ひずみ解析 DIC

ハイスピードカメラによるひずみ解析（DIC）

デジタル画像相関法（DIC）は、非接触で物体の微小な変形を高精度に追跡する手法です。ハイスピードカメラと組み合わせることで、動的な現象の詳細な評価ができます。他の接触式の手法よりも全面的な計測が可能で、より包括的な情報を取得できるのが特徴となっています。

DICは、新しい材料の評価、製品設計の最適化、安全性評価、事故再現など、多くの研究や工業分野で活用されています。より良い製品設計、効率的な製造プロセス、高度な安全性評価などにDICは役立ちます。

ひずみ解析（DIC）のポイント

ハイスピードカメラでのひずみ解析では、以下のポイントを抑えることが重要です。

ポイント01 高解像度のカメラと安定した照明を用意する

DIC解析に使用する画像は、鮮明でコントラストが高く、ピクセルレベルの詳細が見えなければなりません。また撮影対象の表面にはランダムなパターンが必要で、光源は均一で安定していることが求められます。DICは画像のピクセルの変位を追跡してひずみを計測するため、画像が不鮮明だったりコントラストが低かったりすると、正確な解析が難しくなります。そのため鮮明な画像を写せるハイスピードカメラと、適切なレンズ、均一で安定した光源が必要となります。

ポイント02 カメラと物体の相対的な動きをなくす

DICを用いてひずみを計測する際には、カメラと撮影対象の間に相対的な動きがないことが望ましいです。相対的な動きがあると、物体自体の変形とカメラの動きが混ざってしまい、正確なひずみの計測ができなくなります。ほとんどの撮影手法で注意すべき内容ですが、DICでは微細なピクセルレベルの変形を解析するため、特に精度が重要となります。これを防ぐためには安定した三脚や架台が必要です。

ポイント03 正確なキャリブレーションを行う

DIC解析の前には、カメラのキャリブレーション（座標の構成による歪みの調整）を慎重に行います。画像のピクセルと物理的な距離との間の関係を正確に把握するため、キャリブレーションは非常に重要です。正確なキャリブレーションを行うためには、既知のサイズを持つ基準オブジェクト（キャリブレーションツール）が必要となります。また、3次元DICを行う場合は、撮影に使うカメラの完全同期が必要です。同期ができていないと正しい結果が計算されません。

撮影システムの構成

ハイスピードカメラによるひずみ解析では、ハイスピードカメラ、均一な光源、表面にランダムなパターンが施された試験片、画像処理ソフトウェア、高速プロセッサと大量のメモリを備えたコンピュータが必要です。カメラは被写体に対して適切な角度と距離で設置し、光源は被写体を均一に照らすように配置します。均一な照明とカメラの適切な配置が重要であり、それができていないと解析結果の精度を下げる可能性があります。