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2022 年度 実績報告書

三次元時空位相解析で切り拓くモアレ変位・ひずみ計測の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 20H02038
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

李 志遠  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 上級主任研究員 (70509710)

研究分担者 王 慶華  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (20726856)
夏 鵬  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (80768458)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードモアレ法 / 位相シフト / 位相解析技術 / フーリエ変換 / 変位・ひずみ測定 / サンプリングモアレ法 / 時空位相シフト法 / 材料評価
研究実績の概要

本研究では、ランダムノイズや空気揺らぎなどの外乱の多い実験環境においても、ロバストな全視野変位・ひずみ測定を実現するものである。今年度は3つの応用研究を行い、マイクロスケールのひずみ分布計測から大型構造物の変位測定まで応用を展開した。それぞれについて新しい計測手法を提案し、その有効性を確認した。具体的には、まず、インフラ構造物の変位測定技術として、空気揺らぎの影響を受けにくい橋の下から画像を撮影し、橋のたわみを計測できる方法を開発した(Experimental Techniques, 2022に掲載)。従来、高精度な測定が困難であった面外変位を見かけ上の面内変位から換算する方法を提案することで、10メートル離れた撮影場所でも0.05mmの精度で橋のたわみ値を測定できた。次に、マイクロスケールの材料評価のための変位・ひずみ分布測定として、2台の実態顕微鏡カメラを導入した3次元変位計測法を提案し、そのための計測システムを構築した(Optics Express, 2022に掲載)。これにより、CFRP複合材料の3点曲げ試験における3次元変位と面内ひずみ分布の計測が可能となった。最後に、レーザー光を用いたデジタルホログラフィによるシングルカメラでの多視点記録を行い、透明体の3次元位相分布を測定できる測定システムを考案・構築した(Optics and Lasers in Engineering, 2023に掲載)。非対称な温度場計測の実験を通じてその有効性を確認した(Optics Express, 2022に掲載)。本技術により、空気揺らぎなど目に見えない透明な物体の動的な動きを可視化することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Deflection Measurement of Bridge Using Images Captured Under the Bridge by Sampling Moire Method2023

    • 著者名/発表者名
      S. Ri, Q. Wang, H. Tsuda, H. Shirasaki, K. Kuribayashi
    • 雑誌名

      Experimental Techniques

      巻: 47 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1007/s40799-022-00616-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three-dimensional phase measurement of transparent gas by high-speed digital holographic tomography system2023

    • 著者名/発表者名
      P. Xia, S. Ri
    • 雑誌名

      Optics and Lasers in Engineering

      巻: 168 ページ: 107656

    • DOI

      10.1016/j.optlaseng.2023.107656

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 原理からわかる非破壊検査技術とその最前線(第3回:ひずみ測定の基礎と応用)2023

    • 著者名/発表者名
      李 志遠,王 慶華,津田 浩
    • 雑誌名

      保全学

      巻: 21 ページ: 24-29

  • [雑誌論文] 時空位相シフト法によるCFRP複合材の非接触反り分布計測(非破壊検査・センシング関連特集)2023

    • 著者名/発表者名
      李 志遠,夏 鵬
    • 雑誌名

      強化プラスチックス

      巻: 69 ページ: 107-112

  • [雑誌論文] High-Precision 3D Shape Measurement Using Spatiotemporal Phase-Shifting Method2023

    • 著者名/発表者名
      李 志遠,王 慶華,夏 鵬
    • 雑誌名

      Laser & Optoelectronics Progress

      巻: 60 ページ: 0811024 (9 pp)

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stereo sampling moire method for three-dimensional deformation mapping with a stereomicroscope2022

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Okumura, S. Ri, P. Xia, S. Ogihara
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 30 ページ: 29310-29328

    • DOI

      10.1364/OE.464574

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-dimensional dynamic measurement of unstable temperature fields by multi-view single-shot phase-shifting digital holography2022

    • 著者名/発表者名
      P. Xia, S. Ri, T. Inoue, Y. Awatsuji, O. Matoba
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 30 ページ: 37760-37768

    • DOI

      10.1364/OE.472997

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 時空位相シフト法による高精度な非接触三次元形状計測2022

    • 著者名/発表者名
      李 志遠
    • 雑誌名

      光技術コンタクト

      巻: 60 ページ: 17-25

  • [学会発表] 位相解析を用いた光学的変位計測技術の開発と橋梁たわみ計測への応用2022

    • 著者名/発表者名
      李 志遠
    • 学会等名
      光応用技術シンポ ジウムSenspec2022
    • 招待講演
  • [学会発表] 複合材料の全視野変形測定ための倍増サンプリングモアレ法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      王 慶華,李 志遠,フィクリ モハマド,荻原 慎二
    • 学会等名
      日本実験力学会 2022年 度年次講演会
  • [学会発表] 時空位相シフト法による周期誤差が受けない縞画像の位相解析とそのメカニズム解明2022

    • 著者名/発表者名
      李 志遠,王 慶華,夏 鵬
    • 学会等名
      日本実験力学会 2022年 度年次講演会
  • [学会発表] スマートフォンを利用したモアレ変位計測法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      大内 潤仁,李 志遠,王 慶華,叶 嘉星,フィクリ モハマド,荻原 慎二
    • 学会等名
      日本実験力学会 2022年 度年次講演会
  • [学会発表] 規則性模様の位相情報を利用した全視野変位・ひずみ測定とその応用2022

    • 著者名/発表者名
      李 志遠
    • 学会等名
      第2回RC294「低炭素 社会実現に向けた電子実装と熱制御に関する研究分科会」
    • 招待講演
  • [学会発表] 光(量子)の本当の姿を探る:光の二面性を考える2022

    • 著者名/発表者名
      李 志遠
    • 学会等名
      分科会合同ワークショップ2022
  • [学会発表] ドローン空撮によるインフラの変位計測技術開発と橋梁検査への応用2022

    • 著者名/発表者名
      李 志遠,叶 嘉星,王 慶華,夏 鵬,山本 哲也,遠山 暢之
    • 学会等名
      2022年度計量標準総合センター成果発表会
  • [学会発表] デジタルホログラフィによる位相物体の3次元動的計測2022

    • 著者名/発表者名
      夏 鵬,李 志遠
    • 学会等名
      2022年度計量標準総合センター成果発表会
  • [学会発表] 3次元微小変形分布計測技術の開発とCFRPの変形分布計測2022

    • 著者名/発表者名
      王 慶華,李 志遠
    • 学会等名
      2022年度計量標準総合センター成果発表会
  • [備考] 研究成果一覧:非破壊計測研究グループ

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/rima/ndm/research/

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公開日: 2023-12-25  

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