(57)【要約】      （修正有）【課題】ケーブルの軸方向の形状状態をより正確に測定することができる形状状態測定方法、及びこれに用いるケーブルの形状状態測定システム、ケーブルの形状状態測定プログラムを提供する。【解決手段】ケーブルの形状状態測定方法は、直交３方向をＸ，Ｙ，Ｚとするとき、軸方向がＸ−Ｙ平面と交差するように配置された前記ケーブルに対して透過撮影を行うことによって、Ｘ−Ｙ平面と平行かつＺ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面画像を取得する断面画像取得工程と、前記複数の断面画像それぞれに対して、走査線上における前記断面画像の明度値の分布を取得しつつ、前記走査線を前記中心点を通過する所定の基準線から前記中心点回りに全周に亘って走査することで、前記断面画像全体の明度値の分布を周方向に沿って取得する明度値分布取得工程とを備えている。【選択図】図５
2008145175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に所定周期で撚り束ねられた複数の素線を有するケーブルにおける前記複数の素線の周方向に対する配列周期を当該ケーブル断面の断面画像から把握する素線の配列周期把握方法であって、
前記断面画像に対して、前記断面画像から特定される前記ケーブル断面における中心点から前記ケーブル断面の径外方向に延びる走査線上における前記断面画像の明度値の分布を取得しつつ、前記走査線を前記中心点を通過する所定の基準線から前記中心点回りに全周に亘って走査することで、前記断面画像全体の明度値の分布を周方向に沿って取得し、
これにより得られる前記断面画像の周方向に対する明度値の分布に基づいて、前記ケーブルを構成する複数の素線の周方向に対する配列周期を把握することを特徴とする素線の配列周期把握方法。
【請求項２】
軸方向に所定周期で撚り束ねられた複数の素線を有するケーブルの形状状態測定方法であって、
直交３方向をＸ，Ｙ，Ｚとするとき、軸方向がＸ−Ｙ平面と交差するように配置された前記ケーブルに対して透過撮影を行うことによって、Ｘ−Ｙ平面と平行かつＺ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面画像を、明度情報を含んだＸ−Ｙ平面の２次元画像データとして取得する断面画像取得工程と、
前記複数の断面画像それぞれに対して、前記断面画像から特定される前記ケーブル断面における中心点から前記ケーブル断面の径外方向に延びる走査線上における前記断面画像の明度値の分布を取得しつつ、前記走査線を前記中心点を通過する所定の基準線から前記中心点回りに全周に亘って走査することで、前記断面画像全体の明度値の分布を周方向に沿って取得する明度値分布取得工程と、
前記明度値分布取得工程により得られる前記複数の断面画像の周方向に対する明度値の分布に基づいて、前記ケーブルを構成する複数の素線の周方向に対する配列周期を、前記複数の断面画像それぞれについて把握する配列周期把握工程と、
前記配列周期把握工程により得られる前記配列周期と、所定の基準配列周期との位相差をねじり角として、前記複数の断面画像それぞれに算出し、さらにＺ方向の距離寸法に対する前記ねじり角の差分であるねじり率を算出するねじり率算出工程と、
前記ねじり率算出工程より得られる前記ねじり率を、前記ケーブルの形状状態の測定結果として出力する形状状態出力工程と、を備えていることを特徴とするケーブルの形状状態測定方法。
【請求項３】
前記配列周期把握工程は、前記明度値分布取得工程において取得される、前記走査線上における前記断面画像の明度値の分布を、対応する走査線方向に積分することで、当該走査線上における明度値の積算値を算出する積算値算出工程と、
この積算値と、当該積算値に対応する前記基準線を基準とした周方向位置と、の関係により得られる前記積算値の前記周方向位置に対する周期性に基づいて、前記配列周期を把握する積算値周期把握工程と、を備えている請求項２に記載のケーブルの形状状態測定方法。
【請求項４】
前記配列周期把握工程は、
前記ケーブルにおいて同一周上に配置されている前記複数の素線の素線数を予め取得する素線数取得工程と、
前記走査線が走査する周方向範囲の全周を前記素線数によって等分し、前記積算値算出工程による走査線上の積算値のうち、周方向に等分されたそれぞれの分割領域内に位置しかつ互いに対応する同位相の積算値を積算して、平均し、平均積算値を得る平均積算値算出工程と、をさらに備え、
前記積算値周期把握工程が、前記平均積算値と、当該平均積算値の周方向位置との関係により得られる前記平均積算値の周期性に基づいて、前記配列周期を把握する請求項３に記載のケーブルの形状状態測定方法。
【請求項５】
前記配列周期把握工程は、前記明度値分布取得工程において取得される、前記走査線上における前記断面画像の明度値の分布を、対応する走査線方向に微分し、この微分値に基づいて前記走査線方向における前記複数の素線断面の断面縁の位置を特定する断面縁特定工程と、
この断面縁の位置と、当該断面縁の位置に対応する前記基準線を基準とした周方向位置との関係に基づいて、前記配列周期を把握する微分値周期把握工程と、を備えている請求項２に記載のケーブルの形状状態測定方法。
【請求項６】
軸方向に所定周期で撚り束ねられた複数の素線を有するケーブルの形状状態を測定するケーブルの形状状態測定システムであって、
直交３方向をＸ，Ｙ，Ｚとするとき、軸方向がＸ−Ｙ平面と交差するように配置された前記ケーブルに対して透過撮影を行うことによって、Ｘ−Ｙ平面と平行かつＺ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面画像を、明度情報を含んだＸ−Ｙ平面の２次元画像データとして取得する断面画像取得手段と、
前記複数の断面画像それぞれに対して、前記断面画像から特定される前記ケーブル断面における中心点から前記ケーブル断面の径外方向に延びる走査線上における前記断面画像の明度値の分布を取得しつつ、前記走査線を前記中心点を通過する所定の基準線から前記中心点回りに全周に亘って走査することで、前記断面画像全体の明度値の分布を周方向に沿って取得する明度値分布取得手段と、
前記明度値分布取得手段により得られる前記複数の断面画像の周方向に対する明度値の分布に基づいて、前記ケーブルを構成する複数の素線それぞれの周方向に対する配列周期を、前記複数の断面画像それぞれについて把握する配列周期把握手段と、
前記配列周期把握手段により得られる前記配列周期と、所定の基準配列周期との位相差をねじり角として、前記複数の断面画像それぞれに算出し、さらにＺ方向の距離寸法に対する前記ねじり角の差分であるねじり率を算出するねじり率算出手段と、
前記ねじり率算出手段より得られる前記ねじり率を、前記ケーブルの形状状態の測定結果として出力する形状状態出力手段と、を備えていることを特徴とするケーブルの形状状態測定システム。
【請求項７】
軸方向に所定周期で撚り束ねられた複数の素線を有するケーブルの形状状態測定方法をコンピュータに実行させるためのケーブルの形状状態測定プログラムであって、
前記形状状態測定プログラムは、直交３方向をＸ，Ｙ，Ｚとするとき、Ｘ−Ｙ平面と平行かつＺ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面画像を前記コンピュータの記憶手段に記憶する記憶ステップと、
前記複数の断面画像それぞれに対して、前記断面画像から特定される前記ケーブル断面における中心点から前記ケーブル断面の径外方向に延びる走査線上における前記断面画像の明度値の分布を取得しつつ、前記走査線を前記中心点を通過する所定の基準線から前記中心点回りに全周に亘って走査することで、前記断面画像全体の明度値の分布を周方向に沿って取得する明度値分布取得ステップと、
前記明度値分布取得ステップにより得られる前記複数の断面画像の周方向に対する明度値の分布に基づいて、前記ケーブルを構成する複数の素線それぞれの周方向に対する配列周期を、前記複数の断面画像それぞれについて把握する配列周期把握ステップと、
前記配列周期把握ステップにより得られる前記配列周期と、所定の基準配列周期との位相差をねじり角として、前記複数の断面画像それぞれに算出し、さらにＺ方向の距離寸法に対する前記ねじり角の差分であるねじり率を算出するねじり率算出ステップと、
前記ねじり率算出ステップより得られる前記ねじり率を、前記ケーブルの形状状態の測定結果として出力する形状状態出力ステップと、を備えていることを特徴とするケーブルの形状状態測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の素線を撚り束ねたケーブル等の軸方向の形状状態を測定するための、素線の配列周期把握方法、及び、形状状態測定方法、これに用いるケーブルの形状状態測定システム、ケーブルの形状状態測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や産業機器等において、信号送信や電力供給のために用いられるケーブルには、複数の導電金属製の素線を所定のピッチで撚り束ねて構成されたものがある。
このようなケーブルは、通常、絶縁性の被覆体で覆われているので、その内部の素線の撚り束ねの不良や、断線等が生じた場合にも、それを外部から把握することが困難である。このため、例えば、ケーブルの軸方向に対して、直交する方向にＸ線を透過させてその内部を撮影し、ケーブル内部を非破壊で検査する装置等が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６５９７５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の方法では、単に、ケーブルの透過像を撮影しているだけなので、素線のねじり状態等の変形を正確に把握することは困難である。他方、ケーブルを構成する素線のねじり状態等、軸方向の形状状態が正確に把握できれば、素線の撚り束ねの不良は容易に把握できる。さらに、素線の軸方向の形状状態の連続性を把握することで、断線の有無等をも容易に把握することができる。
上記のように、ケーブルの軸方向の形状状態を正確に把握するには、例えば、ＣＴスキャナ等による断層撮影装置を用いて、軸方向に並ぶ多数の断面画像を取得しこれら断面画像を数値化処理することで、当該ケーブルの軸方向の形状状態を数値データとして把握することが考えられる。この場合、ケーブルのねじり状態を把握しようとすると、以下に示す方法を採ることが考えられる。すなわち、図１４に示すように、ケーブル断面画像１００全体の中心点１０１と、この中心点１０１以外に一の素線の中心を特定点１０２を定め、軸方向に並ぶ多数の断面画像１００における、中心点１０１に対する特定点１０２の周方向位置の変化を軸方向に沿って取得し、ケーブルがどの程度ねじり変形しているかを把握することができる。
【０００５】
他方、上記方法では、特定点１０２の周方向位置の変化を取得するために断面画像の画像処理を行う必要があるが、その画像処理に際して、以下のような問題を有している。すなわち、断面画像１００における中心点１０１は比較的容易かつ高い精度で検出することができるが、ねじれによって周方向にずれが生じる特定点１０２は、一の素線の中心としているので、画像処理を行ったとしても、得られる素線の中心の値には誤差やばらつきが生じ易く、コンピュータによって自動検出することが困難な場合が多い。コンピュータによって自動検出が困難な場合、作業者が断面画像を確認しながら手動で特定点を入力することになるが、この場合にも、多数の断面画像１００それぞれについて入力作業を行う必要があり、多くの工数がかかったり、作業者の人為的なミス等によって誤差が生じ易い。
このため、ケーブルの断面画像に基づいて、素線の周方向位置、すなわち周方向に配列された複数の素線の周方向に対する配列周期を容易かつ正確に把握でき、かつその配列周期に基づいて、ねじり状態といったようなケーブルの軸方向の形状状態をより正確に測定できる方策が嘱望されていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ケーブルの断面画像から素線の配列周期を容易かつ正確に把握することができる配列周期把握方法、及びケーブルの軸方向の形状状態をより正確に測定することができる形状状態測定方法、これに用いるケーブルの形状状態測定システム、ケーブルの形状状態測定プログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、軸方向に所定周期で撚り束ねられた複数の素線を有するケーブルにおける前記複数の素線の周方向に対する配列周期を当該ケーブル断面の断面画像から把握する素線の配列周期把握方法であって、前記断面画像に対して、前記断面画像から特定される前記ケーブル断面における中心点から前記ケーブル断面の径外方向に延びる走査線上における前記断面画像の明度値の分布を取得しつつ、前記走査線を前記中心点を通過する所定の基準線から前記中心点回りに全周に亘って走査することで、前記断面画像全体の明度値の分布を周方向に沿って取得し、これにより得られる前記断面画像の周方向に対する明度値の分布に基づいて、前記ケーブルを構成する複数の素線の周方向に対する配列周期を把握することを特徴としている。
【０００７】
上記のように構成された素線の配列周期把握方法によれば、走査線を中心点回りに走査することで、断面画像全体の相対明度値の分布を周方向に沿って取得するので、この明度値の分布より複数の素線すべての配列を参照して周方向に対する配列周期を把握することができる。このため、例えば、上記従来例のように中心点以外に特定点を一箇所だけ定める場合と比較して、周方向全体の配列周期をより正確に把握することができる。また、特定点を定める必要がないので、配列周期の把握が容易となる。
【０００８】
また、本発明は、軸方向に所定周期で撚り束ねられた複数の素線を有するケーブルの形状状態測定方法であって、直交３方向をＸ，Ｙ，Ｚとするとき、軸方向がＸ−Ｙ平面と交差するように配置された前記ケーブルに対して透過撮影を行うことによって、Ｘ−Ｙ平面と平行かつＺ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面画像を、明度情報を含んだＸ−Ｙ平面の２次元画像データとして取得する断面画像取得工程と、前記複数の断面画像それぞれに対して、前記断面画像から特定される前記ケーブル断面における中心点から前記ケーブル断面の径外方向に延びる走査線上における前記断面画像の明度値の分布を取得しつつ、前記走査線を前記中心点を通過する所定の基準線から前記中心点回りに全周に亘って走査することで、前記断面画像全体の明度値の分布を周方向に沿って取得する明度値分布取得工程と、前記明度値分布取得工程により得られる前記複数の断面画像の周方向に対する明度値の分布に基づいて、前記ケーブルを構成する複数の素線の周方向に対する配列周期を、前記複数の断面画像それぞれについて把握する配列周期把握工程と、前記配列周期把握工程により得られる前記配列周期と、所定の基準配列周期との位相差をねじり角として、前記複数の断面画像それぞれに算出し、さらにＺ方向の距離寸法に対する前記ねじり角の差分であるねじり率を算出するねじり率算出工程と、前記ねじり率算出工程より得られる前記ねじり率を、前記ケーブルの形状状態の測定結果として出力する形状状態出力工程と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
上記のように構成されたケーブルの形状状態測定方法によれば、走査線を中心点回りに走査することで、断面画像全体の相対明度値の分布を周方向に沿って取得し、この明度値の分布より複数の素線すべての配列を参照して周方向に対する配列周期を把握し、ねじり率を算出することができる。このため、例えば、上記従来例のように中心点以外に特定点を一箇所だけ定めてねじり率を算出する場合と比較して、周方向全体の配列周期をより正確に把握することができ、より正確にケーブルの形状状態としてのねじり率を測定することができる。
【００１０】
上記ケーブルの形状状態測定方法において、前記配列周期把握工程は、前記明度値分布取得工程において取得される、前記走査線上における前記断面画像の明度値の分布を、対応する走査線方向に積分することで、当該走査線上における明度値の積算値を算出する積算値算出工程と、この積算値と、当該積算値に対応する前記基準線を基準とした周方向位置と、の関係により得られる前記積算値の前記周方向位置に対する周期性に基づいて、前記配列周期を把握する積算値周期把握工程と、を備えていることが好ましい。
この場合、断面画像に表れる素線を示す部分の明度値全てを積算値として取得し、これによって複数の素線の配列周期を把握するので、より正確に配列周期を把握することができる。また、上記方法では、数値として得られる明度値を、演算処理することによって素線の周期構造を把握できるので、上記従来例のように人為的な処理を必要としない。このため、作業者等の工数を減少できるとともに、誤差要因を減らすことができる。
【００１１】
また、前記配列周期把握工程は、前記ケーブルにおいて同一周上に配置されている前記複数の素線の素線数を予め取得する素線数取得工程と、前記走査線が走査する周方向範囲の全周を前記素線数によって等分し、前記積算値算出工程による走査線上の積算値のうち、周方向に等分されたそれぞれの分割領域内に位置しかつ互いに対応する同位相の積算値を積算して、平均し、平均積算値を得る平均積算値算出工程と、をさらに備え、前記積算値周期把握工程が、前記平均積算値と、当該平均積算値の周方向位置との関係により得られる前記平均積算値の周期性に基づいて、前記配列周期を把握するものであってもよい。
この場合、それぞれの分割領域内において対応する同位相の平均積算値を算出することによって、取得された明度値のばらつき等の誤差要因の影響をさらに抑え、より正確に配列周期を把握することができる。
【００１２】
また、上記ケーブルの形状状態測定方法において、前記配列周期把握工程は、前記明度値分布取得工程において取得される、前記走査線上における前記断面画像の明度値の分布を、対応する走査線方向に微分し、この微分値に基づいて前記走査線方向における前記複数の素線断面の断面縁の位置を特定する断面縁特定工程と、この断面縁の位置と、当該断面縁の位置に対応する前記基準線を基準とした周方向位置との関係に基づいて、前記配列周期を把握する微分値周期把握工程と、を備えているものであってもよい。
この場合、数値として得られる明度値を、演算処理することによって素線断面縁に対応する境界を特定し、素線の周期構造を把握できるので、上記従来例のように人為的な処理を必要としない。このため、作業者等の工数を減少できるとともに、誤差要因を減らすことができる。
【００１３】
また、本発明は、軸方向に所定周期で撚り束ねられた複数の素線を有するケーブルの形状状態を測定するケーブルの形状状態測定システムであって、直交３方向をＸ，Ｙ，Ｚとするとき、軸方向がＸ−Ｙ平面と交差するように配置された前記ケーブルに対して透過撮影を行うことによって、Ｘ−Ｙ平面と平行かつＺ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面画像を、明度情報を含んだＸ−Ｙ平面の２次元画像データとして取得する断面画像取得手段と、前記複数の断面画像それぞれに対して、前記断面画像から特定される前記ケーブル断面における中心点から前記ケーブル断面の径外方向に延びる走査線上における前記断面画像の明度値の分布を取得しつつ、前記走査線を前記中心点を通過する所定の基準線から前記中心点回りに全周に亘って走査することで、前記断面画像全体の明度値の分布を周方向に沿って取得する明度値分布取得手段と、前記明度値分布取得手段により得られる前記複数の断面画像の周方向に対する明度値の分布に基づいて、前記ケーブルを構成する複数の素線それぞれの周方向に対する配列周期を、前記複数の断面画像それぞれについて把握する配列周期把握手段と、前記配列周期把握手段により得られる前記配列周期と、所定の基準配列周期との位相差をねじり角として、前記複数の断面画像それぞれに算出し、さらにＺ方向の距離寸法に対する前記ねじり角の差分であるねじり率を算出するねじり率算出手段と、前記ねじり率算出手段より得られる前記ねじり率を、前記ケーブルの形状状態の測定結果として出力する形状状態出力手段と、を備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記のように構成されたケーブルの形状状態測定システムによれば、上述したように、複数の素線すべての配列を参照することで、周方向に対する配列周期をより正確に把握することができる。このため、より正確にケーブルの形状状態としてのねじり率を算出することができる。
【００１５】
また、本発明は、軸方向に所定周期で撚り束ねられた複数の素線を有するケーブルの形状状態測定方法をコンピュータに実行させるためのケーブルの形状状態測定プログラムであって、前記形状状態測定プログラムは、直交３方向をＸ，Ｙ，Ｚとするとき、Ｘ−Ｙ平面と平行かつＺ方向に所定間隔で並ぶ複数のケーブル断面の断面画像を前記コンピュータの記憶手段に記憶する記憶ステップと、前記複数の断面画像それぞれに対して、前記断面画像から特定される前記ケーブル断面における中心点から前記ケーブル断面の径外方向に延びる走査線上における前記断面画像の明度値の分布を取得しつつ、前記走査線を前記中心点を通過する所定の基準線から前記中心点回りに全周に亘って走査することで、前記断面画像全体の明度値の分布を周方向に沿って取得する明度値分布取得ステップと、前記明度値分布取得ステップにより得られる前記複数の断面画像の周方向に対する明度値の分布に基づいて、前記ケーブルを構成する複数の素線それぞれの周方向に対する配列周期を、前記複数の断面画像それぞれについて把握する配列周期把握ステップと、前記配列周期把握ステップにより得られる前記配列周期と、所定の基準配列周期との位相差をねじり角として、前記複数の断面画像それぞれに算出し、さらにＺ方向の距離寸法に対する前記ねじり角の差分であるねじり率を算出するねじり率算出ステップと、前記ねじり率算出ステップより得られる前記ねじり率を、前記ケーブルの形状状態の測定結果として出力する形状状態出力ステップと、を備えていることを特徴としている。
【００１６】
上記のように構成されたケーブルの形状状態測定プログラムによれば、上述したように、複数の素線すべての配列を参照することで、周方向に対する配列周期をより正確に把握することができる。このため、より正確にケーブルの形状状態としてのねじり率を算出することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明に係るケーブルの素線の配列周期把握方法によれば、素線の配列周期を容易かつ正確に把握することができる。また、本発明に係るケーブルの形状状態測定方法、及びこれに用いるケーブルの形状状態測定システム、ケーブルの形状状態測定プログラムによれば、素線の配列周期をより正確に把握することができるので、ケーブルの軸方向の形状状態としてのねじり率をより正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。本発明はケーブルの軸方向の形状状態の一つであるねじり率の測定を行うための方法であり、図１は本発明の第一の実施形態に係るケーブルの形状状態測定方法を実現するための形状状態測定システムを示すブロック図である。
図中、形状状態測定システムは、被測定物であるケーブルの断面画像を取得するためのＸ線ＣＴスキャナ装置１と、パーソナルコンピュータ２とを備えている。
【００１９】
パーソナルコンピュータ２は、図に示すように、各部の制御を行うＣＰＵ２１、キーボードやマウス等の入力部２２、ディスプレイやプリンタ等の出力部２３、外部機器とのデータの入出力を行うためのＬＡＮ等の通信部２４、及びメモリやハードディスク等から構成される記憶部２５を備えている。
記憶部２５には、オペレーティングシステムの他、後述する本実施形態に係るケーブルの形状状態測定プログラムとしてのねじり率測定プログラム２６が格納されている。また、通信部２４には、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１が接続されており、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１から出力されるデータを受信する。前記ねじり率測定プログラム２６は、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１から出力されるデータに基づいてパーソナルコンピュータ２にケーブルのねじり率測定に係る処理を実行させる。
【００２０】
図２（ａ）は、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１の構成を模式的に示した上面図である。Ｘ線ＣＴスキャナ装置１は、上面１１ａに被測定物である後述するケーブル４が固定された試料テーブル１１と、この試料テーブル１１の両側に配置されたＸ線管１２及び検出器１３とを備えている。
試料テーブル１１は図中矢印の方向に数値制御されて任意の位置に移動可能とされている。ここで図２において、試料テーブル１１が移動可能な方向をＺ方向、このＺ方向に直交しかつ試料テーブル１１に対して平行な方向をＸ方向、試料テーブル１１の上面１１ａに直交する方向をＹ方向とする。
図２（ｂ）は、試料テーブル１１の上面１１ａに固定されたケーブル４を側方視したときの模式図である。ケーブル４は、図２（ｂ）のように、上面１１ａに固定された治具Ｇによって固定される。なお、ケーブル４は、図２（ｂ）のように治具Ｇによる固定の他、ケーブル４を樹脂等に埋包することで固定することもできる。
【００２１】
Ｘ線管１２は、試料テーブル１１上に固定されたケーブル４にＸ線を放射する。検出器１３は試料テーブル１１上の被測定物であるケーブル４を挟んで対向配置されており、Ｘ線管１２から放射され被測定物を透過したＸ線を検出する。検出器１３には図示しない演算部が接続されており、この演算部は検出器１３によって検出されたＸ線の検出量から被測定物によるＸ線吸収率を求めるとともに種々の処理を行い、被測定物において、Ｘ−Ｙ面に平行な撮影面（測定面Ｗ）が交差している部分を透過撮影し、その断面画像データを生成する。
Ｘ線管１２及び検出器１３は、Ｚ方向に対して固定されており、試料テーブル１１をＺ方向に移動させることで、Ｘ線管１２から放射されるＸ線を被測定物に対してＺ方向に走査することができる。上記構成によって、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１は、Ｚ方向に連続する被測定物３のＸ−Ｙ面に平行な測定面Ｗの断面画像データを取得することができる。
【００２２】
図１に戻って、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１は、取得した被測定物のＸ−Ｙ面の断面画像データをパーソナルコンピュータ２に対して出力する。そして、パーソナルコンピュータ２は、前記断面画像データを通信部２４により受信し、記憶部２５に保存する。記憶部２５に格納されたねじり率測定プログラム２６は、上述したように、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１から出力されるデータに基づいてパーソナルコンピュータ２にケーブルのねじり率測定に係る処理を実行させる。
【００２３】
次に、上記構成を有する形状状態測定システムによって実現される、ケーブルのねじり率測定方法について説明する。図３（ａ）は、前記ねじり率測定方法の測定対象となるケーブルの構成を示した概略図であり、図４及び図５は、前記ねじり率測定方法を示すフローチャートである。なお、図４及び図５は、図中、Ａで接続された一のフローチャートを示している。
【００２４】
図３（ａ）において、本実施形態にて測定対象としたケーブル４は、その内部に螺旋状に撚り束ねられた６本の素線４１ａからなる導体線４１と、その外周側を覆う絶縁体層４２と、この絶縁体層４２の外周に撚り束ねられた２１本の素線４３ａからなるシールド線４３と、このシールド線４３の外周を覆う外被４４とを有している。素線４１ａ、４３ａは、銅線等の導電金属線材からなり、導体線４１は、信号情報伝達や電力供給のための電気信号を伝達する。シールド線４３は、導体線４１の外方を囲うことで、導体線４１を伝達する電気信号等を保護したり、導体線４１から発する電磁波等が外部に漏洩しないように遮蔽する機能を有している。
以下、上記構成のケーブル４のねじり率測定方法について、図４及び図５のフローチャートに基づいて説明する。
【００２５】
まず、上記構成のケーブル４を、上述したように、治具等によって固定し、それをＸ線ＣＴスキャナ装置１（図２）の試料テーブル１１に固定する（ステップＳ１）。この際、ケーブル４の軸方向をできるだけＺ方向に一致するように固定することが好ましい。その理由は、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１により撮影する断面画像はＸ−Ｙ面に平行な面であるため、軸方向に交差する断面画像を確実に撮影することができるからである。
【００２６】
次に、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１を動作させることで、ケーブル４の断面画像を透過撮影することによって取得する（ステップＳ２）。図３（ｂ）にケーブル４の断面画像の一例を示す。図３（ｂ）中の断面画像ｇは、図３（ａ）のように、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１の測定面Ｗをケーブル４に交差させ、断面内部を透過撮影したものであり、コンピュータに読み込み可能な画像データとして取得される。また、図３（ｂ）の断面画像ｇは、明度情報を含んだピクセルの集合体からなる、いわゆるグレースケールで示される画像データであり、ケーブル４の素線４１ａ，４３ａが存在する部分は、それぞれ、図中破線で示した暗部ｇ１，ｇ２として現れ、他の部分は、暗部よりも明るく現れる明部ｇ３として現れる。このように、断面画像ｇにおいて、素線４１ａ，４３ａが存在する部分と、それ以外の部分とでは、その明度値が異なるよう現れる。すなわち、断面画像ｇは、導電金属線材からなる素線４１ａ，４３ａと、絶縁体層４２、外被４４を含むその他の部分との間のＸ線の吸収率の差によって、コントラストが生じるものであり、素線４１ａ，４３ａが存在する部分を暗部として表した場合、その他の部分は明部として現れ、図３（ｂ）のように素線４１ａ，４３ａの存在位置をそれぞれ暗部ｇ１，ｇ２として認識することができる。
【００２７】
なお、一般にＸ線画像は、Ｘ線吸収率の高い部分が明るく、高い明度値で現れ、吸収率の低い部分が暗く、低い明度値で現れるため、ケーブル４の撮影像は、金属である素線４１ａ，４３ａが存在する部分が明部、他の部分が暗部となって得られるのであるが、図３及び後述の図６の断面画像ｇでは、明部と暗部とを反転させることで、素線４１ａ，４３ａの断面像が暗部、他の部分が明部となるように示し、素線４１ａ，４３ａの断面像をより明瞭に把握できるよう表している。
【００２８】
そして、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１は、Ｚ方向において所定の幅寸法に設定された測定範囲を所定間隔としての一定のピッチ間隔Ｌでケーブル４に対して測定面Ｗを走査することで、ケーブル４の断面画像をＺ方向に沿って連続的に撮影する。図３（ｂ）は、Ｚ方向に連続して撮影された複数の断面画像ｇを模式的に示しており、図中各矢印は、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向を示している。断面画像ｇは、Ｘ−Ｙ平面に対して平行であるとともに、Ｚ方向に沿って一定のピッチ間隔Ｌで連続的に複数枚撮影される。
【００２９】
このように、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１によって、Ｚ方向に沿ってピッチ間隔Ｌで並ぶ複数の断面画像ｇを取得することができる。すなわち、前記ステップＳ２は、Ｘ−Ｙ平面に対して平行かつＺ方向にピッチ間隔Ｌで並ぶ複数のケーブル４断面の断面画像ｇを、断面透過撮影を行うことによって、明度情報を含んだＸ−Ｙ平面の２次元画像データとして取得する断面画像取得工程を構成している。また、上記ステップＳ２により構成される断面画像取得工程を実現するためのＸ線ＣＴスキャナ装置１は、断面画像取得手段を構成している。
【００３０】
上記ステップＳ２にて取得された複数の断面画像ｇは、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１からコンピュータ２（図１）に送信される。そして、コンピュータ２は、送信された複数の断面画像ｇを通信部２４により受信する。
以下、コンピュータ２のＣＰＵ２１は、ケーブルの形状状態測定プログラムとしてのねじり率測定プログラム２６に基づいて、以下の処理（ステップＳ３〜Ｓ１７）を実行する。
【００３１】
まず、ＣＰＵ２１は、Ｘ線ＣＴスキャナ装置１から受信した複数の断面画像ｇを、コンピュータ２の記憶部２５に格納する（ステップＳ３）。
次に、ＣＰＵ２１は、コンピュータ２の記憶部２５に格納した複数の断面画像ｇそれぞれについて、画像処理等によって明度情報を含んだ画像から２値化画像に変換する。そして、この２値化画像から、素線４１ａ，４３ａの断面形状として現れる暗部ｇ１，ｇ２の輪郭形状を抽出する。そして、この抽出された暗部ｇ１，ｇ２の輪郭形状をそれぞれ２次元データとして取得する（ステップＳ４）。図３（ｃ）は、２値化画像ｇ´を示した図である。断面画像ｇは明度情報を含んだ画像データであるため、暗部ｇ１，ｇ２と明部ｇ３との境界が明瞭に現れないので、上記のように２値化画像に変換し、図３（ｃ）のように、２値化後の暗部ｇ´１，ｇ´２と、２値化後の明部ｇ´３との境界線ｇ´１０，ｇ´１１，ｇ´１２を明確なものにする。そしてこの境界線ｇ´１０〜ｇ´１２を２次元データとして取得する。なお、断面画像ｇは、図２中のＸ−Ｙ平面に平行であり、上記２次元データは、Ｘ−Ｙ座標データとして取得される。
【００３２】
なお、上記濃淡画像を２値化画像に変換する際における閾値の設定においては、撮影条件や撮影対象物等の要因によって、明瞭に境界線ｇ´１０〜ｇ´１２が取得できる設定が事例ごとに異なる。このため、画像処理等によって最適な値をＣＰＵ２１に求めさせて自動的に処理させても良いし、パーソナルコンピュータ２のオペレータが適宜最適な数値を判断し入力することができる閾値入力手段を備えたものとしてもよい。このようにすることで、様々な事例に柔軟に対応でき、明瞭な境界線ｇ´１０〜ｇ´１２を得ることができる。
【００３３】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ４で得られた素線４１ａ，４３ａ断面の断面形状である境界線ｇ´１０〜ｇ´１２の２次元データから、ケーブル４の断面中心点Ｔ（図３（ｃ））を２次元のＸ−Ｙ座標値として算出し、その位置を特定する。
また、ケーブル４が軸方向に屈曲変形している場合、その軸方向と、Ｚ方向とはかならずしも一致しないので、断面画像ｇはケーブル４の軸方向に対して必ずしも直交しているとは限らない。このため、素線４１ａ，４３ａの切片である上記境界線ｇ´１０〜ｇ´１２は、真円ではなく楕円状となるが、このような場合にも、境界線ｇ´１０〜ｇ´１２の２次元データから、当該境界線ｇ´１０〜ｇ´１２により囲まれる面積中心等を求めることで、断面中心点Ｔを特定することができる。
【００３４】
ここで、複数の断面画像ｇは、Ｘ−Ｙ平面に平行かつＺ方向に沿ってピッチ間隔Ｌで連続的に撮影されているため、各断面画像ｇに対してはそれぞれＺ方向における座標値を割り当てることができる。従って、ＣＰＵ２１は、上記各断面画像ｇ上の点である断面中心点ＴのＸ−Ｙ座標値に、それぞれ対応するＺ座標値を割り当て、断面中心点ＴにおけるＸ−Ｙ−Ｚの３方向の３次元座標値を取得できる（ステップＳ５）。すなわち、ステップＳ４、及びステップＳ５は、断面画像ｇから、素線４１ａ，４３ａ断面の断面形状である境界線ｇ´１０〜ｇ´１２の２次元データを得ることで、この２次元データからケーブル４の断面中心点Ｔを特定する中心点特定工程を構成している。また、ステップＳ４、及びステップＳ５により構成される中心点特定工程を実現するパーソナルコンピュータ２は、中心点特定手段を構成している。
なお、上記２値化画像ｇ´は、断面中心点Ｔを特定するのみに用いるものであり、後述する工程においては使用しない。
【００３５】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ３にて記憶部２５に格納した明度情報を含んだ断面画像ｇの処理を行い、断面画像ｇの明度値の分布を取得する。以下に、ＣＰＵ２１が行う、明度値の分布の取得方法について詳述する。
まずＣＰＵ２１は、オペレータに対して、ケーブル４の仕様についての入力を要求する。この仕様とは、具体的には、当該ケーブル４の導体線４１の素線４１ａの素線数、ケーブル４断面において導体線４１の存在する範囲Ｈ１（図６）を画定する円ｈ１の半径、シールド線４３の素線４３ａの素線数、及び、シールド線４３の存在する範囲Ｈ２（図６）を画定する円ｈ２、ｈ３のそれぞれの半径である。オペレータがこれら値を入力すると、ＣＰＵ２１は、上記各値を取得し、記憶部２５に格納する（ステップＳ６）。
【００３６】
次に、ＣＰＵ２１は、複数の断面画像ｇの内、以下の処理の処理対象となる一の断面画像ｇを決定し、処理に必要なパラメータの設定を行う（ステップＳ７）。
図６は、断面画像ｇの一例を示す拡大図である。図６において、この断面画像ｇには、上述のように、暗部ｇ１，ｇ２及び明部ｇ３によって素線４１ａ，４３ａが表されている。
ＣＰＵ２１は、必要なパラメータとして、まず、ステップＳ５にて得られた対応する断面中心点Ｔを、断面画像ｇに外装する。次に、断面画像ｇ中に断面中心点Ｔを通過する所定の基準線Ｌを定める。また、図中には、円ｈ１〜ｈ３によって、ステップＳ６にて取得したケーブル４の仕様である導体線４１の存在する範囲Ｈ１、及びシールド線４３の存在する範囲Ｈ２を示している。
【００３７】
次に、ＣＰＵ２１は、断面画像ｇの明度値を取得する位置を定めるための線である走査線Ｍの基準線Ｌに対する周方向位置を決定する（ステップＳ８）。この走査線Ｍは、図６に示すように、断面中心点Ｔを中心として径外方向に延びる線分であり、後述のように、この走査線Ｍを断面中心点Ｔ回りに全周に亘って走査することで、一の断面画像ｇ全体の明度値の分布を周方向に沿って取得する。
【００３８】
次に、ＣＰＵ２１は、断面中心点Ｔを中心として径外方向に延びる走査線Ｍ上の明度値を所定の距離間隔としての所定のピクセル数おきに取得するすることで、走査線Ｍ上の明度値の分布を取得する（ステップＳ９）。
図７は、図６中の走査線Ｍ上の明度値を取得し、その分布を示したグラフの一例である。図７において、横軸は、断面中心点Ｔを原点として、走査線Ｍに沿って径外方向に向かう距離としてのピクセル数を示しており、縦軸は、明度値を示している。なお、本実施形態では、取得した明度値の絶対値と所定の閾値との差から得られる相対明度値として示している。また、図３及び図６では、明部と暗部とを反転させることで、素線が存在する部分が暗部となるように示したが、図７では、明部と暗部とを反転しない状態で取得し、素線が存在する暗部ｇ１，ｇ２における明度値が高く、明部ｇ３の明度値が低くなるように表している。
また、破線５３は、図６中の円ｈ１と、走査線Ｍとが交差する位置を示しており、横軸の原点から破線５３までの範囲が図６の範囲Ｈ１である。破線５４，５５は、それぞれ図６中の円ｈ２，ｈ３と交差する位置であり、破線５４から破線５５までの範囲が図６の範囲Ｈ２である。
【００３９】
本実施形態において、ＣＰＵ２１は、上記ステップＳ６にて取得したケーブル４の仕様（円ｈ１〜ｈ３の半径）に基づいて、範囲Ｈ１及び範囲Ｈ２を把握し、この範囲Ｈ１及び範囲Ｈ２に位置するドットの明度値のみを取得する。すなわち、範囲Ｈ１，Ｈ２以外の領域については、その明度値を取得しない。このようにすることで、必要な範囲の明度値のみを取得することができ、後述の処理工程の負担を減らし、作業効率を高めることができる。
【００４０】
図７中、線図５１は、範囲Ｈ１に存在する導体線４１の素線４１ａの存在によって現れる暗部ｇ１の明度値をプロットし、それらを繋いで分布を示す線図としたものである。素線４１ａは、断面中心点Ｔを中心として６本撚り束ねて配置されているので、図のように、横軸が原点（断面中心点Ｔ）の位置から明度値が大きく現れている。そして、横軸の数値が素線４１ａの存在する位置の端面に達すると明度値は急激に低下して０に達している。このように、線図５１は、走査線Ｍ上において、素線４１ａが存在する位置情報を表示している。
また、線図５２は、範囲Ｈ２に存在するシールド線４３の素線４３ａの存在によって現れる暗部ｇ２の明度値をプロットし、それらを繋いで分布を示す線図としたものであり、線図５１と同様、走査線Ｍ上において、素線４３ａが存在する位置情報を表示している。素線４３ａは、導体線４１との間に絶縁体層４２を介在して、外周側に２１本撚り束ねられて配置されているので、図のように、線図５１に対して径方向に所定の間隔を空けた位置で明度値が上昇している。
【００４１】
なお、図７において、明度値を、明度値の絶対値と前記所定の閾値との差である相対明度値としたのは、以下の理由による。すなわち、図６中の断面画像ｇは、その部分に応じた階調の明度値を有しているので、暗部ｇ１，ｇ２と、明部ｇ３との境界部は、図７のようにある一定の幅をもっている。このため、前記境界部は、明瞭に現れなかったり、外乱による影響を受けやすいので、誤差を含みやすい。このため、上記のように所定の閾値を定めることで前記境界部を明確にし、明度値の絶対値が閾値以上であるピクセルについてのみ以下の処理を行うことで、上記の誤差要因が排除できる。
以上のように、ＣＰＵ２１は、走査線Ｍ上の明度値の分布を取得する。
【００４２】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ９にて得られた、走査線Ｍ上における明度値の分布を示す各線図５１，５２を、当該走査線Ｍ方向に積分して、それぞれの明度値の積算値を算出する（ステップＳ１０）。
前記明度値の積算値は、図７中、線図５１，５２を、走査線Ｍ方向に積分して得られる値であり、線図５１，５２を構成するデータが有する明度値をそれぞれ積算した値である。ＣＰＵ２１は、この走査線Ｍ上の明度値の積算値を算出する。このように、ステップＳ１０は、走査線Ｍ上の明度値の積算値を算出する積算値算出工程を構成している。
また、線図５１，５２は、上述のように、走査線Ｍ上の素線４１ａ，４３ａの存在する位置情報を表示しており、走査線Ｍが、暗部ｇ１，ｇ２（図６）において素線４１ａ，４３ａの中心に相当する位置を通過する場合と、他の部分を通過する場合とでは、走査線Ｍが暗部ｇ１，ｇ２上を通過する距離幅が異なる。このため、各線図５１，５２の積算値は、走査線Ｍが素線４１ａの中心に相当する位置を通過する際に最大となり、素線４１ａの中心に相当する位置からずれるのに従って減少するように変化する。このため、走査線Ｍを断面中心点Ｔ回りに走査すると、素線４１ａ，４３ａは、周方向に沿って複数本配列されているので、明度値の積算値は、走査線Ｍの周方向位置に応じて周期的に変化し、走査線Ｍの周方向位置に対して周期性を有する。
【００４３】
以上のように、ＣＰＵ２１は、ステップＳ９，Ｓ１０において、走査線Ｍ上の明度値の分布、及び明度値の積算値を取得した後、ステップＳ１１において、走査線Ｍが一周し、基準線Ｌから断面中心点Ｔ回りに全周に亘って走査したかどうかを判断する（ステップＳ１１）。
走査線Ｍが一周していないと判断した場合には、ＣＰＵ２１は、ステップＳ８に戻る。ステップＳ８では、走査線Ｍの位置を、処理の最初には、例えば基準線Ｌと一致する周方向位置に決定し、その後、ステップＳ１１から戻ってくる場合には、前回決定した周方向位置から所定の角度間隔だけ回転させた位置に決定し、走査線Ｍを前記所定の角度間隔おきに回転させ、その都度ごとに、ステップＳ９による明度値の分布の取得を行う。
なお、走査線Ｍが一周したか否かの判断は、例えば、上記処理に際して、何回ルーチンを繰り返したかといった情報を変数として与え、これに基づいて判断することができる。
このようにして、ＣＰＵ２１は、走査線Ｍを、基準線Ｌから、断面中心点Ｔを中心として径外方向に延びる走査線Ｍを矢印方向に断面中心点Ｔ回りに全周に亘って所定の角度間隔で走査する。
以上のように、ＣＰＵ２１は、上記のように走査線Ｍ上の明度値の分布を、基準線Ｌから全周に亘って走査することで、一の断面画像ｇ全体の明度値の分布、及び、前記明度値の積算値を周方向に沿って取得する。
【００４４】
また、上記ステップＳ８、ステップＳ９、ステップＳ１１は、走査線Ｍ上における断面画像ｇの明度値の分布を取得しつつ、走査線Ｍを断面中心点Ｔを通過する基準線Ｌから断面中心点Ｔ回りに全周に亘って走査することで、断面画像ｇ全体の明度値の分布を周方向に沿って取得する。さらに後述するステップＳ１６によって、複数の断面画像ｇそれぞれに対して、明度値の分布を取得する。すなわち、ステップＳ８、ステップＳ９、ステップＳ１１、及びステップＳ１６は、複数の断面画像ｇそれぞれに対して、断面画像ｇ全体の明度値の分布を周方向に沿って取得する明度値分布取得工程を構成している。また、上記ステップＳ８、ステップＳ９、ステップＳ１１、及びステップＳ１６により構成される明度値分布取得工程を実現するためのパーソナルコンピュータ２は、明度値分布取得手段を構成している。
【００４５】
ステップＳ１１において、ＣＰＵ２１は、走査線Ｍが一周したと判断すると、周方向に沿って取得された明度値の積算値と、当該積算値に対応する走査線Ｍの周方向位置との関係を把握し、この関係により得られる前記明度値の積算値の周方向位置に対する周期性に基づいて、一の断面画像ｇにおけるケーブル４を構成する素線４１ａ，４３ａの周方向に対する配列周期を把握する（ステップＳ１２）。
図８は、前記明度値の積算値と、積算値に対応する走査線Ｍの周方向位置との関係を示したグラフの一例である。図８において、横軸は、周方向位置としての、基準線Ｌ（図６）を原点とした走査線Ｍの角度（ラジアン）を示しており、縦軸は、走査線Ｍ上の明度値の分布を当該走査線Ｍ方向に積分したときの積算値を示している。
【００４６】
図８中、線図６１は、図７の線図５１に係る明度値の積算値をプロットし、それらを繋いで線図としたものである。図７の線図５１に基づいた明度値の積算値は、上述のように、走査線Ｍが素線４１ａの中心に相当する位置を通過する際に極大値となり、素線４１ａの中心に相当する位置からずれるのに従って減少する。また、走査線Ｍが、隣り合う素線の境界に相当する位置を通過する際に極小値となる。
従って、素線４１ａの位置情報を表示する線図５１の積算値と、走査線Ｍの角度との関係を示す図８中の線図６１は、導体線４１を構成する６本の素線４１ａの周方向の配列が反映され、６箇所の極大値と、６箇所の極小値が交互にほぼ等間隔に現れる周期性を有する波形となる。このような６本の素線４１ａの配列が反映された周期性を有する線図６１に基づいて、一の断面画像ｇにおける、６本の素線４１ａの周方向に対する、基準線Ｌを基準とした配列周期を把握することができる。
【００４７】
線図６２は、図７の線図５２に係る明度値の積算値をプロットし線図としたものである。線図６２においても、線図６１と同様、導体線４３を構成する２１本の素線４３ａの周方向の配列が反映され、２１箇所の極大値と、２１箇所の極小値が交互にほぼ等間隔に現れる周期性を有する波形となる。そして、この２１本の素線４３ａの配列が反映された周期性を有する線図６２に基づいて、一の断面画像ｇにおける、２１本の素線４３ａの周方向に対する、基準線Ｌを基準とした配列周期を把握することができる。
以上によって、ＣＰＵ２１は、素線４１ａ，４３ａのそれぞれについて、その周方向全域に係る配列周期を把握する。
【００４８】
ここで、ステップＳ８〜Ｓ１２は、一の断面画像ｇに対して、走査線Ｍを基準線Ｌから断面中心点Ｔ回りに全周に亘って走査することで、当該断面画像ｇ全体の明度値の分布を周方向に沿って取得し、これにより得られる断面画像ｇの周方向に対する明度値の分布に基づいて、ケーブル４を構成する複数の素線４１ａ，４３ａの周方向に対する配列周期を把握するケーブル４の素線の配列周期把握方法を示している。この方法によれば、走査線Ｍを断面中心点Ｔ回りに走査することで、断面画像ｇ全体の相対明度値の分布を周方向に沿って取得するので、この明度値の分布より複数の素線すべての配列を参照して周方向に対する配列周期を把握することができる。このため、例えば、上記従来例のように中心点以外に特定点を一箇所だけ定める場合と比較して、周方向全体の配列周期をより正確に把握することができる。また、特定点を定める必要がないので、配列周期の把握が容易となる。
【００４９】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ６にて取得したケーブル４の仕様の内、導体線４１及びシールド線４３の素線数によって、走査線Ｍが走査する周方向範囲の全周を等分し、周方向に等分されたそれぞれの分割領域内に位置しかつ互いに対応する同位相の積算値を積算して平均し、同位相の積算値の平均値である平均積算値を算出する（ステップＳ１３）。
【００５０】
以下に、上記平均積算値の算出方法について説明する。図９は、前記明度値の積算値と、走査線Ｍの周方向位置との関係を示したグラフであり、上記ステップＳ１３の処理の方法を説明するための図である。図９には、図８にて示した素線４１ａの配列周期を示す線図６１のみを示している。図中、５本の破線Ｐは、走査線Ｍが走査する周方向範囲の全周を６等分している。線図６１は、６本の素線４１ａの配列によって６周期分を含んだ配列周期となっており、破線Ｐによって等分された６つの分割領域は、素線４１ａの１本分の周方向幅で区画される。これにより、各分割領域内に位置する、線図６１の各切片６１１〜６１６は、それぞれ、１周期ごとに、互いに同位相の関係で分けられる。ＣＰＵ２１は、これら各切片６１１〜６１６に含まれる各積算値を互いに対応する同位相同士で積算し、それらを平均することで、平均積算値を算出する。
また、素線４３ａの配列周期を示す線図６２においても上記同様、走査線Ｍが走査する周方向範囲の全周を、シールド線４３の素線数に基づいて２１等分し、平均積算値を算出する。
【００５１】
上記のようにステップＳ１３は、走査線Ｍが走査する周方向範囲の全周を素線数によって等分し、周方向に等分されたそれぞれの分割領域内に位置しかつ互いに対応する同位相の明度値の積算値を積算して、その平均値を算出し、平均積算値を得る平均積算値算出工程を構成している。
また、ステップＳ６は、ステップＳ１３にて用いられる、ケーブル４において同一周上に配置されている素線４１ａ，４３ａの素線数を、ケーブル４の仕様として予め取得する素線数取得手段を構成している。
【００５２】
次に、ＣＰＵ２１は、前記平均積算値と、当該平均積算値に対応する周方向位置との関係を把握し、この関係により得られる周期性に基づいて、素線４１ａの周方向に対する配列周期を把握する（ステップＳ１４）。
図１０は、上記のようにして得られた明度値の平均積算値と、それに対応する周方向位置との関係を示したグラフの一例である。図１０において、横軸は、周方向位置としての角度（ラジアン）を示しており、縦軸は、明度値の平均積算値を示している。図１０において、線図７１は、図９中、線図６１の１周期当たりの配列周期を示している。このように、ＣＰＵ２１は、素線４１ａの周方向に対する配列周期を図１０の線図７１のような周期性を有する波形として把握する。
また、図１０中、線図７２は、図９中の線図６２の１周期当たりの配列周期を示しており、ＣＰＵ２１は、上記素線４１ａの配列周期と同様、素線４３ａの周方向に対する配列周期を図のような周期性を有する線図７２として把握する。なお、線図７１，７２は、左端を角度０としたときの１周期当たりの配列周期として示している。
【００５３】
上記のように、本実施形態では、断面画像ｇの明度値を積算値として取得し、これによって複数の素線の配列周期を把握するので、より正確に配列周期を把握することができる。また、数値として得られる明度値を、演算処理することによって素線の周期構造を把握できるので、人為的な処理を必要としない。このため、作業者等の工数を減少できるとともに、誤差要因を減らすことができる。
また、本実施形態では、ステップＳ６にて、素線４１ａ，４３ａの配列された素線数を予め取得し、分割領域内において対応する同位相の積算値の平均値である平均積算値を算出したので、取得された明度値のばらつき等の誤差要因の影響をさらに抑えることができる。この結果、これに基づいて把握される素線４１ａ，４３ａの配列周期をより正確なものにできる。
【００５４】
以上のように、ステップＳ１４は、前記平均積算値と、当該平均積算値の周方向位置との関係により得られる前記平均積算値の周期性に基づいて、導体線４１及びシールド線４３を構成する素線４１ａ，４３ａの配列周期を把握する積算値周期把握工程を構成している。
また、ステップＳ１２〜Ｓ１４、及び、これらステップを複数の断面画像ｇそれぞれに適用するためのステップＳ１６（後述）は、ステップＳ８〜Ｓ１１にて得られる断面画像ｇの周方向に対する明度値の分布に基づいて、素線４１ａ，４３ａの周方向に対する配列周期を、複数の断面画像ｇそれぞれについて把握する配列周期把握工程を構成している。また、上記ステップＳ１２〜Ｓ１４、及び、ステップＳ１６により構成される配列周期把握工程を実現するためのパーソナルコンピュータ２は、配列周期把握手段を構成している。
【００５５】
次に、ＣＰＵ２１は、ステップＳ１４にて得られた配列周期と、所定の基準配列周期との位相差を各素線のねじり角として算出する（ステップＳ１５）。
図１０中、破線７３は、線図７１に対する基準配列周期を示しており、破線７４は、線図７２に対する基準配列周期を示している。これら破線７３，７４は、例えば、横軸の角度が０のとき、平均積算値が極小値を取るように設定されている。ＣＰＵ２１は、線図７１において平均積算値が極小値となる点７１１の角度と、破線７３において平均積算値が極小値となる角度（０）との差を、素線４１ａの配列周期の位相差Ｒ１として取得する。
また、線図７２においても同様に、平均積算値が極小値となる点７２１の角度と、破線７４において平均積算値が極小値となる角度（０）との差を、素線４３ａの配列周期の位相差Ｒ２として取得する。
上記位相差Ｒ１，Ｒ２は、基準配列周期である破線７３，７４に対して、素線４１ａ，４３ａの配列周期が断面中心点Ｔ回りにねじれている角度量であり、素線４１ａ及び素線４３ａのねじり角を示している。以上のようにして、ＣＰＵ２１は、一の断面画像ｇにおける、各素線のねじり角を取得する。
【００５６】
次に、ＣＰＵ２１は、複数の断面画像ｇの内、すべての断面画像ｇについて処理を行ったかどうかを判断する（ステップＳ１６）。断面画像ｇの全てを処理していないと判断した場合には、ＣＰＵ２１は、ステップＳ７に戻り、上述の処理を繰り返す。なお、ステップＳ７において、ステップＳ１６から戻ってくる場合には、前回決定した一の断面画像ｇに対してＺ方向にピッチ間隔Ｌで並ぶ次の断面画像ｇを処理対象として決定する。
このようにして、ＣＰＵ２１は、すべての断面画像ｇについて、上記ステップＳ８からステップＳ１５による処理を行うことで、複数の断面画像ｇそれぞれについて各素線のねじり角を算出する。
【００５７】
図１１は、上記によって算出した、素線４１ａ，４３ａのねじり角と、複数の断面画像ｇに割り当てられるＺ方向の座標値との関係を示したグラフである。図１１において、横軸は、Ｚ方向の座標値としての距離、縦軸は、ねじり角（ラジアン）の値を示している。また、実線で示す線図８１は、素線４１ａのねじり角（位相差Ｒ１）を示しており、破線で示す線図８２は、素線４３ａのねじり角（位相差Ｒ２）を示している。
【００５８】
図中、線図８１に示されるように、素線４１ａのねじり角は、Ｚ方向の距離に対して線形の関係にある。なお図１１においては、線図８１は、ねじり角が約１ラジアンに達すると０となり、再度ほぼ同様の傾きで、ねじり角が上昇する。これは、素線４１ａは周方向に６本配列されているため、２π／６ラジアンで一周期を構成しているためである。
また、線図８２に示されるように、素線４３ａのねじり角も、上記同様、Ｚ方向の距離に対して線形の関係にある。なお、素線４３ａは周方向に２１本配列されているため、２π／２１ラジアンで一周期を構成しており、線図８２において、ねじり角は、約０．３ラジアンに達すると０となり、０から再度同様の傾きで上昇する。
上記のように各素線のねじり角を算出した後、ＣＰＵ２１は、Ｚ方向の距離に対する各素線４１ａ，４３ａのねじり率を算出し、出力する（ステップＳ１７）。
ここで、ねじり率とは、Ｚ方向の距離に対する各素線４１ａ，４３ａのねじり角の差分値であり、図１１中の線図８１、及び線図８２の傾きが、それぞれ素線４１ａ，４３ａのねじり率となる。
【００５９】
ＣＰＵ２１は、Ｚ方向の座標値に対応するねじり率を、ケーブル４の軸方向の分布として算出する。その結果をプロットし、線図として示した結果を図１２に示す。図において、横軸は、Ｚ方向の座標値としての距離、縦軸は、ねじり率を示している。線図８５，８６は、それぞれ、素線４１ａ，４３ａのねじり率の算出結果を示している。
図のように、線図８５，８６は、共にＺ方向の座標値に対してほぼ平行である。これは上述したように、素線４１ａ，４３ａのねじり角はＺ方向の座標値に対して線形の関係にあるためである。すなわち、導体線４１、及びシールド線４３は、素線４１ａ，４３ａを所定の仕様に基づいて撚り束ねられているため、各素線のねじり率は、外的な要因による変形がなくとも、ケーブル４の仕様等によって所定の定数として現れる。つまり、素線４１のねじり率が一定となる場合には、変形が生じていないことを示している。
逆に、この線図８５，８６が水平な直線ではなく、乱れて現れる場合には、素線４１ａ，４３ａに断線が生じていたり、ねじり変形が生じていたりといったことが把握できる。
なお、屈曲変形していないケーブル４におけるねじり角、及びねじり率は、予め基準データとして記憶部２５等に格納しておき、屈曲変形した状態のケーブル４の測定時に参照できるようにし、この基準データと、ねじり率の測定結果とを対比して、ケーブル４の変形等の評価を行うこともできる。
【００６０】
以上のように、ステップＳ１５〜Ｓ１７は、ステップＳ１２〜Ｓ１４によって得られた素線４１ａ，４３ａの配列周期と、所定の基準配列周期との位相差をねじり角として算出し、さらにこのねじり角に基づいてねじり率を算出するねじり率算出工程を構成している。また、上記ステップＳ１５〜Ｓ１７により構成されるねじり率算出工程を実現するためのパーソナルコンピュータ２は、ねじり率算出手段を構成している。
【００６１】
ＣＰＵ２１は、上記のように算出した素線４１ａ，４３ａのねじり率をケーブル４の形状状態の測定結果として、パーソナルコンピュータ２の表示部２３等に出力する。
【００６２】
上記のように構成されたケーブルの形状状態測定方法によれば、走査線Ｍを断面中心点Ｔ回りに走査することで、断面画像ｇ全体の相対明度値の分布を周方向に沿って取得し、この明度値の分布より素線４１ａ，４３ａの配列を参照して周方向に対する配列周期を把握し、ねじり率を算出することができる。このため、例えば、上記従来例のように中心点以外に特定点を一箇所だけ定めてねじり率を算出する場合と比較して、周方向全体の配列周期を把握するため誤差が生じにくく、より正確にケーブル４の形状状態としてのねじり率を算出することができる。
また、上記のように構成された本実施形態のケーブルの形状状態測定システム及び形状測定プログラムによれば、より正確に形状状態としてのねじり率を測定することができる。
【００６３】
なお、上記実施形態では、透過撮影するためにＸ線ＣＴスキャナ装置１を用いたが、これに限られるものではなく、ＭＲＩスキャナ装置を用いることもできるし、それに準じた透過撮影装置を用いることができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、ステップＳ１０〜Ｓ１４によって、走査線Ｍ上の明度値の積算値を求め、この積算値に基づいて素線４１ａ，４３ａの配列周期を把握したが、例えば、ステップＳ９により取得される走査線Ｍ上の明度値の分布を、対応する走査線Ｍ方向に微分し、この微分値に基づいて走査線Ｍ方向における素線４１ａ，４３ａ断面の断面縁の位置を特定し（断面縁特定工程）、この断面縁の位置と、当該断面縁の位置に対応する周方向位置との関係に基づいて、素線４１ａ，４３ａの配列周期を把握（微分値周期把握工程）してもよい。
すなわち、図７に示す明度値の分布について微分すると、その微分値の極小値は、走査線Ｍが通過する素線４１ａ，４３ａの外側の断面縁を示すこととなり、この極小値を取る径方向位置を特定することで、素線４１ａ，４３ａ断面の断面縁の位置を特定することができる。
【００６５】
図１３は、上記のように明度値の微分値により特定される断面縁の径方向位置と、走査線の周方向位置との関係を示したグラフの一例である。図１３において、横軸は、周方向位置としての、基準線Ｌ（図６）を原点とした走査線Ｍの角度（ラジアン）を示しており、縦軸は、上記微分値が極小値となる径方向位置をピクセル数で示している。
図において、線図９１は、素線４１ａに係るグラフであり、線図９２は素線４３ａに係るグラフである。図のように、線図９１は、６本の素線４１ａの周方向の配列が反映され、６箇所の極大値と、６箇所の極小値が交互にほぼ等間隔に現れる周期性を有する波形となる。このような６本の素線４１ａの配列が反映された周期性を有する線図６１に基づいて、一の断面画像ｇにおける、６本の素線４１ａの周方向に対する、基準線Ｌを基準とした配列周期を把握することができる。線図９２においても、線図９１と同様、２１本の素線４３ａの配列が反映された周期性を有する線図６２に基づいて、一の断面画像ｇにおける、２１本の素線４３ａの周方向に対する、基準線Ｌを基準とした配列周期を把握することができる。
この場合においても、数値として得られる明度値を、上記のような演算処理することによって素線の周期構造を把握できるので、人為的な処理を必要としない。このため、作業者等の工数を減少できるとともに、誤差要因を減らすことができる。
【００６６】
なお、本発明のケーブルの形状状態測定方法は上記実施形態のみに限定されるものではない。例えば、上記各実施形態により得られる、ケーブル４の形状状態としての素線４１ａ，４３ａのねじり率の軸方向の分布を示すグラフ（図１２）から、当該ケーブル４に生じた断線等の異常を把握することもできる。ケーブル４の内部に断線等がなければ、ねじり率の軸方向分布は、一定の値で推移する。一方、例えば、ケーブル４の内部で芯線４１が断線すれば、前記グラフ上に断線部分で不連続な異常点が生じる。また、上述したように、素線４１ａ，４３ａの撚り束ねの不良等が生じている場合においても、前記グラフ上に不連続な異常点が生じる。すなわち、ケーブルの形状状態測定方法に、この数値的に不連続となる異常点を把握するといった工程（評価工程）を加えることで、ケーブル４内部で生じた断線や、撚り束ね不良等の異常を把握することができる。これによってケーブル４における異常の有無等といったケーブル状態を評価することができる。
【００６７】
また、上記各実施形態においては、６本の素線４１ａからなる導体線４１と、２１本の素線４３ａからなるシールド線４３とを有するケーブル４を用い、ケーブル４の形状状態としての素線４１ａ，４３ａのねじり率の測定を行った場合を例示したが、測定対象となるケーブルは、前記構成に限定されるものではない。例えば、より多数の芯線もしくは素線を撚り束ねたケーブル等であっても、上記実施形態にて示した方法を適用することで、軸方向の形状状態を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態に係るケーブルの形状状態測定方法を実現するためのシステムを示すブロック図である。
【図２】（ａ）はＸ線ＣＴスキャナ装置の構成を模式的に示した上面図、（ｂ）は試料テーブルの上面に固定されたケーブルを側方視したときの模式図である。
【図３】（ａ）はねじり率を測定するケーブルの構成を示した概略図、（ｂ）はケーブルの断面画像の一例を示した模式図、（ｃ）は断面画像の二値化した画像を示した図である。
【図４】ねじり率の測定方法を示すフローチャートである。
【図５】図４から連続する、ねじり率の測定方法を示すフローチャートである。
【図６】断面画像の一例を示す拡大図である。
【図７】図６中の走査線上の明度値を取得し、その分布を示したグラフの一例である。
【図８】明度値の積算値と、積算値に対応する走査線の周方向位置との関係を示したグラフの一例である。
【図９】明度値の積算値と、走査線の周方向位置との関係を示したグラフであり、ステップＳ１３の処理の方法を説明するための図である。
【図１０】明度値の平均積算値と、それに対応する周方向位置との関係を示したグラフの一例である。
【図１１】素線のねじり角と、複数の断面画像に割り当てられるＺ方向の座標値との関係を示したグラフである。
【図１２】ねじり率とＺ方向の座標値との関係を示したグラフの一例である。
【図１３】明度値の微分値により特定される断面縁の径方向位置と、走査線の周方向位置との関係を示したグラフの一例である。
【図１４】従来の、ケーブルのねじり状態の測定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６９】
１      Ｘ線ＣＴスキャナ装置
２      パーソナルコンピュータ
４      ケーブル
４１ａ，４３ａ    素線
Ｌ      基準線
Ｍ      走査線
Ｔ      断面中心点
【図１】
2008145175.tif 000003
【図２】
2008145175.tif 000004
【図３】
2008145175.tif 000005
【図４】
2008145175.tif 000006
【図５】
2008145175.tif 000007
【図６】
2008145175.tif 000008
【図７】
2008145175.tif 000009
【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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