(57)【要約】【課題】構成の簡素化を図りつつ、計測精度向上を図る。【解決手段】応力計測システムは、赤外線カメラ６３と、赤外線カメラ６３により撮像して得られる時系列画像ＧＡ１に対して画像処理を行う処理装置６５とを備える。処理装置６５は、記憶部６５１と、画像取得部６５２と、ＦＦＴ部６５３と、フィルタ処理部６５４と、逆ＦＦＴ部６５５とを備える。ＦＦＴ部６５３は、第１時系列画像ＧＡ１を構成する各画素の第１時系列データに対してフーリエ変換処理を行うことにより第１周波数データを生成する。フィルタ処理部６５４は、第１周波数データに対してフィルタ処理を行うことにより第２周波数データを生成する。逆ＦＦＴ部６５５は、第２周波数データに対して逆フーリエ変換処理を行うことにより、各画素の第２時系列データを生成し、これを記憶部６５１に格納する。【選択図】図３
2015087375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象物に発生する応力を計測する応力計測システムであって、
赤外線カメラと、
前記赤外線カメラにより撮像して得られる第１時系列画像に対して画像処理を行う処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
記憶部と、
前記赤外線カメラから前記第１時系列画像を取得して前記記憶部に格納する画像取得部と、
前記記憶部から取得した前記第１時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第１時系列データを用いてフーリエ変換処理を行うことにより第１周波数データを生成するフーリエ変換部と、
前記第１周波数データに対してフィルタ処理を行うことにより第２周波数データを生成するフィルタ処理部と、
前記第２周波数データに対して逆フーリエ変換処理を行うことにより、第２時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第２時系列データを生成し、生成した前記第２時系列データを前記記憶部に格納する逆フーリエ変換部と、を有する応力計測システム。
【請求項２】
前記計測対象物に発生する応力は、周期的に発生し、
前記フィルタ処理は、前記第１周波数データに対して、前記応力の発生頻度を示す基本周波数および当該基本周波数の整数倍の高次周波数それぞれを含む規定周波数帯域以外の周波数帯域の振幅値を低減する処理である請求項１記載の応力計測システム。
【請求項３】
前記フィルタ処理は、前記第１周波数データに対して振幅閾値未満の周波数帯域の振幅値を低減する処理である請求項１記載の応力計測システム。
【請求項４】
前記処理装置は、更に、
前記第１時系列データに含まれる部分時系列データを抽出する部分時系列データ抽出部と、
前記部分時系列データを時系列に複数連結することにより連結時系列データを生成する連結時系列データ生成部と、を有し、
前記フーリエ変換部は、前記連結時系列データに対してフーリエ変換処理を行う請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の応力計測システム。
【請求項５】
前記画像取得部は、前記計測対象物に対する負荷付与を同じ条件で複数回について試行することで前記赤外線カメラを通じて得られた前記第１時系列データを、試行毎に前記記憶部に格納し、
前記部分時系列データ抽出部は、試行毎の前記第１時系列データに含まれる前記負荷付与の部分を前記部分時系列データとして抽出し、
前記連結時系列データ生成部は、試行毎の前記部分時系列データを並べて構成した部分データ群を更に複数連結することにより前記連結時系列データを生成する
請求項４に記載の応力計測システム。
【請求項６】
計測対象物に発生する応力を計測する応力計測方法であって、
赤外線カメラにより撮像して得られる第１時系列画像を取得するステップと、
前記第１時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第１時系列データを用いてフーリエ変換処理を行うことにより第１周波数データを生成するステップと、
前記第１周波数データに対してフィルタ処理を行うことにより第２周波数データを生成するステップと、
前記第２周波数データに対して逆フーリエ変換処理を行うことにより、第２時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第２時系列データを生成するステップと、を含む応力計測方法。
【請求項７】
計測対象物に発生する応力を計測するために、前記計測対象物を赤外線カメラにより撮像して得られる第１時系列画像に対して画像処理を行う応力計測用処理装置であって、
記憶部と、
前記赤外線カメラから前記第１時系列画像を取得して前記記憶部に格納する画像取得部と、
前記記憶部から取得した前記第１時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第１時系列データを用いてフーリエ変換処理を行うことにより第１周波数データを生成するフーリエ変換部と、
前記第１周波数データに対してフィルタ処理を行うことにより第２周波数データを生成するフィルタ処理部と、
前記第２周波数データに対して逆フーリエ変換処理を行うことにより、第２時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第２時系列データを生成し、生成した前記第２時系列データを前記記憶部に格納する逆フーリエ変換部と、を有する応力計測用処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、応力計測システム、応力計測方法および応力計測用処理装置に関し、計測対象物として例えば等速ジョイントや軸受等の回転装置に発生する応力を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
等速ジョイントは、ジョイント角が付与されたシャフト間において等速に回転駆動力を伝達できる継ぎ手として、自動車等の車両や産業機械の駆動系に用いられている。この等速ジョイントを最適設計するためには、回転駆動力を伝達している状態等の負荷が付与されている状態において構成部材に生じる応力の状況を把握することが重要である。
【０００３】
これに対して、従来、赤外線カメラを用いて等速ジョイントを構成する部材に発生する応力を計測する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。ここでは、上記部材に発生する応力に起因した熱以外のノイズ成分（例えば摩擦熱や雰囲気温度の変化等）を除去するために、ロックイン処理を採用している。具体的には、上記部材に周期的に変動する荷重を印加するとともに変動荷重に同期した荷重信号を出力する荷重印加装置と、ロックインプロセッサとを用いて、赤外線カメラによる撮像と荷重信号の取得とを同時に行う。そして、上記部材について、応力成分以外のノイズ成分が除去された動画像を取得する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０３１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された計測方法では、荷重印加装置として、荷重信号を出力する機能を有するものに限定されるので、荷重印加装置の構成の簡素化には限界がある。また、特許文献１に記載された計測方法では、ロックインプロセッサ等の計測装置が必須であり、計測システムを構成する計測装置の数を減らすことによる計測システムの簡素化を図れない虞がある。
一方、特許文献１に記載された計測方法において、ロックインプロセッサ等の計測装置を不要とするために、ロックイン処理を行わない構成にしたとする。この場合、赤外線カメラを用いて撮像した動画像にノイズ成分が残ることとなるため、応力成分を精度良く計測することが困難となる。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、構成の簡素化を図りつつ、計測精度向上を図ることができる応力計測装置、応力計測方法および応力計測用処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る応力計測システムは、計測対象物に発生する応力を計測する応力計測システムである。当該応力計測システムは、赤外線カメラと、赤外線カメラにより撮像して得られる第１時系列画像に対して画像処理を行う処理装置と、を備える。そして、処理装置は、記憶部と、画像取得部と、フーリエ変換部と、フィルタ処理部と、逆フーリエ変換部と、を有する。画像取得部は、赤外線カメラから第１時系列画像を取得して記憶部に格納する。フーリエ変換部は、記憶部から取得した前記第１時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第１時系列データを用いてフーリエ変換処理を行うことにより第１周波数データを生成する。フィルタ処理部は、第１周波数データに対してフィルタ処理を行うことにより第２周波数データを生成する。逆フーリエ変換部は、第２周波数データに対して逆フーリエ変換処理を行うことにより、第２時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第２時系列データを生成し、生成した第２時系列データを記憶部に格納する。
【０００８】
本構成によれば、処理装置が、第１時系列画像に対してフーリエ変換処理、フィルタ処理、逆フーリエ変換処理を行うことにより、第１時系列画像からノイズ成分が除去された第２時系列画像を生成する。即ち、処理装置は、第１時系列画像に対して画像処理を行うことにより第２時系列画像を生成することができる。従って、例えば第１時系列画像に対して、計測対象物に周期的な荷重を印加する荷重印加装置から荷重変動周期に同期した荷重信号を取得し当該荷重信号を用いてノイズ成分の除去を行うロックイン処理を行う構成に比べて、ロックイン処理を行う装置が不要となる分、システム全体の簡素化を図ることができる。
また、処理装置が荷重信号を用いずに第２時系列画像を生成することにより、荷重印加装置として荷重信号を出力しない構成を採用することができる。従って、ロックイン処理を行う構成に比べて、荷重印加装置の簡素化も図ることができる。
更に、処理装置は、第１時系列画像からノイズ成分が除去された第２時系列画像を計測結果として出力できるので、第１時系列画像をそのまま計測結果として出力する構成に比べて、応力計測の精度向上を図ることができる。
【０００９】
（２）また、上記計測対象物に発生する応力が、周期的に発生し、上記フィルタ処理部が、上記第１周波数データに対して、上記応力の発生頻度を示す基本周波数および当該基本周波数の整数倍の高次周波数それぞれを含む規定周波数帯域以外の周波数帯域の振幅値を低減する処理を行うものであってもよい。
本構成によれば、周波数データから応力の発生頻度に関連する成分（基本周波数成分および高次周波数成分）以外の成分を低減する処理を行うので、第２時系列データにおける応力成分のＳ／Ｎ比向上を図ることができる。また、各規定周波数帯域の帯域幅を適宜設定することにより、第２時系列データにおける応力成分のＳ／Ｎ比を調整することができる。
【００１０】
（３）また、上記フィルタ処理部が、上記第１周波数データに対して振幅閾値未満の周波数帯域の振幅値を低減する処理を行うものであってもよい。
本構成によれば、フィルタ処理部で行われる処理内容の簡素化を図ることができるので、処理装置における処理負荷の軽減を図ることができる。
【００１１】
（４）また、上記処理装置が、更に、部分時系列データ生成部と、連結時系列データ生成部とを有するものであってもよい。ここで、部分時系列データ生成部は、上記第１時系列データに含まれる部分時系列データを抽出する。また、連結時系列データ生成部は、部分時系列データを時系列に複数連結することにより連結時系列データを生成する。そして、上記フーリエ変換部が、連結時系列データに対してフーリエ変換処理を行う。
本構成によれば、第１時系列データに含まれる応力発生時に対応する部分が少なくとも１つあれば、第２時系列データを生成することができる。これにより、第１時系列データを取得する際、計測対象物における応力の発生回数が少なくてもよいので、第１時系列データの取得に要する時間を短縮することができる。その結果、計測対象物に発生する応力の計測に要する時間全体を短縮することができる。
【００１２】
また、計測対象物に対して単発的に（１回のみ）負荷付与を行い、この負荷付与に対応する部分時系列データを抽出し、当該部分時系列データを複製してこれを時系列に複数連結し連結時系列データを生成する場合、前記単発的な負荷付与の際に突発的にノイズが発生していると、生成した連結時系列データには前記ノイズが周期的に含まれる。このため、前記ノイズも周期成分として捉えられ、フィルタ処理の際に、負荷付与による実際の応力変動成分と前記ノイズによる成分との切り分けが難しくなるおそれがある。なお、突発的に発生するノイズの例としては、単発的な負荷付与の際に、計測対象物の近傍を人が通過したり、計測試験室の空調の強さが変化したり、計測対象物に対して反射光が入射したりすることで、測定対象物の温度に影響を及ぼすノイズがある。また、このようなノイズは、赤外線カメラの分解能が高いことに起因して発生する。
【００１３】
（５）そこで、前記（４）の応力計測システムにより、計測対象物に対して単発的な負荷付与を行って応力計測する場合、前記画像取得部は、前記計測対象物に対する負荷付与を同じ条件で複数回について試行することで前記赤外線カメラを通じて得られた前記第１時系列データを、試行毎に前記記憶部に格納し、前記部分時系列データ抽出部は、試行毎の前記第１時系列データに含まれる前記負荷付与の部分を前記部分時系列データとして抽出し、前記連結時系列データ生成部は、試行毎の前記部分時系列データを並べて構成した部分データ群を更に複数連結することにより前記連結時系列データを生成するのが好ましい。
この構成によれば、計測対象物に対して単発的に負荷付与した際に（ある試行の際に）突発的にノイズが発生していても、他の試行の際には同じノイズが含まれないことで、突発的な前記ノイズが周期成分として捉えられにくくなる。このため、フィルタ処理の際に、負荷付与による実際の応力変動成分と前記ノイズによる成分との切り分けが行い易くなる。この結果、突発的なノイズを除去することができ、単発的に負荷付与した場合における応力計測の精度を高めることが可能となる。
【００１４】
（６）他の観点から見た本発明に係る応力計測方法は、計測対象物に発生する応力を、赤外線サーモグラフィ（つまり、赤外線カメラ）を用いて測定する応力計測方法である。当該応力計測方法は、赤外線カメラにより撮像して得られる第１時系列画像を取得するステップと、第１時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第１時系列データに基づいてフーリエ変換処理を行うことにより第１周波数データを生成するステップと、を含む。また、上記応力計測方法は、更に、第１周波数データに対してフィルタ処理を行うことにより第２周波数データを生成するステップと、前記第２周波数データに対して逆フーリエ変換処理を行うことにより、第２時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第２時系列データを生成するステップと、を含む。
【００１５】
（７）他の観点から見た本発明に係る応力計測用処理装置は、計測対象物に発生する応力を計測するために、計測対象物を赤外線カメラにより撮像して得られる第１時系列画像に対して画像処理を行う。この応力計測用処理装置は、記憶部と、画像取得部と、フーリエ変換部と、フィルタ処理部と、逆フーリエ変換部と、を備える。画像取得部は、赤外線カメラから第１時系列画像を取得して記憶部に格納する。フーリエ変換部は、記憶部から取得した前記第１時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第１時系列データを用いてフーリエ変換処理を行うことにより第１周波数データを生成する。フィルタ処理部は、第１周波数データに対してフィルタ処理を行うことにより第２周波数データを生成する。逆フーリエ変換部は、第２周波数データに対して逆フーリエ変換処理を行うことにより、第２時系列画像の一部を構成する１画素に対応する第２時系列データを生成し、生成した第２時系列データを記憶部に格納する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、構成の簡素化を図りつつ、計測精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】計測対象物である等速ジョイントの軸方向断面図である。
【図２】実施形態１に係る応力計測システムの概略構成図である。
【図３】実施形態１に係る処理装置の構成図である。
【図４】実施形態１に係る処理装置の基本動作を示すフローチャートである。
【図５】実施形態１に係る処理装置の動作説明図である。
【図６】実施形態１に係る処理装置の動作説明図である。
【図７】実施形態１に係る応力計測システムによる効果の一例を示す写真である。
【図８】実施形態２に係る処理装置の構成図である。
【図９】実施形態２に係る応力計測システムの動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態２に係る応力計測システムの動作説明図である。
【図１１】実施形態２に係る応力計測システムの動作説明図である。
【図１２】実施形態３に係る応力計測システムの動作を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態３に係る応力計測システムの動作説明図である。
【図１４】実施形態３に係る応力計測システムの動作説明図である。
【図１５】実施形態３に係る応力計測システムの動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に説明する各実施形態に係る応力計測システム６０（図２参照）は、計測対象物である等速ジョイント（回転装置）に発生する応力を、赤外線カメラの撮像画像を用いて計測する。
この応力計測システムでは、まず、等速ジョイントの各部位に圧縮歪または引張歪が生じた場合における、各部位の熱弾性効果に伴う発熱または吸熱現象を、各部位の温度を撮像した画像から捉える。そして、撮像画像から捉えた各部位の温度を応力絶対値に換算する。
【００１９】
＜等速ジョイント＞
まず、応力計測システム６０の計測対象である等速ジョイント１の構成について説明する。
図１は、等速ジョイント１の軸方向断面図である。
等速ジョイント１は、固定式ボール型等速ジョイント（「ツェッパ型等速ジョイント」ともいう。）であり、外輪１０と、内輪２０と、ボール３０と、保持器４０と、シャフト１０ａ，５０とを備える。
【００２０】
外輪１０は、カップ状に形成されており、この外輪１０と一体的に形成されたシャフト１０ａが他の動力伝達軸（図示せず。）に連結される。外輪１０の筒状部分の内周面には、外輪回転軸方向（図１の左右方向）に延びる外輪ボール溝１１が形成されている。この外輪ボール溝１１は、外輪１０の周方向に等間隔に複数本形成されている。
【００２１】
内輪２０は、環状に形成され、外輪１０の内側に配置されている。この内輪２０の外周面には、内輪回転軸方向（図１の左右方向）に延びる内輪ボール溝２１が形成されている。この内輪ボール溝２１は、内輪２０の周方向に等間隔に複数本形成されている。各内輪ボール溝２１は、外輪ボール溝１１に対向するように配置されている。
また、内輪２０の内周面には、内歯スプライン２２が形成されている。この内歯スプライン２２は、シャフト５０の一端部に形成された外歯スプライン５１に圧入嵌合されている。
【００２２】
ボール３０は、外輪１０と内輪２０との間に介在し、外輪１０の外輪ボール溝１１および内輪２０の内輪ボール溝２１に嵌っている。そして、ボール３０は、外輪ボール溝１１および内輪ボール溝２１に沿って転動自在である。
【００２３】
保持器４０は、環状に形成され、外輪１０の内周面と内輪２０の外周面との間に配置されている。また、保持器４０には、開口窓部４１が形成されている。この開口窓部４１は、保持器４０の周方向に等間隔に複数個形成されている。そして、各開口窓部４１の内側にボール３０が配置されている。
【００２４】
なお、等速ジョイント１としては、その表面に黒色塗料が塗布されたものであってもよい。例えば、外輪１０の表面に合成樹脂等からなる艶消し黒色の塗料が、２０〜２５μｍ程度の厚さだけ塗布されたものであってもよい。この場合、等速ジョイント１の外輪１０の表面の熱放射率が、約０．９４（黒体を１．００とした場合）となる。このように熱放射率を高くすることにより、熱放射により放出される熱量が多くなるので、外輪１０の表面の温度変動が検出され易くなる。
【００２５】
［１．実施形態１］
＜応力計測システム＞
次に、応力計測システム６０の構成について説明する。
図２は、本実施形態に係る応力計測システム６０の概略構成図である。
応力計測システム６０を使用した実施形態１の応力計測では、例えば外輪１０を固定し、内輪２０から外輪１０に対してトルク負荷を印加した状態でシャフト５０を一定周期で動かした場合における、外輪１０の外周面での応力分布を計測する。ここで、シャフト５０は、その中心軸と外輪１０の中心軸とのなす角度（ジョイント角）を一定に維持しつつ、等速ジョイント１側の一端部とは反対側の他端部が外輪１０の中心軸に直交する仮想平面内で円軌道を描くように動かされる。つまり、外輪１０に対してシャフト５０を歳差運動させる。このとき、シャフト５０が上記円軌道を周回する周波数は、例えば２〜１０Ｈｚに設定される。ここにおいて、上記周波数は、熱拡散の影響等を考慮すると、１０Ｈｚ程度が好ましい。
このとき、ボール３０は、外輪ボール溝１１（内輪ボール溝２１）に対して外輪１０（内輪２０）の周方向に押圧された状態で、シャフト５０の上記他端部の回転周期に同期して外輪ボール溝１１（内輪ボール溝２１）内を往復する。
【００２６】
図２に示すように、応力計測システム６０は、赤外線カメラ６３と、処理装置６５と、表示部６６とを備える。また、応力計測システム６０は、更に、支持台６１と、荷重印加装置６２と、を備える。
支持台６１は、等速ジョイント１の外輪１０をチャックにより把持している。これにより、外輪１０は、支持台６１に対して回転しないよう固定されている。
【００２７】
荷重印加装置６２は、モータ６２ａを備えている。モータ６２ａは、シャフト５０における等速ジョイント１側とは反対側に設けられた補助等速ジョイント２に連結されている。そして、モータ６２ａは、補助等速ジョイント２に対して一定のトルク負荷を印加することにより、支持台６１に固定された外輪１０に対して、シャフト５０を通じて一定のトルク負荷を付与することができる。ここで、トルク負荷の大きさは、例えば１５０［Ｎｍ］に設定される。
【００２８】
また、荷重印加装置６２は、駆動装置（図示せず）に支持されている。この駆動装置は、荷重印加装置６２全体を、等速ジョイント１の外輪１０の中心軸に直交する方向に移動させることができる。これにより、例えば、荷重印加装置６２に連結された補助等速ジョイント２を、シャフト５０の中心軸と外輪１０の中心軸とのなす角度（ジョイント角）を一定に維持しつつ、外輪１０の中心軸に直交する仮想平面内で円軌道を描くように動かすこと（歳差運動）が可能となっている。
【００２９】
赤外線カメラ６３は、格子状に配列された複数の赤外線センサ素子からなるセンサ部（図示せず）を備えており、等速ジョイント１の外輪１０に向けて設置されている。そして、赤外線カメラ６３は、センサ部に結像した外輪１０の赤外線画像に対応する画像信号を出力する。また、赤外線カメラ６３は、信号線Ｌ１を介して処理装置６５に接続されている。
【００３０】
処理装置６５は、赤外線カメラ６３から入力される画像信号に基づいて、等速ジョイント１の外輪１０の応力分布の経時変化を表す時系列画像を生成する。そして、処理装置６５は、生成した時系列画像を表示部６６に表示させる。
【００３１】
図３は、実施形態１に係る処理装置６５の構成図である。
処理装置６５は、コンピュータから構成されており、記憶部６５１と、プロセッサ（図示せず）とを備える。記憶部６５１は、周知のメモリから構成されている。
【００３２】
また、処理装置６５は、画像取得部６５２と、ＦＦＴ部（フーリエ変換部）６５３と、フィルタ処理部６５４と、逆ＦＦＴ部（逆フーリエ変換部）６５５と、表示処理部６５６と、応力情報出力部６５７と、応力絶対値算出部６５８とを備える。これらの各機能部は、前記プロセッサが記憶部６５１に予め記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現されている。
【００３３】
画像取得部６５２は、赤外線カメラ６３から時系列画像（第１時系列画像）ＧＡ１を取得して記憶部６５１に格納する。ここで、画像取得部６５２は、例えば赤外線カメラ６３から入力される画像信号を、時系列画像を構成する画素毎に、デジタルデータに変換して、記憶部６５１における第１時系列画像記憶用領域に格納する。ここで、画像取得部６５２により取得される時系列画像ＧＡ１は、例えば８２００フレームの画像データから構成される。この場合、時系列画像ＧＡ１を取得するための撮像時間は、フレーム間隔を０．００５［ｓｅｃ］とすれば、４１［ｓｅｃ］となる。
【００３４】
ＦＦＴ部６５３は、記憶部６５１から取得した時系列画像ＧＡ１の一部を構成する１画素（時系列画像ＧＡ１を構成する各画素）に対応する第１時系列データを用いて、フーリエ変換処理を行うことにより周波数データを生成する。ここで、第１時系列データは、例えば時系列画像ＧＡ１の一部を構成する１画素に対応する８２００個のデータの中から選択された８１９２個のデータから構成される。このＦＦＴ部６５３の処理内容の詳細は後述する。
【００３５】
フィルタ処理部６５４は、応力情報出力部６５７から送られてくる周波数情報に基づいて、周波数データに対してフィルタ処理を行う。このフィルタ処理部の処理内容の詳細は後述する。
【００３６】
逆ＦＦＴ部６５５は、フィルタ処理が行われた周波数データに対して逆フーリエ変換処理を行うことにより、処理後時系列画像（第２時系列画像）ＧＡ２の一部を構成する１画素（処理後時系列画像ＧＡ２を構成する各画素）に対応する第２時系列データを生成する。そして、逆ＦＦＴ部６５５は、生成した第２時系列データを、記憶部６５１における第２時系列画像記憶領域に格納する。この逆ＦＦＴ部６５５の処理内容の詳細は後述する。
【００３７】
応力情報出力部６５７は、予め設定された応力周波数を示す周波数情報と応力最大値を示す最大値情報とを含む応力情報を、応力絶対値算出部６５８へ出力する。なお、この応力情報は、例えば記憶部６５１の専用領域に格納される。この場合、応力情報出力部６５７は、記憶部６５１の専用領域から取得した応力情報を、応力絶対値算出部６５８へ出力する。
【００３８】
また、周波数情報は、例えばユーザが予め等速ジョイント１の回転速度等に基づいて算出して設定しておけばよい。応力最大値を示す最大値情報は、例えばユーザが応力の絶対値を計測できる方法を用いて計測しておけばよい。
【００３９】
応力絶対値算出部６５８は、各画素の前記第２時系列データに基づいて、等速ジョイント１における撮像対象部の各部位に発生する応力絶対値を算出する。実施形態３では、応力絶対値算出部６５８は、処理後時系列画像ＧＡ２のうち応力情報出力部６５７が出力する応力情報に対応する画素における時系列データに基づいて、等速ジョイント１における撮像対象部位の各部位に発生する応力絶対値を算出する。
具体的には、応力絶対値算出部６５８は、処理後時系列画像ＧＡ２のうち応力情報出力部６５７が出力する応力情報に対応する画素の時系列データの最大値が、応力情報出力部６５７が出力する最大値情報が示す応力最大値に相当するものとして、応力絶対値を算出する。
【００４０】
表示処理部６５６は、応力絶対値算出部６５８から入力される応力絶対値に基づいて、応力絶対値の分布を示す応力絶対値時系列画像を生成し、表示部６６に表示させる。ここで、応力絶対値時系列画像は、複数のフレーム画像から構成されるものであり、処理後時系列画像ＧＡ２を構成する複数の画像（例えば８１９２フレームの画像）それぞれについて、画素毎に温度が応力絶対値に換算されたものに相当する。
【００４１】
このように、応力絶対値算出部６５８が、処理後時系列画像ＧＡ２に対応する応力絶対値時系列画像を生成することにより、回転装置（等速ジョイント１）における撮像対象部位を構成する複数部位それぞれに発生する応力絶対値を得ることができる。
【００４２】
＜動作＞
次に、本実施形態に係る処理装置６５の動作について説明する。
【００４３】
図４は、本実施形態に係る処理装置６５の基本動作を示すフローチャートである。
まず、画像取得部６５２が、赤外線カメラ６３から時系列画像ＧＡ１を取得する（ステップＳ１）。この時系列画像ＧＡ１は、例えば等速ジョイント１の撮像対象部位を所定の周期（サンプリング周波数）で複数回撮像して得られる複数フレームの画像データ（例えば、８２００フレームの画像データ）から構成される。
【００４４】
次に、ＦＦＴ部６５３が、時系列画像ＧＡ１を構成する各画像における画素位置を識別する識別番号ｋを「０」に設定する（ステップＳ２）。
【００４５】
続いて、ＦＦＴ部６５３が、時系列画像ＧＡ１を構成する各画像における識別番号ｋの画素に対応する時系列データＰ０［ｋ，ｔ］を取得する。そして、ＦＦＴ部６５３は、取得した時系列データＰ０［ｋ，ｔ］に対してＦＦＴ処理を行う（ステップＳ３）。このようにして、ＦＦＴ部６５３は、時系列データＰ０［ｋ，ｔ］に対応する周波数データＳ０［ｋ，ｆ］を生成する。
【００４６】
図５は、本実施形態に係る処理装置６５の動作説明図であり、（ａ）は時系列画像ＧＡ１を構成する各画像を示し、（ｂ）は時系列画像ＧＡ１と時系列データＰ０［ｋ，ｔ］との関係を示す概念図である。図５（ａ）に示すように、識別番号ｋは、例えば各画像の総画素数をＮとした場合、各画像の左上隅の画素が「０」、右下隅の画素が「Ｎ」に設定される。ここで、図５（ａ）に示す画像における６つの画素Ｈ（ハッチが付されている画素Ｈ）は、応力情報出力部６５７が出力する応力情報に対応する画素に相当する。
また、図５（ｂ）に示すように、各時系列データＰ０［ｋ，ｔ］は、時系列画像ＧＡ１を構成する各画像における識別番号ｋの画素に対応する計測値（例えば温度）と、各画像に付与されたフレーム番号ｔ（ｔは正の整数）との関係を表している。ここで、フレーム番号は、撮像された時間が最近のものほど大きい番号が付与されている。また、フレーム番号に赤外線カメラ６３の撮像周期（フレーム間隔）を乗じれば、各画像が撮像された時刻に変換することができる。例えば、フレーム間隔を０．００５［ｓｅｃ］とすれば、フレーム番号５０の撮像時刻は、０．２５ｓｅｃとなる。
【００４７】
図６は、本実施形態に係る処理装置６５の動作説明図であり、（ａ）は第１時系列データＰ０［ｋ，ｔ］の一例を示し、（ｂ）は（ａ）に示す第１時系列データＰ０［ｋ，ｔ］に対してＦＦＴ処理を行うことにより得られる第１周波数データＳ０［ｋ，ｆ］を示す。また、（ｃ）は（ｂ）に示す第１周波数データＳ０［ｋ，ｆ］に対してフィルタ処理を行った後、逆ＦＦＴ処理を行うことにより得られる第２時系列データＰ１［ｋ，ｔ］を示す。
図６（ａ）に示すように、第１時系列データＰ０［ｋ，ｔ］は、例えば時系列画像ＧＡ１を構成する各画像における識別番号ｋの画素に対応する温度と、各画像に付与されたフレーム番号ｔとの関係を表すデータとして得られる。
また、図６（ｂ）に示すように、第１周波数データＳ０［ｋ，ｆ］は、各画像における識別番号ｋの画素に対応する温度に比例する振幅値と、周波数との関係を表すデータとして得られる。ここで、ＦＦＴ部６５３は、時系列画像ＧＡ１のフレーム間隔を加味することにより、横軸が周波数の第１周波数データＳ０［ｋ，ｆ］を算出する。
【００４８】
図４に戻って、ステップ３の処理の後、フィルタ処理部６５４が、取得した第１周波数データＳ０［ｋ，ｆ］に対してフィルタ処理を行う（ステップＳ４）。ここでは、フィルタ処理部６５４が、第１周波数データＳ０［ｋ，ｆ］に対して、応力の発生頻度を示す応力周波数ｆｓｃ（基本周波数）および当該応力周波数ｆｓｃの整数倍の周波数ｆｓｃ×ｎ（ｎ：正の整数）（高次周波数）それぞれを含む規定周波数帯域以外の周波数帯域の振幅値を低減する処理を行う。
具体的には、図６（ｂ）に示すように、フィルタ処理部６５４は、応力周波数ｆｓｃおよび当該応力周波数ｆｓｃの整数倍の周波数（例えば、２ｆｓｃ，３ｆｓｃ，４ｆｓｃ）それぞれを含む帯域幅Δｆの規定周波数帯域以外の周波数帯域の振幅値を０に設定する処理を行う。このようにして、フィルタ処理部６５４は、フィルタ処理後の周波数データＳ１［ｋ，ｆ］を生成する。
【００４９】
ここで、応力周波数ｆｓｃを示す周波数情報は、応力情報出力部６５７からフィルタ処理部６５４に送られている。この周波数情報は、前述のように、例えば等速ジョイントの回転速度等から算出された応力周波数ｆｓｃを示している。
また、複数の規定周波数帯域それぞれは、例えば応力周波数ｆｓｃおよびその整数倍の周波数ｆｓｃ×ｎが中心周波数となるように設定される。また、帯域幅Δｆの大きさは、求められるＳ／Ｎ比に応じて適宜設定できる。
【００５０】
図４に戻って、ステップＳ４の処理の後、逆ＦＦＴ部６５５が、フィルタ処理が行われて得た第２周波数データＳ１［ｋ，ｆ］に対して逆フーリエ変換処理を行う（ステップＳ５）。このようにして、逆ＦＦＴ部６５５は、時系列データ（第２時系列データ）Ｐ１［ｋ，ｔ］を生成する。
図６（ｃ）に示すように、第２時系列データＰ１［ｋ，ｔ］は、例えば処理後時系列画像（第２時系列画像）ＧＡ２を構成する各画像における識別番号ｋの画素に対応する温度と、各画像に付与されたフレーム番号ｔとの関係を表すデータとして得られる。
この時系列データＰ１［ｋ，ｔ］は、処理後時系列画像ＧＡ２の一部を構成する１画素に対応する時系列データに相当する。
【００５１】
前述のように、フィルタ処理部６５４が、第１周波数データＳ０［ｋ，ｆ］から応力の発生頻度に関連する成分（応力周波数成分等）以外の成分を低減する処理を行うので、時系列データＰ１［ｋ，ｔ］における応力成分のＳ／Ｎ比向上を図ることができる。また、各規定周波数帯域の帯域幅Δｆを適宜設定することにより、時系列データＰ１［ｋ，ｔ］における応力成分のＳ／Ｎ比を調整することができる。
【００５２】
その後、逆ＦＦＴ部６５５が、生成した第２時系列データＰ１［ｋ，ｔ］を、記憶部６５１における第２時系列画像記憶領域に格納する（ステップＳ６）。ここで、第２時系列画像記憶領域は、識別番号ｋ別に記憶領域が指定されており、逆ＦＦＴ部６５５は、識別番号ｋに基づいて第２時系列画像記憶領域に時系列データＰ１［ｋ，ｔ］を格納していく。
【００５３】
次に、ＦＦＴ部６５３が、識別番号ｋを「１」だけインクリメントする（ステップＳ７）。
続いて、ＦＦＴ部６５３が、識別番号ｋが識別番号ｋの最大値Ｎを超えたか否かを判定する（ステップＳ８）。
【００５４】
ステップＳ８において、識別番号ｋが最大値Ｎを超えたと判定されると（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、ＦＦＴ部６５３は、処理を終了する。
【００５５】
一方、ステップＳ８において、識別番号ｋが最大値Ｎ以下であると判定されると（ステップＳ８：Ｎｏ）、ＦＦＴ部６５３は、再びステップＳ３の処理を行う。なお、全画素に対して前記処理を行う以外に、全画素の中から選択された所定数の画素に対して前記処理を行う構成であってもよい。
【００５６】
そして、処理後時系列画像ＧＡ２が完成すると、応力絶対値算出部６５８が、処理後時系列画像ＧＡ２に基づいて、等速ジョイント１における撮像対象部位の各部位に発生する応力絶対値を算出する。
【００５７】
その後、表示処理部６５６は、応力絶対値算出部６５８から入力される応力絶対値に基づいて、処理後時系列画像ＧＡ２に対応する応力絶対値時系列画像を生成し、表示部６６に表示させる。
【００５８】
次に、本実施形態に係る応力計測システム６０による計測結果について説明する。
図７は、実施形態１に係る応力計測システムによる効果の一例を示す写真である。（ａ）は計測対象である等速ジョイント１の外輪１０部分の写真であり、（ｂ）は（ａ）で示した部分の時系列画像ＧＡ１に含まれる画像を示し、（ｃ）は（ａ）で示した部分の処理後時系列画像ＧＡ２に含まれる画像を示す。なお、（ｂ）および（ｃ）に示す画像は、撮像時刻が同じである。
【００５９】
図７（ａ）に示すように、等速ジョイント１の計測中において、ボール３０が、外輪１０の外輪ボール溝１１内を、外輪１０の中心軸方向に往復移動を繰り返す（図７（ａ）中の矢印ＡＲ参照）。
図７（ｂ）および（ｃ）に示すように、処理後時系列画像ＧＡ２に含まれる画像では、処理前の時系列画像ＧＡ１に含まれる画像に比べて、ノイズ成分が大幅に除去されていることが判る。
【００６０】
＜まとめ＞
結局、本実施形態に係る応力計測システム６０によれば、処理装置６５が、時系列画像（第１時系列画像）ＧＡ１に対してフーリエ変換処理、フィルタ処理、逆フーリエ変換処理を行うことにより、時系列画像ＧＡ１からノイズ成分が除去された処理後時系列画像（第２時系列画像）ＧＡ２を生成する。即ち、処理装置６５は、自装置内で、時系列画像ＧＡ１に対して画像処理を行うことにより処理後時系列画像ＧＡ２を生成することができる。従って、例えば等速ジョイント（回転装置）１に周期的な荷重を印加する荷重印加装置から入力される、荷重変動周期に同期した荷重信号を用いて、時系列画像ＧＡ１に対してロックイン処理を行う構成に比べて、ロックイン処理を行う装置が不要となる分、システム全体の簡素化を図ることができる。
【００６１】
また、処理装置６５が、上記荷重信号を用いずに処理後時系列画像ＧＡ２を生成することにより、荷重印加装置６２として荷重信号を出力しない構成を採用することができる。従って、ロックイン処理を行う構成に比べて、荷重印加装置６２の簡素化も図ることができる。
【００６２】
更に、処理装置６５は、時系列画像ＧＡ１からノイズ成分が除去された時系列画像ＧＡ２を計測結果として出力できるので、時系列画像ＧＡ１をそのまま計測結果として出力する構成に比べて、応力計測の精度向上を図ることができる。以上のように、ロックイン処理を行うことなく、応力計測の精度向上を図ることができる。
【００６３】
［２．実施形態２］
実施形態２に係る応力計測システムは、実施形態１に係る応力計測システム６０と略同様であり、処理装置２６５の構成が実施形態１とは相違する。なお、実施形態１と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００６４】
図８は、実施形態２に係る処理装置２６５の構成図である。
処理装置２６５は、実施形態１に係る処理装置６５と同様に、コンピュータから構成されており、記憶部６５１と、プロセッサ（図示せず）とを備える。
【００６５】
処理装置２６５は、画像取得部６５２と、ＦＦＴ部（フーリエ変換部）６５３と、フィルタ処理部６５４と、逆ＦＦＴ部（逆フーリエ変換部）６５５と、表示処理部６５６と、応力情報出力部６５７と、応力絶対値算出部６５８とを備える。この点で実施形態１と同じである。そして、実施形態２の処理装置２６５は、更に、部分時系列データ抽出部６６１と、連結時系列データ生成部６６２とを備える点が実施形態１に係る処理装置６５と相違する。これらの各機能部は、前記プロセッサが記憶部６５１に予め記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現されている。
【００６６】
部分時系列データ抽出部６６１は、記憶部６５１から取得した時系列画像ＧＡ１の一部を構成する１画素に対応する時系列データ（第１時系列データ）に含まれる部分時系列データを抽出する。
【００６７】
連結時系列データ生成部６６２は、部分時系列データを時系列に複数連結することにより連結時系列データを生成する。ここにおいて、連結時系列データのデータ数が少なくなると、周波数データ（第１周波数データ）の周波数分解能が十分に得られない。従って、連結時系列データに含まれる部分時系列データの数は、連結時系列データのデータ点数が８１９２個以上となるように設定される。例えば、部分時系列データのデータ点数が３２個の場合、この部分時系列データを複製して、２５６個以上の複製した部分時系列データを連結する。
【００６８】
また、連結時系列データ生成部６６２は、部分時系列データの繰り返し周期の逆数を応力周波数ｆｓｃとして算出し、算出した応力周波数ｆｓｃを示す周波数情報をフィルタ処理部６５４に送る。
【００６９】
ＦＦＴ部６５３は、連結時系列データ生成部６６２が生成した連結時系列データに対して、ＦＦＴ処理を行い、周波数データ（第１周波数データ）を生成する。
そして、フィルタ処理部６５４は、連結時系列データ生成部６６２から取得した周波数情報が示す応力周波数ｆｓｃを用いて、ＦＦＴ部６５３が生成した周波数データに対してフィルタ処理を行う。
【００７０】
応力情報出力部６５７は、等速ジョイント１の外輪１０における所定の部位に発生する応力の最大値（応力最大値）を含む応力情報を、応力絶対値算出部６５８へ出力する。
【００７１】
応力絶対値算出部６５８は、実施形態１と同様に、等速ジョイント１における撮像対象部位に発生する応力絶対値を算出する。具体的には、応力絶対値算出部６５８は、処理後時系列画像ＧＡ２のうち応力情報出力部６５７が出力する応力情報に対応する部位に相当する画素Ｈ（図５（ａ）参照）の時系列データの最大値が、応力最大値に相当するものとして、時系列データを応力絶対値に換算する。
【００７２】
次に、実施形態２に係る処理装置２６５の動作について説明する。
図９は、実施形態２に係る処理装置の動作を示すフローチャートである。なお、実施形態１と同様の処理については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
ステップＳ２の処理の後、部分時系列データ抽出部６６１が、第１時系列データＰ０［ｋ，ｔ］から部分時系列データＰ２［ｋ，ｔ］を切り出す（抽出する）（ステップＳ２１）。
次に、連結時系列データ生成部６６２が、部分時系列データＰ２［ｋ，ｔ］を複製し、複製した部分時系列データＰ２［ｋ，ｔ］を時系列に複数連結することにより連結時系列データＰ３［ｋ，ｔ］を生成する（ステップＳ２２）。このとき、連結時系列データ生成部６６２は、部分時系列データの繰り返し周期の逆数を応力周波数ｆｓｃとして算出し、算出した応力周波数ｆｓｃを示す周波数情報をフィルタ処理部６５４に送る。
【００７３】
図１０は、実施形態２に係る処理装置２６５の動作説明図であり、（ａ）は時系列データ（第１時系列データ）Ｐ０［ｋ，ｔ］の一例を示し、（ｂ）は、連結時系列データＰ３［ｋ，ｔ］の一例を示す。
図１０（ａ）に示すように、時系列データＰ０［ｋ，ｔ］は、１回の応力発生を捉えたものであるとする。この場合、部分時系列データ抽出部６６１は、時系列データＰ０［ｋ，ｔ］のうち、応力発生に対応する温度変動部分近傍の時系列データを部分時系列データＰ２［ｋ，ｔ］として切出す（図１０（ａ）の破線で囲んだ部分参照）。
そして、図１０（ｂ）に示すように、連結時系列データ生成部６６２は、部分時系列データＰ２［ｋ，ｔ］を時系列に繰り返し複数連結して、連結時系列データＰ３［ｋ，ｔ］を生成する。
【００７４】
図９に戻って、ステップＳ２２の処理の後、ＦＦＴ部６５３は、連結時系列データＰ３［ｋ，ｔ］に対してＦＦＴ処理を行う（ステップＳ２３）。これにより、ＦＦＴ部６５３は、連結時系列データＰ３［ｋ，ｔ］に対応する周波数データ（第１周波数データ）Ｓ３［ｋ，ｆ］を生成する。
【００７５】
次に、フィルタ処理部６５４が、取得した周波数データＳ３［ｋ，ｆ］に対してフィルタ処理を行うことにより周波数データ（第２周波数データ）Ｓ４［ｋ，ｆ］を生成する（ステップＳ２４）。ここでは、フィルタ処理部６５４は、連結時系列データ生成部６６２から取得した周波数情報が示す応力周波数ｆｓｃを用いてフィルタ処理を行う。なお、フィルタ処理の内容は、実施形態１と同様なので詳細な説明は省略する。
【００７６】
続いて、逆ＦＦＴ部６５５が、周波数データＳ４［ｋ，ｆ］に対して逆フーリエ変換処理を行う（ステップＳ２５）。これにより、逆ＦＦＴ部６５５は、時系列データ（第２時系列データ）Ｐ４［ｋ，ｔ］を生成する。
【００７７】
図１１は、本実施形態に係る処理装置の動作説明図であり、（ａ）は処理後の時系列データＰ４［ｋ，ｔ］の一例を示し、（ｂ）は（ａ）に示す時系列データＰ４［ｋ，ｔ］の１つの繰り返し単位に相当する部分を切り出して得られる処理後の部分時系列データを示す。
図１１（ａ）に示すように、時系列データＰ４［ｋ，ｔ］は、例えば処理後時系列画像（第２時系列画像）ＧＡ２を構成する各画像における識別番号ｋの画素に対応する温度と、各画像に付与されたフレーム番号ｔとの関係を表すデータとして得られる。
この時系列データＰ４［ｋ，ｔ］は、処理後時系列画像ＧＡ２の一部を構成する１画素に対応する時系列データに相当する。そして、図１１（ｂ）に示すように、この時系列データＰ４［ｋ，ｔ］から１つの繰り返し単位に相当する部分を切り出して得られる処理後の部分時系列データが、部分時系列データＰ２［ｋ，ｔ］に対応する処理後の時系列データに相当する。
【００７８】
その後、実施形態１の図４で説明したステップＳ６，Ｓ７の処理と同様の処理が行われ、処理後時系列画像ＧＡ２が生成される。そして、処理後時系列画像ＧＡ２が完成すると、応力絶対値算出部６５８および表示処理部６５６が、実施形態１と同様の処理を行うことにより、応力絶対値時系列画像を画像表示部６６に表示させる。
【００７９】
結局、実施形態２に係る応力計測システムによれば、時系列データ（第１時系列データ）Ｐ０［ｋ，ｔ］に応力発生時に対応する部分が少なくとも１箇所含まれていれば、時系列データ（第２時系列データ）Ｐ４［ｋ，ｔ］を生成することができる。すなわち、時系列データＰ０［ｋ，ｔ］を取得する際、等速ジョイント１における応力の発生回数が少なくてもよいので、時系列データＰ０［ｋ，ｔ］の取得に要する時間を短縮することができる。その結果、等速ジョイント１に発生する応力の計測に要する時間全体を短縮することができる。
【００８０】
［３．実施形態３］
前記実施形態１では、周期的に等速ジョイント１の一部（シャフト５０）を運動させて等速ジョイント１に周期的な負荷を付与し、これを赤外線カメラ６３が捕らえ、周期的に温度変化している第１時系列データ（図６（ａ）参照）を取得している。
これに対して、前記実施形態２では、第１時系列データは、１回の応力発生を捉えたものである（図１０（ａ）参照）。つまり、前記実施形態２では、等速ジョイント１に対して単発的に（１回のみ）負荷付与を行い、この様子を赤外線カメラ６３が捕らえ、第１時系列データを取得している。そして、実施形態２では、取得した第１時系列データに含まれる部分時系列データを抽出し、これを複製して時系列に連結し連結時系列データを生成している（図１０（ｂ）参照）。そして、この連結時系列データに対して、順に、フーリエ変換処理、フィルタ処理、及び逆フーリエ変換処理を行い、第２時系列画像を取得している。すなわち、実施形態２では、等速ジョイント１に対して単発的に負荷付与を行った場合での応力計測が可能となっている。
【００８１】
このように、等速ジョイント１（計測対象物）に対して単発的に負荷付与を行い、この負荷付与に対応する部分時系列データを抽出し、この部分時系列データを複製して連結し連結時系列データを生成する場合、前記単発的な負荷付与の際に突発的にノイズが発生していると、生成した連結時系列データには前記ノイズが周期的に含まれることとなる。このため、前記ノイズも周期成分として捕えられ、フィルタ処理の際に、負荷付与による実際の応力変動成分と前記ノイズによる成分との切り分けが難しくなるおそれがある。なお、突発的に発生するノイズの例としては、単発的な負荷付与の際に、計測対象物の近傍を人が通過したり、計測試験室の空調の強さが変化したり、計測対象物に対して反射光が入射したりすることにより、等速ジョイント１の温度に影響を及ぼすノイズがあり、このようなノイズは、赤外線カメラ６３の分解能が高いことに起因して発生する。
【００８２】
そこで、フィルタ処理の際、負荷付与による実際の応力変動成分と前記のような突発的ノイズによる成分との切り分けを容易とし、計測結果の精度を高めるために、実施形態３では、等速ジョイント１に対して単発的な負荷付与を同じ条件で複数回について試行し、試行毎の様子を赤外線カメラ６３が撮像し、試行毎の画像を処理装置２６５が処理して、等速ジョイント１に発生する応力の測定を行う。つまり、前記のような単発的な負荷付与に起因して発生する外輪１０の応力分布を計測する。
なお、単発的な負荷付与を行う際の前記「同じ条件」とは、等速ジョイント１に対する負荷の大きさ、負荷の時間変化、負荷時間等の負荷条件が同じであることを意味する。
【００８３】
また、この実施形態３では、等速ジョイント１に対して、実施形態１の場合のような歳差運動を付与するのではなく、外輪１０（図１参照）を固定し、シャフト１０ａとシャフト５０とのなす角度を一定とし、シャフト５０に対してその中心軸回りにトルクを付与し除去するというような、単発的な（１周期の）負荷付与であってもよい。
以下、実施形態３に関して具体的に説明する。
【００８４】
実施形態３に係る応力計測システムは、実施形態２の応力計測システムと構成が同じであるが、処理装置２６５の動作（処理）の一部が相違する。実施形態１、２と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
処理装置２６５は、実施形態２に係る処理装置２６５と同様であり（図８参照）、コンピュータから構成されており、記憶部６５１と、プロセッサ（図示せず）とを備える。
処理装置２６５は、画像取得部６５２と、ＦＦＴ部（フーリエ変換部）６５３と、フィルタ処理部６５４と、逆ＦＦＴ部（逆フーリエ変換部）６５５と、表示処理部６５６と、応力情報出力部６５７と、応力絶対値算出部６５８とを備えている。更に、処理装置２６５は、部分時系列データ抽出部６６１と、連結時系列データ生成部６６２とを備えている。これらの各機能部は、前記プロセッサが記憶部６５１に予め記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現されている。
【００８５】
実施形態３では、単発的な負荷付与が同じ条件で複数回について試行されることから、画像取得部６５２は、赤外線カメラ６３を通じて得られた試行毎の時系列画像ＧＡ１についての各画素の第１時系列データを、試行毎に記憶部６５１に格納する。そして、部分時系列データ抽出部６６１は、試行毎の前記第１時系列データに含まれる前記負荷付与の部分を部分時系列データとして抽出し、連結時系列データ生成部６６２は、これら試行毎の部分時系列データを並べて構成した部分データ群を、更に複数連結することにより連結時系列データを生成する。
【００８６】
以下、前記実施形態２の場合と同様に、ＦＦＴ部６５３は、連結時系列データ生成部６６２が生成した連結時系列データに対してＦＦＴ処理を行い、周波数データ（第１周波数データ）を生成し、フィルタ処理部６５４は、ＦＦＴ部６５３が生成した周波数データに対してフィルタ処理を行う。
図１２は、実施形態３に係る処理装置２６５の動作を示すフローチャートである。実施形態１、２と同様の処理については適宜説明を省略する。
【００８７】
まず、処理装置２６５に対して、等速ジョイント１に対する単発的な負荷付与の回数（試行数）Ｑが設定される（ステップＳ１−１）。実施形態３では試行数Ｑ＝３である。
【００８８】
そして、実際に、等速ジョイント１に対して、単発的な負荷付与が同じ条件で３回（Ｑ回）試行され、試行毎の様子を赤外線カメラ６３が撮像する。画像取得部６５２は、この赤外線カメラ６３から試行毎の時系列画像ＧＡ１を取得し、試行毎に区別して記憶部６５１に記憶させる（ステップＳ１−２）。記憶部６５１に記憶される時系列画像ＧＡ１は、等速ジョイント１の撮像対象部位を所定の周期（サンプリング周波数）で撮像して得られる複数フレームの画像データから構成される。
【００８９】
時系列画像ＧＡ１を構成する各フレームには、複数の画素が含まれている。そこで、記憶部６５１には、１試行目の第１時系列画像ＧＡ１についての画素毎の第１時系列データ、２試行目の第１時系列画像ＧＡ１についての画素毎の第１時系列データ、及び、３試行目の第１時系列画像ＧＡ１についての画素毎の第１時系列データが、それぞれ記憶される。
図１３は、一つの画素ｋ（ｋは、画素の識別番号）に着目した第１時系列データを示しており、図１３（ａ）は、前記一つの画素ｋにおける１試行目の第１時系列データＰ０−１を示しており、図１３（ｂ）は、前記一つの画素ｋにおける２試行目の第１時系列データＰ０−２を示しており、図１３（ｃ）は、前記一つの画素ｋにおける３試行目の第１時系列データＰ０−３を示している。これら一つの画素ｋに関して、三つの第１時系列データが記憶部６５１に記憶される。そして、これら図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、１試行目、２試行目及び３試行目の時系列データそれぞれには、１回の応力発生（負荷付与）に起因する温度変化を示すデータが含まれている。
【００９０】
そして、ステップＳ２の処理の後、部分時系列データ抽出部６６１は、記憶部６５１に記憶されている試行毎の時系列画像ＧＡ１それぞれから、画素ｋの時系列データを取得し、この時系列データから部分時系列データを抽出する（切り出す）処理を行う（ステップＳ２１−１）。この部分時系列データを抽出する処理は、試行毎に行われる。
【００９１】
この処理を具体的に説明すると、部分時系列データ抽出部６６１は、図１３（ａ）に示す画素ｋの１試行目の第１時系列データＰ０−１から、１試行目の負荷付与に対応する部分、つまり、応力発生（負荷付与）に対応する温度変動部分の時系列データを、部分時系列データＰ２−１として抽出する。この抽出処理は、例えば、単発的な負荷付与の開始時刻から終了時刻までの時間帯のデータを抽出することで行われる。図１３（ａ）において、抽出する部分時系列データの範囲は、一点鎖線で囲まれた範囲である。
これと同様に、部分時系列データ抽出部６６１は、図１３（ｂ）に示す画素ｋの２試行目の第１時系列データＰ０−２から、２試行目の負荷付与に対応する部分、つまり、応力発生（負荷付与）に対応する温度変動部分の時系列データを、部分時系列データＰ２−２として抽出する。図１３（ｂ）において、抽出する部分時系列データの範囲は、一点鎖線で囲まれた範囲である。
また、部分時系列データ抽出部６６１は、図１３（ｃ）に示す画素ｋの３試行目の第１時系列データＰ０−３から、３試行目の負荷付与に対応する部分、つまり、応力発生（負荷付与）に対応する温度変動部分の時系列データを、部分時系列データＰ２−３として抽出する。図１３（ｃ）において、抽出する部分時系列データの範囲は、一点鎖線で囲まれた範囲である。
【００９２】
以上のように、抽出する処理が３回行われ、１試行目の部分時系列データＰ２−１、２試行目の部分時系列データＰ２−２、及び、３試行目の部分時系列データＰ２−３が抽出される。
【００９３】
次に、連結時系列データ生成部６６２は、抽出した試行毎の部分時系列データを時系列に連結して部分データ群を生成する。つまり、連結時系列データ生成部６６２は、１試行目の部分時系列データＰ２−１、２試行目の部分時系列データＰ２−２、及び、３試行目の部分時系列データＰ２−３を連結し、部分データ群Ｐ２（図１４（ａ）参照）を生成する（ステップＳ２１−２）。
【００９４】
更に、連結時系列データ生成部６６２は、この部分データ群Ｐ２を複製し、複製した部分時系列データＰ２を時系列に繰り返し複数連結することにより連結時系列データＰ３を生成する（ステップＳ２２）。生成した連結時系列データＰ３を、図１４（ｂ）に示す。
ここで、生成した連結時系列データＰ３に含まれるデータ数が少ないと、この連結時系列データＰ３をＦＦＴ処理した場合に、周波数分解能が十分に得られない。そこで、連結時系列データＰ３に含まれるデータ数が８１９２個以上となるように、部分データ群Ｐ２を繰り返し連結する。例えば、一つの部分データ群Ｐ２に含まれるデータ点数が３２個の場合、この部分データ群Ｐ２を２５６個以上に複製して、これら２５６個以上の部分データ群を連結する。
【００９５】
また、連結時系列データ生成部６６２は、部分データ群Ｐ２の繰り返し周期の逆数を応力周波数ｆｓｃとして算出し、算出した応力周波数ｆｓｃを示す周波数情報をフィルタ処理部６５４に送る。
【００９６】
なお、試行毎に得られた部分時系列データの順番を変えて複数種類の部分データ群Ｐ２を生成してもよい。つまり、１種類目の部分データ群Ｐ２は、１試行目の部分時系列データＰ２−１、２試行目の部分時系列データＰ２−２、及び、３試行目の部分時系列データＰ２−３の順番であるが、２種類目の部分データ群Ｐ２は、１試行目、３試行目及び２試行目の順番であり、３種類目の部分データ群Ｐ２は、３試行目、１試行目及び２試行目の順番である等、複数種類の部分データ群Ｐ２を生成してもよい。そして、これら複数種類の部分データ群Ｐ２を複製して連結し連結時系列データＰ３を生成してもよい。この場合、後にも説明するが、突発的なノイズが、より一層、周期成分として捉えられにくくなる。
【００９７】
図１２に戻って、ステップＳ２２の処理の後、ＦＦＴ部６５３は、連結時系列データＰ３に対してＦＦＴ処理を行う（ステップＳ２３）。これにより、ＦＦＴ部６５３は、連結時系列データＰ３に対応する周波数データ（第１周波数データ）Ｓ３を生成する。
そして、フィルタ処理部６５４は、ＦＦＴ部６５３が生成した周波数データＳ３に対してフィルタ処理を行う（ステップＳ２４）。本実施形態では、連結時系列データ生成部６６２から取得した周波数情報が示す応力周波数ｆｓｃを用いて、ＦＦＴ部６５３が生成した周波数データＳ３に対してフィルタ処理を行う（ステップＳ２４）。
【００９８】
フィルタ処理部６５４が、周波数データＳ３に対してフィルタ処理を行うことにより周波数データ（第２周波数データ）Ｓ４を生成する（ステップＳ２４）。ここでは、フィルタ処理部６５４は、連結時系列データ生成部６６２から取得した周波数情報が示す応力周波数ｆｓｃを用いてフィルタ処理を行う。なお、フィルタ処理の内容は、実施形態１,２と同様なので詳細な説明は省略する。
【００９９】
続いて、逆ＦＦＴ部６５５が、周波数データＳ４に対して逆フーリエ変換処理を行う（ステップＳ２５）。これにより、逆ＦＦＴ部６５５は、時系列データ（第２時系列データ）Ｐ４を生成する。
【０１００】
図１５（ａ）は処理後の時系列データＰ４の一例を示し、（ｂ）は処理後の部分時系列データを示す。処理後の部分時系列データは、図１５（ａ）に示す時系列データＰ４の１つの繰り返し単位に相当する部分を切り出して得られるデータである。
図１５（ａ）に示すように、時系列データＰ４は、例えば処理後時系列画像（第２時系列画像）ＧＡ２を構成する各画像における識別番号ｋの画素に対応する温度と、各画像に付与されたフレーム番号ｔとの関係を表すデータとして得られる。
この時系列データＰ４［ｋ，ｔ］は、処理後時系列画像ＧＡ２の一部を構成する１画素に対応する時系列データに相当する。そして、図１５（ｂ）に示すように、この時系列データＰ４［ｋ，ｔ］から１つの繰り返し単位に相当する部分を切り出して得られる処理後の部分時系列データが、部分時系列データＰ２［ｋ，ｔ］に対応する処理後の時系列データに相当する。
【０１０１】
その後、実施形態１の図４で説明したステップＳ６，Ｓ７の処理と同様の処理が行われ、処理後時系列画像ＧＡ２が生成される。そして、処理後時系列画像ＧＡ２が完成すると、応力絶対値算出部６５８および表示処理部６５６が、実施形態１と同様の処理を行うことにより、応力絶対値時系列画像を画像表示部６６に表示させる。
【０１０２】
以上のように、実施形態３での処理装置２６５が行う処理には、等速ジョイント１に対する負荷付与を同じ条件で複数回について試行することで赤外線カメラ６３を通じて得られた前記第１時系列データを、試行毎に分けて記憶部６５１に格納するステップ、試行毎の第１時系列データに含まれる負荷付与の部分を部分時系列データとして抽出するステップ、及び、試行毎の前記部分時系列データを並べて構成した部分データ群を更に複数連結することにより連結時系列データを生成するステップが含まれている。
【０１０３】
このような処理を含む実施形態３によれば、等速ジョイント１に対して単発的に負荷付与した際に（ある試行の際に）突発的にノイズが発生していても、他の試行の際には同じノイズが含まれないことで、突発的な前記ノイズが周期成分として捉えられにくくなる。このため、フィルタ処理の際に、負荷付与による実際の応力変動成分と前記ノイズによる成分との切り分けを行い易くなり、前記ノイズによる成分を除去する処理が容易となる。この結果、単発的に負荷付与した場合における応力計測の精度を高めることが可能となる。
すなわち、実施形態３での処理装置２６５が行う処理は、等速ジョイント１に対する負荷付与を複数回について同じ条件で行った場合に、この負荷付与に起因して発生する応力変動は各回同じであるが、突発的に生じるノイズは都度異なるという思想に基づく処理である。
【０１０４】
［４．変形例］
（１）なお、実施形態１において、フィルタ処理部６５４が、周波数データＳ０［ｋ，ｆ］に対して所定の振幅閾値Ｉｔｈ未満の周波数帯域の振幅値を低減する処理を行うものであってもよい。
例えば、図６（ｂ）に示す周波数データＳ０［ｋ，ｆ］について、振幅閾値Ｉｔｈを、赤外線カメラ６３の温度分解能（例えば０．０２℃）に相当する振幅値に設定し、振幅値Ｉが当該振幅閾値Ｉｔｈ未満となる周波数帯域の振幅値を低減するようにしてもよい。
【０１０５】
本構成によれば、フィルタ処理部６５４で行われる処理内容の簡素化を図ることができるので、処理装置における処理負荷の軽減を図ることができる。
【０１０６】
（２）実施形態１において、フィルタ処理部６５４が、周波数データＳ０［ｋ，ｆ］に対して、応力周波数ｆｓｃおよび応力周波数ｆｓｃの整数倍の周波数それぞれを含む周波数帯域の成分のうち、ピークの振幅値が所定の振幅閾値未満となる周波数帯域の振幅値を低減するようにしてもよい。具体的には、フィルタ処理部６５４が、例えば応力周波数ｆｓｃを含む周波数帯域の成分と、当該応力周波数ｆｓｃの２〜４倍の周波数それぞれを含む周波数帯域の成分を残し、応力周波数ｆｓｃの５倍以上の周波数それぞれを含む周波数帯域の成分全ての振幅値を低減するようにしてもよい。
【０１０７】
（３）実施形態１において、等速ジョイント１に対してトルク負荷の大きさを予め定められた周期で変動させるようにし、フィルタ処理部６５４が、応力周波数ｆｓｃとしてトルク負荷の変動周期に対応する周波数を採用するようにしてもよい。
【０１０８】
（４）実施形態１、２および３において、ＦＦＴ部６５３や逆ＦＦＴ部６５５の代わりに、ＦＦＴや逆ＦＦＴとは異なる他の離散型フーリエ変換アルゴリズムを用いた処理を行うフーリエ変換部や逆フーリエ変換部を備える構成であってもよい。
また、ＦＦＴ部６５３や逆ＦＦＴ部６５５が、ＦＦＴ処理や逆ＦＦＴ処理を行う前に、時系列データに対して窓関数（例えばハニング窓関数等）を用いたフィルタ処理を行う構成であってもよい。
【０１０９】
（５）実施形態１、２および３について、応力絶対値算出部６５８が、処理後時系列画像ＧＡ２から生成した応力絶対値時系列画像を記憶部６５１の所定の記憶領域に格納する構成であってもよい。この場合、表示処理部６５６が、記憶部６５１に格納された応力絶対値時系列画像を読み出して表示部６６に表示させればよい。
本構成によれば、応力絶対値時系列画像を繰り返し表示部６６に表示させたい場合、その都度、応力絶対値算出部が、処理後時系列画像ＧＡ２を応力絶対値時系列画像に変換する処理を行う必要がなくなるので、処理装置の処理負荷の軽減を図ることができる。
【０１１０】
（６）実施形態１、２および３について、処理装置６５を構成する複数の機能部が、それぞれ専用の集積回路から構成されていてもよい。また、当該複数の機能部の一部を纏めて１つの集積回路から構成してもよい。
【０１１１】
［５．付記］
応力計測システムの構成は、上記実施形態のものに限らず、適宜変更可能である。前記の説明では計測対象物を等速ジョイントとしているが、本発明に係る応力計測システムは、等速ジョイントに限らず、軸受やハブユニット、ステアリングシャフト等の応力計測にも適用可能であり、さらに、計測対象物はその他のものであってもよく、モノリシックの物であってもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１：等速ジョイント（回転装置）、    ６０：応力計測システム、
６３：赤外線カメラ、    ６５，２６５：処理装置、    ６５１：記憶部、
６５２：画像取得部、    ６５３：ＦＦＴ部（フーリエ変換部）、
６５４：フィルタ処理部、    ６５５：逆ＦＦＴ部（逆フーリエ変換部）、
６５６：表示処理部、    ６５７：応力情報出力部、    ６５８：応力絶対値算出部、
６６１：部分時系列データ抽出部、    ６６２：連結時系列データ生成部、
ｆｓｃ：応力周波数（基本周波数）、    ＧＡ１：時系列画像（第１時系列画像）、
ＧＡ２：処理後時系列画像（第２時系列画像）、
Ｐ０［ｋ，ｔ］，Ｐ１［ｋ，ｔ］，Ｐ４［ｋ，ｔ］：時系列データ、
Ｐ２［ｋ，ｔ］：部分時系列データ    Ｐ３［ｋ，ｔ］:連結時系列データ、
Ｓ１［ｋ，ｆ］，Ｓ２［ｋ，ｆ］，Ｓ３［ｋ，ｆ］，Ｓ４［ｋ，ｆ］：周波数データ
【図１】
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【図２】
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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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図７】
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