JPH11304437A - Non-contact ductilometer - Google Patents

Non-contact ductilometer

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JPH11304437A
JPH11304437A JP11387598A JP11387598A JPH11304437A JP H11304437 A JPH11304437 A JP H11304437A JP 11387598 A JP11387598 A JP 11387598A JP 11387598 A JP11387598 A JP 11387598A JP H11304437 A JPH11304437 A JP H11304437A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
cameras
camera
test piece
elongation
Prior art date
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Pending
Application number
JP11387598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoto Watanabe
直人 渡邉
Nobunari Takahashi
信成 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Tobacco Inc
Original Assignee
Japan Tobacco Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Tobacco Inc filed Critical Japan Tobacco Inc
Priority to JP11387598A priority Critical patent/JPH11304437A/en
Publication of JPH11304437A publication Critical patent/JPH11304437A/en
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively position the cameras to the reference lines of a plurality of specimens in a lot by fitting the positions of two reference lines of the photographed specimen to the reference positions in an image, and measuring the elongation of the specimen on the basis of the positions of the cameras and the positions of the reference lines in the image in accordance with the displacement of the reference lines. SOLUTION: The cameras 1, 2 photographing the reference lines R1 , R2 on a specimen S are supported by the moving stages 5, 6, and movable in parallel in the elongating direction of the specimen S. A partial surface image of the specimen S photographed by the cameras 1, 2 and including the reference lines R1 , R2 are taken in a processing part 13 through the image processing parts 11, 12, and the processed images are displayed in parallel on a display 14. The operating part 13 detects the reference line image in each image, and detects the deviating quantity of the reference line from that located on the reference position, that is, the displacement position of the reference lines R1 , R2 in accompany with the elongation of the specimen S, on the basis of the difference between the position of the center of gravity and the predetermined reference position in the image.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、引っ張り試験に供
される試験片の伸びを該試験片とは非接触に計測する非
接触伸び計であって、特にロットを単位して試験される
ことの多い複数の試験片に対する試験効率の向上を図り
得る非接触伸び計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-contact extensometer for measuring the elongation of a test piece subjected to a tensile test in a non-contact manner with the test piece. The present invention relates to a non-contact extensometer capable of improving test efficiency for a plurality of test pieces having a large number.

【0002】[0002]

【関連する背景技術】材料試験機を用いた各種試験片の
引っ張り試験は、該試験片に引っ張り負荷を加えなが
ら、その引っ張り荷重と試験片の伸びとを計測して行わ
れる。特に最近では、レーザやラインセンサ等を用いて
試験片とは非接触に上記試験片の伸びを計測する非接触
伸び計が注目されている。この種の非接触伸び計は、基
本的には試験片にその伸び方向に所定の距離隔てて平行
に付した2本の標線を光学的に検出し、これらの標線間
の距離の変化からその伸び量を求めるものである。
2. Related Background Art A tensile test of various test pieces using a material testing machine is performed by applying a tensile load to the test pieces and measuring the tensile load and the elongation of the test pieces. In particular, recently, a non-contact extensometer that measures the elongation of the test piece without using a laser or a line sensor in a non-contact manner with the test piece has attracted attention. This type of non-contact extensometer basically detects two marked lines parallel to a test specimen at a predetermined distance in the direction of extension and optically detects the change in the distance between these marked lines. Is used to determine the elongation.

【0003】さて非接触伸び計の一方式として、例えば
実公平6−31365号公報に開示されるように、試験
片に付した2本の標線をそれぞれ撮像する2台のカメラ
(光学ヘッド)を前記試験片の伸び方向に平行移動可能
に設け、試験片の伸びに伴う前記標線の位置変化に追従
させて前記カメラをそれぞれ移動させながら、各カメラ
により光学的に検出される標線の位置に従って前記試験
片の伸びを計測するものがある。ちなみにこの公報に開
示される非接触伸び計は、カメラより撮像される画像中
の標線の位置が常に該画像の基準位置となるように上記
カメラの位置を移動制御し、このときのカメラ位置から
前記標線間の伸び量を計測するものである。
As one method of a non-contact extensometer, for example, as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. Hei 6-31365, two cameras (optical heads) for imaging two marked lines attached to a test piece, respectively. Is provided so as to be able to translate in the direction of extension of the test piece, and while moving the cameras respectively in accordance with the change in the position of the mark associated with the extension of the test piece, the Some of them measure the elongation of the test piece according to the position. Incidentally, the non-contact extensometer disclosed in this publication controls the movement of the camera so that the position of the marked line in the image picked up by the camera always becomes the reference position of the image. To measure the elongation between the marked lines.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種の試験
に供される試験片は、同形状のものを複数個まとめてロ
ットとして提供されることが多く、これらの試験片を順
に繰り返し試験した結果を総合的に評価することで、そ
の試験結果が求められる。
By the way, test pieces to be subjected to this type of test are often provided as a lot in which a plurality of test pieces of the same shape are put together. By comprehensively evaluating, the test results are required.

【0005】しかしながらこの場合、材料試験機に新た
な試験片を装着する都度、該試験片に付された標線に対
してカメラの位置を合わせる必要があり、その初期設定
処理が非常に煩わしいと言う問題がある。特に前記カメ
ラは、十分に高い計測精度を補償するべく前記標線を含
む試験片の表面像を大きな撮像倍率で撮像し、分解能の
高い画像を得る如く構成されている。この為、カメラの
視野範囲が狭く、標線に対するカメラ位置の初期設定設
定自体に手間が掛かることが否めない。
However, in this case, each time a new test piece is mounted on the material testing machine, it is necessary to adjust the position of the camera with respect to the marked line attached to the test piece, and the initial setting process is very troublesome. There is a problem to say. In particular, the camera is configured to capture a surface image of the test piece including the reference line at a large imaging magnification to obtain a high-resolution image in order to compensate for sufficiently high measurement accuracy. For this reason, the view range of the camera is narrow, and it is undeniable that the initial setting itself of the camera position with respect to the marked line is troublesome.

【0006】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、ロットを単位として引っ張り試
験に供される複数の試験片にそれぞれ付された標線に対
するカメラの位置合わせを効率的に実行することがで
き、試験効率の向上を図ることのできる非接触伸び計を
提供することにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to adjust the position of a camera with respect to mark lines attached to a plurality of test pieces to be subjected to a tensile test in lot units. An object of the present invention is to provide a non-contact extensometer which can be efficiently executed and which can improve test efficiency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
べく本発明に係る非接触伸び計は、試験片の伸び方向に
所定の距離を隔てて該試験片に平行に付された2本の標
線をそれぞれ撮像する第1および第2のカメラと、これ
らのカメラを前記試験片の伸び方向にそれぞれ移動自在
に支持した第1および第2の移動ステージとを備え、引
っ張り試験に供される前記試験片の伸びを前記各カメラ
により撮像された標線の画像に基づいて前記試験片と非
接触に検出するものであって、特に前記引っ張り試験の
開始に先立って前記第1および第2の移動ステージを駆
動して前記各カメラによりそれぞれ撮像された画像中の
前記各標線の位置を該画像の基準位置に合わせると共に
(カメラ位置初期設定手段)、この初期設定により基準
位置に合わせられた前記各カメラの位置を記憶し(記憶
手段)、前記引っ張り試験の実行による前記試験片の伸
びに伴う前記標線の位置変位に応じて前記第1および第
2の移動ステージを駆動しながら、前記各カメラの位置
と各カメラにより撮像された画像中の前記標線の位置と
に基づいて前記試験片の伸びを計測すると共に(計測手
段)、その引っ張り試験が終了したとき、前記記憶され
た各カメラの位置に従って前記第1および第2の移動ス
テージを駆動して各カメラを前記初期設定された位置に
復帰させる(原点復帰手段)ことを特徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, a non-contact extensometer according to the present invention comprises two non-contact extensometers attached in parallel to a specimen at a predetermined distance in the direction of extension of the specimen. First and second cameras that respectively image the marked lines, and first and second moving stages that support these cameras movably in the direction in which the test piece extends, respectively, and are subjected to a tensile test. Detecting the elongation of the test piece in a non-contact manner with the test piece based on the image of the marked line imaged by each of the cameras, and in particular, prior to the start of the tensile test, the first and the second The moving stage is driven to adjust the position of each mark in the image captured by each camera to the reference position of the image (camera position initial setting means). The position of each of the cameras is stored (storage means), and the first and second moving stages are driven in accordance with the displacement of the marking line accompanying the elongation of the test piece due to the execution of the tensile test. The elongation of the test piece is measured based on the position of each camera and the position of the marked line in the image taken by each camera (measuring means). When the tensile test is completed, each of the stored The apparatus is characterized in that the first and second moving stages are driven in accordance with the position of the camera to return each camera to the initially set position (origin return means).

【0008】即ち、本発明は、試験片に付されて光学的
な伸びの計測に利用される標線が、ロット毎に該ロット
に属する複数の試験片の略同一位置に付されることに着
目したもので、引っ張り試験の開始に先立って前記各カ
メラによりそれぞれ撮像された画像中における各標線の
位置を該画像の基準位置に合わせることでカメラ位置を
初期設定し、このカメラの初期設定位置を記憶する。そ
して引っ張り試験の実行に伴い前記標線の位置変位に追
従させながらカメラを移動させながら、画像中の標線イ
メージの位置とから試験片の伸びを計測し、該引っ張り
試験が終了したとき、前記記憶された初期設定位置に前
記各カメラを戻す制御手段(原点復帰手段)を備えたこ
とを特徴としている。
That is, according to the present invention, a marked line used for optical elongation measurement attached to a test piece is attached to substantially the same position of a plurality of test pieces belonging to the lot for each lot. Prior to the start of the tensile test, the camera position was initialized by adjusting the position of each marked line in the image captured by each camera to the reference position of the image, and the initial setting of this camera was performed. Remember the position. Then, while moving the camera while following the displacement of the marked line with the execution of the tensile test, the elongation of the test piece was measured from the position of the marked line image in the image, and when the tensile test was completed, Control means (origin return means) for returning the cameras to the stored initial setting positions is provided.

【0009】また本発明の好ましい態様は、請求項2に
記載するように前記カメラ位置初期設定手段において
は、前記各標線をそれぞれ視野する位置に前記第1およ
び第2のカメラの位置を粗調整した後、各カメラにより
それぞれ撮像された画像中の前記各標線の位置に従って
各標線の位置がそれぞれ該画像の基準位置となるように
前記第1および第2のカメラの位置を微調整することを
特徴としている。
According to a preferred aspect of the present invention, in the camera position initial setting means, the positions of the first and second cameras are roughly adjusted to positions where the respective marked lines are respectively viewed. After the adjustment, the positions of the first and second cameras are finely adjusted according to the positions of the marked lines in the images respectively captured by the cameras so that the positions of the marked lines become the reference positions of the images. It is characterized by doing.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る非接触伸び計について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A non-contact extensometer according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1はこの実施形態に係る非接触伸び計の
概略構成を示しており、Sは図示しない材料試験機に装
着されて引っ張り試験に供せられる試験片、R1,R2は
上記試験片Sに、予めその伸び方向に所定の距離を隔て
て平行に付された2本の標線である。これらの標線R1,
R2は、前記試験片Sの平行部に、例えば50mmの距
離を隔てて塗料等を用いて描かれた直線マークからな
る。尚、複数本の試験片Sがロットを単位として供給さ
れて引っ張り試験に供される場合には、これらの各試験
片Sの略同一位置に前記各標線R1,R2がそれぞれ付さ
れる。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a non-contact extensometer according to this embodiment, wherein S is a test piece mounted on a material tester (not shown) and subjected to a tensile test, and R1 and R2 are the test pieces described above. S are two marked lines which are previously provided in parallel with each other in the extending direction at a predetermined distance. These marking lines R1,
R2 is a straight line mark drawn using a paint or the like at a distance of, for example, 50 mm on a parallel portion of the test piece S. When a plurality of test pieces S are supplied in lots and subjected to a tensile test, the mark lines R1 and R2 are respectively attached to substantially the same positions of these test pieces S.

【0012】さて材料試験機に組み込まれて上記試験片
Sの伸びを、該試験片Sと非接触に計測する非接触伸び
計は、前記各標線R1,R2をそれぞれ撮像する高倍率の
第1および第2のカメラ1,2と、これらの各カメラ1,
2の側部に装着されて該カメラ1,2による撮像領域
(試験片Sの各標線部分)を照明する光源3,4とを備
えている。これらの各カメラ1,2は第1および第2の
移動ステージ5,6にそれぞれ支持されて、前記試験片
Sの伸び方向に平行移動自在に設けられている。ちなみ
に上記各ステージ5,6は、パルスモータ7,8により駆
動される送りねじ7a,8aに噛合し、前記パルスモータ
7,8の回転制御の下で前記試験片Sの伸び方向に移動
(上下動)されて位置調整されるようになっている。
A non-contact extensometer that is incorporated in a material testing machine and measures the elongation of the test piece S in a non-contact manner with the test piece S is a high-magnification second-order extensometer that images each of the marked lines R1 and R2. First and second cameras 1, 2 and each of these cameras 1, 2,
The light sources 3 and 4 are attached to the sides of the camera 2 and illuminate the imaging area (each marked portion of the test piece S) by the cameras 1 and 2. These cameras 1 and 2 are supported by first and second moving stages 5 and 6, respectively, and are provided so as to be able to move in parallel in the extending direction of the test piece S. Incidentally, each of the stages 5, 6 meshes with a feed screw 7a, 8a driven by a pulse motor 7, 8, and moves in the extension direction of the test piece S under the rotation control of the pulse motor 7, 8 (up and down). Movement) to adjust the position.

【0013】尚、前記カメラ1,2は、例えばCCDイ
メージセンサ(エリアセンサ)を撮像素子として内蔵
し、前記各標線R1,R2をそれぞれ含む前記試験片Sの
部分的な表面像を、例えば略等倍の撮像倍率で近接撮像
(マクロ撮影)して高解像度の画像信号を得る如く構成
される。またカメラ1,2による前記各標線R1,R2を含
む表面像の撮像は、後述するように合焦点状態で行わ
れ、これによって常に鮮明な画像が求められるようにな
っている。
Each of the cameras 1 and 2 incorporates, for example, a CCD image sensor (area sensor) as an image sensor, and captures a partial surface image of the test piece S including each of the reference lines R1 and R2, for example. It is configured to obtain a high-resolution image signal by performing close-up imaging (macro imaging) at approximately the same magnification. The imaging of the surface image including the reference lines R1 and R2 by the cameras 1 and 2 is performed in a focused state, as described later, so that a clear image is always obtained.

【0014】しかして上述した如く各カメラ1,2によ
り撮像された前記各標線R1,R2を含む試験片Sの部分
的な表面像(画像)は、画像処理部11,12を介して
CPUからなる演算処理部13に取り込まれると共に、
所定の画像処理が施されて、例えば図2に示すようにデ
ィスプレイ14上に並列に表示される。具体的には、図
2に示すようにディスプレイ14上に平行に並べて設定
された2つの画像表示領域A,Bに、上記演算処理部1
3にて画像処理が施された前記各標線イメージを含む画
像(処理画像)の表示が行われる。ちなみにここではデ
ィスプレイ14が横長の表示画面であることから、試験
片Sの伸び方向を横方向に設定し、前記各画像を横向き
にして上下に並べて表示するように前記各画像表示領域
A,Bが設定されている。尚、前記各カメラ1,2が撮像
した生の画像をTVモニタ(図示せず)に直接的に表示
しながら、前記演算処理部13にて求めた前記標線R1,
R2をそれぞれ含む処理画像を前記ディスプレイ14上
に表示するようにしても良い。
As described above, partial surface images (images) of the test piece S including the reference lines R1 and R2 captured by the cameras 1 and 2 are sent to the CPU via the image processing units 11 and 12. Is taken into the arithmetic processing unit 13 consisting of
After predetermined image processing is performed, the images are displayed in parallel on the display 14 as shown in FIG. 2, for example. Specifically, as shown in FIG. 2, the arithmetic processing unit 1 is provided in two image display areas A and B set in parallel on the display 14.
An image (processed image) including each of the marked line images subjected to the image processing in 3 is displayed. Incidentally, here, since the display 14 is a horizontally long display screen, the extending direction of the test piece S is set in the horizontal direction, and the image display areas A and B are displayed so that the images are displayed side by side in the horizontal direction. Is set. While the raw images captured by the cameras 1 and 2 are directly displayed on a TV monitor (not shown), the mark lines R1 and R1 obtained by the arithmetic processing unit 13 are displayed.
A processed image including each of R2 may be displayed on the display 14.

【0015】また前記ディスプレイ14には、図2に例
示するようにカメラ1,2の移動をマニュアル操作する
為のソフトスイッチや、カメラ1,2に対する初期設定
等を指示する為のソフトスイッチを表示したオペレーシ
ョン領域Cが設けられると共に、引っ張り試験により計
測された荷重と伸びとの関係をグラフ表示するグラフ表
示領域D等が設けられている。このようなディスプレイ
14の表示画面をインターフェースとして、引っ張り試
験に対する各種条件等の設定入力や、更には伸び計に対
する初期設定処理等が行われる。
As shown in FIG. 2, the display 14 displays a soft switch for manually operating the movement of the cameras 1 and 2 and a soft switch for instructing initial settings for the cameras 1 and 2. In addition to the operation area C, a graph display area D for graphically displaying the relationship between the load and the elongation measured by the tensile test is provided. Using such a display screen of the display 14 as an interface, setting input of various conditions and the like for a tensile test and further, initial setting processing for an extensometer and the like are performed.

【0016】一方、図1における前記演算処理部13
は、予め準備された伸び計測用のソフトウェア・アプリ
ケーションに従って前記各カメラ1,2により撮像され
た画像中における標線イメージを検出し、後述するよう
に該標線イメージの重心位置を求める機能を備えてい
る。そして各画像において求められた標線イメージの重
心位置と、予め設定された各画像中の基準位置(例えば
画像中心)との差(画像上の距離)から前記標線が上記
基準位置に位置付けられていた状態からの該標線のずれ
量、ひいては試験片Sの伸びに伴う標線R1,R2の変位
位置を検出するものとなっている。ちなみにこの演算
は、例えば前記カメラ1,2による撮像倍率と前記CC
Dイメージセンサの画素配列ピッチとに従って前記画像
における1画素間の当たりの距離(単位距離)を予め求
めておき、この単位距離を前記差(画像上の距離)に乗
じることによりなされる。尚、前記カメラ1,2により
求められた画像信号を、適宜、内挿演算を施しながら拡
大処理し、この拡大処理された画像から標線R1,R2の
変位位置を検出することによりその計測精度を高くする
ことも可能である。
On the other hand, the arithmetic processing unit 13 shown in FIG.
Has a function of detecting a mark image in an image captured by each of the cameras 1 and 2 according to a software application for elongation measurement prepared in advance and obtaining a center of gravity of the mark image as described later. ing. The reference line is positioned at the reference position from the difference (distance on the image) between the barycenter position of the reference line image obtained in each image and a preset reference position (eg, image center) in each image. The amount of deviation of the marked lines from the state in which they were moved, and thus the displacement positions of the marked lines R1 and R2 due to the elongation of the test piece S are detected. Incidentally, this calculation is based on, for example, the imaging magnification of the cameras 1 and 2 and the CC.
The distance (unit distance) between pixels in the image is determined in advance according to the pixel array pitch of the D image sensor, and the unit distance is multiplied by the difference (distance on the image). It should be noted that the image signals obtained by the cameras 1 and 2 are enlarged while appropriately performing an interpolation operation, and the displacement positions of the reference lines R1 and R2 are detected from the enlarged image to obtain the measurement accuracy. Can also be increased.

【0017】また前記演算処理部13は、前記カメラ
1,2によってそれぞれ撮像される画像中から前記標線
イメージが外れるような場合、換言すれば試験片の伸び
により標線R1,R2の位置が変位して前記各カメラ1,2
による撮像範囲の限界に達するようなとき、位置制御部
15,16を起動する。そしてそのときに画像上から求
められている標線イメージの重心位置と前記基準位置と
の差(画像上の距離)に従って、前記位置制御部15,
16の制御の下で前記パルスモータ7,8をそれぞれ駆
動し、前記試験片Sの伸びに伴う標線R1,R2の移動方
向にカメラ1,2をそれぞれ移動させている。上記位置
制御部15,16による前記各カメラ1,2の移動は、各
カメラ1,2によりそれぞれ撮像される画像中の標線イ
メージの重心位置が前記各画像における前記基準位置と
なるように、即ち、撮像画像における基準位置に前記標
線R1,R2を捉えるように前記各カメラ1,2の位置を制
御して行われる。具体的には各画像から求められる前記
標線イメージの重心位置と前記画面の基準位置との差に
相当する分、前記パルスモータ7,8を駆動することで
カメラ1,2を移動させ、これによって試験片Sの伸び
に伴う標線R1,R2の移動に追従してカメラ1,2の位置
を変化させるものとなっている。
When the mark image deviates from the images picked up by the cameras 1 and 2, respectively, the arithmetic processing unit 13 changes the positions of the mark lines R1 and R2 due to the extension of the test piece. Each camera 1 and 2
When the limit of the imaging range is reached, the position controllers 15 and 16 are activated. Then, according to the difference (distance on the image) between the barycentric position of the mark image obtained from the image and the reference position at that time, the position control unit 15,
Under the control of 16, the pulse motors 7 and 8 are respectively driven to move the cameras 1 and 2 in the moving directions of the marking lines R1 and R2 accompanying the elongation of the test piece S, respectively. The movement of each of the cameras 1 and 2 by the position controllers 15 and 16 is performed such that the center of gravity of the mark image in the image captured by each of the cameras 1 and 2 becomes the reference position in each of the images. That is, the position of each of the cameras 1 and 2 is controlled so that the reference lines R1 and R2 are captured at the reference position in the captured image. Specifically, the pulse motors 7 and 8 are driven to move the cameras 1 and 2 by the amount corresponding to the difference between the barycentric position of the mark image obtained from each image and the reference position of the screen. Thus, the positions of the cameras 1 and 2 are changed following the movement of the reference lines R1 and R2 accompanying the elongation of the test piece S.

【0018】ここで前記カメラ1,2によりそれぞれ撮
像された画像中における標線イメージの位置検出による
前記試験片Sの伸びの計測について説明すると、試験片
Sに付された2本の標線R1,R2は、図3に示すように
試験片Sの上方向への引っ張りによる該試験片Sの伸び
に伴い、次第に上方向に移動する。従って各標線R1,R
2をそれぞれ撮像する2台のカメラ1,2を、上記各標線
R1,R2の移動に伴って上方向に平行移動させ、常に各
標線R1,R2をその画像中心に捉えるようにすれば、各
カメラ1,2の移動距離から試験片Sの伸び量を求める
ことが可能となる。
Here, the measurement of the elongation of the test piece S by detecting the position of the mark image in the images captured by the cameras 1 and 2 will be described. Two mark lines R1 attached to the test piece S will be described. , R2 gradually move upward along with the elongation of the test piece S due to the upward pulling of the test piece S as shown in FIG. Therefore, each mark R1, R
If the two cameras 1 and 2 that respectively capture the image 2 are translated in the upward direction along with the movement of each of the above marked lines R1 and R2, each of the marked lines R1 and R2 is always captured at the center of the image. The amount of elongation of the test piece S can be obtained from the moving distance of each of the cameras 1 and 2.

【0019】具体的には上部カメラ(第1のカメラ)1
の移動量をCH、下部カメラ(第2のカメラ)2の移動
量をCLとした場合、試験片Sの標線間の伸び量Eは、 E=CH−CL として求めることができる。
Specifically, the upper camera (first camera) 1
Movement amount a C H of, when the lower camera (second camera) 2 for movement amounts and C L, elongation amount E between the marked line of the test piece S is be determined as E = C H -C L it can.

【0020】尚、カメラ1,2の位置を固定した状態に
おいて、各カメラ1,2によりそれぞれ撮像される画像
中における標線イメージの位置変化から、試験片Sの伸
びに伴う標線R1,R2の位置をそれぞれ求めることもで
きる。具体的には図4(a)(b)にそれぞれ示すように前
記カメラ1,2により撮像された画像における基準位置
からの前記各標線R1,R2の変位量LH,LLをそれぞれ求
める。そしてこれらの標線R1,R2の変位量LH,LLから
前述したように試験片Sの標線間の伸び量Eを E=LH−LL として等価的に求めることもできる。尚、上記変位量L
H,LLは、画像上で検出される標線イメージの変位量
に、画素ピッチや撮像倍率等に依存する係数を乗じて求
められる。
In a state where the positions of the cameras 1 and 2 are fixed, changes in the positions of the marked lines in the images picked up by the cameras 1 and 2 indicate that the marked lines R1 and R2 associated with the elongation of the test piece S. Can also be obtained for each position. Specifically, as shown in FIGS. 4A and 4B, displacement amounts L H and L L of the reference lines R1 and R2 from the reference position in the images captured by the cameras 1 and 2 are respectively obtained. . And it can also be determined these reference lines R1, R2 in the displacement amount L H, the elongation amount E between the marked line of the test piece S as described above from L L equivalently as E = L H -L L. The displacement L
H, L L is the displacement of the marked line image detected on the image is obtained by multiplying a coefficient which depends on the pixel pitch and the imaging magnification and the like.

【0021】しかしながらこのようにして求め得る標線
間の伸び量Eには限界があり、標線R1,R2がカメラ1,
2の視野から外れた場合には、当然のことながらその計
測ができなくなる。そこで前記演算処理部13では、前
記画像表示領域A,Bにそれぞれ表示される標線イメー
ジの表示位置を監視している。そしてその位置が前記各
画像の予め定められた撮像範囲の限界に達したとき、前
記パルスモータ7,8を駆動することで各カメラ1,2が
その基準位置に前記標線R1,R2を捉えるように、その
カメラ位置を移動させるものとなっている。そしてこの
ときの各カメラ1,2の移動量CH,CLを加えながら、前
述した如く各画像中の標線イメージの位置から求められ
る標線R1,R2の変位量LH,LLに基づいて標線間の伸び
量Eを E=(LH+CH)−(LL+CL) として求めるものとなっている。
However, there is a limit to the amount of elongation E between the marked lines that can be obtained in this way, and the marked lines R1 and R2 are
If it deviates from the field of view of 2, it cannot be measured naturally. Therefore, the arithmetic processing unit 13 monitors the display position of the mark image displayed in each of the image display areas A and B. Then, when the position reaches the limit of a predetermined imaging range of each image, each of the cameras 1 and 2 catches the mark lines R1 and R2 at their reference positions by driving the pulse motors 7 and 8. Thus, the camera position is moved. Then, while adding the movement amounts C H and C L of the cameras 1 and 2 at this time, as described above, the displacement amounts L H and L L of the marking lines R1 and R2 obtained from the positions of the marking lines images in each image as described above. based on E the elongation amount E between marked lines = (L H + C H) - has become a obtained as (L L + C L).

【0022】次に前記カメラ1,2によりそれぞれ撮像
された画像中における標線イメージの検出処理について
説明する。カメラ1,2によりそれぞれ撮像された画像
中における標線イメージの位置検出は、例えば図5(a)
(b)にその概念を示すように試験片Sの伸び方向におけ
る画像信号レベルの分布に基づき、その画像信号成分の
重心位置を求めることによりなされている。
Next, a description will be given of a process of detecting a marked line image in an image captured by each of the cameras 1 and 2. The detection of the position of the marked line image in the image captured by each of the cameras 1 and 2 is performed, for example, as shown in FIG.
As shown in (b), the concept is obtained by obtaining the position of the center of gravity of the image signal component based on the distribution of the image signal level in the direction of extension of the test piece S.

【0023】具体的には、標線Rを含んで撮像された画
像信号を、例えば試験片Sの表面状態に依存するノイズ
成分のレベルNに着目し、このレベルNを超える画像信
号領域での画像信号成分だけを抽出する。そして抽出し
た画像信号領域における画像信号の伸び方向における分
布の重心位置を上記標線イメージの位置として評価す
る。即ち、試験片Sの伸び方向における上記画像信号成
分(例えば輝度信号レベル)の分布を求め、この画像信
号成分の分布から標線イメージの重心位置Gを求める。
より具体的には試験片Sの伸び方向の各位置m(m=1,
2,3,…)における画像信号のレベルをAmとした場合、
その画像信号の分布はA1,A2,A3,…の系列として示さ
れる。しかして画像信号の分布の重心Gは、上記信号系
列A1,A2,A3,…により表される面積領域の重心として
表されるから、 G=Σ(m・Am)/ΣAm (m=1,2,3,…) として求めることができる。このようにして求められる
画像信号の分布の重心Gは、その分布形状そのものを反
映したものであり、標線Rの伸びや、これに伴う画像信
号のレベル変化の影響を殆ど受けることがないので、こ
れを標線R自体の基準位置として捉えることができる。
More specifically, an image signal captured including the reference line R is focused on, for example, the level N of a noise component depending on the surface state of the test piece S. Extract only image signal components. Then, the position of the center of gravity of the distribution of the image signal in the extension direction in the extracted image signal area is evaluated as the position of the mark image. That is, the distribution of the image signal component (for example, the luminance signal level) in the extension direction of the test piece S is obtained, and the barycenter position G of the mark image is obtained from the distribution of the image signal component.
More specifically, each position m in the elongation direction of the test piece S (m = 1,
2,3, when the level of the image signal is a A m in ...),
The distribution of the image signal is shown as a sequence of A 1 , A 2 , A 3 ,. Since the center of gravity G of the distribution of the image signal is represented as the center of gravity of the area represented by the signal sequence A 1 , A 2 , A 3 ,..., G = Σ (m · A m ) / ΣA m (M = 1, 2, 3,...). The center of gravity G of the distribution of the image signal obtained in this way reflects the distribution shape itself, and is hardly affected by the elongation of the reference line R and the level change of the image signal accompanying this. , Can be regarded as the reference position of the reference line R itself.

【0024】ちなみに前記画像信号を所定のレベルにて
2値化した場合、図5(a)(b)中に併せて示すように、
2値化信号として示される標線Rの幅は、その2値化の
レベルによって変化することが否めない。特に標線Rの
エッジ部分のようにその画像信号のレベル変化は、伸び
の程度による影響を大きく受けるので、設定された2値
化閾値のレベルによって標線Rの幅が大きく変化する。
しかもノイズによって画像信号のレベルが大きく変化し
た場合、その影響を受けることも否めない。
When the image signal is binarized at a predetermined level, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b),
It cannot be denied that the width of the reference line R shown as a binarized signal changes depending on the binarization level. In particular, since the level change of the image signal is greatly affected by the degree of elongation like the edge portion of the marking line R, the width of the marking line R greatly changes depending on the level of the set binarization threshold.
In addition, when the level of the image signal greatly changes due to noise, it cannot be denied that the level is affected by the noise.

【0025】この点、上述したように画像信号(画像信
号レベルA)の分布からその重心Gを求めれば、2値化
に伴う誤差要因が入り込むことがないので、標線R(標
線イメージ)の位置をその重心として簡易に、且つ高精
度に評価することが可能となる。特に試験片Sの伸びに
伴って図5(b)に示すように該試験片Sに付した標線R
の幅が広がり、且つ画像信号のレベルAが低くなるよう
な場合であっても、該標線Rの位置(重心)を正確に検
出することが可能となる。また前述したように試験片S
の表面状態に応じたノイズ成分のレベルNに従ってその
ノイズ成分を除去し、上記レベルNを超える画像信号領
域における画像信号成分だけに着目しているので、試験
片Sの表面状態に起因するノイズの影響を受けることな
しに、標線イメージの重心位置Gを検出し、標線R(標
線イメージ)の位置を正確に求めることが可能となる。
In this regard, if the center of gravity G is obtained from the distribution of the image signal (image signal level A) as described above, an error factor accompanying the binarization does not enter, so that the reference line R (reference line image) Can be simply and highly accurately evaluated as the position of the center of gravity. In particular, as shown in FIG. 5 (b), the mark R
Is widened and the level A of the image signal is low, the position (center of gravity) of the reference line R can be accurately detected. As described above, the test piece S
The noise component is removed in accordance with the level N of the noise component corresponding to the surface state of the test piece S, and attention is paid only to the image signal component in the image signal area exceeding the level N. Without being affected, the position of the center of gravity G of the marked line image can be detected, and the position of the marked line R (marked line image) can be accurately obtained.

【0026】尚、上述した画像信号の分布に基づく重心
位置の検出については、より好ましくは、例えば図6に
示すように標線Rを含む画像中の予め定めた計測領域X
における各位置での画像信号の前記試験片Sの伸び方向
と直交する向きの射影成分(画像信号の和)を求め、こ
の射影成分における前記伸び方向の分布からその重心G
を求めるようにすれば良い。このようにすれば、標線イ
メージを含む面積領域と、該面積領域における前記画像
信号成分とからなる3次元空間における重心が求められ
ることになるので、標線Rのエッジ部分REでのかすれ
や揺らぎ等に起因してそのエッジ自体が不鮮明になる場
合であっても、これに左右されることなく該標線Rの位
置(重心)を正確に求めることが可能となる等の利点が
ある。
The detection of the position of the center of gravity based on the distribution of the image signals described above is more preferably performed, for example, as shown in FIG.
The projection component (sum of the image signal) of the image signal at each position in the direction orthogonal to the direction of extension of the test piece S is obtained, and the center of gravity G is obtained from the distribution of the projection component in the extension direction.
What should I do? Thus, the area region including the marked line image, it means that the center of gravity is determined in a three-dimensional space of said image signal component in said area region, blurring at the edge portion R E of the marked line R Even when the edge itself becomes unclear due to fluctuation or fluctuation, there is an advantage that the position (center of gravity) of the reference line R can be accurately obtained without being influenced by the edge. .

【0027】基本的には上述した各機能を備えて構成さ
れる非接触伸び計において、この発明に係る非接触伸び
計が特徴とするところは、前記演算処理部13において
引っ張り試験の開始に先立って前記カメラ1,2の位置
を初期設定する機能(カメラ位置初期設定手段)を備え
ると共にこの初期設定位置を記憶する機能(カメラ位置
記憶手段)、そして引っ張り試験が終了したとき、該引
っ張り試験の実行による試験片Sの伸びに伴う標線R1,
R2の変位に追従して移動した前記各カメラ1,2の位置
を初期位置(原点)に復帰させる機能(原点復帰手段)
を備えた点にある。尚、ここでの原点とは、ロット中の
最初の試験片Sに付された標線R1,R2のカメラ1,2で
撮像したイメージの初期重心位置を指す。
Basically, the non-contact extensometer according to the present invention, which is provided with the above-described functions, is characterized in that the arithmetic processing section 13 starts the tensile test prior to the start of the tensile test. And a function for initializing the positions of the cameras 1 and 2 (camera position initializing means) and a function for storing the initial setting positions (camera position storing means). Marking line R1, accompanying the elongation of test piece S by execution
Function for returning the positions of the cameras 1 and 2 moved following the displacement of R2 to the initial position (origin) (origin return means)
It is in the point with. Here, the origin refers to the initial center of gravity position of the image taken by the cameras 1 and 2 of the reference lines R1 and R2 attached to the first test piece S in the lot.

【0028】これらの特徴的な機能について説明する
と、前記カメラ位置初期設定手段およびカメラ位置記憶
手段は、例えば図7〜図11に示す処理手順によって実
現されている。また原点復帰手段は、例えば図12に示
す処理手順によって実現されている。これらの処理手順
は、試験片Sの表面像を前記カメラ1,2によってそれ
ぞれ撮像した画像を処理しながら、前記位置制御部1
5,16を介して前記パルスモータ7,8をそれぞれ駆動
し、これによって前記カメラ1,2を上下動させてその
位置(カメラ位置)を調整することによって実行され
る。
Explaining these characteristic functions, the camera position initial setting means and the camera position storage means are realized by, for example, the processing procedures shown in FIGS. The origin return means is realized by, for example, the processing procedure shown in FIG. In these processing procedures, while processing the images of the surface image of the test piece S captured by the cameras 1 and 2,
The operation is performed by driving the pulse motors 7 and 8 via the reference numerals 5 and 16, respectively, thereby moving the cameras 1 and 2 up and down to adjust their positions (camera positions).

【0029】即ち、図7〜図11に示す初期設定処理
は、最初の試験片Sを材料試験機に装着した後、その引
っ張り試験の開始に先立って実行される。この処理は、
先ず各種のエラー検出処理を実行し、エラーが発生して
いないことを確認した後に開始される[ステップS
1]。エラーの発生が検出された場合には、当然のこと
ながらそのエラーに対する復旧処理が実行される。
That is, the initial setting processing shown in FIGS. 7 to 11 is executed before the tensile test is started after the first test piece S is mounted on the material testing machine. This process
First, various error detection processes are executed and started after confirming that no error has occurred [step S
1]. When occurrence of an error is detected, a recovery process for the error is executed as a matter of course.

【0030】しかしてエラーがないことが確認されたな
らば、次に第1のカメラ(上部カメラ)1がその視野に
標線R1を捉えているか否かの判定が行われる[ステッ
プS2]。この判定は、カメラ1によって撮像された画
像中において、その背景となる試験片Sの表面部分に相
当する画像信号レベルに比較してレベルが大きく異なる
標線イメージが検出されるか否かを調べることによって
なされる。しかしてカメラ1により撮像された画像から
標線が検出された場合には、同様にして第2のカメラ
(下部カメラ)2がその視野に標線R2を捉えているか
否かの判定が行われる[ステップS3]。尚、前記カメ
ラ1が標線R1を視野に捉えていない場合においても、
同様に第2のカメラ2が標線R2を捉えているか否かの
判定が行われる[ステップS4]。
If it is confirmed that there is no error, then it is determined whether or not the first camera (upper camera) 1 has captured the mark R1 in its field of view [step S2]. This determination is made to determine whether or not a mark image whose level is significantly different from the image signal level corresponding to the surface portion of the test piece S serving as the background is detected in the image captured by the camera 1. It is done by things. However, when a mark is detected from the image captured by the camera 1, it is similarly determined whether or not the second camera (lower camera) 2 has captured the mark R2 in its field of view. [Step S3]. Incidentally, even when the camera 1 does not view the mark R1 in the field of view,
Similarly, it is determined whether or not the second camera 2 is capturing the mark R2 [Step S4].

【0031】しかして前記ステップS2,3の判定処理
において、前記各カメラ1,2が標線R1,R2をそれぞれ
その視野に捉えていることが確認されたときには、試験
片Sに付された2本の標線R1,R2に対して第1および
第2のカメラ1,2がそれぞれ概略的に位置調整(粗調
整)されていると判断される。そしてこの場合には、各
カメラ1,2によりそれぞれ得られた画像中から、前述
したようにして標線イメージの重心位置Gを求め、該標
線イメージの重心位置Gと該画像の基準位置との距離を
それぞれ求める[ステップS5]。そして各画像上での
距離から、カメラ1,2の撮像基準位置(カメラ位置)
と前記各標線R1,R2のイメージの重心位置との実際の
ずれ量を、カメラ1,2により撮像される画像の基準位
置に該標線R1,R2をそれぞれ捉えるべくカメラ移動量
として算出する[ステップS6]。
When it is confirmed that the cameras 1 and 2 respectively capture the marking lines R1 and R2 in their respective fields of view in the determination processing of the steps S2 and S3, 2 It is determined that the positions of the first and second cameras 1 and 2 are roughly adjusted (coarsely adjusted) with respect to the two marked lines R1 and R2. In this case, the center of gravity G of the mark image is obtained from the images obtained by the cameras 1 and 2 as described above, and the center of gravity G of the mark image and the reference position of the image are determined. Are obtained [Step S5]. Then, based on the distance on each image, the imaging reference position (camera position) of the cameras 1 and 2
And the actual shift amount between the center of gravity of the image of each of the marked lines R1 and R2 is calculated as the camera movement amount so as to capture the marked lines R1 and R2 at the reference positions of the images captured by the cameras 1 and 2, respectively. [Step S6].

【0032】このようにして求められるカメラ移動量に
従って前記各位置制御部15,16を介してパルスモー
タ7,8をそれぞれ駆動し、前記標線イメージの重心位
置Gが画像基準位置となるように、換言すれば各標線R
1,R2のイメージがそれぞれ画像の基準位置に捉えられ
るように各カメラ1,2の位置を調整する[ステップS
7]。このような位置制御により前記各カメラ1,2が
試験片Sに付された標線R1,R2の位置にそれぞれ初期
設定されることになり(標線重心位置が基準位置と略重
なる)、これらのカメラ位置を、上記試験片Sを含むロ
ットの各試験片をそれぞれ引っ張り試験する上での原点
位置として記憶する[ステップS8]。をそれぞれ引っ
張り試験する上での原点位置として記憶する[ステップ
S8]。
The pulse motors 7, 8 are respectively driven via the position control units 15, 16 in accordance with the camera movement amounts obtained in this manner, so that the center of gravity G of the mark image becomes the image reference position. , In other words, each mark R
The positions of the cameras 1 and 2 are adjusted so that the images of R1 and R2 are respectively captured at the reference positions of the images [Step S
7]. By such position control, each of the cameras 1 and 2 is initially set to the positions of the marking lines R1 and R2 attached to the test piece S (the center of gravity of the marking line substantially overlaps the reference position). Is stored as the origin position in each of the test pieces of the lot including the test piece S in the tensile test [Step S8]. Are stored as the origin positions in the tensile test, respectively (step S8).

【0033】ところで上部カメラ1にて標線R1を捉え
ているにも拘わらず、下部カメラ2が標線R2を捉えて
いない場合、前述したステップS3の判定処理の下で図
8に示すような下部カメラ2に対する粗調整処理が実行
される。この処理は、先ず下部カメラ2を徐々に下方向
に移動させながら[ステップS11]、下部カメラ2が
その下限端に達する前に該下部カメラ2によって標線R
2が検出されるか否かを判定する[ステップS12,S1
3]。そしてカメラ2の下方向への移動により標線R2
が検出された場合には、これによって下部カメラ2に対
する粗調整が完了したとして前述した図7に示すステッ
プS5からの微調整処理に戻る。これに対して下限端に
達したにも拘わらず、下部カメラ2により標線R2が検
出されない場合には、これをエラーとして判定する[ス
テップS12]。そしてエラー復帰処理[ステップS1
4]を待って、次に示す下部カメラ2の開始位置復帰処
理[ステップS15]を実行する。
When the lower camera 2 does not catch the mark R2 in spite of the fact that the upper camera 1 catches the mark R1, the following processing is performed as shown in FIG. A rough adjustment process is performed on the lower camera 2. In this process, the lower camera 2 is first moved gradually downward (step S11), and before the lower camera 2 reaches its lower limit end, the mark R
It is determined whether or not No. 2 is detected [Steps S12, S1
3]. When the camera 2 moves downward, the marking line R2
Is detected, it is determined that the coarse adjustment for the lower camera 2 has been completed, and the process returns to the fine adjustment process from step S5 shown in FIG. 7 described above. On the other hand, if the mark R2 is not detected by the lower camera 2 despite reaching the lower limit, this is determined as an error [Step S12]. Then, the error recovery process [Step S1
4], the following start position return processing of the lower camera 2 [Step S15] is executed.

【0034】しかして開始位置復帰処理がなされたなら
ば、次に下部カメラ2を徐々に上方向に移動させながら
[ステップS16]、該カメラ2が上部カメラ1と接触
しないか、更には下部カメラ2がその移動上限端に達し
たかを逐次判定し[ステップS17,S18]、該下部
カメラ2によって標線R2が検出されるか否かを判定す
る[ステップS19]。そしてこの下部カメラ2の上方
向への移動によって標線R2が検出された場合には、こ
れによって下部カメラ2に対する粗調整が完了したとし
て前述した図7に示すステップS5からの微調整処理に
戻る。
After the start position return processing has been performed, the lower camera 2 is gradually moved upward (step S16). It is sequentially determined whether or not 2 has reached the upper limit of the movement (steps S17, S18), and it is determined whether or not the lower camera 2 detects the mark R2 (step S19). If the lower camera 2 is moved upward to detect the mark R2, it is determined that the coarse adjustment for the lower camera 2 has been completed, and the process returns to the fine adjustment process from step S5 shown in FIG. .

【0035】このような処理手順により下部カメラ2に
対する粗調整が実行さることで、上部カメラ1に加えて
下部カメラ2においても標線R2が捉えられることにな
る。尚、下部カメラ2の上方向への移動時に上部カメラ
1との接触が検出されたとき[ステップS17]、或い
は下部カメラ2が移動上限端に達したことが検出された
場合には[ステップS18]、何らかの異常(エラー)
があるとして前述した一連の初期設定処理を中止する。
By performing the rough adjustment for the lower camera 2 according to such a processing procedure, the marking line R2 is captured not only by the upper camera 1 but also by the lower camera 2. When contact with the upper camera 1 is detected during the upward movement of the lower camera 2 [Step S17], or when it is detected that the lower camera 2 has reached the upper limit of the movement [Step S18]. ], Some abnormality (error)
As a result, the series of initial setting processing described above is stopped.

【0036】一方、前述した図7に示すステップS2に
おいて上部カメラ1が標線R1を捉えていないことが判
断された後、ステップS4において下部カメラ2が標線
R2を捉えていることが確認された場合には、図9に示
す粗調整処理が実行される。この処理は、基本的には図
8に示した下部カメラ2に対する粗調整処理と同様なも
ので、カメラ1の移動の向きを異ならせて実行される。
On the other hand, after it is determined in step S2 shown in FIG. 7 that the upper camera 1 has not captured the mark R1, it is confirmed in step S4 that the lower camera 2 has captured the mark R2. In such a case, the rough adjustment process shown in FIG. 9 is executed. This process is basically the same as the coarse adjustment process for the lower camera 2 shown in FIG. 8, and is executed by changing the direction of movement of the camera 1.

【0037】具体的には上部カメラ1を徐々に上方向に
移動させながら[ステップS21]、上部カメラ1がそ
の上限端に達する前に該上部カメラ1が標線R1を検出
するか否かを判定する[ステップS22,S23]。そ
して標線R1が検出された場合には、上部カメラ1に対
する粗調整が完了したとして前述した図7に示すステッ
プS5からの微調整処理に戻る。これに対して標線R1
が検出されない場合には、エラー復帰処理[ステップS
24]を待って、上部カメラ1の開始位置復帰処理[ス
テップS25]を実行する。
More specifically, while gradually moving the upper camera 1 upward (step S21), it is determined whether or not the upper camera 1 detects the mark R1 before the upper camera 1 reaches its upper end. Judge [Steps S22, S23]. When the marker line R1 is detected, it is determined that the coarse adjustment for the upper camera 1 has been completed, and the process returns to the fine adjustment process from step S5 shown in FIG. On the other hand, the mark R1
Is not detected, an error recovery process [Step S
24], the start position return process of the upper camera 1 [Step S25] is executed.

【0038】そして上部カメラ1の開始位置復帰処理が
なされたならば、次に上部カメラ1を徐々に上方向に移
動させながら[ステップS26]、標線R1が検出され
るか否かを判定する[ステップS29]。この際、該2
つのカメラが接触しないか、更にはその移動下限端に達
したかを逐次判定し[ステップS27,S28]、これ
らの異常が検出された場合には、その一連の処理を中止
する。
After the start position return processing of the upper camera 1 is performed, it is determined whether or not the mark R1 is detected while the upper camera 1 is gradually moved upward [step S26]. [Step S29]. At this time, the 2
It is sequentially determined whether the two cameras do not touch each other, or further, reaches the lower limit of the movement [Steps S27 and S28]. When these abnormalities are detected, the series of processing is stopped.

【0039】しかして上部カメラ1の下方向への移動に
よって標線R1が検出された場合には、これによって上
部カメラ1に対する粗調整が完了したとして前述した図
7に示すステップS5からの微調整処理に戻る。つまり
上記処理手順により上部カメラ1に対する粗調整が実行
さることで、下部カメラ2に加えて上部カメラ1におい
ても標線R1が捉えられることになる。
When the mark R1 is detected by the downward movement of the upper camera 1, it is determined that the coarse adjustment for the upper camera 1 has been completed, and the fine adjustment from step S5 shown in FIG. Return to processing. That is, by performing the coarse adjustment on the upper camera 1 according to the above-described processing procedure, the mark line R1 is captured not only by the lower camera 2 but also by the upper camera 1.

【0040】ところで図7に示す判定処理において、上
部カメラ1および下部カメラ2が共に標線R1,R2を捉
えていないことが判定された場合には、図10および図
11に示す処理手順が実行される。この処理も基本的に
は前述した図8および図9に示す粗調整処理と同様に実
行されるが、この場合には先ず下部カメラ2を下方向に
移動させながら[ステップS31]、その下限端に達す
る前に標線R2が捉えられるか否かを判定する[ステッ
プS32,S33]。そしてこの処理手順によって下部
カメラ2により標線R2が捉えられた場合には、前述し
た図9に示す上部カメラ1の粗調整処理に移行する。
In the determination process shown in FIG. 7, when it is determined that neither the upper camera 1 nor the lower camera 2 is capturing the marking lines R1 and R2, the processing procedure shown in FIGS. 10 and 11 is executed. Is done. This processing is also basically performed in the same manner as the coarse adjustment processing shown in FIGS. 8 and 9 described above. In this case, while first moving the lower camera 2 downward [step S31], the lower end It is determined whether or not the marking line R2 is caught before reaching [Steps S32 and S33]. When the lower camera 2 catches the mark R2 by this processing procedure, the process shifts to the above-described coarse adjustment processing of the upper camera 1 shown in FIG.

【0041】しかし下部カメラ2がその下限端に達した
にも拘わらず標線R2が検出されない場合には、これに
対するエラー復帰処理を待って[ステップS34]、前
記下部カメラ2を一旦、その開始位置に復帰させる[ス
テップS35]。そして今度は上部カメラ1を上方向に
移動させながら[ステップS36]、その上限端に達す
る前に標線R1が捉えられるか否かを判定する[ステッ
プS37,S38]。そしてこの処理手順によって上部
カメラ1により標線R1が捉えられた場合には、前述し
た図8に示す下部カメラ2の粗調整処理に移行する。
However, if the lower line 2 does not detect the mark R2 even though the lower camera 2 has reached its lower limit, an error recovery process for this is waited (step S34), and the lower camera 2 is once started. It returns to the position [Step S35]. Then, while moving the upper camera 1 upward (step S36), it is determined whether or not the marking line R1 can be captured before reaching the upper end thereof (steps S37, S38). Then, when the upper camera 1 catches the mark line R1 by this processing procedure, the processing shifts to the above-described coarse adjustment processing of the lower camera 2 shown in FIG.

【0042】これに対して上部カメラ1がその上限端に
達したにも拘わらず標線R1が検出されない場合には、
これに対するエラー復帰処理を待って[ステップS3
9]、図11に示すように前記上部カメラ1を一旦、そ
の開始位置に復帰させる[ステップS41]。
On the other hand, if the mark R1 is not detected even though the upper camera 1 has reached its upper limit,
Wait for an error recovery process for this [Step S3
9] Then, as shown in FIG. 11, the upper camera 1 is temporarily returned to its start position [Step S41].

【0043】その後、今度は前記下部カメラ2を徐々に
上方向に移動させながら[ステップS42]、該下部カ
メラ2によって標線R2が検出されるか否かを判定する
[ステップS43]。この際、2つのカメラが接触しな
いか、更にはその移動上限端に達したかを逐次判定し
[ステップS43,S44]、これらの異常が検出され
た場合には、その一連の処理を中止する。そしてこの処
理手順によって下部カメラ2により標線R2が捉えられ
た場合には、前述した図9に示す上部カメラ1の粗調整
処理に移行する。
Thereafter, while gradually moving the lower camera 2 upward (step S42), it is determined whether or not the marker R2 is detected by the lower camera 2 (step S43). At this time, it is sequentially determined whether the two cameras do not touch each other or whether the two cameras have reached the upper limit of the movement [Steps S43 and S44]. If these abnormalities are detected, the series of processing is stopped. . When the lower camera 2 catches the mark R2 by this processing procedure, the process shifts to the above-described coarse adjustment processing of the upper camera 1 shown in FIG.

【0044】以上のような図8〜図11に示す処理を実
行することにより、上部カメラ1または下部カメラ2が
標線R1,R2を捉えていない場合、そのときの状況に応
じてカメラ1,2が移動制御されて各カメラ1,2が標線
R1,R2をそれぞれ捉えるように、そのカメラ位置が粗
調整される。そして各カメラ1,2が標線R1,R2をそれ
ぞれ捉えた状態において前述した図7に示すステップS
5〜S7に示す処理が実行されて各標線R1,R2に対す
る位置合わせが行われ、その位置が原点位置として記憶
されることになる。
By executing the processing shown in FIGS. 8 to 11 as described above, when the upper camera 1 or the lower camera 2 does not catch the marking lines R1 and R2, the cameras 1 and 2 are changed according to the situation at that time. The camera position is roughly adjusted so that the cameras 2 are controlled to move so that the cameras 1 and 2 respectively capture the marked lines R1 and R2. Then, in a state where the cameras 1 and 2 respectively capture the marking lines R1 and R2, the above-described step S shown in FIG.
The processing shown in steps S5 to S7 is executed to perform alignment with respect to each of the marking lines R1 and R2, and the position is stored as the origin position.

【0045】さて上述した如くしてカメラ1,2に対す
る初期位置の設定が完了すると、図12に示す処理手順
に従って試験片Sに対する引っ張り試験が実行される。
この処理は、材料試験機に試験片Sを装着した状態にお
いて、試験開始の指示を待って実行される。そして予め
設定された試験条件の下で試験片Sに対して引っ張り負
荷を加えながら、そのときの引っ張り荷重と、前述した
如く構成された非接触伸び計により試験片Sの伸び、具
体的には2本の標線R1,R2間の伸びを所定の周期でそ
れぞれ計測しながら実行される[ステップS52]。
When the setting of the initial positions for the cameras 1 and 2 is completed as described above, a tensile test is performed on the test piece S according to the processing procedure shown in FIG.
This process is executed in a state where the test piece S is mounted on the material testing machine, after waiting for a test start instruction. Then, while applying a tensile load to the test piece S under test conditions set in advance, the tensile load at that time and the elongation of the test piece S by the non-contact extensometer configured as described above, specifically, This is executed while measuring the elongation between the two marked lines R1 and R2 at a predetermined cycle, respectively (step S52).

【0046】ちなみにこのような引っ張り試験は、例え
ば引っ張りに伴う試験片Sの破断が検出されるまで繰り
返し実行される[ステップS53]。尚、予め設定され
た伸び量まで試験片Sが伸びたことが確認された場合に
は、その時点で引っ張り試験を終了する場合もある。し
かして試験片Sが破断してその引っ張り試験が終了した
場合、材料試験機から破断した試験片Sが取り外され
る。また破断に至る前に引っ張り試験が終了した場合に
は、そのときの引っ張り負荷を解除した上で該試験片S
の取り外しが行われる。
Incidentally, such a tensile test is repeatedly executed until, for example, the breakage of the test piece S due to the pulling is detected [Step S53]. In addition, when it is confirmed that the test piece S has been elongated to the preset amount of elongation, the tensile test may be terminated at that time. If the test piece S breaks and the tensile test is completed, the broken test piece S is removed from the material testing machine. If the tensile test is completed before breaking, the tensile load at that time is released and the test piece S
Is removed.

【0047】その後、材料試験機は、次の試験片Sに対
する引っ張り試験に供されることになるが、この際、こ
の発明に係る非接触伸び計においては前述した如く記憶
したカメラ1,2の初期設定された位置情報に従って、
各カメラ1,2をそれぞれ上記初期設定位置に原点復帰
させるものとなっている[ステップS54]。これらの
カメラ1,2の原点復帰により、次に材料試験機に装着
された同一ロットの次の試験片Sに付された標線R1,R
2に対して上記各カメラ1,2がそれぞれ位置合わせされ
ることになる。
Thereafter, the material testing machine is subjected to a tensile test for the next test piece S. At this time, in the non-contact extensometer according to the present invention, the cameras 1, 2 stored as described above are used. According to the default location information,
Each of the cameras 1 and 2 is caused to return to the initial setting position at the origin (step S54). By returning the cameras 1 and 2 to the origin, the marking lines R1 and R attached to the next test piece S of the same lot which is next mounted on the material testing machine.
The cameras 1 and 2 are aligned with respect to 2, respectively.

【0048】即ち、本発明に係る非接触伸び計において
は、試験単位を1ロットとしてまとめられた同一仕様の
複数の試験片Sを順に繰り返し引っ張り試験するに際
し、これらの各試験片Sに付される標線R1,R2が略同
一位置であることに着目し、材料試験機に最初に装着さ
れた試験片Sに対して位置合わせしたカメラ1,2の位
置を初期設定された原点として記憶し、1つの試験片S
に対する引っ張り試験が終了する都度、前記カメラ1,
2を上記初期化原点に復帰させることで、材料試験機に
次に装着される試験片Sの標線R1,R2に対して前記カ
メラ1,2を効率的に位置合わせし得るものとなってい
る。従って順に繰り返し実行される複数の試験片Sに対
するカメラ1,2の位置合わせに要する手間を大幅に簡
略化することができ、その作業効率の向上を図ることが
できる。
That is, in the non-contact extensometer according to the present invention, when a plurality of test specimens S of the same specification grouped as one test unit are repeatedly subjected to the tensile test in order, each of the test specimens S is attached. Noting that the marked lines R1 and R2 are substantially the same position, the positions of the cameras 1 and 2 aligned with the test piece S first mounted on the material testing machine are stored as the initially set origin. , One test piece S
Each time the tensile test for
By returning 2 to the initialization origin, the cameras 1 and 2 can be efficiently positioned with respect to the marked lines R1 and R2 of the test piece S to be mounted next on the material testing machine. I have. Therefore, the time and effort required for aligning the cameras 1 and 2 with respect to the plurality of test pieces S which are repeatedly executed in order can be greatly simplified, and the work efficiency can be improved.

【0049】また仮に材料試験機に装着される試験片S
の取り付け位置に多少のズレが生じても、或いは試験片
Sに付した標線R1,R2の位置に多少のズレがあって
も、上述した如くしてカメラ1,2が原点復帰されるの
で、該カメラ1,2により前記標線R1,R2を確実に捉え
ることができ、そのズレ補正を簡単に、且つ精度良く行
い得る。従って材料試験機に試験片Sを装着する都度、
カメラ1,2の位置調整を行う場合に比較して、その設
定処理を簡単に、効率的に行うことができると言う実用
上多大なる効果が奏せられる。
Further, a test piece S to be temporarily mounted on a material testing machine
Even if there is some deviation in the mounting position of, or even if there is some deviation in the positions of the marking lines R1 and R2 attached to the test piece S, the cameras 1 and 2 are returned to the origin as described above. The marking lines R1 and R2 can be reliably captured by the cameras 1 and 2, and the deviation can be corrected easily and accurately. Therefore, every time the test piece S is mounted on the material testing machine,
Compared with the case where the position adjustment of the cameras 1 and 2 is performed, there is a great practical effect that the setting process can be performed easily and efficiently.

【0050】尚、本発明は上述した実施形態に限定され
るものではない。ここでは材料試験機に装着された試験
片Sに対して上方向に引っ張り負荷を加えながら、その
伸びを計測する場合を例に説明したが、下向きに引っ張
り負荷を加える場合にも同様に実施することができる。
またカメラ1,2により撮像した画像中の標線イメージ
の検出処理ついても、従来より提唱されている2値化処
理等の手法を適宜用いることもできる。またカメラ1,
2の移動手段についても、種々の方式を用いることがで
き、要は本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. Here, the case where the elongation is measured while applying a tensile load upward to the test piece S mounted on the material testing machine has been described as an example, but the same applies to the case where a tensile load is applied downward. be able to.
Also, as for the detection processing of the marked line image in the images captured by the cameras 1 and 2, a conventionally proposed method such as a binarization processing can be appropriately used. Camera 1,
Various methods can also be used for the second moving means. In short, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、試
験片に付された標線をそれぞれ撮像するカメラを、引っ
張り試験の開始に先立って上記標線に合わせてその原点
位置を初期設定したとき、その原点位置を記憶し、引っ
張り試験が終了したとき、記憶した原点位置に従って前
記カメラを初期位置を復帰させる機能を備えている。従
って1つのロットをなすまとまりとして与えられる複数
の試験片を順に繰り返し試験するような場合におけるカ
メラの初期設定処理の手間を大幅に簡素化し、試験効率
の向上を図ることができる等の実用上多大なる効果が奏
せられる。特に初期設定された原点位置を記憶し、これ
に従ってカメラ位置を原点復帰させると言う簡単な機能
を備えるだけで、簡易にして効果的にその処理効率を飛
躍的に向上させ得る等の効果が奏せられる。
As described above, according to the present invention, the camera which captures the marked line attached to the test piece is initially set to its origin position according to the marked line prior to the start of the tensile test. When the pull test ends, the camera is provided with a function of returning the camera to an initial position according to the stored origin position. Therefore, in the case where a plurality of test pieces provided as a unit of one lot are repeatedly tested in order, the time required for the camera initial setting process is greatly simplified, and the test efficiency is greatly improved. The following effects can be obtained. In particular, simply providing a simple function of storing the initially set origin position and returning the camera position to the origin in accordance with the stored origin position has the effects of simplifying and effectively improving the processing efficiency. Can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る非接触伸び計の概略
構成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a non-contact extensometer according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施形態に係る非接触伸び計におけるディスプ
レイ表示画面の例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a display screen on the non-contact extensometer according to the embodiment.

【図3】試験片の伸びによる標線の移動と、標線を撮像
するカメラとの位置関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a positional relationship between movement of a marked line due to elongation of a test piece and a camera for imaging the marked line.

【図4】本発明に係る非接触伸び計における画像上での
標線の位置検出の原理を説明する為の図。
FIG. 4 is a view for explaining the principle of detecting the position of a marked line on an image in the non-contact extensometer according to the present invention.

【図5】本発明の特徴的な処理機能である画像中におけ
る標線イメージの位置(重心)検出の原理を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the principle of detecting the position (center of gravity) of a mark image in an image, which is a characteristic processing function of the present invention.

【図6】特定の画像処理領域における画像信号の射影を
用いた標線の重心位置検出による効果を説明する為の模
式図。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the effect of detecting the center of gravity of a mark using projection of an image signal in a specific image processing area.

【図7】試験片に付された標線に対するカメラの位置合
わせの初期設定処理手順を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an initial setting processing procedure of camera alignment with respect to a marked line attached to a test piece.

【図8】図7に示す初期設定処理手順に付随する、下部
カメラ位置の粗調整処理手順を示す図。
FIG. 8 is a diagram illustrating a rough adjustment processing procedure of a lower camera position, which is attached to the initialization processing procedure illustrated in FIG. 7;

【図9】図7に示す初期設定処理手順に付随する、上部
カメラ位置の粗調整処理手順を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a rough adjustment processing procedure of an upper camera position accompanying the initialization processing procedure shown in FIG. 7;

【図10】図7に示す初期設定処理手順に付随する、下
部カメラおよび上部カメラの各カメラ位置の粗調整処理
手順の一部を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing a part of a rough adjustment processing procedure of each camera position of the lower camera and the upper camera, which is attached to the initialization processing procedure shown in FIG. 7;

【図11】図10示す粗調整処理手順の残りの手順を示
す図。
FIG. 11 is a diagram showing a remaining procedure of the coarse adjustment processing procedure shown in FIG. 10;

【図12】引っ張り試験の実行とカメラの原点復帰処理
の手順を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a procedure of executing a tensile test and returning the camera to the origin.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1のカメラ 2 第2のカメラ 3,4 光源 5 第1の移動テーブル 6 第2の移動テーブル 7,8 パルスモータ 11,12 画像処理部 13 演算処理部 14 ディスプレイ 15,16 位置制御部 S 試験片 R1,R2 標線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st camera 2 2nd camera 3,4 Light source 5 1st moving table 6 2nd moving table 7,8 Pulse motor 11,12 Image processing part 13 Arithmetic processing part 14 Display 15,16 Position control part S Test piece R1, R2 Marked line

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 引っ張り試験に供される試験片の伸びを
該試験片と非接触に光学的に検出する非接触伸び計であ
って、 前記試験片の伸び方向に所定の距離を隔てて該試験片に
平行に付された2本の標線をそれぞれ撮像する第1およ
び第2のカメラと、 これらのカメラを前記試験片の伸び方向にそれぞれ移動
自在に支持した第1および第2の移動ステージと、 引っ張り試験の開始に先立って前記第1および第2の移
動ステージを駆動して前記各カメラによりそれぞれ撮像
された画像中の前記各標線イメージの位置を該画像の基
準位置に合わせるカメラ位置初期設定手段と、 初期設定された前記各カメラの位置を記憶する手段と、 前記引っ張り試験の実行による前記試験片の伸びに伴う
前記標線の位置変位に応じて前記第1および第2の移動
ステージを駆動しながら、前記各カメラの位置と各カメ
ラにより撮像された画像中の前記標線イメージの位置と
から前記試験片の伸びを計測する計測手段と、 前記引っ張り試験が終了したとき、前記記憶された各カ
メラの位置に従って前記前記第1および第2の移動ステ
ージを駆動して各カメラを前記初期設定された位置に復
帰させる手段とを具備したことを特徴とする非接触伸び
計。
1. A non-contact extensometer for optically detecting the elongation of a test piece to be subjected to a tensile test in a non-contact manner with the test piece, wherein the extensometer is provided at a predetermined distance in the elongation direction of the test piece. First and second cameras that respectively image two marked lines parallel to the test piece, and first and second movements that support these cameras movably in the direction of extension of the test piece, respectively. A stage, and a camera that drives the first and second moving stages prior to the start of a tensile test to adjust the position of each mark image in the image captured by each camera to a reference position of the image. Position initial setting means; means for storing the initially set positions of the respective cameras; and the first and second positions corresponding to the position displacement of the marked line accompanying the elongation of the test piece due to the execution of the tensile test. Moving While driving the image, measuring means for measuring the elongation of the test piece from the position of each camera and the position of the mark image in the image captured by each camera, when the tensile test is completed, Means for driving the first and second moving stages in accordance with the stored positions of the cameras to return the cameras to the initially set positions.
【請求項2】 前記カメラ位置初期設定手段は、前記第
1および第2のカメラが前記各標線をそれぞれ視野する
位置に粗調整した後、各カメラによりそれぞれ撮像され
た画像中の前記各標線の位置に従って各標線の位置を該
画像の基準位置に合わせることを特徴とする請求項1に
記載の非接触伸び計。
2. The method according to claim 1, wherein the first and second cameras roughly adjust the positions of the first and second cameras to view the respective reference lines, and then adjust the position of each of the markers in an image captured by each of the cameras. The non-contact extensometer according to claim 1, wherein the position of each mark is adjusted to a reference position of the image according to the position of the line.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014178572A (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus

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