JP3478173B2 - ビデオ式伸び計 - Google Patents

ビデオ式伸び計

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JP3478173B2
JP3478173B2 JP13897099A JP13897099A JP3478173B2 JP 3478173 B2 JP3478173 B2 JP 3478173B2 JP 13897099 A JP13897099 A JP 13897099A JP 13897099 A JP13897099 A JP 13897099A JP 3478173 B2 JP3478173 B2 JP 3478173B2
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俊幸 河野
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、試料の表面に付さ
れた複数のマークをビデオカメラで撮影した映像信号か
ら各マークの刻々の位置情報を得て、試料の伸びを非接
触のもとに計測するビデオ式伸び計に関する。 【0002】 【従来の技術】引張試験時における試料の伸びを非接触
のもとに計測する伸び計として、ビデオカメラを用いた
ビデオ式伸び計が知られている。このビデオ式伸び計に
おいては、図3にその構成例を示すように、試験の開始
に先立って試料Wの表面に例えば2つの標線に相当する
マークM1,M2を付しておき、その試料Wを試験中に
ビデオカメラCで撮影して得られる映像信号をキャプチ
ャーボード等の画像取込回路Sを介してデジタル化し、
コンピュータを主体とするデータ処理装置Dに映像デー
タとして取り込んで画像処理に供し、各マークM1,M
2の引張方向への刻々の位置情報を得てマークM1,M
2間の伸びを算出する。 【0003】ビデオカメラCによる映像データを画像処
理して各マークM1,M2の引張方向への位置情報を得
るに当たっては、一般に、ビデオカメラCからの比較的
広範囲に及ぶ映像データの全てについて画像処理をする
と、その処理時間が長くなって伸びの時間分解能が低下
するか、あるいは、高速の演算処理装置を必要として装
置コストが大幅に上昇してしまうため、各マークM1,
M2の双方を含む限られた領域、もしくは各マークM
1,M2を個々に含む限られた2領域をあらかじめ設定
しておき、その画像領域内における画像データを画像処
理に供する。 【0004】画像処理によって各マークM1,M2の引
張方向への位置情報を得る具体的な手法の一例を挙げる
と、マークM1,M2として白地に黒色の線状マークが
付されたマーク体mを試料表面に貼着する場合、図4に
例示するように、設定された画像処理領域P内におい
て、各画素の濃淡情報を試料の引張方向yに直交するx
方向に積算する。これにより、図5にグラフを例示する
ように、マークM1(およびM2)の位置に対応して黒
色のピークが現れる。このピークのy方向への位置を、
例えばあらかじめ設定されたしきい値Thとグラフとの
2箇所の交点のy座標ya ,yb の中央の座標yc とし
て求め、そのyc をマークM1(M2)のy方向位置
(座標)と認識する。試料Wの伸びは、試験中において
各マークM1,M2ごとに以上のようにしてy方向位置
を刻々と求め、M1,M2間の距離の試験開始当初から
の変化から求める。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、引張試験に
供される試料によっては、その材質や機械的性状の異方
性等の何らかの原因によって、引張荷重余によって試料
が伸びていく過程で、マークが図4に示すx方向、つま
りカメラの視野中で引張方向に直交する横方向、換言す
れば引張方向およびカメラの光軸方向の双方に直交する
方向にずれる場合がある。このようなマークの横移動が
生じた場合、従来のビデオ式伸び計によっては、図4お
よび図5に示したように、各マークの引張方向への位置
情報のみを検出しているが故に、マークのサーチが不可
能になり、ひいては伸びの計測の継続が不可能になると
いう問題があった。 【0006】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、試料に付されたマークが引張試験中に引張方向
と直交する方向にずれても、継続して正確に伸びを計測
することのできるビデオ式伸び計の提供を目的としてい
る。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のビデオ式伸び計は、表面に複数のマークが
付され、かつ、引張荷重が加えられる試料をカメラで撮
影して得られる映像データを、あらかじめ設定された画
像処理領域内で画像処理することによって各マークの引
張方向(y方向)への刻々の位置情報を得て、試料の伸
びを算出するビデオ式伸び計において、上記画像処理領
域内の画像データから、各マークの引張方向および上記
カメラの光軸方向の双方に直交する方向(x方向)への
移動を検知して、各マークのx方向の端が上記画像処理
領域のx方向の端部内に収まるよう該端部の位置を変更
することで上記映像データ内における画像処理領域をx
方向に移動させるマーク横移動追尾手段を備えているこ
とによって特徴づけられる。 【0008】本発明は、カメラによる試料の映像データ
から、各マークの引張負荷方向(y方向)への刻々の位
置情報とともに、それと直交する方向(x方向)への刻
々の位置情報を得て、そのx方向への各マークの位置情
報に基づき、画像処理領域をx方向に移動させて各マー
クを追尾することで、各マークの横移動に対応しようと
するものである。 【0009】すなわち、画像処理領域は、試験開始当初
において各マークの映像を含むように設定されるから、
試験開始当初においてはその画像処理領域中で各マーク
のy方向並びにx方向への刻々の位置情報を得ることが
できる。試験の進行に伴って各マークがx方向に移動し
たときには、その移動に追随して画像処理領域を自動的
にx方向にずらすことによって、各マークが画像処理領
域から逸脱して伸びの計測が不可能となることを防止す
ることができる。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。図1は本発明の実
施の形態の構成を示すブロック図である。 【0011】表面に2箇所のマークM1,M2が付され
た試料Wは、その両端が例えば材料試験機の掴み具G
1,G2に把持された状態で、下側の掴み具G1を固定
して上側の掴み具G2を上方に変位させることによっ
て、図中上下方向(y方向)への引張荷重が加えられ
る。なお、各マークM1,M2は、例えば白地にマーク
としての黒色の横線が付されたラベル等からなるマーク
体m(図1において図示せず、図2参照)を試料Wの表
面に貼着することによって、試料Wに付される。 【0012】ビデオカメラ1は、マークM1およびM2
の双方が試験の開始から終了に至るまで視野内に収まる
ように設置される。このビデオカメラ1からの出力はキ
ャプチャーボード等の画像取込回路2を介してデータ処
理装置3に刻々と取り込まれる。データ処理装置3は、
画像取込回路2を介して取り込んだビデオカメラ1から
の刻々の映像データを一時的に記憶するメモリ31と、
そのメモリ31内に格納された映像データのうち、試験
開始当初において各マークM1,M2の画像をそれぞれ
に含むように設定された2つの画像処理領域内の画像デ
ータを画像処理する画像処理部32と、その画像処理部
32において前記図5に例示した手法等を用いて求めら
れた各マークM1,M2の刻々の引張方向(y方向)へ
の位置情報に基づいて、試料Wの伸びを刻々と算出する
伸び算出部33を主体として構成されており、算出され
た試料Wの刻々の伸びは表示器4に表示され、プリンタ
5に印字される。なお、画像処理領域の初期設定は、例
えばキーボード6等を操作することによって行われる。 【0013】画像処理部32は、上記のように各画像処
理領域内の画像データから各マークM1,M2の刻々の
y方向位置情報を求めるマークy方向位置サーチ部32
aのほか、同じく各画像処理領域内の画像データから各
マークの引張方向に直交する方向(x方向)に移動した
ときにこれを検知し、その検知結果に従って、各マーク
M1,M2の映像が常に各画像処理領域内に収まるよう
に、マークy方向位置サーチ部32a並びに当該マーク
横移動追尾部32bによる画像処理領域をx方向に移動
させるマーク横移動追尾部32bを備えている。なお、
データ処理部3は実際にはコンピュータおよびその周辺
機器と、上記の各機能を遂行するプログラムによって構
成されているが、図1においては説明の簡略化のために
各機能ごとのブロック図で示している。 【0014】マーク横移動追尾部32bによるマークM
1,M2の追尾の手法は、例えば次のようにして実現す
ることができる。図2はその説明図である。前回までに
用いていた画像処理領域Pのx方向への両端がA1およ
びB1であったとすると、まず、一方の領域端部Aを固
定して、他方の領域端部をB1〜B3に変更して、マー
クM1(M2)の近傍において、A1からB1、B2お
よびB3までの各範囲にわたり、画素の濃淡情報をx方
向に積算する。これにより、各範囲での積算時にそれぞ
れ前記した図5に示すような黒のピークが現れる。各範
囲での画素濃淡情報の単純積算によって現れる黒のピー
ク値は、他方の領域端部のうちB3については、マーク
M1(M2)の映像の一部が領域外にはみ出しているた
め、B1およびB2に比して低く、これにより、B3が
マークM1(M2)の映像を横切っていることが判る。
また、B1とB2については濃淡情報の単純積算による
黒のピーク値に相違はないものの、黒の度合い、つまり
ピーク部分の積算に供した画素の平均の黒度は、B1の
方が高い。これにより、B2は不要な部分にまで及んで
いることが判り、結局、他方の領域端部としてB1が最
適であることが判る。これと同等の処理を、他方の領域
端部をB1に固定して、一方の領域端部を変更して行う
ことにより、一方の領域端部も最適位置に設定すること
ができる。 【0015】このような処理をビデオカメラ1からの映
像データを取り込むごとに行うことによって、試験の進
行に伴ってマークM1,M2がx方向にずれても、それ
に追随して各画像処理領域がx方向に移動し、マークM
1,M2を常に画像処理領域のx方向略中央部に位置さ
せた状態で、マークy方向位置サーチ部32aによる画
像処理を行うことが可能となる。 【0016】なお、マークM1,M2の追尾手法につい
ては、以上の例に限られることなく、例えば上記のB1
〜B3のどの領域端部を採用するかに際して、ピーク位
置における画素の濃淡情報の単純積算値が変化しないも
ののうち最もA1に近い側のものを採用する等の他の任
意の手法を採用することができる。 【0017】また、以上の実施の形態では、マークM1
およびM2について個々の画像処理領域を設定する例を
述べたが、マークM1,M2間の距離が比較的近い試料
等については、マークM1,M2の双方を含む画像処理
領域を設定することも可能であり、その場合、画像処理
領域のx方向への移動に際しては、双方のマークM1,
M2に対して上記のような処理を行うことにより、各マ
ークM1,M2に関してそれぞれに最適な領域端部を求
め、その平均的な領域端部を採用する等の手法を採用す
ればよい。 【0018】以上のように、本発明によれば、ビデオカ
メラからの映像データのうち、試料の表面に標線として
付された各マークの映像を含むように設定された画像処
理領域内の画像データを画像処理することによって、引
張負荷方向への各マークの刻々の位置情報を得て試料の
伸びを算出するビデオ式伸び計において、各マークの引
張方向およびカメラの光軸方向の双方に直交する方向へ
の移動を検知して、各マークが画像処理領域内に収まる
ように画像処理領域をカメラの視野中で引張方向に直交
する方向に自動的に移動させるから、試験の進行に伴っ
て各マークが視野中で引張方向に直交する方向に移動し
ても、正確に伸びの計測を継続することが可能となっ
た。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。 【図2】本発明の実施の形態におけるマーク横移動追尾
部32bの作用説明図である。 【図3】従来のビデオ式伸び計の構成例を示すブロック
図である。 【図4】従来のビデオ式伸び計において設定される画像
処理領域と、その領域内における画像データに基づいて
マークの引張負荷方向への位置情報を求める手法の例の
説明図である。 【図5】同じく従来のビデオ式伸び計におけるマークの
引張負荷方向への位置情報の求める手法の例の説明図で
ある。 【符号の説明】 1 ビデオカメラ 2 画像取込回路 3 データ処理装置 31 メモリ 32 画像処理部 32a マークy方向位置サーチ部 32b マーク横移動追尾部 33 伸び算出部 4 表示器 5 プリンタ 6 キーボード G1,G2 掴み具 M1,M2 マーク W 試料
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/18 G01B 11/16 G01N 3/06 H04N 5/232

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 表面に複数のマークが付され、かつ、引
    張荷重が加えられる試料をカメラで撮影して得られる映
    像データを、あらかじめ設定された画像処理領域内で画
    像処理することによって各マークの引張方向への刻々の
    位置情報を得て、試料の伸びを算出するビデオ式伸び計
    において、 上記画像処理領域内の画像データから、各マークの引張
    方向および上記カメラの光軸方向の双方に直交する方向
    (以下、x方向という)への移動を検知して、各マーク
    のx方向の端が上記画像処理領域のx方向の端部内に収
    まるよう該端部の位置を変更することで上記映像データ
    内における画像処理領域をx方向に移動させるマーク横
    移動追尾手段を備えていることを特徴とするビデオ式伸
    び計。
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