人間の視覚に基づいた非接触表面粗さ計測システムの開発

基于人类视觉的非接触式表面粗糙度测量系统的研制

基本信息

批准号：
12750392
负责人：
小田功
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kisarazu National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

工業分野における塗装面,紙面,金属板などの品質向上のために,人間の視覚に基づいてその表面粗さを非接触で計測することが注目されている.本研究では光強度を測定するのではなく,回折現象を利用した被検面の微細形状の計測と,被検面にあるパターンの影を投影したときのコントラストの測定を組み合わせることで,人問の視覚に基づく新規的な粗さ計測システムを開発する.平成12年度までで,様々な被検面に対して,表面粗さと人間の視覚に基づく表面粗さとの関係を調べた結果,被検面の微細な表面形状が影響を及ぼしていることが分かった.そこで,同年度は,モアレトポグラフィ法による三次元形状計測装置を開発した.この計測法は計測精度が数百μmで,広範囲におよぶ形状を短時間で非接触計測できる点が特徴である.しかしながら,モアレトポグラフィ法では計測精度が低いため,平成13年度は,回折現象を用いて被検面の微細形状を計測し,測定精度を向上させる.まず研究の第一段階として,微小な開口を測定した.凸レンズの前側焦点面に微小な開口を設置し,これを波長633nm,出力10mWのHe-Neレーザで照射する.このとき,後側焦点面には開口の回折パターンが現れるので,これを結像レンズをはずしたCCDカメラで撮影し,画像ボードを介してコンピュータに取り込む.実験の結果,数十μm程度まで測定可能なことが分かった.また,上記の実験とは別に様々な被検面を観察した結果,人間の視覚に基づいた表面性状は,被検面の半透明さに依存しているようであった.そこで,被検面の半透明さを定量的に評価する方法として,被検面にあるパターンの影を投影し,そのコントラストにより評価することを考案した.ガラス製格子パターンにハロゲンランプで光を照射し,様々な被検面に現れる影をCCDカメラで撮影した結果,被検面の半透明さとコントラストに関係があることが分かった.

为了提高彩绘表面，纸表面，金属板等的质量。在工业领域，它引起了人们的注意，以根据人眼来测量人眼的表面粗糙度。在这项研究中，它不是测量光强度的衡量光强度的衡量，而是通过对表面进行构图的表面测量的衡量表面的衡量，而不是衡量光强度，而不是衡量的，而不是衡量的，则可以通过对表面的测量进行构图，而构造了差异。开发了基于人眼的新粗糙度测量系统。直到2000年，要检查各种表面的表面粗糙度。在研究了表面粗糙度与基于人类视觉的表面粗糙度之间的关系之后，发现要测试的表面的精细表面形状具有效果。因此，在同年，使用Moiret地形方法开发了三维形状的测量装置。这种测量方法的特征在于其测量精度为几百μm，并且可以在短时间内测量各种形状而无需接触。但是，由于Moiret地形方法的测量精度较低，因此在2001年，使用衍射现象测量了要测试的表面形状。提高准确性。首先，作为研究的第一步，我们测量了一个小的光圈。将一个小的光圈放在凸透镜的前焦平面上，并用He-ne激光辐射，其波长为633 nm，输出为10 mW。目前，孔的衍射图案出现在后焦平面上，因此可以用CCD摄像头删除图像镜头并通过图像板将其带入计算机。实验表明它可以测量多达几十μm。此外，除了上述实验外，观察各种表面，似乎基于人类视力的表面特性取决于要检查的表面的半透明性。因此，作为一种定量评估要检查表面半透明的方法，我们提议将模式的阴影投射到表面上，并根据对比度对其进行评估。我们照射了带有卤素灯的玻璃晶格图案，并拍摄出现在各种表面上的阴影，以供使用CCD摄像头检查，并发现半透明性与要检查的表面对比度之间存在关系。