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JP7315936B2 - Displacement measurement method, displacement measurement device, displacement measurement system, and displacement measurement program - Google Patents

Displacement measurement method, displacement measurement device, displacement measurement system, and displacement measurement program Download PDF

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JP7315936B2
JP7315936B2 JP2022057011A JP2022057011A JP7315936B2 JP 7315936 B2 JP7315936 B2 JP 7315936B2 JP 2022057011 A JP2022057011 A JP 2022057011A JP 2022057011 A JP2022057011 A JP 2022057011A JP 7315936 B2 JP7315936 B2 JP 7315936B2
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崇 竹尾
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AISIN FUKUI CORPORATION
Kyowa Electronic Instruments Co Ltd
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Description

本発明は、変位量計測方法、変位量計測装置、変位量計測システム、および、変位量計測プログラムに関する。 The present invention relates to a displacement measuring method, a displacement measuring device, a displacement measuring system, and a displacement measuring program.

橋梁および鉄塔等の計測対象物の点検作業では、例えば、計測対象物の面内方向の変位量が計測される。特許文献1は、計測対象物の面内方向の変位量計測方法の一例を開示している。特許文献1に開示される変位量計測方法では、計測対象物に設置された2次元格子パターンを撮影した2次元画像を用いて計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する。 In inspection work of measurement objects such as bridges and steel towers, for example, the amount of displacement in the in-plane direction of the measurement object is measured. Patent Literature 1 discloses an example of a method for measuring an in-plane displacement amount of an object to be measured. In the displacement amount measuring method disclosed in Patent Document 1, the amount of displacement in the in-plane direction of the surface of the object to be measured is measured using a two-dimensional image obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern set on the object to be measured.

特許第4831703号公報Japanese Patent No. 4831703

上記変位量計測方法では、例えば、計測対象物の軸に対して、計測対象物に設置された2次元格子パターンの軸の角度がずれている場合、計測対象物に設置された2次元格子パターンがY方向に変位すると、2次元格子パターンは、実際には、X方向に変位していないにも関わらず、計測対象物の軸との角度差分だけ、X方向に変位したように計測される。同様に、計測対象物に設置された2次元格子パターンがX方向に変位すると、2次元格子パターンは、実際には、Y方向に変位していないにも関わらず、計測対象物の軸との角度差分だけ、Y方向に変位したように計測される。このため、計測対象物の面内方向の変位量の計測の精度が低い。 In the displacement measurement method, for example, when the angle of the axis of the two-dimensional lattice pattern set on the measurement object is deviated with respect to the axis of the measurement object, the two-dimensional lattice pattern set on the measurement object is displaced in the Y direction, the two-dimensional grid pattern is measured as if displaced in the X direction by the angle difference with the axis of the object to be measured, although it is not actually displaced in the X direction. . Similarly, when the two-dimensional lattice pattern placed on the object to be measured is displaced in the X direction, the two-dimensional lattice pattern does not actually displace in the Y direction. It is measured as displaced in the Y direction by the angular difference. Therefore, the accuracy of measurement of the displacement amount in the in-plane direction of the object to be measured is low.

本発明は、計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる変位量計測方法、変位量計測装置、変位量計測システム、および、変位量計測プログラムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a displacement measurement method, a displacement measurement device, a displacement measurement system, and a displacement measurement program capable of accurately measuring the displacement of an object in the in-plane direction.

本発明の第1観点に係る変位量計測方法は、計測対象物に設置された2次元格子パターンを撮影した2次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測方法であって、前記計測対象物に設置された前記2次元格子パターンを撮像装置によって2次元画像として撮影する撮影処理と、前記撮像装置によって撮影した前記2次元画像から前記2次元格子パターンを含む領域を解析領域として抽出する解析領域抽出処理と、前記解析領域から複数のサブ領域を設定するサブ領域設定処理と、設定した前記複数のサブ領域のいずれか一つのサブ領域に関する2次元画像を用いて、前記複数のサブ領域における面内方向の変位量を算出する第1変位量算出処理と、算出した前記複数のサブ領域の面内方向の変位量に基づいて、前記計測対象物に設置された前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量を算出する格子位置算出処理と、前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正することにより、前記計測対象物の面内方向の変位量を算出する第2変位量算出処理と、を含む。 A displacement measurement method according to a first aspect of the present invention measures the amount of displacement in the in-plane direction of the surface of a measurement object using a two-dimensional image obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern installed on the measurement object. A displacement measurement method, comprising: a photographing process of photographing the two-dimensional grid pattern set on the object to be measured as a two-dimensional image by an imaging device; analysis region extraction processing for extracting a region containing a pattern as an analysis region; sub-region setting processing for setting a plurality of sub-regions from the analysis region; a first displacement amount calculation process for calculating displacement amounts in the in-plane direction in the plurality of sub-regions using an image; a lattice position calculation process for calculating the inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern installed in the two-dimensional lattice pattern based on the inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern and a second displacement amount calculation process for calculating the displacement amount of the measurement object in the in-plane direction by correcting the displacement amount in the in-plane direction.

上記変位量計測方法では、2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量に基づいて、計測対象物面内方向の変位量を補正するため、計測対象物の軸に対して2次元格子パターンの軸の角度がずれている場合であっても、計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる。 In the displacement measurement method, the displacement in the in-plane direction of the object to be measured is corrected based on the inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern. Even if the angle of the axis of is shifted, the amount of displacement in the in-plane direction of the object to be measured can be accurately measured.

本発明の第2観点に係る変位量計測方法は、第1観点に係る変位量計測方法であって、前記複数のサブ領域は、同じ面積である。 A displacement measuring method according to a second aspect of the present invention is the displacement measuring method according to the first aspect, wherein the plurality of sub-regions have the same area.

上記変位量計測方法では、第1変位量算出処理を効率的に実施できる。 In the displacement amount measuring method, the first displacement amount calculation process can be efficiently performed.

本発明の第3観点に係る変位量計測方法は、第1観点または第2観点に係る変位量計測方法であって、前記第2変位量算出処理では、前記計測対象物以外に設置される基準格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量に基づいて、前記計測対象物に設置される前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量を補正する。 A displacement measurement method according to a third aspect of the present invention is the displacement measurement method according to the first aspect or the second aspect, wherein in the second displacement amount calculation process, a reference installed other than the object to be measured The tilt of the displacement axis or the amount of change in angle of the two-dimensional grid pattern placed on the object to be measured is corrected based on the tilt of the axis of displacement or the amount of change in angle of the grid pattern.

上記変位量計測方法では、第2変位量算出処理において、計測対象物に設置される2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量が補正されるため、計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる。 In the displacement measurement method described above, in the second displacement amount calculation process, the inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern set on the measurement object is corrected. Quantity can be measured with high accuracy.

本発明の第4観点に係る変位量計測方法は、第3観点に係る変位量計測方法であって、前記第2変位量算出処理では、前記基準格子パターンの面内方向の変位量に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正する。 A displacement amount measuring method according to a fourth aspect of the present invention is the displacement amount measuring method according to the third aspect, wherein in the second displacement amount calculating process, based on the in-plane displacement amount of the reference grid pattern, , to correct the in-plane displacement amount of the two-dimensional lattice pattern.

上記変位量計測方法では、第2変位量算出処理において、基準格子パターンの面内方向の変位量に基づいて、2次元格子パターンの面内方向の変位量が補正されるため、計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる。 In the above-described displacement amount measuring method, in the second displacement amount calculation process, the displacement amount of the two-dimensional lattice pattern in the in-plane direction is corrected based on the in-plane displacement amount of the reference lattice pattern. It is possible to accurately measure the amount of displacement in the in-plane direction.

本発明の第5観点に係る変位量計測方法は、第1観点~第4観点のいずれか1つに係る変位量計測方法であって、前記第2変位量算出処理では、前記解析領域の中心と、前記計測対象物の任意の点との距離に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正する。 A displacement amount measuring method according to a fifth aspect of the present invention is the displacement amount measuring method according to any one of the first to fourth aspects, wherein in the second displacement amount calculation process, the center of the analysis region and the displacement amount of the two-dimensional lattice pattern in the in-plane direction is corrected based on the distance to an arbitrary point on the object to be measured.

上記変位量計測方法では、計測対象物の任意の点に基づいて、計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる。 In the above-described displacement amount measuring method, the displacement amount in the in-plane direction of the object to be measured can be accurately measured based on an arbitrary point on the object to be measured.

本発明の第6観点に係る変位量計測方法は、第1観点から第5観点のいずれか1つに係る変位量計測方法であって、前記サブ領域設定処理では、3つ以上のサブ領域を設定し、前記格子位置算出処理では、前記複数のサブ領域における前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量の平均値を算出し、前記第2変位量算出処理では、前記複数のサブ領域における前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量の平均値に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正する。 A displacement amount measuring method according to a sixth aspect of the present invention is the displacement amount measuring method according to any one of the first aspect to the fifth aspect, wherein in the sub-area setting process, three or more sub-areas are In the lattice position calculation process, an average value of inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern in the plurality of sub-regions is calculated, and in the second displacement amount calculation process, the plurality of sub-regions The displacement amount of the two-dimensional lattice pattern in the in-plane direction is corrected based on the average value of the inclination or the angular change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern in the area.

上記変位量計測方法では、サブ領域が多く設定されるため、格子位置算出処理において、2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量をより精度よく算出できる。 Since many sub-regions are set in the displacement amount measuring method, the inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern can be calculated more accurately in the lattice position calculation process.

本発明の第7観点に係る変位量計測装置は、計測対象物に設置された2次元格子パターンを撮影した画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測装置であって、撮像装置によって撮影した前記2次元画像から前記2次元格子パターンを含む領域を解析領域として抽出する解析領域抽出部と、前記解析領域から複数のサブ領域を設定するサブ領域設定部と、設定した前記複数のサブ領域のいずれか一つのサブ領域に関する2次元画像を用いて、前記複数のサブ領域における面内方向の変位量を算出する第1変位量算出部と、算出した前記複数のサブ領域の面内方向の変位量に基づいて、前記計測対象物に設置された前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量を算出する格子位置算出部と、前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正することにより、前記計測対象物の面内方向の変位量を算出する第2変位量算出部と、を含む。 A displacement measurement apparatus according to a seventh aspect of the present invention is a displacement amount for measuring the displacement amount in the in-plane direction of the surface of the measurement object using an image obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern set on the measurement object. A measurement device, comprising: an analysis region extraction unit that extracts a region including the two-dimensional lattice pattern from the two-dimensional image captured by an imaging device as an analysis region; and a sub-region setting that sets a plurality of sub-regions from the analysis region. and a first displacement amount calculation unit that calculates the amount of displacement in the in-plane direction in the plurality of sub-regions using a two-dimensional image of one of the set sub-regions; a lattice position calculation unit that calculates an inclination or an angular change amount of a displacement axis of the two-dimensional lattice pattern set on the measurement object based on the in-plane displacement amounts of the plurality of sub-regions; A second displacement for calculating an in-plane displacement amount of the object to be measured by correcting the in-plane displacement amount of the two-dimensional lattice pattern based on the inclination or angle change amount of the displacement axis of the lattice pattern. and a quantity calculator.

上記変位量計測装置によれば、第1観点に係る変位量計測方法と同様の効果が得られる。 According to the displacement measuring device, the same effect as the displacement measuring method according to the first aspect can be obtained.

本発明の第8観点に係る変位量計測システムは、第7観点に係る変位量計測装置と、前記撮像装置と、を含む。 A displacement measurement system according to an eighth aspect of the present invention includes the displacement measurement device according to the seventh aspect and the imaging device.

上記変位量計測システムによれば、第1観点に係る変位量計測方法と同様の効果が得られる。 According to the displacement measurement system, the same effect as the displacement measurement method according to the first aspect can be obtained.

本発明の第7観点に係る変位量計測プログラムは、計測対象物に設置された2次元格子パターンを撮影した2次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測プログラムであって、撮像装置によって撮影した前記2次元画像から前記2次元格子パターンを含む領域を解析領域として抽出する解析領域抽出処理と、前記解析領域から複数のサブ領域を設定するサブ領域設定処理と、設定した前記複数のサブ領域のいずれか一つのサブ領域に関する2次元画像を用いて、前記複数のサブ領域における面内方向の変位量を算出する第1変位量算出処理と、算出した前記複数のサブ領域の面内方向の変位量に基づいて前記計測対象物に設置された前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量を算出する格子位置算出処理と、前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正することにより、前記計測対象物の面内方向の変位量を算出する第2変位量算出処理と、をコンピュータに実行させる。 A displacement measurement program according to a seventh aspect of the present invention measures the amount of displacement in the in-plane direction of the surface of the object to be measured using a two-dimensional image obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern set on the object to be measured. A displacement measurement program comprising: analysis region extraction processing for extracting a region including the two-dimensional lattice pattern from the two-dimensional image captured by an imaging device as an analysis region; a first displacement amount calculation process for calculating an in-plane displacement amount in the plurality of sub-regions using a two-dimensional image of one of the set sub-regions; grid position calculation processing for calculating the inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional grid pattern set on the measurement object based on the calculated displacement amounts in the in-plane direction of the plurality of sub-regions; A second method for calculating the in-plane displacement amount of the object to be measured by correcting the in-plane displacement amount of the two-dimensional lattice pattern based on the inclination or angle change amount of the displacement axis of the dimensional lattice pattern. A computer is made to perform a displacement amount calculation process.

上記変位量計測プログラムによれば、第1観点に係る変位量計測方法と同様の効果が得られる。 According to the displacement measurement program, the same effect as the displacement measurement method according to the first aspect can be obtained.

本発明に関する変位量計測方法、変位量計測装置、変位量計測システム、および、変位量計測プログラムによれば、計測対象物の面内方向の変位量を精度よく計測できる。 According to the displacement measurement method, the displacement measurement device, the displacement measurement system, and the displacement measurement program according to the present invention, the displacement in the in-plane direction of the object to be measured can be accurately measured.

第1実施形態の変位量計測システムの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of a displacement measurement system according to a first embodiment; FIG. 2次元格子パターンが設置された鍛造プレス機の正面図。1 is a front view of a forging press in which a two-dimensional lattice pattern is installed; FIG. 計測対象物の軸と計測対象物に設置された2次元格子パターンの軸とのずれを説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining the deviation between the axis of the object to be measured and the axis of the two-dimensional lattice pattern set on the object to be measured; 図1の制御装置に構築される機能ブロックに関する図。FIG. 2 is a diagram related to functional blocks constructed in the control device of FIG. 1; 解析領域抽出処理に関する図。FIG. 4 is a diagram related to analysis region extraction processing; サブ領域設定処理に関する図。FIG. 10 is a diagram related to sub-region setting processing; 面内変位量算出処理の処理手順の一例を示すフローチャート。4 is a flowchart showing an example of a processing procedure of in-plane displacement amount calculation processing; 変位量計測システムの試験結果に関する図。The figure regarding the test result of a displacement amount measurement system. 第2実施形態の変位量計測システムを説明するための図。The figure for demonstrating the displacement amount measuring system of 2nd Embodiment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る変位量計測装置、および、これを備える変位量計測システムについて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A displacement measuring device according to an embodiment of the present invention and a displacement measuring system including the same will be described below with reference to the drawings.

[第1実施形態]
<1.変位量計測システムの全体構成>
図1は、変位量計測システム10(以下では、「システム10」という)の概略構成図である。システム10は、計測対象物100(図2参照)に設置された2次元格子パターン200を撮影した2次画像(以下では、「2次元格子画像」という)を用いて、計測対象物100の面内方向の変位量を計測するシステムである。システム10によれば、計測対象物100の点検作業を短時間で実施できる。計測対象物100は、例えば、鍛造プレス機の上型、射出成型機の可動型、または、インフラ構造物である。インフラ構造物は、例えば、高架道路、橋梁、鉄橋、または、トンネルである。本実施形態の変位量計測システム10は、鍛造プレス機の上型、および、射出成型機の可動型のような、所定の長さのストロークで動作する計測対象物100の点検作業に用いられる。図2に示される例では、計測対象物100は、鍛造プレス機500の上型420である。変位量計測システム10は、変位量計測装置20と、撮像装置30と、を含む。
[First embodiment]
<1. Overall Configuration of Displacement Measurement System>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a displacement measurement system 10 (hereinafter referred to as "system 10"). The system 10 uses a secondary image (hereinafter referred to as a "two-dimensional grid image") obtained by photographing a two-dimensional grid pattern 200 placed on the measurement target 100 (see FIG. 2) to obtain a surface of the measurement target 100. This is a system that measures the amount of displacement in the inward direction. According to the system 10, inspection work of the measurement object 100 can be performed in a short time. The measurement object 100 is, for example, an upper die of a forging press, a movable die of an injection molding machine, or an infrastructure structure. Infrastructure structures are, for example, flyovers, bridges, railway bridges or tunnels. The displacement measurement system 10 of the present embodiment is used for inspection work of a measurement object 100 that operates with a stroke of a predetermined length, such as the upper die of a forging press and the movable die of an injection molding machine. In the example shown in FIG. 2 , the measurement object 100 is the upper die 420 of the forging press 500 . The displacement measuring system 10 includes a displacement measuring device 20 and an imaging device 30 .

<2.変位量計測システムのハード構成>
変位量計測装置20は、本体21、入力装置22、および、出力装置23を有する。本体21は、記憶装置21Aおよび制御装置21Bを有する。記憶装置21Aおよび制御装置21Bは、バス24を介して通信できるように接続される。記憶装置21Aは、例えば、ハードディスクまたはソリッドステートドライブである。記憶装置21Aは、計測対象物100の面内方向の変位量の算出に関する1または複数のアプリケーションソフトウェア(以下では、「面内変位量算出ソフト」という)を記憶する。
<2. Hardware Configuration of Displacement Measurement System>
The displacement measuring device 20 has a main body 21 , an input device 22 and an output device 23 . The main body 21 has a storage device 21A and a control device 21B. Storage device 21A and control device 21B are communicatively connected via bus 24 . The storage device 21A is, for example, a hard disk or solid state drive. The storage device 21A stores one or a plurality of application software (hereinafter referred to as "in-plane displacement amount calculation software") relating to calculation of the in-plane displacement amount of the measurement object 100. FIG.

制御装置21Bは、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等を含み、後述する機能を実行する。制御装置21Bは、入力装置22からの要求に応じて記憶装置21Aに記憶されている面内変位量算出ソフトを実行する。制御装置21Bが面内変位量算出ソフトを実行することによって、変位量計測装置20には、後述する1または複数の機能ブロックが構築される。 The control device 21B includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), etc., and executes functions to be described later. In response to a request from the input device 22, the control device 21B executes in-plane displacement amount calculation software stored in the storage device 21A. By executing the in-plane displacement amount calculation software by the control device 21B, one or a plurality of functional blocks, which will be described later, are constructed in the displacement amount measuring device 20 .

入力装置22は、例えばキーボードであり、本体21と接続される。出力装置23は、例えば、液晶ディスプレイであり、本体21から出力された信号を受信できるように、本体21と接続される。なお、本体21、入力装置22、および、出力装置23は、ノート型パーソナルコンピュータのように、一体的に構成されてもよい。 The input device 22 is a keyboard, for example, and is connected to the main body 21 . The output device 23 is, for example, a liquid crystal display, and is connected to the main body 21 so as to receive signals output from the main body 21 . Note that the main body 21, the input device 22, and the output device 23 may be integrally configured like a notebook personal computer.

撮像装置30は、2次元格子画像を撮影する撮影処理を実行できるように構成される。本実施形態では、撮像装置30は、カメラである。本実施形態では、撮像装置30は、変位量計測装置20と無線通信または有線通信できるように接続される。撮像装置30が撮影した2次元格子画像は、変位量計測装置20に送信され、例えば、記憶装置21Aに記憶される。 The imaging device 30 is configured to be able to execute imaging processing for imaging a two-dimensional grid image. In this embodiment, the imaging device 30 is a camera. In this embodiment, the imaging device 30 is connected to the displacement measuring device 20 so as to be able to communicate wirelessly or by wire. The two-dimensional lattice image captured by the imaging device 30 is transmitted to the displacement amount measuring device 20 and stored in, for example, the storage device 21A.

<3.2次元格子パターン>
図2に示されるように、計測対象物100を含む鍛造プレス機500には、1または複数の2次元格子パターン200が設置される。本実施形態では、例えば、2つの2次元格子パターン200が鍛造プレス機500に設置される。以下では、2つの2次元格子パターン200を区別するため、2つの2次元格子パターン200のうちの一方を2次元格子パターン210と称し、他方を2次元格子パターン220と称する場合がある。2次元格子パターン210は、鍛造プレス機500の下型410に設置される。2次元格子パターン220は、計測対象物100である上型420に設置される。上型420は、鉛直軸方向に沿って下型410に接近および離間するように所定のストロークで動作する。2次元格子パターン200の具体的な構成は、任意に選択可能である。本実施形態では、2次元格子パターン200は、下型410および上型420に貼り付けられるように構成されるシール部材に印刷される。2次元格子パターン200は、下型410および上型420に直接描かれてもよい。
<3. Two-dimensional lattice pattern>
As shown in FIG. 2, a forging press 500 including the measurement object 100 is provided with one or more two-dimensional lattice patterns 200. As shown in FIG. In this embodiment, for example, two two-dimensional grid patterns 200 are installed in the forging press 500 . Hereinafter, in order to distinguish between the two two-dimensional grid patterns 200, one of the two two-dimensional grid patterns 200 may be referred to as the two-dimensional grid pattern 210 and the other may be referred to as the two-dimensional grid pattern 220. The two-dimensional lattice pattern 210 is installed on the lower die 410 of the forging press 500. As shown in FIG. The two-dimensional lattice pattern 220 is placed on the upper mold 420 which is the object 100 to be measured. The upper die 420 moves with a predetermined stroke so as to approach and separate from the lower die 410 along the vertical axis direction. A specific configuration of the two-dimensional lattice pattern 200 can be arbitrarily selected. In this embodiment, the two-dimensional grid pattern 200 is printed on a seal member configured to be attached to the lower mold 410 and the upper mold 420 . The two-dimensional grid pattern 200 may be directly drawn on the bottom mold 410 and the top mold 420 .

計測対象物100を短時間で点検する観点から、2次元格子パターン200の具体的な構成に関わらず、2次元格子パターン200を計測対象物100に対して傾くことなくなく設置することは極めて困難である。このため、図3に示されるように、計測対象物100の軸XAと、計測対象物100に設置された2次元格子パターン200の軸XBとが、所定角度θXずれることがある。このような状況で、図3の矢印で示されるように、2次元格子パターン200がY方向に変位すると、2次元格子パターン200は、実際には、X方向に変位していないにも関わらず、角度θX分だけ、X方向に変位したように計測されるおそれがある。同様に、計測対象物100に設置された2次元格子パターン200がX方向に変位すると、2次元格子パターン200は、実際には、Y方向に変位していないにも関わらず、角度θX分だけ、Y方向に変位したように計測されるおそれがある。 From the viewpoint of inspecting the object to be measured 100 in a short time, it is extremely difficult to install the two-dimensional lattice pattern 200 without tilting with respect to the object to be measured 100, regardless of the specific configuration of the two-dimensional lattice pattern 200. is. Therefore, as shown in FIG. 3, the axis XA of the measurement object 100 and the axis XB of the two-dimensional grid pattern 200 placed on the measurement object 100 may deviate by a predetermined angle θX. Under such circumstances, when the two-dimensional grid pattern 200 is displaced in the Y direction as indicated by the arrows in FIG. , the angle θX may be measured as if it were displaced in the X direction. Similarly, when the two-dimensional grid pattern 200 placed on the measurement object 100 is displaced in the X direction, the two-dimensional grid pattern 200 is actually displaced by the angle θX even though it is not displaced in the Y direction. , may be measured as if it were displaced in the Y direction.

本願発明者は、計測対象物100がインフラ構造物のような静止している物体の場合よりも、鍛造プレス機500の上型420、および、射出成型機の可動型のような、所定の長さのストロークで動作する物体の場合の方が、所定角度θXのずれに起因する上記課題が一層顕著に表れることを見出した。本実施形態のシステム10は、計測対象物100の軸XAに対して、2次元格子パターン200の軸XBの角度が所定角度θXずれている場合であっても、計測対象物100の面内方向の変位量を精度よく計測できるように構成される。 The inventors of the present application prefer that the object 100 to be measured is a stationary object such as an infrastructure structure, and the upper die 420 of the forging press 500 and the movable die of an injection molding machine have a predetermined length. It has been found that the above-described problem caused by the deviation of the predetermined angle θX appears more conspicuously in the case of an object that moves with a stroke of a small angle. In the system 10 of the present embodiment, even if the angle of the axis XB of the two-dimensional grid pattern 200 is deviated from the axis XA of the measurement object 100 by a predetermined angle θX, the in-plane direction of the measurement object 100 is configured to be able to accurately measure the amount of displacement of

<4.変位量計測システムのソフト構成>
図4に示されるように、制御装置21Bが記憶装置21A(図1参照)に記憶されている面内変位量算出ソフトを実行することによって構成される機能ブロックは、例えば、解析領域抽出部41、サブ領域設定部42、第1変位量算出部43、格子位置算出部44、および、第2変位量算出部45を含む。変位量計測装置20にこれらの機能ブロックが構築されることによって、計測対象物100の面内方向の変位量を算出する面内変位量算出処理が実行される。以下では、各機能ブロックの詳細について説明する。なお、本実施形態では、計測対象物100の面内方向の変位量の算出の精度を高めるために、計測対象物100以外の物体である下型410に設置される2次元格子パターン210(以下では、「基準格子パターン」という場合がある)の変位軸の傾きに基づいて、計測対象物100に設置される2次元格子パターン220の変位軸の傾きを補正する。このため、以下の各機能ブロックによって実行される各処理は、2次元格子パターン210および2次元格子パターン220のそれぞれについて実行される。
<4. Software configuration of the displacement measurement system>
As shown in FIG. 4, the functional blocks configured by the control device 21B executing the in-plane displacement amount calculation software stored in the storage device 21A (see FIG. 1) include, for example, the analysis region extraction unit 41 , a sub-region setting unit 42 , a first displacement amount calculation unit 43 , a lattice position calculation unit 44 , and a second displacement amount calculation unit 45 . By constructing these functional blocks in the displacement amount measuring device 20, an in-plane displacement amount calculation process for calculating the in-plane displacement amount of the measurement object 100 is executed. Details of each functional block will be described below. In this embodiment, in order to increase the accuracy of calculation of the in-plane displacement amount of the measurement object 100, a two-dimensional lattice pattern 210 (hereinafter referred to as a Then, the inclination of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern 220 installed on the measurement object 100 is corrected based on the inclination of the displacement axis of the reference lattice pattern. Therefore, each process performed by each functional block below is performed for each of the two-dimensional grid pattern 210 and the two-dimensional grid pattern 220 .

<4-1.解析領域抽出部>
解析領域抽出部41は、2次元格子画像300(図5参照)から2次元格子パターン200を含む領域を解析領域50として抽出する解析領域抽出処理を実行する。解析領域50は、2次元格子画像300のうちの2次元格子パターン200が写っている領域の全体であってもよく、一部であってもよい。本実施形態では、解析領域抽出部41は、解析領域抽出処理において、2次元格子画像300のうちの2次元格子パターン200が写っている領域の一部を解析領域50として抽出する。解析領域50の形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、解析領域50の形状は、正方形である。解析領域50の形状は、長方形、ひし形、三角形、五角形以上の多角形、円、または、楕円であってもよい。
<4-1. Analysis Region Extraction Unit>
The analysis region extracting unit 41 executes analysis region extraction processing for extracting a region including the two-dimensional grid pattern 200 as the analysis region 50 from the two-dimensional grid image 300 (see FIG. 5). The analysis region 50 may be the entire region of the two-dimensional grid image 300 in which the two-dimensional grid pattern 200 is shown, or a portion thereof. In the present embodiment, the analysis region extraction unit 41 extracts a part of the region in which the two-dimensional grid pattern 200 is shown in the two-dimensional grid image 300 as the analysis region 50 in the analysis region extraction process. The shape of the analysis area 50 can be arbitrarily selected. In this embodiment, the shape of the analysis area 50 is a square. The shape of the analysis area 50 may be a rectangle, a rhombus, a triangle, a polygon with pentagons or more, a circle, or an ellipse.

<4-2.サブ領域設定部>
サブ領域設定部42は、解析領域50を分割することによって複数のサブ領域60を設定するサブ領域設定処理を実行する。サブ領域設定処理において設定されるサブ領域60の数は、2以上であれば任意に選択可能である。本実施形態では、サブ領域設定部42は、サブ領域設定処理において、2つのサブ領域60を設定する。以下では、2つのサブ領域を第1サブ領域61および第2サブ領域62と称する場合がある。複数のサブ領域60の形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、複数のサブ領域60の形状は、長方形である。複数のサブ領域60の形状は、正方形、ひし形、三角形、五角形以上の多角形、円、または、楕円であってもよい。なお、複数のサブ領域60の設定は、ユーザによって実行されてもよい。複数のサブ領域60の設定がユーザによって実行される場合、サブ領域設定部42は、複数のサブ領域60の形状および面積が一致するように、ユーザによって設定されたサブ領域60の形状を補正することが好ましい。なお、サブ領域60は、1画素単位で設定されてもよい。
<4-2. Sub-area setting section>
The sub-region setting unit 42 executes sub-region setting processing for setting a plurality of sub-regions 60 by dividing the analysis region 50 . The number of sub-regions 60 set in the sub-region setting process can be arbitrarily selected as long as it is two or more. In this embodiment, the sub-region setting unit 42 sets two sub-regions 60 in the sub-region setting process. Below, the two sub-regions may be referred to as first sub-region 61 and second sub-region 62 . The shape of the plurality of sub-regions 60 can be arbitrarily selected. In this embodiment, the shape of the plurality of sub-regions 60 is rectangular. The shape of the plurality of sub-regions 60 may be a square, a rhombus, a triangle, a polygon with pentagons or more, a circle, or an ellipse. Note that the setting of the plurality of sub-regions 60 may be performed by the user. When the user sets a plurality of sub-regions 60, the sub-region setting unit 42 corrects the shape of the sub-regions 60 set by the user so that the shapes and areas of the plurality of sub-regions 60 match. is preferred. Note that the sub-region 60 may be set in units of one pixel.

<4-3.第1変位量算出部>
第1変位量算出部43は、サブ領域設定部42によって設定された複数のサブ領域60のいずれか一つのサブ領域60に関する2次元画像を用いて、複数のサブ領域60における面内方向の変位量を算出する第1変位量算出処理を実行する。本実施形態では、第1変位量算出部43は、第1変位量算出処理において、複数のサブ領域61、62のうちの第1サブ領域61に関する2次元画像を用いて、複数のサブ領域61、62の面内方向の変位量を算出する。
<4-3. First Displacement Calculation Section>
The first displacement amount calculator 43 uses a two-dimensional image of any one of the plurality of sub-regions 60 set by the sub-region setting unit 42 to calculate displacement in the in-plane direction in the plurality of sub-regions 60. A first displacement amount calculation process for calculating the amount is executed. In the present embodiment, the first displacement amount calculator 43 uses a two-dimensional image of the first sub-area 61 of the plurality of sub-areas 61 and 62 in the first displacement amount calculation process to , 62 in the in-plane direction.

第1変位量算出部43は、第1変位量算出処理において、第1サブ領域61に関する2次元画像を用いて、第1サブ領域61におけるX方向の変位量dAx、第1サブ領域61におけるY方向の変位量dAy、第2サブ領域62におけるX方向の変位量dBx、および、第2サブ領域62におけるY方向の変位量dByを算出する。本実施形態では、サブ領域設定部42によって2つのサブ領域、換言すれば、第1サブ領域61および第2サブ領域62が設定されるため、第1サブ領域61は、基準のサブ領域となる。このため、第1サブ領域61におけるX方向の変位量dAx、および、第1サブ領域61におけるY方向の変位量dAyは、0である。なお、変位量dAx、dAy、dBx、dByの算出は、例えば、特許文献1に記載の公知の方法を用いて実施できる。 In the first displacement amount calculation process, the first displacement amount calculator 43 uses the two-dimensional image of the first sub-area 61 to determine the displacement amount dAx in the X direction in the first sub-area 61 and the Y A directional displacement amount dAy, an X-direction displacement amount dBx in the second sub-region 62, and a Y-direction displacement amount dBy in the second sub-region 62 are calculated. In the present embodiment, two sub-regions, in other words, the first sub-region 61 and the second sub-region 62 are set by the sub-region setting unit 42, so the first sub-region 61 serves as a reference sub-region. . Therefore, the X-direction displacement amount dAx in the first sub-region 61 and the Y-direction displacement amount dAy in the first sub-region 61 are zero. Note that the displacement amounts dAx, dAy, dBx, and dBy can be calculated using a known method described in Patent Document 1, for example.

<4-4.格子位置算出部>
格子位置算出部44は、第1変位量算出部43によって算出された複数のサブ領域61、62の面内方向の変位量dAx、dAy、dBx、dByに基づいて、計測対象物100に設置された2次元格子パターン200の変位軸の傾きを算出する格子位置算出処理を実行する。
<4-4. Lattice position calculator>
The lattice position calculation unit 44 is installed on the measurement object 100 based on the in-plane displacement amounts dAx, dAy, dBx, and dBy of the plurality of sub-regions 61 and 62 calculated by the first displacement amount calculation unit 43. Grid position calculation processing for calculating the inclination of the displacement axis of the two-dimensional grid pattern 200 is executed.

格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、2次元格子パターン200の傾きtanθを以下の式(1)または(2)に基づいて算出する。
tanθ=(dBy-dAy)/(dBx-dAx)・・・(1)
tanθ=(dBx-dAx)/(dBy-dAy)・・・(2)
In the lattice position calculation process, the lattice position calculator 44 calculates the inclination tan θ of the two-dimensional lattice pattern 200 based on the following formula (1) or (2).
tan θ=(dBy−dAy)/(dBx−dAx) (1)
tan θ=(dBx−dAx)/(dBy−dAy) (2)

本実施形態では、サブ領域設定部42は、解析領域50をX軸の方向に分割することによって複数のサブ領域60を設定する。このため、格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、2次元格子パターン200の傾きtanθを式(1)に基づいて算出する。サブ領域設定部42が解析領域50をY軸の方向に分割することによって複数のサブ領域60を設定する場合、格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、2次元格子パターン200の傾きtanθを式(2)に基づいて算出する。格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、式(1)および(2)よって算出される傾きの平均値を2次元格子パターン200の傾きtanθとしてもよい。以下では、基準格子パターンである2次元格子パターン210の傾きを傾きtanθAと称し、2次元格子パターン220の傾きを傾きtanθBと称する。 In this embodiment, the sub-region setting unit 42 sets a plurality of sub-regions 60 by dividing the analysis region 50 in the X-axis direction. Therefore, in the grid position calculation process, the grid position calculator 44 calculates the inclination tan θ of the two-dimensional grid pattern 200 based on Equation (1). When the sub-region setting unit 42 sets a plurality of sub-regions 60 by dividing the analysis region 50 in the Y-axis direction, the lattice position calculation unit 44 calculates the inclination tan θ of the two-dimensional lattice pattern 200 in the lattice position calculation process. is calculated based on the formula (2). In the grid position calculation process, the grid position calculation unit 44 may use the average value of the slopes calculated by the equations (1) and (2) as the slope tan θ of the two-dimensional grid pattern 200 . Hereinafter, the inclination of the two-dimensional lattice pattern 210, which is the reference lattice pattern, is referred to as an inclination tan θA, and the inclination of the two-dimensional lattice pattern 220 is referred to as an inclination tan θB.

<4-5.第2変位量算出部>
第2変位量算出部45は、2次元格子パターン200の変位軸の傾きに基づいて、計測対象物100の面内方向の変位量Dx、Dyを補正する第2変位量算出処理を実行する。第2変位量算出部45は、第2変位量算出処理において、以下の式(3)、(4)に示されるように、基準格子パターンである2次元格子パターン210の変位軸の傾きに基づいて、2次元格子パターン220の変位軸の傾きを補正することによって、計測対象物100の補正後の面内方向の変位量HDx、HDyを算出する。さらに、第2変位量算出部45は、第2変位量算出処理において、計測された2次元格子パターン210の面内方向の変位量ADx、ADyに基づいて、計測された2次元格子パターン220の面内方向の変位量Dx、Dyを補正することによって、計測対象物100の補正後の面内方向の変位量HDx、HDyを算出する。このため、撮像装置30が振動等した場合であっても変位量HDx、HDyを精度よく算出できる。
HDx=Dx+[Dy・(tanθB-tanθA)]-ADx・・・(3)
HDy=Dy+[Dx・(tanθB-tanθA)]-ADy・・・(4)
<4-5. Second Displacement Calculation Section>
The second displacement amount calculator 45 executes second displacement amount calculation processing for correcting the in-plane displacement amounts Dx and Dy of the measurement object 100 based on the inclination of the displacement axis of the two-dimensional grid pattern 200 . In the second displacement amount calculation process, the second displacement amount calculation unit 45 calculates the following based on the inclination of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern 210, which is the reference lattice pattern, as shown in the following equations (3) and (4). By correcting the inclination of the displacement axis of the two-dimensional grid pattern 220, the corrected in-plane displacement amounts HDx and HDy of the measurement object 100 are calculated. Furthermore, in the second displacement amount calculation process, the second displacement amount calculation unit 45 calculates the displacement of the measured two-dimensional lattice pattern 220 based on the displacement amounts ADx and ADy of the measured two-dimensional lattice pattern 210 in the in-plane direction. By correcting the in-plane displacement amounts Dx and Dy, the corrected in-plane displacement amounts HDx and HDy of the measurement object 100 are calculated. Therefore, even when the imaging device 30 vibrates, the displacement amounts HDx and HDy can be calculated with high accuracy.
HDx=Dx+[Dy·(tan θB−tan θA)]−ADx (3)
HDy=Dy+[Dx·(tan θB−tan θA)]−ADy (4)

図7を参照して、面内変位量算出処理の処理手順の一例について説明する。
制御装置21Bは、例えば、記憶装置21Aに任意の2次元格子画像300が保存され、かつ、ユーザからの要求があった場合に面内変位量算出処理を開始する。
An example of the processing procedure of the in-plane displacement amount calculation processing will be described with reference to FIG.
For example, when an arbitrary two-dimensional grid image 300 is stored in the storage device 21A and a request is received from the user, the control device 21B starts the in-plane displacement amount calculation processing.

ステップS11では、制御装置21Bは、解析領域抽出ステップを実行する。ステップS11が終了すると、2次元格子画像300から解析領域50が抽出される。 In step S11, the control device 21B executes an analysis region extraction step. When step S11 ends, the analysis region 50 is extracted from the two-dimensional lattice image 300. FIG.

ステップS12では、制御装置21Bは、サブ領域設定ステップを実行する。ステップS12が終了すると、解析領域50にサブ領域61、62が設定される。 At step S12, the control device 21B executes a sub-region setting step. When step S12 ends, sub-regions 61 and 62 are set in the analysis region 50. FIG.

ステップS13では、制御装置21Bは、第1変位量算出ステップを実行する。ステップS13が終了すると、変位量dAx、dAy、dBx、dByが算出される。 In step S13, the control device 21B executes a first displacement amount calculation step. When step S13 ends, displacement amounts dAx, dAy, dBx, and dBy are calculated.

ステップS14では、制御装置21Bは、格子位置算出処理を実行する。ステップS14が終了すると、基準格子パターンである2次元格子パターン210の傾きtanθA、および、2次元格子パターン220の傾きtanθBが算出される。 In step S14, the control device 21B executes grid position calculation processing. When step S14 ends, the inclination tan θA of the two-dimensional lattice pattern 210 and the inclination tan θB of the two-dimensional lattice pattern 220, which are the reference lattice patterns, are calculated.

ステップS15では、制御装置21Bは、第2変位量算出処理を実行する。ステップS15が終了すると、計測対象物100の補正後の面内方向の変位量HDx、HDyが算出される。 In step S15, the control device 21B executes a second displacement amount calculation process. When step S15 ends, the corrected in-plane displacement amounts HDx and HDy of the measurement object 100 are calculated.

<5.第1実施形態の効果>
以上のように構成されたシステム10によれば、次の効果を得ることができる。
2次元格子パターン220の変位軸の傾きに基づいて、計測対象物100の面内方向の変位量Dx、Dyを補正するため、計測対象物100の軸に対して、2次元格子パターン220の軸の角度がずれている場合であっても、計測対象物100の面内方向の変位量を精度よく計測できる。
<5. Effects of First Embodiment>
According to the system 10 configured as described above, the following effects can be obtained.
In order to correct the in-plane displacement amounts Dx and Dy of the measurement object 100 based on the inclination of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern 220, the axis of the two-dimensional lattice pattern 220 is shifted with respect to the axis of the measurement object 100. Even if the angle of is deviated, the amount of displacement in the in-plane direction of the object 100 to be measured can be accurately measured.

また、システム10によれば、計測対象物100に対する2次元格子パターン220の設置角度のずれをキャンセルして、計測対象物100の面内方向の変位量を算出できる。このため、例えば、実際は、計測対象物100が面内方向において、X方向またはY方向に変位しているにも関わらず、計測対象物100に対する2次元格子パターン220の設置角度のずれによって計測対象物100のX方向またはY方向の変位がキャンセルされて、計測対象物100のX方向またはY方向の変位が計測されない、といった事態が生じにくい。 Further, according to the system 10, the deviation of the installation angle of the two-dimensional lattice pattern 220 with respect to the measurement object 100 can be canceled, and the displacement amount of the measurement object 100 in the in-plane direction can be calculated. For this reason, for example, even though the measurement object 100 is actually displaced in the X direction or the Y direction in the in-plane direction, the measurement object may be displaced due to the deviation of the installation angle of the two-dimensional lattice pattern 220 with respect to the measurement object 100 . A situation in which the displacement of the object 100 in the X direction or the Y direction is canceled and the displacement of the measurement object 100 in the X direction or the Y direction is not measured is less likely to occur.

<6.本実施形態の変位量計測システムの計測結果>
図8を参照して、変位量計測システム10による計測対象物100の面内方向の変位量の計測結果について説明する。計測対象物100は、鍛造プレス機500の上型420である。基準格子パターンである2次元格子パターン210は、鍛造プレス機500の下型410に設置される。2次元格子パターン220は、鍛造プレス機500の上型420に設置される。2次元格子パターン220の軸は、計測対象物100の軸に対して、所定角度ずれた状態で設置される。上型420は、下型410に対して接近するように、30mm移動する。撮像装置30は、鍛造プレス機500の正面に設置される。撮像装置30と鍛造プレス機500との距離は、1mである。撮像装置30のフレームレートは、100fpsである。2次元格子パターン200の格子のピッチは、5mmである。解析領域50の画像サイズは、128×128ピクセルである。
<6. Measurement results of the displacement measurement system of the present embodiment>
A measurement result of the in-plane displacement amount of the measurement object 100 by the displacement amount measurement system 10 will be described with reference to FIG. 8 . The measurement object 100 is the upper die 420 of the forging press machine 500 . A two-dimensional grid pattern 210 , which is a reference grid pattern, is installed on the lower die 410 of the forging press 500 . The two-dimensional grid pattern 220 is installed on the upper die 420 of the forging press 500 . The axis of the two-dimensional lattice pattern 220 is set in a state of being shifted by a predetermined angle with respect to the axis of the object 100 to be measured. The upper mold 420 moves 30 mm so as to approach the lower mold 410 . The imaging device 30 is installed in front of the forging press machine 500 . The distance between the imaging device 30 and the forging press machine 500 is 1 m. The frame rate of the imaging device 30 is 100 fps. The grid pitch of the two-dimensional grid pattern 200 is 5 mm. The image size of the analysis area 50 is 128×128 pixels.

図8に示されるように、2次元格子パターン210の傾きtanθA、および、2次元格子パターン220の傾きtanθBを用いてX方向の変位量を補正しない場合、上型420のY方向の移動に伴い、上型420がX方向に大きく変位しているように計測される。一方、変位量計測システム10では、2次元格子パターン210の傾きtanθA、および、2次元格子パターン220の傾きtanθBを用いてX方向の変位量を補正しているため、上型420がY方向に移動しても、上型420がX方向に実質的に変位していないことが精度よく計測されている。 As shown in FIG. 8, when the displacement amount in the X direction is not corrected using the inclination tan θA of the two-dimensional lattice pattern 210 and the inclination tan θB of the two-dimensional lattice pattern 220, the movement of the upper die 420 in the Y direction causes , the upper die 420 is measured as if it were largely displaced in the X direction. On the other hand, in the displacement measurement system 10, the displacement in the X direction is corrected using the inclination tan θA of the two-dimensional lattice pattern 210 and the inclination tan θB of the two-dimensional lattice pattern 220. Therefore, the upper die 420 moves in the Y direction. It is measured with high accuracy that the upper mold 420 is not substantially displaced in the X direction even if it moves.

[第2実施形態]
第2実施形態のシステム10は、格子位置算出処理および第2変位量算出処理において、第1実施形態と異なり、その他の構成は、第1実施形態と同様である。以下では、第2実施形態のシステム10について、第1実施形態のシステム10と異なる部分を中心に説明する。
[Second embodiment]
The system 10 of the second embodiment differs from the first embodiment in the lattice position calculation process and the second displacement amount calculation process, and the rest of the configuration is the same as that of the first embodiment. Below, the system 10 of the second embodiment will be described, focusing on the parts that are different from the system 10 of the first embodiment.

<7.第2実施形態のシステム>
図9に示されるように、計測対象物100の面内方向の変位量の計測においては、2次元格子パターン210、220が回転することにより、角度が変化することがある。図9の実線は、初期位置の2次元格子パターン210および2次元格子パターン220を示している。図9の破線は、初期位置から角度が変化した場合の2次元格子パターン210および2次元格子パターン220を示している。本実施形態のシステム10は、2次元格子パターン200の角度が変化した場合であっても、計測対象物100の面内方向のHDx、HDyを精度よく算出できるように構成される。
<7. System of Second Embodiment>
As shown in FIG. 9, in the measurement of the in-plane displacement amount of the measurement object 100, the two-dimensional lattice patterns 210 and 220 may rotate to change the angle. Solid lines in FIG. 9 indicate the two-dimensional grid pattern 210 and the two-dimensional grid pattern 220 at the initial position. Broken lines in FIG. 9 indicate the two-dimensional grid pattern 210 and the two-dimensional grid pattern 220 when the angle is changed from the initial position. The system 10 of the present embodiment is configured to accurately calculate HDx and HDy in the in-plane direction of the measurement object 100 even when the angle of the two-dimensional grid pattern 200 changes.

本実施形態のシステム10では、格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、第1変位量算出部43によって算出された複数のサブ領域61、62の面内方向の変位量dAx、dAy、dBx、dByに基づいて、計測対象物100に設置された2次元格子パターン200の角度変化量を算出する。 In the system 10 of the present embodiment, the lattice position calculator 44 calculates displacement amounts dAx, dAy, Based on dBx and dBy, the angular change amount of the two-dimensional lattice pattern 200 placed on the measurement object 100 is calculated.

格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、2次元格子パターン200の角度が変化した後の設置角度θを第1実施形態の式(1)または(2)の逆三角関数に基づいて算出する。以下では、基準格子パターンである2次元格子パターン210の設置角度を設置角度θAと称し、2次元格子パターン220の設置角度を設置角度θBと称する。また、2次元格子パターン210の角度変化量を角度変化量ΔθAと称し、2次元格子パターン220の角度変化量を角度変化量ΔθBと称する。角度変化量ΔθAは、解析領域50の中心軸XA1に対する設置角度θAにおける2次元格子パターン210の中心軸XA2の角度である。角度変化量ΔθBは、解析領域50の中心軸XB1に対する設置角度θBにおける2次元格子パターン220の中心軸XB2の角度である。 In the grid position calculation process, the grid position calculation unit 44 calculates the installation angle θ after the angle of the two-dimensional grid pattern 200 is changed based on the inverse trigonometric function of formula (1) or (2) of the first embodiment. do. Hereinafter, the installation angle of the two-dimensional grid pattern 210, which is the reference grid pattern, will be referred to as the installation angle θA, and the installation angle of the two-dimensional grid pattern 220 will be referred to as the installation angle θB. Further, the angular change amount of the two-dimensional lattice pattern 210 is called an angular change amount ΔθA, and the angular change amount of the two-dimensional lattice pattern 220 is called an angular change amount ΔθB. The angle change amount ΔθA is the angle of the central axis XA2 of the two-dimensional lattice pattern 210 at the installation angle θA with respect to the central axis XA1 of the analysis area 50. FIG. The angle change amount ΔθB is the angle of the central axis XB2 of the two-dimensional lattice pattern 220 at the installation angle θB with respect to the central axis XB1 of the analysis region 50 .

第2変位量算出部45は、2次元格子パターン210、220の角度変化量ΔθA、ΔθBに基づいて、計測対象物100の面内方向の変位量Dx、Dyを補正する第2変位量算出処理を実行する。第2変位量算出部45は、第2変位量算出処理において、以下の式(5)、(6)に示されるように、基準格子パターンである2次元格子パターン210の角度変化量ΔθAに基づいて、2次元格子パターン220の角度変化量ΔθBを補正することによって、計測対象物100の補正後の面内方向の変位量HDx、HDyを算出する。さらに、第2変位量算出部45は、第2変位量算出処理において、計測された2次元格子パターン210の面内方向の変位量ADx、ADyに基づいて、計測された2次元格子パターン220の面内方向の変位量Dx、Dyを補正することによって、計測対象物100の補正後の面内方向の変位量HDx、HDyを算出する。このため、撮像装置30が振動等によって傾いた場合であっても変位量HDx、HDyを精度よく算出できる。 The second displacement amount calculator 45 performs a second displacement amount calculation process for correcting the in-plane displacement amounts Dx and Dy of the measurement object 100 based on the angular change amounts ΔθA and ΔθB of the two-dimensional lattice patterns 210 and 220. to run. In the second displacement amount calculation process, the second displacement amount calculation unit 45 calculates the angle change amount ΔθA of the two-dimensional lattice pattern 210, which is the reference lattice pattern, as shown in the following equations (5) and (6). Then, by correcting the angle change amount ΔθB of the two-dimensional lattice pattern 220, the corrected in-plane displacement amounts HDx and HDy of the measurement object 100 are calculated. Furthermore, in the second displacement amount calculation process, the second displacement amount calculation unit 45 calculates the displacement of the measured two-dimensional lattice pattern 220 based on the displacement amounts ADx and ADy of the measured two-dimensional lattice pattern 210 in the in-plane direction. By correcting the in-plane displacement amounts Dx and Dy, the corrected in-plane displacement amounts HDx and HDy of the measurement object 100 are calculated. Therefore, even when the imaging device 30 is tilted due to vibration or the like, the displacement amounts HDx and HDy can be calculated with high accuracy.

HDx=[Dx・cos(ΔθB-ΔθA)+Dy・sin(ΔθB-ΔθA)]-[ADx・cos(ΔθA)+ADy・sin(ΔθA)]・・・(5) HDx=[Dx·cos(ΔθB−ΔθA)+Dy·sin(ΔθB−ΔθA)]−[ADx·cos(ΔθA)+ADy·sin(ΔθA)] (5)

HDy=[Dy・cos(ΔθB-ΔθA)-Dx・sin(ΔθB-ΔθA)]-[ADy・cos(ΔθA)-ADx・sin(ΔθA)]・・・(6) HDy=[Dy·cos(ΔθB−ΔθA)−Dx·sin(ΔθB−ΔθA)]−[ADy·cos(ΔθA)−ADx·sin(ΔθA)] (6)

また、図9に示される例では、計測対象物100のうちの計測対象である任意の点100Xと解析領域50の中心50Xとは一致しているが、点100Xと中心50Xとは一致していなくてもよい。点100Xは、計測対象物100上であれば、2次元格子パターン210内に位置してもよく、2次元格子パターン210の外に位置してもよい。点100Xと中心50Xとが一致していない場合、第2変位量算出処理では、以下の式(7)、(8)に示されるように、中心50Xと、任意の点100Xとの距離(x、y)に基づいて、2次元格子パターン210の面内方向の変位量を補正することが好ましい。 In the example shown in FIG. 9, an arbitrary point 100X of the measurement object 100 to be measured matches the center 50X of the analysis region 50, but the point 100X and the center 50X do not match. It doesn't have to be. The point 100X may be located within the two-dimensional grid pattern 210 or outside the two-dimensional grid pattern 210 as long as it is on the measurement object 100 . If the point 100X and the center 50X do not match, in the second displacement amount calculation process, the distance (x , y), the amount of displacement of the two-dimensional grid pattern 210 in the in-plane direction is preferably corrected.

HDx=((Dx+x)・cos(ΔθB-ΔθA)+(Dy+y)・sin(ΔθB-ΔθA))-(ADx・cos(ΔθA)+ADy・sin(ΔθA))・・・(7) HDx=((Dx+x)cos(ΔθB-ΔθA)+(Dy+y)sin(ΔθB-ΔθA))−(ADxcos(ΔθA)+ADysin(ΔθA)) (7)

HDy=((Dy+y)・cos(ΔθB-ΔθA)-(Dx+x)・sin(ΔθB-ΔθA))-(ADy・cos(ΔθA)-ADx・sin(ΔθA))・・・(8) HDy=((Dy+y)cos(ΔθB-ΔθA)-(Dx+x)sin(ΔθB-ΔθA))-(ADycos(ΔθA)-ADxsin(ΔθA)) (8)

<8.第2実施形態の効果>
第2実施形態のシステム10によれば、第1実施形態のシステム10によって得られる効果に加えて、次の効果を得ることができる。
<8. Effect of Second Embodiment>
According to the system 10 of the second embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects obtained by the system 10 of the first embodiment.

2次元格子パターン220の角度変化量ΔθBに基づいて、計測対象物100の面内方向の変位量Dx、Dyを補正するため、2次元格子パターン220の角度が変化した場合であっても、計測対象物100の面内方向の変位量HDx、HDyを精度よく算出できる。また、計測対象物100の軸に対して、2次元格子パターン220の軸の角度がずれている場合、換言すれば、計測対象物100に対して2次元格子パターン220が傾いて設置されている場合であっても、計測対象物100の面内方向の変位量HDx、HDyを精度よく算出できる。 Since the in-plane displacement amounts Dx and Dy of the measurement object 100 are corrected based on the angle change amount ΔθB of the two-dimensional lattice pattern 220, even if the angle of the two-dimensional lattice pattern 220 changes, the measurement can be performed. The in-plane displacement amounts HDx and HDy of the object 100 can be calculated with high accuracy. Further, when the angle of the axis of the two-dimensional lattice pattern 220 is shifted with respect to the axis of the measurement object 100, in other words, the two-dimensional lattice pattern 220 is installed at an angle with respect to the measurement object 100. Even in this case, the in-plane displacement amounts HDx and HDy of the measurement object 100 can be calculated with high accuracy.

<9.変形例>
上記各実施形態は本発明に関する変位量計測方法、変位量計測装置、変位量計測システム、および、変位量計測プログラムが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する変位量計測方法、変位量計測装置、変位量計測システム、および、変位量計測プログラムは、各実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、各実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、各実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下に各実施形態の変形例の幾つかの例を示す。なお、以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲において、互いに組み合わせることができる。
<9. Variation>
The above-described embodiments are examples of forms that the displacement measuring method, displacement measuring apparatus, displacement measuring system, and displacement measuring program can take, and are not intended to limit the forms. The displacement measuring method, the displacement measuring device, the displacement measuring system, and the displacement measuring program according to the present invention can take forms different from those exemplified in each embodiment. One example is a form in which a part of the configuration of each embodiment is replaced, changed, or omitted, or a form in which a new configuration is added to each embodiment. Some examples of modifications of each embodiment are shown below. Note that the following modifications can be combined with each other within a technically consistent range.

<9-1>
第1実施形態において、面内変位量算出処理の具体的な内容は、任意に変更可能である。例えば、サブ領域設定部42は、サブ領域設定処理において、第1サブ領域61および第2サブ領域62に加えて、第3サブ領域を設定することもできる。この場合、第1変位量算出部43は、第1変位量算出処理において、第1サブ領域61に関する2次元画像を用いて、変位量dAx、dAy、dBx、dByに加えて、第3サブ領域のX方向の変位量dCx、および、第3サブ領域のY方向の変位量dCyを算出する。
<9-1>
In the first embodiment, the specific contents of the in-plane displacement amount calculation process can be arbitrarily changed. For example, the sub-region setting unit 42 can set a third sub-region in addition to the first sub-region 61 and the second sub-region 62 in the sub-region setting process. In this case, in the first displacement amount calculation process, the first displacement amount calculator 43 uses the two-dimensional image of the first sub-area 61 to calculate the displacement amounts dAx, dAy, dBx, and dBy, as well as the third sub-area. X-direction displacement amount dCx of and Y-direction displacement amount dCy of the third sub-region are calculated.

格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、変位量dAx、dAy、dBx、dByを用いて、2次元格子パターン220の傾きtanθ1を以下の式(9)または(10)に基づいて算出する。
tanθ1=(dBy-dAy)/(dBx-dAx)・・・(9)
tanθ1=(dBx-dAx)/(dBy-dAy)・・・(10)
In the grid position calculation process, the grid position calculator 44 uses the displacement amounts dAx, dAy, dBx, and dBy to calculate the inclination tan θ1 of the two-dimensional grid pattern 220 based on the following equation (9) or (10). .
tan θ1=(dBy−dAy)/(dBx−dAx) (9)
tan θ1=(dBx−dAx)/(dBy−dAy) (10)

サブ領域設定部42が解析領域50をX軸の方向に分割することによって複数のサブ領域60を設定する場合、格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、2次元格子パターン220の傾きtanθ1を式(9)に基づいて算出する。サブ領域設定部42が解析領域50をY軸の方向に分割することによって複数のサブ領域60を設定する場合、格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、2次元格子パターン220の傾きtanθ1を式(10)に基づいて算出する。 When the sub-region setting unit 42 sets a plurality of sub-regions 60 by dividing the analysis region 50 in the direction of the X-axis, the grid position calculation unit 44 performs the grid position calculation process using the inclination tan θ1 of the two-dimensional grid pattern 220 is calculated based on the formula (9). When the sub-region setting unit 42 sets a plurality of sub-regions 60 by dividing the analysis region 50 in the direction of the Y-axis, the grid position calculation unit 44 performs the grid position calculation process using the inclination tan θ1 of the two-dimensional grid pattern 220 is calculated based on the formula (10).

さらに、格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、変位量dAx、dAy、dCx、dCyを用いて、2次元格子パターン220の傾きtanθ2を以下の式(11)または(12)に基づいて算出する。
tanθ2=(dCy-dAy)/(dCx-dAx)・・・(11)
tanθ2=(dCx-dAx)/(dCy-dAy)・・・(12)
Furthermore, in the grid position calculation process, the grid position calculation unit 44 uses the displacement amounts dAx, dAy, dCx, and dCy to calculate the inclination tan θ2 of the two-dimensional grid pattern 220 based on the following equation (11) or (12). calculate.
tan θ2=(dCy−dAy)/(dCx−dAx) (11)
tan θ2=(dCx−dAx)/(dCy−dAy) (12)

サブ領域設定部42が解析領域50をX軸の方向に分割することによって複数のサブ領域60を設定する場合、格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、2次元格子パターン220の傾きtanθ2を式(11)に基づいて算出する。サブ領域設定部42が解析領域50をY軸の方向に分割することによって複数のサブ領域60を設定する場合、格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、2次元格子パターン220の傾きtanθ2を式(12)に基づいて算出する。 When the sub-region setting unit 42 sets a plurality of sub-regions 60 by dividing the analysis region 50 in the direction of the X-axis, the lattice position calculation unit 44 calculates the inclination tan θ2 of the two-dimensional lattice pattern 220 in the lattice position calculation process. is calculated based on the formula (11). When the sub-region setting unit 42 sets a plurality of sub-regions 60 by dividing the analysis region 50 in the direction of the Y-axis, the lattice position calculation unit 44 calculates the inclination tan θ2 of the two-dimensional lattice pattern 220 in the lattice position calculation process. is calculated based on equation (12).

格子位置算出部44は、格子位置算出処理において、傾きtanθ1および傾きtanθ2の平均の傾きtanθ3を算出する。格子位置算出部44は、傾きtanθ3を2次元格子パターン220の傾きtanθBとして決定する。 The grid position calculation unit 44 calculates an average slope tan θ3 of the slopes tan θ1 and tan θ2 in the grid position calculation process. The grid position calculator 44 determines the slope tan θ3 as the slope tan θB of the two-dimensional grid pattern 220 .

このように、サブ領域設定処理において設定されるサブ領域60の数に応じて、複数のサブ領域60毎に算出される傾きの平均値を2次元格子パターン220の傾きtanθBとして用いることにより、計測対象物100の面内方向の変位量を精度よく計測できる。なお、この変形例は、サブ領域設定処理で設定されるサブ領域60の数が4つ以上の場合であっても、同様に適用可能である。また、この変形例は、第2実施形態にも同様に適用できる。第2実施形態の変形例では、複数のサブ領域60毎に算出される設置角度の平均値を2次元格子パターン220の設置角度θBとして用いて角度変化量ΔθBの平均値を算出してもよい。 In this manner, the average value of the slopes calculated for each of the plurality of sub-regions 60 is used as the slope tan θB of the two-dimensional grid pattern 220 according to the number of sub-regions 60 set in the sub-region setting process. The amount of displacement of the object 100 in the in-plane direction can be measured with high accuracy. Note that this modification can be similarly applied even when the number of sub-regions 60 set in the sub-region setting process is four or more. Moreover, this modification can be similarly applied to the second embodiment. In a modified example of the second embodiment, the average value of the installation angles calculated for each of the plurality of sub-regions 60 may be used as the installation angle θB of the two-dimensional grid pattern 220 to calculate the average value of the angle change amounts ΔθB. .

<9-2>
第1実施形態において、第2変位量算出部45は、第2変位量算出処理において、基準格子パターンである2次元格子パターン210の変位軸の傾きに基づいて、2次元格子パターン220の変位軸の傾きを補正したが、2次元格子パターン220の変位軸の傾きを補正しなくてもよい。同様に、第2実施形態において、第2変位量算出部45は、第2変位量算出処理において、基準格子パターンである2次元格子パターン210の角度変化量ΔθAに基づいて、2次元格子パターン220の角度変化量ΔθBを補正したが、2次元格子パターン220の角度変化量ΔθBを補正しなくてもよい。この場合、式(3)、(4)における角度変化量ΔθAは、0とすることができる。
<9-2>
In the first embodiment, the second displacement amount calculator 45 calculates the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern 220 based on the inclination of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern 210, which is the reference lattice pattern, in the second displacement amount calculation process. is corrected, the tilt of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern 220 may not be corrected. Similarly, in the second embodiment, the second displacement amount calculator 45 calculates the two-dimensional lattice pattern 220 based on the angle change amount ΔθA of the two-dimensional lattice pattern 210, which is the reference lattice pattern, in the second displacement amount calculation process. is corrected, the angle change amount .DELTA..theta.B of the two-dimensional grid pattern 220 need not be corrected. In this case, the angle change amount ΔθA in equations (3) and (4) can be set to zero.

<9-3>
第1実施形態および第2実施形態において、第2変位量算出部45は、第2変位量算出処理において、2次元格子パターン210の面内方向の変位量ADx、ADyに基づいて、2次元格子パターン220の面内方向の変位量Dx、Dyを補正したが、変位量ADx、ADyに基づいて変位量Dx、Dyを補正しなくてもよい。
<9-3>
In the first embodiment and the second embodiment, in the second displacement amount calculation process, the second displacement amount calculation unit 45 calculates the two-dimensional lattice based on the displacement amounts ADx and ADy of the two-dimensional lattice pattern 210 in the in-plane direction. Although the in-plane displacement amounts Dx and Dy of the pattern 220 are corrected, the displacement amounts Dx and Dy may not be corrected based on the displacement amounts ADx and ADy.

<9-4>
上記実施形態では、変位量計測装置20は、撮像装置30と無線通信または有線通信できるように接続されていたが、変位量計測装置20と撮像装置30とは、通信可能に接続されていなくてもよい。この場合、撮像装置30によって撮影された2次元格子画像300は、例えば、USBフラッシュメモリまたはSDメモリカード等の補助記憶装置に保存される。変位量計測装置20は、補助記憶装置から2次元格子画像300を取得することによって、面内変位量算出処理を実行する。
<9-4>
In the above-described embodiment, the displacement measurement device 20 is connected to the imaging device 30 for wireless or wired communication, but the displacement measurement device 20 and the imaging device 30 are not communicably connected. good too. In this case, the two-dimensional lattice image 300 captured by the imaging device 30 is stored in an auxiliary storage device such as a USB flash memory or SD memory card. The displacement measuring device 20 executes in-plane displacement calculation processing by acquiring the two-dimensional lattice image 300 from the auxiliary storage device.

10:変位量計測システム
20:変位量計測装置
30:撮像装置
41:解析領域抽出部
42:サブ領域設定部
43:第1変位量算出部
44:格子位置算出部
45:第2変位量算出部
50:解析領域
60:サブ領域
100:計測対象物
200:2次元格子パターン
300:2次元格子画像
10: Displacement amount measuring system 20: Displacement amount measuring device 30: Imaging device 41: Analysis region extraction unit 42: Sub-region setting unit 43: First displacement amount calculation unit 44: Lattice position calculation unit 45: Second displacement amount calculation unit 50: Analysis area 60: Sub-area 100: Measurement object 200: Two-dimensional lattice pattern 300: Two-dimensional lattice image

Claims (9)

計測対象物に設置された2次元格子パターンを撮影した2次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測方法であって、
前記計測対象物に設置された前記2次元格子パターンを撮像装置によって2次元画像として撮影する撮影処理と、
前記撮像装置によって撮影した前記2次元画像から前記2次元格子パターンを含む領域を解析領域として抽出する解析領域抽出処理と、
前記解析領域から複数のサブ領域を設定するサブ領域設定処理と、
設定した前記複数のサブ領域のいずれか一つのサブ領域に関する2次元画像を用いて、前記複数のサブ領域毎の面内方向の変位量を算出する第1変位量算出処理と、
算出した前記複数のサブ領域の面内方向の変位量に基づいて、前記計測対象物に設置された前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量を算出する格子位置算出処理と、
前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正することにより、前記計測対象物の面内方向の変位量を算出する第2変位量算出処理と、
を含む、変位量計測方法。
A displacement amount measuring method for measuring the amount of displacement in the in-plane direction of the surface of the measurement object using a two-dimensional image obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern set on the measurement object,
a photographing process of photographing the two-dimensional grid pattern installed on the measurement target as a two-dimensional image with an imaging device;
analysis region extraction processing for extracting a region including the two-dimensional lattice pattern from the two-dimensional image captured by the imaging device as an analysis region;
a sub-region setting process for setting a plurality of sub-regions from the analysis region;
a first displacement amount calculation process for calculating an in-plane displacement amount for each of the plurality of sub-regions using a two-dimensional image of one of the set sub-regions;
grid position calculation processing for calculating the tilt or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional grid pattern set on the measurement object based on the calculated displacement amount in the in-plane direction for each of the plurality of sub-regions;
calculating an in-plane displacement amount of the object to be measured by correcting the in-plane displacement amount of the two-dimensional lattice pattern based on the inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern; a second displacement amount calculation process;
Displacement measurement method, including
前記複数のサブ領域は、同じ面積である
請求項1に記載の変位量計測方法。
The displacement amount measuring method according to claim 1, wherein the plurality of sub-regions have the same area.
前記第2変位量算出処理では、前記計測対象物以外に設置される基準格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量に基づいて、前記計測対象物に設置される前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量を補正する
請求項1または2に記載の変位量計測方法。
In the second displacement amount calculation process, the displacement axis of the two-dimensional grid pattern placed on the object to be measured is based on the inclination or angle change amount of the displacement axis of the reference grid pattern placed on the object other than the object to be measured. The displacement measuring method according to claim 1 or 2, wherein the amount of change in inclination or angle of is corrected.
前記第2変位量算出処理では、前記基準格子パターンの面内方向の変位量に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正する
請求項3に記載の変位量計測方法。
The displacement amount measuring method according to claim 3, wherein in the second displacement amount calculation process, the in-plane displacement amount of the two-dimensional lattice pattern is corrected based on the in-plane displacement amount of the reference lattice pattern.
前記第2変位量算出処理では、前記解析領域の中心と、前記計測対象物の任意の点との距離に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正する
請求項1~4のいずれか一項に記載の変位量計測方法。
In the second displacement amount calculation process, the displacement amount in the in-plane direction of the two-dimensional lattice pattern is corrected based on the distance between the center of the analysis area and an arbitrary point of the measurement object. 5. The displacement measuring method according to any one of 4.
前記サブ領域設定処理では、3つ以上のサブ領域を設定し、
前記格子位置算出処理では、前記複数のサブ領域における前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量の平均値を算出し、
前記第2変位量算出処理では、前記複数のサブ領域における前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量の平均値に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正する
請求項1~5のいずれか一項に記載の変位量計測方法。
In the sub-region setting process, three or more sub-regions are set;
In the lattice position calculation process, calculating an average value of inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern in the plurality of sub-regions;
In the second displacement amount calculation process, the displacement amount of the two-dimensional lattice pattern in the in-plane direction is corrected based on an average value of inclination or angle variation of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern in the plurality of sub-regions. The displacement measuring method according to any one of claims 1 to 5.
計測対象物に設置された2次元格子パターンを撮影した画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測装置であって、
撮像装置によって撮影した前記2次元画像から前記2次元格子パターンを含む領域を解析領域として抽出する解析領域抽出部と、
前記解析領域から複数のサブ領域を設定するサブ領域設定部と、
設定した前記複数のサブ領域のいずれか一つのサブ領域に関する2次元画像を用いて、前記複数のサブ領域毎の面内方向の変位量を算出する第1変位量算出部と、
算出した前記複数のサブ領域の面内方向の変位量に基づいて、前記計測対象物に設置された前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量を算出する格子位置算出部と、
前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正することにより、前記計測対象物の面内方向の変位量を算出する第2変位量算出部と、
を含む、変位量計測装置。
A displacement amount measuring device for measuring the amount of displacement in the in-plane direction of the surface of the object to be measured using an image obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern set on the object to be measured,
an analysis region extraction unit that extracts, as an analysis region, a region containing the two-dimensional lattice pattern from the two-dimensional image captured by an imaging device;
a sub-region setting unit that sets a plurality of sub-regions from the analysis region;
a first displacement amount calculator that calculates an in-plane displacement amount for each of the plurality of sub-regions using a two-dimensional image of one of the set sub-regions;
a lattice position calculation unit that calculates an inclination or an angle change amount of a displacement axis of the two-dimensional lattice pattern set on the measurement object based on the calculated amount of displacement in the in-plane direction for each of the plurality of sub-regions;
calculating an in-plane displacement amount of the object to be measured by correcting the in-plane displacement amount of the two-dimensional lattice pattern based on the inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern; a second displacement amount calculator;
Displacement measuring device, including
請求項7に記載の変位量計測装置と、
前記撮像装置と、を含む
変位量計測システム。
A displacement measuring device according to claim 7;
and the imaging device. A displacement measurement system.
計測対象物に設置された2次元格子パターンを撮影した2次元画像を用いて前記計測対象物の表面の面内方向の変位量を計測する変位量計測プログラムであって、
撮像装置によって撮影した前記2次元画像から前記2次元格子パターンを含む領域を解析領域として抽出する解析領域抽出処理と、
前記解析領域から複数のサブ領域を設定するサブ領域設定処理と、
設定した前記複数のサブ領域のいずれか一つのサブ領域に関する2次元画像を用いて、前記複数のサブ領域毎の面内方向の変位量を算出する第1変位量算出処理と、
算出した前記複数のサブ領域の面内方向の変位量に基づいて前記計測対象物に設置された前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量を算出する格子位置算出処理と、
前記2次元格子パターンの変位軸の傾きまたは角度変化量に基づいて、前記2次元格子パターンの面内方向の変位量を補正することにより、前記計測対象物の面内方向の変位量を算出する第2変位量算出処理と、をコンピュータに実行させる
変位量計測プログラム。
A displacement amount measurement program for measuring the amount of displacement in the in-plane direction of the surface of the measurement object using a two-dimensional image obtained by photographing a two-dimensional lattice pattern set on the measurement object,
analysis region extraction processing for extracting, as an analysis region, a region containing the two-dimensional grid pattern from the two-dimensional image captured by an imaging device;
a sub-region setting process for setting a plurality of sub-regions from the analysis region;
a first displacement amount calculation process for calculating an in-plane displacement amount for each of the plurality of sub-regions using a two-dimensional image of one of the set sub-regions;
grid position calculation processing for calculating the inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional grid pattern set on the measurement object based on the calculated displacement amount in the in-plane direction for each of the plurality of sub-regions;
calculating an in-plane displacement amount of the object to be measured by correcting the in-plane displacement amount of the two-dimensional lattice pattern based on the inclination or angle change amount of the displacement axis of the two-dimensional lattice pattern; A displacement measurement program that causes a computer to execute a second displacement calculation process.
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