格子画像の位相情報に基づく大型構造物の高精度高速全視野変位・ひずみ計測法の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760095
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 李 志遠 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (70509710)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 変位ひずみ分布計測 / 繰り返し模様 / 光学的計測 / サンプリングモアレ法 / 位相解析 / フーリエ変換 / 大型構造物

研究概要

本研究は、対象構造物表面に存在する任意の繰り返しのある規則性模様を利用して、デジタルカメラで撮影した格子画像の位相情報を活用した高精度な全視野変位・ひずみ計測手法をそれぞれ開発した。精度確認実験を行った結果、変位計測法では、任意の繰り返し模様ピッチの1/1000の精度の微小変位分布が測定できた。ひずみ計測法では、金属材料の弾性域における微小ひずみ量を検出することができた。インフラ診断への応用として、大型構造物である長さ400メートルの吊り橋のたわみ分布計測へ適用した。重量トラックが橋梁通過時にセンチメートルオーダーのたわみの測定に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Accurate Full-field Optical Displacement Measurement Technique Using a Digital Camera and Repeated Patterns (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Ri, S. Hayashi, S. Ogihara, H. Tsuda
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 22 ページ: 9693-9706
  • DOI: 10.1364/OE.22.009693
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accurate and Fast In-plane Displacement Measurement Method for Large-Scale Structures by Utilizing Repeated Pattern (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ri, S. Hayashi, S. Ogihara, H. Tsuda
  • 雑誌名: Proc. SPIE 巻: Vol. 8692 ページ: 86922F
  • DOI: 10.1117/12.2008286
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement Small Deformations of Large Structures Using a Digital Camera (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ri, H. Tsuda
  • 雑誌名: SPIE Newsroom ページ: 1-3
  • DOI: 10.1117/2.1201305.004877
• [雑誌論文] 高精度高速全視野変位計測法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 李志遠, 津田浩
  • 雑誌名: 検査技術 巻: 18-9 ページ: 31-36
• [雑誌論文] Dynamic Thermal Deformation Measurement of Large-Scale (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ri, M. Saka, K. Nanbara, D. Kobayashi
  • 雑誌名: High-Temperature Piping in Thermal Power Plants Utilizing the Sampling Moiré Method and Grating Magnets, Experimental Mechanics 巻: 53-9 ページ: 1635-1646
  • DOI: 10.1007/s11340-013-9761-2
  • 査読あり
• [学会発表] 規則性模様とJPEG圧縮式画像を利用した全視野変位計測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林嵯隼,李志遠,津田浩,荻原慎二
  • 学会等名: 安全・安心な社会を築く先進材料・非破壊計測技術シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-03-10
• [学会発表] Deformation Distribution Measurement of a CFRP Structure (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Tsuda, S. Ri
  • 学会等名: The 13th Euro-Japanese Symposium on Composite Materials
  • 発表場所: France
  • 年月日: 2013-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] 任意の規則性模様を活用した高精度高速変位分布計測法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林嵯隼,李志遠,津田浩,荻原慎二
  • 学会等名: 日本実験力学会2013年度年次講演会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2013-08-21
• [学会発表] 大型構造物のタイル模様を利用したリモート変位計測法の提案 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林嵯隼,李志遠,津田浩,荻原慎二
  • 学会等名: 日本非破壊検査協会保守検査ミニシンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-07-05
• [学会発表] 規則性模様を利用したサンプリングモアレ法による大型構造物の変位計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 李志遠,津田浩
  • 学会等名: 日本材料学会第62期通常総会・学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-05-19
  • 招待講演
• [学会発表] Two-dimensional Sampling Moiré Method for Fast and Accurate Phase Analysis of Single Fringe Pattern (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ri, H. Tsuda
  • 学会等名: Int. Conf. on Optics in Precision Engineering and Nanotechnology (icOPEN2013)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2013-04-11
  • 招待講演
• [学会発表] 光学的手法を用いたスマート損傷検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 津田浩,遠山暢之,李志遠
  • 学会等名: 第56回材料強度と破壊総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-04-10
• [学会発表] Accurate and Fast In-Plane Displacement Measurement for Large-Scale Structures by Utilizing Repeated Pattern (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ri, S. Hayashi, S. Ogihara, H. Tsuda
  • 学会等名: SPIE Smart Structures/NDE 2013
  • 発表場所: San Diego (USA)
  • 年月日: 2013-03-13
• [学会発表] サンプリングモアレ法における高精度変位計測のための最適な解析ピッチの自動決定法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 李志遠,津田浩
  • 学会等名: 日本非破壊検査協会第44回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-01-23
• [学会発表] タイル模様を利用した大型構造物の全視野変位計測法の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林嵯隼,李志遠,津田浩,荻原慎二
  • 学会等名: 日本非破壊検査協会第44回応力・ひずみ測定と強度評価シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-01-22
• [学会発表] 格子磁石を用いたサンプリングモアレ法による大型高温配管の動的熱変形分布計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 李志遠,坂真澄,南原健一,小林大輔
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2012材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 2012-09-22
• [学会発表] 2次元サンプリングモアレ法によるワンショット縞画像の高精度位相解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 李志遠
  • 学会等名: 日本機械学会材料力学部門M&M若手シンポジウム2012
  • 発表場所: 函館
  • 年月日: 2012-08-11
• [図書] Optical Measurement Techniques for Systems & Structures 2, Chapter 34: Spatiotemporal Phase-Shifting Method for Accurate Phase Analysis Using 2-D Discrete Fourier Transform (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ri
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Shaker Publishing
• [図書] Recent Advances in Topography Research, Chapter 4: Single-Shot Phase Analysis by the Sampling Moire Method and Its Application to Displacement Measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ri, M. Fujigaki
  • 総ページ数: 20
  • 出版者: Nova Science Pub. Inc
• [図書] よくわかる実験技術・学術技術用語第2版,サンプリングモアレ法による高精度微小変位分布計測とその応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 李志遠,藤垣元治
  • 総ページ数: 44-47
  • 出版者: 日本実験力学会出版
• [備考]
  • URL: https://staff.aist.go.jp/ri-shien/
• [産業財産権] 規則性模様による変位分布のための測定方法、装置およびそのプログラム (2013)
  • 発明者名: 李 志遠、津田 浩
  • 権利者名: (独)産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許権
  • 産業財産権番号: 特願2013-149340
  • 出願年月日: 2013-07-18
• [産業財産権] 規則性模様による変位分布のための測定方法、装置およびそのプログラム (2013)
  • 発明者名: 李 志遠、津田 浩
  • 権利者名: (独)産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許権
  • 産業財産権番号: PCT/JP2013/82701
  • 出願年月日: 2013-12-05
  • 外国
• [産業財産権] 高次元輝度情報を用いた縞画像の位相分布解析方法、装置およびそのプログラム (2012)
  • 発明者名: 李 志遠
  • 権利者名: (独)産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許権
  • 産業財産権番号: PCT/JP2012/83112
  • 出願年月日: 2012-12-20
  • 外国