JP3815032B2

JP3815032B2 - ビデオ式非接触伸び計

Info

Publication number: JP3815032B2
Application number: JP06971698A
Authority: JP
Inventors: 正之亀川
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 2006-08-30
Anticipated expiration: 2018-03-19
Also published as: JPH11264721A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試験片表面に付された複数のマークをビデオカメラ（ＣＣＤカメラ）で撮影した映像信号を用いて、そのマーク間における試験片の伸びを計測するビデオ式非接触伸び計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
引張試験時等における試験片の伸びを非接触で計測する伸び計として、ビデオカメラを用いた、いわゆるビデオ式非接触伸び計が知られている。
【０００３】
このビデオ式非接触伸び計においては、試験の開始に先立って試験片表面に２つの標点に相当する２つのマークを付しておき、これらのマークを試験中において１台のビデオカメラで撮影して得られる映像信号から各マークを認識して、各マークの刻々の移動量を計測し、その各移動量の差からマーク間の試験片の伸びを刻々と算出する。ここで、引張方向に画像の分解能を上げるために、ＣＣＤカメラの画素数の多い走査方向を試験機の引張方向と同じ方向になるように、ＣＣＤカメラを設置することが要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ビデオ式非接触伸び計においては、ビデオカメラで撮影した画像を表示装置の画面上に表示し、試験開始前あるいは試験中において撮影画像のピント、コントラスト、マークの位置等をモニタできるようにした表示機能をもつ伸び計もあるが、その表示システムは、従来、試験片の表面（マークを付した面）を単に表示するだけの構成となっており、実際の計測の試験片と画面上の試験片とを積極的に関連づけて、より見やすい画像を表示したり、あるいは試験片に付したマークの１次元プロファイルを拡大して表示するというような点については考慮されていない。
【０００５】
なお、マークの１次元プロファイルとは、ビデオカメラからの試験片の撮影信号から各マーク位置を特定するために用いられるもので、画像データ（各画素データ）を、試験片の伸び方向と直交する方向に積分することによって得られる濃淡データのことである。
【０００６】
本発明は上記したような実情に鑑みてなされたもので、実際の計測の試験片と画面上の試験片とを対応づけて表示することができ、しかも試験片に付したマークのプロファイルを見やすくした画像を表示することのできる機能を備えたビデオ式非接触伸び計の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のビデオ式非接触伸び計は、試験片表面に位置を認識できる複数のマークを付け、その画像を１台のカメラによって撮影し、そのマーク画像から各マークの刻々の移動量を求めて、試験片の伸びを計測するビデオ式非接触伸び計において、カメラで撮影された画像を、試験片の引張方向と同じ方向で表示するとともに、その画像上に複数のマークの各位置を認識するためのデータ領域カーソルを重ねて表示し、それに対応する領域内のマークの１次元プロファイルを各マークと関連づけて表示する表示手段を備えていることによって特徴づけられる。
【０００８】
以上の構成の本発明によれば、カメラで撮影された画像を、試験片の引張方向と同じ方向で表示するので、画像が見やすくなり、実際の試験片と画面上での試験片との位置関係も把握しやすくなる。
【０００９】
しかも、カメラで撮影された画像上に、複数のマークの各位置を認識するためのデータ領域カーソルを重ねて表示し、それに対応する領域内のマークの１次元プロファイルを各マークと関連づけて表示するという構成を採用しているので、マーク部分のプロファイルのみを抽出・拡大して表示することが可能となり、試験片表面のほぼ全体のプロファイルを表示する場合に比べて、マーク部分のプロファイル表示が大きくなって非常に見やすくなる。
【００１０】
ここで、本発明において、カメラで撮影された画像を、試験片の引張方向と同じ方向で表示（縦向き表示）するか、または、その方向と直交する方向で表示（横向き表示）する、のいずれか一方を選択的に切り替えることが可能となるように構成しておいてもよく、このような構成を採れば次のような利点がある。
【００１１】
すなわち、画像の横向き表示は、カメラ画像を表示する上で標準的な方向であるので、もっとも速く描画できる。しかも、表示装置の表示画面は横長が標準であるのでカメラ画像を画面いっぱいに拡大表示でき、画像の位置合わせとピント合わせに都合が良くなる。従ってこのような利点をもつ横向き表示と、前記したように、実際の試験片と画面上での試験片との位置関係を把握しやすい縦向き画像を、任意に選択できるようにすることで、伸び試験の作業性がより向上する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態の全体構成を示すブロック図である。
【００１３】
試験片Ｗの表面には２つのマークＭ1,Ｍ2 が付されている。この試験片Ｗは両端が材料試験機等の掴み具Ｇ1,Ｇ2 に把持された状態で、図中上下方向への引張負荷が与えられる。なお、各マークＭ1,Ｍ2 は、例えば白地にマークとしての黒の横線が付されたラベル等を試験片Ｗの表面に貼着する等によって形成される。
【００１４】
試験片Ｗの正面側にはビデオカメラ１が配設されている。このビデオカメラ１からの撮影信号は、Ａ−Ｄ変換器２によってデジタル化された後、演算処理装置３に刻々と取り込まれる。
【００１５】
演算処理装置３は、実際にはコンピュータとその周辺機器を主体として構成され、インストールされたプログラムに基づいて動作するが、図１では、そのプログラムに基づく機能ごとのブロック図によって示している。すなわち、演算処理装置３は、演算部３１、表示制御部３２を主体として構成されているとともに、この演算処理装置３には、試験片Ｗの伸びの計測結果などを表示する表示装置４が接続されている。
【００１６】
前記したＡ−Ｄ変換器２によってデジタル化されたビデオカメラ１からの画像データは、演算処理装置３の演算部３１と表示制御部３２に刻々と供給される。
【００１７】
演算部３１は、供給された画像データから２つのマークＭ1,Ｍ2 の各位置を認識するための処理として、後述するデータ領域カーソルＣ1,Ｃ2 （図２参照）で指定される領域内の画像データを、試験片Ｗの伸び方向と直交する方向に積分して、試験片Ｗの伸び方向への１次元プロファイルを作成し、その１次元プロファイルから、試験片Ｗに付された２つのマークＭ1,Ｍ2 の各位置を認識し、その刻々の位置データから試験片Ｗのマーク間の刻々の伸びを算出するように構成されている。
【００１８】
表示制御部３２は、図２に示すように、表示装置４の表示画面４０上に撮影データ表示用のウインドウ４１を設定し、そのウインドウ４１にビデオカメラ１による撮影画像をリアルタイムでかつ試験片Ｗの引張方向と同じ方向で表示（縦向き表示）するとともに、表示画面４０上に伸びの計測値表示用ウインドウ４２とマークのプロファイル表示用の２つのウインドウ４３，４４を設定し、その各ウインドウに演算部３１での演算結果つまり伸びの算出値とマークＭ1,Ｍ2 の１次元プロファイルを表示する。また撮影データ表示用のウインドウ４１に、マークＭ1,Ｍ2 の位置を認識するためのデータ領域カーソルＣ1,Ｃ2 を重ねて表示し、さらにデータ領域カーソルＣ1,Ｃ2 とプロファイル表示用の各ウインドウ４３，４４との対応関係を明確にするために、上のマークＭ1 に対するデータ領域カーソルＣ1 とプロファイル表示用ウインドウ４３を緑色で表示し、下のマークＭ2 に対するデータ領域カーソルＣ2 とプロファイル表示用ウインドウ４４を赤紫で表示する。
【００１９】
また、表示制御部３２は、図２に示す縦向き表示の際に、その表示画面４０上に表示切替用のズームボタン４５を表示し、このズームボタン４５がクリックされたときには、表示画像を切り替えて、図３に示すように、カメラ１による撮影画像を横向きで画面いっぱいに拡大表示する。この図３に示す表示は、閉じ用ボタン４６をクリックすることによって閉じることができ、元の図２の表示に切り替えることができる。
【００２０】
なお、以上の図２に示す表示において、データ領域カーソルＣ1,Ｃ2 は、キーボードやマウス等の入力手段からの入力情報に応じて表示するようにしてもよいし、演算部３１及び表示制御部３２の動作によって自動で表示するようにしてもよい。自動で表示する場合、マークＭ1,Ｍ2 の移動に合わせてデータ領域カーソルＣ1,Ｃ2 を移動させるようにする。
【００２１】
本実施の形態によれば、ビデオカメラ１からの撮影画像を表示装置４の表示画面４０上にリアルタイムで表示するので、画像データを処理する上での課題つまり試験開始当初から試験終了までの間においてビデオカメラ１による撮影画像のピント、コントラストに異常がないかどうか、あるいは試験開始当初から試験終了まで２つのマークＭ1,Ｍ2 がビデオカメラ視野内に入っているかどうかを表示画面上から簡単にチェックすることができる。従って、試験途中において何らかの理由によって、マークを正確に認識できなくなる等の不具合が発生したときには、それを表示画面から知ることができ、以後の無駄な計測を中止できる。
【００２２】
また、ビデオカメラ１からの撮影画像を、試験片Ｗの引張方向と同じ方向で表示しているので、画像が見やすくなり、実際の試験片Ｗと表示画面上での試験片Ｗとの対応関係もはっきりする。さらに、試験片Ｗのマーク部分のプロファイルのみを抽出・拡大して表示するので、試験片Ｗ表面のほぼ全体のプロファイルを表示する場合に比べて、マーク部分のプロファイルが非常に見やすくなる。
【００２３】
しかも、本実施の形態では、ボタン４５，４６のクリック操作により、実際の試験片と画面上での試験片との位置関係を把握しやすい縦向き画像（図２）と、表示速度が速く、位置合わせ・ピント合わせに都合の良い横向き拡大画像（図３）のいずれかを任意に選択することができるので、例えば、試験開始前の位置合わせ・校正作業などを行う際に、まず図３に示す横向き拡大画像を表示し、試験を開始する際に画面を切り替えて図２に示す縦向き画像を表示するという方法、あるいは試験途中においてピント・コントラスト等の確認のために図３に示す横向き拡大画像を切り替え表示するというような様々な形態での表示を、ボタン４５，４６のクリック操作だけで簡単に選択することでき、伸び試験の作業性が良くなる。
【００２４】
なお、以上の実施の形態では、撮影データ表示用のウインドウ４１に重ね表示したデータ領域カーソルＣ1,Ｃ2 とプロファイル表示用ウインドウ４３，４４とを色で対応づけて表示する例を示したが、これに限られることなく、例えば図４に示すように、表示画面４０上に２つの矢印Ａ1,Ａ2 を重ねて表示し、その各矢印Ａ1,Ａ2 でもって、データ領域カーソルＣ1,Ｃ2 とプロファイル表示用ウインドウ４３，４４との対応づけを行うという表示形態も考えられる。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のビデオ式非接触伸び計によれば、カメラで撮影された画像を、試験片の引張方向と同じ方向で表示するので、画像が見やすくなり、また実際の試験片と画面上での試験片との位置関係も把握しやすくなる。しかも、カメラで撮影された画像上に、複数のマークの各位置を認識するためのデータ領域カーソルを重ねて表示し、それに対応する領域内のマークの１次元プロファイルを各マークと関連づけて表示するという構成を採用しているので、マーク部分のプロファイルのみを抽出・拡大して表示することが可能となり、試験片表面のほぼ全体のプロファイルを表示する場合に比べて、マーク部分のプロファイル表示が大きくなって非常に見やすくなる。
【００２６】
なお、本発明において、カメラで撮影された画像を、試験片の引張方向と同じ方向での表示（縦向き表示）と、その方向と直交する方向での表示（横向き表示）のいずれか一方を選択的に切り替えることができるように構成しておけば、前記したような、実際の試験片と画面上での試験片との位置関係を把握しやすい縦向き画像と、カメラ画像を画面いっぱいに拡大表示でき、画像の位置合わせとピント合わせに都合の良い横向き表示とを任意に選択することが可能となって、伸び試験の作業性がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示すブロック図
【図２】その実施の形態における表示画像の例を示す図
【図３】同じく表示画像の例を示す図
【図４】表示画像の別の例を示す図
【符号の説明】
１ビデオカメラ
２Ａ−Ｄ変換器
３演算処理装置
３１演算部
３２表示制御部
４表示装置
Ｗ試験片
Ｍ1,Ｍ2 マーク
Ｇ1,Ｇ2 掴み具
Ｃ1,Ｃ2 データ領域カーソル

Claims

試験片表面に位置を認識できる複数のマークを付け、その画像を１台のカメラによって撮影し、そのマークの画像から各マークの刻々の移動量を求めて、試験片の伸びを計測するビデオ式非接触伸び計において、
上記カメラで撮影された画像を試験片の引張方向と同じ方向で表示するとともに、その画像上に複数のマークの各位置を認識するためのデータ領域カーソルを重ねて表示し、それに対応する領域内のマークの１次元プロファイルを各マークと関連づけて表示する表示手段を備えていることを特徴とするビデオ式非接触伸び計。
上記表示手段は、カメラで撮影された画像を、試験片の引張方向と同じ方向で表示するか、または、その方向と直交する方向で表示する、のいずれか一方を選択的に切り替えることが可能であることを特徴とする、請求項１に記載のビデオ式非接触伸び計。