JP6251142B2 - 測定対象物の非接触検知方法及びその装置 - Google Patents
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Description
〔1〕測定対象物の非接触検知方法において、レーザードップラー振動計とCCDカメラを備える2台の非接触センサ装置と、この2台の非接触センサ装置を制御する制御装置とを用いて、前記2台の非接触センサ装置の前記CCDカメラで測定対象の全景を撮影し、ステレオ画像法により測定対象全体の3次元点群データを作成し、前記測定対象全体の3次元点群データ上の測定したい領域を選定し、この領域中の特徴点を自動抽出して測定点を決定し、前記2台の非接触センサ装置の位置と前記測定点の3次元座標に基づいて、前記2台の非接触センサ装置を制御して前記測定点を同期視準し、前記2台の非接触センサ装置で前記測定点の振動を非接触測定し、測定されたデータの振動解析を行うことを特徴とする。
(1)まず、左の非接触センサ装置61と右の非接触センサ装置62により、測定範囲全体のCCD撮影を行う。
(2)制御装置により、ステレオ画像による測定対象の全体形状の推定を行う。
(3)制御装置により、探索範囲(面または線)の設定を行う。
(4)制御装置により、全体形状による測定点の概略抽出を行う。
(5)左の非接触センサ装置61と右の非接触センサ装置62により、同一点の視準を行う。
(6)左の非接触センサ装置61と右の非接触センサ装置62により、測定点周辺のCCD撮影を行い、ステレオ画像による形状推定を行う。
(7)左の非接触センサ装置61と右の非接触センサ装置62により、特徴点(凸部等)の検出・視準を行う。
(8)左の非接触センサ装置61と右の非接触センサ装置62により、非接触振動測定(自己振動・角度補正)を行う。
(9)制御装置により、振動解析(卓越振動数・最大振幅・減衰定数)を行う。
(10)制御装置により、測定点位置情報とデータのリンク・記録を行う。
ZP =XP tanβL
YP =XP tanα0 …〔以上(2)〕
tanαR =yR /√(f2 +xR 2 ) …(3)
tanβR =(fcosθ2 +xR sinθ2 )/(fsinθ2 −xR co sθ2 ) …(4)
sinβR =(fcosθ2 −xL sinθ2 )/√(f2 +xR 2 )
…(5)
tanα0 =(1/2)〔(tanαL /sinβL )+(tanαR /si nβR )〕 …(6)
なお、上記はステレオ画像法による位置座標計算の一例であり、上記に限らず一般的なステレオ画像法の手法を用いればよい。
VX =V1 cos(θS1)+V2 cos(θS2)
=(VL1+VS1)cos(θS1)+(VL2+VS2)cos(θS2)
VZ =V1 sin(θS1)+V2 sin(θS2)
=(VL1+VS1)cos(θS1)+(VL2+VS2)cos(θS2)
V=√(VX 2 +VZ 2 ) Vの卓越方向=arctan(VZ /VX )
なお、上記式において、
V:測定点の速度
V1 :Vの第1のセンサ測定方向成分
V2 :Vの第2のセンサ測定方向成分
VX :測定点の速度のx成分
VZ :測定点の速度のz成分
VL1:第1のセンサの第1のLDVの検出速度
VS1:第1のセンサの振動計の検出速度
θS1:第1のセンサのエンコーダの検出水平角度
VL2:第2のセンサの第2のLDVの検出速度
VS2:第2のセンサの振動計の検出速度
θS2:第2のセンサのエンコーダの検出水平角度
とする。
2,93 通信部
3,94 制御演算部
4 振動演算部
5 ステレオ画像演算部
6 同期駆動演算・制御部
7 その他の演算部
8 操作・表示部
8A 表示部
8B 操作入力部
9,95 記憶部
11,72,96,112 第1の非接触センサ装置
12 第1のLDV(第1のレーザードップラー振動計)
13 第1のCCDカメラ
14 第1の水平手動調整器
15 第1の水平駆動部
16 第1の水平エンコーダ
17 第1の鉛直手動調整器
18 第1の鉛直駆動部
19 第1の鉛直エンコーダ
21,73,97,113 第2の非接触センサ装置
22 第2のLDV(第2のレーザードップラー振動計)
23 第2のCCDカメラ
24 第2の水平手動調整器
25 第2の水平駆動部
26 第2の水平エンコーダ
27 第2の鉛直手動調整器
28 第2の鉛直駆動部
29 第2の鉛直エンコーダ
31 測定対象物の非接触検知装置
32 制御部
33,41 CCDカメラ
34,42 LDVレンズ
35,43 距離計
36,45 LDV受光部
37 GPS
38 振動計
39 フィルタ
40 受信部
44 レーザー管
44a,44b,44e,44g ミラー
44c,44d,44f ビームスプリッター
51 センサ部
52 鉛直駆動部(鉛直回転用モーター)
53 手動調整器V
54 鉛直エンコーダ
55 手動調整器H
56 水平駆動部(水平回転用モーター)
57 水平エンコーダ
61 左の非接触センサ装置
62 右の非接触センサ装置
74、111 測定対象である橋りょう
75,87 支柱
76,86 ケーブル
81 第1の非接触センサ装置の画像
82 第2の非接触センサ装置の画像
83 探索ライン
84 探索平面
85,101 測定対象全体の3次元点群の探索平面上に位置する点群(抽 出された点群)
91,102 測定点
103 クローズアップ撮影範囲
104 個々の座標点
105 点群座標の平均位置から決定した測定点
201 岩盤斜面の3次元点群
202 指定領域
203 測定点
Claims (9)
- (a)レーザードップラー振動計とCCDカメラを備える2台の非接触センサ装置と、該2台の非接触センサ装置を制御する制御装置とを用いて、
(b)前記2台の非接触センサ装置の前記CCDカメラで測定対象の全景を撮影し、
(c)ステレオ画像法により測定対象全体の3次元点群データを作成し、
(d)前記測定対象全体の3次元点群データ上の測定したい領域を選定し、該領域中の特徴点を自動抽出して測定点を決定し、
(e)前記2台の非接触センサ装置の位置と前記測定点の3次元座標に基づいて、前記2台の非接触センサ装置を制御して前記測定点を同期視準し、
(f)前記2台の非接触センサ装置で前記測定点の振動を非接触測定し、
(g)測定されたデータの振動解析を行うことを特徴とする、測定対象物の非接触検知方法。 - 請求項1記載の測定対象物の非接触検知方法において、ステレオ画像法に必要なカメラの角度情報は前記非接触センサ装置の駆動部に設けたエンコーダから取得することを特徴とする測定対象物の非接触検知方法。
- 請求項1記載の測定対象物の非接触検知方法において、前記CCDカメラの位置情報は前記非接触センサ装置に内蔵したGPSで取得することを特徴とする測定対象物の非接触検知方法。
- 請求項1記載の測定対象物の非接触検知方法において、抽出された前記特徴点が測定したい位置を適切に捉えられていない場合には、前記測定点周辺をズームアップして同期撮影し、ステレオ画像法により、前記測定点周辺の3次元点群データを作成し、測定位置を詳細に決定可能にすることを特徴とする測定対象物の非接触検知方法。
- 請求項1記載の測定対象物の非接触検知方法において、前記2台の非接触センサ装置は自己振動補正機能を有し、該2台の非接触センサ装置で測定点の振動を非接触測定することを特徴とする測定対象物の非接触検知方法。
- 請求項5記載の測定対象物の非接触検知方法において、前記2台の非接触センサ装置の測定データを用いて、測定点の水平2方向の振動成分を分離する補正を実施することを特徴とする測定対象物の非接触検知方法。
- 請求項5記載の測定対象物の非接触検知方法において、前記2台の非接触センサ装置の測定データを用いて測定点の振動成分の振幅、卓越振動数、減衰定数の指標を演算することを特徴とする測定対象物の非接触検知方法。
- 請求項7記載の測定対象物の非接触検知方法において、得られた振動データ、各指標を測定点の位置データとリンクして記録することを特徴とする測定対象物の非接触検知方法。
- (a)レーザードップラー振動計とCCDカメラからなる2台の非接触センサ装置と、
(b)該2台の非接触センサ装置を制御する制御装置と、
(c)前記2台の非接触センサ装置で測定対象の全景を撮影し、ステレオ画像法により、測定対象全体の3次元点群データを作成し、前記2台の非接触センサ装置の位置と点群データを同一座標系で把握する手段とを具備することを特徴とする測定対象物の非接触検知装置。
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