JP2021113715A - 検査システム - Google Patents
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
図1、2を参照して、第1実施形態における検査システム100の一例について説明する。図1は、本実施形態における検査システム100の概要の一例を示す模式図である。図2は、本実施形態における検査システム100の動作の一例を示す模式図である。
検査システム100は、検査対象物9に対して非接触で検査を行うために用いられる。検査システム100を用いることで、例えば検査対象物9におけるひび割れ91の深さや形状等の内部状態を検査することができる。
振動データは、例えば図3(a)に示すように、時間(Time(s))に対する速度(Velocity(m/s))で表される時間波形の信号パターン(第1信号パターン)を含む。振動データは、公知の振動計測結果を用いることができる。振動データは、例えば振動発生のタイミングから10〜50msec程度後までの信号パターンを含み、状況に応じて任意に設定することができる。
検査対象情報は、振動データに基づく第1データを含む。第1データは、例えば時間波形の信号パターンをフーリエ変換したデータ(例えば図3(b))から取得する。フーリエ変換したデータは、例えば周波数(Frequency(Hz))に対する強度(Magnitude)で示すことができる。この場合、フーリエ変換したデータから、例えば特徴的な値を複数抽出し、第1データとして取得する。このため、時間波形の信号パターンを直接検査する場合に比べて、重ね合わさった振動全体の特徴を検査対象とすることができる。これにより、検査対象物9における状態の差異に伴う僅かな振動データの違いに対しても、明確な違いを示す検査結果を出力することができる。
参照データベースには、予め取得された複数の過去の検査対象情報と、複数の過去の検査対象情報にそれぞれ紐づけられた複数の参照情報(第1参照情報)と、の間における連関性(第1連関性)が記憶される。連関性は、例えば過去の検査対象情報、及び参照情報を一組の学習データとして、複数の学習データを用いた公知の機械学習により構築される。機械学習として、畳み込みニューラルネットワーク等の深層学習が用いられるほか、例えばランダムフォレストや、SVM(Support Vector Machine)等のような公知の技術が用いられてもよい。
次に、図7を参照して、本実施形態における検査装置1の一例を説明する。図7(a)は、本実施形態における検査装置1の構成の一例を示す模式図であり、図7(b)は、本実施形態における検査装置1の機能の一例を示す模式図である。
取得部11は、振動データに基づく第1データを含む検査対象情報を取得する。取得部11は、例えば計測装置2により計測された振動に基づき生成された振動データを取得し、振動データに含まれる信号パターンをフーリエ変換等の処理を行い、処理結果を第1データとして取得する。取得部11は、例えば予め計測者等によって入力された打音情報を、検査対象情報の一部として取得してもよい。また、取得部11は、例えば振動装置3から送信された打音条件等を含む打音情報を、検査対象情報の一部として取得してもよい。
生成部12は、参照データベースを参照し、検査対象情報に対する検査データを生成する。生成部12は、例えば連関性を介して、検査対象情報に紐づく1以上の参照情報を選択し、選択した参照情報を反映した検査データを生成する。
出力部13は、例えば検査データに基づく検査結果を出力する。出力部13は、例えば保存部104に予め記憶された表示用のフォーマットを用いて、検査データを計測者等が理解できる文字列等に変換した検査結果を生成し、出力する。出力部13は、I/F107を介して出力部分109に検査結果を送信するほか、例えばI/F105を介して、端末5等に検査結果を送信する。
記憶部14は、保存部104に保存された参照データベース等の各種データを必要に応じて取出す。記憶部14は、各構成11〜13、15、16により取得又は生成された各種データを、必要に応じて保存部104に保存する。
制御部15は、例えば計測装置2を制御する。制御部15は、例えば計測者等により入力された内容に基づき、計測装置2から出射するレーザーの条件や、計測の条件を制御する。制御部15は、例えば公知の技術を用いて計測装置2を制御するほか、例えば振動装置3や撮像装置7等を制御してもよい。
更新部16は、例えば参照データベースを更新する。更新部16は、過去の検査対象情報と、参照情報との間の関係を新たに取得した場合には、関係を連関性に反映させる。例えば出力部13により出力された検査結果を踏まえて、計測者等が検査結果の精度を検討し、検討結果を検査装置1が取得した場合、更新部16は、検討結果に基づき参照データベースに含まれる連関性を更新する。連関性の更新は、例えば機械学習を用いる。
計測装置2は、検査対象物9に発生した振動を計測するために用いられる。計測装置2は、例えば干渉レーザー光を用いて、検査対象物9に発生した振動に基づく振動データを生成する。計測装置2は、生成した振動データを検査装置1に送信する。計測装置2は、例えば生成した振動データに含まれる信号パターンをフーリエ変換する機能を有してもよい。
振動装置3は、検査対象物9に振動を発生させる。振動装置3は、例えばパルスレーザー光を用いて、検査対象物9の表面に衝撃を与える。振動装置3として、公知のパルスレーザー発生装置が用いられるほか、ハンマリング装置、スピーカ、ガス発生装置、ウォータージェット機器等のような、公知の衝撃発生機器が用いられる。この場合、振動装置3は、例えば検査装置1と接続され、検査装置1によって制御されてもよい。
通信網4は、例えば検査装置1が通信回路を介して接続されるインターネット網等である。通信網4は、いわゆる光ファイバ通信網で構成されてもよい。また、通信網4は、有線通信網のほか、無線通信網等の公知の通信網で実現してもよい。
端末5は、例えば計測場所から離れた場所に設けられ、通信網4を介して検査装置1と接続される。端末5は、例えばパーソナルコンピュータや、タブレット端末等の電子機器が用いられる。端末5は、例えば検査装置1の備える機能のうち、少なくとも一部の機能を備えてもよい。
サーバ6は、例えば計測場所から離れた場所に設けられ、通信網4を介して検査装置1と接続される。サーバ6は、過去の計測又は生成された各種データ等が記憶され、必要に応じて検査装置1から各種データが送信される。
撮像装置7は、検査対象物9の表面を撮像するために用いられる。撮像装置7は、撮像した画像を検査装置1に送信する。撮像装置7は、例えば検査装置1と直接接続されるほか、例えば通信網4を介して接続されてもよい。撮像装置7として、例えばデジタルカメラ等の公知の撮像装置が用いられる。
次に、本実施形態における検査システム100の動作の一例について説明する。図9は、本実施形態における検査システム100の動作の一例を示すフローチャートである。
計測手段S110は、レーザー(第1レーザー)を用いて検査対象物9に発生した振動(第1レーザー)を計測し、振動データ(第1振動データ)を生成する。例えば制御部15は、計測装置2からレーザーを出射させ、検査対象物9に反射したレーザーを計測装置2に受光させることで、計測装置2に振動データを生成させることができる。
取得手段S120は、振動データに基づく第1データを含む検査対象情報(第1検査対象情報)を取得する。例えば取得部11は、計測装置2により生成された振動データを取得し、振動データに含まれる信号パターンに基づく第1データを取得する。取得部11は、例えば1つの信号パターンに基づく1つの第1データを取得するほか、例えば複数の信号パターンに基づく1つの第1データを取得してもよい。取得部11は、例えば記憶部14を介して、取得した検査対象情報を保存部104に保存する。
生成手段S130は、参照データベースを参照し、検査対象情報に対する検査データ(第1検査データ)を生成する。例えば生成部12は、参照データベースに記憶された連関性を介し、検査対象情報との関係の度合いが高い参照情報(第1参照データ)を抽出する。生成部12は、抽出した第1参照データを含む検査データを生成する。生成部12は、例えば記憶部14を介して、生成した検査データを保存部104に保存する。
出力手段S140は、例えば検査データに基づく検査結果を出力する。例えば出力部13は、検査データを計測者等が理解できる文字列等に変換した検査結果を生成し、出力する。
なお、例えば過去の検査対象情報と、参照情報との間の関係を新たに取得した場合には、関係を連関性に反映させてもよい(更新手段S150)。例えば更新部16は、検査結果に対する計測者等の検討結果に基づき、参照データベースに含まれる連関性を更新する。なお、更新部16を実施するタイミングや頻度は、任意である。
次に、第2実施形態における検査システム100について説明する。上述した実施形態と、第2実施形態との違いは、異なるタイミングで生成された2つの振動データ(第1振動データ、第2振動データ)に基づき、検査対象物9に対して検査を行う点である。なお、上述した実施形態と同様の内容に関しては、説明を省略する。
次に、本実施形態における検査システム100の動作の一例について説明する。図11(a)は、本実施形態における検査システム100の動作の一例を示すフローチャートである。
検査システム100では、例えば図11(a)に示すように、第1生成手段S130aのあと、第2レーザーを用いて検査対象物9に発生した第2振動を計測し、第2振動データを生成する(第2計測手段S210)。例えば制御部15は、図10(b)に示す計測装置2bから第2レーザーを出射させ、検査対象物9に反射した第2レーザーを計測装置2bに受光させることで、計測装置2bに第2振動データを生成させることができる。なお、制御部15が計測装置2bを制御する条件等は、例えば予め計測者等により入力部分108等を介して入力され、例えば検査結果に基づき検査対象物9の特定位置に対して第2レーザーが出射するように設定される。
次に、第2振動データに基づく第2データを含む第2検査対象情報を取得する(第2取得手段S220)。例えば取得部11は、上述した第1取得手段S120aと同様に、計測装置2bにより生成された第2振動データを取得し、第2振動データに含まれる第2信号パターンに基づく第2データを取得する。
次に、参照データベースを参照し、第2検査対象情報に対する第2検査データを生成する(第2生成手段S230)。例えば生成部12は、上述した第1参照データベースに記憶された第1連関性を介し、第2検査対象情報との関係の度合いが高い参照情報(第2−1参照データ)を抽出する。生成部12は、抽出した第2−1参照データを含む検査データを生成する。
次に、第1検査データと、第2検査データとを比較し、比較結果を生成する(比較手段S240)。例えば出力部13は、第1検査データと、第2検査データとの相違点を検出し、検出結果を比較結果として生成する。出力部13は、例えば予め設定された第1検査データ毎に異なる閾値に基づき、第2検査データと、閾値とを比較することで、比較結果を生成してもよい。
対比手段S250は、第2取得手段S220のあと、第1検査対象情報と、第2検査対象情報との対比に基づく対比情報を生成する。例えば取得部11は、第1検査対象情報と、第2検査対象情報との相違点を検出し、検出結果を対比情報として生成する。取得部11は、例えば予め設定された第1検査対象情報毎に異なる閾値に基づき、第2検査対象情報と、閾値とを比較することで、対比情報を生成してもよい。
第3生成手段S260は、第3参照データベースを参照し、対比情報に対する第3検査データを生成する。第3参照データベースには、予め取得された複数の過去の対比情報と、複数の過去の対比情報にそれぞれ紐づけられた複数の第3参照情報と、の間における第3連関度が記憶される。即ち、第3参照データベースは、第1参照データベース、及び第2参照データベースとは異なるデータを用いて構築される。このため、生成部12は、第3参照データベースを参照することで、対比情報に適した第3検査データを生成することができる。これにより、検査の精度を更に向上させることが可能となる。なお、第3参照データベースの構築方法は、例えば第1参照データベースと同様の方法により構築することができる。
10 :筐体
11 :取得部
12 :生成部
13 :出力部
14 :記憶部
15 :制御部
16 :更新部
101 :CPU
102 :ROM
103 :RAM
104 :保存部
105 :I/F
106 :I/F
107 :I/F
108 :入力部分
109 :出力部分
110 :内部バス
2 :計測装置
3 :振動装置
4 :通信網
5 :端末
6 :サーバ
7 :撮像装置
9 :検査対象物
91 :欠陥部
100 :検査システム
S110 :計測手段
S120 :取得手段
S130 :生成手段
S140 :出力手段
S150 :更新手段
Claims (7)
- 検査対象物に対して非接触で検査を行う検査システムであって、
第1レーザーを用いて前記検査対象物に発生した第1振動を計測し、第1振動データを生成する第1計測手段と、
前記第1振動データに基づく第1データを含む第1検査対象情報を取得する第1取得手段と、
予め取得された複数の過去の第1検査対象情報と、複数の前記過去の第1検査対象情報にそれぞれ紐づけられた複数の第1参照情報と、の間における第1連関性が記憶された第1参照データベースと、
前記第1参照データベースを参照し、前記第1検査対象情報に対する第1検査データを生成する第1生成手段と、
を備えることを特徴とする検査システム。 - 前記第1取得手段は、前記第1振動データに含まれる第1信号パターンをフーリエ変換した結果から、前記第1データを取得すること
を特徴とする請求項1記載の検査システム。 - 前記第1検査対象情報、及び前記過去の第1検査対象情報は、前記第1振動データを生成するために、前記検査対象物に第1振動を与えた方法に関する第1打音情報を含むこと
を特徴とする請求項1又は2記載の検査システム。 - 前記第1参照情報は、前記検査対象物の内部に発生する欠陥の特徴に関する特徴情報を含むこと
を特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の検査システム。 - 前記第1生成手段のあと、第2レーザーを用いて前記検査対象物に発生した第2振動を計測し、第2振動データを生成する第2計測手段と、
前記第2振動データに基づく第2データを含む第2検査対象情報を取得する第2取得手段と、
前記第1参照データベースを参照し、前記第2検査対象情報に対する第2検査データを生成する第2生成手段と、
前記第1検査データと、前記第2検査データとを比較し、比較結果を生成する比較手段と、
を更に備えること
を特徴とする請求項1〜4の何れか1項記載の検査システム。 - 前記第1生成手段のあと、第2レーザーを用いて前記検査対象物に発生した第2振動を計測し、第2振動データを生成する第2計測手段と、
前記第2振動データに基づく第2データを含む第2検査対象情報を取得する第2取得手段と、
予め取得された複数の過去の第2検査対象情報と、複数の前記過去の第2検査対象情報にそれぞれ紐づけられた複数の第2参照情報と、の間における第2連関度が記憶された第2参照データベースと、
前記第2参照データベースを参照し、前記第2検査対象情報に対する第2検査データを生成する第2生成手段と、
前記第1検査データと、前記第2検査データとを比較し、比較結果を生成する比較手段と、
を更に備えること
を特徴とする請求項1〜4の何れか1項記載の検査システム。 - 前記第1生成手段のあと、第2レーザーを用いて前記検査対象物に発生した第2振動を計測し、第2振動データを生成する第2計測手段と、
前記第2振動データに基づく第2データを含む第2検査対象情報を取得する第2取得手段と、
前記第1検査対象情報と、前記第2検査対象情報との対比に基づく対比情報を生成する対比手段と、
予め取得された複数の過去の対比情報と、複数の前記過去の対比情報にそれぞれ紐づけられた複数の第3参照情報と、の間における第3連関度が記憶された第3参照データベースと、
前記第3参照データベースを参照し、前記対比情報に対する第3検査データを生成する第3生成手段と、
を更に備えること
を特徴とする請求項1〜4の何れか1項記載の検査システム。
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