JP2008209289A - ダストモニタのキャリブレーション方法 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影時期や撮影場所が異なる場合でも、撮影画像から得られるデータの有効な比較を可能とするダストモニタのキャリブレーション方法を提供する。
【解決手段】ピン１２ａ〜１２ｉが立設されたキャリブレーションプレート１を用いて実際に撮影した画像を画像処理部４において解析し、得られた解析結果を用いて、暗視カメラ３の絞りやピント、暗視カメラ３の設置位置、レーザスキャナ２のレーザ光のパワー等を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダストモニタのキャリブレーション方法に関する。

従来、大気中にレーザ光を照射し、大気中に浮遊する微粒子からの散乱光を撮影することによって微粒子の数、粒径分布などを計測するダストモニタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２３３０７８号公報

上記のようなダストモニタでは、撮影時におけるレーザパワーや撮像機器の設置位置等の条件によって、撮影画像により可視化される粒子のサイズが異なる。このため、撮影時期や撮影場所が異なる画像から得られた微粒子数、粒径分布などのデータを比較しようとする場合には、撮影時の条件が同一とは限らないため、有効な比較が困難であった。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、撮影時期や撮影場所が異なる場合でも、撮影画像から得られるデータの有効な比較を可能とするダストモニタのキャリブレーション方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のダストモニタのキャリブレーション方法は、測定対象空間にレーザ光を照射し、前記測定対象空間からの散乱光を撮像手段により撮影して前記測定対象空間に浮遊する微粒子を可視化するダストモニタのキャリブレーション方法であって、表面に複数のピンが立設されたキャリブレーションプレートにレーザ光を照射し、前記測定対象空間を介して前記キャリブレーションプレートの表面と対向する位置に配置した前記撮像手段により前記キャリブレーションプレートを撮影するステップと、前記撮像手段により得られた画像から、この画像における前記各ピンの濃淡値の平均値と前記各ピンの前記画像における面積の平均値と前記各ピンの中心位置の前記画像における位置とをそれぞれ算出するステップと、前記画像から算出した前記各ピンの濃淡値の平均値と所定の基準濃淡値とを比較し、この比較結果に基づいて前記撮像手段の絞りと前記レーザ光のパワーと前記測定対象空間の照度とを調整するステップと、前記画像から算出した前記各ピンの前記画像における面積の平均値と所定の基準面積とを比較し、この比較結果に基づいて前記撮像手段のピントと前記撮像手段の前記キャリブレーションプレートに対する遠近方向の位置とを調整するステップと、前記画像から算出した前記各ピンの中心位置の前記画像における位置と所定の基準位置とを比較し、この比較結果に基づいて前記撮像手段の上下左右方向の位置を調整するステップとを含むことを特徴とする。

本発明によれば、ダストモニタにおいて撮影時期や撮影場所が異なる場合でも、撮影画像から得られるデータの有効な比較を行うことができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施の形態に係るダストモニタのキャリブレーション方法が適用されるダストモニタを示す概略構成図である。図１に示すようにダストモニタは、キャリブレーションプレート１と、レーザスキャナ２と、暗視カメラ３と、画像処理部４と、モニタ５とを備える。

図１に示すようにキャリブレーションプレート１は、黒色の板１１と、板１１の表面に３行３列に互いに等間隔に並べて立設されたピン１２ａ〜１２ｉとから構成される。キャリブレーションプレート１は、ピン１２ａ〜１２ｉが立設された表面を測定対象空間に向けて、暗視カメラ３に対向する位置に配置される。なお、キャリブレーションプレート１に立設されるピンの配列は３行３列に限るものではなく、何行何列でもよい。

レーザスキャナ２は、キャリブレーションプレート１の表面にレーザ光を照射する。暗視カメラ３は、測定対象空間を介してキャリブレーションプレート１の表面と対向する位置に配置され、レーザ光が照射されたキャリブレーションプレート１を撮影し、撮影画像を画像処理部４に供給する。暗視カメラ３は、三脚やマグネットスタンド等に載置されている。

画像処理部４は、パーソナルコンピュータ等により構成され、暗視カメラ３から受け取った撮影画像をモニタ５に表示するとともに、撮影画像を解析して、撮影画像中のピン１２ａ〜１２ｉの濃淡値の平均値と、撮影画像中のピン１２ａ〜１２ｉの面積の平均値と、ピン１２ａ〜１２ｉの中心位置の撮影画像における位置とをそれぞれ算出し、その結果をモニタ５に表示する。

次に、図１に示すダストモニタのキャリブレーション方法について説明する。

まず、キャリブレーションプレート１にレーザスキャナ２からレーザ光を照射し、暗視カメラ３によりキャリブレーションプレート１を撮影する。そして、画像処理部４は暗視カメラ３から撮影画像を受け取り、これをモニタ５に表示する。撮影画像には、図２に示すように、レーザ光が照射されて輝点となったピン１２ａ〜１２ｉが表示される。

図３は撮影画像におけるピン表示部分の拡大図である。画像処理部４は、撮影画像におけるピン１２ａ〜１２ｉの表示部分の各画素の２５６階調での濃淡値を算出した後、すべてのピン表示部分の画素の濃淡値の平均値を算出し、その結果をモニタ５に表示する。

また、画像処理部４は、撮影画像におけるピン１２ａ〜１２ｉの表示部分の画素数を集計し、各ピン表示部分の面積の平均値を算出し、その結果をモニタ５に表示する。

さらに、画像処理部４は、撮影画像におけるピン１２ａ〜１２ｉの表示部分の中心位置の撮影画像における座標位置を算出し、その結果をモニタ５に表示する。

そして、ピン表示部分の濃淡値の平均値と予め測定された基準濃淡値との比較から、ピン表示部分の濃淡値の平均値が基準濃淡値に近づくように、操作者の操作により、暗視カメラ３の絞り、レーザスキャナ２のレーザ光のパワー、および測定対象空間の照度を調整する。照度の調整は、室内の天井灯等の照明器具を調整することにより行う。

また、各ピン表示部分の面積の平均値と予め測定された基準面積との比較から、各ピン表示部分の面積の平均値が基準面積に近づくように、操作者の操作により、暗視カメラ３のピントと暗視カメラ３のキャリブレーションプレート１に対する遠近方向（前後方向）の位置とを調整する。

さらに、各ピン表示部分の中心位置の座標位置と予め測定された基準位置との比較から、各ピンの中心位置の座標位置が基準位置に近づくように、操作者の操作により、暗視カメラ３の上下左右方向の位置を調整する。

そして、ピン表示部分の濃淡値の平均値、各ピン表示部分の面積の平均値、各ピン表示部分の中心位置の座標位置が、それぞれ基準濃淡値、基準面積、基準位置に一致するまで、上述のようなキャリブレーションプレート１の撮影、画像解析、および各部の調整を繰り返し行う。

このようにしてキャリブレーションが終了すると、キャリブレーションプレート１をピン等のない黒色の板に置き換え、レーザスキャナ２により測定対象空間にレーザ光を照射し、測定対象空間からの散乱光を暗視カメラ３により撮影する。

図４，５は本発明の実施の形態に係るダストモニタのキャリブレーション方法によりキャリブレーションを行ったダストモニタで撮影した画像であり、図４は少し使用した手袋、図５は洗浄後の手袋をそれぞれエアブローしたときの測定対象空間を撮影した画像である。図４，５中の四角枠内の＋印が大気中を浮遊するダストを示している。また、図６は、少し使用した手袋、洗浄後の手袋、洗浄後の白手袋をそれぞれエアブローしたときの撮影画像における所定濃淡レベル以下の輝点カウント数を比較した図である。本発明の方法によりキャリブレーションを行っているのでこのような比較が有効に行える。

上記説明のように本実施の形態によれば、キャリブレーションプレート１を用いて実際に撮影した画像の解析結果を用いて、暗視カメラ３の絞りやピント、暗視カメラ３の設置位置、レーザスキャナ２のレーザ光のパワー等を調整することで、撮影時期や撮影場所が異なる場合でも同じ撮影条件で撮影することができるので、撮影画像から得られるデータの有効な比較を行うことができる。

本発明の実施の形態に係るダストモニタのキャリブレーション方法が適用されるダストモニタを示す概略構成図である。 キャリブレーションプレートを撮影した撮影画像の一例を示す図である。 図２に示す撮影画像におけるピン表示部分の拡大図である。 本発明の実施の形態に係るダストモニタのキャリブレーション方法によりキャリブレーションを行ったダストモニタで撮影した画像の一例である。 本発明の実施の形態に係るダストモニタのキャリブレーション方法によりキャリブレーションを行ったダストモニタで撮影した画像の一例である。 少し使用した手袋、洗浄後の手袋、洗浄後の白手袋をそれぞれエアブローしたときの撮影画像における輝点カウント数を比較した図である。

符号の説明

１…キャリブレーションプレート、２…レーザスキャナ、３…暗視カメラ、４…画像処理部、５…モニタ、１２ａ〜１２ｉ…ピン。

Claims (1)

1. 測定対象空間にレーザ光を照射し、前記測定対象空間からの散乱光を撮像手段により撮影して前記測定対象空間に浮遊する微粒子を可視化するダストモニタのキャリブレーション方法であって、
   表面に複数のピンが立設されたキャリブレーションプレートにレーザ光を照射し、前記測定対象空間を介して前記キャリブレーションプレートの表面と対向する位置に配置した前記撮像手段により前記キャリブレーションプレートを撮影するステップと、
   前記撮像手段により得られた画像から、この画像における前記各ピンの濃淡値の平均値と前記各ピンの前記画像における面積の平均値と前記各ピンの中心位置の前記画像における位置とをそれぞれ算出するステップと、
   前記画像から算出した前記各ピンの濃淡値の平均値と所定の基準濃淡値とを比較し、この比較結果に基づいて前記撮像手段の絞りと前記レーザ光のパワーと前記測定対象空間の照度とを調整するステップと、
   前記画像から算出した前記各ピンの前記画像における面積の平均値と所定の基準面積とを比較し、この比較結果に基づいて前記撮像手段のピントと前記撮像手段の前記キャリブレーションプレートに対する遠近方向の位置とを調整するステップと、
   前記画像から算出した前記各ピンの中心位置の前記画像における位置と所定の基準位置とを比較し、この比較結果に基づいて前記撮像手段の上下左右方向の位置を調整するステップと
   を含むことを特徴とするダストモニタのキャリブレーション方法。