(57)【要約】【課題】タンク容器に巻き付けられた繊維束の幅を自動的に計測可能とする。【解決手段】高圧タンク用のタンク容器に巻き付けられた繊維束の幅の計測方法は、（ａ）繊維束が巻き付けられたタンク容器を偏光カメラで撮影することにより、偏光画像を取得する工程と、（ｂ）偏光画像から、繊維束が巻き付けられた少なくとも二つの繊維角度を含む角度情報を取得する工程と、（ｃ）偏光画像から角度情報に含まれる二つの繊維角度のうちの何れか一方の繊維角度に従って二値化画像を作成する工程と、（ｄ）二値化画像において、二つの繊維角度のうちの何れか一方の繊維角度に沿った部位であって、二値化画像の画面の何れかの端から他の端まで繋がっている部位のみを抽出する工程と、（ｅ）抽出された部位において、抽出された部位の抽出に用いられた繊維角度に直交する方向の長さを算出することにより、巻き付けられた繊維束の幅を求める工程と、を備える。【選択図】図２Ａ
2019002759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧タンク用のタンク容器に巻き付けられた繊維束の幅の計測を行なう計測方法であって、
（ａ）繊維束が巻き付けられたタンク容器を偏光カメラで撮影することにより、偏光画像を取得する工程と、
（ｂ）前記偏光画像から、前記繊維束が巻き付けられた少なくとも二つの繊維角度を含む角度情報を取得する工程と、
（ｃ）前記偏光画像から前記角度情報に含まれる前記二つの繊維角度のうちの何れか一方の繊維角度に従って二値化画像を作成する工程と、
（ｄ）前記二値化画像において、前記二つの繊維角度のうちの何れか一方の繊維角度に沿った部位であって、前記二値化画像の画面の何れかの端から他の端まで繋がっている部位のみを抽出する工程と、
（ｅ）抽出された部位において、前記抽出された部位の抽出に用いられた繊維角度に直交する方向の長さを算出することにより、前記巻き付けられた繊維束の幅を求める工程と、
を備える、計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧タンク用のタンク容器に巻き付けられた繊維束の幅の計測を行なう方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から高圧流体用の高圧タンクの製造方法としてフィラメントワインディング法（以下、単に「ＦＷ法」とも呼ぶ）が採用されている。ＦＷ法では、マンドレルとしてのタンク容器に、予め熱硬化性樹脂を含浸させた繊維束を巻き付けて硬化させることにより、タンク容器の表面に繊維強化樹脂層が形成される。
【０００３】
特許文献１には、ＦＷ法による高圧タンクの製造過程において、繊維束の繊維滑りの発生を把握するために、タンク容器の表面に巻き付けられる前の繊維束をＣＣＤカメラ等の電子カメラで撮影し、撮影した画像に基づいて繊維束の幅の検出を行なう技術が開示されている。また、特許文献２には、無撚りの糸条が巻回されたパッケージを照明し、最外層の糸条と最外層の糸条の下に巻回されかつ表面に露出している糸条から反射光を受光して、ＣＣＤカメラ等の撮像装置でパッケージの画像を撮像し、得られた画像において高光量部を特定し、特定した高光量部の幅を測定することで、糸条幅を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９１９８１号公報
【特許文献２】特開２０１０−０７８５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２において、繊維束あるいは無撚りの糸条の撮影に用いられるＣＣＤカメラ等は、単なる反射光強度の変化を撮像するものである。従って、タンク容器に巻き付けられた状態では、繊維束の方向や繊維束の幅等の状態（以下、単に「繊維束の状態」とも呼ぶ）を検出することは難しい。特許文献２では、特定した高光量部の幅を測定することで、糸条幅を算出するものとしているが、反射光高強度の変化は照明光の強度、角度等に依存して変化し易く、高精度で安定な測定が難しい。
【０００６】
そこで、発明者は偏光カメラを用いることを試みた。偏光カメラは、被写体が有する偏光情報を取得できるカメラであるため、被写体の面方向（角度）に応じて異なる偏光情報を偏光画像として撮影することができる。このため、撮影された偏光カメラ画像から繊維束の方向（角度）に応じた輝度の変化を検出することができる。しかしながら、繊維束の幅を計測するためには、計測の対象となる繊維束の角度に着目して、その角度の繊維束の画像と他の角度の繊維束の画像とで二値化された画像から、繊維束の幅を計測することになる。このため二値化画像中のどの箇所（計測箇所）で計測すれば良いか、自動で判別することができない、という問題がある。従って、偏光カメラで撮影された偏光カメラ画像から、タンク容器に巻き付けられた繊維束の幅を自動的に計測可能とする技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
（１）本発明の一実施形態によれば、高圧タンク用のタンク容器に巻き付けられた繊維束の幅の計測を行なう計測方法が提供される。この計測方法は、（ａ）繊維束が巻き付けられたタンク容器を偏光カメラで撮影することにより、偏光画像を取得する工程と；（ｂ）前記偏光画像から、前記繊維束が巻き付けられた少なくとも二つの繊維角度を含む角度情報を取得する工程と；（ｃ）前記偏光画像から前記角度情報に含まれる前記二つの繊維角度のうちの何れか一方の繊維角度に従って二値化画像を作成する工程と；（ｄ）前記二値化画像において、前記二つの繊維角度のうちの何れか一方の繊維角度に沿った部位であって、前記二値化画像の画面の何れかの端から他の端まで繋がっている部位のみを抽出する工程と；（ｅ）抽出された部位において、前記抽出された部位の抽出に用いられた繊維角度に直交する方向の長さを算出することにより、前記巻き付けられた繊維束の幅を求める工程と；を備える。
この形態の計測方法によれば、巻き付けられた繊維束の二つの繊維角度のうちの何れ一方の繊維角度に従って作成された二値化画像から、繊維束が巻き付けられた繊維角度を有する繊維束の部位のみを抽出し、抽出された部位の抽出に用いられた繊維角度に直交する方向の抽出された部位の長さを算出することができる。これにより、繊維束の幅を計測するための適切な箇所を自動的に特定することが可能であり、タンク容器に巻き付けられた繊維束の幅を自動的に計測することができる。
【０００９】
本発明は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、タンク容器に巻き付けられた繊維束の幅を検出する装置、タンク容器に繊維束を巻き付ける方法や装置、タンクの製造方法や製造装置等の形態においても実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態としてのＦＷ装置の概略構成を示す説明図である。
【図２Ａ】第１実施形態における繊維幅の計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図２Ｂ】第１実施形態における繊維幅の計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】撮影した偏光カメラ画像の一例を示す説明図である。
【図４】求めたヒストグラムの一例を示す説明図である。
【図５】作成した二値化画像の一例を示す説明図である。
【図６】二値化画像の全体画面において、他の繊維角度に沿って抽出された黒画像部分の抽出部位の例を示す説明図である。
【図７】二値化画像の制限された右半分の抽出対象領域において、注目した一方の繊維角度に沿って抽出された白画像部分の抽出部位の例を示す説明図である。
【図８】繊維束の種々の巻パターンについて繊維幅の算出のための部位の抽出が可能となる二値化画像の抽出対象領域の例を示した表である。
【図９Ａ】第２実施形態における繊維幅の計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】第２実施形態における繊維幅の計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】第３実施形態における繊維幅の計測処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０Ｂ】第３実施形態における繊維幅の計測処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．装置構成：
図１は、第１実施形態としてのＦＷ装置１００の概略構成を示す説明図である。このＦＷ装置１００は、高圧タンク１０（以下、単に「タンク１０」と呼ぶ）のマンドレルであるタンク容器１１と、タンク容器１１の外表面に繊維束ＣＦを巻き付ける巻き付け装置３０と、検出装置４０と、を備える。検出装置４０には、本発明の一実施形態としてのタンク容器に巻き付けられた繊維束の幅の計測を行なう計測方法が適用される。なお、図１では、タンク容器１１を含むタンク１０、巻き付け装置３０、及び、検出装置４０は、それぞれ、模式的に表わされている。また、図１において、Ｚ軸は鉛直方向と平行であり、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向と平行で、かつ、互いに垂直である。
【００１２】
タンク１０は、高圧水素ガスなどの高圧流体を貯蔵するために用いられる。タンク１０は、口金部１２が取り付けられたタンク容器１１を備える。タンク容器１１は、高いガスバリア性を有する樹脂製の容器である。タンク容器１１は、例えば、ポリアミド、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリエチレン等の樹脂により形成されている。なお、樹脂に代えて、アルミニウム合金などの金属により形成されていてもよい。
【００１３】
タンク容器１１は、略円筒状の胴体部と、胴体部を挟んで配置される凸曲面形状の２つのドーム部と、を有する。図１において、軸線ｔｘは、胴体部の中心軸、すなわち、タンク容器１１の中心軸を表わしている。軸線ｔｘは、Ｘ軸と平行である。
【００１４】
口金部１２は、タンク容器１１の２つのドーム部のそれぞれの頂点部分に取り付けられている。口金部１２は、タンク容器１１における長手方向（軸線ｔｘに沿った方向）の両端部に装着されている。口金部１２は、口金部１２の中心軸と、タンク容器１１の軸線ｔｘとが一致するように取り付けられている。一方の口金部１２は、タンク容器１１の内部と連通しており、水素ガス供給用の配管が接続される。
【００１５】
２つの口金部１２には、不図示の支持装置の回転軸２１がタンク容器１１の軸線ｔｘに一致するように取り付けられている。タンク容器１１は、不図示の回転装置によって回転軸２１、すなわち、軸線ｔｘを中心として回転する。なお、タンク容器１１の回転は、後述する制御装置５０が回転装置を制御することによって実行される。
【００１６】
タンク容器１１の外表面には、補強層が形成される。補強層は、巻き付け装置３０によりタンク容器１１の外表面に繊維束ＣＦが巻き付けられ、かかる繊維束ＣＦからなる層（以下、「繊維束層」と呼ぶ）が複数積層された構造を有する。繊維束ＣＦは、直径が数μｍ（マイクロメートル）程度のカーボン製の単繊維を束ねて構成されている。繊維束ＣＦにおける各単繊維の方向は、互いに略平行である。単繊維として、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系カーボン繊維を用いる。なお、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系カーボン繊維に代えて、レーヨン系カーボン繊維やピッチ系カーボン繊維など、他の任意の種類のカーボン繊維を用いてもよい。各単繊維には、予め熱硬化性樹脂が含浸されている。本実施形態では、熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂が用いられている。熱硬化性樹脂に代えて、紫外線硬化性樹脂が含浸されていてもよい。また、これらの樹脂に加えて、カーボン繊維の補強を目的として、ガラス繊維やアラミド繊維を含んでもよい。
【００１７】
巻き付け装置３０は、後述の制御装置５０と電気的に接続されており、制御装置５０と連携してタンク容器１１への繊維束ＣＦの巻き付け処理を実行する。巻き付け装置３０は、制御装置５０からの巻き付け開始を指示する制御信号を受信すると、タンク容器１１の回転を制御するとともに、タンク容器１１に対してボビン３２から繊維束ＣＦを供給して、公知のヘリカル巻き及びフープ巻きを実行して、タンク容器１１に繊維束ＣＦを巻き付ける。
【００１８】
検出装置４０は、タンク容器１１に巻き付けられた繊維束ＣＦの巻き付けの状態（以下、単に「繊維束の状態」とも呼ぶ）を検出する。具体的には、巻き付けられた繊維束の角度（「繊維束の方向」とも呼ぶ）を検出し、繊維束の幅を計測する。なお、繊維束の角度（以下、「繊維角度」とも呼ぶ）及び繊維束の幅（以下、「繊維幅」とも呼ぶ）については、後述する。検出装置４０は、偏光カメラ４２と、角度設定機構４４と、制御装置５０と、を備える。
【００１９】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を用いた通常の電子カメラは、被写体からの単なる反射光強度の変化を撮像するものである。このため、通常の電子カメラで撮影された通常カメラ画像では、タンク容器１１に巻き付けられた繊維束の方向に応じた輝度の変化を検出することができない。これに対して、偏光カメラ４２は、被写体が有する偏光情報を取得できるカメラであるため、被写体の面方向（角度）に応じて異なる偏光情報（異なる輝度）の偏光画像として撮影することができる。このため、撮影された偏光カメラ画像から繊維束ＣＦの方向（繊維角度）に応じた輝度の変化を検出することができる。
【００２０】
偏光カメラ４２は、タンク容器１１の外表面に巻き付けられた繊維束ＣＦを最も効率良く撮影するために、タンク容器１１の軸線ｔｘに沿った方向のタンク容器１１の中央位置において、その中心軸ｃｚがタンク容器１１の軸線ｔｘに垂直でタンク容器１１の方向を向くように、配置される。偏光カメラ４２の中心軸ｃｚは、受光する被写体からの光束の代表となる仮想的な光線(中心光線）を示す（いわゆる「光学系の光軸」に対応する）。また、偏光カメラ４２は、偏光カメラ４２の中心軸ｃｚを中心とする回転方向のカメラ角度、すなわち、偏光カメラの中心軸ｃｚに垂直な基準方向ｃｘのタンク容器１１の軸線ｔｘに対する角度は、巻き付けられる繊維束ＣＦの繊維角度が検出可能となるように設定されて、配置される。なお、基準方向ｃｘは、偏光カメラ４２が異なる偏光状態として検出する被写体の面方向（角度）の基準方向（角度０度の方向）を示す。偏光カメラ４２のカメラ角度は、角度設定機構４４の回転機構によって設定される。角度設定機構４４の回転機構は、例えば、サーボモータを有しており、制御装置５０によって制御されて、偏光カメラ４２のカメラ角度を設定することができる。
【００２１】
制御装置５０は、偏光カメラ４２及び角度設定機構４４を制御するだけでなく、巻き付け装置３０や、タンク容器１１の回転装置等のＦＷ装置１００の全体を制御する。本実施形態では、制御装置５０は、コンピュータにより構成されている。制御装置５０のＣＰＵは、メモリに予め格納されている制御プログラムを実行することにより、巻き付け装置３０と連携して上述した繊維束ＣＦの巻き付け処理を実行するとともに、検出装置４０と連携して巻き付けられた繊維束ＣＦの巻き付けの状態（繊維束の状態）として、巻き付けられた繊維束の角度（繊維角度）を検出するとともに、繊維束の幅（繊維幅）を計測する。
【００２２】
Ａ２．繊維束の幅の計測：
以下の説明では、タンク容器１１に巻き付けられた繊維束ＣＦの幅の計測方法について説明する。
【００２３】
図２Ａ及び図２Ｂは、繊維幅の計測処理の手順を示すフローチャートである。この計測処理は、制御装置５０において実行される。まず、ステップＳ１０において、繊維束ＣＦが巻き付けられたタンク容器１１の計測領域を偏光カメラ４２で撮影し、撮影した画像（以下、「偏光カメラ画像」とも呼ぶ）を取得する。図３は、撮影した偏光カメラ画像の一例を示す説明図である。図３の偏光カメラ画像において、輝度の高い画像部分Ｉｍｇ１は第１繊維角度のヘリカル巻きの繊維束ＣＦの部分を示し、輝度の低い画像部分Ｉｍｇ２は第２繊維角度のヘリカル巻きの繊維束ＣＦの部分を示している。なお、第１繊維角度と第２繊維角度は、タンク容器１１の表層における軸線ｔｘに平行な仮想軸線に対称（以下、単に「軸線ｔｘに対称」とも呼ぶ）な角度である。
【００２４】
次に、図２ＡのステップＳ２０において、取得した偏光カメラ画像の各ピクセルについての角度情報に関してヒストグラムを求め、巻き付けられた繊維束ＣＦの繊維角度を検出する。図４は、求めたヒストグラムの一例を示す説明図である。このヒストグラムのピーク位置を検出することにより、検出したピーク位置に対応する角度が検出角度θｍとして求められる。図３に示したように、ヘリカル巻きによる繊維束ＣＦの方向（繊維角度）は２種類あるので、図４に示したように、上位２つのピーク位置が検出される。例えば、検出された第１ピーク位置に対応する角度が第１検出角度θｍ１として求められ、第２ピーク位置に対応する角度が第２検出角度θｍ２として求められる。そして、第１検出角度θｍ１が第１画像部分Ｉｍｇ１(図３）の第１繊維角度θｆ１として検出され、第２検出角度θｍ２が第２画像部分Ｉｍｇ２（図３）の第２繊維角度θｆ２として検出される。
【００２５】
次に、図２ＡのステップＳ３０において、検出された２種類の繊維角度θｆ１，θｆ２の中間に設定された閾値θｔｈ（図４参照）により区分されるいずれか一方の繊維角度θｆ１（あるいはθｆ２）の繊維束ＣＦにのみに注目し、それに対応する画像のみを抽出して二値化画像を作成する。なお、二値化画像は、抽出した画像部分が高輝度な画像（以下、「白画像」とも呼ぶ）で、他の画像部分が低輝度な画像(以下、「黒画像」とも呼ぶ）として、作成される。但し、抽出した画像部分が黒画像で他の画像部分が白画像であってもよい。図５は、作成した二値化画像の一例を示す説明図である。この二値化画像は、第１繊維角度θｆ１に注目し、第１画像部分Ｉｍｇ１が白画像で第２画像部分Ｉｍｇ２が黒画像とされている例を示している。
【００２６】
次に、図２ＡのステップＳ４０において、作成した二値化画像（図５参照）を解析し、上述の注目した繊維角度（本例では、第１繊維角度θｆ１）に沿って、二値化画像の白画像部分について画面の何れかの端から他の端まで繋がった白画像のラインを抽出することにより、注目した繊維角度に沿って画面の何れかの端から他の端まで繋がった部位（領域）のみを抽出する。
【００２７】
そして、ステップＳ４０における抽出処理において抽出部位が有った場合には（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、後述するステップＳ１４０（図２Ｂ）へ移行し、抽出部位が無かった場合には（ステップＳ５０：ＮＯ）、ステップＳ６０へ移行する。ステップＳ６０においては、他方の繊維角度（本例では第２繊維角度θｆ２）に沿って、二値化画像の黒画像部分について画面の何れかの端から他の端まで繋がった部位（領域）のみを抽出する。
【００２８】
そして、ステップＳ６０における抽出処理において抽出部位が有った場合には（ステップＳ７０：ＹＥＳ）、後述するステップＳ１４０（図２Ｂ）へ移行し、抽出部位が無かった場合には（ステップＳ７０：ＮＯ）、ステップＳ８０（図２Ｂ）へ移行する。
【００２９】
ステップＳ８０においては二値化画像の抽出対象領域を右半分に制限し、ステップＳ９０において、ステップＳ４０（図２Ａ）と同様に、注目した一方の繊維角度（本例では、第１繊維角度θｆ１）に沿って、二値化画像の右半分の白画像部分について画面の何れかの端から他の端まで繋がった部位（領域）のみを抽出する。
【００３０】
そして、ステップＳ９０における抽出処理において抽出部位が有った場合には（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、後述するステップＳ１４０に移行し、抽出部位が無かった場合には（ステップＳ１００：ＮＯ）、ステップＳ１１０へ移行する。
【００３１】
ステップＳ１１０においては、ステップＳ６０（図２Ａ）と同様に、他方の繊維角度（本例では第２繊維角度θｆ２）に沿って、二値化画像の右半分の黒画像部分について画面の何れかの端から他の端まで繋がった部位（領域）のみを抽出する。
【００３２】
そして、ステップＳ１１０における抽出処理において抽出部位が有った場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、後述するステップＳ１４０に移行し、抽出部位が無かった場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、ステップＳ１３０へ移行する。ステップＳ１３０においては二値化画像の抽出対象領域を左半分に制限し、右半分の場合と同様に、ステップＳ９０〜ステップＳ１２０の抽出処理を実行する。なお、右半分と左半分の制限の順番は逆であってもよい。
【００３３】
二値化画像の全体において、一方の繊維角度に沿った抽出部位が有った場合（図２ＡのステップＳ５０：ＹＥＳ）、あるいは、他方の繊維角度に沿った抽出部位が有った場合（図２ＡのステップＳ７０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１４０において、抽出部位から繊維幅を算出し、処理を終了する。また、二値化画像の右半分に制限された抽出対象領域において、一方の繊維角度に沿った抽出部位が有った場合（図２ＢのステップＳ１００：ＹＥＳ）、あるいは、他方の繊維角度に沿った抽出部位が有った場合（図２ＢのステップＳ１２０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１４０において、抽出部位から繊維幅を算出し、処理を終了する。同様に、二値化画像の左半分に制限された抽出対象領域においても、一方の繊維角度に沿った抽出部位が有った場合（図２ＢのステップＳ１００：ＹＥＳ）、あるいは、他方の繊維角度に沿った抽出部位が有った場合（図２ＢのステップＳ１２０：ＹＥＳ）に、ステップＳ１４０において、抽出部位から繊維幅を算出し、処理を終了する。なお、繊維幅の算出は、具体的には、抽出部位のうちの不要部位を除外し、残った抽出部位について、繊維角度に直交する方向のピクセル数をカウントし、１ピクセル当たりの長さ(既知）とピクセル数とを乗算することにより行われる。
【００３４】
図６は、二値化画像の全体画面において、他の繊維角度（本例では第２繊維角度θｆ２）に沿って抽出された黒画像部分の抽出部位の例を示す説明図である。図６には、３つの抽出部位Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３（破線で示す領域）が示されており、２つの抽出部位Ｅ２，Ｅ３が不要部位として除外されている例が示されている。
【００３５】
不要部位として除外される条件としては、例えば、以下の条件が設定される。
（条件１）幅に対する閾値未満の抽出部位
（条件２）画面の角を含む三角形の抽出部位
【００３６】
第２抽出部位Ｅ２は、上記条件１によって除外された部位、すなわち、明らかに幅が狭い部位と判断されて除外された部位の例である。また、第３抽出部位Ｅ３は、上記条件２によって除外された部位、すなわち、画面の角を含む三角形の部位と判断されて除外された部位の例である。そして、除外されていない第１抽出部位Ｅ１から繊維幅Ｗｆが算出される。なお、不要部位の除外条件としては、上記条件に限定されるものではなく、幅を精度良く算出するのに不要と判断される種々の条件を任意に設定可能である。
【００３７】
図７は、二値化画像の制限された右半分の抽出対象領域において、注目した一方の繊維角度（本例では第１繊維角度θｆ１）に沿って抽出された白画像部分の抽出部位の例を示す説明図である。図７には、２つの抽出部位Ｅ１，Ｅ２（破線で示す領域）が抽出された例が示されている。この例の場合、２つの抽出部位Ｅ１，Ｅ２から２つの繊維幅Ｗｆ１，Ｗｆ２が算出される。このように、複数の繊維幅が算出された場合には、例えば、平均値や、最大値、最小値等のあらかじめ定めた条件に従って繊維幅を決定すればよい。なお、この点については、図６に示した二値化画像の全体を抽出対象領域とした場合においても同様である。
【００３８】
図８は、繊維束の種々の巻パターンについて繊維幅の算出のための部位の抽出が可能となる二値化画像の抽出対象領域の例を示した表である。繊維束の巻パターンとしては、想定される繊維角度−３０°〜＋１２０°の範囲内のうちの異なる２０種類の例を示している。「○」は抽出可、「Ｘ」は抽出不可を示している。図８に示すように、巻パターンによって、また、第１繊維角度に対応する白画像部分か第２繊維角度に対応する黒画像部分かによって、さらにまた、二値化画像の抽出対象領域が全体か右半分か左半分かによって、繊維幅の算出のための部位の抽出が可能な否かが異なることが分かる。但し、いずれの巻きパターンにおいても、いずれかの条件において抽出可能であり、繊維幅の算出が可能であることが分かる。
【００３９】
上記した繊維幅の計測処理の手順（図２Ａ，図２Ｂ）では、繊維束の種々の巻パターンに対して、二値化画像の抽出対象領域が全体と右半分と左半分の場合の何れかで、第１繊維角度に対応する白画像部分を抽出の対象とする場合と、第２繊維角度に対応する黒画像部分を抽出の対象とする場合の６種類の処理条件で、繊維幅の算出のための部位を抽出することができる。これにより、繊維束の種々の巻パターンに対して繊維幅の算出を自動的に行うことができる。
【００４０】
以上説明したように、第１実施形態では、偏光カメラで撮影された偏光カメラ画像から、タンク容器に巻き付けられた繊維束の一つの繊維角度に従って二値化画像を作成し、その二値化画像から、計測対象の繊維束の繊維角度を有する繊維束の部位のみを抽出して、繊維束の幅を自動的に計測することができる。
【００４１】
Ｂ．第２実施形態：
第１実施形態で作成される二値化画像は、上述したように、注目した一方の繊維角度を高輝度な画像（白画像）として抽出するように作成したものであるため、反対の黒画像部分は他方の繊維角度以外の種々のノイズを含んだ画像部分となる可能性が高い。このため、一方の繊維角度の繊維束に対応する白画像部分からの抽出部位により算出された繊維幅に比べて、反対の黒画像部分から抽出された他方の繊維角度に沿った抽出部位により算出された繊維幅は、その精度が低くなる可能性がある。第２実施形態では、この点を改善するために、以下で説明する手順で繊維幅の計測処理を実行する。なお、第２実施形態のＦＷ装置の構成は第１実施形態のＦＷ装置１００（図１）と同じであり、制御装置５０で実行される繊維幅の計測処理の手順が異なっているのみであるため、第２実施形態のＦＷ装置の図示及び説明を省略する。
【００４２】
図９Ａ及び図９Ｂは、第２実施形態における繊維幅の計測処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ２１０では、図２ＡのステップＳ１０と同様に、偏光カメラ画像を取得し、ステップＳ２２０では、図２ＡのステップＳ２０と同様に、巻き付けられた繊維束の繊維角度を検出する。そして、ステップＳ２３０では、検出された２種類の繊維角度のうちの一方の繊維角度の繊維束にのみに注目し、ステップＳ２４０では、図２ＡのステップＳ３０と同様に、注目した繊維角度に対応する画像部分のみを抽出して二値化画像を作成する。ステップＳ２５０では、図２ＡのステップＳ４０と同様に、注目した繊維角度に沿って、二値化画像の白画像部分について画面の何れかの端から他の端まで繋がった部位（領域）のみを抽出する。
【００４３】
そして、ステップＳ２５０における抽出処理において抽出部位が有った場合には（ステップＳ２６０：ＹＥＳ）、図９ＢのステップＳ３４０へ移行し、図２ＢのステップＳ１４０と同様に、抽出部位から繊維幅を算出し、処理を終了する。これに対して、抽出部位が無かった場合には（ステップＳ２６０：ＮＯ）、図９ＢのステップＳ２７０へ移行する。
【００４４】
ステップＳ２７０では、図２ＢのステップＳ８０と同様に二値化画像の抽出対象領域を右半分に制限し、ステップＳ２８０では、図９ＡのステップＳ２５０（図２ＡのステップＳ４０）と同様に、注目した繊維角度に沿って、二値化画像の白画像部分について画面の何れかの端から他の端まで繋がった部位（領域）のみを抽出する。
【００４５】
そして、ステップＳ２８０における抽出処理において抽出部位が有った場合には（ステップＳ２９０：ＹＥＳ）、ステップＳ３４０に移行し、抽出部位から繊維幅を算出し、処理を終了する。これに対して、抽出部位が無かった場合で（ステップＳ２９０：ＮＯ）、抽出対象領域の左半分への制限が未実行の場合（ステップＳ３００：ＮＯ）には、ステップＳ３１０へ移行する。ステップＳ３１０では、二値化画像の抽出対象領域を左半分に制限し、右半分の場合と同様に、ステップＳ２８０，Ｓ２９０の抽出処理を実行する。なお、右半分と左半分の制限の順番は逆であってもよい。
【００４６】
そして、左右両方の制限された抽出対象領域での抽出処理を終了し（ステップＳ３００：ＹＥＳ）、他方の繊維角度に注目した処理が終了していない場合（ステップＳ３２０：ＮＯ）には、ステップＳ３３０において、注目する繊維角度を一方の繊維角度から他方の繊維角度に変更し、ステップＳ２３０（図９Ａ）〜ステップＳ３１０（図９Ｂ）の処理を実行する。なお、両方の繊維角度に注目した処理が終了した場合（ステップＳ３２０：ＹＥＳ）には、処理を終了する。但し、通常、６種類の処理条件のいずれかで繊維幅の算出のための部位が抽出されて処理が終了する。
【００４７】
以上説明したように、第２実施形態においても、偏光カメラで撮影された偏光カメラ画像から、タンク容器に巻き付けられた繊維束の一つの繊維角度に従って二値化画像を作成し、その二値化画像から、計測対象の繊維束の繊維角度を有する繊維束の部位のみを抽出して、繊維束の幅を自動的に計測することができる。また、第２実施形態では、二値化画像から繊維束の幅を算出するための部位を抽出する際に用いられる繊維角度ごとに、その繊維角度の画像のみを抽出した二値化画像を作成するので、第１実施形態に比べて、繊維束の幅の算出精度を高めることができる。
【００４８】
Ｃ．第３実施形態：
第１実施形態及の計測処理の手順（図２Ａ，図２Ｂ）および第２実施形態の計測処理の手順（図９Ａ，図９Ｂ）では、６種類の処理条件が順に実行される中で、ある処理条件において繊維幅を算出するための部位の抽出が行われた場合、その処理条件以降の処理条件による処理を行わない。しかしながら、図８から分かるように、繊維束の種々の巻パターンにおいて、通常、複数の処理条件において繊維幅を算出するための部位の抽出が可能である。そこで、繊維幅の計測精度を高める観点から、６種類の処理条件のそれぞれにおいて、繊維幅を算出するための部位の抽出を行なって繊維幅を算出し、最終的な繊維幅を求めるようにしてもよい。
【００４９】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、第３実施形態における繊維束の幅の計測処理の手順を示すフローチャートである。なお、第３実施形態のＦＷ装置の構成も第１実施形態のＦＷ装置１００（図１）と同じであり、制御装置５０で実行される繊維幅の計測処理の手順が異なっているのみであるため、第３実施形態のＦＷ装置の図示及び説明を省略する。
【００５０】
第３実施形態における繊維幅の計測処理の手順（図１０Ａ及び図１０Ｂ）は、第２実施形態の繊維幅の計測処理の手順（図９Ａ及び図９Ｂ）におけるステップＳ２６０とステップＳ２７０の間、および、ステップＳ２９０とステップＳ３００と間に、ステップＳ３４０と同様の処理を実行するステップＳ２６５およびステップＳ２９５が追加され、ステップＳ３４０がステップＳ３４０Ｃに変更されている点が異なっている。
【００５１】
図１０ＡのステップＳ２６５においては、ステップＳ２５０における抽出処理において抽出部位が有った場合に（ステップＳ２６０：ＹＥＳ）、抽出部位から繊維幅を算出し、ステップＳ２７０の処理へ移行する。図１０ＢのステップＳ２９５においても、ステップＳ２８０における抽出処理において抽出部位が有った場合に（ステップＳ２９０：ＹＥＳ）、抽出部位から繊維幅を算出し、ステップＳ３００の処理へ移行する。これらステップＳ２６５，Ｓ２９５を追加したことにより、６種類の処理条件の全てにおいて繊維幅を算出するための部位の抽出が可能となり、抽出部位から繊維幅の算出が可能となる。
【００５２】
そして、ステップＳ３４０Ｃにおいては、６種類の処理条件の全ての処理が終了した場合に（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、算出された繊維幅から最終的な繊維幅を求める。例えば、算出された繊維幅が複数ある場合には、複数の繊維幅の平均値を最終的な繊維幅とするようにすればよい。但し、これに限定されるものではない。６種類の処理条件に優先度を設けて最終的な繊維幅を求めるようにしてもよい。例えば、二値化画像の全体を抽出対象領域において繊維幅を算出するための部位が抽出された場合には、その部位から算出された繊維幅を最終的な繊維幅とし、それ以外の場合には、平均値を最終的な繊維幅としてもよい。すなわち、６種類の処理条件で算出された複数の繊維幅から、巻き付けられた繊維束の幅を精度良く求めるために、予め定めた種々の条件に従って最終的な繊維束の幅を求めることができれば、その方法は特に限定されない。
【００５３】
以上説明したように、第３実施形態においても、偏光カメラで撮影された偏光カメラ画像から、タンク容器に巻き付けられた繊維束の一つの繊維角度に従って二値化画像を作成し、その二値化画像から、計測対象の繊維束の繊維角度を有する繊維束の部位のみを抽出して、繊維束の幅を自動的に計測することができる。また、第３実施形態では、６種類の処理条件のそれぞれにおいて、繊維幅の算出のための部位の抽出を行なって繊維幅を算出し、最終的な繊維幅を求めるので、より繊維幅の算出精度を高めることができる。
【００５４】
Ｄ．他の実施形態：
（１）上述の実施形態においては、タンク容器は、高圧流体を貯蔵するための高圧タンク用のタンク容器であったが、本発明はこれに限定されない。高圧流体貯蔵用のタンクに限らず、他の任意の用途で用いられるタンク用のタンク容器であってもよい。
【００５５】
（２）上述の実施形態においては、二値化画像の抽出対象領域を左右半分に制限する例について説明した。しかしながら、この制限は左右半分に限定されるものではない。左、中央、右の３つに制限するようにしてもよい。また、左右半分に制限したものをさらに上下に制限するようにしてもよい。すなわち、繊維幅の算出のための部位の抽出の可能性を高めるために、二値化画像の抽出対象領域を複数の領域に区分して制限するようにしてもよい。
【００５６】
（３）上述の実施形態においては、偏光カメラを用いて撮影されて偏光カメラ画像を一つの検出繊維角度に従って二値化画像を作成する前提で説明したが、これに限定されるものではなく、巻き付けられた繊維束の繊維角度に応じた二値化画像に対して、繊維幅の算出のための部位の抽出を行なうことも可能である。
【００５７】
（４）上述の各実施形態の繊維幅の計測処理の手順を示すフローチャートは、各実施形態の手順の一例を示すものであって、これらに限定されるものではなく、適宜、処理の順番の変更、処理の追加、処理の削除等が可能である。
【００５８】
本発明は、上述の実施形態および他の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０…高圧タンク
１１…タンク容器
１２…口金部
２１…回転軸
３０…巻き付け装置
３２…ボビン
４０…検出装置
４２…偏光カメラ
４４…角度設定機構
５０…制御装置
１００…ＦＷ装置
ＣＦ…繊維束
Ｉｍｇ１，Ｉｍｇ２…画像部分
θｆ…繊維角度
θｆ１，θｆ２…繊維角度
θｍ…検出角度
θｍ１，θｍ２…検出角度
Ｗｆ…繊維幅
Ｗｆ１，Ｗｆ２…繊維幅
ｃｘ…基準方向
ｃｚ…中心軸
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３…抽出部位
θｔｈ…閾値
ｔｘ…軸線
Ｘ，Ｙ，Ｚ…軸
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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