タイヤ90の表面90aにおける複数のパターンの陸部94a〜94eおよび複数の溝部98の3次元形状だけが得られる。
In the method for measuring strain on the
Next, the three-dimensional shape of the
また、タイヤ90の表面90aを3次元測定部14のCCD素子32で撮影し、撮影画像を得る。このとき、図11に示すように、マーカー96a〜96eは、色度、彩度および明度のいずれかが異なるものであるため、複数のパターンの陸部94a〜94e、および溝部98とともに撮影画像に存在する。
Further, the
以下、タイヤ90の表面90aに形成された複数のパターンの陸部94a〜94eのうち、パターンの陸部94bを例に、歪測定ついて説明する。
インフレート前のパターンの陸部94bについて、3次元計測を行い、3次元形状データを得る。
一方、パターンの陸部94bの撮影画像から、マーカー96bについて、エッジ抽出を行い、インフレート前のパターンの陸部94bにおける交点の2次元位置データ(3次元位置座標)を得る。
Hereinafter, the strain measurement will be described by taking the
Three-dimensional measurement is performed on the
On the other hand, edge extraction is performed on the
次に、インフレート前のパターンの陸部94bの3次元形状データと、マーカー96bの交点の2次元位置座標とを、例えば、同じ座標系に変換して対応付ける。パターンの陸部94bの3次元形状データに、マーカー96bの変形前の交点の位置を正確に合わせる。これにより、図12(a)に示すように、インフレート前のタイヤ90において、パターンの陸部94bに対して、マーカー96bが正確な位置に配置された状態となる。
Next, the three-dimensional shape data of the
次に、タイヤ90に空気を充填し、例えば、タイヤ90の内圧を900kPaにする。このように、タイヤ90に空気を充填した状態、すなわち、タイヤ90をインフレートした状態におけるタイヤ90の表面90aについて3次元計測を行い、表面形状を測定し、インフレート後のパターンの陸部94bの3次元形状データを得る。
一方、マーカー96bについて、エッジ抽出を行い、インフレート後のパターンの陸部94bにおける交点の2次元位置座標を得る。
Next, the
On the other hand, edge extraction is performed on the
次に、インフレート後のパターンの陸部94bの3次元形状データと、マーカー96bの交点の2次元位置座標とを対応付け、パターンの陸部94bの3次元形状データに、マーカー96bの変形後の交点の位置を正確に合わせる。これにより、図12(b)に示すように、インフレート後のタイヤ90において、パターンの陸部94bに対して、マーカー96bが正確な位置に配置された状態となる。
次に、歪測定部18において、インフレート前後のマーカー96bの交点の対応付けられた3次元位置座標を比較し、変形量を求め、更には3次元的な歪を求める。
Next, the three-dimensional shape data of the
Next, the
本実施形態のタイヤ90は、例えば、マーカー96bにおいて、図12(a)に示すように、略正方形の角となる交点P11〜P14が、インフレート後では、図12(b)に示すように、変形により、各交点P11〜P14間を結んだ場合、略平行四辺形となった。
また、インフレート前後で、タイヤ90の表面90aの位置(図9参照)も変わるものの、3次元計測しているため、タイヤ90の表面90aの位置の変化についても測定されている。これにより、タイヤ90のインフレート前後の歪を3次元のものとして算出することができる。
Further, although the position of the
このように、タイヤ90の表面90aの3次元的な歪を正確にかつ容易に測定できるため、タイヤ90において問題となるインフレート時に生じる3次元的な歪を容易に得ることができる。このため、タイヤ90の表面90aのどの部分の3次元的な歪が大きいかなどを、容易、かつ正確に測定することができる。この測定した3次元的な歪により、空気入りタイヤTを評価することができる。
なお、上述の如く、歪だけではなく、歪の分布、変形量、および変形量の分布についても、容易、かつ正確に測定することができる。
Thus, since the three-dimensional distortion of the
As described above, not only the strain but also the strain distribution, the deformation amount, and the deformation amount distribution can be easily and accurately measured.
また、タイヤ歪測定装置70においては、適用される歪測定装置は、第1の実施形態の歪測定装置10に限定されるものではなく、第2の実施形態の歪測定装置50を用いてもタイヤ90の表面90aの歪を正確にかつ容易に測定でき、第1の実施形態の歪測定装置10と同様の効果を得ることができる。
また、本発明の歪測定装置は、タイヤの歪測定に限定されるものではなく、コンベアベルト、ホース、防舷材などの各種ゴム製品等の歪測定に用いることができる。さらには、各種ゴム製品以外の歪測定に用いることもできる。
In the tire
The strain measuring device of the present invention is not limited to tire strain measurement, and can be used for strain measurement of various rubber products such as a conveyor belt, a hose, and a fender. Furthermore, it can also be used for strain measurement other than various rubber products.
以上、本発明の歪測定装置および歪測定方法について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変更を行ってもよいのは、もちろんである。 The strain measuring apparatus and the strain measuring method of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements or modifications may be made without departing from the gist of the present invention. Of course.
10、50 歪測定装置
12 光源部
14 3次元測定部
16 歪測定部
18 制御部
18a 入力部
18b 表示部
52 撮影部
70 タイヤ表面の歪測定装置(タイヤ歪測定装置)
72 回転シャフト
74 タイヤスタンド
76 ケース
78 移動台
80 移動機構
82 回転移動板
84 駆動シャフト
90 タイヤ
92 ホイール
94a〜94e パターンの陸部
96a〜96e、104 マーカー
100 測定対象物
102 表面
P1〜P4、P11〜P14 交点
T 空気入りタイヤ
DESCRIPTION OF
72 the rotating
Claims (8)
平面形状のマーカーを前記測定対象物に設け、前記マーカーとともに前記測定対象物を撮影する撮影部と、
前記測定対象物の3次元形状を測定し、3次元形状データを得る3次元形状測定部と、
前記撮影部による撮影画像のマーカーの各位置の2次元位置データを算出する画像処理部と、
前記測定対象物の3次元形状データ、および前記マーカーの2次元位置データを対応付けるデータ処理部と、
前記マーカーの変形前の2次元位置データに対応付けられた前記測定対象物の変形前の3次元形状データ、および前記マーカーの変形後の2次元位置データに対応付けられた前記測定対象物の変形後の3次元形状データを用いて前記測定対象物の歪を算出する歪測定部とを有し、
前記マーカーは、前記測定対象物に対して、色度、彩度および明度のいずれかが異なるものであることを特徴とする歪測定装置。 A strain measuring device for measuring strain generated with deformation of a measurement object,
A plane-shaped marker is provided on the measurement object, and an imaging unit that images the measurement object together with the marker;
A three-dimensional shape measuring unit for measuring a three-dimensional shape of the measurement object and obtaining three-dimensional shape data;
An image processing unit for calculating two-dimensional position data of each position of a marker of a photographed image by the photographing unit;
A data processing unit for associating the three-dimensional shape data of the measurement object and the two-dimensional position data of the marker;
The three-dimensional shape data before deformation of the measurement object associated with the two-dimensional position data before deformation of the marker, and the deformation of the measurement object associated with the two-dimensional position data after deformation of the marker A strain measuring unit that calculates strain of the measurement object using the later three-dimensional shape data,
The marker is characterized in that any one of chromaticity, saturation, and brightness differs from the measurement object.
平面形状のマーカーが設けられた測定対象物を変形前に前記マーカーとともに撮影するとともに、前記測定対象物の変形前の3次元形状を測定する工程と、
前記マーカーが設けられた測定対象物を変形後に前記マーカーとともに撮影するとともに、前記測定対象物の変形後の3次元形状を測定する工程と、
前記測定対象物の変形前の3次元形状の3次元形状データ、および前記測定対象物の変形前の前記マーカーの各位置の2次元位置データを得、前記マーカーの2次元位置データおよび前記測定対象物の変形前の3次元形状データを対応付ける工程と、
前記測定対象物の変形後の3次元形状の3次元形状データ、および前記測定対象物の変形後の前記マーカーの各位置の2次元位置データを得、前記マーカーの2次元位置データおよび前記測定対象物の変形後の3次元形状データを対応付ける工程と、
前記マーカーの変形前の2次元位置データに対応付けられた前記測定対象物の変形前の3次元形状データ、および前記マーカーの変形後の2次元位置データに対応付けられた前記測定対象物の変形後の3次元形状データを用いて前記測定対象物の歪を算出する工程とを有することを特徴とする歪測定方法。 A strain measurement method for measuring strain generated with deformation of a measurement object,
Photographing a measurement object provided with a planar marker together with the marker before deformation, and measuring a three-dimensional shape of the measurement object before deformation;
Photographing the measurement object provided with the marker together with the marker after deformation, and measuring the three-dimensional shape after deformation of the measurement object;
Three-dimensional shape data of a three-dimensional shape before deformation of the measurement object and two-dimensional position data of each position of the marker before deformation of the measurement object are obtained, and the two-dimensional position data of the marker and the measurement object Associating the three-dimensional shape data before deformation of the object;
Three-dimensional shape data of the three-dimensional shape after deformation of the measurement object and two-dimensional position data of each position of the marker after deformation of the measurement object are obtained, and the two-dimensional position data of the marker and the measurement object Associating the three-dimensional shape data after deformation of the object;
The three-dimensional shape data before deformation of the measurement object associated with the two-dimensional position data before deformation of the marker, and the deformation of the measurement object associated with the two-dimensional position data after deformation of the marker And a step of calculating strain of the measurement object using subsequent three-dimensional shape data.
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