JP2013221778A - Non-contact distortion measuring device and non-contact distortion measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、引張試験等において試験片の歪みを非接触で測定する非接触型歪み測定装置、及び非接触型歪み測定方法に関する。 The present invention relates to a non-contact type strain measuring apparatus and a non-contact type strain measuring method for measuring the strain of a test piece in a non-contact manner in a tensile test or the like.
従来から、特許文献1に開示された非接触型歪み測定装置が知られている。この非接触型歪み測定装置は、ビデオカメラ等の撮像部と、前記撮像部によって取得した試験片の画像データから当該試験片の歪みを求める演算部と、を備える。前記非接触型歪み測定装置では、撮像部が2つの標線マークが付された試験片を撮像する。そして、演算部が撮像部によって得られた画像データから標線マーク間の間隔の変化量を検出し、この間隔の変化量に基づいて標線マーク間の試験片の歪みを求める。 Conventionally, a non-contact strain measuring device disclosed in Patent Document 1 is known. This non-contact type distortion measuring apparatus includes an imaging unit such as a video camera, and an arithmetic unit that obtains distortion of the test piece from the image data of the test piece acquired by the imaging unit. In the non-contact distortion measuring apparatus, the imaging unit images a test piece with two marked marks. Then, the calculation unit detects the change amount of the interval between the marked marks from the image data obtained by the imaging unit, and obtains the distortion of the test piece between the marked marks based on the change amount of the interval.
この非接触型歪み測定装置によって試験片の弾性変形領域の歪み(図12参照)を精度よく測定する場合には、分解能の高い撮像部が用いられる。このような分解能の高い撮像部では撮像視野が狭くなるため、試験片に生じる歪み(伸び)が小さくても標線マークが撮像視野から外れる。このため、前記非接触型歪み測定装置では、測定可能な歪みの範囲(公称応力―公称ひずみ線図における横軸の範囲:図12参照)が狭い。 When accurately measuring the strain (see FIG. 12) in the elastic deformation region of the test piece with this non-contact strain measuring apparatus, an imaging unit with high resolution is used. In such an imaging unit with high resolution, the imaging field of view is narrowed, so that even if the distortion (elongation) generated in the test piece is small, the marked mark is out of the imaging field of view. For this reason, in the non-contact type strain measuring apparatus, the measurable strain range (the range of the horizontal axis in the nominal stress-nominal strain diagram: see FIG. 12) is narrow.
ここで、測定可能な歪みの範囲を広くするために、試験片の歪みが進行しても撮像視野から標線マークが外れ難いように撮像視野の広い撮像部を用いることが考えられる。しかし、このような撮像視野の広い撮像部では分解能が低くなるため、弾性変形領域の歪みを精度よく測定できない。 Here, in order to widen the measurable distortion range, it is conceivable to use an imaging unit having a wide imaging field so that the mark mark is not easily removed from the imaging field even when the distortion of the test piece progresses. However, since the resolution of such an imaging part with a wide imaging field of view is low, the distortion in the elastic deformation region cannot be measured with high accuracy.
そこで、特許文献2には、弾性変形領域における歪みの高精度な測定を可能とし、且つ塑性変形領域も含めた広い範囲の歪みを測定可能な非接触型歪み測定装置が提案されている。
Therefore,
この非接触型歪み測定装置は、2つの撮像部と、演算部と、選択部と、を備える。演算部は、試験片の表面に付された2つの標線マークを撮像部で撮像して得られる画像データから前記2つの標線マーク間の距離の変位量を検出する。続いて、演算部は、この変位量から前記2つの標線マーク間の歪みを求める。選択部は、予め設定された基準に従い、各撮像部からの画像データのうちの一つを選択して前記演算部に供給する。 This non-contact distortion measuring apparatus includes two imaging units, a calculation unit, and a selection unit. The calculation unit detects a displacement amount of the distance between the two marked marks from image data obtained by imaging the two marked marks attached to the surface of the test piece with the imaging unit. Subsequently, the calculation unit obtains the distortion between the two marked marks from the amount of displacement. The selection unit selects one of the image data from each imaging unit according to a preset criterion and supplies the selected image data to the calculation unit.
詳しくは、各撮像部は、撮像素子と、試験片の光学像(光像)を撮像素子の受光面に結像するための光学系とをそれぞれ有する。そして、一方の撮像部(第1撮像部)は、他方の撮像部(第2撮像部)よりも分解能が高い。即ち、第1撮像部は第2撮像部よりも撮像視野が狭い。選択部は、先ず、演算部に第1撮像部からの画像データを供給し、歪みの進行によって試験片の2つの標線マークの少なくとも一方が第1撮像部の撮像視野から外れるタイミングで、演算部に供給する画像データを、第1撮像部による画像データから第2撮像部による画像データに切り換える。 Specifically, each imaging unit includes an imaging device and an optical system for forming an optical image (light image) of the test piece on the light receiving surface of the imaging device. One image pickup unit (first image pickup unit) has a higher resolution than the other image pickup unit (second image pickup unit). That is, the first imaging unit has a narrower imaging field of view than the second imaging unit. The selection unit first supplies the image data from the first imaging unit to the calculation unit, and calculates at a timing when at least one of the two marked marks on the test piece deviates from the imaging field of view of the first imaging unit due to the progress of distortion. The image data supplied to the image capturing unit is switched from image data from the first image capturing unit to image data from the second image capturing unit.
以上の非接触型歪み測定装置では、先ず、分解能の高い第1撮像部により取得した画像データによって弾性変形領域の歪みが精度よく測定される。そして、非接触型歪み測定装置では、歪みの進行に伴って撮像部が切り換えられ、広い範囲の歪みが測定される。即ち、前記非接触型歪み測定装置では、弾性変形領域の歪みに加えて塑性変形領域の歪みも測定される。 In the non-contact strain measuring apparatus described above, first, the strain in the elastic deformation region is accurately measured by the image data acquired by the first imaging unit having a high resolution. In the non-contact distortion measuring apparatus, the imaging unit is switched as the distortion progresses, and a wide range of distortion is measured. That is, in the non-contact type strain measuring apparatus, in addition to the strain in the elastic deformation region, the strain in the plastic deformation region is also measured.
上記の複数の撮像部を備えた非接触型歪み測定装置では、複数の撮像部間での光学調整(例えば、各撮像部の光学系の光軸を一致させたり、各撮像部の光学系の倍率を一致させたり等)が必要であるが、その手間がかかり、また、十分な測定精度が得られるように前記複数の撮像部間での光学調整を行うのは困難である。 In the non-contact distortion measuring apparatus including the plurality of imaging units described above, optical adjustment between the plurality of imaging units (for example, the optical axis of the optical system of each imaging unit is matched, the optical system of each imaging unit is However, it is difficult to perform optical adjustment between the plurality of imaging units so that sufficient measurement accuracy can be obtained.
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、1つの撮像部によって弾性変形領域から塑性変形領域までの十分な測定範囲を確保しつつ、少なくとも弾性変形領域での歪みを高精度に測定することができる非接触型歪み測定装置、及び非接触型歪み測定方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention can measure at least the strain in the elastic deformation region with high accuracy while ensuring a sufficient measurement range from the elastic deformation region to the plastic deformation region with one imaging unit. It is an object of the present invention to provide a non-contact strain measuring apparatus and a non-contact strain measuring method.
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様では、表面に複数の標点が設けられた試験片における当該試験片の歪みに関する所定の物理量を非接触で測定する非接触型歪み測定装置であって、前記試験片を撮像する撮像部と、前記撮像部によって取得した前記試験片の画像データにおいて、1又は複数の標点を含む標点領域であって前記撮像部の撮像視野内の2つの標点領域を演算データとして用いることによって前記所定の物理量を求める測定値演算部と、を備える。そして、前記測定値演算部は、前記所定の物理量を求めるために演算データとして用いていた前記2つの標点領域の少なくとも一方が所定の設定領域に到達したとき、又は前記2つの標点領域の位置に基づく値が所定の設定値に達したときに、前記演算データとして用いる標点領域を前記撮像視野内に在る2つの標点領域に切り換えることを特徴とする。 As a result of various studies, the present inventor has found that the above object is achieved by the present invention described below. That is, according to one aspect of the present invention, there is provided a non-contact type strain measuring apparatus that measures a predetermined physical quantity related to the strain of a test piece in a test piece having a plurality of test points provided on a surface thereof, in a non-contact manner. In the image data of the test piece acquired by the imaging unit and the test piece acquired by the imaging unit, the calculation is performed on two target areas that are one of a plurality of target points and within the imaging field of the imaging unit. A measurement value calculation unit that obtains the predetermined physical quantity by using it as data. Then, the measurement value calculation unit, when at least one of the two gage areas used as calculation data for obtaining the predetermined physical quantity reaches a predetermined setting area, or of the two gage areas When the value based on the position reaches a predetermined set value, the gauge area used as the calculation data is switched to two gauge areas in the imaging field of view.
そして、本発明の他の一態様では、表面に複数の標点が設けられた試験片における当該試験片の歪みに関する所定の物理量を非接触で測定する非接触型歪み測定方法であって、前記試験片を撮像する撮像部によって取得された前記試験片の画像データにおいて、1又は複数の標点を含む標点領域であって前記撮像部の撮像視野内の2つの標点領域を演算データとして用いることによって前記所定の物理量を求める第1の物理量導出工程と、前記画像データにおいて、前記第1の物理量導出工程で前記所定の物理量を求めるために演算データとして用いていた前記2つの標点領域の少なくとも一方が所定の設定領域に到達したとき、又は前記2つの標点領域の位置に基づく値が所定の設定値に達したときに、前記演算データとして用いる標点領域を前記撮像視野内に在る2つの標点領域に切り換え、これら切り換えられた2つの標点領域から前記所定の物理量を求める第2の物理量導出工程と、を備えることを特徴とする。 And in another aspect of the present invention, there is provided a non-contact type strain measuring method for measuring a predetermined physical quantity related to the strain of the test piece in a test piece having a plurality of test points provided on the surface thereof, wherein In the image data of the test piece acquired by the imaging unit that images the test piece, the calculation target is a target region including one or a plurality of target points and two target regions in the imaging field of view of the imaging unit. A first physical quantity derivation step for obtaining the predetermined physical quantity by using the two physical mark regions used as operation data for obtaining the predetermined physical quantity in the first physical quantity derivation step in the image data; The target area used as the calculation data when at least one of the two reaches a predetermined setting area or when a value based on the position of the two reference area reaches a predetermined setting value Switching the two gage area is within the imaging field of view, characterized in that these switching two gage region was and a second physical quantity deriving step of determining the predetermined physical quantity.
このような構成の非接触型歪み測定装置、及び非接触型伸び測定方法では、試験片の歪みの進行に伴って前記所定の物理量を求めるための演算データとして用いていた撮像視野内の2つの標点領域の少なくとも一方が所定の設定領域に到達したとき、又は前記2つの標点領域の位置に基づく値が所定の設定値に達したときに、前記演算データとして用いる標点をその時点で撮像視野内に在る2つの標点に切り換えることによって、1つの撮像部によって弾性変形領域から塑性変形領域までの十分な測定範囲を確保しつつ、少なくとも弾性変形領域での歪みを高精度に測定することができる。即ち、試験片に生じる歪みが小さい間(少なくとも弾性変形領域の間)は、撮像視野内の所定の2つの標点領域を演算データに用いて試験片の歪みを精度よく求める。そして、歪みが進行したことによってこれら2つの標点領域を用いて試験片の歪みを測定できなくなる前に演算データに用いる2つの標点をその時点で撮像視野内に在る標点領域に切り換えることで、それ以降の歪みの測定(塑性変形領域での歪みの測定)も可能となる。 In the non-contact type strain measuring apparatus and the non-contact type elongation measuring method having such a configuration, two in the imaging field used as calculation data for obtaining the predetermined physical quantity as the strain of the test piece progresses. When at least one of the mark areas reaches a predetermined setting area, or when a value based on the position of the two mark areas reaches a predetermined setting value, the mark used as the calculation data at that time By switching to two gauge points in the imaging field of view, a single imaging unit ensures a sufficient measurement range from the elastic deformation region to the plastic deformation region, and at least measures distortion in the elastic deformation region with high accuracy. can do. That is, while the strain generated in the test piece is small (at least between the elastic deformation regions), the strain of the test piece is obtained with high precision using the two predetermined gage regions in the imaging field of view as calculation data. Then, before the distortion of the test piece cannot be measured using these two gauge regions due to the progress of the distortion, the two gauge points used for the calculation data are switched to the gauge area present in the imaging field at that time. Thus, subsequent strain measurement (measurement of strain in the plastic deformation region) is also possible.
尚、上述の非接触型歪み測定装置又は非接触型歪み測定方法によって前記所定の物理量が測定される試験片は、ランダムに配置された複数の標点を表面に備えてもよく、また、引張方向に沿って所定の間隔を空けて連続的に並ぶ複数の標点を表面に備えてもよい。 Note that the test piece whose predetermined physical quantity is measured by the above-described non-contact type strain measuring device or non-contact type strain measuring method may have a plurality of randomly arranged marks on its surface, A plurality of mark points that are continuously arranged at predetermined intervals along the direction may be provided on the surface.
また、他の一態様では、これら上述の非接触型歪み測定装置は、前記2つの標点領域の移動に伴って前記撮像視野内に前記2つの標点領域が入るように前記撮像部の位置を制御する駆動部をさらに備えてもよい。 In another aspect, the above-described non-contact distortion measuring apparatus is configured such that the position of the imaging unit is set so that the two target areas are within the imaging field of view as the two target areas move. You may further provide the drive part which controls these.
かかる構成によれば、演算データとして用いる2つの標点が歪みの進行に伴って同一方向に移動するように試験片が歪む(伸びる)場合に、試験片の歪みの進行に合わせて撮像視野を当該試験片の対応する領域に追従させることができる。 According to this configuration, when the test piece is distorted (extends) so that the two reference points used as calculation data move in the same direction as the distortion progresses, the imaging field of view is adjusted in accordance with the progress of the distortion of the test piece. It is possible to follow the corresponding region of the test piece.
以上より、本発明によれば、1つの撮像部によって弾性変形領域から塑性変形領域までの十分な測定範囲を確保しつつ、少なくとも弾性変形領域での歪みを高精度に測定することができる非接触型歪み測定装置、及び非接触型歪み測定方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, a single imaging unit can ensure a sufficient measurement range from the elastic deformation region to the plastic deformation region, and can measure at least the strain in the elastic deformation region with high accuracy. A mold strain measuring device and a non-contact strain measuring method can be provided.
以下、本発明にかかる第1実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。 Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted suitably.
本実施形態に係る非接触型歪み測定装置(以下、単に「歪み測定装置」とも称する。)1は、引張試験等の強度試験において試験片2の歪みに関する所定の物理量を測定する。本実施形態では、前記所定の物理量として試験片2の伸び率εが測定される。
A non-contact strain measuring apparatus (hereinafter, also simply referred to as “strain measuring apparatus”) 1 according to the present embodiment measures a predetermined physical quantity related to the strain of the
尚、歪み測定装置1が測定する前記所定の物理量は、試験片2の伸び率εに限定されない。前記所定の物理量は、試験片2の歪みに関する物量であればよく、例えば、試験片2の歪みそのもの、又は歪み率、破断伸び等であってもよい。
The predetermined physical quantity measured by the strain measuring device 1 is not limited to the elongation ε of the
試験片(測定対象物、被検体)2は、測定対象であり、任意の材料であってよい。試験片2は、例えば、圧延鋼板等の金属材料、ゴム又はプラスチック等の樹脂材料、及びコンクリート等である。
The test piece (measuring object, subject) 2 is a measuring object and may be any material. The
試験片2に生じる歪みは、試験片2に所定の外力を作用させることによって与えられる。例えば、引張試験では、試験片2がその両端21、22を周知の引張試験機(図示省略)における試験片2を固定するためのチャック(つかみ具)によってクランプされる。そして、試験片2の両端21、22に当該両端21、22が離間する方向(引張方向:図1においては上下方向)の外力が当該引張試験機によって加えられる。即ち、試験片2に引張方向の外力が作用する。これにより、歪み(伸び)が試験片2に生じる。この試験片2に作用する当該試験片2の両端21、22が離間する方向の外力は、試験片2の上端21を上方に引っ張りつつ、試験片2の下端22を下方に引っ張ることによって与えられる。
The distortion generated in the
この試験片2は、複数の標点23、23、…を表面24に備える。具体的には、試験片2の表面24において、複数(図1に示される例では、例えば、4個)の標点23、23、…が引張方向に沿って所定の間隔を空けて連続的に設けられている。本実施形態の各標点23は、円形のいわゆるドットマークであるが、他の形状(例えば、四角等の多角形や、十字等)であってもよい。
The
これら複数の標点23、23、…は、引張方向において、カメラ装置3のカメラ視野(撮像視野)内に収まるように設けられている。
The plurality of
歪み測定装置1は、カメラ装置(撮像部)3と、画像記録部4と、画像処理部5と、を備える。
The distortion measuring device 1 includes a camera device (imaging unit) 3, an
カメラ装置(撮像部)3は、試験片2をモニタ(観察、監視)するために、試験片2を被写体として撮影(撮像)する。例えば、カメラ装置3は、撮影光学系31と、撮像素子32と、画像生成部33と、を備える。このカメラ装置3は、前記引張試験機のチャックによってクランプされた状態の試験片2に設けられた複数の標点23、23、…を撮像できるように配置される。このカメラ装置3は、モノクロカメラであってもよく、また、カラーカメラであってもよい。また、カメラ装置3は、静止画を生成するディジタルスチルカメラであってもよく、また、動画を生成するディジタルビデオカメラであってもよい。
The camera device (imaging unit) 3 shoots (images) the
撮影光学系31は、試験片2の光学像(光像)を撮像素子32の受光面に結像するための光学系である。
The photographing
撮像素子32は、撮影光学系31によって受光面上に形成された試験片2の光学像を光電変換して光学像における光量に応じた信号(各画素単位で受光された信号の信号列)を生成し、この信号を画像生成部33へ出力する回路である。例えば、撮像素子32は、2次元アレイ状に配列された複数の画素(光電変換素子)を備え、CCD型やCMOS型のイメージセンサ等である。
The
画像生成部33は、撮像素子32によって得られた前記信号に、例えば、黒レベル補正処理、画素補間処理、又はシェーディング補正処理等の周知の画像処理を施すことによってディジタルの画像信号(試験片2の画像データ)を生成して出力する回路である。
The
画像記録部4は、カメラ装置3(詳しくは画像生成部33)が出力した画像信号を記録(蓄積、格納)する。この画像記録部4は、例えば、ハードディスク又はメモリ等である。
The
画像処理部5は、カメラ装置3によって取得した試験片2の画像データから、試験片2の伸び率を求める回路であり、例えば、マイクロプロセッサ、記憶素子、及びその周辺回路を備えたマイクロコンピュータ等によって構成される。そして、画像処理部5は、本実施形態では、機能的に、測定値演算部50を備える。
The
測定値演算部50は、機能的に、選択点設定部51と、演算部52と、を有する。測定値演算部50は、カメラ装置3によって取得した試験片2の画像データから、当該画像データにおいてカメラ視野6内の2つの標点23、23を演算データとして用いることによって当該試験片2の歪みに関する所定の物理量(本実施形態では伸び率ε)を求める。
The measurement
この測定値演算部50は、例えば、カメラ装置3によって取得した画像データに基づいて試験片2の伸び率εを演算する伸び率測定プログラムの実行によって前記マイクロコンピュータに機能的に構成される。
The measurement
尚、このような伸び率測定プログラムが前記マイクロコンピュータに格納されていない場合には、これを記録した例えばフレキシブルディスクやCD−ROM等の記録媒体から、例えばフレキシブルディスクドライブ装置やCD−ROMドライブ装置等の外部記憶装置を介して前記マイクロコンピュータにインストールされるように歪み測定装置1が構成されてもよい。また、歪み測定装置1は、この伸び率測定プログラムを管理するサーバコンピュータから通信網及び通信インターフェース装置(ネットワークカード等)を介して伸び率測定プログラムがダウンロードされるように構成されてもよい。 In the case where such an elongation measurement program is not stored in the microcomputer, for example, a flexible disk drive device or a CD-ROM drive device is recorded from a recording medium such as a flexible disk or a CD-ROM on which the program is recorded. The strain measurement apparatus 1 may be configured to be installed in the microcomputer via an external storage device such as the above. The strain measuring device 1 may be configured such that the elongation measuring program is downloaded from a server computer that manages the elongation measuring program via a communication network and a communication interface device (such as a network card).
また、本実施形態の歪み測定装置1は、カメラ装置3から試験片2の画像データを略リアルタイムで得ているが、このような態様に限定されない。例えば、歪み測定装置1は、試験片2の伸び率εを測定するための画像データが、このデータを記録した記録媒体によって外部記憶装置を介して当該歪み測定装置1に入力されるように構成されてもよい。また、歪み測定装置1は、このデータを管理するサーバコンピュータから当該データが通信網及び通信インターフェース装置を介して当該歪み測定装置1に入力されるように構成されてもよい。
Moreover, although the distortion measuring apparatus 1 of this embodiment has obtained the image data of the
選択点設定部51は、画像記録部4に記録された試験片2の画像データにおいて、カメラ装置3のカメラ視野(撮像視野)6内の複数(本実施形態の例では4つ)の標点23、23、…の中から所定の2つの標点23、23を選択(抽出)し、これらを選択標点(第1の選択標点M1、第2の選択標点M2)と設定する。
The selection
この選択点設定部51は、試験片2が伸びる(歪む)ことによって、第1及び第2の選択標点M1、M2の少なくとも一方が所定の設定領域6a(又は6b)に到達したときに、その時点でカメラ視野6内に在る2つの標点23、23を改めて選択し、これらを新たな選択標点(第3の選択標点M3、及び第4の選択標点M4)に設定する。
The selection
設定領域6a(又は6b)は、試験片2の引張方向におけるカメラ視野6の両端部近傍に設定される領域である。具体的に、設定領域6a(又は6b)は、引張方向におけるカメラ視野6の端縁(カメラ視野6の内側と外側との境界線)を含むように当該端縁と隣接する領域に設定される領域である。詳しくは、設定領域6a(又は6b)は、引張方向におけるカメラ視野6の端縁を含むように当該端縁の内側又は外側に設定される領域である。本実施形態の設定領域6aは、引張方向におけるカメラ視野6の端縁を含むように当該端縁の外側に設定されている。従って、選択点設定部51は、第1及び第2の選択標点M1、M2の少なくとも一方が設定領域6aに到達したときに、その時点でカメラ視野6内に在る2つの標点23、23を改めて選択し、これらを新たな選択標点(第3の選択標点M3、第4の選択標点M4)に設定する。即ち、選択点設定部51は、第1及び第2の選択標点M1、M2の少なくとも一方がカメラ視野6から外れたときに(カメラ視野6の外側に移動したときに)、その時点でカメラ視野6内に在る2つの標点23、23を改めて選択し、これらを第3の選択標点M3及び第4の選択標点M4に設定する。
The
尚、設定領域6bが引張方向におけるカメラ視野6の端縁を含むように当該端縁の内側に設定されている場合には、第1及び第2の選択標点M1、M2の両方がカメラ視野6内に在っても、2つの選択標点を設定しなおす。即ち、設定領域6bがカメラ視野6内に設定されると、選択点設定部51は、先に選択した2つの標点23、23(第1及び第2の選択標点M1、M2)がカメラ視野6から外れる直前に、選択標点を第3及び第4の選択標点M3、M4に切り換える。具体的には、選択点設定部51は、第1及び第2の選択標点M1、M2の少なくとも一方がカメラ視野6内の設定領域6bに到達したときに、その時点でカメラ視野6内に在り、且つ、引張方向における前記2つの選択標点M1、M2よりも内側(カメラ視野6の中心側)に在る2つの標点23、23を改めて選択する。そして、選択点設定部51は、これらを新たな選択標点(第3の選択標点M3、及び第4の選択標点M4)に設定する。
When the
例えば、図2(A)〜図2(C)に示される例では、選択点設定部51は、カメラ視野6内の最も上側に位置する標点23と、最も下側に位置する標点23と、を選択する。続いて、選択点設定部51は、前記上側の標点23を第1の選択標点M1と設定すると共に、前記下側の標点23を第2の選択標点M2と設定する。このように、最も上側の標点23と最も下側の標点23とを選択して2つの選択標点の間隔を大きくすることにより、試験片2の伸び率ε(歪み)を精度よく求めることができる。即ち、選択点設定部51は、第1の選択標点M1と第2の選択標点M2との間隔を十分に確保することにより、試験片2の伸び率ε(歪み)を精度よく求めることができる。
For example, in the example shown in FIGS. 2A to 2C, the selection
そして、選択点設定部51は、試験片2が伸びて第1及び第2の選択標点M1、M2の少なくとも一方がカメラ視野から外れるときに、その時点でカメラ視野6内に在る複数(本実施形態では2つ)の標点23、23、…の中から最も上側に位置する標点23と最も下側に位置する標点23とを選択する。続いて、選択点設定部51は、選択した2つの標点23、23のうち、前記上側の標点23を第3の選択標点M3に設定すると共に、前記下側の標点23を第4の選択標点M4に設定する。
Then, when the
演算部52は、選択点設定部51によって設定された2つの選択標点M1、M2(又はM3、M4)を利用して試験片2の伸び率εを求める。即ち、演算部52は、選択点設定部51によって設定された2つの選択標点M1、M2(又はM3、M4)を演算データとして用いる。詳しくは、以下に説明する。尚、本実施形態の演算部52は、2つの選択標点M1、M2(又はM3、M4)を利用して試験片2の伸び率εを求めるが、これに限定されない。演算部は、各選択標点M1、M2(又はM3、M4)を含む微小領域を第1の選択標点領域及び第2の選択標点領域(又は第3の選択標点領域及び第4の選択標点領域)として以下の処理を行ってもよい。
The
演算部52は、選択点設定部51が第1の選択標点M1及び第2の選択標点M2を設定すると、外力作用前の試験片2の画像データから、第1の選択標点M1と第2の選択標点M2との間隔(基準長)L0を求める(図3(A)参照)。この間隔(距離)は、例えば、撮像素子32の受光面上に形成された第1の選択標点M1の光学像と第2の選択標点M2の光学像と間の画素数に基づいて求められる。詳しくは、演算部52は、第1の選択標点M1の重心(中心)位置と第2の選択標点M2の重心(中心)位置との距離を、これら重心位置間に存在する画素数に基づいて求める。尚、各標点23(ドットパターン)は、撮像素子32の受光面上に形成された光学像における輝度の違いに基づいて検出される。
次に、演算部52は、外力作用前の試験片2の画像データと、外力作用後で歪が生じている状態の試験片2の画像データと、から第1の選択標点M1(第1の選択標点M1の重心位置)の変位量(第1変位量)ΔL1と、第2の選択標点M2(第2の選択標点M2の重心位置)の変位量(第2変位量)ΔL2と、を求める(図3(B)参照)。そして、演算部52は、これら基準長L0、第1変位量ΔL1、及び第2変位量ΔL2から以下の式(1)を用いて試験片2の伸び率εを求める。
Next, the
ε=(ΔL1+ΔL2)/L0 ・・・(1)
この式(1)は、以下のように求められる。
ε = (ΔL 1 + ΔL 2 ) / L 0 (1)
This equation (1) is obtained as follows.
外力作用前の試験片2の画像データにおける第1の選択標点M1と第2の選択標点M2との距離(間隔)をL0とし、外力作用後で歪みが生じた状態の試験片2の画像データにおける第1の選択標点M1と第2の選択標点M2との距離をL10とすると、伸び率εは、以下の式(2)によって与えられる。
The distance between the first selected target point M 1 in the image data of the external force before the
ε=(L10−L0)/L0 ・・・(2)
ここで、外力作用前後における第1変位量をΔL1とし、第2変位量をΔL2とすると、以下の式(3)が成り立つ。
ε = (L 10 −L 0 ) / L 0 (2)
Here, when the first displacement amount before and after the external force action is ΔL 1 and the second displacement amount is ΔL 2 , the following equation (3) is established.
L10=ΔL1+L0+ΔL2 ・・・(3)
これら式(2)及び式(3)から上記の式(1)が導かれる。
L 10 = ΔL 1 + L 0 + ΔL 2 (3)
The above equation (1) is derived from these equations (2) and (3).
尚、第1の選択標点M1と第2の選択標点M2とがカメラ装置3のカメラ視野6内において互いに離間する方向に変位したときのΔL1とΔL2とはプラスの値であり、カメラ影視野6内において同じ方向に変位したときのΔL1とΔL2とは変位量が大きい方がプラスの値で小さい方がマイナスの値として計算される。
It should be noted that ΔL 1 and ΔL 2 are positive values when the first selected reference point M 1 and the second selected reference point M 2 are displaced in directions away from each other in the camera
本実施形態の演算部52は、上記の式(1)を用いて伸び率εを求めているが、これに限定されず、例えば、上記の式(2)等を用いて伸び率εを求めてもよい。この場合、演算部52は、外力作用前後における第1の選択標点M1と第2の選択標点M2との距離L0、L10をそれぞれ求め、これらL0、L10を上記の式(2)に代入する。
The
また、演算部52は、選択点設定部51が選択標点を新たに設定すると(即ち、第3の選択標点M3及び第4の選択標点M4を設定したときには)、上記と同様にして、外力作用前の試験片2の画像データから、第3の選択標点M3と第4の選択標点M4との間隔(基準長)L20を求め(図2(C)参照)。そして、選択点設定部51は、外力作用前の試験片2の画像データと外力作用後で歪が生じている状態の試験片2の画像データとから、第3の選択標点M3の変位量(第3変位量)ΔL3と第4の選択標点M4の変位量(第4変位量)ΔL4とを求める。そして、演算部52は、これら基準長L20、第3変位量ΔL3、及び第4変位量ΔL4から上記の式(1)を用いて試験片2の伸び率εを求める。尚、基準長L20は、上記の式(1)のL0に代入し、第3変位量ΔL3及び第4変位量ΔL4は、上記の式(1)のΔL1、ΔL2に代入する。
In addition, when the selection
演算部52は、以上のように求めた試験片2の伸び率εをモニター等の表示装置や印刷装置等の外部出力装置(図示省略)に向けて出力する。
The
次に、本実施形態の歪み測定装置1の動作について説明する。図4は、第1実施形態における歪み測定装置1の動作を示すフローチャートである。 Next, the operation of the distortion measuring apparatus 1 of the present embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the distortion measuring apparatus 1 in the first embodiment.
伸び率側定の準備として、先ず、試験片2の表面24に複数の標点23、23、…が設けられる。この標点23が設けられた試験片2が引張試験機等に配置される。
As preparation for the elongation rate determination, first, a plurality of gauge points 23, 23,... Are provided on the
このとき、本実施形態の試験片2において、当該試験片2の引張方向における両端の標点23、23同士(第1の選択標点M1と第2の選択標点M2と)の間隔は、公称応力―公称ひずみ線図(図12参照)における弾性変形領域全体の歪み(伸び率ε)を測定できるように設定されている。
At this time, the
引張試験が開始されると、カメラ装置3による試験片2の撮影が開始され、画像データ(画像信号)が画像記録部4に記録(蓄積)される(ステップS11)。尚、カメラ装置3による撮影は、試験片2への外力作用前から始められる。
When the tensile test is started, photographing of the
続いて、選択点設定部51が、画像記録部4に記録された画像データ(詳しくは、試験片2への外力作用前の画像データ)においてカメラ視野6内の複数の標点23、23、…のか中から、最も間隔の大きな2つの標点23、23を選択(抽出)して、これらを第1の選択標点M1及び第2の選択標点M2に設定する(ステップS12)。これら第1の選択標点M1及び第2の選択標点M2が設定されると、演算部52が、画像記録部4に記録された画像データ(詳しくは、外力作用前の画像データと、外力作用後の最新の画像データと)から、外力作用前の試験片2における第1の標点M1と第2の標点M2との間隔L0と、外力作用前後の第1変位量ΔL1及び第2変位量ΔL2とを求める。そして、演算部52は、これらと上記の式(1)を用いて、試験片2の伸び率εを求め(ステップS13)、求めた伸び率εを出力する。このように、本実施形態の歪み測定装置1では、先ず、試験片2への外力作用前の間隔が大きな第1の選択標点M1及び第2の選択標点M2を選択することによって、公称応力―公称ひずみ線図における弾性変形領域の歪み(伸び率ε)を高精度に測定することができる。
Subsequently, the selection
選択点設定部51は、第1及び第2の選択標点M1、M2のいずれか一方が設定領域6aに到達したか、即ち、第1及び第2の選択標点M1、M2の両方がカメラ視野6内に在るか否かを判断する(ステップS14)。選択点設定部51は、試験片2が伸びて第1の選択標点M1及び第2の選択標点M2の少なくとも一方がカメラ視野6から外れた(設定領域6aに達した)と判断すると(ステップS14:Yes)、伸び率εを求めるために演算データとして用いる2つの標点23、23を第1及び第2の選択標点M1、M2から第3及び第4の選択標点M3、M4に切り換える(設定し直す)(ステップS15)。具体的には、選択点設定部51は、画像記録部4に記録された(若しくはカメラ装置3によって撮像された)最新の画像データにおいて、第1及び第2の選択標点M1、M2の少なくとも一方がカメラ視野6から外れる(設定領域6aに到達する)と、その時点でカメラ視野6内の複数の標点23、23、…の中から、試験片2への外力作用前の画像データにおいてカメラ視野6内に含まれ且つ最新の画像データにおけるカメラ視野6内で最も間隔の大きな2つの標点23、23を選択し、これらを第3及び第4の選択標点M3、M4と設定する。
The selection
続いて、演算部52は、選択点設定部51によって第3及び第4の選択標点M3、M4が新たに設定されると、画像記録部4に記録された画像データ(詳しくは、外力作用前の画像データと、外力作用後の最新の画像データと)から、外力作用前の試験片2における第3の標点M3と第4の標点M4との間隔L20と、外力作用前後の第3変位量ΔL3及び第4変位量ΔL4とを求める。そして、演算部52は、これらと上記の式(1)を用いて、試験片2の伸び率εを求め(ステップS16)、求めた伸び率εを出力する。
Subsequently, when the third and fourth selected reference points M 3 and M 4 are newly set by the selection
一方、ステップS14において、選択点設定部51が、第1及び第2の選択標点M1、M2のいずれもがカメラ視野6内に在る(設定領域6aに到達していない)と判断すると(ステップS14:No)、歪み測定装置1は、第1及び第2の選択標点M1、M2の少なくとも一方がカメラ視野6から外れる(設定領域6aに到達する)までステップS11〜ステップS14を繰り返す。
On the other hand, in step S14, the selection
以上の歪み測定装置1によれば、試験片2の歪みの進行に伴って伸び率εを求めるための演算データとして用いていた2つの標点M1、M2の少なくとも一方が撮像視野6から外れたとき(所定の設定領域6aに到達したとき)に、前記演算データとして用いる標点をその時点で撮像視野6内に在る2つの標点M3、M4に切り換えることによって、1つの撮像部によって弾性変形領域から塑性変形領域までの十分な測定範囲を確保しつつ、少なくとも弾性変形領域での歪み(伸び率ε)を高精度に測定することができる。即ち、試験片2に生じる歪みが小さい間(少なくとも弾性変形領域の間)は、撮像視野6内の所定の2つの標点M1、M2を演算データに用いて試験片2の歪みを精度よく求め、歪みが進行してこれら2つの標点M1、M2の少なくとも一方が撮像視野6から外れると(所定の設定領域6aに到達したときに)、演算データに用いる2つの標点をその時点で撮像視野6内に在る標点M3、M4に切り換えることで、それ以降の歪みの測定(塑性変形領域での歪みの測定)も可能となる。
According to the strain measuring apparatus 1 described above, at least one of the two standard points M 1 and M 2 used as calculation data for obtaining the elongation percentage ε as the strain of the
次に、本発明の第2実施形態について図5〜図6(C)を参照しつつ説明するが、上記第1実施形態と同様の構成には同一符号を用いると共に詳細な説明を省略し、異なる構成ついてのみ詳細に説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 to FIG. 6C, but the same reference numerals are used for the same configurations as in the first embodiment, and a detailed description is omitted. Only the different configurations will be described in detail.
本実施形態の歪み測定装置1Aでは、カメラ駆動部(駆動部)60を備える点で、第1実施形態の歪み測定装置1と異なる。
The
このカメラ駆動部60は、カメラ装置駆動機構62と、駆動機構制御部65と、を有する。カメラ駆動部60は、選択した2つの標点(第1及び第2の選択標点M1、M2、及び第3及び第4の選択標点M3、M4)の移動に伴ってカメラ視野6内に前記2つの標点(第1及び第2の選択標点M1、M2、又は第3及び第4の選択標点M3、M4)が入るようにカメラ装置3の位置を制御する。
The
カメラ装置駆動機構62は、ガイド部材63と、図略の駆動機構と、を有する。ガイド部材63は、試験片2の引張方向(図5の例では上下方向)に延び、カメラ装置3を前記引張方向に案内可能である。前記駆動機構は、ガイド部材63に取り付けられたカメラ装置3を駆動機構制御部65からの指示信号に基づいて引張方向に移動(図5の例では上下動)させる。
The camera
駆動機構制御部65は、画像記録部4に記録された(若しくはカメラ装置3によって撮像された)試験片2の最新の画像データから、試験片2の歪み(伸び)に応じたカメラ装置3の移動量(移動速度)を求め、前記駆動機構に指示信号として出力する。
The drive
具体的に、駆動機構制御部65は、引張方向において、第1の選択標点M1と第2の選択標点M2との中間位置とカメラ視野6の引張方向における中間位置とが一致するように、カメラ装置3の引張方向における移動量(移動速度)を求め、これを出力する。そして、駆動機構制御部65は、選択点設定部51が演算用データとして選択する2つの標点23、23を第1及び第2の選択標点M1、M2から第3及び第4の選択標点M3、M4に切り換えると、第3の選択標点M3と第4の選択標点M4との中間位置とカメラ視野6の引張方向における中間位置とが一致するように、カメラ装置3の引張方向における移動量(移動速度)を求め、これを出力する。即ち、駆動機構制御部65は、引張方向において、第1の選択標点M1と第2の選択標点M2との距離がカメラ視野6を越えると(図6(C)参照)、第3の選択標点M3と第4の選択標点M4との中間位置とカメラ視野6の引張方向における中間位置とが一致するように、カメラ装置3の引張方向における移動量(移動速度)を求める。
Specifically, the
次に、本実施形態の歪み測定装置1Aの動作について説明する。図7は、第2実施形態における歪み測定装置1Aの動作を示すフローチャートである。
Next, the operation of the
伸び率側定の準備として、先ず、試験片2の表面24に複数の標点23、23、…が設けられる。この標点23が設けられた試験片2が引張試験機等に配置される。
As preparation for the elongation rate determination, first, a plurality of gauge points 23, 23,... Are provided on the
引張試験が開始されると、カメラ装置3による試験片2の撮影が開始され、画像データ(画像信号)が画像記録部4に記録(蓄積)される(ステップS21)。尚、カメラ装置3による撮影は、試験片2への外力作用前から始められる。また、本実施形態における引張試験では、試験片2の下端22の位置が固定された状態で、上端21のみが上方へ向けて引っ張られる。
When the tensile test is started, photographing of the
続いて、選択点設定部51が、画像記録部4に記録された画像データ(詳しくは、試験片2への外力作用前の画像データ)においてカメラ視野6内の複数の標点23、23、…の中から、最も間隔の大きな2つの標点23、23を選択(抽出)する。そして、選択点設定部51は、これらを第1の選択標点M1及び第2の選択標点M2と設定する(ステップS22)。これら第1の選択標点M1及び第2の選択標点M2が設定されると、駆動機構制御部65は、試験片2の最新の画像データにおける第1の選択点M1と第2の選択点M2とから、カメラ装置3の移動量(移動速度)を求め(ステップS23)、前記駆動機構に指示信号を出力する。これにより、試験片2の歪み(伸び)に応じてカメラ装置3(カメラ視野6)が移動する(図6(A)〜図6(B)参照)。即ち、選択した2つの標点M1、M2が歪みの進行に伴って同一方向に移動するように試験片2が歪む(伸びる)場合に、試験片2の歪みの進行に合わせてカメラ視野6を当該試験片2の対応する領域に追従させることができる。
Subsequently, the selection
一方、演算部52は、画像記録部4に記録された画像データから、基準長L0と第1変位量ΔL1及び第2変位量ΔL2とを求める(図6(B)参照)。演算部52は、これらと上記の式(1)を用いて、試験片2の伸び率εを求め(ステップS24)、求めた伸び率εを出力する。
On the other hand, the
選択点設定部51は、第1及び第2の選択標点M1、M2がカメラ視野6内に在るかを判断する(ステップS25)。選択点設定部51は、第1の選択標点M1及び第2の選択標点M2の少なくとも一方がカメラ視野6から外れたと判断すると(ステップS25:No)、選択する2つの標点を第1及び第2の選択標点M1、M2から第3及び第4の選択標点M3、M4に切り換える(ステップS26:図6(C)参照)。
The selection
選択点設定部51によって選択される2つの標点が第3及び第4の選択標点M3、M4に切り換えられると、駆動機構制御部65は、試験片2の最新の画像データにおける第3の選択点M3と第4の選択点M4とから、カメラ装置3の移動量(移動速度)を求め(ステップS27)、前記駆動機構に指示信号を出力する。
When the two reference points selected by the selection
続いて、演算部52は、画像記録部4に記録された画像データ(詳しくは、外力作用前の画像データと、外力作用後の最新の画像データと)から、外力作用前の第3の選択標点M3と第4の選択標点M4との間隔L20と、外力作用前後の第3変位量ΔL3及び第4変位量ΔL4とを求める(図6(C)参照)。演算部52は、これらと上記の式(1)を用いて、試験片2の伸び率εを求め(ステップS28)、求めた伸び率εを出力する。
Subsequently, the
一方、ステップS25において、選択点設定部51が、第1及び第2の選択標点M1、M2がカメラ視野6内に在ると判断すると(ステップS25:Yes)、歪み測定装置1Aは、第1及び第2の選択標点M1、M2の少なくとも一方がカメラ視野6から外れるまでステップS21〜ステップS25を繰り返す。
On the other hand, when the selection
以上の歪み測定装置1Aによっても、試験片2の歪みの進行に伴って伸び率εを求めるための演算データとして用いていた2つの標点M1、M2の少なくとも一方が撮像視野6から外れたときに、前記演算データとして用いる標点をその時点で撮像視野6内に在る2つの標点M3、M4に切り換えることによって、1つの撮像部によって弾性変形領域から塑性変形領域までの十分な測定範囲を確保しつつ、少なくとも弾性変形領域での歪み(伸び率ε)を高精度に測定することができる。
Also with the
尚、本発明の非接触型歪み測定装置、及び非接触型伸び測定方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The non-contact type strain measuring device and the non-contact type elongation measuring method of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
測定値演算部50の選択点設定部51によって選択される2つの標点23、23を切り換える具体的なタイミングは限定されない。例えば、上記第1及び第2実施形態の選択点設定部51は、選択された2つの標点23、23(第1及び第2の選択標点M1、M2)の少なくとも一方が所定の設定領域6a(又は6b)に到達したタイミングで、その時点でカメラ視野6内に在る2つの標点23、23を改めて選択し、これらを新たな選択標点(第3の選択標点M3、第4の選択標点M4)に設定するが、これに限定されない。選択点設定部は、選択された2つの標点領域23、23(第1及び第2の選択標点M1、M2)の位置に基づく値が所定の設定値に達したときに、その時点でカメラ視野6内に在る2つの標点23、23を改めて選択し、これらを新たな選択標点(第3の選択標点M3、第4の選択標点M4)に設定してもよい。
The specific timing for switching the two
例えば、具体的に、選択点設定部は、選択された2つの標点23、23(第1及び第2の選択標点M1、M2)から試験片2の伸び率εを求め、この伸び率εが所定の設定値に達したタイミングで第3及び第4の選択標点M3、M4を設定してもよい。詳しくは、公称応力―公称ひずみ線図における弾性変形領域の上限値(一般値)が例えば0.8%の場合、選択点設定部は、第1及び第2の選択標点M1、M2の位置に基づいて演算部52により求められる伸び率εが1%を超えたときに、その時点でカメラ視野6内に在る2つの標点23、23を改めて選択し、これらを新たな選択標点(第3の選択標点M3、第4の選択標点M4)に設定してもよい。この場合、第1及び第2の標点M1、M2の初期位置(試験片2に引張方向の外力作用前の位置)は、試験片2に外力が作用してその伸び率εが1%になったときに、カメラ視野6内に在るように設定される。
For example, specifically, the selection point setting unit obtains the elongation ε of the
上記第1及び第2実施形態の歪み測定装置1、1Aでは、試験片2の表面24に規則的(上記第1及び第2実施形態の例では、引張方向に沿って所定間隔を空けて連続的)に配置されたドットマーク(標点)23、23、…を利用して試験片2の伸び率εを求めているが、複数の標点23、23、…の配置は、規則的な配置に限定されない。
In the
例えば、図8(A)〜図8(C)に示されるように、試験片2の表面24に複数の標点23a、23a、…がランダムに配置されても(設けられても)よい。このランダムに付された複数の標点23a、23a、…は、例えば、試験片2の表面24にスプレー式の塗料等を噴きつけることによって形成される。
For example, as shown in FIGS. 8 (A) to 8 (C), a plurality of
この場合、例えば、演算部は、2つの標点領域123、123を用いて試験片2の伸び率εを求める。この標点領域123は、1又は複数の標点23aを含むように設定される微小領域である。例えば、具体的に、第1実施形態の歪み測定装置1の場合では、選択点設定部51が引張方向においてカメラ視野6の端部から所定の距離だけ内側に入った位置に2つの標点領域123、123を設定する。続いて、演算部52がこの2つの標点領域123、123を利用して試験片2の伸び率εを求める。詳しくは、選択点設定部51が前記2つの標点領域123、123を第1及び第2の選択標点領域M1、M2とする(図8(A)参照)。続いて、演算部52が第1及び第2の選択標点領域M1、M2を用いて画像記録部4に記録された画像データからL0、ΔL1、ΔL2をそれぞれ求め(図8(B)参照)、これらを上記の式(1)に代入することにより、弾性変形領域における試験片2の伸び率εを求める。そして、試験片2の歪みに伴って選択点設定部51が選択する2つの標点を切り換える。即ち、引張方向においてカメラ視野6の端部から所定の距離だけ内側に入った位置に2つの標点領域123、123を新たに設定し、これらを第3及び第4の選択標点領域M3、M4とする。新たな選択標点領域(第3及び第4の選択標点領域M3、M4)が設定されると、演算部52が、外力作用前の画像データからこれらの設定し直した第3及び第4の選択標点領域M3、M4に対応する標点領域123を求める。続いて、演算部52は、L20、ΔL3、ΔL4をそれぞれ求め(図8(C)参照)、これらを上記の式(1)に代入することにより、塑性変形領域における試験片2の伸び率εを求める。
In this case, for example, the calculation unit obtains the elongation rate ε of the
画像記録部4に記録された外力作用前の画像データと、外力作用後の画像データとにおける同一の標点領域123の検出(特定)は、外力作用前後の画像データにおけるパターンマッチング等によって行われる。
Detection (identification) of the
また、上記第1実施形態の引張試験では、試験片2は、上端が上方に引っ張られつつ、下端が下方に引っ張られているが、試験片2の一方の端部21(又は22)の位置が固定された状態で他方の端部22(又は21)のみが引っ張られてもよい。
Further, in the tensile test of the first embodiment, the
この場合、第2実施形態のようにカメラ装置3が試験片2の歪みの進行と共に移動する構成に限定されない。例えば、選択点設定部が設定する選択標点を切り換えるときに、最初に選択した2つの標点のいずれか一方を、再度、選択してもよい。即ち、選択点設定部51は、図9(A)〜図9(C)に示される例のように、試験片2の一方の端部のみが引っ張られることでカメラ視野(測定領域)6内から第1の選択標点M1のみが外れた場合、2つの標点23、23を選択し直すときに、第2の選択標点M2を再度(続けて)選択する(第4の選択標点M4とする)と共に、新たに第3の選択標点M3を選択するように構成されてもよい。
In this case, the
また、上記第1及び第2実施形態の歪み測定装置1、1Aでは、選択する標点の切り換えを1回しか行わないが、2回以上行われてもよい。この場合には、試験片2の表面24に、6以上の標点23、23、…が設けられるのが好ましい。
Moreover, in the
上記第1及び第2実施形態の歪み測定装置1、1Aにおける選択点設定部51は、新たに選択する標点M3、M4を、試験片2への外力作用前からカメラ視野6内に在った標点23から選択しているが、外力作用後にカメラ視野6内に入ってきた標点23から選択してもよい。但し、外力作用後にカメラ視野6内に入ってきた標点23を新たな選択標点M3及び/又はM4とする場合は、上記第1及び第2実施形態の選択点設定部51のように、外力作用前からカメラ視野6内に在った標点23、23を新たな選択標点M3、M4とする場合に比べ、求められる試験片2の伸び率εの精度が低くなる。これは、以下の理由による。
The selected
外力作用前からカメラ視野6内に在った標点23、23を新たな選択標点M3、M4とした場合(図10(A)参照)、上記第1実施形態と同様に、演算部52は、実測によって得られた第3及び第4の選択標点M3、M4の変位量ΔL3、ΔL4及び第3及び第4の選択標点M3、M4の基準長ΔL20(図10(B)参照)から、試験片2の伸び率εを求める。
When the gauge points 23 and 23 existing in the camera
これに対し、選択点設定部が外力作用後にカメラ視野6に入ってきた標点23を新たな選択標点M4とする場合(図11(A)参照)、演算部52は、新たに選択標点M4として選択された標点の初期位置(試験片2への外力作用前の位置:図11(A)における位置P)Pを推定した後に、この初期位置Pに基づいて第4の選択標点M4の推定変位量ΔL4aと、第3及び第4の選択標点M3、M4の推定基準長ΔL20a(図11(B)参照)とを求める。続いて、演算部52は、実測した第3の選択標点M3の変位量ΔL3と、前記第4の選択標点M4の推定変位量ΔL4aと、前記第3及び第4の選択標点M3、M4の推定基準長ΔL20aと(図11(B)参照)から、試験片2の推定伸び率εを求める。この初期位置Pは、第1及び第2の選択標点M1、M2を用いて求められた選択標点の切り換え時の試験片2の伸び率εを利用することによって、求めることができる。尚、図11(A)及び図11(B)に示される例の場合、新たな選択標点M4に選択された標点23は、外力作用後にカメラ視野6に入ってきたものであり、新たに選択標点M3に選択された標点23は、外力作用前からカメラ視野6に在ったものである。詳しくは、選択点設定部51は、選択標点を切り換えるときに、第2の選択標点M2を第3の選択標点M3に設定しなおし、外力作用後にカメラ視野6に入ってきた標点23を第4の選択標点M4に設定する。
Selection contrast, when the selection point setting unit and gauge 23 a new selection gauge M 4 coming into
以上のように、外力作用後にカメラ視野6内に入ってきた標点23を新たな選択標点M4とした場合、伸び率εを求めるために用いる選択標点の変位量ΔL4aや基準長ΔL20aが推定値となるため、実測によって得られる伸び率ε(即ち、上記の例では、外力作用前からカメラ視野6内に含まれる標点23を選択標点M4として選択する)に比べ、算出される伸び率εの精度が低くなる。
As described above, when the
図11(A)及び図11(B)に示す例では、新たに選択される2つの選択標点M3、M4の一方が、外力作用後にカメラ視野6内に入ってきた標点23であり、他方が、外力作用前からカメラ視野6内に在る標点23であるが、これに限定されない。新たに選択される2つの選択標点M3、M4の両方が、外力作用後にカメラ視野6内に入ってきた標点23、23であってもよい。
In the example shown in FIGS. 11A and 11B, one of the two newly selected selection points M 3 and M 4 is a
1、1A 歪み測定装置
2 試験片
3 カメラ装置(撮像部)
6 カメラ視野(撮像視野)
6a、6b 設定領域
23、23a 標点
24 試験片の表面
50 測定値演算部
51 選択点設定部
52 演算部
123 標点領域
L0、L20 基準長
M1 第1の選択標点
M2 第2の選択標点
M3 第3の選択標点
M4 第4の選択標点
ΔL1 第1の選択標点の変位量
ΔL2 第2の選択標点の変位量
ΔL3 第3の選択標点の変位量
ΔL4 第4の選択標点の変位量
ε 伸び率
1, 1A
6 Camera field of view (imaging field of view)
6a,
Claims (5)
前記試験片を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって取得した前記試験片の画像データにおいて、1又は複数の標点を含む標点領域であって前記撮像部の撮像視野内の2つの標点領域を演算データとして用いることによって前記所定の物理量を求める測定値演算部と、を備え、
前記測定値演算部は、前記所定の物理量を求めるために演算データとして用いていた前記2つの標点領域の少なくとも一方が所定の設定領域に到達したとき、又は前記2つの標点領域の位置に基づく値が所定の設定値に達したときに、前記演算データとして用いる標点領域を前記撮像視野内に在る2つの標点領域に切り換えることを特徴とする非接触型歪み測定装置。 A non-contact type strain measuring device that measures a predetermined physical quantity related to the strain of the test piece in a test piece provided with a plurality of marks on the surface in a non-contact manner,
An imaging unit for imaging the test piece;
In the image data of the test piece acquired by the imaging unit, the predetermined target region is obtained by using, as calculation data, a target region including one or a plurality of target points and in the imaging field of view of the imaging unit. A measurement value calculation unit for obtaining a physical quantity of
The measurement value calculation unit is configured when at least one of the two gauge areas used as calculation data for obtaining the predetermined physical quantity reaches a predetermined setting area, or at the position of the two gauge areas. A non-contact strain measuring apparatus, wherein when a value based on a predetermined set value is reached, a target area used as the calculation data is switched to two reference areas in the imaging field of view.
前記試験片を撮像する撮像部によって取得された前記試験片の画像データにおいて、1又は複数の標点を含む標点領域であって前記撮像部の撮像視野内の2つの標点領域を演算データとして用いることによって前記所定の物理量を求める第1の物理量導出工程と、
前記画像データにおいて、前記第1の物理量導出工程で前記所定の物理量を求めるために演算データとして用いていた前記2つの標点領域の少なくとも一方が所定の設定領域に到達したとき、又は前記2つの標点領域の位置に基づく値が所定の設定値に達したときに、前記演算データとして用いる標点領域を前記撮像視野内に在る2つの標点領域に切り換え、これら切り換えられた2つの標点領域から前記所定の物理量を求める第2の物理量導出工程と、を備えることを特徴とする非接触型歪み測定方法。
A non-contact type strain measurement method for measuring a predetermined physical quantity related to a strain of a test piece in a test piece provided with a plurality of test marks on a surface in a non-contact manner,
In the image data of the test piece acquired by the imaging unit that images the test piece, arithmetic data is obtained for the two target points in the imaging field of view of the imaging unit that are one or a plurality of target points. A first physical quantity derivation step for obtaining the predetermined physical quantity by using as:
In the image data, when at least one of the two gauge points used as calculation data for obtaining the predetermined physical quantity in the first physical quantity derivation step reaches a predetermined setting area, or the two When a value based on the position of the target area reaches a predetermined set value, the target area used as the calculation data is switched to two target areas existing in the imaging field of view, and the two changed targets And a second physical quantity derivation step for obtaining the predetermined physical quantity from a point region.
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2012
- 2012-04-13 JP JP2012091873A patent/JP2013221778A/en active Pending
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