JP2737517B2 - 亀裂進展寸法の自動計測装置 - Google Patents
亀裂進展寸法の自動計測装置Info
- Publication number
- JP2737517B2 JP2737517B2 JP5693392A JP5693392A JP2737517B2 JP 2737517 B2 JP2737517 B2 JP 2737517B2 JP 5693392 A JP5693392 A JP 5693392A JP 5693392 A JP5693392 A JP 5693392A JP 2737517 B2 JP2737517 B2 JP 2737517B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crack
- image
- tip
- test piece
- difference image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、材料の破壊力学的試験
に於て試験片に生じる亀裂の進展寸法を自動的に計測す
ることに係り、更に詳細には亀裂進展寸法の自動計測装
置に係る。
に於て試験片に生じる亀裂の進展寸法を自動的に計測す
ることに係り、更に詳細には亀裂進展寸法の自動計測装
置に係る。
【0002】
【従来の技術】材料の破壊力学的試験の一つであるCT
試験に於て亀裂の進展寸法を自動的に計測する装置の一
つとして、本願出願人と同一の出願人及び他の一の出願
人の出願にかかる特願平4− 号(整理番号A
T−4779)には、試験片を支持し試験片に対し荷重
を与える試験片支持装置と、試験片に発生した亀裂を撮
像しこれを電気的亀裂画像に変換する撮像装置と、撮像
装置より所定の時間毎に亀裂画像を取込み現サイクルの
亀裂画像より所定サイクル前の亀裂画像を減算すると共
に低解像度化処理して低解像度化処理された差分画像を
形成し記憶する画像処理装置と、差分画像上にて亀裂の
先端を検出し差分画像上に於ける亀裂先端の位置を計測
する画像計測装置と、画像計測装置より亀裂先端の位置
を示す信号を入力され、少くとも亀裂先端の変位量の合
計として亀裂の進展寸法を演算する演算制御装置とを有
する亀裂進展寸法の自動計測装置が提案されている。
試験に於て亀裂の進展寸法を自動的に計測する装置の一
つとして、本願出願人と同一の出願人及び他の一の出願
人の出願にかかる特願平4− 号(整理番号A
T−4779)には、試験片を支持し試験片に対し荷重
を与える試験片支持装置と、試験片に発生した亀裂を撮
像しこれを電気的亀裂画像に変換する撮像装置と、撮像
装置より所定の時間毎に亀裂画像を取込み現サイクルの
亀裂画像より所定サイクル前の亀裂画像を減算すると共
に低解像度化処理して低解像度化処理された差分画像を
形成し記憶する画像処理装置と、差分画像上にて亀裂の
先端を検出し差分画像上に於ける亀裂先端の位置を計測
する画像計測装置と、画像計測装置より亀裂先端の位置
を示す信号を入力され、少くとも亀裂先端の変位量の合
計として亀裂の進展寸法を演算する演算制御装置とを有
する亀裂進展寸法の自動計測装置が提案されている。
【0003】この先の提案にかかる自動計測装置によれ
ば、たとえ試験片の表面に亀裂以外の傷や汚れなどが存
在していてもそれらの部分は各サイクルの亀裂画像に於
て同一の位置に現われるので、差分画像を形成する際の
画像の減算により傷や汚れなどは消去され、二つのサイ
クルの間に於て変化した部分、即ち亀裂のうち新たに進
展した部分のみが差分画像に残され、従って低解像度化
処理された差分画像に於て亀裂の先端を画像計測装置に
より確実に検出し差分画像上に於ける亀裂先端の位置を
正確に計測することができ、これにより試験片の表面に
亀裂以外の傷や汚れなどが存在する場合にも亀裂の進展
寸法を非常に正確に且容易に自動的に計測することがで
きる。
ば、たとえ試験片の表面に亀裂以外の傷や汚れなどが存
在していてもそれらの部分は各サイクルの亀裂画像に於
て同一の位置に現われるので、差分画像を形成する際の
画像の減算により傷や汚れなどは消去され、二つのサイ
クルの間に於て変化した部分、即ち亀裂のうち新たに進
展した部分のみが差分画像に残され、従って低解像度化
処理された差分画像に於て亀裂の先端を画像計測装置に
より確実に検出し差分画像上に於ける亀裂先端の位置を
正確に計測することができ、これにより試験片の表面に
亀裂以外の傷や汚れなどが存在する場合にも亀裂の進展
寸法を非常に正確に且容易に自動的に計測することがで
きる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】特にCT試験が試験片
に対し引張の荷重が繰返し与えられる加振モードにて行
われる場合には、試験片に対し最大の引張り荷重が与え
られた時点の亀裂画像が取込まれるよう、例えば図14
に示されている如く画像処理装置による画像の取込みタ
イミングTg は制御装置より油圧シリンダの如き荷重発
生装置へ出力される制御信号が引張り方向に最大値にな
る時点Tp よりも種々の応答遅れ時間ΔTを考慮した所
定時間遅い時点に設定されている。
に対し引張の荷重が繰返し与えられる加振モードにて行
われる場合には、試験片に対し最大の引張り荷重が与え
られた時点の亀裂画像が取込まれるよう、例えば図14
に示されている如く画像処理装置による画像の取込みタ
イミングTg は制御装置より油圧シリンダの如き荷重発
生装置へ出力される制御信号が引張り方向に最大値にな
る時点Tp よりも種々の応答遅れ時間ΔTを考慮した所
定時間遅い時点に設定されている。
【0005】しかし応答遅れ時間ΔTは常に一定値であ
るのではなく、図15に示されている如く種々の要因に
より或る範囲内に於て変動する。かくして応答遅れ時間
ΔTが変動すると、撮像装置に対する試験片の亀裂の位
置が微妙に変動するので、差分画像を形成する際に亀裂
などが正確に整合した状態にて画像の減算を行うことが
できず、二つの画像のズレの程度によっては亀裂の先端
が画像計測装置により検出されなかったり亀裂以外の傷
や汚れなどが亀裂の一部であると誤判定されることがあ
り、そのため差分画像上に於て亀裂の先端を確実に検出
してその位置を正確に計測することができず、これによ
り亀裂の進展寸法を正確に計測することができない場合
が生じ得る。
るのではなく、図15に示されている如く種々の要因に
より或る範囲内に於て変動する。かくして応答遅れ時間
ΔTが変動すると、撮像装置に対する試験片の亀裂の位
置が微妙に変動するので、差分画像を形成する際に亀裂
などが正確に整合した状態にて画像の減算を行うことが
できず、二つの画像のズレの程度によっては亀裂の先端
が画像計測装置により検出されなかったり亀裂以外の傷
や汚れなどが亀裂の一部であると誤判定されることがあ
り、そのため差分画像上に於て亀裂の先端を確実に検出
してその位置を正確に計測することができず、これによ
り亀裂の進展寸法を正確に計測することができない場合
が生じ得る。
【0006】本発明は、上述の先の提案にかかる自動計
測装置に於ける上述の如き不具合に鑑み、差分画像上に
於ける亀裂の先端が誤って検出されその位置が不正確に
計測されることを防止し、これにより亀裂の進展寸法を
非常に正確に且容易に自動的に計測することができるよ
う改良された亀裂進展寸法の自動計測装置を提供するこ
とを目的としている。
測装置に於ける上述の如き不具合に鑑み、差分画像上に
於ける亀裂の先端が誤って検出されその位置が不正確に
計測されることを防止し、これにより亀裂の進展寸法を
非常に正確に且容易に自動的に計測することができるよ
う改良された亀裂進展寸法の自動計測装置を提供するこ
とを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、試験片を支持し前記試験片に対し荷重を与
える試験片支持装置と、前記試験片に発生した亀裂を撮
像しこれを電気的亀裂画像に変換する撮像装置と、前記
撮像装置より所定の時間毎に前記亀裂画像を取込み、n
を正の整数としrをn未満の正の整数としてnサイクル
の亀裂画像よりn−rサイクルの亀裂画像を減算して差
分画像を形成し、該差分画像内の輝度の絶対値の最大値
Dmax を検出し、前記差分画像を低解像度化処理して低
解像度化処理された差分画像を形成し記憶する画像処理
装置と、前記低解像度化処理された差分画像上にて亀裂
の先端を検出し前記差分画像上に於ける亀裂先端の位置
を計測する画像計測装置と、前記画像計測装置より亀裂
先端の位置を示す信号を入力され少くとも前記亀裂先端
の変位量の合計として亀裂の進展寸法を演算する演算制
御装置とを有し、前記最大値Dmax が所定値を越えたと
きには前記演算制御装置は当該サイクルに於ては亀裂の
進展寸法を演算せず前記画像処理装置は次のサイクルに
於ては前記rを1増加して差分画像を形成するよう構成
されていることを特徴とする亀裂進展寸法の自動計測装
置によって達成される。
明によれば、試験片を支持し前記試験片に対し荷重を与
える試験片支持装置と、前記試験片に発生した亀裂を撮
像しこれを電気的亀裂画像に変換する撮像装置と、前記
撮像装置より所定の時間毎に前記亀裂画像を取込み、n
を正の整数としrをn未満の正の整数としてnサイクル
の亀裂画像よりn−rサイクルの亀裂画像を減算して差
分画像を形成し、該差分画像内の輝度の絶対値の最大値
Dmax を検出し、前記差分画像を低解像度化処理して低
解像度化処理された差分画像を形成し記憶する画像処理
装置と、前記低解像度化処理された差分画像上にて亀裂
の先端を検出し前記差分画像上に於ける亀裂先端の位置
を計測する画像計測装置と、前記画像計測装置より亀裂
先端の位置を示す信号を入力され少くとも前記亀裂先端
の変位量の合計として亀裂の進展寸法を演算する演算制
御装置とを有し、前記最大値Dmax が所定値を越えたと
きには前記演算制御装置は当該サイクルに於ては亀裂の
進展寸法を演算せず前記画像処理装置は次のサイクルに
於ては前記rを1増加して差分画像を形成するよう構成
されていることを特徴とする亀裂進展寸法の自動計測装
置によって達成される。
【0008】
【作用】亀裂画像に於ては反射光量が低い亀裂の部分の
輝度は負であり反射光量が高い亀裂以外の部分の輝度は
正であるので、差分画像の形成に供される二つの亀裂画
像に於ける亀裂の位置にズレが発生すると、差分画像の
形成に際し亀裂以外の部分より亀裂の部分が減算される
部位の輝度は正の高い値になり、逆に亀裂の部分より亀
裂以外の部分が減算される部位の輝度は負の高い値にな
り、これらの何れの値の絶対値もそれぞれ元の亀裂画像
に於ける亀裂以外の部分及び亀裂の部分の輝度の絶対値
よりも高くなる。従って差分画像内の輝度の絶対値の最
大値を検出しその最大値が基準値を越えているか否かを
判定することにより、差分画像の形成に供される二つの
亀裂画像に於ける亀裂の位置のズレが許容範囲内である
か否か、即ち差分画像が適正に形成されたか否かを判定
することができる。
輝度は負であり反射光量が高い亀裂以外の部分の輝度は
正であるので、差分画像の形成に供される二つの亀裂画
像に於ける亀裂の位置にズレが発生すると、差分画像の
形成に際し亀裂以外の部分より亀裂の部分が減算される
部位の輝度は正の高い値になり、逆に亀裂の部分より亀
裂以外の部分が減算される部位の輝度は負の高い値にな
り、これらの何れの値の絶対値もそれぞれ元の亀裂画像
に於ける亀裂以外の部分及び亀裂の部分の輝度の絶対値
よりも高くなる。従って差分画像内の輝度の絶対値の最
大値を検出しその最大値が基準値を越えているか否かを
判定することにより、差分画像の形成に供される二つの
亀裂画像に於ける亀裂の位置のズレが許容範囲内である
か否か、即ち差分画像が適正に形成されたか否かを判定
することができる。
【0009】上述の如き構成によれば、nサイクルの亀
裂画像よりn−rサイクルの亀裂画像が減算されること
により差分画像が形成され、該差分画像が低解像度化処
理されることにより低解像度化処理された差分画像が形
成され、その差分画像に於て亀裂の先端が検出されるの
で、二つの亀裂画像にズレがない場合には試験片の表面
に亀裂以外の傷や汚れなどが存在していてもそれらの部
分は差分画像には現われず、亀裂のうち新たに進展した
部分のみが差分画像に現われ、亀裂以外の傷や汚れなど
が亀裂の一部であると誤って識別されることがない。
裂画像よりn−rサイクルの亀裂画像が減算されること
により差分画像が形成され、該差分画像が低解像度化処
理されることにより低解像度化処理された差分画像が形
成され、その差分画像に於て亀裂の先端が検出されるの
で、二つの亀裂画像にズレがない場合には試験片の表面
に亀裂以外の傷や汚れなどが存在していてもそれらの部
分は差分画像には現われず、亀裂のうち新たに進展した
部分のみが差分画像に現われ、亀裂以外の傷や汚れなど
が亀裂の一部であると誤って識別されることがない。
【0010】また上述の如き構成によれば、差分画像内
の輝度の絶対値の最大値Dmax が検出され、二つの亀裂
画像にズレが生じることにより最大値Dmax が所定値を
越えたときには当該サイクルに於ては亀裂の進展寸法は
演算されず次のサイクルに於てはrが1増加されて差分
画像が形成されるので、適正に形成されなかった差分画
像に於て、即ち亀裂以外の傷や汚れなどが亀裂の一部で
あると誤って識別される虞れのある差分画像に於て検出
された亀裂の先端の位置に基き亀裂の進展寸法が演算さ
れることがない。
の輝度の絶対値の最大値Dmax が検出され、二つの亀裂
画像にズレが生じることにより最大値Dmax が所定値を
越えたときには当該サイクルに於ては亀裂の進展寸法は
演算されず次のサイクルに於てはrが1増加されて差分
画像が形成されるので、適正に形成されなかった差分画
像に於て、即ち亀裂以外の傷や汚れなどが亀裂の一部で
あると誤って識別される虞れのある差分画像に於て検出
された亀裂の先端の位置に基き亀裂の進展寸法が演算さ
れることがない。
【0011】従って上述の如き構成によれば、差分画像
は必ず相互にズレのない二つの亀裂画像同士を減算する
ことにより形成された差分画像、即ち亀裂以外の傷や汚
れなどが亀裂の一部であると誤って識別される虞れがな
い適正に形成された差分画像に於て検出され位置が計測
された亀裂の先端の位置に基き進展寸法が演算されるの
で、試験片の表面に亀裂以外の傷や汚れなどが存在する
場合にも亀裂の進展寸法が非常に正確に且容易に自動的
に計測される。
は必ず相互にズレのない二つの亀裂画像同士を減算する
ことにより形成された差分画像、即ち亀裂以外の傷や汚
れなどが亀裂の一部であると誤って識別される虞れがな
い適正に形成された差分画像に於て検出され位置が計測
された亀裂の先端の位置に基き進展寸法が演算されるの
で、試験片の表面に亀裂以外の傷や汚れなどが存在する
場合にも亀裂の進展寸法が非常に正確に且容易に自動的
に計測される。
【0012】
【課題を解決するための手段の補足説明】本発明の一つ
の詳細な特徴によれば、撮像装置が試験片に対し相対的
に亀裂の進展方向へ移動するよう撮像装置及び試験片支
持装置の少くとも一方を他方に対し相対的に移動させる
移動装置が設けられ、差分画像内に於て亀裂先端が所定
の位置を越えたときには演算制御装置により移動装置が
作動されることによって撮像装置若しくは試験片支持装
置が所定の相対移動量移動されるよう構成される。かか
る構成によれば、亀裂の先端が視野よりはみ出すか否か
を常時監視する必要がなく、視野の更新が自動的に行わ
れる。尚移動装置が作動された直後のサイクルに於ては
差分画像の形成は行われない。
の詳細な特徴によれば、撮像装置が試験片に対し相対的
に亀裂の進展方向へ移動するよう撮像装置及び試験片支
持装置の少くとも一方を他方に対し相対的に移動させる
移動装置が設けられ、差分画像内に於て亀裂先端が所定
の位置を越えたときには演算制御装置により移動装置が
作動されることによって撮像装置若しくは試験片支持装
置が所定の相対移動量移動されるよう構成される。かか
る構成によれば、亀裂の先端が視野よりはみ出すか否か
を常時監視する必要がなく、視野の更新が自動的に行わ
れる。尚移動装置が作動された直後のサイクルに於ては
差分画像の形成は行われない。
【0013】また上述の如く移動装置が組込まれる場合
には演算制御装置は最後に移動装置が作動された後の各
サイクルに於て生じた亀裂先端の変位量の合計と撮像装
置若しくは試験片支持装置の相対移動量の合計との和と
して亀裂の進展寸法を演算するよう構成されてよく、そ
の場合には移動装置の精度及び画像の歪みの誤差要素の
みに起因する測定誤差の範囲内にて正確に且容易に亀裂
の進展寸法を自動的に計測することが可能である。
には演算制御装置は最後に移動装置が作動された後の各
サイクルに於て生じた亀裂先端の変位量の合計と撮像装
置若しくは試験片支持装置の相対移動量の合計との和と
して亀裂の進展寸法を演算するよう構成されてよく、そ
の場合には移動装置の精度及び画像の歪みの誤差要素の
みに起因する測定誤差の範囲内にて正確に且容易に亀裂
の進展寸法を自動的に計測することが可能である。
【0014】また一般に相前後するサイクルの亀裂先端
の変位量の差は極く僅かであるので、演算制御装置は移
動装置を作動させないときにはnサイクルに於ける亀裂
先端の位置とn−rサイクルに於ける亀裂先端の位置と
の偏差として亀裂先端の変位量を演算し、移動装置を作
動させたときには1サイクル前に演算された亀裂先端の
変位量を現サイクルの亀裂先端の変位量とみなし、各サ
イクルの亀裂先端の変位量の合計として亀裂の進展寸法
を演算するよう構成されてもよく、その場合には移動装
置の精度に依存することなく正確に且容易に亀裂の進展
寸法を計測することが可能であり、また移動装置も高精
度のものである必要がない。
の変位量の差は極く僅かであるので、演算制御装置は移
動装置を作動させないときにはnサイクルに於ける亀裂
先端の位置とn−rサイクルに於ける亀裂先端の位置と
の偏差として亀裂先端の変位量を演算し、移動装置を作
動させたときには1サイクル前に演算された亀裂先端の
変位量を現サイクルの亀裂先端の変位量とみなし、各サ
イクルの亀裂先端の変位量の合計として亀裂の進展寸法
を演算するよう構成されてもよく、その場合には移動装
置の精度に依存することなく正確に且容易に亀裂の進展
寸法を計測することが可能であり、また移動装置も高精
度のものである必要がない。
【0015】尚本発明に於ける低解像度化処理とは、差
分画像の輝度の段階を例えば20階調より2階調の如く
所定の輝度を基準に低減することを意味する。
分画像の輝度の段階を例えば20階調より2階調の如く
所定の輝度を基準に低減することを意味する。
【0016】
【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。
例について詳細に説明する。
【0017】図1は本発明による亀裂進展寸法の自動計
測装置の一つの実施例を示す概略構成図、図2は試験片
を示す拡大正面図、図3は図2の線III-III に沿う試験
片の平断面図である。
測装置の一つの実施例を示す概略構成図、図2は試験片
を示す拡大正面図、図3は図2の線III-III に沿う試験
片の平断面図である。
【0018】図1に於て、10はCT試験されるべき試
験片を示しており、試験片10はそれぞれ上端及び下端
にて試験片支持装置としてのCT試験装置12の上側ア
ーム14及び下側アーム16により図1には示されてい
ないピンを介して支持されている。上側アーム14はC
T試験装置12のフレーム18に固定されており、下側
アーム16は油圧シリンダ20に連結されている。油圧
シリンダ20の油圧は試験片10に上下方向の静的引張
り荷重又は繰返し荷重(振動荷重)が与えられるよう油
圧制御装置22により制御されるようになっている。図
2及び図3に示されている如く、試験片10は実質的に
長方形の板状をなし、亀裂の発生を容易にする頂角60
°のシェブロンノッチ24を有し、該ノッチの両側に図
1には示されていないピンを受入れる二つのピン挿通孔
26及び28を有している。
験片を示しており、試験片10はそれぞれ上端及び下端
にて試験片支持装置としてのCT試験装置12の上側ア
ーム14及び下側アーム16により図1には示されてい
ないピンを介して支持されている。上側アーム14はC
T試験装置12のフレーム18に固定されており、下側
アーム16は油圧シリンダ20に連結されている。油圧
シリンダ20の油圧は試験片10に上下方向の静的引張
り荷重又は繰返し荷重(振動荷重)が与えられるよう油
圧制御装置22により制御されるようになっている。図
2及び図3に示されている如く、試験片10は実質的に
長方形の板状をなし、亀裂の発生を容易にする頂角60
°のシェブロンノッチ24を有し、該ノッチの両側に図
1には示されていないピンを受入れる二つのピン挿通孔
26及び28を有している。
【0019】CT試験装置12のフレーム18にはテー
ブル30が固定されており、該テーブル上には三次元ス
テージ装置32が設けられている。ステージ装置32は
テーブル30に固定された本体32aと、該本体に対し
相対変位する移動部材32bとよりなっている。移動部
材32bには撮像装置としてのビデオカメラ34が固定
されており、ビデオカメラ34には光学顕微鏡36が装
着されている。光学顕微鏡36は対物レンズ筒38と、
該対物レンズ筒を経て試験片10に対し光を照射する光
源装置40と、試験開始前に肉眼42により覗き込んで
光学顕微鏡36及びビデオカメラ34を試験片のノッチ
の先端に対し大まかに位置決めするための接眼レンズ筒
44とを有している。
ブル30が固定されており、該テーブル上には三次元ス
テージ装置32が設けられている。ステージ装置32は
テーブル30に固定された本体32aと、該本体に対し
相対変位する移動部材32bとよりなっている。移動部
材32bには撮像装置としてのビデオカメラ34が固定
されており、ビデオカメラ34には光学顕微鏡36が装
着されている。光学顕微鏡36は対物レンズ筒38と、
該対物レンズ筒を経て試験片10に対し光を照射する光
源装置40と、試験開始前に肉眼42により覗き込んで
光学顕微鏡36及びビデオカメラ34を試験片のノッチ
の先端に対し大まかに位置決めするための接眼レンズ筒
44とを有している。
【0020】ステージ装置32の移動部材32bは本体
32aに対しX方向(図1の紙面に垂直な方向)、Y方
向(上下方向)、Z方向(X方向及びY方向に垂直な方
向)へ相対変位するようになっており、本体32aに対
する移動部材32bの相対移動及び位置決めはステージ
制御装置46によりμm の単位にて制御されるようにな
っている。かくしてステージ装置32及び制御装置46
は試験片に生じる亀裂の進展に応じてビデオカメラ34
を試験片に対し相対的に移動させる移動装置を構成して
いる。
32aに対しX方向(図1の紙面に垂直な方向)、Y方
向(上下方向)、Z方向(X方向及びY方向に垂直な方
向)へ相対変位するようになっており、本体32aに対
する移動部材32bの相対移動及び位置決めはステージ
制御装置46によりμm の単位にて制御されるようにな
っている。かくしてステージ装置32及び制御装置46
は試験片に生じる亀裂の進展に応じてビデオカメラ34
を試験片に対し相対的に移動させる移動装置を構成して
いる。
【0021】ビデオカメラ34は試験片及びこれに生じ
た亀裂を撮像し、それを画像信号(電圧±10V)と位
置信号(x、y)とよりなる20階調の亀裂画像の電気
信号に変換し、その電気信号を画像処理装置48へ出力
するようになっている。画像処理装置48はパーソナル
コンピュータ50(これ以降「パソコン」という)の指
示に基き所定の時間毎にビデオカメラより亀裂画像gn
の電気信号を取込み、電気信号にてgn −gn-r (r=
正の整数)の減算を行うことにより差分画像GN を形成
し、差分画像GN の電気信号にkV(kは正の整数)に
て正の一定電圧のオフセットを与えるようになってい
る。また画像処理装置48はかくしてオフセット処理さ
れた差分画像内の輝度の絶対値の最大値Dmax を検出し
てそれをパソコン50へ出力し、また差分画像を二値化
処理して画像信号(電圧0V、1V)と位置信号(x、
y)とよりなる二値化処理された差分画像の電気信号に
変換し、その電気信号を画像計測装置52及びモニタ5
4へ出力するようになっている。
た亀裂を撮像し、それを画像信号(電圧±10V)と位
置信号(x、y)とよりなる20階調の亀裂画像の電気
信号に変換し、その電気信号を画像処理装置48へ出力
するようになっている。画像処理装置48はパーソナル
コンピュータ50(これ以降「パソコン」という)の指
示に基き所定の時間毎にビデオカメラより亀裂画像gn
の電気信号を取込み、電気信号にてgn −gn-r (r=
正の整数)の減算を行うことにより差分画像GN を形成
し、差分画像GN の電気信号にkV(kは正の整数)に
て正の一定電圧のオフセットを与えるようになってい
る。また画像処理装置48はかくしてオフセット処理さ
れた差分画像内の輝度の絶対値の最大値Dmax を検出し
てそれをパソコン50へ出力し、また差分画像を二値化
処理して画像信号(電圧0V、1V)と位置信号(x、
y)とよりなる二値化処理された差分画像の電気信号に
変換し、その電気信号を画像計測装置52及びモニタ5
4へ出力するようになっている。
【0022】特に試験片に対し繰返し荷重が与えられる
場合には、油圧制御装置22よりの制御信号に対する油
圧シリンダ20等の応答遅れが存在するので、試験片1
0に最大の引張り荷重が与えられた時点の亀裂画像の取
込みが行われるよう、画像処理装置48による画像の取
込みタイミングは油圧制御装置22よりの制御信号が引
張り方向に最大値になる時点よりも応答遅れを考慮した
所定時間遅い時点に設定されている。また画像処理装置
48により形成される差分画像に於ては、画像gn 及び
gn-r に共通の部分は減算により消去されるので、図4
に示されている如く亀裂56のうちn−rサイクルとn
サイクルとの間に於て新たに進展した部分56aのみが
現われ、亀裂のうち前サイクルまでに進展した部分や試
験片の表面の傷58a、汚れなどは現われない。
場合には、油圧制御装置22よりの制御信号に対する油
圧シリンダ20等の応答遅れが存在するので、試験片1
0に最大の引張り荷重が与えられた時点の亀裂画像の取
込みが行われるよう、画像処理装置48による画像の取
込みタイミングは油圧制御装置22よりの制御信号が引
張り方向に最大値になる時点よりも応答遅れを考慮した
所定時間遅い時点に設定されている。また画像処理装置
48により形成される差分画像に於ては、画像gn 及び
gn-r に共通の部分は減算により消去されるので、図4
に示されている如く亀裂56のうちn−rサイクルとn
サイクルとの間に於て新たに進展した部分56aのみが
現われ、亀裂のうち前サイクルまでに進展した部分や試
験片の表面の傷58a、汚れなどは現われない。
【0023】また画像処理装置48によるオフセット処
理に於ては、亀裂の部分と亀裂以外の部分とが明確に区
別され画像計測装置52による亀裂の先端の検出が確実
に行われるよう、図4に示されている如く差分画像が黒
の側より白の側へ、即ち高輝度側へシフトされる。更に
画像処理装置48による二値化処理に於ては、亀裂の部
分の電圧が0Vとなり亀裂以外の部分の電圧が1Vとな
るよう処理され、これにより図4に示されている如くモ
ニタ54には亀裂の部分56は黒く亀裂以外の部分58
は白く2階調にて表示される。尚モニタの白黒反転によ
り逆の態様による表示も可能である。
理に於ては、亀裂の部分と亀裂以外の部分とが明確に区
別され画像計測装置52による亀裂の先端の検出が確実
に行われるよう、図4に示されている如く差分画像が黒
の側より白の側へ、即ち高輝度側へシフトされる。更に
画像処理装置48による二値化処理に於ては、亀裂の部
分の電圧が0Vとなり亀裂以外の部分の電圧が1Vとな
るよう処理され、これにより図4に示されている如くモ
ニタ54には亀裂の部分56は黒く亀裂以外の部分58
は白く2階調にて表示される。尚モニタの白黒反転によ
り逆の態様による表示も可能である。
【0024】画像計測装置52は二値化処理された差分
画像内の0V信号を取出すと共にその位置を記憶するこ
とができ、これにより亀裂の先端60を検出して差分画
像上に於ける亀裂先端の位置(x、y)を計測し、計測
結果を示す信号をパソコン50及びモニタ54へ出力す
るようになっている。
画像内の0V信号を取出すと共にその位置を記憶するこ
とができ、これにより亀裂の先端60を検出して差分画
像上に於ける亀裂先端の位置(x、y)を計測し、計測
結果を示す信号をパソコン50及びモニタ54へ出力す
るようになっている。
【0025】パソコン50は演算及び記憶等の機能を有
する本体62とキーボード64とカラーモニタ66とを
有する一般的な構成のものであり、油圧制御装置22へ
制御信号を出力することによりCT試験装置12の作動
開始及び作動停止を制御し、またステージ制御装置46
へ制御信号を出力することにより試験片に生じた亀裂に
対するビデオカメラ34及び光学顕微鏡36の相対移動
を制御するようになっている。更にパソコン50は画像
処理装置48及び画像計測装置52よりの信号に基き後
述の如くX方向への亀裂の進展寸法LN を演算し、亀裂
の進展寸法LNを示す信号をプリンタ68及びプロッタ
70へ出力するようになっている。
する本体62とキーボード64とカラーモニタ66とを
有する一般的な構成のものであり、油圧制御装置22へ
制御信号を出力することによりCT試験装置12の作動
開始及び作動停止を制御し、またステージ制御装置46
へ制御信号を出力することにより試験片に生じた亀裂に
対するビデオカメラ34及び光学顕微鏡36の相対移動
を制御するようになっている。更にパソコン50は画像
処理装置48及び画像計測装置52よりの信号に基き後
述の如くX方向への亀裂の進展寸法LN を演算し、亀裂
の進展寸法LNを示す信号をプリンタ68及びプロッタ
70へ出力するようになっている。
【0026】かくして構成された自動計測装置を用いて
加振モードによるCT試験に於ける亀裂の進展寸法を測
定する場合には、まず試験片10がCT試験装置12に
セットされ、ビデオカメラ34及び光学顕微鏡36が試
験片のノッチの先端に実質的に整合した位置に位置決め
される。次いでキーボード64を経てパソコン50に対
し計測開始の指令が入力されることにより、図6及び図
7に示されたフローチャートに従ってCT試験及び亀裂
の進展寸法の計測が開始される。
加振モードによるCT試験に於ける亀裂の進展寸法を測
定する場合には、まず試験片10がCT試験装置12に
セットされ、ビデオカメラ34及び光学顕微鏡36が試
験片のノッチの先端に実質的に整合した位置に位置決め
される。次いでキーボード64を経てパソコン50に対
し計測開始の指令が入力されることにより、図6及び図
7に示されたフローチャートに従ってCT試験及び亀裂
の進展寸法の計測が開始される。
【0027】次に図6及び図7に示されたフローチャー
トを参照して図示の第一の実施例の作動について説明す
る。尚これらの図に於て、NはCT試験装置12の油圧
シリンダ20により試験片10に対し与えられる加振の
サイクル数を示し、mはステージ移動回数、即ちステー
ジ装置32及び制御装置46によりビデオカメラ34が
試験片10に対し相対的に移動された回数を示し、nは
ステージ移動後のサイクル数を示している。またrは差
分画像を形成する際のサイクル差を示し、フラグFはス
テージの移動が行われたか否かに関するものであり、1
はステージの移動が行われた直後のサイクルであること
を示している。
トを参照して図示の第一の実施例の作動について説明す
る。尚これらの図に於て、NはCT試験装置12の油圧
シリンダ20により試験片10に対し与えられる加振の
サイクル数を示し、mはステージ移動回数、即ちステー
ジ装置32及び制御装置46によりビデオカメラ34が
試験片10に対し相対的に移動された回数を示し、nは
ステージ移動後のサイクル数を示している。またrは差
分画像を形成する際のサイクル差を示し、フラグFはス
テージの移動が行われたか否かに関するものであり、1
はステージの移動が行われた直後のサイクルであること
を示している。
【0028】まず最初のステップ10に於ては種々の初
期設定が行われる。即ち図5に示されている如く画面上
の測定開始ライン72が試験片のノッチ24の先端24
aに一致するよう最初の測定開始ラインの画面上の位置
xc0が設定され、ステージ移動後の測定開始ラインの画
面上の位置xcm(m =1、2、3……)が設定され、ス
テージ移動の必要があるか否かの判定基準としての視野
変更ライン74の画面上の位置xs が設定され、測定打
切り長さLc が設定され、サイクル数N、n及びステー
ジ移動回数mがそれぞれ0に設定され、サイクル差r及
びフラグFがそれぞれ1に設定される。
期設定が行われる。即ち図5に示されている如く画面上
の測定開始ライン72が試験片のノッチ24の先端24
aに一致するよう最初の測定開始ラインの画面上の位置
xc0が設定され、ステージ移動後の測定開始ラインの画
面上の位置xcm(m =1、2、3……)が設定され、ス
テージ移動の必要があるか否かの判定基準としての視野
変更ライン74の画面上の位置xs が設定され、測定打
切り長さLc が設定され、サイクル数N、n及びステー
ジ移動回数mがそれぞれ0に設定され、サイクル差r及
びフラグFがそれぞれ1に設定される。
【0029】ステップ20に於ては油圧シリンダ20に
よる試験片10に対する加振が開始され、次のステップ
30に於ては油圧制御装置22よりの制御信号に基き現
時点が画像取込みタイミングであるか否かの判定が行わ
れ、画像取込みタイミングではない旨の判別が行われた
ときにはステップ30が繰返し実行され、画像取込みタ
イミングである旨の判別が行われたときにはステップ4
0へ進み、サイクル数N及びnがそれぞれ1インクリメ
ントされる。
よる試験片10に対する加振が開始され、次のステップ
30に於ては油圧制御装置22よりの制御信号に基き現
時点が画像取込みタイミングであるか否かの判定が行わ
れ、画像取込みタイミングではない旨の判別が行われた
ときにはステップ30が繰返し実行され、画像取込みタ
イミングである旨の判別が行われたときにはステップ4
0へ進み、サイクル数N及びnがそれぞれ1インクリメ
ントされる。
【0030】次のステップ50に於てはビデオカメラ3
4により撮像された画像gn (生画像)が画像処理装置
48へ取込まれ、ステップ60に於てはフラグFが1で
あるか否かの判別が行われ、F=1である旨の判別が行
われたときにはステップ70に於てフラグFが0にリセ
ットされた後ステップ30へ戻り、F=1ではない旨の
判別が行われたときにはステップ72へ進む。ステップ
72に於てはサイクル差rがn−1未満であるか否かの
判別が行われ、r<n−1ではない旨の判別が行われた
ときにはステップ30へ戻り、r<n−1である旨の判
別が行われたときにはステップ80へ進む。
4により撮像された画像gn (生画像)が画像処理装置
48へ取込まれ、ステップ60に於てはフラグFが1で
あるか否かの判別が行われ、F=1である旨の判別が行
われたときにはステップ70に於てフラグFが0にリセ
ットされた後ステップ30へ戻り、F=1ではない旨の
判別が行われたときにはステップ72へ進む。ステップ
72に於てはサイクル差rがn−1未満であるか否かの
判別が行われ、r<n−1ではない旨の判別が行われた
ときにはステップ30へ戻り、r<n−1である旨の判
別が行われたときにはステップ80へ進む。
【0031】ステップ80に於ては画像gn より画像g
n-r が減算されることにより差分画像GN が形成され、
ステップ85に於ては差分画像GN の電気信号に対しk
Vにて正のオフセット処理が行われる。ステップ90に
於てはオフセット処理された差分画像内の輝度の絶対値
の最大値Dmax が基準値Dc 以下であるか否かの判別が
行われ、Dmax ≦Dc である旨の判別が行われたときに
はステップ95へ進み、Dmax ≦Dc ではない旨の判別
が行われたときにはステップ91に於てサイクル差rが
1インクリメントされた後ステップ92へ進む。
n-r が減算されることにより差分画像GN が形成され、
ステップ85に於ては差分画像GN の電気信号に対しk
Vにて正のオフセット処理が行われる。ステップ90に
於てはオフセット処理された差分画像内の輝度の絶対値
の最大値Dmax が基準値Dc 以下であるか否かの判別が
行われ、Dmax ≦Dc である旨の判別が行われたときに
はステップ95へ進み、Dmax ≦Dc ではない旨の判別
が行われたときにはステップ91に於てサイクル差rが
1インクリメントされた後ステップ92へ進む。
【0032】ステップ92に於てはサイクル差rが4で
あるか否かの判別が行われ、r=4ではない旨の判別が
行われたときにはステップ30へ戻り、r=4である旨
の判別が行われたときにはステップ93へ進む。r=4
である旨の判別が行われる場合とは差分画像を形成する
際の画像のズレが2回続けて生じた場合であり、画像の
取込みタイミングが適切ではないことを意味するので、
ステップ93に於ては油圧シリンダ20による試験片1
0に対する加振が停止され、ステップ94に於てCT試
験及び亀裂の進展寸法の計測が適正に行われていない旨
の警報がパソコン50のモニタ66に表示され、しかる
後図6及び図7に示されたフローチャートによる制御を
終了する。
あるか否かの判別が行われ、r=4ではない旨の判別が
行われたときにはステップ30へ戻り、r=4である旨
の判別が行われたときにはステップ93へ進む。r=4
である旨の判別が行われる場合とは差分画像を形成する
際の画像のズレが2回続けて生じた場合であり、画像の
取込みタイミングが適切ではないことを意味するので、
ステップ93に於ては油圧シリンダ20による試験片1
0に対する加振が停止され、ステップ94に於てCT試
験及び亀裂の進展寸法の計測が適正に行われていない旨
の警報がパソコン50のモニタ66に表示され、しかる
後図6及び図7に示されたフローチャートによる制御を
終了する。
【0033】ステップ95に於てはサイクル差rが1で
あるか否かの判別が行われ、r=1ではない旨の判別が
行われたときにはステップ96に於てサイクル差rが1
にリセットされた後ステップ100へ進み、r=1であ
る旨の判別が行われたときにはそのままステップ100
へ進む。
あるか否かの判別が行われ、r=1ではない旨の判別が
行われたときにはステップ96に於てサイクル差rが1
にリセットされた後ステップ100へ進み、r=1であ
る旨の判別が行われたときにはそのままステップ100
へ進む。
【0034】ステップ100に於てはオフセット処理さ
れた差分画像GN の電気信号が画像処理装置48によっ
て二値化処理されることにより二値化処理された差分画
像が形成されると共に記憶される。ステップ110に於
ては画像計測装置52により差分画像に於ける亀裂の先
端位置xn が検出され、xn がパソコン50へ出力され
る。
れた差分画像GN の電気信号が画像処理装置48によっ
て二値化処理されることにより二値化処理された差分画
像が形成されると共に記憶される。ステップ110に於
ては画像計測装置52により差分画像に於ける亀裂の先
端位置xn が検出され、xn がパソコン50へ出力され
る。
【0035】ステップ120に於ては同一視野内に於け
る亀裂の総進展量、即ち最後のステージ移動が行われた
後現在までの各サイクルに於て進展した量の合計In が
下記の数1に従って演算される。ステップ130に於て
は亀裂の進展寸法LN が下記の数2に従って演算される
と共に記憶装置に記憶される。
る亀裂の総進展量、即ち最後のステージ移動が行われた
後現在までの各サイクルに於て進展した量の合計In が
下記の数1に従って演算される。ステップ130に於て
は亀裂の進展寸法LN が下記の数2に従って演算される
と共に記憶装置に記憶される。
【数1】In =xn −xcm
【数2】LN =In +ΣSm (m=1……m)
【0036】ステップ140に於ては、例えばxn がx
s を越えたか否かを判別することにより亀裂の先端が視
野変更ラインを越えたか否か、即ちステージの移動の必
要性が生じたか否かの判別が行われ、ステージの移動の
必要がない旨の判別が行われたときにはステップ190
へ進み、ステージの移動の必要が生じた旨の判別が行わ
れたときにはステップ150へ進む。
s を越えたか否かを判別することにより亀裂の先端が視
野変更ラインを越えたか否か、即ちステージの移動の必
要性が生じたか否かの判別が行われ、ステージの移動の
必要がない旨の判別が行われたときにはステップ190
へ進み、ステージの移動の必要が生じた旨の判別が行わ
れたときにはステップ150へ進む。
【0037】ステップ150に於てはステージ移動回数
mが1インクリメントされ、ステップ160に於ては差
分画像で見て亀裂の先端がステップ10に於て設定され
た次の測定開始ラインの位置xcmへ移動するよう、ステ
ージ移動量Sm が下記の数3に従って演算され、しかる
後ステップ170へ進む。
mが1インクリメントされ、ステップ160に於ては差
分画像で見て亀裂の先端がステップ10に於て設定され
た次の測定開始ラインの位置xcmへ移動するよう、ステ
ージ移動量Sm が下記の数3に従って演算され、しかる
後ステップ170へ進む。
【数3】Sm =xn −xcm
【0038】ステップ170に於ては画像がステップ1
60に於て演算された値Sm だけ亀裂の進展方向とは反
対の方向へ移動するよう、ステージ装置32及び制御装
置46によりビデオカメラ34が試験片10に対し相対
的に亀裂の進展方向へ移動され、ステップ180に於て
はサイクル数nが0にリセットされると共にフラグFが
1にセットされ、しかる後ステップ30へ戻る。
60に於て演算された値Sm だけ亀裂の進展方向とは反
対の方向へ移動するよう、ステージ装置32及び制御装
置46によりビデオカメラ34が試験片10に対し相対
的に亀裂の進展方向へ移動され、ステップ180に於て
はサイクル数nが0にリセットされると共にフラグFが
1にセットされ、しかる後ステップ30へ戻る。
【0039】ステップ190に於ては、亀裂の進展寸法
LN がステップ10に於て設定された測定打切り長さL
c 以上であるか否かの判別が行われ、LN ≧Lc ではな
い旨の判別が行われたときにはステップ30へ戻り、L
N ≧Lc である旨の判別が行われたときにはステップ2
00へ進む。ステップ200に於ては油圧シリンダ20
による試験片10に対する加振が停止され、ステップ2
10に於ては亀裂の進展寸法LN ( N=1、2、3…
…)がプリンタ68及びプロッタ70へ出力され、図6
及び図7に示されたフローチャートによる制御を終了す
る。
LN がステップ10に於て設定された測定打切り長さL
c 以上であるか否かの判別が行われ、LN ≧Lc ではな
い旨の判別が行われたときにはステップ30へ戻り、L
N ≧Lc である旨の判別が行われたときにはステップ2
00へ進む。ステップ200に於ては油圧シリンダ20
による試験片10に対する加振が停止され、ステップ2
10に於ては亀裂の進展寸法LN ( N=1、2、3…
…)がプリンタ68及びプロッタ70へ出力され、図6
及び図7に示されたフローチャートによる制御を終了す
る。
【0040】かくしてこの第一の実施例によれば、図8
に示されている如く、N=n=0サイクルに於ては測定
開始ライン72のX方向の位置が試験片のノッチ24の
先端24aに一致するよう設定され、N=n=1サイク
ルに於ては亀裂56の先端60の位置x1 が検出され、
亀裂の総進展量I1 (=x1 −xc0)及び亀裂の進展寸
法L1 (=I1 )が演算される。N=n=2サイクルに
於て差分画像内の輝度の絶対値の最大値Dmax が基準値
Dc を越えた旨の判別が行われたとすると、亀裂の先端
の位置x2 は検出されず、亀裂の総進展量I2 及び亀裂
の進展寸法L2は演算されない。
に示されている如く、N=n=0サイクルに於ては測定
開始ライン72のX方向の位置が試験片のノッチ24の
先端24aに一致するよう設定され、N=n=1サイク
ルに於ては亀裂56の先端60の位置x1 が検出され、
亀裂の総進展量I1 (=x1 −xc0)及び亀裂の進展寸
法L1 (=I1 )が演算される。N=n=2サイクルに
於て差分画像内の輝度の絶対値の最大値Dmax が基準値
Dc を越えた旨の判別が行われたとすると、亀裂の先端
の位置x2 は検出されず、亀裂の総進展量I2 及び亀裂
の進展寸法L2は演算されない。
【0041】図示の如くN=n=3サイクルに於て亀裂
の先端の位置が視野変更ライン74を越えたとすると、
このサイクルに於ては亀裂画像g3 より亀裂画像g1 が
減算されることにより形成された差分画像G3 に於て亀
裂の先端の位置x3 が検出され、亀裂の進展量I3 (=
x3 −xc0)及び亀裂の進展寸法L3 (=I3 )が演算
され、またこのサイクルに於ては視野がS1 (=x3 −
xc1)だけ亀裂の進展方向へ移動される。N=4(n=
1)サイクルに於ては亀裂の先端の位置x1 は検出され
ず、従って亀裂の総進展量I1 及び亀裂の進展寸法L4
は演算されない。
の先端の位置が視野変更ライン74を越えたとすると、
このサイクルに於ては亀裂画像g3 より亀裂画像g1 が
減算されることにより形成された差分画像G3 に於て亀
裂の先端の位置x3 が検出され、亀裂の進展量I3 (=
x3 −xc0)及び亀裂の進展寸法L3 (=I3 )が演算
され、またこのサイクルに於ては視野がS1 (=x3 −
xc1)だけ亀裂の進展方向へ移動される。N=4(n=
1)サイクルに於ては亀裂の先端の位置x1 は検出され
ず、従って亀裂の総進展量I1 及び亀裂の進展寸法L4
は演算されない。
【0042】N=5(n=2)サイクルに於ては亀裂の
先端の位置x2 が検出され、亀裂の総進展量I2 (=x
2 −xc1)及び亀裂の進展寸法L5 (=I2 +S1 )が
演算され、N=6(n=3)サイクルに於ては亀裂の先
端の位置x3 が検出され、亀裂の進展量I3 (=x3 −
xc1)及び亀裂の進展寸法L6 (=I3 +S1 )が演算
され、これ以降以上のサイクルの場合と同様の処理が行
われることにより亀裂の進展寸法LN が測定打切り長さ
Lc 以上になるまでLN が自動的に演算される。
先端の位置x2 が検出され、亀裂の総進展量I2 (=x
2 −xc1)及び亀裂の進展寸法L5 (=I2 +S1 )が
演算され、N=6(n=3)サイクルに於ては亀裂の先
端の位置x3 が検出され、亀裂の進展量I3 (=x3 −
xc1)及び亀裂の進展寸法L6 (=I3 +S1 )が演算
され、これ以降以上のサイクルの場合と同様の処理が行
われることにより亀裂の進展寸法LN が測定打切り長さ
Lc 以上になるまでLN が自動的に演算される。
【0043】尚この実施例に於てはステージ更新後の各
測定開始ラインの画面上の位置xcmを任意に設定し得る
ようになっているが、測定開始ラインの画面上の位置x
cmは例えば上述のxc0の如き一定値に設定されてもよ
い。
測定開始ラインの画面上の位置xcmを任意に設定し得る
ようになっているが、測定開始ラインの画面上の位置x
cmは例えば上述のxc0の如き一定値に設定されてもよ
い。
【0044】図9及び図10は本発明による亀裂進展寸
法の自動計測装置の第二の実施例に於ける制御フローを
示すフローチャートである。尚これらの図に於て、図6
及び図7に示されたステップに対応するステップには図
6及び図7に於て付されたステップ番号と同一のステッ
プ番号が付されている。
法の自動計測装置の第二の実施例に於ける制御フローを
示すフローチャートである。尚これらの図に於て、図6
及び図7に示されたステップに対応するステップには図
6及び図7に於て付されたステップ番号と同一のステッ
プ番号が付されている。
【0045】この実施例のステップ10の初期設定に於
ては、画面上の測定開始ラインが試験片のノッチの先端
に一致するよう最初の測定開始ラインの画面上の位置x
c0がx0 に設定され、画面上でのステージ移動量S(定
数)が設定され、ステージ移動の必要があるか否かの判
定基準としての視野変更ライン74の画面上の位置xs
が設定され、測定打切り長さLc が設定され、サイクル
数N、n及びステージ移動回数mがそれぞれ0に設定さ
れ、サイクル差r及びフラグFがそれぞれ1に設定され
る。
ては、画面上の測定開始ラインが試験片のノッチの先端
に一致するよう最初の測定開始ラインの画面上の位置x
c0がx0 に設定され、画面上でのステージ移動量S(定
数)が設定され、ステージ移動の必要があるか否かの判
定基準としての視野変更ライン74の画面上の位置xs
が設定され、測定打切り長さLc が設定され、サイクル
数N、n及びステージ移動回数mがそれぞれ0に設定さ
れ、サイクル差r及びフラグFがそれぞれ1に設定され
る。
【0046】ステップ120に於ては亀裂の総進展量I
n が下記の数6に従って演算され、ステップ130に於
ては下記の数7に従って亀裂の進展寸法LN が演算され
ると共に記憶装置に記憶される。
n が下記の数6に従って演算され、ステップ130に於
ては下記の数7に従って亀裂の進展寸法LN が演算され
ると共に記憶装置に記憶される。
【数6】In =xn −x0
【数7】LN =In +m×S
【0047】ステップ145に於ては次のサイクル以降
のステップ120に於ける亀裂の総進展量In の演算に
使用される基準量x0 が下記の数8に従って演算され
る。
のステップ120に於ける亀裂の総進展量In の演算に
使用される基準量x0 が下記の数8に従って演算され
る。
【数8】x0 =xn −S
【0048】ステップ170に於ては画像がステップ1
0に於て設定された長さSだけ亀裂の進展方向とは反対
の方向へ移動するよう、ステージ装置32及び制御装置
46によりビデオカメラ34が試験片10に対し相対的
に移動される。尚この実施例の他のステップは実施例1
の対応するステップと同一の要領にて実行される。
0に於て設定された長さSだけ亀裂の進展方向とは反対
の方向へ移動するよう、ステージ装置32及び制御装置
46によりビデオカメラ34が試験片10に対し相対的
に移動される。尚この実施例の他のステップは実施例1
の対応するステップと同一の要領にて実行される。
【0049】かくしてこの第二の実施例によれば、図1
1に示されている如く、N=n=0サイクルに於ては測
定開始ライン72のX方向の位置が試験片のノッチ24
の先端24aに一致するよう設定され、N=n=1サイ
クルに於ては亀裂56の先端60の位置x1 が検出さ
れ、亀裂の総進展量I1 (=x1 −x0 )及び亀裂の進
展寸法L1 (=I1 )が演算される。N=n=2サイク
ルに於て差分画像内の輝度の絶対値の最大値Dmax が基
準値Dc を越えた旨の判別が行われたとすると、亀裂の
先端の位置x2 は検出されず、亀裂の総進展量I2 及び
亀裂の進展寸法L2 は演算されない。
1に示されている如く、N=n=0サイクルに於ては測
定開始ライン72のX方向の位置が試験片のノッチ24
の先端24aに一致するよう設定され、N=n=1サイ
クルに於ては亀裂56の先端60の位置x1 が検出さ
れ、亀裂の総進展量I1 (=x1 −x0 )及び亀裂の進
展寸法L1 (=I1 )が演算される。N=n=2サイク
ルに於て差分画像内の輝度の絶対値の最大値Dmax が基
準値Dc を越えた旨の判別が行われたとすると、亀裂の
先端の位置x2 は検出されず、亀裂の総進展量I2 及び
亀裂の進展寸法L2 は演算されない。
【0050】図示の如くN=n=3サイクルに於て亀裂
の先端の位置が視野変更ライン74を越えたとすると、
このサイクルに於ては亀裂画像g3 より亀裂画像g1 が
減算されることにより形成された差分画像G3 に於て亀
裂の先端の位置x3 が検出され、亀裂の総進展量I
3 (=x3 −x0 )及び亀裂の進展寸法L3 (=I3 )
が演算され、またこのサイクルに於ては次のサイクルに
於けるx0 (=x3 −S)が演算され、視野が一定値S
だけ亀裂の進展方向へ移動される。N=4サイクル(n
=1)に於ては亀裂の先端の位置x1 は検出されず、従
って亀裂の総進展量I1 及び亀裂の進展寸法L4 は演算
されない。
の先端の位置が視野変更ライン74を越えたとすると、
このサイクルに於ては亀裂画像g3 より亀裂画像g1 が
減算されることにより形成された差分画像G3 に於て亀
裂の先端の位置x3 が検出され、亀裂の総進展量I
3 (=x3 −x0 )及び亀裂の進展寸法L3 (=I3 )
が演算され、またこのサイクルに於ては次のサイクルに
於けるx0 (=x3 −S)が演算され、視野が一定値S
だけ亀裂の進展方向へ移動される。N=4サイクル(n
=1)に於ては亀裂の先端の位置x1 は検出されず、従
って亀裂の総進展量I1 及び亀裂の進展寸法L4 は演算
されない。
【0051】N=5(n=2)サイクルに於ては亀裂の
先端の位置x2 が検出され、亀裂の総進展量I2 (=x
2 −x0 )及び亀裂の進展寸法L5 (=I2 +S)が演
算され、N=6(n=3)サイクルに於ては亀裂の先端
の位置x3 が検出され、亀裂の進展量I3 (=x3 −x
0 )及び亀裂の進展寸法L6 (=I3 +S)が演算さ
れ、これ以降以上のサイクルの場合と同様の処理が行わ
れることにより亀裂の進展寸法LN が測定打切り長さL
c 以上になるまでLN が自動的に演算される。
先端の位置x2 が検出され、亀裂の総進展量I2 (=x
2 −x0 )及び亀裂の進展寸法L5 (=I2 +S)が演
算され、N=6(n=3)サイクルに於ては亀裂の先端
の位置x3 が検出され、亀裂の進展量I3 (=x3 −x
0 )及び亀裂の進展寸法L6 (=I3 +S)が演算さ
れ、これ以降以上のサイクルの場合と同様の処理が行わ
れることにより亀裂の進展寸法LN が測定打切り長さL
c 以上になるまでLN が自動的に演算される。
【0052】尚上述の各実施例に於ては、差分画像GN
が正の一定電圧にてオフセット処理されるようになって
いるが、図12に示されている如く画像gn が正の一定
電圧にて高輝度側へオフセット処理されてもよく、また
図13に示されている如く画像gn-r が負の一定電圧に
て低輝度側へオフセット処理されてもよく、更には画像
gn が正の一定電圧にてオフセット処理され画像gn-r
が負の一定電圧にてオフセット処理されてもよい。これ
らの何れの場合にも画像gn 及びgn-r に共通の部分は
差分画像を形成する際の減算により実質的に消去され、
二値化処理により完全に消去されるので、上述の二つの
実施例の場合と同様亀裂のうちnサイクルとn−rサイ
クルとの間に於て新たに進展した部分のみが現われ、亀
裂のうちn−rサイクルまでに進展した部分や試験片の
表面の傷、汚れなどは現われないので、二値化処理され
た差分画像に於て亀裂の先端が正確に検出されその位置
が正確に計測される。
が正の一定電圧にてオフセット処理されるようになって
いるが、図12に示されている如く画像gn が正の一定
電圧にて高輝度側へオフセット処理されてもよく、また
図13に示されている如く画像gn-r が負の一定電圧に
て低輝度側へオフセット処理されてもよく、更には画像
gn が正の一定電圧にてオフセット処理され画像gn-r
が負の一定電圧にてオフセット処理されてもよい。これ
らの何れの場合にも画像gn 及びgn-r に共通の部分は
差分画像を形成する際の減算により実質的に消去され、
二値化処理により完全に消去されるので、上述の二つの
実施例の場合と同様亀裂のうちnサイクルとn−rサイ
クルとの間に於て新たに進展した部分のみが現われ、亀
裂のうちn−rサイクルまでに進展した部分や試験片の
表面の傷、汚れなどは現われないので、二値化処理され
た差分画像に於て亀裂の先端が正確に検出されその位置
が正確に計測される。
【0053】また上述の各実施例に於ては、説明を容易
にする目的で、亀裂の進展寸法の測定開始後又はステー
ジの移動後の3サイクル目に於て亀裂の先端60が視野
変更ライン74を突破するようになっているが、実際に
は測定開始ライン72と視野変更ライン74との間の距
離は各サイクル毎の亀裂の進展量に比して遥かに大き
く、これにより測定開始後又はステージ移動後次のステ
ージ移動までの間に亀裂の進展量の測定が行われるサイ
クル数は数十乃至数百サイクルである。
にする目的で、亀裂の進展寸法の測定開始後又はステー
ジの移動後の3サイクル目に於て亀裂の先端60が視野
変更ライン74を突破するようになっているが、実際に
は測定開始ライン72と視野変更ライン74との間の距
離は各サイクル毎の亀裂の進展量に比して遥かに大き
く、これにより測定開始後又はステージ移動後次のステ
ージ移動までの間に亀裂の進展量の測定が行われるサイ
クル数は数十乃至数百サイクルである。
【0054】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
て詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【0055】例えばオフセット処理自体は本発明の要旨
をなすものではないので、上述の二つの実施例に於ける
ステップ85は省略されてもよい。同様に亀裂の進展寸
法の演算の要領自体は本発明の要旨をなすものではな
く、少なくとも亀裂の先端の変位量の合計として亀裂の
進展寸法が演算される限り、例えば本願出願人と同一の
出願人及び他の一の出願人の出願にかかる上述の特願平
4− 号(整理番号AT−4779)に記載さ
れた第三の実施例の如く上述の実施例に於ける演算要領
以外の要領にて亀裂の進展寸法が演算されてもよい。
をなすものではないので、上述の二つの実施例に於ける
ステップ85は省略されてもよい。同様に亀裂の進展寸
法の演算の要領自体は本発明の要旨をなすものではな
く、少なくとも亀裂の先端の変位量の合計として亀裂の
進展寸法が演算される限り、例えば本願出願人と同一の
出願人及び他の一の出願人の出願にかかる上述の特願平
4− 号(整理番号AT−4779)に記載さ
れた第三の実施例の如く上述の実施例に於ける演算要領
以外の要領にて亀裂の進展寸法が演算されてもよい。
【0056】また本発明の自動計測装置は試験片が加振
モードにてCT試験される場合に適しており、上述の各
実施例に於ては試験片は加振モードにてCT試験される
ようになっているが、本発明の自動計測装置は試験片が
引張りモードにてCT試験される場合にも適用されてよ
く、その場合には上述の各実施例のステップ30に於て
は例えばタイマにより一定の時間が計測され、これによ
りステップ50に於て一定の時間毎に画像の取込みが行
われる。
モードにてCT試験される場合に適しており、上述の各
実施例に於ては試験片は加振モードにてCT試験される
ようになっているが、本発明の自動計測装置は試験片が
引張りモードにてCT試験される場合にも適用されてよ
く、その場合には上述の各実施例のステップ30に於て
は例えばタイマにより一定の時間が計測され、これによ
りステップ50に於て一定の時間毎に画像の取込みが行
われる。
【0057】
【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、nサイクルの亀裂画像よりn−rサイクル
の亀裂画像が減算されることにより差分画像が形成さ
れ、差分画像内の輝度の絶対値の最大値Dmax が検出さ
れ、二つの亀裂画像にズレが生じて最大値Dmax が所定
値を越えたときには当該サイクルに於ては亀裂の進展寸
法は演算されず次のサイクルに於てはrが1増加されて
差分画像が形成されることにより、差分画像は必ず相互
にズレのない二つの亀裂画像同士を減算することにより
形成された差分画像、即ち亀裂以外の傷や汚れなどが亀
裂の一部であると誤って識別される虞れがない適正に形
成された差分画像に於て検出され位置が計測された亀裂
の先端の位置に基き進展寸法が演算されるので、試験片
の表面に傷や汚れなどが存在する場合にも亀裂の進展寸
法を自動的に非常に正確に且容易に計測することができ
る。
明によれば、nサイクルの亀裂画像よりn−rサイクル
の亀裂画像が減算されることにより差分画像が形成さ
れ、差分画像内の輝度の絶対値の最大値Dmax が検出さ
れ、二つの亀裂画像にズレが生じて最大値Dmax が所定
値を越えたときには当該サイクルに於ては亀裂の進展寸
法は演算されず次のサイクルに於てはrが1増加されて
差分画像が形成されることにより、差分画像は必ず相互
にズレのない二つの亀裂画像同士を減算することにより
形成された差分画像、即ち亀裂以外の傷や汚れなどが亀
裂の一部であると誤って識別される虞れがない適正に形
成された差分画像に於て検出され位置が計測された亀裂
の先端の位置に基き進展寸法が演算されるので、試験片
の表面に傷や汚れなどが存在する場合にも亀裂の進展寸
法を自動的に非常に正確に且容易に計測することができ
る。
【0058】また本発明によれば、上述の如く試験片の
表面に亀裂以外の傷や汚れなどが存在してもこれらの影
響を受けることなく亀裂の進展寸法を非常に正確に計測
することができるので、試験片に対する表面仕上加工を
簡略化することができ、これによりCT試験を能率よく
実施することができる。
表面に亀裂以外の傷や汚れなどが存在してもこれらの影
響を受けることなく亀裂の進展寸法を非常に正確に計測
することができるので、試験片に対する表面仕上加工を
簡略化することができ、これによりCT試験を能率よく
実施することができる。
【図1】本発明による亀裂進展寸法の自動計測装置の一
つの実施例を示す概略構成図である。
つの実施例を示す概略構成図である。
【図2】CT試験されるべき試験片を示す拡大正面図で
ある。
ある。
【図3】図2の線III-III に沿う試験片の平断面図であ
る。
る。
【図4】差分画像の形成、オフセット処理、二値化処理
の要領の一例を示す説明図である。
の要領の一例を示す説明図である。
【図5】亀裂進展寸法の測定開始時に行われる初期設定
の一例を示す説明図である。
の一例を示す説明図である。
【図6】本発明による亀裂進展寸法の自動計測装置の第
一の実施例に於ける制御フローの一部を示すフローチャ
ートである。
一の実施例に於ける制御フローの一部を示すフローチャ
ートである。
【図7】本発明による亀裂進展寸法の自動計測装置の第
一の実施例に於ける制御フローの残りの部分を示すフロ
ーチャートである。
一の実施例に於ける制御フローの残りの部分を示すフロ
ーチャートである。
【図8】第一の実施例による亀裂進展寸法の自動計測の
要領を示す説明図である。
要領を示す説明図である。
【図9】本発明による亀裂進展寸法の自動計測装置の第
二の実施例に於ける制御フローの一部を示すフローチャ
ートである。
二の実施例に於ける制御フローの一部を示すフローチャ
ートである。
【図10】本発明による亀裂進展寸法の自動計測装置の
第二の実施例に於ける制御フローの残りの部分を示すフ
ローチャートである。
第二の実施例に於ける制御フローの残りの部分を示すフ
ローチャートである。
【図11】第二の実施例による亀裂進展寸法の自動計測
の要領を示す説明図である。
の要領を示す説明図である。
【図12】差分画像の形成、オフセット処理、二値化処
理の要領の他の例を示す説明図である。
理の要領の他の例を示す説明図である。
【図13】差分画像の形成、オフセット処理、二値化処
理の要領の更に他の例を示す説明図である。
理の要領の更に他の例を示す説明図である。
【図14】荷重発生装置への制御信号と荷重発生装置に
より発生される荷重との関係を示す説明図である。
より発生される荷重との関係を示す説明図である。
【図15】図14に示された応答遅れ時間△Tの変動を
示す解図的グラフである。
示す解図的グラフである。
10…試験片 12…CT試験装置 20…油圧シリンダ 22…油圧制御装置 32…ステージ装置 34…ビデオカメラ 36…光学顕微鏡 46…ステージ制御装置 48…画像処理装置 50…パーソナルコンピュータ 52…画像計測装置
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−39308(JP,A) 特開 昭56−158903(JP,A) 特開 昭63−214642(JP,A) 実開 平4−90947(JP,U) 特公 昭61−61616(JP,B2) 特公 昭60−12571(JP,B2)
Claims (1)
- 【請求項1】試験片を支持し前記試験片に対し荷重を与
える試験片支持装置と、前記試験片に発生した亀裂を撮
像しこれを電気的亀裂画像に変換する撮像装置と、前記
撮像装置より所定の時間毎に前記亀裂画像を取込み、n
を正の整数としrをn未満の正の整数としてnサイクル
の亀裂画像よりn−rサイクルの亀裂画像を減算して差
分画像を形成し、該差分画像内の輝度の絶対値の最大値
Dmax を検出し、前記差分画像を低解像度化処理して低
解像度化処理された差分画像を形成し記憶する画像処理
装置と、前記低解像度化処理された差分画像上にて亀裂
の先端を検出し前記差分画像上に於ける亀裂先端の位置
を計測する画像計測装置と、前記画像計測装置より亀裂
先端の位置を示す信号を入力され少くとも前記亀裂先端
の変位量の合計として亀裂の進展寸法を演算する演算制
御装置とを有し、前記最大値Dmax が所定値を越えたと
きには前記演算制御装置は当該サイクルに於ては亀裂の
進展寸法を演算せず前記画像処理装置は次のサイクルに
於ては前記rを1増加して差分画像を形成するよう構成
されていることを特徴とする亀裂進展寸法の自動計測装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5693392A JP2737517B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 亀裂進展寸法の自動計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5693392A JP2737517B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 亀裂進展寸法の自動計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05223717A JPH05223717A (ja) | 1993-08-31 |
JP2737517B2 true JP2737517B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=13041324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5693392A Expired - Fee Related JP2737517B2 (ja) | 1992-02-07 | 1992-02-07 | 亀裂進展寸法の自動計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2737517B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5517861A (en) * | 1994-10-11 | 1996-05-21 | United Technologies Corporation | High temperature crack monitoring apparatus |
JP5145317B2 (ja) * | 2009-12-03 | 2013-02-13 | 三菱重工業株式会社 | 強度評価装置及び強度評価方法 |
-
1992
- 1992-02-07 JP JP5693392A patent/JP2737517B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05223717A (ja) | 1993-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3373831B2 (ja) | 試験片の伸び測定方法及び装置 | |
US5539656A (en) | Crack monitoring apparatus | |
JP2000180330A (ja) | 硬度計 | |
JP2737517B2 (ja) | 亀裂進展寸法の自動計測装置 | |
JPH0996513A (ja) | 画像取得装置 | |
WO1986004410A1 (en) | Apparatus for detecting positions of crack caused by fatigue | |
JP2874433B2 (ja) | 亀裂進展寸法の自動計測装置 | |
JP2742640B2 (ja) | 亀裂進展寸法の自動計測装置 | |
TW387119B (en) | Wire bend inspection method and apparatus | |
JPH11108625A (ja) | 面形状測定装置 | |
JPH0629705B2 (ja) | 板状体の歪検査方法 | |
JPH05223716A (ja) | 亀裂進展寸法の自動計測装置 | |
JP3029089B2 (ja) | 自動硬度計の自動焦点合わせ方法及び装置 | |
JP3146255B2 (ja) | 微小寸法測定方法 | |
JPH0695065B2 (ja) | 亀裂試験装置の亀裂進展追跡装置 | |
JP2007003332A (ja) | 板状体側面の欠陥検出方法及び欠陥検出装置 | |
JP3218909B2 (ja) | 検査方法およびその装置 | |
JPH01307875A (ja) | 長尺シートの欠陥検査装置 | |
JP2701872B2 (ja) | 面付パターンの欠陥検査装置 | |
KR20000012428U (ko) | 원통형 시편 측정용 영상계측장치 | |
JP3342143B2 (ja) | プリズム異物検出方法 | |
JPH11304481A (ja) | 画像解析による距離計測方法 | |
JPH0638063B2 (ja) | 押込型硬度計 | |
JP2006113189A (ja) | 鏡筒の検査装置及び鏡筒の検査方法 | |
JPH11304439A (ja) | 非接触伸び計 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |