JP6938335B2 - Stress detection system, stress detection method and stress detection program - Google Patents
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本発明は、応力発光体に対する荷重を検出する応力検出システム、応力検出方法及び応力検出プログラムに関する。 The present invention relates to a stress detection system, a stress detection method and a stress detection program for detecting a load on a stress luminescent material.
従来、加えられた荷重に応じて発光する応力発光物質を測定対象に塗布し、その発光度合に応じて応力を検出する応力検出により、検知しにくい歪みを検出したり、荷重のかかり具合などを検出したりすることを行っている。この応力発光の検出は、荷重が加えられている対象を撮像し、その時系列上の輝度値の変化により、応力を検出する。この応力発光は、何らかの原因により、その発光の度合が変化することがある。例えば、特許文献1においては、感圧塗料を用いた圧力測定について、温度に応じて圧力測定に誤差がでることを開示している。この問題を解決するために、特許文献1では、温度変化に応じて圧力測定の補正を行う技術が開示されている。
Conventionally, a stress-luminescent substance that emits light according to an applied load is applied to a measurement target, and stress detection that detects stress according to the degree of light emission detects strain that is difficult to detect and the degree of load applied. We are doing things like detecting. In the detection of this mechanoluminescence, an object to which a load is applied is imaged, and the stress is detected by the change in the brightness value on the time series. The degree of this mechanoluminescence may change for some reason. For example,
ところで、応力発光においては、応力に応じた発光の発光強度、即ち、撮像画像の輝度値に基づいて応力を算出するが、この発光に他の光の成分が含まれている場合には、正確な応力を算出することができないという問題があった。特許文献1に記載の技術では、温度変化に基づく圧力測定の補正を行うことはできるものの、応力発光している測定対象における応力に起因する光以外の光が撮像された場合には、正確に応力を測定することができないという問題がある。
By the way, in mechanoluminescence, the stress is calculated based on the emission intensity of the emission according to the stress, that is, the brightness value of the captured image, but if the emission contains other light components, it is accurate. There was a problem that it was not possible to calculate the stress. Although the technique described in
そこで、本発明は上記問題に鑑みて成されたものであり、応力に応じた発光以外の光の成分を含まずに、応力を検出することができる応力検出システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a stress detection system capable of detecting stress without including light components other than light emission according to stress. ..
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る応力検出システムは、主発光の輝度値と、主発光に対して発生する残留光の輝度値とを定義した残留光応答モデルを記憶する記憶部と、応力発光体を撮像した撮像画像の入力を受け付ける受付部と、応力発光体を撮像した撮像画像の各画素の輝度値から、残留光応答モデルに基づいて、残留光の輝度値を除去して主発光の輝度値を得る輝度値算出部と、輝度値算出部が算出した輝度値に基づいて応力発光体に発生している応力を検出する検出部とを備える。 In order to solve the above problems, the stress detection system according to one aspect of the present invention stores a residual light response model in which the brightness value of the main emission and the brightness value of the residual light generated for the main emission are defined. Based on the residual light response model, the luminance value of the residual light is calculated from the storage unit, the reception unit that receives the input of the captured image of the stress-stimulated luminescent material, and the brightness value of each pixel of the captured image of the stress-stimulated luminescent material. It includes a luminance value calculation unit that removes and obtains the luminance value of the main emission, and a detection unit that detects the stress generated in the mechanoluminescent body based on the luminance value calculated by the luminance value calculation unit.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る応力検出方法は、コンピュータが実行するものであって、主発光の輝度値と、主発光に対して発生する残留光の輝度値とを定義した残留光応答モデルを記憶する記憶ステップと、応力発光体を撮像した撮像画像の入力を受け付ける受付ステップと、応力発光体を撮像した撮像画像の各画素の輝度値から、残留光応答モデルに基づいて、残留光の輝度値を除去して主発光の輝度値を得る輝度値算出ステップと、輝度値算出ステップにおいて算出した輝度値に基づいて応力発光体に発生している応力を検出する検出ステップとを含む。 In order to solve the above problems, the stress detection method according to one aspect of the present invention is executed by a computer, and the luminance value of the main emission and the luminance value of the residual light generated for the main emission are determined. From the storage step for storing the defined residual light response model, the reception step for accepting the input of the captured image of the stress-stimulated luminescent material, and the brightness value of each pixel of the captured image of the stress-stimulated luminescent material, the residual light response model is created. Based on the luminance value calculation step of removing the luminance value of the residual light to obtain the luminance value of the main emission, and the detection of detecting the stress generated in the mechanoluminescent body based on the luminance value calculated in the luminance value calculation step. Including steps.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る応力検出プログラムは、コンピュータに、主発光の輝度値と、主発光に対して発生する残留光の輝度値とを定義した残留光応答モデルを記憶する記憶機能と、応力発光体を撮像した撮像画像の入力を受け付ける受付機能と、応力発光体を撮像した撮像画像の各画素の輝度値から、残留光応答モデルに基づいて、残留光の輝度値を除去して主発光の輝度値を得る輝度値算出機能と、輝度値算出機能が算出した輝度値に基づいて応力発光体に発生している応力を検出する検出機能とを実現させる。 In order to solve the above problems, the stress detection program according to one aspect of the present invention is a residual light response model in which the luminance value of the main emission and the luminance value of the residual light generated for the main emission are defined in the computer. Based on the residual light response model, the residual light is based on the storage function that memorizes the light, the reception function that accepts the input of the captured image of the stress-stimulated luminescent material, and the brightness value of each pixel of the captured image of the stress-stimulated luminescent material. A brightness value calculation function for removing the brightness value to obtain the brightness value of the main emission and a detection function for detecting the stress generated in the mechanoluminescent body based on the brightness value calculated by the brightness value calculation function are realized.
上記応力検出システムにおいて、残留光応答モデルは、主発光と、当該主発光があったタイミングより後において主発光が残留した光である残留光との時系列における変化を示すものであって、1つの主発光を単位とするモデルであり、受付部は、撮像画像として、応力発光体を撮影した動画の入力を受け付けるものであり、輝度値算出部は、受付部が受け付けた撮像画像の各画素から残留光応答モデルが含まれる単位数に基づいて、主発光の輝度値を得ることとしてもよい。 In the stress detection system, the residual light response model shows a change in time series between the main emission and the residual light, which is the light in which the main emission remains after the timing of the main emission. It is a model with one main light emission as a unit, the reception unit accepts the input of a moving image of the stress-stimulated luminescent material as the captured image, and the brightness value calculation unit receives each pixel of the captured image received by the reception unit. The brightness value of the main emission may be obtained from the number of units including the residual light response model.
本発明の一態様に係る応力検出システムは、主発光に伴い残留光成分を除去した輝度値に基づいて、正確に応力を検出することができる。 The stress detection system according to one aspect of the present invention can accurately detect stress based on the luminance value obtained by removing the residual light component due to the main light emission.
<発明者らが得た知見>
発明者らは、応力発光における発光に基づいて応力の測定をする際に、応力に基づく発光以外の発光成分が撮像されていることを知見した。これは、ひずみゲージ等のセンサを用いた応力の測定と、応力発光に基づく応力の測定との間に誤差が生じていることにより知見できた問題である。そして、発明者らは、その原因として、撮像された映像において、応力発光体に加えられた荷重に起因する主たる発光の他、当該主たる発光が残存している状態の残留光が撮像されてしまっていることであることを発見した。そして、その残留光が主発光とともに撮像されていることにより、応力測定に誤差が生じていることを知見し、当該残留光の影響を除去して応力測定を行う応力検出システムの発明をするに至った。
<Findings obtained by the inventors>
The inventors have found that when measuring stress based on luminescence in stress luminescence, luminescent components other than stress-based luminescence are imaged. This is a problem that can be found because there is an error between the stress measurement using a sensor such as a strain gauge and the stress measurement based on mechanoluminescence. Then, as the cause, in the captured image, in addition to the main light emission due to the load applied to the stress-stimulated luminescent material, the residual light in a state in which the main light emission remains is imaged. I found that it was. Then, it is found that an error occurs in the stress measurement because the residual light is imaged together with the main light emission, and the invention of a stress detection system that removes the influence of the residual light and performs the stress measurement is performed. I arrived.
以下、本発明の一実施態様に係る応力検出システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the stress detection system according to one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<実施の形態>
本発明に係る応力検出システムは、応力発光体に加えられた荷重を、応力発光体の発光輝度に基づいて特定するシステムであり、図1(a)に示すように、受付部131と、輝度値算出部132と、検出部133と、記憶部140とを備える。
<Embodiment>
The stress detection system according to the present invention is a system that specifies the load applied to the stress luminescent material based on the emission brightness of the stress luminescent material. As shown in FIG. 1A, the
受付部131は、応力発光体を撮像した撮像画像の入力を受け付ける機能を有する。当該受付部131は、例えば、撮像画像を撮像するカメラと接続し当該撮像画像を受け付けて応力を特定するコンピュータの入力インターフェースや、撮像画像の入力を受け付けて応力を検出するコンピュータシステムの入力ポートなどにより実現することができるが、これらに限定されるものではない。なお、ここでは受付部131は、応力発光体を撮像した撮像画像の入力を受け付けると説明しているが、これは、応力発光体を撮影した動画の入力を受け付けるものであってもよいことは言うまでもない。
The
記憶部140は、主発光の輝度値と、主発光に対して発生する残留光の輝度値とを定義した残留光応答モデルを記憶する機能を有する。主発光とは、応力発光の主たる発光、即ち、応力発光体に加えられた荷重に即応して応力発光体が発する光のことをいう。これに対して、残留光とは、主発光による発光が残存している状態(応力発光体に力が加えられて発光し、その後に、力を完全に除去したとしても、主発光の光が残って光っている状態)の光のことをいい、応力発光体に加えられた荷重が直接の原因となっていない光のことをいう。
The
輝度値算出部132は、応力発光体を撮像した撮像画像の各画素の輝度値から、記憶部140に記憶されている残留光応答モデルに基づいて、残留光の輝度値を除去して主発光の輝度値を得る機能を有する。輝度値算出部132は、例えば、プロセッサや専用回路等により実現することができる。
The brightness
検出部133は、輝度値算出部132が算出した輝度値に基づいて応力発光体に発生している応力を検出する機能を有する。検出部133は、撮像画像の各画素の画素値に基づいて、応力発光体の発光強度を検出するものであり、従来の発光強度検知技術を利用することができる。検出部133は、例えば、プロセッサや専用回路等により実現することができる。以下、詳細に説明する。
The
<構成>
図1(b)は、本実施の形態に係る応力検出システム100の構成を示すブロック図である。図1(b)に示すように、応力検出システム100は、撮像部110と、制御部130と、記憶部140とを備える。撮像部110と、制御部130と、記憶部140とは、互いに接続線150を介して接続される。
<Structure>
FIG. 1B is a block diagram showing the configuration of the
撮像部110は、応力発光体を撮像するカメラである。撮像部110は、例えば、CMOSカメラであるが、これに限定されるものではない。応力発光体とは、加えられた力に応じた強度の光を発光する物体のことであり、加えられた力が大きいほど強く光る物体のことである。応力発光体は、例えば、応力発光物質が塗布された物体のことである。また、応力発光物質(塗料、材料)は、摩擦、衝撃、振動、圧縮、引っ張り、捻じりなど各種の荷重が機械刺激として加えられたことに応じて発光するものであり、応力発光は加えられた荷重(応力)に応じた輝度で発光する現象のことをいう。
The
応力発光物質としては、例えば、ユーロピウムをドープし、構造制御したアルミン酸ストロンチウム(SrAl204:Eu)、遷移金属や希土類をドープした硫化亜鉛(ZnS:Mn)やチタン酸バリウム・カルシウム((Ba,Ca)TiO3:Pr)、アルミン酸カルシウムイットリウム(CaYAl3O7:Ce)などを用いることができるが、応力に応じた輝度で発光するものあれば、これらに限定されるものではない。 Examples of the stress-luminescent substance include strontium aluminate (SrAl204: Eu) whose structure is controlled by doping with europium, zinc sulfide (ZnS: Mn) doped with transition metal and rare earth, and barium calcium titanate ((Ba, Ca)). ) TiO3: Pr), calcium aluminate yttrium (CaYAl3O7: Ce) and the like can be used, but the present invention is not limited to these as long as it emits light with brightness corresponding to the stress.
制御部130は、応力検出システム100の各部を制御する機能を有するプロセッサである。制御部130は、記憶部140に記憶されている応力検出プログラムを実行することにより、撮像画像に撮像されている応力発光体に発生している応力を検出する。制御部130は、応力発光体を撮像した撮像画像の入力を受け付ける受付部131、応力発光体を撮像した撮像画像の各画素の輝度値から、記憶部140に記憶されている残留光応答モデルに基づいて、残留光の輝度値を除去して主発光の輝度値を得る輝度値算出部132、及び輝度値算出部132が算出した輝度値に基づいて応力発光体に発生している応力を検出する検出部133として機能する。
The
受付部131は、撮像部110から、撮像部110が応力発光体を撮像した撮像画像を、接続線150を介して、受け付ける。
The
輝度値算出部132は、受付部131が受け付けた撮像画像の各画素について、記憶部140に記憶されている残留光応答モデルを用いて、残留光の成分を除去した輝度値を算出する。輝度値算出部132は、受付部131が受け付けた撮像画像(動画)の時系列順の各フレームについて、撮像画像に基づいて、仮の輝度値を算出し、その仮の輝度値に対して、残留光応答モデルが何単位含まれているかによって残留光を除去した輝度値を算出する。残留光応答モデルの詳細については後述する。
The brightness
検出部133は、撮像部110が撮像した応力発光体を示す撮像画像から、残留光の成分を除去した輝度値算出部132が算出した輝度値に基づき、応力発光体の発光強度を検知する。検出部133は、撮像画像の各画素の画素値に基づいて、応力発光体の発光強度を検出するものであり、従来の発光強度検知技術を利用することができる。例えば、検出部133は、予め輝度値算出部132が輝度値を算出した撮像画像から得られる輝度と、実際の輝度との間の変換係数を保持し、撮像画像を構成する各画素の輝度値に対して、上述の変換係数を乗じることで、実際の輝度値を算出することができる。検出部133は、記憶部140に予め記憶している輝度値算出プログラムを読み出して実行するプロセッサにより実現することができる。また、例えば、検出部133は、応力発光体が発光していないときに撮像された画像の輝度値との差分に基づいて、応力発光体の発光強度を算出することとしてもよい。
The
記憶部140は、応力検出システム100が動作上必要とする各種プログラム及びデータを記憶する機能を有する。記憶部140は、例えば、HDD(Hard Disc Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリなどによって実現することができるが、これらに限定されるものではない。記憶部140は、撮像画像に基づいて応力発光体に発生している応力を検出するための応力検出プログラムや、主発光と残留光との関係を示す残留光応答モデルを記憶している。ここで、残留光応答モデルについて、図2を用いて説明する。
The
残留光応答モデルは、図2(a)に示すように、横軸に時間軸をとり、縦軸に輝度値をとる。時間軸は、撮像部110によるフレームの撮像サイクルに連動し、1つのフレームに対して1つの時間軸が割り当てられている。残留光応答モデルは、図2(b)に示すように、主発光と、当該主発光に伴って、以降のフレームにおいて残存する残留光とを含むモデルとなる。即ち、図2(b)に示すように、時間Tにおける主発光の成分(図中の右斜線部分)と当該主発光に基づいて同フレーム内で撮像され得る残留光の成分(図中の左斜線部分)と、後続のフレーム、即ち、時間T+1における主発光及び残留光(時間Tにおける主発光と残留光の両方)に伴う残留光の成分(図中の左斜線部分)とを含む。なお、時間Tにおける残留光は、主発光から若干遅延して発生するものの撮像画像の同フレーム内において撮像される光のことである。したがって、応力検出システム100においては、撮像画像(動画)から、撮像した光の強度(輝度値)に残留光応答モデルが何単位含まれるかを特定することによって、残留光を除去した主発光のみの成分を検出でき、その結果、正確な応力を検出することができるようになる。なお、残留光応答モデルは、図2(a)に示すものに限定されるものではないことはいうまでもなく、例えば、図2(c)に示すように、残留光が複数の時間単位に跨るものであることも有り得るとともに、時間毎の輝度値も変化するものであってもよい。
As shown in FIG. 2A, the residual light response model has a time axis on the horizontal axis and a luminance value on the vertical axis. The time axis is linked to the imaging cycle of the frame by the
当該残留光応答モデルは、一例として、以下のようにして生成することができる。図3を用いて説明する。図3は、残留光応答モデルの生成を模式的に示した概略図である。予め応力発光体にひずみゲージなどを設けて、加えられた荷重に対して発生する応力を検出できるようにする。そして、仮に、図3の左上に示すような瞬間的な力を加えた場合に、ひずみゲージから得られる力の値を取得する(図3左の下段を参照)。また、このとき、この力が加えられたときに想定される残留光応答モデルを推定する(ユーザによる推定)。そして、ひずみゲージから得られた値と、ユーザが推定し生成した残留光応答モデルを入力として畳み込み演算(例えば、残留光応答モデルにひずみゲージから出力された力を乗じる)を行う。そして、得られた計算値と、実際の応力発光(応力発光体を撮像して得られた輝度値の時間変化を示すデータ)とを比較し、その差分をフィードバックし、畳み込み演算を行う。この繰り返し演算を、計算値と実際の応力発光との差分が所定の閾値以下になるまで繰り返す。これによって、推定した残留光応答モデルを実際の残留光応答モデルに近づけ、図3に示すような力を加えた場合の残留光応答モデルを生成することができる。生成した残留光応答モデルは記憶部140に記憶する。
As an example, the residual light response model can be generated as follows. This will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram schematically showing the generation of a residual light response model. A strain gauge or the like is provided in the stress luminescent material in advance so that the stress generated for the applied load can be detected. Then, if a momentary force as shown in the upper left of FIG. 3 is applied, the value of the force obtained from the strain gauge is acquired (see the lower part on the left of FIG. 3). At this time, the residual light response model assumed when this force is applied is estimated (estimated by the user). Then, the value obtained from the strain gauge and the residual light response model estimated and generated by the user are used as inputs to perform a convolution operation (for example, the residual light response model is multiplied by the force output from the strain gauge). Then, the obtained calculated value is compared with the actual mechanoluminescence (data showing the time change of the brightness value obtained by imaging the stress-stimulated luminescent material), the difference is fed back, and the convolution calculation is performed. This iterative operation is repeated until the difference between the calculated value and the actual mechanoluminescence becomes equal to or less than a predetermined threshold value. This makes it possible to bring the estimated residual light response model closer to the actual residual light response model and generate a residual light response model when a force as shown in FIG. 3 is applied. The generated residual light response model is stored in the
以上が、応力検出システム100の構成である。
The above is the configuration of the
<動作>
図4は、応力検出システム100の動作を示すフローチャートである。
<Operation>
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the
(ステップS401)
ステップS401において、制御部130(受付部131)は、撮像部110から撮像画像の入力を受け付ける。その後、応力検出システム100は、ステップS402の処理に移行する。
(Step S401)
In step S401, the control unit 130 (reception unit 131) receives the input of the captured image from the
(ステップS402)
ステップS402において、制御部130は、残留光応答モデルで示される時間長分のフレーム(撮像映像)を受け付けているか否かを判定する。受け付けている場合には(YES)、応力検出システム100は、ステップS403の処理に移行し、受け付けていない場合には(NO)、応力検出システム100は、ステップS401の処理に戻る。
(Step S402)
In step S402, the
(ステップS403)
ステップS403において、制御部130は、得られた撮像映像に基づいて、各画素の輝度値の変化を時系列にマッピングする。その後に、応力検出システム100は、ステップS404の処理に移行する。
(Step S403)
In step S403, the
(ステップS404)
ステップS404において、制御部130(輝度値算出部132)は、マップした輝度値に残留光応答モデルが含まれる単位数から、そのフレームの画素の輝度値を特定する。その後、応力検出システム100は、ステップS405の処理に移行する。
(Step S404)
In step S404, the control unit 130 (luminance value calculation unit 132) specifies the brightness value of the pixel of the frame from the number of units in which the mapped brightness value includes the residual light response model. After that, the
(ステップS405)
ステップS405において、制御部130(検出部133)は、撮像画像のフレームの各画素について特定した輝度値、即ち、残留光の成分を除去した撮像画像に基づいて、そのフレームの応力を検出する。その後、応力検出システム100は、ステップS406の処理に移行する。
(Step S405)
In step S405, the control unit 130 (detection unit 133) detects the stress of the frame based on the luminance value specified for each pixel of the frame of the captured image, that is, the captured image from which the residual light component is removed. After that, the
(ステップS406)
ステップS406において、応力検出システム100は、オペレータから応力の検出処理の中止入力があるかを検出する。これは、撮像部110に対する撮像中止の入力を検出するものであってもよいし、検出部133に対する撮像画像に基づく応力の算出処理の中止入力であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。応力の検出処理の中止入力がある場合には(YES)、処理を終了し、ない場合には(NO)、応力検出システム100は、ステップS401の処理に戻る。
(Step S406)
In step S406, the
以上が応力検出システム100の残留光の影響を除去した応力検出に係る動作の説明である。
The above is a description of the operation related to stress detection in which the influence of residual light of the
<具体例>
図5及び図6を用いて、輝度値の算出について具体例を用いて説明する。仮に、用いる残留光応答モデルが図5(a)(図6(a))に示すものであるとする。そして、撮像画像中のある画素において、図5(b)に示すような輝度変化を示す撮像画像(動画)が得られたとする。図5(a)に示す残留光応答モデルは、時間T1において2単位分の輝度値を有し、時間T2において1単位分の輝度値を有する例を示している。図5及び図6において、横軸は時間軸であり、縦軸は画素の輝度値を示している。また、図5(b)〜図5(g)、図6(h)〜図6(m)の上段は、撮像画像に基づく処理対象の輝度値を示し、下段は、残留光を除去した各時刻における主発光のみの輝度値を示している。
<Specific example>
The calculation of the luminance value will be described with reference to FIGS. 5 and 6 with reference to a specific example. It is assumed that the residual light response model to be used is shown in FIG. 5 (a) (FIG. 6 (a)). Then, it is assumed that a captured image (moving image) showing a change in brightness as shown in FIG. 5B is obtained at a certain pixel in the captured image. The residual light response model shown in FIG. 5A shows an example in which the luminance value of 2 units is obtained at the time T1 and the luminance value is obtained by 1 unit at the time T2. In FIGS. 5 and 6, the horizontal axis represents the time axis and the vertical axis represents the brightness value of the pixel. Further, the upper part of FIGS. 5 (b) to 5 (g) and the upper part of FIGS. 6 (h) to 6 (m) show the luminance value of the processing target based on the captured image, and the lower part shows the residual light from which the residual light has been removed. It shows the brightness value of only the main emission at the time.
制御部130は、撮像映像の各フレームの各画素について、輝度値の変化を時系列でマッピングする。即ち、例えば、ある画素について、図5(b)に示すように、時刻T1〜T4にかけて、輝度値をマッピングできたとする。
The
制御部130は、まず、時刻T1を基準に、図5(c)に示すように、残留光応答モデルをあてはめる。そして、1つの残留光応答モデルをあてはめることができるので、時刻T1の1単位分の主発光として抽出する。したがって、時刻T1の輝度値として、まず、輝度値B1を得る。
First, the
次に制御部130は、図5(b)に示す状態の輝度値から、残留光応答モデルを1単位抽出した後の、輝度値のマッピングとして、図5(d)に示す輝度値を得る。この図5(d)に示す輝度値に対して、同様にまず時刻T1(輝度が存在する一番早い時間)を基準に、残留光応答モデルをあてはめることができるかを判定する。この場合、図5(e)に示すように、時刻T1を基準に残留光応答モデルを1つあてはめることができるので、時刻T1の1単位分の主発光として抽出する。そして、図5(c)において抽出した輝度値に1単位分の輝度値として加算する。よって、時刻T1の輝度値として輝度値B2を得る。
Next, the
次に制御部130は、図5(d)に示す状態の輝度値から、残留光応答モデルを1単位抽出した後の、輝度値のマッピングとして、図5(f)に示す輝度値を得る。この図5(f)に示す輝度値に対して、やはり同様にまず時刻T1を基準に、残留光応答モデルをあてはめることができるかを判定する。この場合、図5(g)に示すように、時刻T1を基準に残留光応答モデルを1つあてはめることができるので、時刻T1の1単位分の主発光として抽出する。そして、図5(e)までに抽出した輝度値に1単位分の輝度値として加算する。即ち、この時点で、時刻T1における輝度値は、B3となる。
Next, the
次に、制御部130は、図5(f)に示す状態の輝度値から、残留光応答モデルを1単位抽出した後の、輝度値のマッピングとして、図6(h)に示す輝度値を得る。この図6(h)に示す輝度値に対して、輝度が存在する一番早い時間を基準として、残留光応答モデルをあてはめることができるかを判定する。図6(h)の場合、時刻T1には、輝度値が存在しないので、制御部130は、時刻T2を基準に、残留光応答モデルをあてはめることができるかを判定する。この場合、図6(i)に示すように、時刻T2を基準に残留光応答モデルを1つあてはめることができるので、時刻T2の1単位分の主発光として抽出する。これによって、時刻T1におけるこの画素の輝度値はB3で確定する。また、この時点での時刻T2における輝度値は、B1となる。
Next, the
次に、制御部130は、図6(h)に示す状態の輝度値から、残留光応答モデルを1単位抽出した後の、輝度値のマッピングとして、図6(j)に示す輝度値を得る。この図6(j)に示す輝度値に対して、時刻T2を基準に、残留光応答モデルをあてはめることができるかを判定する。図6(k)に示すように、時刻T2を基準に残留光応答モデルを1つあてはめることができるので、時刻T2の1単位分の主発光として抽出する。これによって、この時点での時刻T2における輝度値は、B2となる。
Next, the
そして、制御部130は、図6(j)に示す輝度値から、残留光応答モデルを1単位抽出した後の、輝度値のマッピングとして、図6(l)に示す輝度値を得る。この図6(l)に示す輝度値に対して、輝度が存在する一番早い時間を基準として、残留光応答モデルをあてはめることができるか判定する。図6(l)の場合、時刻T2には、もはや輝度値が存在しないので、制御部130は、時刻T3を基準に、残留光応答モデルをあてはめることができるかを判定する。この場合、図6(m)に示すように、時刻T3を基準に残留光応答モデルを1つあてはめることができるので、時刻T3の1単位分の主発光として抽出する。これによって、時刻T2におけるこの画素の輝度値はB2で確定する。また、同処理によって、マッピングした輝度値がなくなるので、制御部130は、処理を終え、時刻T3におけるこの画素の輝度値はB1で確定する。
Then, the
したがって、応力検出システム100は、図6(h)に示す撮像部110が撮像した撮像映像から得られる輝度値は、実際には、図6(m)下段に示すような、時刻T1における輝度値がB3、時刻T2における輝度値がB2、時刻T3における輝度値がB1であることを特定することができる。
Therefore, in the
そして、制御部130(検出部133)は、特定したこの輝度値、即ち、残留光の成分を除去した輝度値に基づいて、応力発光体の応力を検出する。 Then, the control unit 130 (detection unit 133) detects the stress of the mechanoluminescent body based on the specified luminance value, that is, the luminance value from which the residual light component is removed.
<まとめ>
上記実施の形態に係る応力検出システム100によれば、主発光に伴う残留光の成分を撮像画像(映像)から除去したうえで、応力を検出することができるので、より正確な応力の検出を行うことができる。したがって、より正確な値の応力を測定できるとともに、残留光があった場合に、誤った応力を検出する可能性を低減し、製品等の設計に不備を来す可能性を低減することができる。
<Summary>
According to the
<補足>
上記実施の形態に係る応力検出システムは、上記実施の形態に限定されるものではなく、他の手法により実現されてもよいことは言うまでもない。以下、各種変形例について説明する。
<Supplement>
Needless to say, the stress detection system according to the above embodiment is not limited to the above embodiment, and may be realized by another method. Hereinafter, various modification examples will be described.
(1) 上記実施の形態においては、応力検出システム100は、撮像部110を備えることとしたが、撮像部110は、必ずしも備えていなくてもよい。応力検出システム100は、応力発光体を撮像した撮像映像の獲得さえできればよく、例えば、ネットワーク上などの何等かのメモリに記憶されている応力発光体を撮像した撮像映像を取得することとしてもよい。
(1) In the above embodiment, the
(2) 上記実施の形態においては、図3に示すフローチャートでは、撮像しつつ、応力を検出する例を示したが、これはその限りではない。荷重が加えられた応力発光体を撮像した一定以上の時間長の撮像映像を獲得してから、応力を検出する構成としてもよい。この場合、撮像映像の各フレームについて、図3のステップS403〜S405の処理を繰り返し実行するだけでよい。 (2) In the above embodiment, in the flowchart shown in FIG. 3, an example of detecting stress while imaging is shown, but this is not the case. The stress may be detected after acquiring an image captured for a certain period of time or longer by imaging the stressed mechanoluminescent body under load. In this case, it is only necessary to repeatedly execute the processes of steps S403 to S405 of FIG. 3 for each frame of the captured image.
(3) 上記実施の形態においては、特に記載していないが、記憶部140は、各種の条件に応じた複数の残留光応答モデルを記憶し、制御部130は、その条件に応じた残留光応答モデルを用いて、残留光の成分を除去し、応力を検出することとしてもよい。即ち、記憶部140は、残留光応答モデルを生成するもととなった力の大きさや力が加えられた時間、応力発光体の材質、応力発光物質の素材、温度や湿度などの環境など、様々な条件に基づく残留光応答モデルを記憶していてよく、応力検出システム100は、応力を検出するときの条件を取得して、応力を検出することとしてもよい。応力を検出するときの条件は、ユーザが入力することとしてもよいし、応力検出システム100に様々なセンサを備えることで、システムが特定することとしてもよい。
(3) Although not particularly described in the above embodiment, the
(4) 上記実施の形態においては、応力検出システムが応力を検出する手法として、応力検出システム100を構成する各機能部の機能を、プロセッサが応力検出プログラム等を実行することにより実現することとしているが、これは装置に集積回路(IC(Integrated Circuit)チップ、LSI(Large Scale Integration))等により形成された論理回路(ハードウェア)や専用回路、FPGA(Field Programmable Gate Array)等によって実現してもよい。また、これらの回路は、1または複数の集積回路により実現されてよく、上記実施の形態に示した複数の機能部の機能を1つの集積回路により実現されることとしてもよい。LSIは、集積度の違いにより、VLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIなどと呼称されることもある。すなわち、図4に示すように、応力検出システム100を構成する各機能部は、物理的な回路により実現されてもよい。即ち、図7(b)に示すように、応力検出システム100は、撮像回路110と、受付回路131と、輝度値算出回路132と、検出回路133として機能する制御回路130と、記憶回路140aとを備え、各回路は、上述の同名の各機能部と同様の機能を有することとしてよい。
(4) In the above embodiment, as a method for the stress detection system to detect stress, the functions of the functional units constituting the
また、上記応力検出プログラムは、プロセッサが読み取り可能な記録媒体に記録されていてよく、記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記応力検出プログラムは、当該応力検出プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記プロセッサに供給されてもよい。本発明は、上記応力検出プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 Further, the stress detection program may be recorded on a recording medium that can be read by a processor, and the recording medium may be a "non-temporary tangible medium" such as a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, or a programmable logic. A circuit or the like can be used. Further, the stress detection program may be supplied to the processor via an arbitrary transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the stress detection program. The present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the stress detection program is embodied by electronic transmission.
なお、上記応力検出プログラムは、例えば、ActionScript、JavaScript(登録商標)などのスクリプト言語、Objective-C、Java(登録商標)などのオブジェクト指向プログラミング言語、HTML5などのマークアップ言語などを用いて実装できる。 The stress detection program can be implemented using, for example, a script language such as ActionScript or JavaScript (registered trademark), an object-oriented programming language such as Objective-C or Java (registered trademark), or a markup language such as HTML5. ..
(5)上記実施の形態及び各補足に示した構成は、適宜組み合わせることとしてもよい。 (5) The above-described embodiment and the configurations shown in each supplement may be combined as appropriate.
100 応力検出システム
110 撮像部
130 制御部
131 受付部
132 輝度値算出部
133 検出部
140 記憶部
100
Claims (4)
応力発光体を撮像した撮像画像の入力を受け付ける受付部と、
前記応力発光体を撮像した撮像画像の各画素の輝度値から、前記残留光応答モデルに基づいて、前記残留光の輝度値を除去して主発光の輝度値を得る輝度値算出部と、
前記輝度値算出部が算出した輝度値に基づいて前記応力発光体に発生している応力を検出する検出部とを備える
応力検出システム。 A main light emission luminance value stress is light emitters Added to responsive to the load on the stress light-emitting body, the luminance of the main light emission is light that the main emission remaining in after a timing residual light A storage unit that stores a residual light response model that defines values and
A reception unit that accepts input of captured images of stress-stimulated luminescent materials,
A luminance value calculation unit that obtains a luminance value of the main emission by removing the luminance value of the residual light from the luminance value of each pixel of the captured image obtained by imaging the stress luminescent body based on the residual light response model.
A stress detection system including a detection unit that detects stress generated in the stress luminescent material based on the brightness value calculated by the brightness value calculation unit.
前記受付部は、前記撮像画像として、前記応力発光体を撮影した動画の入力を受け付けるものであり、
前記輝度値算出部は、前記受付部が受け付けた撮像画像の各画素から前記残留光応答モデルが含まれる単位数に基づいて、主発光の輝度値を得る
ことを特徴とする請求項1に記載の応力検出システム。 It said residual optical response model, principal emission and, there is shown a change in the time series of the residual Tomeko is a model for one of the main emission units,
The reception unit receives input of a moving image of the stress-stimulated luminescent material as the captured image.
The first aspect of claim 1, wherein the luminance value calculation unit obtains a luminance value of the main emission from each pixel of the captured image received by the reception unit based on the number of units including the residual light response model. Stress detection system.
応力発光体を撮像した撮像画像の入力を受け付ける受付ステップと、
前記応力発光体を撮像した撮像画像の各画素の輝度値から、前記残留光応答モデルに基づいて、前記残留光の輝度値を除去して主発光の輝度値を得る輝度算出ステップと、
前記輝度算出ステップにおいて算出した輝度値に基づいて前記応力発光体に発生している応力を検出する検出ステップとを含む
コンピュータが実行する応力検出方法。 A storage step for storing a residual light response model that defines a luminance value of the main emission and a luminance value of the residual light generated for the main emission.
A reception step that accepts input of a captured image of a stress-stimulated luminescent material,
A luminance calculation step of removing the luminance value of the residual light from the luminance value of each pixel of the captured image obtained by imaging the mechanoluminescent body to obtain the luminance value of the main emission based on the residual light response model.
Stress detection method computer comprising a detection step of detecting the bright Dosan out stress occurring in the stress emission based on the calculated brightness value in step executes.
応力発光体に加えられた荷重に即応して応力発光体が発する光である主発光の輝度値と、当該主発光があったタイミングより後において前記主発光が残留した光である残留光の輝度値とを定義した残留光応答モデルを記憶する記憶機能と、
応力発光体を撮像した撮像画像の入力を受け付ける受付機能と、
前記応力発光体を撮像した撮像画像の各画素の輝度値から、前記残留光応答モデルに基づいて、前記残留光の輝度値を除去して主発光の輝度値を得る輝度値算出機能と、
前記輝度値算出機能が算出した輝度値に基づいて前記応力発光体に発生している応力を検出する検出機能とを実現させる
応力検出プログラム。 On the computer
A main light emission luminance value stress is light emitters Added to responsive to the load on the stress light-emitting body, the luminance of the main light emission is light that the main emission remaining in after a timing residual light A storage function that stores a residual light response model that defines values and
A reception function that accepts input of captured images of stress-stimulated luminescent materials,
Based on the residual light response model, a brightness value calculation function for removing the brightness value of the residual light from the brightness value of each pixel of the captured image obtained by imaging the stress-stimulated luminescent material to obtain the brightness value of the main emission is used.
A stress detection program that realizes a detection function that detects the stress generated in the stress luminescent material based on the brightness value calculated by the brightness value calculation function.
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