(57)【要約】【課題】繊維強化樹脂層の繊維束の配向を精度良く検出することが可能な高圧タンクの検査方法を提供する。【解決手段】高圧タンク１０の検査方法は、補強層１４の表面の画像を取得する画像取得工程Ｓ１と、取得した画像から繊維束Ｆの配向を解析する解析エリアを抽出し、抽出した解析エリアの画像に対して高速フーリエ変換を行って、周波数空間画像に変換する変換工程Ｓ２と、繊維束Ｆの周期性に起因して第１象限および第３象限に現れる画素の数と、繊維束Ｆの周期性に起因して第２象限および第４象限に現れる画素の数と、を比較する比較工程Ｓ４と、画素の数が多かった組み合わせの象限の画素の分布に基づいて近似直線Ｌを導出する近似直線導出工程Ｓ５と、近似直線Ｌの傾きに基づいて繊維束Ｆの配向を検出する配向検出工程Ｓ６と、を含む。【選択図】図３
2020133744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂が含浸された繊維束がライナーの軸線に対して傾斜した状態で前記ライナーに巻回されることにより形成された繊維強化樹脂層を含む高圧タンクの検査方法であって、
前記繊維強化樹脂層の表面の画像を取得する工程と、
前記取得した画像から繊維束の配向を解析する解析エリアを抽出し、抽出した解析エリアの画像に対して高速フーリエ変換を行って、周波数空間画像に変換する工程と、
前記周波数空間画像の中心に対して直交座標系を設定し、前記繊維束の周期性に起因して第１象限および第３象限に現れる画素の数と、前記繊維束の周期性に起因して第２象限および第４象限に現れる画素の数と、を比較する工程と、
画素の数が多かった組み合わせの象限の画素の分布に基づいて近似直線を導出する工程と、
前記近似直線の傾きに基づいて前記繊維束の配向を検出する工程と、を含むことを特徴とする高圧タンクの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライナーに繊維束が巻回されることにより形成された繊維強化樹脂層を含む高圧タンクの検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水素等の貯蔵・供給に用いられる高圧タンク（高圧ガス貯蔵容器）として、タンク本体と、そのタンク本体の長手方向の開口端部に取り付けられた口金部とを備えているタンクが知られている。タンク本体は、例えば、水素ガスを気密保持するためのライナーと、その外周面をＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics；炭素繊維強化樹脂）からなる繊維束で巻き付けて強化した補強層との２層構造となっている。
【０００３】
高圧タンクの製造方法としては、例えばフィラメントワインディング法（以下、単に「ＦＷ法」とも呼ぶ）が知られている。ＦＷ法では、マンドレルとしてのライナーの外周面に繊維束を巻き付けて硬化させることにより、ライナーの外周面に補強層が形成される。補強層が十分な強度を発揮するためには、正確な積層角度（配向）で繊維束を積層する必要がある。
【０００４】
そこで、繊維束の配向を検査するために、補強層のＸ線ＣＴ画像を用いて得られる周波数空間画像の最大輝度値から繊維束の積層状態を検出する繊維束の検査方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２２１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、補強層のＸ線ＣＴ画像を用いた場合、高速フーリエ変換を行うことにより得られる周波数空間画像の輝度値は補強層内部のボイドによるものであるため、繊維束そのものを解析することができない。このため、ボイドの発生量が多い部分では輝度値が高くなる可能性があり、誤検出につながる。
【０００７】
また、最大輝度値を用いて解析する場合、周波数空間画像における最大輝度値の位置が重要となる。しかし、最大輝度値は周波数空間画像の原点（中心）付近に現れることが多いため、周波数空間画像における最大輝度値の座標から繊維束の配向を検出する場合、検出誤差が大きくなる。
【０００８】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、繊維強化樹脂層の繊維束の配向を精度良く検出することが可能な高圧タンクの検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような点を鑑みて、本発明に係る高圧タンクの検査方法は、樹脂が含浸された繊維束がライナーの軸線に対して傾斜した状態でライナーに巻回されることにより形成された繊維強化樹脂層を含む高圧タンクの検査方法であって、繊維強化樹脂層の表面の画像を取得する工程と、取得した画像から繊維束の配向を解析する解析エリアを抽出し、抽出した解析エリアの画像に対して高速フーリエ変換を行って、周波数空間画像に変換する工程と、周波数空間画像の中心に対して直交座標系を設定し、繊維束の周期性に起因して第１象限および第３象限に現れる画素の数と、繊維束の周期性に起因して第２象限および第４象限に現れる画素の数と、を比較する工程と、画素の数が多かった組み合わせの象限の画素の分布に基づいて近似直線を導出する工程と、近似直線の傾きに基づいて繊維束の配向を検出する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、繊維強化樹脂層の表面の画像に対して高速フーリエ変換を行うことによって、繊維束の周期性に起因して現れる画素の分布を表す周波数空間画像が得られる。このとき、周波数空間画像には、第１象限から第３象限に延びる画素分布と、第２象限から第４象限に延びる画素分布と、が出現する。
【００１１】
そこで、繊維束の周期性に起因する第１象限および第３象限の画素の数と、繊維束の周期性に起因する第２象限および第４象限の画素の数と、を比較する工程と、画素の数が多かった組み合わせの象限の画素の分布に基づいて近似直線を導出する工程と、を設ける。これにより、第１象限から第３象限に延びる画素分布と、第２象限から第４象限に延びる画素分布と、のうちの必要な画素分布のみ（画素の数が多かった組み合わせの象限の画素の分布）を用いて近似直線を導出するので、繊維束の配向を精度良く検出することができる。
【００１２】
また、繊維強化樹脂層の表面の画像を用いることによって、従来のＸ線ＣＴ画像を用いる場合と異なり、繊維束そのものを解析することができるので、ボイドによる誤検出を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る検査方法によって検査される高圧タンクを示す図であり、図１（ａ）は、高圧タンクの分解斜視図であり、図１（ｂ）は、高圧タンクの斜視図である。
【図２】図１に示した高圧タンクの外周に補強層が形成された状態を示す斜視図であり、図２（ａ）は、外周部がヘリカル巻きで形成された補強層を示し、図２（ｂ）は、外周部がフープ巻きで形成された補強層を示す。
【図３】本発明の第１実施形態に係る高圧タンクの検査方法を示すフローチャートである。
【図４】画像取得工程Ｓ１で取得した補強層の表面の画像を示す図である。
【図５】変換工程Ｓ２で分割された解析エリアの画像の一例を示す図である。
【図６】図５の画像に対して高速フーリエ変換を行うことによって得られた周波数空間画像を示す図である。
【図７】図６の画像を二値化して得られた画像を示す図である。
【図８】図７の画像にマスク処理を行って得られた周波数空間画像を示す図である。
【図９】図８の画像に近似直線を追加した状態を示す図である。
【図１０】解析エリアの画像の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る高圧タンクの検査方法を示すフローチャートである。
【図１２】小エリア変換工程Ｓ１１で分割された解析エリアの画像の一例を示す図である。
【図１３】図１２の解析エリアの中心部の小エリアの画像を示す図である。
【図１４】図１３の画像に対して高速フーリエ変換を行うことによって得られた周波数空間画像を示す図である。
【図１５】図１４の画像を二値化して得られた画像を示す図である。
【図１６】図１２の画像に対して高速フーリエ変換を行うことによって得られた周波数空間画像を示す図である。
【図１７】図１６の画像を二値化して得られた画像を示す図である。
【図１８】図１７の画像にマスク処理を行って得られた周波数空間画像を示す図である。
【図１９】図１８の画像に近似直線を追加した状態を示す図である。
【図２０】本発明の第３実施形態に係る高圧タンクの検査方法を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第３実施形態における解析エリアの広さおよびずらし量を説明するための図である。
【図２２】本発明の第４実施形態に係る高圧タンクの検査方法を示すフローチャートである。
【図２３】本発明の第４実施形態における解析エリアの広さおよびずらし量を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る高圧タンクの検査方法について説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
まず、高圧タンク１０の構成について説明する。高圧タンク１０は、図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、ライナー１１と、口金１２、１３と、ライナー１１の外周面に形成された補強層（繊維強化樹脂層）１４と、一対の保護層１５とにより構成されている。高圧タンク１０は、気体を透過させにくい性質、いわゆるガスバリア性を有しており内部には水素などの比較的高圧のガスが充填されるように構成されている。
【００１６】
ライナー１１は、筒状の中空容器からなり、ポリアミド樹脂（ＰＡ）などのプラスチックを炭素繊維（Carbon Fiber）で強化した炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で形成されている。なお、ライナー１１の材料は、いわゆるナイロン（登録商標）などの高い機械的強度を有するエンジニアリングプラスチックや金属材料であってもよい。
【００１７】
ライナー１１は、シリンダー部１６と、一対のドーム部１７とを有している。シリンダー部１６は円筒状に形成され、各ドーム部１７はそれぞれ中空の略半球体からなり、シリンダー部１６と一体的に形成されている。各ドーム部１７は、図示しない口金装着部を有しており、口金装着部には口金１２、１３が装着されている。
【００１８】
口金１２は、金属材料からなり、略半球状に形成されたドーム部１７からライナー１１の軸線方向に突出している。口金１３は、口金１２と同様、金属材料からなり、略半球状に形成されたドーム部１７からライナー１１の軸線方向に突出している。
【００１９】
一対の保護層１５は、多孔質構造の衝撃吸収性樹脂で構成されている。多孔質構造の衝撃吸収性樹脂としては、例えば、ウレタンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴムなどのゴム材料が挙げられる。
【００２０】
補強層１４は、繊維束Ｆがライナー１１の外周面に巻き付けられて形成されている。繊維束Ｆは、エポキシ樹脂（ＥＰ）などのプラスチックをガラス繊維（Glass Fiber）で強化したガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ：Glass Fiber Reinforced Plastics）で形成されている。なお、補強層１４の材料は、カーボン繊維（Carbon Fiber）、アラミド繊維（Aromatic Polyamide Fiber）などの繊維をプラスチックの中に入れて強度を向上させた複合材料であってもよい。
【００２１】
繊維束Ｆは、数十本の単繊維を撚り合わせて１本の糸にした、いわゆるマルチフィラメントが、数千〜数万本程度束ねられた繊維束からなる。補強層１４の形成は、例えば、図示しないフィラメントワインディング装置（Filament Winding Process、以下ＦＷ装置という）によって行われる。
【００２２】
このＦＷ装置は、太い繊維束Ｆを引伸ばして細くするとともに，あまい撚りを与えて粗糸とし、巻き取ったいわゆる粗紡糸（ガラスロービングなどのロービング）に樹脂を含浸させながら、または、樹脂が含浸された粗紡糸にテンションをかけ、被加工物に連続的に巻き付ける製造装置をいう。粗紡糸に含浸させる樹脂は、例えば、エポキシ樹脂（ＥＰ）、ポリエステル樹脂（ＰＥ）やポリアミド樹脂（ＰＡ）などの熱硬化性樹脂からなる。このＦＷ法によれば、巻き付ける際の角度を調整することにより、被加工物の軸方向および周方向の強度を調整することができる。
【００２３】
ＦＷ装置は、ライナー１１の口金１２、１３を支持する支持部と、ライナー１１を軸心周りに回転させる回転駆動部と、を有する図示しない繊維束巻付機構を備えている。繊維束巻付機構は、繊維束Ｆのライナー１１の軸線方向への往復移動と、ライナー１１の回転との協働により、ライナー１１の外周面に繊維束Ｆを巻き付けるように構成されている。
【００２４】
繊維束巻付機構は、繊維束Ｆのライナー１１の軸線方向への移動速度（ｍ／ｓｅｃ）と、ライナー１１の回転速度（ｒｐｍ）とを図示しない制御部により制御することで、ライナー１１の繊維束Ｆの巻き付け方をヘリカル巻きやフープ巻きに変化できるように構成されている。
【００２５】
ヘリカル巻きは、図２（ａ）に示すように、繊維束Ｆの巻回軌跡がライナー１１の軸線ＣＬに対して、例えば１０°〜３０°程度の低角度θで交差する巻き付け方で、繊維束Ｆがライナー１１のシリンダー部１６と、一対のドーム部１７の全体に亘って螺旋状に繰り返し巻回される。
【００２６】
フープ巻きは、図２（ｂ）に示すように、繊維束Ｆの巻回軌跡がライナー１１の軸線ＣＬに対して、例えば９０°程度の直角に近い角度で交差する巻き付け方で、繊維束Ｆがライナー１１のシリンダー部１６の外周面に繰り返し巻回される。
【００２７】
次に、本発明の実施形態に係る高圧タンク１０の検査方法について説明する。
【００２８】
本実施形態の高圧タンク１０の検査方法は、図３に示すように、画像取得工程Ｓ１、変換工程Ｓ２、二値化工程Ｓ３、比較工程Ｓ４、近似直線導出工程Ｓ５、及び配向検出工程Ｓ６を備える。
【００２９】
画像取得工程Ｓ１では、ライナー１１の外周の補強層１４の表面の画像（図４参照）を取得する。具体的には、図示しないラインカメラ（ラインセンサーともいう）を、ライナー１１の軸線ＣＬに対して平行に延びるように配置するとともに、光軸が軸線ＣＬに対して垂直になるように配置する。ラインカメラとしては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を所定ピッチで一直線上に配置したものが挙げられる。そして、ラインカメラ（図示せず）を補強層１４の表面に対向配置した状態でライナー１１を軸線ＣＬ回りに回転させることによって、補強層１４の全周の画像を取得する。
【００３０】
変換工程Ｓ２では、画像取得工程Ｓ１で取得した画像（図４参照）を複数の解析エリアに分割する。そして、最初に解析する解析エリア（図５参照）を抽出し、その解析エリアの画像を構成する各画素の輝度値を用いて高速フーリエ変換を行う。
【００３１】
ここで、補強層１４の繊維束Ｆは図４および図５に示すように、所定方向に周期性（周期構造）を有するように設けられているので、高速フーリエ変換を行うと、この周期構造に対応するグレースケールの周波数空間画像（図６参照）が得られる。この周波数空間画像（パワースペクトル画像ともいう）は、繊維束Ｆの周期構造に起因して現れる画素（図６の白色の画素）の分布を表している。具体的には、図４および図５に示すように、繊維束Ｆは周期構造が大きく２方向に形成されているため、周波数空間画像の画素分布は図６に示すように、２方向に延びるように形成される。
【００３２】
二値化工程Ｓ３では、変換工程Ｓ２で得られたグレースケールの周波数空間画像（図６参照）を所定の閾値で二値化することによって、ノイズ（繊維束Ｆの周期構造に起因しない画素）を除去して図７に示すような画像を取得する。
【００３３】
ここで、図７に示す画像は、繊維束Ｆの一方の周期構造に起因する画素と、繊維束Ｆの他方の周期構造に起因する画素と、によって構成されている。繊維束Ｆの配向を精度良く検出するためには、一方の周期構造に起因する画素と、他方の周期構造に起因する画素と、のうちのいずれかを除去する必要がある。
【００３４】
そこで、比較工程Ｓ４では、図７に示す周波数空間画像から、一方の周期構造に起因する画素の数と、他方の周期構造に起因する画素の数と、を比較する。具体的には、図７の周波数空間画像の中心に対して直交座標系（Ｘ軸、Ｙ軸）を設定する。そして、周期構造に起因する画素（図７の白色の画素）の数を、象限（第１象限、第２象限、第３象限、第４象限）毎に算出する。そして、一方の周期構造に起因する画素（第１象限および第３象限における画素）の数と、他方の周期構造に起因する画素（第２象限および第４象限における画素）の数と、を比較する。
【００３５】
近似直線導出工程Ｓ５では、比較工程Ｓ４において画素の数が多かった組み合わせの象限の画素の分布に対して、近似直線を設定する。具体的には、比較工程Ｓ４において、例えば、他方の周期構造に起因する画素（第２象限および第４象限における画素）の数が、一方の周期構造に起因する画素（第１象限および第３象限における画素）の数よりも少ない場合、図７に示す周波数空間画像に対して第２象限および第４象限にマスク処理を行い、図８に示す周波数空間画像を取得する。
【００３６】
そして、第１象限および第３象限の画素の分布（図８参照）に対して、最小二乗法等によって近似直線Ｌ（図９参照）を設定する。その後、近似直線Ｌの傾きを算出する。
【００３７】
配向検出工程Ｓ６では、近似直線Ｌの傾きに基づいて繊維束Ｆの配向を検出する。具体的には、近似直線Ｌの傾きを９０度回転させて、繊維束Ｆの配向として検出する。言い換えると、近似直線Ｌに直交する方向を繊維束Ｆの配向として検出する。
【００３８】
そして、全ての解析エリアについて、上記変換工程Ｓ２のフーリエ変換から配向検出工程Ｓ６を行う。これにより、繊維束Ｆの配向を、高圧タンク１０全体にわたって検出することができる。なお、例えば、タンク長手方向（ライナー１１の軸線ＣＬ）に対して１０ｍｍピッチ、タンク回転方向（軸線ＣＬ回りの方向）に対して１度ピッチで繊維束Ｆの配向を検出した場合、表１に示すような検出結果が得られる。
【００３９】
【表１】
2020133744.tif 000003
【００４０】
本実施形態では、上記のように、補強層１４の表面の画像に対して高速フーリエ変換を行うことによって、繊維束Ｆの周期性（周期構造）に起因して現れる画素の分布を表す周波数空間画像（図６参照）が得られる。このとき、周波数空間画像には、第１象限から第３象限に延びる画素分布と、第２象限から第４象限に延びる画素分布と、が出現する。
【００４１】
そこで、繊維束Ｆの周期性に起因する第１象限および第３象限の画素の数と、繊維束Ｆの周期性に起因する第２象限および第４象限の画素の数と、を比較する比較工程Ｓ４と、画素の数が多かった組み合わせの象限の画素の分布に対する近似直線Ｌを導出する近似直線導出工程Ｓ５と、を設ける。これにより、第１象限から第３象限に延びる画素分布と、第２象限から第４象限に延びる画素分布と、のうちの必要な画素分布のみ（画素の数が多かった組み合わせの象限の画素の分布）を用いて近似直線Ｌを導出するので、繊維束Ｆの配向を精度良く検出することができる。
【００４２】
また、補強層１４の表面の画像を用いることによって、従来のＸ線ＣＴ画像を用いる場合と異なり、繊維束Ｆそのものを解析することができるので、ボイドによる誤検出を防止することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、解析エリアの中心部の繊維束Ｆの配向を精度良く検出する場合について説明する。
【００４４】
解析エリアを例えば図１０に示すエリアに設定した場合、本来の解析対象である画像中心部と同じ配向の領域Ｒ１よりも、領域Ｒ１とは異なる配向の領域Ｒ２の方が広いため、領域Ｒ２の繊維束Ｆの配向が検出されてしまう。この誤検出を防止するためには、解析エリアを狭く設定することが考えられるが、この場合、近似直線Ｌを導出するための画素の数が少なくなるので、近似直線Ｌの傾きの導出精度が低下する。
【００４５】
そこで、第２実施形態では、解析エリアを例えば図１０に示すエリアに設定した場合であっても、解析エリアの中心部の繊維束Ｆの配向を精度良く検出できる方法について説明する。
【００４６】
具体的には、本実施形態の高圧タンク１０の検査方法は、図１１に示すように、画像取得工程Ｓ１、小エリア変換工程Ｓ１１、小エリア二値化工程Ｓ１２、小エリア比較工程Ｓ１３、変換工程Ｓ２、二値化工程Ｓ３、近似直線導出工程Ｓ１４、及び配向検出工程Ｓ６を備える。
【００４７】
画像取得工程Ｓ１では、上記第１実施形態と同様、ライナー１１の外周の補強層１４の表面の画像（図４参照）を取得する。
【００４８】
小エリア変換工程Ｓ１１では、画像取得工程Ｓ１で取得した画像（図４参照）を複数の解析エリアに分割する。この解析エリア（図１２参照）は、近似直線Ｌを精度良く導出することができる画素数を確保する広さであり、例えば５ｍｍ×５ｍｍのエリアである。そして、各解析エリア（図１２参照）に対して、中心部の小エリア（図１３参照）を抽出する。なお、小エリアは、解析エリア（図１２参照）の端部を含まず、かつ、繊維束Ｆの周期構造に起因する画素分布が得られる広さであり、例えば３ｍｍ×３ｍｍのエリアである。
【００４９】
次に、複数の解析エリアの中から最初に解析する解析エリア（図１２参照）を抽出し、その解析エリアの中心部の小エリアの画像（図１３参照）を構成する各画素の輝度値を用いて高速フーリエ変換を行う。これにより、繊維束Ｆの周期構造に起因するグレースケールの周波数空間画像（図１４参照）が得られる。
【００５０】
小エリア二値化工程Ｓ１２では、小エリア変換工程Ｓ１１で得られたグレースケールの周波数空間画像を所定の閾値で二値化することによって、ノイズ（繊維束Ｆの周期構造に起因しない画素）を除去して図１５に示すような画像を取得する。
【００５１】
小エリア比較工程Ｓ１３では、図１５に示す周波数空間画像から、一方の周期構造に起因する画素の数と、他方の周期構造に起因する画素の数と、を比較する。具体的には、図１５の周波数空間画像の中心に対して直交座標系（Ｘ軸、Ｙ軸）を設定する。そして、周期構造に起因する画素（図１５の白色の画素）の数を、象限（第１象限、第２象限、第３象限、第４象限）毎に算出する。そして、一方の周期構造に起因する画素（第１象限および第３象限における画素）の数と、他方の周期構造に起因する画素（第２象限および第４象限における画素）の数と、を比較する。これにより、解析エリアの中心部（小エリア）における繊維束Ｆのおおよその配向がわかる。
【００５２】
変換工程Ｓ２では、最初に解析する解析エリアの画像（図１２参照）を構成する各画素の輝度値を用いて高速フーリエ変換を行う。これにより、繊維束Ｆの周期構造に起因するグレースケールの周波数空間画像（図１６参照）が得られる。
【００５３】
二値化工程Ｓ３では、変換工程Ｓ２で得られたグレースケールの周波数空間画像（図１６参照）を所定の閾値で二値化することによって、ノイズ（繊維束Ｆの周期構造に起因しない画素）を除去して図１７に示すような画像を取得する。
【００５４】
ここで、図１７に示す画像は、解析エリアの中心部（図１０の領域Ｒ１参照）の周期構造に起因する画素と、解析エリアの端部（図１０の領域Ｒ２参照）の周期構造に起因する画素と、によって構成されている。解析エリアの中心部（領域Ｒ１）における繊維束Ｆの配向を検出するためには、解析エリアの端部（領域Ｒ２）における繊維束Ｆの周期構造に起因する画素を除去する必要がある。
【００５５】
そこで、近似直線導出工程Ｓ１４では、小エリア比較工程Ｓ１３での比較結果と、二値化工程Ｓ３で得られた周波数空間画像と、を用いて近似直線を設定する。具体的には、小エリア比較工程Ｓ１３において、例えば、第２象限および第４象限における画素の数が、第１象限および第３象限における画素の数よりも少ない場合、図１７に示す周波数空間画像に対して第２象限および第４象限にマスク処理を行い、図１８に示す周波数空間画像を取得する。
【００５６】
そして、第１象限および第３象限の画素の分布（図１８参照）に対して、最小二乗法等によって近似直線Ｌ（図１９参照）を設定する。その後、近似直線Ｌの傾きを算出する。
【００５７】
配向検出工程Ｓ６では、近似直線Ｌの傾きに基づいて繊維束Ｆの配向を検出する。
【００５８】
そして、全ての解析エリアについて、上記小エリア変換工程Ｓ１１のフーリエ変換から配向検出工程Ｓ６を行う。これにより、繊維束Ｆの配向を、高圧タンク１０全体にわたって検出することができる。
【００５９】
第２実施形態の高圧タンク１０のその他の検査方法は、上記第１実施形態と同様である。
【００６０】
本実施形態では、上記のように、解析エリアの中心部の小エリアの画像に対して高速フーリエ変換を行うとともに、得られた周波数空間画像（図１４参照）を用いて第１象限および第３象限における画素の数と第２象限および第４象限における画素の数とを比較する小エリア比較工程Ｓ１３を設けることによって、解析エリアの中心部の小エリアにおける繊維束Ｆのおおよその配向を検出することができる。そして、解析エリアの画像に対して高速フーリエ変換を行うによって得られた周波数空間画像のうち、小エリア比較工程Ｓ１３において画素の数が多かった組み合わせの象限の画素の分布に対して近似直線Ｌを設定するとともに、近似直線Ｌの傾きを算出する。これにより、解析エリアのうち、本来の解析対象である中心部における繊維束Ｆの配向を精度良く検出することができる。
【００６１】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６２】
（第３実施形態）
この第３実施形態では、上記第１実施形態の高圧タンク１０の検査方法を用いて高圧タンク１０全体を検査する方法について詳細に説明する。
【００６３】
本実施形態の高圧タンク１０全体の検査方法は図２０に示すように、画像取得工程Ｓ１、座標決定工程Ｓ３１、ピクセル数決定工程Ｓ３２、ずらし量決定工程Ｓ３３、繊維配向検出工程Ｓ３４、次解析エリア抽出工程Ｓ３５、及び繊維配向検出工程Ｓ３６を備える。
【００６４】
画像取得工程Ｓ１では、上記第１実施形態と同様、ライナー１１の外周の補強層１４の表面の画像（図４参照）を取得する。
【００６５】
座標決定工程Ｓ３１では、解析を開始する座標（Ｘ、Ｙ）を決定する。ここでは、画像取得工程Ｓ１で取得した画像（図２１参照）の左上の位置を開始座標とする。
【００６６】
ピクセル数決定工程Ｓ３２では、解析エリアＲの広さ（すなわち、Ｘ方向（軸方向）のピクセル数およびＹ方向（周方向）のピクセル数）を決定する。ここでは、解析エリアＲを、Ｘ方向にＰピクセルおよびＹ方向にＰピクセルの正方形の領域とする。なお、座標決定工程Ｓ３１およびピクセル数決定工程Ｓ３２によって、最初に解析する解析エリアＲ（例えばＲ１１）が決定（抽出）される。
【００６７】
ずらし量決定工程Ｓ３３では、解析エリアＲのＸ方向またはＹ方向へのずらし量（移動量）を決定する。ここでは、Ｘ方向へのずらし量（移動量）をＰピクセルとし、Ｙ方向へのずらし量（移動量）をＰピクセルとする。このため、複数の解析エリアＲは、隣接する解析エリアＲとＸ方向およびＹ方向に接した状態に設定される。
【００６８】
繊維配向検出工程Ｓ３４では、上記第１実施形態の変換工程Ｓ２、二値化工程Ｓ３、比較工程Ｓ４、近似直線導出工程Ｓ５、及び配向検出工程Ｓ６と同様にして、解析エリアＲの繊維束Ｆの配向を検出する。
【００６９】
次解析エリア抽出工程Ｓ３５では、次に解析する解析エリアＲを抽出する。具体的には、解析エリアＲはＸ方向に１つ移動し、例えばＲ１１が解析された後は次に解析する解析エリアはＲ１２に設定される。
【００７０】
繊維配向検出工程Ｓ３６では、繊維配向検出工程Ｓ３４と同様にして、解析エリアＲの繊維束Ｆの配向を検出する。
【００７１】
そして、全ての解析エリアＲ（画像取得工程Ｓ１で取得した画像（図４参照）の全域）の解析が終了するまで、次解析エリア抽出工程Ｓ３５および繊維配向検出工程Ｓ３６が繰り返される。このとき、次解析エリア抽出工程Ｓ３５では、解析エリアＲは、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３・・・とＸ方向（軸方向）に１つずつ移動し、１段分の全ての解析エリアＲの解析が終了すると、Ｙ方向に１つ移動してＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３・・・の解析エリアが抽出され、その後、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３・・・と移動していく。
【００７２】
以上のようにして、高圧タンク１０全体を容易に検査することができる。
【００７３】
第３実施形態の高圧タンク１０のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７４】
（第４実施形態）
この第４実施形態では、上記第３実施形態と異なり、解析エリアＲの面積よりも狭い分解能で解析する（すなわち、分解能を向上させる）場合について説明する。
【００７５】
本実施形態の高圧タンク１０の検査方法は図２２に示すように、画像取得工程Ｓ１、座標決定工程Ｓ３１、ピクセル数決定工程Ｓ４２、ずらし量決定工程Ｓ４３、繊維配向検出工程Ｓ３４、次解析エリア抽出工程Ｓ３５、及び繊維配向検出工程Ｓ３６を備える。
【００７６】
画像取得工程Ｓ１および座標決定工程Ｓ３１は、上記第３実施形態と同様である。ピクセル数決定工程Ｓ４２では、解析エリアＲの広さ（すなわち、Ｘ方向のピクセル数およびＹ方向のピクセル数）を決定する。ここでは、理解を容易にするために、解析エリアＲを、Ｘ方向に３ピクセルおよびＹ方向に３ピクセルの正方形の領域として説明する。なお、座標決定工程Ｓ３１およびピクセル数決定工程Ｓ４２によって、最初に解析する解析エリアＲ（例えばＲ１１）が決定（抽出）される。
【００７７】
ずらし量決定工程Ｓ４３では、解析エリアＲのＸ方向またはＹ方向へのずらし量（移動量）を決定する。ここでは、Ｘ方向へのずらし量（移動量）を１ピクセルとし、Ｙ方向へのずらし量（移動量）を１ピクセルとする。このため、解析エリアＲ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３は、それぞれ図２３（ａ）〜（ｆ）に示す領域に設定される。そして、複数の解析エリアＲは、隣接する解析エリアＲとＸ方向およびＹ方向にオーバーラップした状態に設定される。
【００７８】
繊維配向検出工程Ｓ３４では、上記第３実施形態と同様にして、解析エリアＲの繊維束Ｆの配向を検出する。このとき、本実施形態では、解析エリアＲ１１で検出された配向（検出結果）は、解析エリアＲ１１全体の配向として出力されるのではなく、解析エリアＲ１１の中心の領域Ｒ１１ａ（Ｘ方向に１ピクセルおよびＹ方向に１ピクセルの正方形の領域）の配向として出力される。
【００７９】
次解析エリア抽出工程Ｓ３５では、次に解析する解析エリアＲを抽出する。具体的には、解析エリアＲはＸ方向に１つ移動し、例えばＲ１１が解析された後は次に解析する解析エリアはＲ１２に設定される。すなわち、本実施形態では、前回の解析エリアＲと重複するように解析エリアＲが設定される。
【００８０】
繊維配向検出工程Ｓ３６では、繊維配向検出工程Ｓ３４と同様にして、解析エリアＲの繊維束Ｆの配向を検出する。すなわち、解析エリアＲ１２、Ｒ１３・・・で検出された配向（検出結果）は、解析エリアＲ１２、Ｒ１３・・・全体の配向として出力されるのではなく、解析エリアＲ１２、Ｒ１３・・・の中心の領域Ｒ１２ａ、Ｒ１３ａ・・・の配向として出力される。同様に、解析エリアＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３・・・で検出された配向（検出結果）は、解析エリアＲ２１、Ｒ２２、Ｒ２３・・・の中心の領域Ｒ２１ａ、Ｒ２２ａ、Ｒ２３ａ・・・の配向として出力される。
【００８１】
本実施形態の高圧タンク１０のその他の検査方法は、上記第３実施形態と同様である。
【００８２】
本実施形態では、上記のように、解析エリアＲのＸ方向またはＹ方向へのずらし量（ここでは、１ピクセル）を、解析エリアＲの広さ（すなわち、Ｘ方向のピクセル数およびＹ方向のピクセル数）（ここでは、３ピクセル）よりも少なくすることによって、解析エリアＲの面積よりも狭い分解能で解析する（すなわち、分解能を向上させる）ことができる。
【００８３】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８４】
例えば、上記第４実施形態では、解析エリアＲのＸ方向またはＹ方向へのずらし量（移動量）を１ピクセルとし、分解能を最大限向上させる例について示したが、本発明はこれに限らない。解析エリアＲのずらし量を、必要な分解能に合わせて例えば１０ピクセルとしてもよく、この場合、解析時間を短縮することができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、画像取得工程Ｓ１において、ラインカメラを用いてライナー１１の外周の補強層１４の表面の画像を取得する例について説明したが、本発明はこれに限らない。例えばエリアカメラを用いて補強層１４の表面の画像を取得してもよい。この場合、ライナーの表面形状（曲面形状）に起因する歪が画像に生じない範囲で、エリアカメラが取得した画像を切り取り、繋ぎ合せることが好ましい。
【符号の説明】
【００８６】
１０：高圧タンク、１１：ライナー、１４：補強層（繊維強化樹脂層）、ＣＬ：軸線、Ｆ：繊維束、Ｌ：近似直線、Ｒ：解析エリア、Ｓ１：画像取得工程、Ｓ２：変換工程、Ｓ４：比較工程、Ｓ５：近似直線導出工程、Ｓ６：配向検出工程
【図１】
2020133744.tif 000004
【図２】
2020133744.tif 000005
【図３】
2020133744.tif 000006
【図４】
2020133744.tif 000007
【図５】
2020133744.tif 000008
【図６】
2020133744.tif 000009
【図７】
2020133744.tif 000010
【図８】
2020133744.tif 000011
【図９】
2020133744.tif 000012
【図１０】
2020133744.tif 000013
【図１１】
2020133744.tif 000014
【図１２】
2020133744.tif 000015
【図１３】
2020133744.tif 000016
【図１４】
2020133744.tif 000017
【図１５】
2020133744.tif 000018
【図１６】
2020133744.tif 000019
【図１７】
2020133744.tif 000020
【図１８】
2020133744.tif 000021
【図１９】
2020133744.tif 000022
【図２０】
2020133744.tif 000023
【図２１】
2020133744.tif 000024
【図２２】
2020133744.tif 000025
【図２３】
2020133744.tif 000026