JPH10136263A - 熱画像収録装置及び熱画像収録方法 - Google Patents
熱画像収録装置及び熱画像収録方法Info
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- JPH10136263A JPH10136263A JP8282394A JP28239496A JPH10136263A JP H10136263 A JPH10136263 A JP H10136263A JP 8282394 A JP8282394 A JP 8282394A JP 28239496 A JP28239496 A JP 28239496A JP H10136263 A JPH10136263 A JP H10136263A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 屋外環境で熱収録を行なう赤外線撮像装置等
の熱画像収録装置での計測の視野角を計測ポイントを中
心に全球に拡大する。 【解決手段】 赤外検出カメラ３を旋回雲台１９上で一
次走査しながらパン及びチルトさせつつ計測ポイントを
中心に上下、左右に旋回させて全球に亘って撮像し、熱
画像を得る。
の熱画像収録装置での計測の視野角を計測ポイントを中
心に全球に拡大する。 【解決手段】 赤外検出カメラ３を旋回雲台１９上で一
次走査しながらパン及びチルトさせつつ計測ポイントを
中心に上下、左右に旋回させて全球に亘って撮像し、熱
画像を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は地表面や建物表面等
の３次元的空間から熱放射される赤外線を検出し、画像
化する為の熱画像収録装置及び熱画像収録方法に関す
る。
の３次元的空間から熱放射される赤外線を検出し、画像
化する為の熱画像収録装置及び熱画像収録方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、都市、建築の熱的居住性を向
上させる為に、これら建物や地表面が空間構成に及ぼす
影響の放射温度解析が広く行われている。この様な放射
温度解析時に建物の壁面や地表面の温度等をグローブ温
度計、或いは純放射を計測する放射収支計等を用いて温
度計測しても、これら対象物の温度は周囲の気温による
放射、対流、伝導の影響を受け、壁面や地表面の純放射
温度を計測することが困難である。
上させる為に、これら建物や地表面が空間構成に及ぼす
影響の放射温度解析が広く行われている。この様な放射
温度解析時に建物の壁面や地表面の温度等をグローブ温
度計、或いは純放射を計測する放射収支計等を用いて温
度計測しても、これら対象物の温度は周囲の気温による
放射、対流、伝導の影響を受け、壁面や地表面の純放射
温度を計測することが困難である。
【０００３】上述のグローブ温度計、或いは放射収支計
等では点的に温度計測を行なう為に３次元的熱環境の計
測は極めて困難であった。
等では点的に温度計測を行なう為に３次元的熱環境の計
測は極めて困難であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】建物の壁面等の対象物
の表面温度分布計測には赤外線放射カメラが有効である
が、従来一般に使用されている赤外線放射カメラでは計
測視野が狭すぎるため熱環境を包括的に３次元的に捕ら
える手段としては限界が生ずる問題があった。
の表面温度分布計測には赤外線放射カメラが有効である
が、従来一般に使用されている赤外線放射カメラでは計
測視野が狭すぎるため熱環境を包括的に３次元的に捕ら
える手段としては限界が生ずる問題があった。
【０００５】本発明は叙上の問題点を解消した熱画像収
録装置及び熱画像収録方法を提供しようとするもので、
その課題とするところは、対象物の熱的収支を３次元的
な空間分布として捕らえることが出来る熱画像計測シス
テムを得ようとするものである。
録装置及び熱画像収録方法を提供しようとするもので、
その課題とするところは、対象物の熱的収支を３次元的
な空間分布として捕らえることが出来る熱画像計測シス
テムを得ようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の熱画像収録装置
は対象物から放射される赤外線を検出し、画像化する熱
画像収録装置に於いて、上記対象物から放射される赤外
線を検出するための赤外線検出カメラを、対象物の熱画
像収録点を中心に一次元走査すると共にパン及びチルト
させて全球に拡大した全球熱画像として収録して成るも
のである。
は対象物から放射される赤外線を検出し、画像化する熱
画像収録装置に於いて、上記対象物から放射される赤外
線を検出するための赤外線検出カメラを、対象物の熱画
像収録点を中心に一次元走査すると共にパン及びチルト
させて全球に拡大した全球熱画像として収録して成るも
のである。
【０００７】本発明の熱画像収録方法は対象物としての
地表面や建物表面の温度分布を３次元的な空間分布とし
て赤外線検出カメラで赤外線全球熱画像として検出し、
赤外線全球熱画像を平面的熱画像として表示して成るも
のである。
地表面や建物表面の温度分布を３次元的な空間分布とし
て赤外線検出カメラで赤外線全球熱画像として検出し、
赤外線全球熱画像を平面的熱画像として表示して成るも
のである。
【０００８】本発明の熱画像収録装置及び熱画像収録方
法によれば点又は狭い範囲での熱環境情報でなく、観測
点を中心に全球の放射温度環境計測が可能となる。
法によれば点又は狭い範囲での熱環境情報でなく、観測
点を中心に全球の放射温度環境計測が可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の熱画像収録装置及
び熱画像収録方法を図面を用いて詳記する。
び熱画像収録方法を図面を用いて詳記する。
【００１０】先ず、本発明の熱画像収録装置の全体的な
系統図を図３を用いて説明する。
系統図を図３を用いて説明する。
【００１１】図３で動植物、建物等の対象物１から放射
する赤外線２の強弱は赤外線検出カメラ３を介して赤外
線検出カメラ３内の赤外線検出器３ａで検出される。
する赤外線２の強弱は赤外線検出カメラ３を介して赤外
線検出カメラ３内の赤外線検出器３ａで検出される。
【００１２】赤外線２はウィンド３ｂを介してガルバノ
ミラー等の走査光学系３ｃ、フォーカス用の対物レンズ
３ｄ、チョッパ３ｅ、リレーレンズ３ｆ並びに冷却剤
（液体窒素やアルゴン等）や冷却素子で冷却されたＨｇ
ＣｄＴｅ等の赤外線検出器３ａを有し、走査光学系３ｃ
はガルバノドライブ３ｇで、対物レンズ３ｄはフォーカ
スドライブ３ｈで、チョッパ３ｅはチョッパモータ３ｊ
で夫々駆動され、対象物１は通常ガルバノドライバ３ｇ
で走査光学系３ｃを介して２次元的に線順次走査され赤
外線の温度分布画像信号の強弱を検出するが、本例では
一次元的に走査する様に成される。
ミラー等の走査光学系３ｃ、フォーカス用の対物レンズ
３ｄ、チョッパ３ｅ、リレーレンズ３ｆ並びに冷却剤
（液体窒素やアルゴン等）や冷却素子で冷却されたＨｇ
ＣｄＴｅ等の赤外線検出器３ａを有し、走査光学系３ｃ
はガルバノドライブ３ｇで、対物レンズ３ｄはフォーカ
スドライブ３ｈで、チョッパ３ｅはチョッパモータ３ｊ
で夫々駆動され、対象物１は通常ガルバノドライバ３ｇ
で走査光学系３ｃを介して２次元的に線順次走査され赤
外線の温度分布画像信号の強弱を検出するが、本例では
一次元的に走査する様に成される。
【００１３】この赤外線検出カメラ３内の赤外線検出器
３ａで検出した温度分布画像信号はプリアンプ４に供給
され、図示しないが放射率補正、リニアライズイング、
レベル調整、センス調整、等を介してアナログ−デジタ
ル変換器（ＡＤＣ）５で標本化及び符号化が行なわれ
て、デジタル−データに変換される。
３ａで検出した温度分布画像信号はプリアンプ４に供給
され、図示しないが放射率補正、リニアライズイング、
レベル調整、センス調整、等を介してアナログ−デジタ
ル変換器（ＡＤＣ）５で標本化及び符号化が行なわれ
て、デジタル−データに変換される。
【００１４】ＡＤＣ５からのデジタル−データは画像メ
モリ６ａ及び６ｂに供給され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の信号を発生させる疑似カラー発生回路７のカラ
ーパレット（メモリ）７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに供給されて、
デジタル−データのレベル（温度）に応じて定められた
色付けがなされる。
モリ６ａ及び６ｂに供給され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
（Ｂ）の信号を発生させる疑似カラー発生回路７のカラ
ーパレット（メモリ）７Ｒ，７Ｇ，７Ｂに供給されて、
デジタル−データのレベル（温度）に応じて定められた
色付けがなされる。
【００１５】これらカラーパレット７Ｒ，７Ｇ，７Ｂか
らの各データはデジタル−アナログ変換回路（ＤＡＣ）
８（８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ）でアナログの温度分布カラー画
像信号に変換されて陰極線管（ＣＲＴ）等のモニタ用の
表示装置９に供給されて画面上に対象物１の画像が色別
された温度分布パターンとして表示される。
らの各データはデジタル−アナログ変換回路（ＤＡＣ）
８（８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ）でアナログの温度分布カラー画
像信号に変換されて陰極線管（ＣＲＴ）等のモニタ用の
表示装置９に供給されて画面上に対象物１の画像が色別
された温度分布パターンとして表示される。
【００１６】マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１０はＡ
ＤＣ５、画像メモリ６ａ及び６ｂ、疑似カラー発生器
７、ＤＡＣ８を制御すると共にインタフェース１１を介
して赤外線カメラ３のガルバノドライブ３ｇ等を検出カ
メラコントローラ１２等を介して制御する様に成されて
いる。
ＤＣ５、画像メモリ６ａ及び６ｂ、疑似カラー発生器
７、ＤＡＣ８を制御すると共にインタフェース１１を介
して赤外線カメラ３のガルバノドライブ３ｇ等を検出カ
メラコントローラ１２等を介して制御する様に成されて
いる。
【００１７】ＲＯＭ１３及びＲＡＭ１４等はＣＰＵ１０
が通常有しているワーク用のメモリであり操作部１５は
キーボード等の入力部である。
が通常有しているワーク用のメモリであり操作部１５は
キーボード等の入力部である。
【００１８】上述の様に構成した熱画像収録装置１６の
赤外線検出カメラ３を図１に示す屋外環境観測車１７に
植立した電動伸縮ポール１８の旋回雲台１９上に載置す
る。
赤外線検出カメラ３を図１に示す屋外環境観測車１７に
植立した電動伸縮ポール１８の旋回雲台１９上に載置す
る。
【００１９】雲台制御部２０及び熱画像収録装置１６の
制御部を含む表示装置９等も観測車１７内に配設されて
いる。更に通風筒付乾湿球白金温度計、プロペラ式微風
向風速計、ネオ日射計等の気象観測装置２１が観測車１
７の屋根に配設されている。
制御部を含む表示装置９等も観測車１７内に配設されて
いる。更に通風筒付乾湿球白金温度計、プロペラ式微風
向風速計、ネオ日射計等の気象観測装置２１が観測車１
７の屋根に配設されている。
【００２０】赤外線検出カメラ３の光学走査系は目的に
応じて三種類の波長帯３〜５μｍ、５．５〜７．９μ
ｍ、８〜１３μｍが用いられ、波長３〜５μｍ帯では赤
外線検出器３ａはＩｎＳｂが用いられ、波長５．５〜
７．９μｍ及び８〜１３μｍ帯ではＨｇＣｄＴｅが用い
られる。
応じて三種類の波長帯３〜５μｍ、５．５〜７．９μ
ｍ、８〜１３μｍが用いられ、波長３〜５μｍ帯では赤
外線検出器３ａはＩｎＳｂが用いられ、波長５．５〜
７．９μｍ及び８〜１３μｍ帯ではＨｇＣｄＴｅが用い
られる。
【００２１】又、視野角も３０°、５０°，８０°の３
種類を選択出来る。分解能は０．１℃〜０．１５℃で温
度測定精度は±１．０℃、水平解像度３４４本以上、走
査角は水平３０°×垂直２８．５°、使用温度範囲０℃
〜４０℃、瞬時視野角１．５ｍｍｒａｄであり、使用す
る波長帯は測定する対象物１を構成する材料の分光放射
特性や、反射成分の性質、大気の影響等によって決定す
る。
種類を選択出来る。分解能は０．１℃〜０．１５℃で温
度測定精度は±１．０℃、水平解像度３４４本以上、走
査角は水平３０°×垂直２８．５°、使用温度範囲０℃
〜４０℃、瞬時視野角１．５ｍｍｒａｄであり、使用す
る波長帯は測定する対象物１を構成する材料の分光放射
特性や、反射成分の性質、大気の影響等によって決定す
る。
【００２２】電動伸縮ポール１８は観測時に車や垣根等
の視覚的障害を回避し、より多くの地表面や建物の壁面
を俯瞰撮影するためにポールは最長で地上７ｍの高さま
で伸長可能にし、１０ｍｍピッチで電動リモコンで伸縮
し、昇降速度０．０６ｍ／ｓｅｃとし、ポールの振れ角
度は最長時±０．５°以内に抑えた。
の視覚的障害を回避し、より多くの地表面や建物の壁面
を俯瞰撮影するためにポールは最長で地上７ｍの高さま
で伸長可能にし、１０ｍｍピッチで電動リモコンで伸縮
し、昇降速度０．０６ｍ／ｓｅｃとし、ポールの振れ角
度は最長時±０．５°以内に抑えた。
【００２３】赤外線検出カメラ３を載置し、全球熱画像
を収録するために旋回雲台１９はパン（水平回転）及び
チルト（鉛直回転）可能となし、最大回転角度は、３３
０°とし、最大回転速度は９０°／ｓｅｃで最大搭載重
量を１０ｋｇとした。
を収録するために旋回雲台１９はパン（水平回転）及び
チルト（鉛直回転）可能となし、最大回転角度は、３３
０°とし、最大回転速度は９０°／ｓｅｃで最大搭載重
量を１０ｋｇとした。
【００２４】又、雲台制御部２０は角度表示分解能は
０．０１°、角度表示精度は±０．０８、角度再現性は
±０．１°の性能を持っている。
０．０１°、角度表示精度は±０．０８、角度再現性は
±０．１°の性能を持っている。
【００２５】この様に観測車１７に熱画像収録装置を載
置しているので屋外熱環境計測の為に、例えば住宅地、
緑地帯、工業地帯等に自由に移動計測出来る。
置しているので屋外熱環境計測の為に、例えば住宅地、
緑地帯、工業地帯等に自由に移動計測出来る。
【００２６】図２は上述の屋外環境観測車１７を用いて
測定対象物１の全球熱画像の収録、表示及び応用例を示
す屋外熱環境計測システムのフロー図を示すものであ
る。
測定対象物１の全球熱画像の収録、表示及び応用例を示
す屋外熱環境計測システムのフロー図を示すものであ
る。
【００２７】先ず、収録段階では第１ステップＳＴ1 で
測定対象物１の決定が行なわれ、第２ステップＳＴ2 で
熱画像収録方法の選択が成される。通常全球熱画像を得
るために赤外線検出カメラ３の載置された旋回雲台１９
の回転方法は二通りあり、一つは赤外線検出カメラのガ
ルバノメータ等の走査光学系３ｃを図４Ｂの様に水平方
向に所定角度走査２４しながらチルト方向２５に回転
し、その動作をパン方向２６に一定角度ずつ移動しなが
ら撮像を行なうチルト回転法及び走査光学系３ｃを図６
Ｂの様に鉛直方向に鉛直走査２７しながらパン方向２６
に回転し、チルト方向２５に一定角度ずつ移動しながら
撮像を行なうパン回転法がある。
測定対象物１の決定が行なわれ、第２ステップＳＴ2 で
熱画像収録方法の選択が成される。通常全球熱画像を得
るために赤外線検出カメラ３の載置された旋回雲台１９
の回転方法は二通りあり、一つは赤外線検出カメラのガ
ルバノメータ等の走査光学系３ｃを図４Ｂの様に水平方
向に所定角度走査２４しながらチルト方向２５に回転
し、その動作をパン方向２６に一定角度ずつ移動しなが
ら撮像を行なうチルト回転法及び走査光学系３ｃを図６
Ｂの様に鉛直方向に鉛直走査２７しながらパン方向２６
に回転し、チルト方向２５に一定角度ずつ移動しながら
撮像を行なうパン回転法がある。
【００２８】旋回雲台１９の回動範囲がパン及びチルト
共に±１８０°以上あれば立体角として４πＳｒを包括
する。
共に±１８０°以上あれば立体角として４πＳｒを包括
する。
【００２９】全球熱画像の収録は、どちらの回転方法で
も可能である。即ち、図２で第３ステップＳＴ3 でパン
回転法を選択するか、第４ステップＳＴ4 でチルト回転
法を選択することで収録された熱画像は第５又は第６ス
テップＳＴ5 又はＳＴ6 の様に正距円筒図法及び横正距
円筒図法となる。
も可能である。即ち、図２で第３ステップＳＴ3 でパン
回転法を選択するか、第４ステップＳＴ4 でチルト回転
法を選択することで収録された熱画像は第５又は第６ス
テップＳＴ5 又はＳＴ6 の様に正距円筒図法及び横正距
円筒図法となる。
【００３０】図４（Ａ）及び（Ｂ）は旋回雲台１９のチ
ルト回転法を示すものであり、本例では前記した様にパ
ン、チルト共に可動範囲が３３０°で一方向の旋回角度
が±１６５°であり、この場合、図４（Ａ）及び（Ｂ）
並びに図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に死角２３となる
範囲（斜線部）がチルト方向（下方向）とパン方向の左
右端に生ずるが、下方向は観測車１７の屋根であるとみ
てよく、又、左右はパン方向回転角を±１８０°以上に
すれば生ずることはない。
ルト回転法を示すものであり、本例では前記した様にパ
ン、チルト共に可動範囲が３３０°で一方向の旋回角度
が±１６５°であり、この場合、図４（Ａ）及び（Ｂ）
並びに図６（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に死角２３となる
範囲（斜線部）がチルト方向（下方向）とパン方向の左
右端に生ずるが、下方向は観測車１７の屋根であるとみ
てよく、又、左右はパン方向回転角を±１８０°以上に
すれば生ずることはない。
【００３１】図５はチルト回転法による全球原画像の１
例を、図７はパン回転法による全球原画像を示すもので
あり、チルト回転法では光学走査系（以下スキャナーと
記す）３Ｃの視野角は水平方向（走査方向）に５０°と
し、パン方向に４５°ずつ８等分して収録している。
例を、図７はパン回転法による全球原画像を示すもので
あり、チルト回転法では光学走査系（以下スキャナーと
記す）３Ｃの視野角は水平方向（走査方向）に５０°と
し、パン方向に４５°ずつ８等分して収録している。
【００３２】この様な熱原画像のままでは目視判断、ポ
リゴン描画等に利用して行く上で不適当であるので広角
レンズによる歪補正を行った後に、地図投影法を利用し
た幾何変換を行なう。収録された全球熱画像は幾何補正
され、使用目的に適応した地図投影法で表現される。全
球熱画像は本来球画像であるため、収録された画像は、
それが平面投影されたものとみなせる。そこで水平線を
赤道とし、天頂を北極とした、各画素の位置を緯度、経
度とした地図投影法で第７ステップＳＴ7 の様に表現す
る。
リゴン描画等に利用して行く上で不適当であるので広角
レンズによる歪補正を行った後に、地図投影法を利用し
た幾何変換を行なう。収録された全球熱画像は幾何補正
され、使用目的に適応した地図投影法で表現される。全
球熱画像は本来球画像であるため、収録された画像は、
それが平面投影されたものとみなせる。そこで水平線を
赤道とし、天頂を北極とした、各画素の位置を緯度、経
度とした地図投影法で第７ステップＳＴ7 の様に表現す
る。
【００３３】次に、第８ステップＳＴ8 では熱画像から
得たい情報は何かを考えて、第９ステップＳＴ9 の様に
ある対象物の方位角、天頂角を知りたい時は第１０ステ
ップＳＴ10の様に正距円筒図法で表示する。
得たい情報は何かを考えて、第９ステップＳＴ9 の様に
ある対象物の方位角、天頂角を知りたい時は第１０ステ
ップＳＴ10の様に正距円筒図法で表示する。
【００３４】図６及び図７で示したパン回転法による原
画像の投影法でもある正距円筒図法は経線と緯線が碁盤
目となっており、各画素の測定点からの高度と水平角の
目視判断が可能である。よってこの図法を用いれば、測
定対象建物等が面している方位と高度を推定することが
できる。
画像の投影法でもある正距円筒図法は経線と緯線が碁盤
目となっており、各画素の測定点からの高度と水平角の
目視判断が可能である。よってこの図法を用いれば、測
定対象建物等が面している方位と高度を推定することが
できる。
【００３５】第１１ステップＳＴ11はある対象物１の焦
点からの立体角等を収録したい時には第１２ステップＳ
Ｔ12の様にモルワイデ（MOLLWEIDE)図法或いはサンソン
−フラムスチード（SANSON-FLAMSTEED）図法で表示す
る。
点からの立体角等を収録したい時には第１２ステップＳ
Ｔ12の様にモルワイデ（MOLLWEIDE)図法或いはサンソン
−フラムスチード（SANSON-FLAMSTEED）図法で表示す
る。
【００３６】モルワイデ図法は図８に示す様に中央経線
２８と赤道対応緯線２９を長軸とする楕円で表したもの
であり、サンソン−フラムスチード図法は中央経線２８
を基準として、各緯線を正長に分割し、対応する分割点
を曲線で連ねたもので収録熱画像は図９の様になる。
２８と赤道対応緯線２９を長軸とする楕円で表したもの
であり、サンソン−フラムスチード図法は中央経線２８
を基準として、各緯線を正長に分割し、対応する分割点
を曲線で連ねたもので収録熱画像は図９の様になる。
【００３７】サンソン−フラムスチード図法は、全球熱
画像の球面を１ピクセルを微小平面とする多面体で近似
し、その表面における全画素を平面上に展開した状態に
ほぼ等しい。これは、緯線・経線ともに連続した図法と
しては、球面に最も近いものといえる。従って原画像を
幾何変換しても、画素の補間や重複によりデータとして
の信頼性を低下してはならない場合は、図９に示すサン
ソン−フラムスチード図法を用いる。
画像の球面を１ピクセルを微小平面とする多面体で近似
し、その表面における全画素を平面上に展開した状態に
ほぼ等しい。これは、緯線・経線ともに連続した図法と
しては、球面に最も近いものといえる。従って原画像を
幾何変換しても、画素の補間や重複によりデータとして
の信頼性を低下してはならない場合は、図９に示すサン
ソン−フラムスチード図法を用いる。
【００３８】サンソン−フラムスチード図法は等積図法
であるが、中央経線２８及び赤道対応緯線２９より遠い
位置の対象物ほど形状の歪みが著しいため、画像上の被
写体へのポリゴン描画等を行い、測定点における立体角
を計測したい場合には図８に示すモルワイデ図法の方が
適切といえる。
であるが、中央経線２８及び赤道対応緯線２９より遠い
位置の対象物ほど形状の歪みが著しいため、画像上の被
写体へのポリゴン描画等を行い、測定点における立体角
を計測したい場合には図８に示すモルワイデ図法の方が
適切といえる。
【００３９】又、上述のサンソン−フラムスチード図法
とモルワイデ図法の長所をとったグード（GOODE)図法の
***図等を用いてもよい。
とモルワイデ図法の長所をとったグード（GOODE)図法の
***図等を用いてもよい。
【００４０】更に、第１３ステップＳＴ13に示す様に測
定点の天空率を考慮した。天空からの熱放射等を知りた
い時には第１４ステップＳＴ14で示す様に正射図法（図
１０）を用いて表示する様にする。即ち、正射図法（正
射投影）による全球熱画像上では、対象物１の面積は測
定点に仮定した円形の微小平面に対する形態係数を表し
ているからである。
定点の天空率を考慮した。天空からの熱放射等を知りた
い時には第１４ステップＳＴ14で示す様に正射図法（図
１０）を用いて表示する様にする。即ち、正射図法（正
射投影）による全球熱画像上では、対象物１の面積は測
定点に仮定した円形の微小平面に対する形態係数を表し
ているからである。
【００４１】上述した様な各ステップでモルワイデ図法
で全球熱画像の収録表示を行った場合の応用一例を図２
の第１５ステップＳＴ15より説明する。
で全球熱画像の収録表示を行った場合の応用一例を図２
の第１５ステップＳＴ15より説明する。
【００４２】第１５ステップＳＴ15では全球熱画像によ
る放射温度分布は３次元幾何情報と連係される。即ち、
収録対象物１の３次元幾何情報はＣＡＤにより入力され
て、表面温度情報等に付加される。
る放射温度分布は３次元幾何情報と連係される。即ち、
収録対象物１の３次元幾何情報はＣＡＤにより入力され
て、表面温度情報等に付加される。
【００４３】次に第１６ステップＳＴ16や第１７ステッ
プＳＴ17に示す様に測定対象物１からの純放射量の算
出、或いは人体のＭＲＴ（平均放射温度）分布への加工
等が行われる。
プＳＴ17に示す様に測定対象物１からの純放射量の算
出、或いは人体のＭＲＴ（平均放射温度）分布への加工
等が行われる。
【００４４】上記した放射収支の算出時には正確な情報
を得るために放射の大気中の伝搬による減衰や、対向面
からの反射を考慮しなければならないが、いずれも３次
元幾何情報から計算可能である。又、測定地域内の人体
に対するＭＲＴの空間分布を、他の温度要素の実測デー
タと併用し、人体への熱負荷や体感温度の空間分布へと
加工する。その際、地上の人体に対して、全球熱画像の
死角となる部位からの放射が大きく影響すると解析に支
障を来すため、いくつかの地点から全球熱画像を収録
し、この問題を回避する必要がある。
を得るために放射の大気中の伝搬による減衰や、対向面
からの反射を考慮しなければならないが、いずれも３次
元幾何情報から計算可能である。又、測定地域内の人体
に対するＭＲＴの空間分布を、他の温度要素の実測デー
タと併用し、人体への熱負荷や体感温度の空間分布へと
加工する。その際、地上の人体に対して、全球熱画像の
死角となる部位からの放射が大きく影響すると解析に支
障を来すため、いくつかの地点から全球熱画像を収録
し、この問題を回避する必要がある。
【００４５】全球原画像を幾何変換して地図投影法で表
示する際、補間法には最近隣法を採用した。そのため、
画像上には補間された画素が多く生じ、２次元の画像と
してデータを解析する場合には無視できなくなる。図１
１はサンソン図法の被補間画素を示し、図１２は正距円
筒図法の被補間画素を示している。図１１及び図１２で
３０と示されたものが補間画素である。
示する際、補間法には最近隣法を採用した。そのため、
画像上には補間された画素が多く生じ、２次元の画像と
してデータを解析する場合には無視できなくなる。図１
１はサンソン図法の被補間画素を示し、図１２は正距円
筒図法の被補間画素を示している。図１１及び図１２で
３０と示されたものが補間画素である。
【００４６】そこで各図法における画素の補間状況を検
討した。下表１に補間されている画素の全画素数に対す
る割合（被補間率と呼ぶ）を示す。画素サイズは赤道・
子午線の長さで定義している（原画像のサイズは２０４
８×１０２４である）。
討した。下表１に補間されている画素の全画素数に対す
る割合（被補間率と呼ぶ）を示す。画素サイズは赤道・
子午線の長さで定義している（原画像のサイズは２０４
８×１０２４である）。
【００４７】
【表１】
【００４８】当然の結果ではあるが、今回検討対象とし
た４種類の図法のうち、被補間率が最大であったのは、
極付近の間延びが著しい正距円筒図法で４７．９％（等
倍）、最小地を示したのは、近似的に球面自体を表すサ
ンソン図法で１８．５％であった。また、サンソン図法
においては、被補間画素がほぼ均等に分布しており、画
像の一部に誤差が集中して存在する危険がない。以上の
検討結果より、全球熱画像をサンソン図法で表示するこ
とが、２次元の画像データとして最も信頼性の高い表示
方法であることを確認した。
た４種類の図法のうち、被補間率が最大であったのは、
極付近の間延びが著しい正距円筒図法で４７．９％（等
倍）、最小地を示したのは、近似的に球面自体を表すサ
ンソン図法で１８．５％であった。また、サンソン図法
においては、被補間画素がほぼ均等に分布しており、画
像の一部に誤差が集中して存在する危険がない。以上の
検討結果より、全球熱画像をサンソン図法で表示するこ
とが、２次元の画像データとして最も信頼性の高い表示
方法であることを確認した。
【００４９】上述の第１５ステップＳＴ15での全球熱画
像と３次元幾何情報とを関連付けるには全球熱画像を３
次元幾何情報内の該当する座標内に取り付け、スキャン
ライン法により、テクスチャマッピングをしながら２次
元画像に投影することによって行った。
像と３次元幾何情報とを関連付けるには全球熱画像を３
次元幾何情報内の該当する座標内に取り付け、スキャン
ライン法により、テクスチャマッピングをしながら２次
元画像に投影することによって行った。
【００５０】図１３は図９に示された全球熱画像を三次
元幾何情報に投影したもので図１３で中庭に見える白い
部分は全球熱画像の収録地点からみて死角スペース３１
である。三角形の方は、広場の中央の彫刻によってつく
られた死角スペース３２で、白い円の方は、観測車１７
の位置に相当する。観測車１７の位置が、死角を表す白
い円になっているのは、観測車の屋根面にあたり、熱画
像を収録する必要がないためである。死角スペースがＭ
ＲＴ分析に支障をきたすならば、計測点の数は増やされ
なければならない。なお、図１３では図１４の実例概念
図中手前の３３の建物は除いて示してある。
元幾何情報に投影したもので図１３で中庭に見える白い
部分は全球熱画像の収録地点からみて死角スペース３１
である。三角形の方は、広場の中央の彫刻によってつく
られた死角スペース３２で、白い円の方は、観測車１７
の位置に相当する。観測車１７の位置が、死角を表す白
い円になっているのは、観測車の屋根面にあたり、熱画
像を収録する必要がないためである。死角スペースがＭ
ＲＴ分析に支障をきたすならば、計測点の数は増やされ
なければならない。なお、図１３では図１４の実例概念
図中手前の３３の建物は除いて示してある。
【００５１】次に測定対象区域（屋外）の人体に対する
ＭＲＴの空間分布の算出方法を詳記する。本例では測定
対象区域のＭＲＴの空間分布の算出は、人体モデルの形
状を決定させてから行なう様にする。図１５は、この様
な方法を用いたＭＲＴ分布算出結果を示す。
ＭＲＴの空間分布の算出方法を詳記する。本例では測定
対象区域のＭＲＴの空間分布の算出は、人体モデルの形
状を決定させてから行なう様にする。図１５は、この様
な方法を用いたＭＲＴ分布算出結果を示す。
【００５２】即ち、図１３のビルの中庭での実測日は冬
季（１月）で天候は晴れ、周囲の外気温は９．３℃であ
った。計算を簡単にするため、人体モデル形状は微小６
面体を採用した。等形態係数に分割された放射ベクトル
の数は、１点につき９８×６である。ある地点で必要な
対象物が死角に隠れ、全球熱画像からの放射温度の抽出
が不可能な場合、測定点を増やす代わりに補間で十分な
場合もある。今回は、地物が見えない場合は周辺気温
を、天空が見えない場合は別の方位における天空放射温
度を補間に充てた。
季（１月）で天候は晴れ、周囲の外気温は９．３℃であ
った。計算を簡単にするため、人体モデル形状は微小６
面体を採用した。等形態係数に分割された放射ベクトル
の数は、１点につき９８×６である。ある地点で必要な
対象物が死角に隠れ、全球熱画像からの放射温度の抽出
が不可能な場合、測定点を増やす代わりに補間で十分な
場合もある。今回は、地物が見えない場合は周辺気温
を、天空が見えない場合は別の方位における天空放射温
度を補間に充てた。
【００５３】図１５は、ＭＲＴ分布の算出結果である。
中庭中央付近の地は比較的均一であるが、ＭＲＴは建物
の近くでは均一ではない。中庭全体で４℃の分布があ
る。夏季においてはＭＲＴの空間分布のばらつきは更に
大きくなるものと予想される。
中庭中央付近の地は比較的均一であるが、ＭＲＴは建物
の近くでは均一ではない。中庭全体で４℃の分布があ
る。夏季においてはＭＲＴの空間分布のばらつきは更に
大きくなるものと予想される。
【００５４】任意の場所におけるＭＲＴの値を正確に計
算するためには、固体表面の放射温度から表面温度を推
定したり、天空の放射温度を、全赤外域（０．７５μｍ
〜１ｍｍ）の放射量を反映した値に補正する必要があ
る。
算するためには、固体表面の放射温度から表面温度を推
定したり、天空の放射温度を、全赤外域（０．７５μｍ
〜１ｍｍ）の放射量を反映した値に補正する必要があ
る。
【００５５】上述の全球熱画像収録の赤外線検出カメラ
や気象観測装置は観測車１７上で行ったが、計測点が固
定された場所では計測点を固定し得ることは当然であ
る。
や気象観測装置は観測車１７上で行ったが、計測点が固
定された場所では計測点を固定し得ることは当然であ
る。
【００５６】更に赤外線検出カメラの視野角、旋回雲台
１９の回転角は１例として述べた各値に限定されるもの
ではなく、計測の精度、空間分解能によって適宜選択し
得る。
１９の回転角は１例として述べた各値に限定されるもの
ではなく、計測の精度、空間分解能によって適宜選択し
得る。
【００５７】
【発明の効果】本発明の熱画像収録装置及び熱画像収録
方法によれば屋外環境での観測点を中心とする全球の放
射環境計測が可能となり、地物や人体等の熱収支を地物
表面分布や人体の存在する空間分布として捕らえること
の出来るものが得られる。
方法によれば屋外環境での観測点を中心とする全球の放
射環境計測が可能となり、地物や人体等の熱収支を地物
表面分布や人体の存在する空間分布として捕らえること
の出来るものが得られる。
【図１】本発明の熱画像収録装置を搭載した観測車の略
線図である。
線図である。
【図２】本発明の熱画像収録装置の屋外熱環境計測シス
テムのフロー図である。
テムのフロー図である。
【図３】本発明の熱画像収録装置の系統図である。
【図４】本発明の熱画像収録装置に用いる旋回雲台の回
転方法（チルト回転法）の説明図である。
転方法（チルト回転法）の説明図である。
【図５】本発明に用いるチルト回転法による全球原画像
例である。
例である。
【図６】本発明の熱画像収録装置に用いる旋回雲台の回
転方法（パン回転法）の説明図である。
転方法（パン回転法）の説明図である。
【図７】本発明に用いるパン回転法による全球原画像例
である。
である。
【図８】本発明に用いるモルワイデ図法による全球熱画
像例である。
像例である。
【図９】本発明に用いるサンソン−フラムスチード図法
による全球熱画像例である。
による全球熱画像例である。
【図１０】本発明に用いる正射図法による全球熱画像例
である。
である。
【図１１】サンソン図法の被補間画素例である。
【図１２】正距離円筒図法の被補間画素例である。
【図１３】全球熱画像と３次元幾何情報の連係説明図で
ある。
ある。
【図１４】図１３の実測概念図である。
【図１５】本発明によるＭＲＴ分布算出結果を示すパタ
ーンである。
ーンである。
３ 赤外線検出カメラ １７ 屋外環境観測車 １８ 電動伸縮ポール １９ 螺旋雲台 ２０ 雲台制御部
Claims (5)
- 【請求項１】 対象物から放射される赤外線を検出し、
画像化する熱画像収録装置に於いて、 上記対象物から放射される赤外線を検出するための赤外
線検出カメラを該対象物の熱画像収録点を中心に一次元
走査すると共にパン及びチルトさせて全球に拡大した全
球熱画像として収録して成ることを特徴とする熱画像収
録装置。 - 【請求項２】 前記赤外線検出カメラで収録した全球熱
画像を地図投影法により平面熱画像に変換して表示して
成ることを特徴とする請求項１記載の熱画像収録装置。 - 【請求項３】 前記地図投影法が正距円筒図法、正射図
法、サンソン図法、モルワイデ図法のいずれか１つであ
ることを特徴とする請求項２記載の熱画像収録装置。 - 【請求項４】 対象物としての地表面や建物表面の濃度
分布を３次元的な空間分布として赤外線検出カメラで赤
外線全球熱画像として検出し、該赤外線全球熱画像を平
面的熱画像として表示して成ることを特徴とする熱画像
収録方法。 - 【請求項５】 前記赤外線全球熱画像を平面的熱画像に
幾何変換時の被補間率が小さな投影法を用いたことを特
徴とする請求項４記載の熱画像収録方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282394A JPH10136263A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 熱画像収録装置及び熱画像収録方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8282394A JPH10136263A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 熱画像収録装置及び熱画像収録方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10136263A true JPH10136263A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17651843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8282394A Pending JPH10136263A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 熱画像収録装置及び熱画像収録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10136263A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003038752A1 (fr) * | 2001-10-29 | 2003-05-08 | Sony Corporation | Appareil de traitement d'images non planes, technique de traitement d'images et programme informatique |
| JP2007148784A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | D Link Corp | 画像合成システム及び画像合成方法 |
| JP2011034279A (ja) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Toyota Motor Corp | 三次元温度分布表示装置、テクスチャ作成装置および三次元温度分布表示方法 |
| JP2013169338A (ja) * | 2012-02-21 | 2013-09-02 | Sakura Rubber Co Ltd | 消防ホース用照明器具取付具 |
| KR101456519B1 (ko) * | 2013-02-28 | 2014-11-07 | 조선대학교산학협력단 | 열화상 기술을 이용한 진단용 기기 거치대 |
| CN105004933A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-10-28 | 王佳莺 | 一种城市电磁辐射监测分析装置 |
| WO2016087903A1 (en) * | 2014-12-05 | 2016-06-09 | Audi Ag | Observation device, vehicle with an observation device and method for operating an observation device |
| CN109782775A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-05-21 | 刘乐 | 一种基于热图像的汽车避障*** |
-
1996
- 1996-10-24 JP JP8282394A patent/JPH10136263A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003038752A1 (fr) * | 2001-10-29 | 2003-05-08 | Sony Corporation | Appareil de traitement d'images non planes, technique de traitement d'images et programme informatique |
| CN100380403C (zh) * | 2001-10-29 | 2008-04-09 | 索尼公司 | 非平面图像的图像处理装置及图像处理方法 |
| US7483590B2 (en) | 2001-10-29 | 2009-01-27 | Sony Corporation | Image processing apparatus and image processing method for non-planar image, storage medium, and computer program |
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| CN105004933A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-10-28 | 王佳莺 | 一种城市电磁辐射监测分析装置 |
| CN109782775A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-05-21 | 刘乐 | 一种基于热图像的汽车避障*** |
| CN109782775B (zh) * | 2019-03-13 | 2020-04-14 | 刘乐 | 一种基于热图像的汽车避障*** |
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