JPH11304439A - Contactless extensometer - Google Patents

Contactless extensometer

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Publication number
JPH11304439A
JPH11304439A JP11387898A JP11387898A JPH11304439A JP H11304439 A JPH11304439 A JP H11304439A JP 11387898 A JP11387898 A JP 11387898A JP 11387898 A JP11387898 A JP 11387898A JP H11304439 A JPH11304439 A JP H11304439A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
test piece
camera
mark
cameras
Prior art date
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Pending
Application number
JP11387898A
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Tobacco Inc filed Critical Japan Tobacco Inc
Priority to JP11387898A priority Critical patent/JPH11304439A/en
Publication of JPH11304439A publication Critical patent/JPH11304439A/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 provide a contactless extensometer capable of accurately measuring the elongation accurately detecting the position of a reference line from the reference line image in the image picked up by cameras. SOLUTION: A device is provided with cameras 1, 2 for picking up image of reference lines R1, R2 on a test piece S, and the center of gravity of the reference line image in the image is obtained on the basis of the distribution of the image signal of the reference line picked up by the cameras in the extending direction of the test piece S, and position of the reference lines R1, R2 is obtained on the basis of the position of the center of gravity. Especially, projection of the image signal in the predetermined image area including the reference lines R1, R2 in a direction crossing the extending direction is obtained, and position of the center of gravity of the reference line image is obtained on the basis of the distribution of the projection component in the extending direction.

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、且つ高精
度に計測することのでき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 capable of measuring the elongation of a test piece subjected to a tensile test in a non-contact manner and with high accuracy.

【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
カメラの位置をリアルタイムに移動制御し、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 in real time so that the position of the marked line in the image captured by the camera always becomes the reference position of the image. The amount of elongation between the marked lines is measured from the camera position.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで試験片の伸び
に伴う標線の位置変化に追従させてカメラを移動させる
場合、カメラにより撮像された画像中の標線イメージ、
ひいてはその位置をいかにして精度良く検出するかが問
題となる。特に試験片に付された標線自体が試験片の伸
びに伴って伸びるので、その幅が太くなることのみなら
ず、マークとしての色も薄くなり、画像信号のレベルも
低下する。この為、カメラにより撮像された画像中にお
ける標線イメージを正確に検出することが困難となる。
When the camera is moved in accordance with the change in the position of the marking line accompanying the elongation of the test piece, the marking image in the image picked up by the camera,
The problem then is how to accurately detect the position. In particular, since the marked line itself attached to the test piece elongates along with the elongation of the test piece, not only does the width increase, but also the color of the mark decreases, and the level of the image signal decreases. For this reason, it is difficult to accurately detect the mark image in the image captured by the camera.

【0005】そこで前記公報に開示される非接触伸び計
においては、前記画像を所定の閾値で2値化し、この2
値化画像信号から前記試験片の伸び方向における標線イ
メージの幅を求めている。そして上記2値化画像信号の
中心(1/2幅の位置)を用いて前記標線の位置を検出
するようにしている。しかしながらこの場合、前記閾値
をどの程度のレベルに設定するかによって2値化画像信
号が変化することが否めない。特に画像中の標線イメー
ジを示す画像信号のレベルは、標線の伸びに伴う色の薄
れによって低下し、また標線のエッジ部分では、いわゆ
るかすれも発生するので、2値化により検出される標線
イメージの幅自体が前記閾値のレベルによって大きな影
響を受ける。
In the non-contact extensometer disclosed in the above publication, the image is binarized by a predetermined threshold value.
The width of the marked line image in the elongation direction of the test piece is determined from the digitized image signal. Then, the position of the mark is detected using the center of the binarized image signal (the position of 1/2 width). However, in this case, it cannot be denied that the binarized image signal changes depending on what level the threshold is set. In particular, the level of the image signal indicating the marked line image in the image decreases due to fading of the color due to the extension of the marked line, and so-called blurring occurs at the edge portion of the marked line. Therefore, the level is detected by binarization. The width of the marked line image itself is greatly affected by the threshold level.

【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、試験片に付された標線をカメラ
により撮像した画像中における標線イメージから標線の
位置を高精度に検出して、前記試験片の伸びを精度良く
計測す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 has as its object to accurately determine the position of a marked line from a marked line image in an image of a marked line attached to a test piece taken by a camera. The present invention provides a non-contact extensometer capable of detecting the elongation of the test piece and accurately measuring the elongation of the test piece.

【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、試験片に付された標
線を撮像するカメラを備え、このカメラにより撮像され
た前記標線の前記試験片の伸び方向における画像信号の
分布から画像中における標線イメージの重心を求め、こ
の重心位置から該標線の位置を求めることを特徴として
いる。
In order to achieve the above-mentioned object, a non-contact extensometer according to the present invention comprises a camera for picking up a mark on a test piece, and the mark is picked up by the camera. The center of gravity of the marked line image in the image is determined from the distribution of the image signal in the direction of extension of the test piece, and the position of the marked line is determined from the position of the center of gravity.

【0008】即ち、本発明に係る非接触伸び計は、カメ
ラにより撮像された画像中における標線イメージの重心
を、その画像信号の前記試験片の伸び方向における分布
から求めることで、画像信号のレベル変化や標線エッジ
部分でのかすれ等の影響を受けることなしに、該標線イ
メージの重心位置を精度良く求め、これによって試験片
の伸びに伴う標線自体の伸びに拘わることなしに、その
位置を高精度に求め得るようにしたことを特徴としてい
る。
That is, the non-contact extensometer according to the present invention obtains the center of gravity of the marked line image in the image picked up by the camera from the distribution of the image signal in the direction of extension of the test piece, thereby obtaining the image signal. Without being affected by a level change or blurring at the edge of the marked line, the center of gravity of the marked line image is accurately obtained, and thereby, without being concerned with the extension of the marked line itself accompanying the extension of the test piece, It is characterized in that the position can be obtained with high accuracy.

【0009】特に本発明の好ましい態様は請求項2に記
載するように、前記カメラにより撮像された画像中の前
記標線を含む所定の画像領域における画像信号の、前記
伸び方向と直交する方向の射影を求め、この射影成分の
前記伸び方向における分布、即ち、上記画像領域として
示される面積領域と、該面積領域における画像信号レベ
ルの分布として示される3次元空間の重心として前記標
線イメージの重心位置を求めることを特徴としている。
In a preferred aspect of the present invention, an image signal in a predetermined image area including the reference line in an image picked up by the camera in a direction orthogonal to the extension direction is provided. The projection is obtained, and the distribution of the projection component in the extension direction, that is, the centroid of the mark image as the centroid of the area indicated as the image area and the three-dimensional space indicated as the distribution of the image signal level in the area. It is characterized in that the position is obtained.

【0010】また本発明は、請求項3に記載するように
前記カメラを前記試験片の伸び方向に移動自在な移動ス
テージに支持することで該試験片の伸びに追従させて移
動可能に設け、前記移動ステージの位置と、前記カメラ
により撮像された前記画像中における前記標線イメージ
の重心位置とに基づいて標線の位置を求めることを特徴
としている。更には請求項4に記載するように前記カメ
ラを、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本の標線にそれぞれ対応して設
け、各カメラを前記試験片の伸びに伴う前記各画像中に
おける標線イメージの位置変化に応じて各標線をそれぞ
れ視野する位置に移動しながら、前述した如く求められ
る標線の位置から上記標線間の伸びを計測することを特
徴としている。
According to a third aspect of the present invention, the camera is supported on a movable stage movable in the direction of extension of the test piece so as to be movable in accordance with the extension of the test piece. The position of the mark is obtained based on the position of the moving stage and the position of the center of gravity of the mark image in the image captured by the camera. Further, as described in claim 4, the camera is provided in correspondence with two marked lines parallel to the test piece at a predetermined distance in the direction of extension of the test piece, respectively. Is moved from the position of the marked line to the position to view each marked line in accordance with the position change of the marked line image in each of the images accompanying the elongation of the test piece, from the position of the marked line as described above, between the marked lines. It is characterized by measuring elongation.

【0011】[0011]

【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.

【0012】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の予め規定された平行部に、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。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a non-contact extensometer according to this embodiment, where 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 linear mark drawn using a paint or the like at a predetermined parallel portion of the test piece S at a distance of, for example, 50 mm.

【0013】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
に上記各移動ステージ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 exfoliator 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, the moving stages 5 and 6 mesh with feed screws 7a and 8a driven by the pulse motors 7 and 8, and move in the extension direction of the test piece S under the rotation control of the pulse motors 7 and 8 ( (Up and down movement) to adjust the position.

【0014】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、略等倍の高い撮像倍率で近接撮像
(マクロ撮影)して解像度の高い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、例えば合焦点状態で鮮明に、且つ
その撮像倍率を一定に保ちながら行われるようになって
いる。
Each of the cameras 1 and 2 incorporates, for example, a CCD image sensor (area sensor) as an image pickup element, and substantially captures a partial surface image of the test piece S including each of the reference lines R1 and R2. It is configured so that close-up imaging (macro imaging) is performed at an imaging magnification of 1 × to obtain an image signal with high resolution. The imaging of the surface image including the reference lines R1 and R2 by the cameras 1 and 2 is performed, for example, clearly in a focused state and while keeping the imaging magnification constant.

【0015】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のイメージ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 the image of R2 may be displayed on the display 14.

【0016】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, 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 are displayed on the display 14. 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.

【0017】一方、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CCD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(画像上の変位量)に乗じることによりなさ
れる。尚、前記各カメラ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 detects a mark image in the images taken by the cameras 1 and 2 according to a software application for elongation measurement prepared in advance, and detects the mark image as described later. It has a function to find the position of the center of gravity of the line image. 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, in this calculation, a distance (unit distance) per pixel in the image is obtained in advance in accordance with, for example, an imaging magnification of the cameras 1 and 2 and a pixel array pitch of the CCD image sensor, and the unit distance is calculated by the difference (Displacement amount on the image). The image signals obtained by the cameras 1 and 2 are enlarged while appropriately performing an interpolation operation, and the measurement is performed by detecting the displacement positions of the marking lines R1 and R2 from the enlarged image. It is also possible to increase the accuracy.

【0018】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Sの伸
びに伴って変位した標線R1,R2が前記各カメラ1,2の
撮像視野範囲の限界に達するようなとき、位置制御部1
5,16を起動する。そしてそのときに画像上で求めら
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 puts the mark R1 displaced with the extension of the test piece S in other words. , R2 reaches the limit of the field of view of the cameras 1 and 2, the position control unit 1
5. Start 5,16. Then, according to the difference (distance on the image) between the barycentric position of the mark image obtained on the image at that time and the reference position, the position control units 15, 16 are determined.
Under the above control, the pulse motors 7 and 8 are respectively driven to move the cameras 1 and 2 in the moving directions of the mark lines R1 and R2, 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.

【0019】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をその画像の基準位置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 respectively 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
The two cameras 1 and 2 that respectively capture the image 2 are moved in parallel in the upward direction along with the movement of each of the mark lines R1 and R2 so that the mark lines R1 and R2 are always captured at the reference position of the image. Then, the amount of elongation of the test piece S can be obtained from the moving distance of each of the cameras 1 and 2.

【0020】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を移動
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
If the amount of movement of the test piece S is C H and the amount of movement of the lower camera (second camera) 2 is C L , the elongation E between the marked lines of the test piece S can be obtained as E = C H −C L. it can.

【0021】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の基準位置からの
前記標線R1,R2の変位量LH,LLをそれぞれ求める。そ
して画像上における上記各標線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 taken by the cameras 1 and 2 indicate 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 positions of the images captured by the cameras 1 and 2, respectively, are obtained. Then, the displacement amounts L H and L L of each of the reference lines R 1 and R 2 on the image.
Thus, as described above, the elongation E between the marked lines of the test piece S can be equivalently obtained 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.

【0022】しかしながらこのようにして求め得る標線
R1,R2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。そこでこの実施形態に係る
前記演算処理部13においては、前記各カメラ1,2が
撮像する画像領域内(画像中)における標線イメージの
位置を監視し、例えばその位置が前記各画像の限界位置
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の変位量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 reference lines R1 and R2 which can be obtained in this way. When the reference lines R1 and R2 deviate from the field of view of the cameras 1 and 2, naturally, Measurement becomes impossible. Therefore, in the arithmetic processing unit 13 according to this embodiment, the position of the marker image in the image area (in the image) captured by each of the cameras 1 and 2 is monitored. Is reached, the pulse motors 7 and 8 are driven to move the cameras 1 and 2 so that the cameras 1 and 2 catch the marking lines R1 and R2 at their reference positions. Then, the displacement amounts C H and C L of the cameras 1 and 2 at this time.
As described above, based on the displacements L H and L L of the marking lines R1 and R2 obtained from the positions of the marking lines in each image as described above, the elongation E between the marking lines is given by E = (L H + C H). ) − (L L + C L ).

【0023】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。この標線イメージの検出処理は、本発明に係
る非接触伸び計の特徴的な機能をなすもので、この機能
によって伸び計測の高精度化が図られている。即ち、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. This mark line image detection process performs a characteristic function of the non-contact extensometer according to the present invention, and the accuracy of the elongation measurement is improved by this function. That is, the detection of the position of the marked line image in the images picked up by the cameras 1 and 2 is performed, for example, by distributing the image signal level in the extending direction of the test piece S as shown in FIGS. 5A and 5B. Based on the above, the position of the center of gravity of the image signal component is obtained.

【0024】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自体の位置を示すものとして正確に捉えるこ
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 that depends on the surface condition of the test piece S, and is used in an image signal area exceeding this level N. 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 accurately grasped as indicating the position of the marked line R itself.

【0025】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.

【0026】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, the 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
Since the noise component is removed according to 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 region exceeding the level N, the noise caused by the surface state of the test piece S is reduced. 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.

【0027】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、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(標線イメージ)の重心位置Gを正確に求
めることが可能となる等の利点がある。
For the detection of the position of the center of gravity based on the distribution of the image signals described above, for example, as shown in FIG. 6, the image signal at each position in a predetermined measurement area X in the image including the marked line R is detected. The projection in the direction orthogonal to the direction of extension of the test piece S may be obtained, and the center of gravity G may be obtained from the distribution of the projection component in the direction of extension. 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 if the edge itself becomes unclear due to fluctuations or the like, the center of gravity G of the marked line R (marked line image) can be accurately obtained without being affected by this. There are advantages.

【0028】尚、上述した如くしてカメラ1,2により
撮像された画像に基づいて標線R1,R2の位置を求めて
試験片Sの伸びを計測する非接触伸び計においては、例
えば図7に示す処理手順に従って伸びの計測が実行され
る。具体的には、先ず前記第1および第2のカメラ(上
部カメラおよび下部カメラ)1,2の位置を調整し、各
カメラ1,2が画像上における所定の基準位置に前記各
標線R1,R2をそれぞれ捉えるように初期設定する[ス
テップS1]。この初期設定はカメラの計測原点合わせ
と称されるもので、試験片Sに対する引っ張り試験の開
始に先立って実行される。しかる後、前記カメラ1,2
に対する移動量CH,CLをそれぞれ零(0)にリセット
して[ステップS2]、引っ張り試験の実行に備える。
In the non-contact extensometer for measuring the elongation of the test piece S by obtaining the positions of the reference lines R1 and R2 based on the images taken by the cameras 1 and 2 as described above, for example, FIG. The measurement of elongation is performed according to the processing procedure shown in FIG. Specifically, first, the positions of the first and second cameras (upper camera and lower camera) 1, 2 are adjusted, and each of the cameras 1, 2 is positioned at a predetermined reference position on an image. Initial settings are made so as to capture R2 respectively (step S1). This initial setting is referred to as alignment of the measurement origin of the camera, and is executed prior to the start of the tensile test on the test piece S. After that, the cameras 1 and 2
Comprising movement amount C H, the C L is reset to zero (0), respectively [step S2], the execution of the tensile test for.

【0029】しかして引っ張り試験が開始されると、先
ず上部カメラ1により上部標線R1が撮像されるか否か
を判定する[ステップS3]。この判定は、引っ張り試
験により試験片Sが破断し、この結果、破断した上部側
の試験片Sがその引っ張り負荷を受けて上方に大きく変
位して上部カメラ1の視野から急激に外れたか否かを判
断するものである。尚、試験片Sに加えていた負荷が急
激に減少したか否かにより、その破断を検出するように
しても良い。この判定処理によって試験片Sの破断が検
出された場合には、速やかに引っ張り試験を終了する。
そしてこの場合には、後述するようにカメラ1,2をそ
れぞれ原点位置(計測原点)に復帰させる。
When the tensile test is started, first, it is determined whether or not the upper camera line 1 is imaged by the upper camera 1 [step S3]. This determination was made based on whether the test piece S was broken by the tensile test, and as a result, whether or not the broken upper test piece S was greatly displaced upward due to the tensile load and suddenly deviated from the visual field of the upper camera 1. Is to judge. The breakage may be detected based on whether or not the load applied to the test piece S has suddenly decreased. When the fracture of the test piece S is detected by this determination processing, the tensile test is immediately terminated.
In this case, the cameras 1 and 2 are respectively returned to the origin positions (measurement origins) as described later.

【0030】しかし通常の場合には、試験片Sが引っ張
り負荷を受けて或る程度伸びるまで該試験片Sが破断す
ることがないので、上部カメラ1は試験開始から或る程
度の期間に亘って上部標線R1を、その画像中に捉える
ことになる。従って以下に示す伸びの計測処理が実行さ
れる。
However, in a normal case, since the test piece S is not broken until the test piece S is stretched under a tensile load to a certain extent, the upper camera 1 is moved for a certain period from the start of the test. Thus, the upper mark R1 is captured in the image. Therefore, the following elongation measurement processing is executed.

【0031】即ち、引っ張り試験が開始されると、先ず
上部カメラ1により撮像された画像中における標線イメ
ージの位置(重心位置)PHを前述した如く検出し[ス
テップS4]、該標線イメージの位置PHとその画像の
基準位置PHOとから、前記上部標線R1の変位量LHを求
める[ステップS5]。仮に画像上における標線イメー
ジの移動量と、実際の試験片S上における標線R1の移
動量が1対1に対応付けられている場合には、 LH =PH−PHO として試験片Sの伸びに伴う上部標線R1の変位量LH
求められる。同様にして前記下部カメラ2により撮像さ
れた画像中における標線イメージの位置(重心位置)P
Lを検出し[ステップS6]、該標線イメージの位置PL
とその画像の基準位置PLOとから、前記下部標線R2の
変位量LLを LL =PL−PLO として求める[ステップS7]。
[0031] That is, tensile when testing is started, the position of the marked line image in the image captured by the upper camera 1 (center of gravity position) and as detected and the P H aforementioned Step S4], the target ray image Then, the displacement L H of the upper marking line R1 is obtained from the position P H and the reference position P HO of the image [Step S5]. If the movement amount of the marked line image on an image, when the moving amount of the marked line R1 is one-to-one correspondence in the actual specimen on S, the test piece as L H = P H -P HO displacement of L H of the upper marked line R1 with the elongation of the S is determined. Similarly, the position (gravity position) P of the marked line image in the image captured by the lower camera 2
L is detected [Step S6], and the position P L of the marked line image is detected.
From the reference position P LO of the image, obtaining the displacement amount L L of the lower marked line R2 as L L = P L -P LO [Step S7].

【0032】次いで前記各画像から求められた前記各標
線R1,R2の変位量LH,LLと、各カメラの移動量CH,C
L(初期時には0)とに従い、前述したように前記標線
間の伸び量Eを E=(LH+CH)−(LL+CL) として求める[ステップS8]。この伸び量Eが、前記
試験片Sに加えた引っ張り荷重と共に計測される。尚、
このような引っ張り荷重と伸び量の計測は、例えば10
0mSecの周期で実行される。
Next, the displacement amounts L H , L L of the mark lines R 1, R 2 obtained from the images, and the movement amounts C H , C of the respective cameras.
L in accordance with the (initial 0 on), the elongation amount E between the marked lines as described above E = (L H + C H ) - calculated as (L L + C L) [Step S8]. The elongation E is measured together with the tensile load applied to the test piece S. still,
The measurement of the tensile load and the elongation amount is, for example, 10
It is executed at a cycle of 0 mSec.

【0033】しかる後、前記上部カメラ1にて撮像され
た画像中における標線イメージの位置PHが、その画像
範囲の限界に達したか否か、更には前記下部カメラ2に
て撮像された画像中における標線イメージの位置P
Lが、その画像範囲の限界に達したか否かの判定が行わ
れる[ステップS9,S10]。これらの判定は、例え
ば前述した如く画像から求められる標線R1,R2の変位
量LH,LLが、その画像中における予め設定した変位限
界LHmax,LLmax1それぞれに達したか否かを判定するこ
とにより行われる。そして各標線イメージの位置がその
画像領域に対してそれぞれ余裕がある場合(上記変位限
界LHmax,LLmax1に達しない場合)には、引っ張り試験
の終了を判定しながら[ステップS11]、前述したス
テップS3からの伸び計測処理を繰り返し実行する。
尚、前記変位限界LHmax,LLmax1は、画像における基準
位置としての画像中心からその縁部までの距離等として
設定される。
[0033] Thereafter, the position P H of the marked line image in the image captured by the upper camera 1, whether reaches the limit of the image range, further imaged by the lower camera 2 Position P of mark image in image
It is determined whether L has reached the limit of the image range [Steps S9 and S10]. These determinations are made, for example, as to whether or not the displacement amounts L H and L L of the marking lines R 1 and R 2 obtained from the images have reached preset displacement limits L H max and L L max1 in the image, respectively. This is performed by determining whether And in the case where the position of each marked line image can afford respectively the image region (the displacement limit L H max, if not reached L L max1), while determining the end of the tensile test [Step S11] Then, the elongation measurement processing from step S3 described above is repeatedly executed.
The displacement limits L H max and L L max1 are set as a distance from the center of the image as a reference position in the image to the edge thereof.

【0034】ところで上部標線R1の変位量LHが上記変
位限界LHmaxに達した場合[ステップS9]、このまま
伸びの計測処理を進めると上記上部標線R1のイメージ
がその画像中からはみ出し、上記画像から標線R1の位
置を求めることができなくなる。そこでこの場合には、
前記パルスモータ7を駆動して前記各カメラ1の移動が
行われる。このカメラの移動は、先ず前述した如く求め
られた上部標線R1の変位量LHに従って、上部カメラ1
を上記変位量LHだけ上方に移動させることにより実行
される[ステップS12]。この上部カメラ1の移動に
より、該上部カメラ1は前記上部標線R1をその基準位
置に再び捉えることになる。そこでカメラ1の移動によ
り上部標線R1のイメージ位置が上記基準位置に変位し
た分、前記カメラの移動量CHを CH =CH+LH として更新する[ステップS13]。
When the displacement amount L H of the upper mark R1 has reached the displacement limit L H max (step S9), the elongation measurement process proceeds as it is, and the image of the upper mark R1 protrudes from the image. , The position of the marking line R1 cannot be obtained from the image. So in this case,
Each of the cameras 1 is moved by driving the pulse motor 7. Movement of the camera, first according to the displacement amount L H of the upper marked line R1 determined as described above, the upper camera 1
The executed by moving upwards by the displacement amount L H [Step S12]. Due to the movement of the upper camera 1, the upper camera 1 catches the upper mark R1 at its reference position again. Therefore amount that the image position of the upper marked line R1 is displaced to the reference position by the movement of the camera 1, and updates the movement amount C H of the camera as the C H = C H + L H [ Step S13].

【0035】このようにした上部カメラ1を移動した場
合、この時点においては下部カメラ2に対する視野の確
認を行っていないので、次に下部カメラ2にて撮像され
た画像中における標線イメージの位置が、その画像範囲
の限界に達したか否かを判定する[ステップS14]。
この判定は、前述した下部標線R2の変位量LLが、その
画像中における予め定めた限界LLmax2に達したか否か
を判定することにより行われる。この限界LLmax2は、
画像中における標線イメージの位置が画像の縁部に至ら
なくても、或る程度変位した位置等として設定される。
When the upper camera 1 is moved as described above, since the visual field of the lower camera 2 has not been confirmed at this time, the position of the mark image in the image captured by the lower camera 2 is next determined. Determines whether the image has reached the limit of the image range [step S14].
This determination is performed by displacement of L L of the lower marked line R2 as described above is, to determine whether reaches the limit L L max2 a predetermined during the image. This limit L L max2 is
Even if the position of the marked line image in the image does not reach the edge of the image, it is set as a position displaced to some extent.

【0036】そして下部カメラ2により撮像される標線
R2が上記限界LLmax2に達している場合、或いは上部カ
メラ1を移動しない場合であっても、下部カメラ2によ
り撮像される標線R2が前述した限界LLmax1に達してい
る場合には、下部カメラ2についても同様に移動させ
る。この下部カメラ2の移動は、該カメラ2によって撮
像された画像から求められる下部標線R2の変位量LL
従い、該下部カメラ2を上記変位量LLだけ上方に移動
させることによりなされる[ステップS15]。このよ
うな下部カメラ2の移動により、該下部カメラ1は前記
下部標線R2をその基準位置に再び捉えることになる。
そこでカメラ2の移動により上記標線イメージが前記基
準位置が変位した分、前記カメラの移動量CLを CL =CL+LL として更新する[ステップS16]。
Even when the mark R2 picked up by the lower camera 2 has reached the limit L L max2 or when the upper camera 1 is not moved, the mark R2 picked up by the lower camera 2 remains When the above-mentioned limit L L max1 has been reached, the lower camera 2 is similarly moved. This movement of the lower camera 2 in accordance with the displacement amount L L of the lower marked line R2 obtained from the image captured by the camera 2, the lower portion camera 2 is performed by moving upwards by the displacement amount L L [ Step S15]. Due to the movement of the lower camera 2, the lower camera 1 catches the lower mark R2 at its reference position again.
Therefore amount that the marked lines image is the reference position is displaced by the movement of the camera 2, and updates the movement amount C L of the camera as the C L = C L + L L [Step S16].

【0037】このようにして各カメラ1,2をそれぞれ
移動し、前記各標線R1,R2をその画像の基準位置に位
置付けることにより、初期設定により標線合わせがなさ
れたときと同様にして標線間の伸びの計測を継続して行
うことが可能となる。従って前述したステップS3から
の処理が繰り返し実行されることになる。但し、カメラ
1,2を移動した場合には、各カメラ1,2の初期位置と
して前述した如く移動制御されたカメラ1,2の移動量
H,CLがそれぞれ与えられることになるので、この場
合の標線間の伸び量Eはこれらの移動量CH,CLの差 E=CH−CL として求められることになる。
By moving each of the cameras 1 and 2 in this way and positioning each of the marking lines R1 and R2 at the reference position of the image, the marking can be performed in the same manner as when the marking was adjusted by the initial setting. It is possible to continuously measure the elongation between the lines. Therefore, the processing from step S3 described above is repeatedly executed. However, if you move the camera 1 and 2, the moving amount C H of the camera 1 is as movement control described above as the initial position of the cameras 1 and 2, since the C L is be given respectively, In this case, the elongation E between the marked lines is obtained as the difference E = C H -C L between these movement amounts C H and C L.

【0038】尚、上部カメラ1を移動したとき、一般的
には下部カメラ2が撮像する画像中における標線イメー
ジの位置は殆ど変化せず、該下部カメラ2による標線R
2の撮像には未だ余裕があるが、カメラ1,2によりそれ
ぞれ撮像される画像を表示しながら伸び計測を行うよう
な場合、上部カメラ1にて撮像された上部標線R1のイ
メージだけを基準位置にシフトすると、あたかも下部標
線R2の変位量の方が大きいように、その表示画像上に
おける標線イメージの表示位置に視覚的な違和感が生じ
る虞がある。従って上記上部カメラ1を移動させたと
き、これと同時に下部カメラ2についても移動させて常
に上部側の標線R1の方が大きく変位しているように、
そのイメージを表示させるようにすれば良い。この際、
下部標線R2の変位量が僅かな場合には、適宜、前述し
たように下部カメラ2の移動を行わないようにすれば良
い。
When the upper camera 1 is moved, generally, the position of the mark image in the image picked up by the lower camera 2 hardly changes.
Although there is still room in the imaging of the camera 2, when the elongation measurement is performed while displaying the images captured by the cameras 1 and 2, only the image of the upper marker R 1 captured by the upper camera 1 is used as a reference. When the position is shifted to the position, the display position of the mark image on the display image may be visually uncomfortable as if the displacement amount of the lower mark R2 is larger. Therefore, when the upper camera 1 is moved, the lower camera 2 is also moved at the same time, so that the upper marked line R1 is always displaced more.
What is necessary is just to display that image. On this occasion,
When the displacement of the lower marking line R2 is small, the lower camera 2 may be appropriately prevented from moving as described above.

【0039】尚、試験片Sの伸びに伴う標線R1,R2の
変位に追従させてカメラ1,2をリアルタイムに移動さ
せながら、カメラ1,2の移動量として上記各標線R1,
R2の位置を検出する場合にも、同様にして標線イメー
ジの重心位置を検出するようにすれば良い。また画像信
号の分布を求めるに際しての、試験片Sの表面状態に起
因するノイズ成分の除去レベルNについては、例えば標
線Rを付してしない領域での画像信号の平均レベル等に
基づいて定めるようにすれば良い。また画像信号の分布
からその重心を算出するに際し、例えば隣接する画素間
における濃度差(レベル差)の傾きを求めることで、内
挿演算により1画素ピッチ以下の精度でその重心位置を
求めることも可能である。その他、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。
While moving the cameras 1 and 2 in real time while following the displacement of the marking lines R1 and R2 accompanying the elongation of the test piece S, the amount of movement of each of the marking lines R1 and R2
When detecting the position of R2, the position of the center of gravity of the mark image may be detected in the same manner. In determining the distribution of the image signal, the removal level N of the noise component due to the surface state of the test piece S is determined based on, for example, the average level of the image signal in a region where the mark R is not attached. What should I do? Further, when calculating the center of gravity from the distribution of the image signal, for example, by calculating the gradient of the density difference (level difference) between adjacent pixels, the position of the center of gravity can be obtained with an accuracy of one pixel pitch or less by interpolation. It is possible. In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
メラにより撮像された画像中における標線イメージに基
づいて標線の位置を求めるに際し、試験片の伸び方向に
おける画像信号の分布からその重心を求め、この重心位
置を標線の位置として評価するので、試験片の伸びに伴
う標線の伸びや画像信号レベルの変化の影響を受けるこ
となく、特に画像信号の2値化に起因する誤差要因を含
むことなく標線の位置を正確に求めることができる。従
って標線間の伸びを簡易に、且つ高精度に計測すること
ができる。特に試験片の伸び方向と直交する方向での画
像信号の射影を求め、この射影成分の分布からその重心
位置を求めるので、標線のエッジ部分でのかすれ等の影
響を受けることのない高精度な計測が可能となる等の実
用上多大なる効果が奏せられる。
As described above, according to the present invention, when determining the position of a mark based on a mark image in an image taken by a camera, the position of the mark is determined from the distribution of image signals in the direction of extension of the test piece. Since the center of gravity is obtained and the position of the center of gravity is evaluated as the position of the marking line, the center of gravity is not affected by the extension of the marking line and the change of the image signal level due to the extension of the test piece, and particularly the binarization of the image signal. The position of the marked line can be accurately obtained without including an error factor. Therefore, the elongation between the marked lines can be measured easily and with high accuracy. In particular, since the projection of the image signal in the direction perpendicular to the direction of elongation of the test piece is obtained and the position of the center of gravity is obtained from the distribution of this projection component, high accuracy without being affected by blurring at the edge of the marked line This provides a great effect in practical use, such as a simple measurement.

【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】試験片の伸びに伴う標線の位置変化に追従した
カメラの移動制御と、標線位置検出の処理手順を示す
図。
FIG. 7 is a diagram showing a processing procedure for camera movement control and mark line position detection following a change in the mark line position caused by the elongation of the test piece.

【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 (4)

【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、 前記試験片に付された標線を撮像するカメラと、 このカメラにより撮像された前記標線の前記試験片の伸
び方向における画像信号の分布から画像中における標線
イメージの重心を求める手段と、 前記カメラにより撮像された画像中の前記標線イメージ
の重心位置から該標線の位置を求め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 subjected to a tensile test in a non-contact manner with the test piece, and a camera for imaging a marked line attached to the test piece. Means for determining the center of gravity of the marked line image in the image from the distribution of the image signal of the marked line captured by the camera in the direction of extension of the test piece; Means for determining the position of the reference line from the position of the center of gravity.
【請求項2】 前記標線イメージの重心は、前記カメラ
により撮像された画像中の前記標線イメージを含む所定
の画像領域における画像信号の、前記伸び方向と直交す
る方向の射影を求め、この射影成分の前記伸び方向に対
する分布から求められ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 center of gravity of the mark image is obtained by calculating a projection of an image signal in a predetermined image area including the mark image in an image captured by the camera, in a direction orthogonal to the extension direction. The non-contact extensometer according to claim 1, wherein the non-contact extensometer is obtained from a distribution of a projected component in the elongation direction.
【請求項3】 前記カメラは、前記試験片の伸び方向に
移動自在な移動ステージに支持されたものであって、 前記標線の位置は、前記移動ステージの位置と、前記カ
メラにより撮像された前記画像中における前記標線イメ
ージの重心位置とに基づいて求められることを特徴とす
る請求項1に記載の非接触伸び計。
3. The camera is supported by a movable stage that is movable in a direction in which the test piece extends, and the position of the mark is determined by the position of the movable stage and an image captured by the camera. The non-contact extensometer according to claim 1, wherein the non-contact extensometer is obtained based on a barycentric position of the mark image in the image.
【請求項4】 前記カメラは、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
線にそれぞれ対応して設けられ、 前記試験片の伸びに伴う前記各標線の位置変化に応じて
各標線をそれぞれ視野する位置に移動されることを特徴
とする請求項3に記載の非接触伸び計。
4. The camera is provided in correspondence with two marked lines parallel to the test piece at a predetermined distance from each other in a direction in which the test piece extends. The non-contact extensometer according to claim 3, wherein the non-contact extensometer is moved to a position in which each of the marked lines is viewed in accordance with a change in the position of each of the marked lines.
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