JP5499251B2 - Image processing apparatus and image processing program - Google Patents
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Description
この発明は、回転体の表面上の所定の測定点の時間変化を測定するために、時間間隔をあけてこの回転体の表面を撮影する撮影装置が出力する時系列順の撮影画像を処理する画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。 In order to measure a time change of a predetermined measurement point on the surface of the rotator, the present invention processes chronologically captured images output by an imaging device that images the surface of the rotator with a time interval. The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing program.
被写体から放射される赤外線エネルギー量を2次元状に並べた赤外線検知素子により検出(撮影)し、画像処理によってこの被写体の温度の分布を調べるサーモグラフィが試験設備又は監視設備などをはじめとして広く使用されている。近年では、赤外線検知素子の感度及び応答速度の向上により、1画像の撮影に要する時間が1/5000秒程度に短縮されている。このため、移動する被写体であっても、高速なシャッタスピードで撮影することで、ある瞬間の静止した被写体画像を得ることが可能となり、温度の分布状態を調べることができる。 Thermography that detects (photographs) the amount of infrared energy radiated from a subject with an infrared detector that is arranged in two dimensions and examines the temperature distribution of the subject by image processing is widely used in test equipment and monitoring equipment. ing. In recent years, the time required to shoot one image has been shortened to about 1/5000 seconds by improving the sensitivity and response speed of the infrared detection element. For this reason, even a moving subject can be captured at a high shutter speed to obtain a still subject image at a certain moment, and the temperature distribution state can be examined.
一方、産業上の利用分野においては、ある瞬間の温度分布だけではなく、温度の時間変化が重要になる場合が多い。例えば、車輪ディスクブレーキ装置では、制動時に摺動面が摩擦熱によって局所的に高温となり、その後、回転に伴う冷却風で徐々に冷やされることから、温度上昇と冷却の時間変化を把握することが設計上求められる。 On the other hand, in an industrial application field, not only a temperature distribution at a certain moment but also a time change of temperature is often important. For example, in a wheel disc brake device, the sliding surface becomes locally hot due to frictional heat during braking, and then gradually cooled by cooling air accompanying rotation, so it is possible to grasp the temperature rise and the time change of cooling. Required by design.
静止した物体の温度の時間変化を調べる場合には、サーモグラフィによる熱画像の撮影を離散的に繰り返し行い、サーモグラフィから解析パーソナルコンピュータ(PC)へ、順次画像転送することで、温度分布の時間変化が調べられる。画像の時間間隔は、サーモグラフィと解析PCとの間の転送速度に依存するが、温度の変化には一定の時間を要するため、画像の転送速度はそれほどの高速性が必要とされない。例えば、車輪ディスクブレーキ装置は熱容量が大きく、温度変化は20℃/秒程度であって一般的な1/30秒間隔で画像転送する場合の温度変化は1℃以下となる。 When investigating temporal changes in the temperature of a stationary object, thermal image acquisition using thermography is repeated discretely, and the images are transferred sequentially from the thermography to the analysis personal computer (PC), so that the temporal change in temperature distribution can be observed. Be examined. The time interval between images depends on the transfer speed between the thermography and the analysis PC, but since a certain time is required for the temperature change, the image transfer speed does not need to be so high. For example, the wheel disc brake device has a large heat capacity, the temperature change is about 20 ° C./second, and the temperature change when transferring images at a general 1/30 second interval is 1 ° C. or less.
一方、不特定の回転数で被写体が高速回転する場合には、離散的に得られる熱画像は、その撮影タイミングによって回転体の角度(位置)が一定とならないため、回転体上のある要素に追従して時間変化を直接把握することができない。また、高速回転する被写体を連続的に捉える目的で、熱画像の時間間隔を短くすることは、画像を小さくするなどの制約を設けない限り、転送するデータ量の多さから一般には困難なものとなる。さらに、実際の回転体を撮影する場合、静止した他の機器によって被写体の一部に撮影できない隠蔽箇所を生じる場合が多い。この場合、被写体の回転によって、着目した要素(測点)が隠蔽される瞬間と、隠蔽されない瞬間とが生じ、そのままでは温度の時間変化が不正なものになる問題がある。例えば、複数の撮影画像中の被写体の構図を補正する構図補正装置が提案されている。 On the other hand, when the subject rotates at an unspecified number of rotations, the thermal image obtained discretely does not have a constant angle (position) of the rotating body depending on the shooting timing. It is not possible to follow the time change directly. In addition, shortening the thermal image time interval for the purpose of continuously capturing subjects that rotate at high speed is generally difficult due to the large amount of data to be transferred unless there are restrictions such as reducing the image size. It becomes. Furthermore, when photographing an actual rotating body, there are many cases where a concealed portion that cannot be photographed is generated on a part of the subject by another stationary device. In this case, due to the rotation of the subject, there are a moment when the element (measurement point) of interest is hidden and a moment when it is not hidden. For example, a composition correction apparatus that corrects the composition of a subject in a plurality of captured images has been proposed.
従来の構図補正装置は、被写体を撮像するイメージセンサと、撮影時のカメラの姿勢を検知する姿勢センサと、イメージセンサが出力する撮影画像データに姿勢センサが出力する姿勢データを付加して記憶する外部メモリと、この撮影画像データに付加された姿勢データに基づいて撮影画像を回転処理する制御ユニットなどを備えている(例えば、特許文献1参照)。このような従来の構図補正装置では、姿勢センサが出力する姿勢データに基づいて撮影時にカメラが傾斜していると制御ユニットが判断したときには、このカメラの傾斜角に応じて被写体が正立する姿勢になるまでこの制御ユニットが撮影画像を回転処理している。 A conventional composition correction device stores an image sensor that captures an image of an object, an attitude sensor that detects the attitude of a camera at the time of shooting, and attitude data output by the attitude sensor in addition to captured image data output by the image sensor. An external memory and a control unit for rotating the photographed image based on the posture data added to the photographed image data are provided (for example, see Patent Document 1). In such a conventional composition correction device, when the control unit determines that the camera is tilted at the time of shooting based on the posture data output from the posture sensor, the posture in which the subject stands upright according to the tilt angle of the camera This control unit rotates the captured image until.
このような従来の構図補正装置では、被写体が回転中心として回転するときには、この被写体の回転角度を検出することができず、離散的に得られた撮影画像中のこの被写体の姿勢が一定になるように、これらの撮影画像を補正することができない問題点がある。特に、同心円状に温度が変化せずにスポット状に温度が変化するようなブレーキディスクが被写体である場合には、このブレーキディスク上の観測したい1点が様々な位置に移動した状態で撮影されるため、このブレーキディスクのどの部分が加熱又は冷却しているのか判別できなくなる問題点がある。また、このような従来の構図補正装置では、被写体を遮る遮蔽物が存在するときには、被写体の測定点が遮蔽物によって隠蔽されているか否かを検出することができず、この被写体の測定点の時間変化を正確に観察することができない問題点がある。 In such a conventional composition correction device, when the subject rotates around the rotation center, the rotation angle of the subject cannot be detected, and the posture of the subject in the captured images obtained discretely becomes constant. As described above, there is a problem that these captured images cannot be corrected. In particular, when the subject is a brake disc whose temperature does not change concentrically and changes in a spot shape, the image is taken with one point on the brake disc moved to various positions. Therefore, there is a problem that it is impossible to determine which part of the brake disk is heated or cooled. Further, in such a conventional composition correction device, when there is a shielding object that blocks the subject, it is impossible to detect whether or not the measurement point of the subject is hidden by the shielding object. There is a problem that time changes cannot be observed accurately.
この発明の課題は、時系列順の撮影画像中の所定の測定点が常に同一位置になるようにこれらの撮影画像を簡単に補正することができる画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することである。 An object of the present invention is to provide an image processing apparatus and an image processing program capable of easily correcting these photographed images so that predetermined measurement points in the photographed images in time series order are always at the same position. is there.
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、図3及び図4に示すように、回転体(6)の表面(6a)上の所定の測定点(P)の時間変化を測定するために、時間間隔をあけてこの回転体の表面を撮影する撮影装置(7)が出力する時系列順の撮影画像(D0,…)を処理する画像処理装置であって、前記回転体の回転量を検出する回転量検出装置(8)が出力する回転量検出信号に基づいて、この回転体の回転角度(θ)を演算する回転角度演算部(12)と、前記時系列順の撮影画像中の前記所定の測定点が同一位置になるように、前記回転体の回転角度に基づいてこの時系列順の撮影画像を補正する画像補正部(15)とを備える画像処理装置(9)である。
The present invention solves the above-mentioned problems by the solving means described below.
In addition, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this embodiment.
As shown in FIGS. 3 and 4, the invention of claim 1 is provided with a time interval in order to measure a time change of a predetermined measurement point (P) on the surface (6a) of the rotating body (6). An image processing apparatus for processing time-sequentially taken images (D 0 ,...) Output by the imaging device (7) that images the surface of the rotating body, and detecting the amount of rotation for detecting the amount of rotation of the rotating body. Based on a rotation amount detection signal output from the device (8), a rotation angle calculation unit (12) for calculating a rotation angle (θ) of the rotating body, and the predetermined measurement point in the time-series photographed image Is an image processing device (9) including an image correction unit (15) that corrects the chronologically captured images based on the rotation angle of the rotator so that they are at the same position.
請求項2の発明は、請求項1に記載の画像処理装置において、図4に示すように、前記画像補正部は、前記回転体の回転中心(O)を原点としたときに前記所定の測定点の座標が同一となるように、この回転体の回転角度に基づいて前記時系列順の撮影画像を補正することを特徴とする画像処理装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first aspect, as shown in FIG. 4, the image correction unit performs the predetermined measurement when the rotation center (O) of the rotating body is the origin. The image processing apparatus is characterized in that the captured images in the time-series order are corrected based on the rotation angle of the rotating body so that the coordinates of the points are the same.
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の画像処理装置において、図3に示すように、前記時系列順の撮影画像を画像情報として記録する画像情報記録部(20a)と、前記時系列順の撮影画像を撮影したときの前記回転体の回転角度を回転角度情報として、この時系列順の撮影画像と対応させて記録する回転角度情報記録部(20b)とを備えることを特徴とする画像処理装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the first or second aspect, as shown in FIG. 3, an image information recording unit (20a) for recording the time-series captured images as image information; A rotation angle information recording unit (20b) for recording, as rotation angle information, the rotation angle of the rotating body when the captured images in the time series are captured, corresponding to the captured images in the time series. An image processing apparatus characterized by the above.
請求項4の発明は、請求項3に記載の画像処理装置において、図5に示すように、前記回転角度情報記録部は、前記撮影画像の撮影開始時刻(t0,t1,…)とこの撮影画像の記録完了時刻(t02,t12,…)との間に遅れ時間(Δt)が存在するときには、この遅れ時間分だけ前の前記回転体の回転角度を前記回転角度情報として、前記時系列順の撮影画像と対応させて記録することを特徴とする画像処理装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the third aspect, as shown in FIG. 5, the rotation angle information recording unit includes a photographing start time (t 0 , t 1 ,...) Of the photographed image. When there is a delay time (Δt) between the recorded image recording completion times (t 02 , t 12 ,...), The rotation angle of the rotating body before the delay time is used as the rotation angle information. An image processing apparatus that records in correspondence with the chronologically taken images.
請求項5の発明は、請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の画像処理装置において、図4に示すように、前記画像補正部は、前記回転体の回転角度分だけこの回転体の回転方向とは逆方向に、この回転体の回転中心を原点として前記時系列順の撮影画像を回転させて、この時系列順の撮影画像を補正することを特徴とする画像処理装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, as shown in FIG. 4, the image correction unit is equal to the rotation angle of the rotating body. An image processing apparatus characterized in that, in a direction opposite to the rotation direction of the rotating body, the captured images in the time series order are rotated with the rotation center of the rotating body as an origin, and the captured images in the time series order are corrected. It is.
請求項6の発明は、請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の画像処理装置において、前記画像補正部は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の前記所定の測定点が同一位置になるように、この時系列順の熱画像を補正することを特徴とする画像処理装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the image processing device according to any one of the first to fifth aspects, the image correction unit is configured to detect the thermal image when the photographing device is a thermal image photographing device. The image processing apparatus is characterized in that the time-series thermal image is corrected so that the predetermined measurement points in the time-series thermal image output from the photographing apparatus are at the same position.
請求項7の発明は、請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の画像処理装置において、図3及び図4に示すように、前記画像補正部が補正した前記時系列順の撮影画像に基づいて、この時系列順の撮影画像中の前記所定の測定点の状態変化を測定する状態変化測定部(19)を備えることを特徴とする画像処理装置である。 According to a seventh aspect of the present invention, in the image processing device according to any one of the first to sixth aspects, as shown in FIGS. 3 and 4, the time-series order corrected by the image correction unit is provided. An image processing apparatus comprising: a state change measuring unit (19) that measures a state change of the predetermined measurement point in the time-sequential captured image based on the captured image.
請求項8の発明は、請求項7に記載の画像処理装置において、図1、図2及び図4に示すように、前記状態変化測定部は、前記回転体の表面を遮蔽する遮蔽体(4,5)と前記所定の測定点とが重なる不良の撮影画像(D2)が前記時系列順の撮影画像中に存在するときには、この不良の撮影画像中の前記所定の測定点の状態変化の測定結果を除外して、この所定の測定点の状態の変化を測定することを特徴とする画像処理装置である。 According to an eighth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the seventh aspect, as shown in FIGS. 1, 2, and 4, the state change measuring unit shields the surface of the rotator. 5) and the predetermined measurement point overlap with each other when there is a defective captured image (D 2 ) in the time-sequential captured image, the state change of the predetermined measurement point in the defective captured image An image processing apparatus is characterized in that the change in the state of the predetermined measurement point is measured by excluding the measurement result.
請求項9の発明は、請求項7又は請求項8に記載の画像処理装置において、前記状態変化測定部は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する前記時系列順の熱画像中の前記所定の測定点の温度変化を測定することを特徴とする画像処理装置である。 According to a ninth aspect of the present invention, in the image processing device according to the seventh or eighth aspect, the state change measurement unit outputs the thermal image photographing device when the photographing device is a thermal image photographing device. An image processing apparatus for measuring a temperature change at the predetermined measurement point in the time-series sequential thermal image.
請求項10の発明は、請求項9に記載の画像処理装置において、前記状態変化測定部は、前記回転体の表面がディスクブレーキ装置のブレーキディスクであるときに、このブレーキディスクの表面上の前記所定の測定点の温度変化を測定することを特徴とする画像処理装置である。 According to a tenth aspect of the present invention, in the image processing apparatus according to the ninth aspect, the state change measuring unit is configured to perform the state change on the surface of the brake disc when the surface of the rotating body is a brake disc of a disc brake device. An image processing apparatus that measures a temperature change at a predetermined measurement point.
請求項11の発明は、請求項9又は請求項10に記載の画像処理装置において、図6に示すように、前記状態変化測定部は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の前記所定の測定点とこの測定点の周囲とを含む複数の画素領域における温度を平均化して、前記所定の測定点の状態変化を測定することを特徴とする画像処理装置である。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the image processing device according to the ninth or tenth aspect, as shown in FIG. 6, the state change measuring unit is configured to detect the state change when the photographing device is a thermal image photographing device. The temperature in a plurality of pixel regions including the predetermined measurement point in the time-series sequential thermal image output from the thermal image capturing apparatus and the periphery of the measurement point is averaged, and the state change of the predetermined measurement point is measured. An image processing apparatus characterized in that:
請求項12の発明は、図3、図4及び図8に示すように、回転体(6)の表面(6a)上の所定の測定点(P)の時間変化を測定するために、時間間隔をあけてこの回転体の表面を撮影する撮影装置(7)が出力する時系列順の撮影画像(D0,…)を処理する画像処理プログラムであって、前記回転体の回転量を検出する回転量検出装置(8)が出力する回転量検出信号に基づいて、この回転体の回転角度(θ)を演算する回転角度演算手順(S510)と、前記時系列順の撮影画像中の前記所定の測定点が同一位置になるように、前記回転体の回転角度に基づいてこの時系列順の撮影画像を補正する画像補正手順(S530)とを含む画像処理プログラムである。
In the invention of
請求項13の発明は、請求項12に記載の画像処理プログラムにおいて、図4に示すように、前記画像補正手順は、前記回転体の回転中心(O)を原点としたときに前記所定の測定点の座標が同一となるように、この回転体の回転角度に基づいて前記時系列順の撮影画像を補正する手順を含むことを特徴とする画像処理プログラムである。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image processing program according to the twelfth aspect, as shown in FIG. 4, the image correction procedure includes the predetermined measurement when the rotation center (O) of the rotating body is an origin. An image processing program comprising a procedure for correcting the photographic images in the chronological order based on the rotation angle of the rotating body so that the coordinates of the points are the same.
請求項14の発明は、請求項12又は請求項13に記載の画像処理プログラムにおいて、前記時系列順の撮影画像を画像情報として記録する画像情報記録手順(S510,S530)と、前記時系列順の撮影画像を撮影したときの前記回転体の回転角度を回転角度情報として、この時系列順の撮影画像と対応させて記録する回転角度情報記録手順(S520)とを含むことを特徴とする画像処理プログラムである。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the image processing program according to the twelfth or thirteenth aspect, an image information recording procedure (S510, S530) for recording the captured images in the time series order as image information, and the time series order. And a rotation angle information recording procedure (S520) for recording the rotation angle of the rotating body when the captured image is taken as rotation angle information in association with the time-series captured images. It is a processing program.
請求項15の発明は、請求項14に記載の画像処理プログラムにおいて、図5に示すように、前記回転角度情報記録手順は、前記撮影画像の撮影開始時刻(t0,t1,…)とこの撮影画像の記録完了時刻(t02,t12,…)との間に遅れ時間(Δt)が存在するときには、この遅れ時間分だけ前の前記回転体の回転角度を前記回転角度情報として、前記時系列順の撮影画像と対応させて記録する手順を含むことを特徴とする画像処理プログラムである。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the image processing program according to the fourteenth aspect, as shown in FIG. 5, the rotation angle information recording procedure includes a photographing start time (t 0 , t 1 ,...) Of the photographed image. When there is a delay time (Δt) between the recorded image recording completion times (t 02 , t 12 ,...), The rotation angle of the rotating body before the delay time is used as the rotation angle information. An image processing program comprising a procedure for recording in correspondence with the chronologically taken images.
請求項16の発明は、請求項12から請求項15までのいずれか1項に記載の画像処理プログラムにおいて、図4に示すように、前記画像補正手順は、前記回転体の回転角度分だけこの回転体の回転方向とは逆方向に、この回転体の回転中心を原点として前記時系列順の撮影画像を回転させて、この時系列順の撮影画像を補正する手順を含むことを特徴とする画像処理プログラムである。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the image processing program according to any one of the twelfth to fifteenth aspects, as shown in FIG. 4, the image correction procedure is performed by the rotation angle of the rotating body. The method includes a step of rotating the captured image in the time series order with the rotation center of the rotating body as an origin in a direction opposite to the rotational direction of the rotating body, and correcting the captured image in the time series order. An image processing program.
請求項17の発明は、請求項12から請求項16までのいずれか1項に記載の画像処理プログラムにおいて、前記画像補正手順は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の前記所定の測定点が同一位置になるように、この時系列順の熱画像を補正する手順を含むことを特徴とする画像処理プログラムである。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the image processing program according to any one of the twelfth to sixteenth aspects, the image correction procedure is performed when the photographing apparatus is a thermal image photographing apparatus. An image processing program including a procedure for correcting a thermal image in a time series order so that the predetermined measurement points in the thermal image in a time series order output from the photographing apparatus are at the same position.
請求項18の発明は、請求項12から請求項17までのいずれか1項に記載の画像処理プログラムにおいて、図4及び図8に示すように、前記画像補正手順において補正した前記時系列順の撮影画像に基づいて、この時系列順の撮影画像中の前記所定の測定点の状態変化を測定する状態変化測定手順(S540)を含むことを特徴とする画像処理プログラムである。 According to an eighteenth aspect of the present invention, in the image processing program according to any one of the twelfth to seventeenth aspects, as shown in FIG. 4 and FIG. An image processing program comprising a state change measurement procedure (S540) for measuring a state change of the predetermined measurement point in a time-sequential captured image based on a captured image.
請求項19の発明は、請求項18に記載の画像処理プログラムにおいて、図1、図2、図4及び図8に示すように、前記状態変化測定手順は、前記回転体の表面を遮蔽する遮蔽体(4,5)と前記所定の測定点とが重なる不良の撮影画像(D2)が前記時系列順の撮影画像中に存在するときには、この不良の撮影画像中の前記所定の測定点の状態変化の測定結果を除外して、この所定の測定点の状態の変化を測定する手順を含むことを特徴とする画像処理プログラムである。 According to a nineteenth aspect of the present invention, in the image processing program according to the eighteenth aspect, as shown in FIGS. 1, 2, 4, and 8, the state change measurement procedure includes shielding that shields the surface of the rotating body. When a defective captured image (D 2 ) in which the body (4, 5) and the predetermined measurement point overlap exists in the time-sequential captured image, the predetermined measurement point in the defective captured image is displayed. An image processing program including a procedure for measuring a change in state at a predetermined measurement point by excluding a measurement result of state change.
請求項20の発明は、請求項18又は請求項19に記載の画像処理装置において、前記状態変化測定手順は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する前記時系列順の熱画像中の前記所定の測定点の温度変化を測定する手順を含むことを特徴とする画像処理プログラムである。 According to a twentieth aspect of the present invention, in the image processing device according to the eighteenth or nineteenth aspect, the thermal image capturing device outputs the state change measurement procedure when the photographing device is a thermal image capturing device. An image processing program comprising a procedure for measuring a temperature change at the predetermined measurement point in the time-series sequential thermal image.
請求項21の発明は、請求項20に記載の画像処理プログラムにおいて、前記状態変化測定手順は、前記回転体の表面がディスクブレーキ装置のブレーキディスクであるときに、このブレーキディスクの表面上の前記所定の測定点の温度変化を測定する手順を含むことを特徴とする画像処理プログラムである。 According to a twenty-first aspect of the present invention, in the image processing program according to the twentieth aspect, the state change measurement procedure is performed when the surface of the rotating body is a brake disc of a disc brake device. An image processing program including a procedure for measuring a temperature change at a predetermined measurement point.
請求項22の発明は、請求項20又は請求項21に記載の画像処理プログラムにおいて、図6に示すように、前記状態変化測定手順は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の前記所定の測定点とこの測定点の周囲とを含む複数の画素領域における温度を平均化して、前記所定の測定点の状態変化を測定する手順を含むことを特徴とする画像処理プログラムである。 According to a twenty-second aspect of the present invention, in the image processing program according to the twentieth or twenty-first aspect, as shown in FIG. 6, the state change measurement procedure is performed when the photographing apparatus is a thermal image photographing apparatus. The temperature in a plurality of pixel regions including the predetermined measurement point in the time-series sequential thermal image output from the thermal image capturing apparatus and the periphery of the measurement point is averaged, and the state change of the predetermined measurement point is measured. This is an image processing program characterized by including a procedure to perform.
この発明によると、時系列順の撮影画像中の所定の測定点が常に同一位置になるようにこれらの撮影画像を簡単に補正することができる。 According to the present invention, these captured images can be easily corrected so that the predetermined measurement points in the captured images in time series are always at the same position.
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図1及び図2に示すディスクブレーキ試験装置1は、ディスクブレーキ装置3に関する種々の試験を実施する装置である。ディスクブレーキ試験装置1は、例えば、実物のディスクブレーキ装置3のブレーキ性能及び熱特性などを試験するときに使用される。ディスクブレーキ試験装置1は、ブレーキディスク6と一体となって回転する摩擦面6bに、静止状態の摩擦材4を押し付けることによってこのブレーキディスク6にブレーキ力(制動力)を発生させて、このブレーキディスク6の回転数を低下させる。ディスクブレーキ試験装置1は、例えば、時速400km/hで走行する鉄道車両の制動時の状態を模擬するために、ブレーキディスク6を1秒間に30〜40回転させた状態で摩擦面6bに摩擦材4を押し付ける。ディスクブレーキ試験装置1は、駆動力を発生する直流電動機と、この直流電動機によって回転駆動するフライホイールと、フライホイールの回転を実物の車輪2の回転軸2aに伝達する歯車装置などを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The disc brake test apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 is an apparatus that performs various tests on the
車輪(回転体)2は、レールと回転接触する部材であり、図1に示す回転軸2aと、図2に示す踏面2bと、フランジ部2cなどを備えている。図1及び図2に示す車輪2は、ブレーキディスク6を両側面に取り付けたディスク付き車輪である。図1に示す回転軸2aは、車輪2と一体となって回転する部分であり、車輪2の中心部に形成された貫通孔に圧入されている。回転軸2aは、車輪2及びブレーキディスク6の回転中心Oとなる。図2に示す踏面2bは、レール頭頂面と接触して摩擦抵抗を受ける部分であり、車輪2の外周部に形成されている。フランジ部2cは、脱輪を防止する部分であり、車輪2の外周に連続して形成されている。
The wheel (rotating body) 2 is a member that is in rotational contact with the rail, and includes a
図1及び図2に示すディスクブレーキ装置3は、ブレーキディスク6の摩擦面6bに発生する摩擦力によって制動させる装置である。ディスクブレーキ装置3は、油圧又は空気圧シリンダが発生する駆動力をブレーキてこ機構によって摩擦材4に伝達して摩擦面6bに摩擦材4を圧着させブレーキ力を発生させる。ディスクブレーキ装置3は、図1及び図2に示す摩擦材4と、図1に示す支持体5と、図1及び図2に示すブレーキディスク6などを備えている。
The
図1及び図2に示す摩擦材(遮蔽体)4は、ブレーキディスク6の摩擦面6bと接触して摩擦力を発生させる部材である。摩擦材4は、ブレーキディスク6の摩擦面6bに押し付けられてブレーキ力を発生する。摩擦材4は、図2に示すように、ブレーキディスク6を挟み込むように対向して一対配置されており、ブレーキ機構部が発生する駆動力によって図中矢印方向に駆動されて摩擦面6bと接触及び離間する。摩擦材4は、例えば、耐熱性が高く湿潤条件下で適度な増粘着効果がある焼結合金制輪子であり、ブレーキディスク6の摩擦面6bと接触する側の表面にブレーキライニングが装着されている。摩擦材4は、ブレーキディスク6と撮影装置7との間に存在し、撮影装置7によってブレーキディスク6を撮影するときに、このブレーキディスク6の表面6aの一部を遮蔽する遮蔽体となる。
A friction material (shielding body) 4 shown in FIGS. 1 and 2 is a member that generates a frictional force in contact with the
図1及び図2に示す支持体(遮蔽体)5は、信号線を支持する部材である。支持体5は、例えば、回転体と固定体との間で信号を送受信するスリップリングに電気的に接続される計測用信号線を支持する支柱などである。支持体5は、図2に示すように、ブレーキディスク6と撮影装置7との間に存在し、撮影装置7によってブレーキディスク6を撮影するときに、摩擦材4と同様にブレーキディスク6の表面6aの一部を遮蔽する遮蔽体となる。
A support (shield) 5 shown in FIGS. 1 and 2 is a member that supports a signal line. The
図1及び図2に示すブレーキディスク(回転体)6は、制動時(ブレーキ時)に摩擦材4が押し付けられる部材であり、車軸2と一体となって回転する円板状の摩擦材である。図1及び図2に示すブレーキディスク6は、車輪2の両側面に取り付けられる車輪側ディスクである。ブレーキディスク6は、在来線の場合には複数枚で円環を構成する分割形構造であり、高速新幹線の場合には一枚で円環を構成する一体形構造である。ブレーキディスク6の材質は、例えば、熱伝導性及び耐摩耗性からパーライト鋳鉄などであり、新幹線用では耐熱性の低合金鋳鉄材が使用され、高速新幹線用では一体形低合金鍛鋼材が使用される。ブレーキディスク6は、例えば、車輪径が910mmの新幹線用車輪側ディスクの場合には外径が710mm程度であり、板厚が20mm程度である。ブレーキディスク6は、回転時に冷却風を発生し制動時に発生する熱を放熱させる冷却用のフィン部(放熱部)を備えており、このフィン部は摩擦材4と接触する側とは反対側のブレーキディスク6の裏面に放射状に複数形成されている。ブレーキディスク6は、図1及び図2に示すように、表面6aと、摩擦面6bと、固定部材6cなどを備えている。表面6aは、撮影装置7によって撮影される被写体であり、この撮影装置7と対向する側の摩擦面6b及び固定部材6cなどによって構成されている。摩擦面6bは、摩擦材4と接触するしゅう動面(ブレーキ面)である。摩擦面6bは、摩擦材4との接触により発生する摩擦熱によって例えば600〜1000℃程度の高温となる。固定部材6cは、ブレーキディスク6を車輪2に固定する部材であり、図1に示すように車輪2及びブレーキディスク6の周方向に所定の間隔をあけて配置されている。固定部材6cは、車輪2及びブレーキディスク6の貫通孔に挿入される締結ボルトと、この締結ボルトと噛み合う締結ナットなどを備えており、ブレーキディスク6と一体となって回転する。
A brake disc (rotating body) 6 shown in FIGS. 1 and 2 is a member to which the friction material 4 is pressed during braking (braking), and is a disc-shaped friction material that rotates integrally with the
図1及び図2に示す撮影装置7は、時間間隔をあけてブレーキディスク6の表面6aを撮影する装置である。撮影装置7は、車輪2の回転軸2aを回転中心Oとして回転するブレーキディスク6の摩擦面6b、固定部材6cの締結ボルトの頭部上面及びボルト先端面、固定部材6cの締結ナットの頭部上面などを撮影する。撮影装置7は、例えば、熱画像を撮影する熱画像撮影装置(赤外線熱映像装置(サーモグラフィ))であり、低温箇所を青色で撮影し高温箇所を赤色で撮影する。撮影装置7は、例えば、1秒間に30コマ程度の熱画像を画像処理装置9に送信可能であり、回転軸2aの中心軸とこの撮影装置7の光軸とが略一致又は略平行するように撮影方向が設定されている。撮影装置7は、被写体像を赤外線撮像素子に結像させる撮影光学系と、赤外線を電気信号に変換して出力する赤外線撮像素子と、この赤外線撮像素子が撮像する熱画像のノイズを低減するためにこの赤外線撮像素子を冷却する冷却部と、被写体像から赤外線撮像素子に入射する赤外線の光量を調整するフィルタ部などを備えている。撮影装置7は、熱源となるブレーキディスク6の表面6aから放射される赤外線エネルギー量を赤外線撮像素子によって検出して画像処理し、赤外線の強度を解析して表面6aの温度の分布状態を測定する。撮影装置7は、被写体となるブレーキディスク6の表面6aが最大1000℃程度まで上昇するため、広い温度範囲内で熱画像を撮影可能なように、赤外線撮像素子に入射する赤外線の光量をフィルタ部によって低減して、撮影可能な温度範囲を広げている。一方、撮影装置7は、フィルタ部によって赤外線撮像素子の解像度が低下するため、赤外線撮像素子の解像度が高温域では高くなり低温域では低くなるように、赤外線撮像素子の解像度を温度範囲に応じて試験者によって手動で切り替え可能である。撮影装置7は、任意の撮影タイミングで時間間隔をあけてブレーキディスク6の表面6aの熱画像を撮影し、図4に示すような離散的な熱画像である時系列順の撮影画像D0,…を画像情報(撮影画像信号)として画像処理装置9に出力する。
A photographing
図1及び図2に示す回転量検出装置8は、ブレーキディスク6の回転量を検出する装置である。回転量検出装置8は、車輪2の回転軸2aを回転中心Oとして回転するブレーキディスク6の回転数を検出する。回転量検出装置8は、例えば、車輪2の回転軸2aに取り付けられて車輪2及びブレーキディスク6の回転変位量に応じてパルス信号を発生するロータリエンコーダなどである。回転量検出装置8は、ブレーキディスク6の回転に応じた回転量情報(回転量検出信号)を画像処理装置9に出力する。
The rotation
図1〜図3に示す画像処理装置9は、ブレーキディスク6の表面6a上の測定点Pの時間変化を測定するために、撮影装置7が出力する時系列順の撮影画像D0,…を処理する装置である。画像処理装置9は、図4に示すように、撮影装置7が出力する画像情報と回転量検出装置8が出力する回転量情報とに基づいて、この撮影装置7が出力する時系列順の撮影画像D0,…中の測定点Pが同一位置になるように、この時系列順の撮影画像D0,…を補正する。画像処理装置9は、例えば、パーソナルコンピュータなどによって構成されており画像処理プログラムに従って所定の処理を実行する。画像処理装置9は、図3に示すように、画像情報入力部10と、回転量情報入力部11と、回転角度演算部12と、回転角度補正部13と、遅れ時間情報記憶部14と、画像補正部15と、測定点位置情報記憶部16と、遮蔽体位置情報記憶部17と、撮影画像判定部18と、状態変化測定部19と、情報記録部20と、処理条件設定部21と、情報表示部22と、プログラム記憶部23と、制御部24などを備えている。
The
図3に示す画像情報入力部10は、撮影装置7が出力する画像情報が入力する手段である。画像情報入力部10には、撮影装置7が出力する時系列順の画像情報が入力し、画像情報入力部10はこの時系列順の画像情報を制御部24に出力する。画像情報入力部10は、例えば、撮影装置7から画像処理装置9に画像情報を入力させるインタフェース(I/F)回路などを備える画像入力ボードである。
The image
回転量情報入力部11は、回転量検出装置8が出力する回転量情報が入力する手段である。回転量情報入力部11には、回転量検出装置8が出力するパルス列の回転量情報が入力し、回転量情報入力部11はこのパルス列の回転量情報を制御部24に出力する。回転量情報入力部11は、例えば、回転量検出装置8から画像処理装置9に回転量情報を入力させるインタフェース(I/F)回路などを備える回転量入力ボードである。
The rotation amount
回転角度演算部12は、回転量検出装置8が出力する回転量検出信号に基づいて、ブレーキディスク6の回転角度θを演算する手段である。回転角度演算部12は、回転量情報入力部11が出力するパルス列の回転量検出信号を積算して、ブレーキディスク6の回転角度θを演算する。ここで、回転角度θは、図4に示すように、ブレーキディスク6の回転中心Oを座標系の原点としたときに、ブレーキディスク6の表面6a上の所定の基準位置P0とこの原点とを通過する直線がこの座標系のY軸となす角度である。回転角度演算部12は、例えば、回転量情報入力部11から入力するパルス数を積算するパルスカウンタボードである。回転角度演算部12は、例えば、ブレーキディスク6の表面6a上の所定の基準位置P0がこの座標系のY軸上に位置するときをこのブレーキディスク6の回転角度θが0°又は360°として、このブレーキディスク6の回転角度θを演算する。回転角度演算部12は、演算後の回転角度θを回転角度情報(回転角度信号)として制御部24に出力する。
The rotation
図3に示す回転角度補正部13は、回転角度演算部12が演算した回転角度θを補正する手段である。回転角度補正部13は、図5に示すように、図4に示す撮影画像D0,D1,…の撮影開始時刻t0,t1,…とこの撮影画像D0,D1,…の記録完了時刻t02,t12,…との間に遅れ時間Δtが存在するときに、この遅れ時間Δt分だけ前のブレーキディスク6の回転角度θを回転角度情報として補正する。ここで、図5に示す遅れ時間Δtは、撮影装置7と画像処理装置9との間の転送レートなどに依存し、ブレーキディスク6の回転速度にかかわらず一定である。回転角度補正部13は、例えば、図5に示すように、撮影装置7が撮影開始(撮影開始時刻t0,t1,…)して、この撮影装置7から画像処理装置9に撮影画像を転送(転送開始時刻t01〜記録完了時刻t02,転送開始時刻t11〜記録完了時刻t12,…)し、この画像処理装置9に撮影画像記録完了フラグが発生(記録完了時刻t02,t12,…)までの時間差(記録完了時刻t02−撮影開始時刻t0,記録完了時刻t12−撮影開始時刻t1,…)を遅れ時間Δtとして回転角度θを補正する。回転角度補正部13は、この遅れ時間Δtの間に回転量検出装置8が出力するパルス列を回転角度演算部12が積算して演算した回転角度Δθを、この回転角度演算部12が時刻t02,t12,…で演算した回転角度θから減算して、遅れ時間Δt分前の時刻t0,t1,…の回転角度θをブレーキディスク6の回転角度θとして補正する。回転角度補正部13は、補正後の回転角度θを回転角度情報(回転角度信号)として制御部24に出力する。
The rotation
図3に示す遅れ時間情報記憶部14は、遅れ時間Δtを記憶する手段である。遅れ時間情報記憶部14は、図5に示す遅れ時間Δtを遅れ時間情報として記憶するメモリなどである。遅れ時間情報記憶部14は、例えば、実際に使用する機器である撮影装置7と画像処理装置9とを組み合わせた定置の検証試験に基づいて予め遅れ時間Δtを計測し、この遅れ時間Δtを記憶している。
The delay time
図3に示す画像補正部15は、時系列順の撮影画像D0,…中の測定点Pが同一位置になるように、ブレーキディスク6の回転角度θに基づいてこの時系列順の撮影画像D0,…を補正する手段である。画像補正部15は、図4に示すように、ブレーキディスク6の回転中心Oを原点としたときに測定点Pの座標が同一となるように、このブレーキディスク6の回転角度θに基づいて時系列順の撮影画像D0,…を補正する。画像補正部15は、ブレーキディスク6の回転角度θ分だけこのブレーキディスク6の回転方向とは逆方向に、ブレーキディスク6の回転中心Oを原点としてこの時系列順の撮影画像D0,…を回転させて、この時系列順の撮影画像D0,…を補正する。画像補正部15は、離散的に得られた撮影画像(熱画像)D1,D2を、同時に記録した回転角度(回転量)θに基づいて、ブレーキディスク6の中心軸回りに逆回転させて、回転補正した補正後の撮影画像(熱画像)D1',D2'を生成する。画像補正部15は、例えば、回転角度0°であるときの測定点Pの座標(x',y')=(rsinθ0,rcosθ0)とし、回転角度θのときの測定点Pの座標(x,y)としたときに、以下の数1によって撮影画像D0,…を回転補正する。ここで、図4に示すrは、測定点Pを極座標で表したときの動径であり、θ0は始線(Y軸)と動径とのなす角度(偏角)である。
The
画像補正部15は、離散的な熱画像である補正後の時系列順の撮影画像D1',D2',…を補正後の画像情報(撮影画像信号)として制御部24に出力する。
The
図3に示す測定点位置情報記憶部16は、測定点Pの位置を記憶する手段である。測定点位置情報記憶部16は、測定点Pの位置を極座標によって定義したときにこの測定点Pの極座標を測定点位置情報として記憶するメモリなどである。測定点位置情報記憶部16は、例えば、図1に示すブレーキディスク6の摩擦面6b上の任意の位置、固定部材6cの締結ボルトの頭部上面又はボルト先端面、締結ナットの頭部上面などを測定点Pとしたときにこれらの測定点Pの極座標を記憶する。
The measurement point position
図3に示す遮蔽体位置情報記憶部17は、ブレーキディスク6の表面6aと撮影装置7との間を遮蔽する遮蔽体の位置を記憶する手段である。遮蔽体位置情報記憶部17は、遮蔽体の位置を極座標によって定義したときにこの遮蔽体の極座標を遮蔽体位置情報として記憶するメモリなどである。遮蔽体位置情報記憶部17は、例えば、図4に示す摩擦材4及び支持体5によってブレーキディスク6の表面6aが遮蔽される遮蔽領域(隠蔽領域)Aの極座標を記憶する。
The shield position
図3に示す撮影画像判定部18は、ブレーキディスク6の表面6aを遮蔽する遮蔽体と測定点Pとが重なる撮影画像D2'が時系列順の撮影画像D0',…中に存在するか否かを判定する手段である。撮影画像判定部18は、図4に示すように、画像補正部15が補正した時系列順の撮影画像D0',…に基づいて、測定点Pと遮蔽領域Aとが重なりこの測定点Pがこの遮蔽領域Aによって隠蔽されている撮影画像D2'がこの時系列順の撮影画像D0',…中に存在するか否かを判定する。撮影画像判定部18は、測定点Pと遮蔽領域Aとが重ならない撮影画像D0,D1,D3が存在するときにはこれらの撮影画像D0,D1,D3を良好と判定し、測定点Pと遮蔽領域Aとが重なる撮影画像D2が存在するときにはこの撮影画像D2を不良と判定する。撮影画像判定部18は、例えば、図6に示すように、撮影装置7の画素数が256×256画素であるときに、測定点Pとこの測定点Pの周囲とを含む縦横が3×3画素の画素領域のうち少なくとも一つの画素が、図4に示す遮蔽領域Aと重なったときには不良と判定する。撮影画像判定部18は、これらの判定結果を判定情報(撮影画像判定信号)として制御部24に出力する。
The photographed
図3に示す状態変化測定部19は、画像補正部15が補正した時系列順の撮影画像D0',…に基づいて、この時系列順の撮影画像D0',…中の測定点Pの状態変化を測定する手段である。状態変化測定部19は、図4に示すように、ブレーキディスク6の表面6aを遮蔽する遮蔽体と測定点Pとが重なる不良の撮影画像D2'が時系列順の撮影画像D0',…中に存在するときには、この不良の撮影画像D2'中の測定点Pの状態変化の測定結果を除外して、この測定点Pの状態の変化を測定する。状態変化測定部19は、例えば、撮影装置7が出力する時系列順の熱画像中の測定点Pの温度変化を測定し、測定点Pの温度T0,…の時間変化を表すグラフを生成する。状態変化測定部19は、時系列順の撮影画像D0',…のうち不良の撮影画像D2'と判定された時刻t2における測定点Pの温度T2を除き、時系列順の撮影画像D0',…のうち良好の撮影画像D0',D1',D3',…と判定された時刻t0,t1,t3における測定点Pの温度T0,T1,T3に基づいてグラフを生成する。
The state
状態変化測定部19は、図6に示すように、撮影装置7が出力する時系列順の撮影画像D0,…中の測定点Pとこの測定点Pの周囲とを含む複数の画素領域における温度を平均化して、この測定点Pの温度の変化を測定する。状態変化測定部19は、補正後の時系列順の熱画像の温度分布に基づいて、この撮影画像D0',…中の複数の画素からなる画素領域内の温度を平均化する。状態変化測定部19は、例えば、図6に示すように、撮影装置7の画素数が256×256画素であるときに、測定点Pとこの測定点Pの周囲とを含む縦横が3×3画素の画素領域内の温度の平均値をこの画素領域内の代表値として演算する。状態変化測定部19は、平均化後の測定点Pの温度T0,…の変化を、測定後の測定点Pの状態変化を表す測定情報(状態変化測定信号)として制御部24に出力する。
As shown in FIG. 6, the state
図3に示す情報記録部20は、画像処理装置9に関する種々の情報を記録する手段である。情報記録部20は、例えば、図4に示す撮影画像D0,…,D0',…、回転角度θ、測定点Pの温度T0,…及び撮影画像D0',…の判定結果などを時系列順に記録するメモリなどである。情報記録部20は、例えば、撮影装置7による1つの画像の撮影及び収録と同時に、この画像の撮影時のブレーキディスク6の回転角度θを記録しており、各撮影画像D0,…,D0',…の撮影時の回転角度θを撮影画像D0,…,D0',…毎に記録している。情報記録部20は、図3に示すように、画像情報記録部20aと、回転角度情報記録部20bと、測定情報記録部20cと、判定情報記録部20dなどを備えている。
The
画像情報記録部20aは、時系列順の撮影画像D0,…,D0',…を画像情報として記録する部分であり、撮影装置7が出力する画像情報と画像補正部15が出力する補正後の画像情報とを時刻t0,…毎に時系列順に記録する。回転角度情報記録部20bは、時系列順の撮影画像D0,…,D0',…を撮影したときのブレーキディスク6の回転角度θを回転角度情報として、この時系列順の撮影画像D0,…,D0',…と対応させて記録する部分である。回転角度情報記録部20bは、図5に示す遅れ時間Δtが存在するときには、この遅れ時間Δt分だけ前のブレーキディスク6の回転角度θを回転角度情報として、時系列順の撮影画像D0,…,D0',…と対応させて記録する。図3に示す回転角度情報記録部20bは、回転角度演算部12が演算した回転角度情報と回転角度補正部13が補正した回転角度情報とを時刻t0,…毎に時系列順に記録する。測定情報記録部20cは、時系列順の測定点Pの状態変化の測定結果を記録する部分であり、状態変化測定部19が測定した測定点Pの温度T0,…を測定情報(温度情報)として、時系列順の撮影画像D0,…,D0',…と対応させて時刻t0,…毎に時系列順に記録する。測定情報記録部20cは、撮影画像判定部18が不良の撮影画像D2であると判定したときには、この不良の撮影画像D2の測定点Pの状態変化の測定結果である測定値を削除する。判定情報記録部20dは、時系列順の撮影画像D0',…の判定結果を時系列順に記録する部分であり、撮影画像判定部18が判定した撮影画像D0',…の判定結果を判定情報として、時系列順の撮影画像D0',…と対応させて時刻t0,…毎に時系列順に記録する。
The image
図3に示す処理条件設定部21は、画像処理装置9に関する種々の処理条件を設定する手段である。処理条件設定部21は、例えば、画像処理装置9に種々の情報を入力したり、画像処理装置9に種々の動作を指令したりするときに試験者が操作する。処理条件設定部21は、例えば、図5に示す遅れ時間Δt、図4に示す測定点Pの位置及び遮蔽領域Aの位置などを設定するときに試験者によって使用されるとともに、画像情報及び回転量情報の収録開始タイミング及び収録終了タイミングを設定するときに試験者によって使用される。
The processing
図3に示す情報表示部22は、画像処理装置9に関する種々の情報を表示する手段である。情報表示部22は、例えば、図4に示す撮影装置7が撮影した撮影画像像D0,…、画像補正部15が補正した撮影画像D0',…、測定点Pの温度T0,…及び撮影画像D0',…の評価結果などを液晶画面などに表示する。
The
図3に示すプログラム記憶部23は、ブレーキディスク6の表面6a上の測定点Pの時間変化を測定するために、撮影装置7が出力する時系列順の撮影画像D0,…を処理するための画像処理プログラムを記憶する手段である。プログラム記憶部23は、例えば、情報記録媒体から読み取った画像処理プログラム、又は電気通信回線を通じて取り込まれた画像処理プログラムなどを記憶するメモリなどである。
The
制御部24は、画像処理装置9の種々の動作を制御する手段(中央処理部(CPU))である。制御部24は、プログラム記憶部23から画像処理プログラムを読み出して画像処理装置9のコンピュータに所定の処理を指令し実行させる。制御部24は、例えば、画像情報入力部10から入力した画像情報の記録を画像情報記録部20aに指令したり、回転量情報入力部11から入力した回転量情報に基づいて回転角度θの演算を回転角度演算部12に指令したり、回転角度演算部12が演算した回転角度θの補正を回転角度補正部13に指令したり、回転角度演算部12が演算した回転角度情報と回転角度補正部13が補正した回転角度情報との記録を回転角度情報記録部20bに指令したり、撮影装置7が撮影した撮影画像D0,…の補正を画像補正部15に指令したり、補正後の撮影画像D0',…の良否の判定を撮影画像判定部18に指令したり、撮影画像判定部18の判定結果の記録を判定情報記録部20dに指令したり、補正後の撮影画像D0',…に基づいて測定点Pの状態変化の測定を状態変化測定部19に指令したり、状態変化測定部19が測定した測定結果の記録を測定情報記録部20cに指令したり、撮影画像判定部18の判定結果に基づいて測定結果の削除を測定情報記録部20cに指令したり、処理条件設定部21が設定した処理条件の記憶を遅れ時間情報記憶部14、測定点位置情報記憶部16及び遮蔽体位置情報記憶部17に指令したり、処理条件設定部21が設定した収録開始タイミング及び収録終了タイミングに基づいて画像情報及び回転量情報の収録開始及び収録終了を画像情報記録部20a及び回転角度情報記録部20bに指令したり、情報記録部20が記録する種々の情報の表示を情報表示部22に指令したりする。制御部24には、画像情報入力部10、回転量情報入力部11、回転角度演算部12、回転角度補正部13、遅れ時間情報記憶部14、画像補正部15、測定点位置情報記憶部16、遮蔽体位置情報記憶部17、撮影画像判定部18、状態変化測定部19、情報記録部20、処理条件設定部21、情報表示部22及びプログラム記憶部23が相互に通信可能なように、バスなどの通信手段によって接続されている。
The
次に、この発明の実施形態に係る画像処理装置の動作について説明する。
図7は、この発明の実施形態に係る画像処理装置の動作を説明するフローチャートである。
図7に示すステップ(以下、Sという)100において、画像処理装置9によって初期設定がされる。図4に示すブレーキディスク6の回転中心Oを原点とする座標系のY軸とこのブレーキディスク6の表面6a上の基準位置P0とが一致するように、静止状態においてブレーキディスク6の回転角度θが原点位置θ=0に設定される。また、処理条件設定部21が試験者によって操作されて、回転角度演算部12のパルスカウンタの積算値がリセットされ、ブレーキディスク6の回転量がゼロに設定される。
Next, the operation of the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation of the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
In step (hereinafter referred to as “S”) 100 shown in FIG. 7, initialization is performed by the
S200において、画像処理装置9によって座標設定がされる。処理条件設定部21が試験者によって操作されて、ブレーキディスク6の回転中心Oを座標系の原点として、測定点Pの座標と遮蔽領域Aの座標とが定義される。処理条件設定部21によって測定点P及び遮蔽領域Aの座標が設定されると、測定点位置情報及び遮蔽体位置情報が処理条件設定部21から制御部24に送信されて、測定点位置情報記憶部16に測定点位置情報が記憶されるとともに、遮蔽体位置情報記憶部17に遮蔽体位置情報が記憶される。
In S <b> 200, coordinates are set by the
S300において、ブレーキディスク6が回転を開始する。ディスクブレーキ試験装置1を試験者が操作して車輪2が回転すると、この車輪2と一体となってブレーキディスク6が回転する。図4に示すように、ブレーキディスク6の回転速度が所定の回転速度に達すると、ブレーキディスク6の摩擦面6bに摩擦材4が押し付けられて、摩擦面6bと摩擦材4との間にブレーキ力が発生し、ブレーキディスク6が略一定の加速度で減速を開始する。
In S300, the
S400において、画像情報及び回転量情報の収録開始タイミングであるか否かを画像処理装置9が判断する。撮影装置7を試験者が操作するとブレーキディスク6の表面6aの撮影を撮影装置7が開始し、撮影装置7が任意のタイミングでブレーキディスク6の表面6aを撮影する。また、ブレーキディスク6が回転すると回転量検出装置8がブレーキディスク6の回転量を検出する。例えば、ブレーキディスク6にブレーキ力が作用してからの測定点Pの温度変化の傾向を観察する場合には、ブレーキディスク6が制動を開始するタイミングを処理条件設定部21によって試験者が設定する。その結果、ブレーキディスク6が制動を開始するのと同時に、画像情報入力部10及び回転量情報入力部11からの画像情報及び回転量情報の収録を制御部24が指令する。画像情報及び回転量情報の収録開始タイミングであると制御部24が判断したときにはS500に進み、画像情報及び回転量情報の収録開始タイミングではないと制御部24が判断したときには、収録開始タイミングになるまで制御部24が判断を繰り返す。
In S400, the
S500において、画像処理装置9が所定の画像処理動作を実行する。その結果、撮影画像D0,…が画像情報記録部20aに記録されるとともに、回転角度θが回転角度情報記録部20bに記録される。また、撮影画像D0',…が画像補正部15によって補正されるとともに、撮影画像D0',…の良否が撮影画像判定部18によって判定されて、測定点Pの状態変化の測定が状態変化測定部19によって判定される。
In S500, the
S600において、画像情報及び回転量情報の収録終了タイミングであるか否かを画像処理装置9が判断する。例えば、ブレーキディスク6が回転停止するまでの測定点Pの温度上昇の傾向を観察する場合には、ブレーキディスク6が回転を停止するタイミングを処理条件設定部21によって試験者が設定する。その結果、ブレーキディスク6が回転を停止するのと同時に、画像情報入力部10及び回転量情報入力部11からの画像情報及び回転量情報の収録中止を制御部24が指令する。また、ブレーキディスク6が所定の回転速度に低下するまでの測定点Pの温度低下の傾向を観察する場合には、ブレーキディスク6が所定の回転速度に低下するまでのタイミングを処理条件設定部21によって試験者が設定する。その結果、ブレーキディスク6の所定の回転速度に低下するのと同時に、画像情報入力部10及び回転量情報入力部11からの画像情報及び回転量情報の収録中止を制御部24が指令する。さらに、ブレーキディスク6が回転停止してから所定時間経過するまでの測定点Pの温度低下の傾向を観察する場合には、ブレーキディスク6が回転停止してから所定時間経過するまでのタイミングを処理条件設定部21によって試験者が設定する。その結果、ブレーキディスク6の回転停止から所定時間経過後に画像情報入力部10及び回転量情報入力部11からの画像情報及び回転量情報の収録中止を指令する。画像情報及び回転量情報の収録終了タイミングであると制御部24が判断したときには一連の画像処理動作を終了する。一方、画像情報及び回転量情報の収録終了タイミングではないと制御部24が判断したときにはS400に戻り、画像情報及び回転量情報の収録終了タイミングになるまでS400以降の処理を繰り返す。
In S600, the
次に、この発明の実施形態に係る画像処理装置の画像処理動作を説明する。
図8は、この発明の実施形態に係る画像処理装置の画像処理動作を説明するためのフローチャートである。以下では、制御部24の動作を中心として説明する。
S510において、撮影画像D0,…及び回転角度θの記録を画像情報記録部20a及び回転角度情報記録部20bに制御部24が指令する。撮影装置7から画像情報入力部10を通じて制御部24に画像情報が入力すると、この画像情報を画像情報記録部20aに制御部24が出力し、この画像情報の収録を画像情報記録部20aに制御部24が指令する。また、回転量検出装置8から回転量情報入力部11を通じて回転量情報が制御部24に入力すると、この回転量情報を回転角度演算部12に出力し、回転角度θの演算を回転角度演算部12に制御部24が指令する。回転量検出装置8が出力するパルス信号に基づいてブレーキディスク6の回転角度θを回転角度演算部12が演算すると、画像情報が制御部24に入力したときの回転角度θを回転角度情報として回転角度演算部12から制御部24に出力し、画像情報と対応させて回転角度情報を収録するように回転角度情報記録部20bに制御部24が指令する。
Next, an image processing operation of the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a flowchart for explaining the image processing operation of the image processing apparatus according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, the operation of the
In S510, the
S520において、回転角度θの補正を回転角度補正部13に制御部24が指令するとともに、補正後の回転角度θの記録を回転角度情報記録部20bに制御部24が指令する。回転角度情報記録部20bから制御部24が回転角度情報を読み出してこの回転角度情報を回転角度補正部13に出力するとともに、遅れ時間情報記憶部14から遅れ時間情報を読み出してこの遅れ時間情報を回転角度補正部13に出力し、回転角度θの補正を回転角度補正部13に制御部24が指令する。図4に示す回転角度θ及び図5に示す遅れ時間Δtに基づいて回転角度θを回転角度補正部13が補正すると、補正後の回転角度θを回転角度情報として回転角度補正部13が制御部24に出力し、画像情報と対応させて補正後の回転角度情報を収録するように回転角度情報記録部20bに制御部24が指令する。
In S520, the
S530において、撮影画像D0,…の補正を画像補正部15に制御部24が指令する。画像情報記録部20aから画像情報を制御部24が読み出して、この画像情報を画像補正部15に制御部24が出力するととともに、回転角度情報記録部20bから補正後の回転角度情報を制御部24が読み出して、この補正後の回転角度情報を画像補正部15に制御部24が出力する。その結果、図4に示すように、ブレーキディスク6の回転方向とは逆方向に補正後の回転角度θに応じて撮影画像D0,…を逆回転させる回転補正処理を画像補正部15が実行し、測定点Pの同一位置になるような補正後の撮影画像D0',…を画像補正部15が生成する。補正後の撮影画像D0',…を画像情報として画像補正部15が制御部24に出力するとともに、この補正後の画像情報の収録を画像情報記録部20aに制御部24が指令する。
In S530, the
S540において、測定点Pの温度の測定を状態変化測定部19に制御部24が指令するとともに、測定点Pの温度の記録を測定情報記録部20cに制御部24が指令する。補正後の画像情報を画像情報記録部20aから制御部24が読み出して、この補正後の画像情報を状態変化測定部19及び撮影画像判定部18に出力する。その結果、図6に示すように、補正後の撮影画像D0',…中の所定の画素領域内の温度分布に基づいて、この画素領域内の温度を状態変化測定部19が平均化処理して演算する。図4に示すように、補正後の撮影画像D0',…中の測定点Pの温度T0,…を状態変化測定部19が測定すると、この測定結果を測定情報として制御部24に出力し、補正後の画像情報と対応させて測定情報を収録するように測定情報記録部20cに指令する。
In S540, the
S550において、遮蔽体に測定点Pが遮蔽されたか否かの判定を撮影画像判定部18に制御部24が指令する。測定点位置情報記憶部16から測定点位置情報を制御部24が読み出して、この測定点位置情報を制御部24が撮影画像判定部18に出力するとともに、遮蔽体位置情報記憶部17から遮蔽体位置情報を制御部24が読み出して、この遮蔽体位置情報を制御部24が撮影画像判定部18に出力する。その結果、例えば、図4に示すように、遮蔽領域Aと測定点Pとが重ならないときには補正後の撮影画像D0',D1',D3'の測定点Pの温度T0,T1,T3が測定値として正当であると撮影画像判定部18が判定する。一方、遮蔽領域Aと測定点Pとが重なるときには補正後の撮影画像D2'の測定点Pの温度T2が測定値として不正であると撮影画像判定部18が判定する。撮影画像判定部18が判定結果を判定情報として制御部24に出力すると、この判定情報を制御部24が判定情報記録部20dに出力し、補正後の撮影画像及び温度情報と対応させてこの判定情報を収録するように、判定情報記録部20dに制御部24が指令する。測定点Pが遮蔽体によって遮蔽されていると撮影画像判定部18が判定したときにはS560に進み、測定点Pが遮蔽体によって遮蔽されていないと撮影画像判定部18が判定したときにはS570に進む。
In S550, the
S560において、測定点Pの測定情報の削除を測定情報記録部20cに制御部24が指令する。例えば、時刻t2における測定点Pの測定値が不正値であると撮影画像判定部18が判定したときには、この不正値である温度T2を除外するように測定情報記録部20cに制御部24が指令する。
In S560, the
S570において、補正後の撮影画像D0',…及び測定点Pの温度T0,…の表示を情報表示部22に制御部24が指令する。画像情報記録部20aから補正後の画像情報を制御部24が読み出して、この補正後の画像情報を制御部24が情報表示部22に出力するとともに、状態変化測定部19から測定情報を制御部24が読み出して、この測定情報を制御部24が情報表示部22に出力する。その結果、図4に示すように、測定点Pが同一位置である時系列順の補正後の撮影画像D0',…を情報表示部22が画面上に表示するとともに、この測定点Pの時系列順の温度T0,…を情報表示部22が画面上に表示する。
In S570, the
この発明の実施形態に係る画像処理装置及び画像処理プログラムには、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、ブレーキディスク6の回転量を検出する回転量検出装置8が出力する回転量検出信号に基づいて、このブレーキディスク6の回転角度θを回転角度演算部12が演算し、この時系列順の撮影画像D0,…中の測定点Pが同一位置になるように、このブレーキディスク6の回転角度θに基づいてこの時系列順の撮影画像D0,…を画像補正部15が補正する。このため、被写体であるブレーキディスク6の回転角度θを検出することによって、離散的かつ不定間隔で得られた撮影画像D0,…をこの撮影画像D0,…中の測定点Pが同一位置になるように、この撮影画像D0,…を簡単に補正することができる。
The image processing apparatus and the image processing program according to the embodiment of the present invention have the following effects.
(1) In this embodiment, the rotation
(2) この実施形態では、ブレーキディスク6の回転中心Oを原点としたときに測定点Pの座標が同一となるように、このブレーキディスク6の回転角度θに基づいて時系列順の撮影画像D0,…を画像補正部15が補正する。このため、例えば、簡単な座標変換によって時系列順の撮影画像D0,…を回転させることによって、ブレーキディスク6を回転させずに静止画像を回転させて、回転する被写体を常に同じ位置に静止した状態で観察することができる。
(2) In this embodiment, the photographic images are arranged in chronological order based on the rotation angle θ of the
(3) この実施形態では、時系列順の撮影画像D0,…を画像情報として画像情報記録部20aが記録し、この時系列順の撮影画像D0,…を撮影したときのブレーキディスク6の回転角度θを回転角度情報として、この時系列順の撮影画像D0,…と対応させて回転角度情報記録部20bが記録する。このため、時系列順の撮影画像D0,…と各撮影画像D0,…の撮影時の回転角度θとを関連付けて記録しておき、時系列順の撮影画像D0,…内の測定点Pが同一姿勢になるようにこの時系列順の撮影画像D0,…を簡単に補正することができる。
(3) the
(4) この実施形態では、撮影画像D0,…の撮影開始時刻t0,…とこの撮影画像D0,…の記録完了時刻t02,…との間に遅れ時間Δtが存在するときには、この遅れ時間Δt分だけ前のブレーキディスク6の回転角度θを回転角度情報として、この時系列順の撮影画像D0,…と対応させて回転角度情報記録部20bが記録する。例えば、画像処理装置9側から撮影装置7側に撮影タイミングを指令することができず、任意の制御タイミングで撮影装置7が適時撮影し、画像処理装置9側に画像情報を転送する場合がある。この場合には、撮影開始信号が撮影装置7側から画像処理装置9側に送信されず、画像処理装置9側では撮影画像D0,…の撮影時刻が不明である。この実施形態では、撮影装置7側から送信される撮影画像D0,…を画像処理装置9が受信を完了したタイミング(記録完了フラグ(時刻t02,…))に基づいて、この時刻t02,…よりも遅れ時間Δt遡った時刻t0,…の回転角度θを、撮影画像D0,…の撮影時刻における回転角度θとして処理している。具体的には、撮影画像D0,…を受信するタイミングとは無関係に、常に高周波数のサンプリングでブレーキディスク6の回転角度θを記録しておき、撮影画像D0,…の記録完了フラグが立った時刻t02,…よりも遅れ時間Δt前の時刻t0,…のブレーキディスク6の回転角度θを実際の撮影時刻の回転角度θとしている。その結果、画像処理装置9側から撮影装置7側に撮影動作などを指令しなくても、撮影画像D0,…の撮影時におけるブレーキディスク6の回転角度θを正確に記録することができる。
(4) In this embodiment, the captured image D 0, ... shooting start time t 0 of, ... captured image D 0 of Toko, ... recording completion time t 02 of, ... when the delay time Δt exists between, The rotation angle
(5) この実施形態では、ブレーキディスク6の回転角度θ分だけこのブレーキディスク6の回転方向とは逆方向に、このブレーキディスク6の回転中心Oを原点として時系列順の撮影画像D0,…を回転させて、この時系列順の撮影画像D0,…を画像補正部15が補正する。このため、被写体であるブレーキディスク6を固定状態にして、測定点Pの位置が常に同一位置になった補正後の撮影画像D0',…に簡単に画像処理することができる。
(5) In this embodiment, the photographic images D 0 , chronologically ordered in the direction opposite to the rotation direction of the
(6) この実施形態では、撮影装置7が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の測定点Pが同一位置になるように、この時系列順の熱画像を画像補正部15が補正する。このため、ブレーキディスク6の表面6aの温度分布の時間変化を明瞭に観察することができる。例えば、ブレーキディスク6の表面6a上のある要素(測点)を極座標で定義することによって、回転補正した熱画像に基づいて測点の温度分布の時間変化を簡単に調べることができる。
(6) In this embodiment, when the
(7) この実施形態では、画像補正部15が補正した時系列順の撮影画像D0',…に基づいて、この時系列順の撮影画像D0',…中の測定点Pの状態変化を状態変化測定部19が測定する。このため、任意の回転数で高速で回転するブレーキディスク6の表面6aの時間変化を簡単に観測することができる。その結果、状態変化測定部19の測定結果を利用して、高速で回転し温度変化を生じるような装置の設計及び評価に役立てることができる。
(7) In this embodiment, based on the chronologically captured images D 0 ′,... Corrected by the
(8) この実施形態では、ブレーキディスク6の表面6aを遮蔽する遮蔽体と測定点Pとが重なる不良の撮影画像D2が時系列順の撮影画像D0,…中に存在するときには、この不良の撮影画像D0,…中の測定点Pの状態変化の測定結果を除外して、この所定の測定点Pの状態の変化を状態変化測定部19が測定する。このため、予め定義した遮蔽領域Aと測定点Pの座標とが重なる場合には、測定点Pの測定値を不正値として除外し、測定点Pの状態変化の傾向を正確に捉えることができる。
(8) In this embodiment, when a defective captured image D 2 in which the shielding body that shields the
(9) この実施形態では、撮影装置7が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の測定点Pの温度変化を状態変化測定部19が測定する。このため、被写体であるブレーキディスク6が不特定の回転数で高速回転する場合であっても、離散的かつ不定間隔で得られた熱画像に基づいて、固定状態のブレーキディスク6の測定点Pの温度上昇及び冷却の時間変化の傾向を明瞭に把握して、ブレーキディスク6の摩擦面6bの耐熱効果やフィン部の冷却効果などを確認することができる。また、静止状態の摩擦材4及び支持体5などの遮蔽体によって遮蔽されるため、ブレーキディスク6の表面6aを撮影装置7によって撮影できない隠蔽箇所が生じる場合であっても、予めこの隠蔽箇所を指定することによって、この隠蔽箇所による影響を除外した温度分布の時間変化を捉えることができる。例えば、図4に示すように、測定点Pが遮蔽領域Aによって隠れる時刻t2における測定点Pの温度T2=0と測定され、図中二点鎖線で示すように時刻t2においてのみ温度が低くなる不正確な温度変化が現れてしまう。この実施形態では、測定点Pが遮蔽領域Aによって隠れる時刻t2における温度T2=0を除外し、図中実線で示すように時刻t0,t1,t3,…における測定点Pの温度T0,T1,T3,…によって正確な温度変化を把握することができる。
(9) In this embodiment, when the photographing
(10) この実施形態では、回転体の表面がディスクブレーキ装置3のブレーキディスク6であるときに、このブレーキディスク6の表面6a上の測定点Pの温度変化を状態変化測定部19が測定する。このため、ディスクブレーキ装置3の制動時におけるブレーキディスク6の温度上昇の傾向や冷却の傾向を時系列で把握することができる。また、例えば、多数の固定部材6cの締結ボルトの頭部上面又はボルト先端面、締結ナットの頭部上面などのうちある特定部分を測定点Pとして定義することによって、ブレーキディスク6の制動時におけるこれらの部分の温度変化や冷却傾向などを明瞭に把握することができる。
(10) In this embodiment, when the surface of the rotating body is the
(11) この実施形態では、撮影装置7が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の測定点Pとこの測定点Pの周囲とを含む複数の画素領域における温度を平均化して、測定点Pの状態変化を状態変化測定部19が測定する。このため、測定点Pの周囲の温度がばらつく場合であっても、所定の画素領域内の温度分布に基づいてこの画素領域内の温度を平均化し、測定点Pの温度を代表値として一義的に決定することができる。
(11) In this embodiment, when the photographing
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、板状の回転体の回転軸2aに交差する平面(直交する平面)を撮影装置7によって撮影する場合を例に挙げて説明したが、軸状の回転体の外周面(表面)を撮影装置7によって撮影する場合についてもこの発明を適用することができる。この場合には、回転体の外周面を連続して撮影した後に、回転体の外周面上の測定点が撮影装置の正面に向いたときのこの回転体の回転角度に対応する撮影画像を抽出し、この撮影画像を時系列順に並べることによって、回転体の外周面の撮影画像を模擬的に得ることができる。また、この実施形態では、定位置で回転するブレーキディスク6を撮影装置7によって撮影して画像処理装置9によって画像処理する場合を例に挙げて説明したが、このような使用方法に限定するものではない。例えば、軌道上を走行する鉄道車両のブレーキディスク6又は車輪2を台車側又は車体側に設置した撮影装置7によって撮影して画像処理装置9によって画像処理することもできる。さらに、この実施形態では、回転体がブレーキディスク6である場合を例に挙げて説明したが、車輪2などの他の回転体についてもこの発明を適用することができる。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications or changes can be made as described below, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, a case where a plane (orthogonal plane) intersecting the
(2) この実施形態では、ブレーキディスク6の表面6aの温度変化を測定する場合を例に挙げて説明したが、温度変化の測定に限定するものではない。例えば、ブレーキディスク6又は車輪2の損傷状態又は摩耗状態などを測定することもできる。また、この実施形態では、撮影装置7が熱画像撮影装置である場合を例に挙げて説明したが、可視光の高速度撮影装置についてもこの発明を適用することができる。この場合には、ブレーキディスク6又は車輪2の損傷状態又は摩耗状態などを測定することができる。
(2) In this embodiment, the case where the temperature change of the
(3) この実施形態では、車輪2の回転軸2aにエンコーダを取り付けてブレーキディスク6の回転角度θを演算する場合を例に挙げて説明したが、ディスクブレーキ試験装置1の車輪2を回転する直流電動機の制御パルスを利用してブレーキディスク6の回転角度θを演算することもできる。また、この実施形態では、画像情報及び回転量情報の収録開始タイミング及び収録終了タイミングを処理条件設定部21によって設定する場合を例に挙げて説明したが、このような設定条件に限定するものではない。例えば、回転量検出装置8が出力するパルス信号に基づいて回転角度演算部12が回転速度も演算し、この回転速度に基づいて画像情報及び回転量情報の収録開始タイミング及び収録終了タイミングを設定することもできる。
(3) In this embodiment, the case where the encoder is attached to the
1 ディスクブレーキ試験装置
2 車輪(回転体)
2a 回転軸
3 ディスクブレーキ装置
4 摩擦材(遮蔽体)
5 支持体(遮蔽体)
6 ブレーキディスク(回転体)
6a 表面
6b 摩擦面
6c 固定部材
7 撮影装置
8 回転量検出装置
9 画像処理装置
10 画像情報入力部
11 回転量情報入力部
12 回転角度演算部
13 回転角度補正部
14 遅れ時間情報記憶部
15 画像補正部
16 測定点位置情報記憶部
17 遮蔽体位置情報記憶部
18 撮影画像判定部
19 状態変化測定部
20 情報記録部
20a 画像情報記録部
20b 回転角度情報記録部
20c 測定情報記録部
20d 判定情報記録部
21 処理条件設定部
22 情報表示部
23 プログラム記憶部
24 制御部
P 測定点
P0 基準位置
θ0 偏角
θ 回転角度
D0,D1,D2,D3 撮影画像
D0',D1',D2',D3' 補正後の撮影画像
t0,t1,t2,t3 時刻(撮影開始時刻)
t02,t12 時刻(記録完了時刻)
t11,t12 時刻(転送開始時刻)
Δt 遅れ時間
O 回転中心
A 遮蔽領域
1 Disc
5 Support (shield)
6 Brake disc (rotating body)
t 02, t 12 time (recording completion time)
t 11, t 12 time (transfer start time)
Δt Delay time O Center of rotation A Shielding area
Claims (22)
前記回転体の回転量を検出する回転量検出装置が出力する回転量検出信号に基づいて、この回転体の回転角度を演算する回転角度演算部と、
前記時系列順の撮影画像中の前記所定の測定点が同一位置になるように、前記回転体の回転角度に基づいてこの時系列順の撮影画像を補正する画像補正部と、
を備える画像処理装置。 An image processing device that processes chronologically captured images output by a photographing device that photographs the surface of the rotating body with a time interval in order to measure a time change of a predetermined measurement point on the surface of the rotating member. There,
Based on a rotation amount detection signal output from a rotation amount detection device that detects the rotation amount of the rotating body, a rotation angle calculation unit that calculates the rotation angle of the rotating body;
An image correction unit that corrects the time-ordered captured image based on the rotation angle of the rotating body so that the predetermined measurement points in the time-sequenced captured image are at the same position;
An image processing apparatus comprising:
前記画像補正部は、前記回転体の回転中心を原点としたときに前記所定の測定点の座標が同一となるように、この回転体の回転角度に基づいて前記時系列順の撮影画像を補正すること、
を特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1.
The image correction unit corrects the captured images in the time series order based on the rotation angle of the rotating body so that the coordinates of the predetermined measurement point are the same when the rotation center of the rotating body is the origin. To do,
An image processing apparatus.
前記時系列順の撮影画像を画像情報として記録する画像情報記録部と、
前記時系列順の撮影画像を撮影したときの前記回転体の回転角度を回転角度情報として、この時系列順の撮影画像と対応させて記録する回転角度情報記録部とを備えること、
を特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 1 or 2,
An image information recording unit for recording the chronologically taken images as image information;
A rotation angle information recording unit that records the rotation angle of the rotating body when the captured images in the time series order are captured as rotation angle information, in association with the captured images in the time series order;
An image processing apparatus.
前記回転角度情報記録部は、前記撮影画像の撮影開始時刻とこの撮影画像の記録完了時刻との間に遅れ時間が存在するときには、この遅れ時間分だけ前の前記回転体の回転角度を前記回転角度情報として、前記時系列順の撮影画像と対応させて記録すること、
を特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 3.
When there is a delay time between the shooting start time of the captured image and the recording completion time of the captured image, the rotation angle information recording unit rotates the rotation angle of the rotating body by the delay time. As angle information, record in correspondence with the chronologically captured images,
An image processing apparatus.
前記画像補正部は、前記回転体の回転角度分だけこの回転体の回転方向とは逆方向に、この回転体の回転中心を原点として前記時系列順の撮影画像を回転させて、この時系列順の撮影画像を補正すること、
を特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein:
The image correction unit rotates the captured images in the time series order with the rotation center of the rotating body as an origin in the direction opposite to the rotation direction of the rotating body by the rotation angle of the rotating body. Correct the sequence of captured images,
An image processing apparatus.
前記画像補正部は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の前記所定の測定点が同一位置になるように、この時系列順の熱画像を補正すること、
を特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein:
The image correction unit is configured so that, when the photographing apparatus is a thermal image photographing apparatus, the predetermined measurement points in the time-series sequential thermal images output by the thermal image photographing apparatus are at the same position. Correcting thermal images in sequence order,
An image processing apparatus.
前記画像補正部が補正した前記時系列順の撮影画像に基づいて、この時系列順の撮影画像中の前記所定の測定点の状態変化を測定する状態変化測定部を備えること、
を特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A state change measuring unit that measures a state change of the predetermined measurement point in the time-sequential captured image based on the time-sequential captured image corrected by the image correcting unit;
An image processing apparatus.
前記状態変化測定部は、前記回転体の表面を遮蔽する遮蔽体と前記所定の測定点とが重なる不良の撮影画像が前記時系列順の撮影画像中に存在するときには、この不良の撮影画像中の前記所定の測定点の状態変化の測定結果を除外して、この所定の測定点の状態の変化を測定すること、
を特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 7.
The state change measuring unit may include a defective captured image in which the shield that shields the surface of the rotating body and the predetermined measurement point are present in the time-sequential captured image. Excluding the measurement result of the state change of the predetermined measurement point, and measuring the state change of the predetermined measurement point;
An image processing apparatus.
前記状態変化測定部は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する前記時系列順の熱画像中の前記所定の測定点の温度変化を測定すること、
を特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 7 or 8,
The state change measuring unit measures a temperature change at the predetermined measurement point in the time-series sequential thermal image output by the thermal image capturing device when the image capturing device is a thermal image capturing device;
An image processing apparatus.
前記状態変化測定部は、前記回転体の表面がディスクブレーキ装置のブレーキディスクであるときに、このブレーキディスクの表面上の前記所定の測定点の温度変化を測定すること、
を特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 9.
The state change measuring unit measures a temperature change at the predetermined measurement point on the surface of the brake disc when the surface of the rotating body is a brake disc of a disc brake device;
An image processing apparatus.
前記状態変化測定部は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の前記所定の測定点とこの測定点の周囲とを含む複数の画素領域における温度を平均化して、前記所定の測定点の状態変化を測定すること、
を特徴とする画像処理装置。 The image processing apparatus according to claim 9 or 10,
The state change measurement unit includes the predetermined measurement point in the time-series sequential thermal image output by the thermal image capturing device and the periphery of the measurement point when the imaging device is a thermal image capturing device. Averaging the temperature in a plurality of pixel regions to measure the state change at the predetermined measurement point;
An image processing apparatus.
前記回転体の回転量を検出する回転量検出装置が出力する回転量検出信号に基づいて、この回転体の回転角度を演算する回転角度演算手順と、
前記時系列順の撮影画像中の前記所定の測定点が同一位置になるように、前記回転体の回転角度に基づいてこの時系列順の撮影画像を補正する画像補正手順と、
を含む画像処理プログラム。 An image processing program for processing captured images in time series output from an imaging device that captures the surface of the rotating body with a time interval in order to measure a time change of a predetermined measurement point on the surface of the rotating body. There,
Based on a rotation amount detection signal output by a rotation amount detection device that detects the rotation amount of the rotating body, a rotation angle calculation procedure for calculating the rotation angle of the rotating body;
An image correction procedure for correcting the time-ordered captured image based on the rotation angle of the rotating body so that the predetermined measurement points in the time-sequenced captured image are at the same position;
Image processing program including
前記画像補正手順は、前記回転体の回転中心を原点としたときに前記所定の測定点の座標が同一となるように、この回転体の回転角度に基づいて前記時系列順の撮影画像を補正する手順を含むこと、
を特徴とする画像処理プログラム。 In the image processing program according to claim 12,
The image correction procedure corrects the captured images in the time series order based on the rotation angle of the rotating body so that the coordinates of the predetermined measurement point are the same when the rotation center of the rotating body is the origin. Including steps to
An image processing program characterized by the above.
前記時系列順の撮影画像を画像情報として記録する画像情報記録手順と、
前記時系列順の撮影画像を撮影したときの前記回転体の回転角度を回転角度情報として、この時系列順の撮影画像と対応させて記録する回転角度情報記録手順とを含むこと、
を特徴とする画像処理プログラム。 In the image processing program according to claim 12 or 13,
An image information recording procedure for recording the time-sequential captured images as image information;
A rotation angle information recording procedure for recording, as rotation angle information, the rotation angle of the rotator when the captured images in the time-series order are captured, corresponding to the captured images in the time-series order;
An image processing program characterized by the above.
前記回転角度情報記録手順は、前記撮影画像の撮影開始時刻とこの撮影画像の記録完了時刻との間に遅れ時間が存在するときには、この遅れ時間分だけ前の前記回転体の回転角度を前記回転角度情報として、前記時系列順の撮影画像と対応させて記録する手順を含むこと、
を特徴とする画像処理プログラム。 The image processing program according to claim 14,
In the rotation angle information recording procedure, when there is a delay time between the shooting start time of the captured image and the recording completion time of the captured image, the rotation angle of the rotating body before the delay time is rotated. Including a procedure for recording the angle information in correspondence with the captured images in time-series order,
An image processing program characterized by the above.
前記画像補正手順は、前記回転体の回転角度分だけこの回転体の回転方向とは逆方向に、この回転体の回転中心を原点として前記時系列順の撮影画像を回転させて、この時系列順の撮影画像を補正する手順を含むこと、
を特徴とする画像処理プログラム。 The image processing program according to any one of claims 12 to 15,
The image correction procedure includes rotating the captured images in the time series order with the rotation center of the rotating body as an origin in the direction opposite to the rotation direction of the rotating body by the rotation angle of the rotating body. Including a procedure for correcting the sequence of captured images,
An image processing program characterized by the above.
前記画像補正手順は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の前記所定の測定点が同一位置になるように、この時系列順の熱画像を補正する手順を含むこと、
を特徴とする画像処理プログラム。 The image processing program according to any one of claims 12 to 16,
The image correction procedure is such that when the photographing apparatus is a thermal image photographing apparatus, the predetermined measurement points in the time-series sequential thermal images output by the thermal image photographing apparatus are at the same position. Including a procedure for correcting a sequence-order thermal image;
An image processing program characterized by the above.
前記画像補正手順において補正した前記時系列順の撮影画像に基づいて、この時系列順の撮影画像中の前記所定の測定点の状態変化を測定する状態変化測定手順を含むこと、
を特徴とする画像処理プログラム。 The image processing program according to any one of claims 12 to 17,
Including a state change measurement procedure for measuring a state change of the predetermined measurement point in the time-series ordered captured image based on the time-series ordered captured image corrected in the image correction procedure;
An image processing program characterized by the above.
前記状態変化測定手順は、前記回転体の表面を遮蔽する遮蔽体と前記所定の測定点とが重なる不良の撮影画像が前記時系列順の撮影画像中に存在するときには、この不良の撮影画像中の前記所定の測定点の状態変化の測定結果を除外して、この所定の測定点の状態の変化を測定する手順を含むこと、
を特徴とする画像処理プログラム。 The image processing program according to claim 18,
In the state change measurement procedure, when a defective captured image in which the shield that shields the surface of the rotating body and the predetermined measurement point are present in the captured image in time series order, Including the step of measuring the change in the state of the predetermined measurement point by excluding the measurement result of the state change in the predetermined measurement point of
An image processing program characterized by the above.
前記状態変化測定手順は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する前記時系列順の熱画像中の前記所定の測定点の温度変化を測定する手順を含むこと、
を特徴とする画像処理プログラム。 The image processing apparatus according to claim 18 or 19,
The state change measurement procedure includes a procedure for measuring a temperature change at the predetermined measurement point in the time-series sequential thermal image output by the thermal image capturing device when the image capturing device is a thermal image capturing device. Including,
An image processing program characterized by the above.
前記状態変化測定手順は、前記回転体の表面がディスクブレーキ装置のブレーキディスクであるときに、このブレーキディスクの表面上の前記所定の測定点の温度変化を測定する手順を含むこと、
を特徴とする画像処理プログラム。 The image processing program according to claim 20,
The state change measurement procedure includes a procedure of measuring a temperature change at the predetermined measurement point on the surface of the brake disk when the surface of the rotating body is a brake disk of a disk brake device.
An image processing program characterized by the above.
前記状態変化測定手順は、前記撮影装置が熱画像撮影装置であるときに、この熱画像撮影装置が出力する時系列順の熱画像中の前記所定の測定点とこの測定点の周囲とを含む複数の画素領域における温度を平均化して、前記所定の測定点の状態変化を測定する手順を含むこと、
を特徴とする画像処理プログラム。 In the image processing program according to claim 20 or claim 21,
The state change measurement procedure includes the predetermined measurement point in the time-series sequential thermal image output by the thermal image capturing device and the periphery of the measurement point when the image capturing device is a thermal image capturing device. Including a procedure of averaging the temperature in a plurality of pixel regions and measuring a change in state of the predetermined measurement point;
An image processing program characterized by the above.
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