2012 Fiscal Year Annual Research Report
実時間モード解析を用いたダイナミクスベースド画像検査法
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24246071
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
石井 抱 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40282686)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 裕紹 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (00284315)
高木 健 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80452605)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 計測システム / 画像情報処理 / 振動解析 / 情報センシング |
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| Research Abstract |
ダイナミクスベースド画像検査法の計測原理及び特徴点追跡，振動分布計測，モード解析，構造欠陥認識の高速化に向けたアルゴリズムの提案を行った．
(A) 振動分布計測のための輝度勾配ベースド特徴点追跡法: 1) 加振装置により音声周波数レベルで様々な条件下で強制振動させた対象に対し，オフライン高速ビデオカメラを用いた高フレームレート動画撮影を行った．2) 輝度勾配ベースドオプティカルフロー法を用いた振動分布解析を行い，フレーム間隔と振動分布推定精度の関係を解析した．3) フレーム間隔を制御する知的フレームストラドリング方式に基づく特徴点追跡法を提案した．
(B) 高速ビジョン特性を用いた高速振動モード計測法: 1) フレーム間画像変化が小さいという高速ビジョン特性を前提とした再帰的部分空間同定により，大規模行列の特異値分解を必要としない振動モード計測法を実現した．2) 高フレームレート動画に対する振動モード計測を通して，計測精度や処理速度等に対する評価を行った．3) 次年度行う予定であった高速ビジョンハードウェアへの高速振動モード計測アルゴリズムの実時間実装を一部行い，その基本動作を確認した．
(C) 振動モード特性に基づく構造物欠陥パタン認識法: 1) 構造物モデルに対する振動シミュレーション及びそのモード解析を行い，クラック等の位置・程度により，振動モード特性が非線形変化することを確認する．2) Fisher判別分析による教師付き学習を行い，圧縮された固有特徴空間でクラック位置・程度を定量化可能とする構造物欠陥パタン認識法を導入した．3) クラックを施した単純な構造モデルである片持ちはりの振動分布を高フレームレート動画で撮影し，クラック位置に対応した振動モード特性の変化が定量化できることを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度に行う予定であった、振動分布計測のための輝度勾配ベースド特徴点追跡法、高速ビジョン特性を用いた高速振動モード計測法、振動モード特性に基づく構造物欠陥パタン認識法の項目については、いずれも計画通りに行われた。また次年度の計画の一部を繰り上げて、片持ち梁などの構造モデルに対する高速ビジョンを用いた実時間ビジョンベースドモード解析システムの一部構築を行い、その基本動作確認を確認しており、次年度以降の実構造物に対する実時間実験を中心とした研究計画をより円滑に進展させることができる準備が整っていると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
概ね、研究計画通りに研究は進捗しており、基本的には当初研究計画通りに研究を進めていく予定である。なお対象とする構造物等に応じて、広範囲にわたる振動分布を1台のカメラだけではとらえることは難しいため、当初計画にある多眼型高速ビジョンハードウェアと同時に、より広範囲の構造物を一つのシステムで観測可能とし、自動的に構造物の特徴点を機械的に追跡可能とするガルバノミラー等の高速アクティブビジョンと組み合わせた超高速追跡型高速ビジョンハードウェアを導入することも検討し、その構造に対応した改良型ビジョンベースドモード解析法の考案を行うことを視野に入れている。
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