多次元画像処理と特徴量抽出画像処理による応力ひずみ・形状・運動計測装置の試作

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05555033
• 研究機関: 和歌山大学
• 研究代表者: 森本 吉春 和歌山大学, 経済学部, 教授 (20029573)
• 研究分担者: 宮内 信和 (株)ネクサス, 大阪支店, システムエンジニア ; 山口 秀一 シグマ光機(株), 技術部, 部長 ; 沖野 一雄 (株)ピアス, 画像工学開発研究所, 機器開発課課長 ; 安岡 学 東洋ゴム工業(株), タイヤ実験部, 研究員 ; 曽我 真人 大阪大学, 産業科学研究所, 講師 (60252839)
• キーワード: 多次元 / 三次元画像処理 / 特徴量抽出 / 応力ひずみ計測 / 形状計測 / 運動計測 / 縞画像解析 / 位相解析

研究概要

特徴量抽出画像処理のための汎用三次元画像処理プログラム‘3D CAFRAN/FT'もほぼ完成した。これを用いて、光弾性実験法に適用し、直線偏光光弾性装置により得られる干渉縞より、等傾線と等色線を分離する方法を提案し、実験で確かめた。また、ホログラフィ干渉法、フィゾー干渉法、トワイマングリーン干渉法などの縞画像を解析するための特徴量抽出位相シフト法およびフーリエ変換位相シフト法を提案し、それによる実験解析を行い、サブミクロンからナノメータの微小変形計測が可能であることを実証した。さらに、位相シフト法、フーリエ変換モアレ法/格子法、特徴量抽出位相シフト法、フーリエ変換位相シフト法などの誤差などの比較解析を行った。また、光切断法を利用した三次元形状計測システムも構築し、高精度に形状を計測した。また、高速度ビデオカメラと組み合わせて、ゴム中を伝播するクラックの伝播速度や開口変位を調べる新しい方法を提案し、それを用いた解析を行った。現在、これらの処理を実時間で行うハードウェアを構築し、これによる形状計測を行っている。今後これを改良し、形状計測だけでなく、さらに縞画像解析や運動計測など適用範囲を増やす予定である。なお、本研究の特徴量抽出法は当初考えていたよりも種々の方法が考えられ、しかも、適用範囲が広いことがわかった。今後、多方面に適用していく予定である。以上の成果をSEMやJSMEなどの国際会議や日本光弾性学会、日本機械学会、日本非破壊検査協会などの学会で発表した。また、SEMなど光学画像処理に関するハンドブックなどに本方法の紹介を行った。

研究成果

• [文献書誌] 森本吉春: "三次元画像処理による等色線と等傾線の分離" 光弾性学論文集. 13. 23-28 (1993)
• [文献書誌] Yoshiharu Morimoto: "Fringe Pattern Analysis by Extraction of Characteristics using Image Processing" Proc.of SEM 1993 Spring Conference on Exp.Mech.36-44 (1993)
• [文献書誌] Yoshiharu Morimoto: "Separation of Isochromatics and Isoclinics using Fourier Transform and its Accuracy" Proc.of SEM 1993 Spring Conference on Exp.Mech.1149-1158 (1993)
• [文献書誌] Yoshiharu Morimoto: "Accuracy on Shape Measurement by Extraction of Characteristics using Image Processing" Proc.of SEM 1993 Spring Conference on Exp.Mech.1220-1229 (1993)
• [文献書誌] Yoshiharu Morimoto: "Automated Measurement Method for Crack Propagation Analysis" Proc.of Asian Pacific Conference on Fracture and Strength. '93-JSME. 385-390 (1993)
• [文献書誌] Yoshiharu Morimoto: "Image Processing for Shape,Stress and Strain Measurement using Fourier Transform" Proc.of Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics. '93-JSME. 233-238 (1993)
• [文献書誌] Yoshiharu Morimoto: "Handbook on Experimental Mechanics,Chapter 21 Digital Image Processing" Society for Experimental Mechanics,(VCH Publishers), 1074(969-1029) (1993)
• [文献書誌] 森本吉春: "レーザ計測ハンドブック C2.2 縞画像解析" 丸善, 557(351-355) (1993)