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位相解析ラインセンサを用いた形状・欠陥検査法による巨大構造物の健全性評価

研究課題

研究課題/領域番号 14205020
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関和歌山大学

研究代表者

森本 吉春  和歌山大学, システム工学部, 教授 (20029573)

研究分担者 野村 孝徳  和歌山大学, システム工学部, 助教授 (80222206)
藤垣 元治  和歌山大学, システム工学部, 助教授 (40273875)
米山 聡  大阪府立大学, 工学部, 講師 (90306499)
和田 多加夫  川重テクノサービス株式会社, 社長付き主幹, 研究職
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
52,650千円 (直接経費: 40,500千円、間接経費: 12,150千円)
2004年度: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円)
2003年度: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2002年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード形状・欠陥検査 / 巨大構造物 / 健全性評価 / ラインセンサ / 位相解析 / 格子投影 / 形状計測 / 基準面 / モアレ法 / 欠陥検査 / 画像処理 / 光学的測定法
研究概要

本研究では,我々がこれまでに開発してきた実時間で形状や変形を解析する積分型位相シフト法を用いた高速・高精度な形状・変形の計測法をさらに発展させ,大型構造物や連続移動物体の欠陥検査方法を開発することを目標に研究を行った.得られた成果を記す.
・ラインセンサを用いることで走査モアレ法と同様の原理により物体の等商線を表すモアレしま模様を特別な画像処理を行うことなく得ることが可能となった.
・提案する方法によりコンクリート壁面の形状計測を行い,本方法の有効性を確認した.
・大型物体の計測を行うための格子投影方法の検討を行った.その成果として,ラインセンサの撮影ラインを含む面内から投影する手法を新たに考案し,それを用いた位相シフト光学系を提案した.効率よく格子を投影する手法についても検討を行い,同一幅で面状に広がる格子投影手法を考案した.
・平行光による格子投影装置の開発,計測実験装置の開発,形状計測ソフトウェアの開発を行い,それを集約して形状計測実験を行った.
・計測精度を向上するために,複数の基準面を用いることによって画素ごとにキャリブレーションを行う手法を提案し,形状計測実験の結果,本装置を用いて1mm以下の分解能で連続物体の形状計測が可能であることが確認できた.
・基準面を多数にすることによって,格子パターンの輝度分布の精度が理想通りでなくても計測精度を向上させることができることがわかった.
・この手法を用いることで,高輝度の光源を用いることで計算上は時速300kmで走行する列車からでも1mm以下の分解能で形状計測が可能であることが確認できた.
・本手法を応用したマイクロメータオーダーの形状検査システムは,工場ライン用の電子基板の検査装置として製品化された.
本手法の展開として,濃度傾斜光投影手法の開発,大型物体の形状計測手法の開発,ライン状LEDを用いた形状計測手法の開発などを行った.

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (26件) 産業財産権 (3件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] Scanning Moire and Spatial-offset Phase-stepping for Surface Inspection of Structures2005

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama, S.
    • 雑誌名

      Optics and Lasers in Engineering 43

      ページ: 659-670

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Scanning Moire and Spatial-offset Phase-stepping for Inspection of Structures2005

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama, S.
    • 雑誌名

      Optics and Lasers in Engineering 43,Surface

      ページ: 659-670

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Scanning Moire and Spatial-offset Phase-stepping for Surface Inspection of Structures2005

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama, S., Morimoto, Y., Fujigaki, M., Ikeda, Y.
    • 雑誌名

      Optics and Lasers in Engineering 43

      ページ: 659-670

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] LEDリニアアレイとラインセンサによる障害物の位置計測手法の提案2004

    • 著者名/発表者名
      渋田実
    • 雑誌名

      第9回知能メカトロニクスワークショップ講演論文集

      ページ: 268-271

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 複数ラインセンサによる連続物体形状計測における平行光格子投影手法2004

    • 著者名/発表者名
      藤垣元治
    • 雑誌名

      2004年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 (CD-ROM)

      ページ: 1061-1062

    • NAID

      130004655907

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 濃度傾斜光を用いた道床形状検測2004

    • 著者名/発表者名
      海老田佳孝
    • 雑誌名

      第41回鉄道サイバネ・シンポジウム

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Profile Inspection Method for Wall Surface Using Linear Sensors2004

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka, K.
    • 雑誌名

      Proc.of 2004 SEM X International Congress on Experimental & Applied Mechanics, SEM (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Shape Measurement by Linear CCD Sensor and Linear LED Array2004

    • 著者名/発表者名
      Shibuta, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th International Conference on Experimental Mechanics (ICEM12)

      ページ: 526-527

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Profile Measurement of Moving Object Using Linear Sensors by Intensity Ratio Method2004

    • 著者名/発表者名
      Fujigaki, M.
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th International Conference on Experimental Mechanics (ICEM12)

      ページ: 550-551

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Profile Inspection Method for Wall Surface Using Linear Sensors2004

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka, K.
    • 雑誌名

      Proc.of 2004 SEM X International Congress on Experimental & Applied Mechanics, SEM (in printing)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Profile Inspection Method for Wall Surface Using Linear Sensors2004

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka, K., Morimoto, Y., Fujigaki, M., Yoneyama, S.
    • 雑誌名

      Proc. of 2004 SEM X International Congress on Experimental & Applied Mechanics (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Profile Measurement of Moving Object Using Linear Sensors by Intensity Ratio Method2004

    • 著者名/発表者名
      Fujigaki, M., Morimoto, Y., Yamanaka, K., et al.
    • 雑誌名

      Proceedings of 12th International Conference on Experimental Mechanics(ICEM12)

      ページ: 550-551

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 複数ラインセンサによる連続物体形状計測における平行光格子投影手法2004

    • 著者名/発表者名
      藤垣元治, 山中啓司, 森本吉春
    • 雑誌名

      2004年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集 (CD-ROM)

      ページ: 1061-1062

    • NAID

      130004655907

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ラインセンサを用いた濃度傾斜パターン投影による形状計測2003

    • 著者名/発表者名
      山中啓司
    • 雑誌名

      第8回知能メカトロニクスワークショップ講演論文集

      ページ: 231-234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 濃度傾斜パターン投影による連続物体の形状検査手法2003

    • 著者名/発表者名
      藤垣元治
    • 雑誌名

      日本機械学会2003年度年次大会講演論文集 Vol.VII

      ページ: 351-352

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 同一面内における格子投影とラインセンサによる撮影を用いた壁面形状検査手法2003

    • 著者名/発表者名
      山中啓司
    • 雑誌名

      平成15年度日本機械学会材料力学部門講演会講演論文集 No.03-11

      ページ: 1043-1044

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ラインセンサを用いたコンクリート壁面の変形評価手法の開発2003

    • 著者名/発表者名
      藤垣元治
    • 雑誌名

      第47回日本学術会議材料研究連合講演会講演論文集

      ページ: 225-226

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] トンネル壁面の高速変形検査手法の開発2003

    • 著者名/発表者名
      藤垣元治
    • 雑誌名

      第26回NCP研究会・機械の強度と形態研究談話会シンポジウム論文集

      ページ: 29-32

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-dimentional Surface Profile Measurement of a Moving Object by a Spatial Offset Phase Stepping Method2003

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama, S.
    • 雑誌名

      Optical Engineering Vol.42 No.1

      ページ: 137-142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase-measuring Profilometry of Moving Object without Phase-shifting Device2003

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama, S.
    • 雑誌名

      Optics and Lasers in Engineering Vol.40

      ページ: 153-161

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Profile Inspection Method Using Linear Sensors by Intensity Ratio Method2003

    • 著者名/発表者名
      Fujigaki, M.
    • 雑誌名

      APCNDT

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Three-dimensional Surface Profile Measurement of a Moving Object by a Spatial Offset Phase Stepping Method2003

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama, S.
    • 雑誌名

      Optical Engineering Vol.42, No.1

      ページ: 137-142

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] ラインセンサを用いた走査モアレ法による高速高精度形状・欠陥検査2002

    • 著者名/発表者名
      米山 聡
    • 雑誌名

      非破壊検査,非破壊検査協会 Vol.51 No.7

      ページ: 420-424

    • NAID

      10008831789

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface Profile Inspection of Structures Using Linear Sensors2002

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama, S.
    • 雑誌名

      Proc.SEM Annual Conf. Exp. Mech., Milwaukee No.159(CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High-speed and Accurate Profile Measurement and Defect by Scanning Moire Method Using Linear Sensors2002

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama, S.
    • 雑誌名

      Journal of JSNDI Vol.51, No.7, Inspection

      ページ: 420-424

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Surface Profile Inspection of Structures Using Linear Sensors2002

    • 著者名/発表者名
      Yoneyama, S.
    • 雑誌名

      Proc.SEM Annual Conf.Exp.Mech., Milwaukee #159(CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 非接触形状計測方法及び装置2004

    • 発明者名
      森本 吉春
    • 権利者名
      和歌山大学学長
    • 産業財産権番号
      2004-083144
    • 出願年月日
      2004-03-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] ラインセンサ及びライン状プロジェクタによる形状計測方法と装置2004

    • 発明者名
      森本 吉春
    • 権利者名
      和歌山大学学長
    • 産業財産権番号
      2004-249151
    • 出願年月日
      2004-08-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 単調増加波形投影による連続物体の形状計測装置と手法2003

    • 発明者名
      藤垣 元治
    • 権利者名
      和歌山大学学長
    • 産業財産権番号
      2003-328230
    • 出願年月日
      2003-09-22
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoneyania, S., Morimoto, Y., Fujigaki, M., Yabe, M.: "Phase-measuring Profilometry of Moving Object without Phase-shifting Device"Optics and Lasers in Engineering. Vol.40. 153-161 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 山中啓司, 藤垣元治, 森本吉春: "同一面内における格子投影とラインセンサによる撮影を用いた壁面形状検査手法"平成10年度日本機械学会材料力学部門講演会講演論文集. No.03-11. 1043-1044 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 藤垣元治, 森本吉春, 山中啓司: "ラインセンサを用いたコンクリート壁面の変形評価手法の開発"第47回日本学術会議材料研究連合講演会講演論文集. 255-226 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 藤垣元治, 森本吉春, 山中啓司: "トンネル壁面の高速変形検査手法の開発"第26回NCP研究会・機械の強度と形態研究談話会シンポジウム論文集. 29-32 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 米山 聡, 藤垣元治, 森本吉春, 池田泰之: "ラインセンサを用いた走査モアレ法による高速・高精度形状・欠陥検査"非破壊検査. 51-7. 420-424 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Gao, Q., Fujigaki, M., Morimoto, Y.: "Application of Digital Micro-mirror Device to Deformation Measurement"Key Engineering Materials. 243. 189-194 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yoneyama, S., Morimoto, Y., Fujigaki, M., Ikeda, Y.: "Three-dimensional Surface Profile Measurement of a Moving Object by a Spatial Offset Phase-stepping Method"Optical Engineering. 42-1. 137-142 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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