JP2016217843A - Rotation velocity measurement device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転体の回転速度を計測する回転速度計測装置に関する。 The present invention relates to a rotation speed measurement device that measures the rotation speed of a rotating body.
回転体の回転速度を計測する計測装置としては、光学式回転速度計測装置が知られている。光学式回転速度計測装置の一例では、回転軸に結合された回転体と、回転体に光を照射するとともに、回転体からの反射光を検出する光電センサとを備えている。回転体には、高反射部と低反射部とが、回転体の回転方向に沿って交互に形成されている。光電センサは、高反射部からの反射光と低反射部からの反射光との間の強度差を検出するごとにパルスを生成し、光学式回転速度計測装置は、光学センサが出力するパルス数から回転速度を計測している（例えば、特許文献１参照）。 An optical rotation speed measurement device is known as a measurement device that measures the rotation speed of a rotating body. An example of the optical rotational speed measurement device includes a rotating body coupled to a rotating shaft, and a photoelectric sensor that irradiates the rotating body with light and detects reflected light from the rotating body. In the rotating body, high reflection portions and low reflection portions are alternately formed along the rotation direction of the rotating body. The photoelectric sensor generates a pulse every time it detects an intensity difference between the reflected light from the high reflection part and the reflected light from the low reflection part, and the optical rotational speed measurement device outputs the number of pulses output by the optical sensor. The rotational speed is measured from (see, for example, Patent Document 1).
ところで、上記の光学式回転速度計測装置では、高反射部からの反射光が回転体の回転速度に合わせて間欠的に光電センサで検出され、それによって、回転体の回転速度が計測されている。そのため、高反射部と低反射部とが回転体の回転方向に沿って規則的に並ぶように反射テープを回転体に貼るという事前準備が利用者には強いられる。 By the way, in the above-described optical rotation speed measurement device, the reflected light from the high reflection portion is intermittently detected by the photoelectric sensor in accordance with the rotation speed of the rotating body, thereby measuring the rotation speed of the rotating body. . Therefore, the user is forced to prepare in advance so that the reflective tape is attached to the rotating body so that the high reflecting portion and the low reflecting portion are regularly arranged along the rotation direction of the rotating body.
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転体における回転速度を計測する前の事前準備に要する負荷を軽減することを可能にした回転速度計測装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a rotational speed measurement device that can reduce a load required for preparation before measuring the rotational speed of a rotating body. It is in.
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決するための回転速度計測装置は、回転体が含まれる撮影範囲の各位置での光の強度を示す撮影情報であって、所定の時間間隔で生成された複数の前記撮影情報を入力する入力部と、前記撮影範囲の一部である検出範囲での光の強度を示す検出情報を前記撮影情報ごとに前記撮影情報から生成する生成部と、前記生成部が生成した全ての前記検出情報を時間周波数領域でフーリエ変換し、それによって得られた周波数成分から回転体の回転速度を算出する算出部と、を備えることをその要旨としている。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
A rotational speed measurement device for solving the above-described problem is imaging information indicating the intensity of light at each position in an imaging range including a rotating body, and includes a plurality of the imaging information generated at predetermined time intervals. An input unit for input, a generation unit that generates detection information indicating light intensity in a detection range that is a part of the shooting range from the shooting information for each of the shooting information, and all of the generated by the generation unit The gist of the invention is to include a calculation unit that Fourier-transforms the detection information in the time frequency domain and calculates the rotation speed of the rotating body from the frequency component obtained thereby.
上記構成によれば、検出範囲における光の強度が所定の時間間隔で得られ、それによって得られた光の強度の時間周波数から回転体の回転速度が得られる。この際、回転体の回転速度を計測する前の事前準備として、高反射部と低反射部とが回転方向に並ぶように別途反射部を貼り付けるなどの負荷が省かれる。そのため、回転体の回転速度を計測する前の事前準備に要する負荷を軽減することができる。 According to the above configuration, the light intensity in the detection range is obtained at predetermined time intervals, and the rotation speed of the rotating body is obtained from the time frequency of the light intensity obtained thereby. At this time, as a pre-preparation before measuring the rotation speed of the rotating body, a load such as separately attaching a reflection portion so that the high reflection portion and the low reflection portion are aligned in the rotation direction is omitted. Therefore, it is possible to reduce the load required for preparation before measuring the rotational speed of the rotating body.
上記回転速度計測装置において、前記位置ごとの光の強度を示す情報は、前記位置ごとの画素情報であり、前記撮影情報は、前記撮影範囲の各位置の前記画素情報を含み、前記生成部は、予め設定された１以上の前記位置の前記画素情報から前記検出情報を生成することが好ましい。 In the rotational speed measurement device, the information indicating the light intensity for each position is pixel information for each position, the shooting information includes the pixel information of each position in the shooting range, and the generation unit Preferably, the detection information is generated from the pixel information at one or more preset positions.
上記構成によれば、撮影情報を構成する全ての画素情報のなかの一部の画素情報であって、予め定められた位置の画素情報から検出情報が生成される。そのため、検出情報を生成するための情報を撮影情報にて探索する負荷など、撮影情報から検出情報を生成する負荷を軽減することができる。 According to the above configuration, detection information is generated from pixel information at a predetermined position, which is a part of all pieces of pixel information constituting the photographing information. Therefore, it is possible to reduce the load for generating the detection information from the shooting information, such as a load for searching for information for generating the detection information in the shooting information.
上記回転速度計測装置において、前記検出範囲を前記撮影範囲のなかで変更可能に設定する設定部をさらに備えることが好ましい。
上記構成によれば、撮影範囲のなかで検出範囲を変更することができるため、回転周波数の検出に適した検出範囲を設定することも可能である。
The rotational speed measurement device preferably further includes a setting unit that sets the detection range to be changeable within the imaging range.
According to the above configuration, since the detection range can be changed within the imaging range, it is possible to set a detection range suitable for detecting the rotation frequency.
上記回転速度計測装置において、前記回転体はプロペラであって、前記プロペラのブレードの枚数を取得する取得部を備え、前記算出部は、前記周波数成分の中で周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す周波数を前記ブレードの枚数で除算した周波数から前記回転速度を算出する構成であってもよい。 In the rotational speed measurement device, the rotating body is a propeller, and includes an acquisition unit that acquires the number of blades of the propeller, and the calculation unit excludes a DC component that has a frequency of zero among the frequency components. The rotational speed may be calculated from a frequency obtained by dividing the frequency indicating the maximum intensity by the number of blades.
回転体がプロペラであるとき、取得部が取得した撮影情報には、大きく分けて、プロペラのブレードからの光の強度を示す情報と、ブレード以外からの光の強度を示す情報が含まれる。そして、算出部が算出する周波数成分は、ブレードの枚数分だけ逓倍された値である。上記構成によれば、こうした周波数成分の中で周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す周波数がブレードの枚数で除算されるため、プロペラの回転速度を正確に算出することができる。 When the rotating body is a propeller, the photographing information acquired by the acquisition unit is roughly divided into information indicating the intensity of light from the blade of the propeller and information indicating the intensity of light from other than the blade. The frequency component calculated by the calculation unit is a value multiplied by the number of blades. According to the above configuration, since the frequency indicating the maximum intensity excluding the DC component having a frequency of zero among these frequency components is divided by the number of blades, the rotation speed of the propeller can be accurately calculated.
上記回転速度計測装置において、前記回転体は歯車であって、前記歯車の歯数を取得する取得部を備え、前記算出部は、前記周波数成分の中で周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す周波数を前記歯車の歯数で除算した周波数から前記回転体の回転速度を算出する構成であってもよい。 In the rotation speed measuring device, the rotating body is a gear, and includes an acquisition unit that acquires the number of teeth of the gear, and the calculation unit is a maximum excluding a DC component that has a frequency of zero among the frequency components. The structure which calculates the rotational speed of the said rotary body from the frequency which divided the frequency which shows intensity | strength with the number of teeth of the said gearwheel may be sufficient.
回転体が歯車であるとき、取得部が取得した撮影情報には、大きく分けて、歯車の歯からの光の強度を示す情報と、歯以外の部分からの光の強度を示す情報とが含まれる。そして、算出部が算出する周波数成分は、歯数分だけ逓倍された値である。上記構成によれば、こうした周波数成分の中で周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す周波数が歯数で除算されるため、歯車の回転速度を正確に算出することができる。 When the rotating body is a gear, the imaging information acquired by the acquisition unit is roughly divided into information indicating the intensity of light from the teeth of the gear and information indicating the intensity of light from parts other than the teeth. It is. The frequency component calculated by the calculation unit is a value multiplied by the number of teeth. According to the above configuration, the frequency indicating the maximum intensity excluding the DC component having a frequency of zero among these frequency components is divided by the number of teeth, so that the rotational speed of the gear can be accurately calculated.
上記回転速度計測装置において、前記回転体は円周方向において識別可能な周期的輝度パターンを有するものであって、前記輝度パターンの繰り返し数を取得する取得部を備え、前記算出部は、前記周波数成分の中で周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す周波数を前記輝度パターンの繰り返し数で除算した周波数成分から前記回転速度を算出する構成であってもよい。 In the rotational speed measurement device, the rotating body has a periodic luminance pattern that can be identified in a circumferential direction, and includes an acquisition unit that acquires the number of repetitions of the luminance pattern, and the calculation unit includes the frequency The configuration may be such that the rotation speed is calculated from a frequency component obtained by dividing a frequency indicating the maximum intensity excluding a DC component having a frequency of zero among the components by the number of repetitions of the luminance pattern.
回転体が円周方向において識別可能な周期的輝度パターンを有するものであるとき、取得部が取得した撮影情報には、輝度パターンを示す情報が含まれる。そして、算出部が算出する周波数成分は、輝度パターンの繰り返し数分だけ逓倍された値である。上記構成によれば、こうした周波数成分の中で周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す周波数が輝度パターンの繰り返し数で除算されるため、円周方向において識別可能な周期的輝度パターンを有する回転体の回転速度を正確に算出することができる。 When the rotating body has a periodic luminance pattern that can be identified in the circumferential direction, the photographing information acquired by the acquisition unit includes information indicating the luminance pattern. The frequency component calculated by the calculation unit is a value multiplied by the number of luminance pattern repetitions. According to the above configuration, the frequency indicating the maximum intensity excluding the DC component having a frequency of zero among these frequency components is divided by the number of repetitions of the luminance pattern, so that a periodic luminance pattern that can be identified in the circumferential direction is obtained. The rotational speed of the rotating body can be accurately calculated.
本発明によれば、回転体における回転速度を計測する前の事前準備に要する負荷を軽減できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the load required for prior preparation before measuring the rotational speed in a rotary body can be reduced.
以下、図１〜図７を参照して、回転速度計測装置の一実施形態について説明する。回転速度計測装置は、回転機器に設けられた回転体を撮影する撮影部から撮影情報を取得し、取得された撮影情報から回転体の回転速度を計測する。本実施形態では、回転体の一例としてプロペラを備えた回転機器に対し、プロペラの回転速度を計測する。 Hereinafter, an embodiment of a rotational speed measuring device will be described with reference to FIGS. The rotational speed measurement device acquires imaging information from an imaging unit that captures a rotating body provided in a rotating device, and measures the rotational speed of the rotating body from the acquired imaging information. In the present embodiment, the rotational speed of the propeller is measured with respect to a rotating device including a propeller as an example of a rotating body.
図１に示されるように、回転機器１０は、プロペラ１１と、プロペラ１１に接続される回転軸１２と、回転軸１２を駆動させることによってプロペラ１１を回転させるモータ等の駆動部とを備えている。プロペラ１１は、回転軸１２の周囲に３枚のブレード１３を有している。 As shown in FIG. 1, the rotating device 10 includes a propeller 11, a rotating shaft 12 connected to the propeller 11, and a driving unit such as a motor that rotates the propeller 11 by driving the rotating shaft 12. Yes. The propeller 11 has three blades 13 around the rotating shaft 12.
回転速度計測装置２０には、プロペラ１１を撮影する撮影部としてのカメラ２１が接続されている。回転速度計測装置２０は、回転速度の計測に伴う各制御を行う制御部２２と、計測の結果や計測の設定条件等を表示する表示部３１と、計測の指示等の入力を行う操作部３２とを備えている。 A camera 21 as a photographing unit that photographs the propeller 11 is connected to the rotational speed measuring device 20. The rotational speed measurement device 20 includes a control unit 22 that performs various controls associated with rotational speed measurement, a display unit 31 that displays measurement results, measurement setting conditions, and the like, and an operation unit 32 that inputs measurement instructions and the like. And.
カメラ２１は、例えば、所定の撮影範囲を撮影する高速度カメラである。カメラ２１の撮影範囲は、プロペラ１１が含まれる範囲であり、カメラ２１のシャッタースピードは、プロペラ１１が１回転する間に複数回の撮影が繰り返されるように設定されている。カメラ２１は、撮影範囲の各位置での光を受光する複数の受光素子を備え、各受光素子は、受光素子に対応する位置での光の強度を電気的な信号に変換して出力する。カメラ２１が備える各受光素子は、例えば、赤色の光を受光するための赤色用の受光素子、緑色の光を受光するための緑色用の受光素子、青色の光を受光するための青色用の受光素子のいずれかである。カメラ２１は、所定の時間間隔でシャッターを駆動する毎に、全ての受光素子から出力される信号を所定の階調値に基づくデジタル値に変換し、変換後の結果を撮影情報として制御部２２に出力する。制御部２２は、撮影範囲の各位置での光の強度を示す撮影情報を所定の時間間隔で入力する入力部を備えている。 The camera 21 is, for example, a high speed camera that captures a predetermined shooting range. The shooting range of the camera 21 is a range including the propeller 11, and the shutter speed of the camera 21 is set so that shooting is repeated a plurality of times while the propeller 11 rotates once. The camera 21 includes a plurality of light receiving elements that receive light at each position in the photographing range, and each light receiving element converts the light intensity at the position corresponding to the light receiving element into an electrical signal and outputs the signal. The light receiving elements included in the camera 21 are, for example, a red light receiving element for receiving red light, a green light receiving element for receiving green light, and a blue light receiving element for blue light. One of the light receiving elements. Each time the camera 21 drives the shutter at a predetermined time interval, the camera 21 converts signals output from all the light receiving elements into digital values based on a predetermined gradation value, and uses the converted result as shooting information as a control unit 22. Output to. The control unit 22 includes an input unit that inputs shooting information indicating light intensity at each position in the shooting range at predetermined time intervals.
撮影情報は、１つの画素に対して１つずつの画素情報を含む。１つの画素は、互いに隣り合う３つの受光素子である赤色用の受光素子、緑色用の受光素子、及び、青色用の受光素子から構成される。画素情報は、赤色用の受光素子からの出力の変換結果であるＲ値、緑色用の受光素子からの出力の変換結果であるＧ値、及び、青色用の受光素子からの出力の変換結果であるＢ値を示す。 The shooting information includes pixel information for each pixel. One pixel includes a light receiving element for red, a light receiving element for green, and a light receiving element for blue, which are three light receiving elements adjacent to each other. The pixel information includes an R value that is a conversion result of the output from the red light receiving element, a G value that is a conversion result of the output from the green light receiving element, and a conversion result of the output from the blue light receiving element. A certain B value is shown.
回転速度計測装置２０は、制御部２２、表示部３１、および、操作部３２を収納する筐体２０ａを備えている。カメラ２１は、筐体２０ａの外部に配置され、図示しない接続線を介して筐体２０ａ内の制御部２２と電気的接続されている。 The rotational speed measurement device 20 includes a housing 20 a that houses the control unit 22, the display unit 31, and the operation unit 32. The camera 21 is disposed outside the housing 20a and is electrically connected to the control unit 22 in the housing 20a through a connection line (not shown).
制御部２２は、カメラ２１の撮影範囲の中に検出範囲Ａ（図５参照）を設定する設定部２３を備えている。検出範囲Ａの位置は、ユーザによって選択される。設定部２３は、カメラ２１によって生成された撮影情報を用いて撮影画像Ｐを表示部３１に表示させる。この際、設定部２３は、表示画像を表示するための表示情報の生成に伴い、撮影情報における画素情報の解像度と、表示情報における画素情報の解像度とが合うように、撮影情報における画素情報の解像度を変換してもよい。勿論、撮影情報における画素情報の解像度と、表示情報における画素情報の解像度とが同じであれば、こうした解像度の変換を割愛してもよい。設定部２３は、ユーザによる操作部３２の変更操作によって、撮影画像Ｐの中で検出範囲Ａの位置を変更し、ユーザによる操作部３２の確定操作によって、検出範囲Ａの位置を確定する。 The control unit 22 includes a setting unit 23 that sets the detection range A (see FIG. 5) within the shooting range of the camera 21. The position of the detection range A is selected by the user. The setting unit 23 displays the captured image P on the display unit 31 using the shooting information generated by the camera 21. At this time, the setting unit 23 generates pixel information in the shooting information so that the resolution of the pixel information in the shooting information and the resolution of the pixel information in the display information match with the generation of display information for displaying the display image. The resolution may be converted. Of course, if the resolution of the pixel information in the photographic information is the same as the resolution of the pixel information in the display information, such resolution conversion may be omitted. The setting unit 23 changes the position of the detection range A in the captured image P by a change operation of the operation unit 32 by the user, and determines the position of the detection range A by a determination operation of the operation unit 32 by the user.
制御部２２は、検出範囲Ａでの光の強度を示す検出情報を生成する生成部の一例である検出部２４を備えている。検出部２４は、撮影情報を構成する画素情報の中から、検出範囲Ａに対応する全ての画素の画素情報を抽出する。検出部２４は、抽出された全ての画素情報から検出情報の一例である輝度情報を生成する。輝度情報は、検出範囲Ａでの光の強度を示す情報であって、式１に従って求められる。なお、式１は、検出範囲Ａが１つの画素に対応する例を示し、式１における係数である０．３，０．６，０．１は、小数点以下の２桁目を四捨五入された値として示されている。検出部２４は、所定の時間間隔で撮影情報が取得されるごとに輝度情報を生成する。 The control unit 22 includes a detection unit 24 that is an example of a generation unit that generates detection information indicating the intensity of light in the detection range A. The detection unit 24 extracts pixel information of all the pixels corresponding to the detection range A from the pixel information constituting the shooting information. The detection unit 24 generates luminance information, which is an example of detection information, from all the extracted pixel information. The luminance information is information indicating the intensity of light in the detection range A, and is obtained according to Equation 1. Equation 1 shows an example in which the detection range A corresponds to one pixel, and the coefficients 0.3, 0.6, and 0.1 in Equation 1 are values rounded off to the second decimal place. Is shown as The detection unit 24 generates luminance information every time photographing information is acquired at a predetermined time interval.
輝度＝Ｒ値×０．３＋Ｇ値×０．６＋Ｂ値×０．１…（式１）
なお、検出範囲Ａが複数の画素に対応するとき、検出部２４は、検出範囲Ａに対応する全ての画素の画素情報を用いて１つの輝度情報を生成する。この際に、検出部２４は、例えば、検出範囲Ａに対応する全ての画素のＲ値，Ｇ値，Ｂ値の各々の平均値を式１に適用して輝度情報を生成したり、検出範囲Ａに対応する全ての画素のＲ値，Ｇ値，Ｂ値の各々の最大値を式１に適用して輝度情報を生成したりする。
Luminance = R value × 0.3 + G value × 0.6 + B value × 0.1 (Expression 1)
When the detection range A corresponds to a plurality of pixels, the detection unit 24 generates one luminance information using pixel information of all the pixels corresponding to the detection range A. At this time, for example, the detection unit 24 generates luminance information by applying the average values of the R value, G value, and B value of all the pixels corresponding to the detection range A to Equation 1, Luminance information is generated by applying the maximum values of the R, G, and B values of all pixels corresponding to A to Equation 1.
制御部２２は、回転体であるプロペラ１１のブレード１３の枚数を取得する取得部２５を備えている。このブレード１３の枚数は、整数であって、ユーザによって入力される。取得部２５は、ブレード１３の枚数を入力させる表示を表示部３１に表示させ、ユーザが操作部３２を操作することで数値を入力させる。取得部２５は、ユーザによって入力された数値によってブレード１３の枚数を取得する。 The control unit 22 includes an acquisition unit 25 that acquires the number of blades 13 of the propeller 11 that is a rotating body. The number of blades 13 is an integer and is input by the user. The acquisition unit 25 displays a display for inputting the number of blades 13 on the display unit 31 and allows the user to input a numerical value by operating the operation unit 32. The acquisition unit 25 acquires the number of blades 13 based on a numerical value input by the user.
制御部２２は、検出部２４が生成した所定の時間間隔ごとの輝度情報を用い、プロペラ１１の回転速度を算出する算出部２６を備えている。算出部２６は、所定の時間間隔ごとの輝度情報に対して時間周波数領域でフーリエ変換を行い、フーリエ変換によって得られた周波数成分からプロペラ１１の回転速度を算出する。なお、算出部２６は、離散フーリエ変換を高速に計算する高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）を行う。この際に、算出部２６は、算出された周波数成分のうち周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す最も高いピークに対応する周波数を回転速度の算出用に用いる。また、ブレード１３の枚数が２以上であるとき、算出部２６は、算出用の周波数をブレード１３の枚数で除算し、その除算結果を、回転速度を算出するための回転周波数として取り扱う。そして、算出部２６は、この算出した回転周波数からプロペラ１１の回転速度を算出する。 The control unit 22 includes a calculation unit 26 that calculates the rotation speed of the propeller 11 using the luminance information for each predetermined time interval generated by the detection unit 24. The calculation unit 26 performs Fourier transform in the time frequency domain on the luminance information for each predetermined time interval, and calculates the rotation speed of the propeller 11 from the frequency component obtained by the Fourier transform. The calculation unit 26 performs a fast Fourier transform (FFT) that calculates the discrete Fourier transform at high speed. At this time, the calculation unit 26 uses the frequency corresponding to the highest peak indicating the maximum intensity excluding the DC component having the frequency of zero among the calculated frequency components for calculating the rotation speed. When the number of blades 13 is 2 or more, the calculation unit 26 divides the calculation frequency by the number of blades 13 and handles the division result as a rotation frequency for calculating the rotation speed. Then, the calculation unit 26 calculates the rotation speed of the propeller 11 from the calculated rotation frequency.
続いて、図２〜図７を参照して、上記のように構成された回転速度計測装置２０によるプロペラ１１の回転速度の計測について説明する。
まず、図２に示すように、カメラ２１は、回転速度計測装置２０によって計測を開始する前に、プロペラ１１の全体が撮影範囲に含まれるように設置される。なお、プロペラ１１の全体が撮影範囲に含まれていればよいため、カメラ２１が設置される位置は、回転軸１２の軸線上に限らず、例えば、回転軸１２の軸線よりも上であってもよいし下であってもよく、また、回転軸１２の軸線よりも左であってもよいし右であってもよい。また、カメラ２１は、プロペラ１１の一部、言い換えるとブレード１３と背景とが空間分解能的に分離して撮影される範囲を含むように設置してもよい。
Then, with reference to FIGS. 2-7, the measurement of the rotational speed of the propeller 11 by the rotational speed measuring apparatus 20 comprised as mentioned above is demonstrated.
First, as shown in FIG. 2, the camera 21 is installed so that the entire propeller 11 is included in the imaging range before the rotation speed measurement device 20 starts measurement. Since the entire propeller 11 only needs to be included in the shooting range, the position where the camera 21 is installed is not limited to the axis of the rotary shaft 12, for example, is higher than the axis of the rotary shaft 12. It may be lower or lower, and may be left or right of the axis of the rotating shaft 12. Further, the camera 21 may be installed so as to include a range in which a part of the propeller 11, in other words, the blade 13 and the background are photographed with spatial resolution separated.
図３（ａ）に示すように、カメラ２１がプロペラ１１をプロペラ１１の正面から撮影した場合、プロペラ１１の回転軌跡Ｃはほぼ真円となる。一方で、図３（ｂ）に示すように、回転軸１２の軸線に対して左右にずれた位置からカメラ２１がプロペラ１１を撮影した場合、プロペラ１１の回転軌跡Ｃは上下に延びた楕円となる。また、図３（ｃ）に示すように、回転軸１２の軸線に対して上下にずれた位置からカメラ２１がプロペラ１１を撮影した場合、プロペラ１１の回転軌跡Ｃは左右に延びた楕円となる。 As shown in FIG. 3A, when the camera 21 images the propeller 11 from the front of the propeller 11, the rotation locus C of the propeller 11 is almost a perfect circle. On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the camera 21 images the propeller 11 from a position shifted to the left and right with respect to the axis of the rotation shaft 12, the rotation locus C of the propeller 11 is an ellipse extending vertically. Become. In addition, as shown in FIG. 3C, when the camera 21 captures the propeller 11 from a position shifted up and down with respect to the axis of the rotation shaft 12, the rotation locus C of the propeller 11 becomes an ellipse extending left and right. .
なお、撮影範囲のなかで固定された範囲である検出範囲Ａにおける輝度を検出部２４は生成するため、回転軌跡Ｃが真円であれ楕円であれ、ブレード１３が１回転に要する時間は共に同じであり、回転速度の計測には影響しない。そして、回転軸１２の軸線に対して上下や左右にずれた位置からカメラ２１がプロペラ１１を撮影するとしても、回転速度計測装置２０は、回転速度を計測することができる。言い換えれば、カメラ２１は、回転体に対して厳密に正面の位置に設置する必要がなく、設置作業が簡易である。 Since the detection unit 24 generates the luminance in the detection range A that is a fixed range in the photographing range, the time required for one rotation of the blade 13 is the same regardless of whether the rotation locus C is a perfect circle or an ellipse. It does not affect the measurement of rotational speed. Then, even if the camera 21 captures the propeller 11 from a position that is shifted vertically or horizontally with respect to the axis of the rotating shaft 12, the rotating speed measuring device 20 can measure the rotating speed. In other words, the camera 21 does not need to be installed strictly in front of the rotating body, and installation work is simple.
そして、ユーザは、操作部３２を操作して、回転体に対する回転速度の計測を開始させる。また、ユーザは、操作部３２を操作して、プロペラ１１のブレード１３の枚数を入力する。 And a user operates the operation part 32 and starts measurement of the rotational speed with respect to a rotary body. In addition, the user operates the operation unit 32 to input the number of blades 13 of the propeller 11.
続いて、図４〜図７を併せて参照して、回転速度計測装置２０の動作について説明する。
図４に示すように、回転速度計測装置２０は、カメラ２１によって回転体であるプロペラ１１を所定の時間間隔で撮影する（ステップＳ１）。すなわち、例えば、図５（ａ）〜（ｌ）に示すように、プロペラ１１の位置が互いに異なる撮影画像Ｐ１〜Ｐ１２が、カメラ２１によって生成された撮影情報に基づいて、表示部３１に表示される。図５（ａ）〜（ｌ）は、プロペラ１１が３０°ずつ回転した状態でカメラ２１に所定の時間間隔で撮影された場合のプロペラ１１の１回転分の撮影画像Ｐ１〜Ｐ１２を示している。撮影画像Ｐにおいては、ブレード１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の位置する部分の輝度が高く、ブレード１３がなく、背景である回転機器１０の筐体の位置する部分の輝度が低くなっている。
Next, the operation of the rotation speed measuring device 20 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 4, the rotational speed measuring device 20 photographs the propeller 11 that is a rotating body with a camera 21 at predetermined time intervals (step S1). That is, for example, as illustrated in FIGS. 5A to 5L, captured images P1 to P12 in which the position of the propeller 11 is different from each other are displayed on the display unit 31 based on the captured information generated by the camera 21. The FIGS. 5A to 5L show captured images P1 to P12 for one rotation of the propeller 11 when the propeller 11 is photographed at a predetermined time interval by the camera 21 with the propeller 11 rotated by 30 °. . In the captured image P, the brightness of the portion where the blade 13 (13a, 13b, 13c) is located is high, the brightness of the portion where the blade 13 is not present and the casing of the rotating device 10 as the background is located is low.
続いて、図４に示すように、回転速度計測装置２０は、撮影画像Ｐに検出範囲Ａを設定する（ステップＳ２）。すなわち、設定部２３は、ユーザによって選択された位置を検出範囲Ａとして設定する。ここでは、図５に示すように、検出範囲Ａの位置は、プロペラ１１のブレード１３の回転軌跡上であって、撮影画像Ｐの上方である。 Subsequently, as illustrated in FIG. 4, the rotational speed measurement device 20 sets a detection range A in the captured image P (step S <b> 2). That is, the setting unit 23 sets the position selected by the user as the detection range A. Here, as shown in FIG. 5, the position of the detection range A is on the rotation trajectory of the blade 13 of the propeller 11 and above the captured image P.
続いて、図４に示すように、回転速度計測装置２０は、各撮影画像Ｐの検出範囲Ａの画素情報のうち輝度情報を検出する（ステップＳ３）。すなわち、検出部２４は、所定の時間間隔で撮影される各撮影画像Ｐ１〜Ｐ１２に対して検出範囲Ａの輝度情報を検出する。 Subsequently, as illustrated in FIG. 4, the rotational speed measurement device 20 detects luminance information among the pixel information in the detection range A of each captured image P (step S <b> 3). That is, the detection unit 24 detects the luminance information of the detection range A for each of the captured images P1 to P12 captured at a predetermined time interval.
図５において検出範囲Ａに注目すると、角度０°ではブレード１３が位置しないので輝度が低い。角度３０°ではブレード１３が位置しないので輝度が低い。角度６０°ではブレード１３ｃが位置するので輝度が高い。角度９０°ではブレード１３が位置しないので輝度が低い。角度１２０°ではブレード１３が位置しないので輝度が低い。角度１５０°ではブレード１３が位置しないので輝度が低い。角度１８０°ではブレード１３ｂが位置するので輝度が高い。角度２１０°ではブレード１３が位置しないので輝度が低い。角度２４０°ではブレード１３が位置しないので輝度が低い。角度２７０°ではブレード１３が位置しないので輝度が低い。角度３００°ではブレード１３ａが位置するので輝度が高い。角度３６０°ではブレード１３が位置しないので輝度が低い。 When attention is paid to the detection range A in FIG. 5, the brightness is low because the blade 13 is not positioned at an angle of 0 °. Since the blade 13 is not located at an angle of 30 °, the luminance is low. Since the blade 13c is positioned at an angle of 60 °, the brightness is high. At an angle of 90 °, the blade 13 is not located and the brightness is low. Since the blade 13 is not located at an angle of 120 °, the luminance is low. Since the blade 13 is not located at an angle of 150 °, the luminance is low. Since the blade 13b is positioned at an angle of 180 °, the brightness is high. Since the blade 13 is not located at an angle of 210 °, the luminance is low. Since the blade 13 is not located at an angle of 240 °, the luminance is low. At an angle of 270 °, the blade 13 is not positioned, so the brightness is low. Since the blade 13a is positioned at an angle of 300 °, the brightness is high. Since the blade 13 is not located at an angle of 360 °, the brightness is low.
このように、プロペラ１１が３０°ずつ回転した状態をカメラ２１が所定の時間間隔で撮影した場合には、４個の撮影画像Ｐにつき１個の撮影画像Ｐの検出範囲Ａの輝度が高く、３個の撮影画像Ｐの検出範囲Ａの輝度が低くなっている。 As described above, when the camera 21 captures the propeller 11 rotated by 30 ° at predetermined time intervals, the luminance of the detection range A of one captured image P is high for every four captured images P. The brightness of the detection range A of the three captured images P is low.
図６に示すように、撮影画像Ｐの検出範囲Ａにおいて離散時間における輝度の変化は、周期的な輝度の断片として観察される。輝度の高い部分は、検出範囲Ａにブレード１３が位置しているときである。図５に示した各撮影画像Ｐの検出範囲Ａにおける輝度を図６に●（黒丸）で記載している。このように、時刻に対する輝度変化において、輝度の高いところと低いところとを検出することができている。 As shown in FIG. 6, in the detection range A of the captured image P, a change in luminance at discrete time is observed as a periodic luminance fragment. The portion with high luminance is when the blade 13 is located in the detection range A. The luminance in the detection range A of each captured image P shown in FIG. 5 is indicated by ● (black circle) in FIG. 6. Thus, in the luminance change with respect to the time, a place where the luminance is high and a place where the luminance is low can be detected.
図４に示すように、回転速度計測装置２０は、上記のように検出した画素情報のうち輝度情報に対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、輝度変化の周波数成分を算出する（ステップＳ４）。すなわち、算出部２６は、撮影画像Ｐの各撮影時刻における輝度情報に対して高速フーリエ変換を行うことで図７に示すような輝度情報の周波数成分を算出する。 As shown in FIG. 4, the rotational speed measuring device 20 performs fast Fourier transform (FFT) on the luminance information among the pixel information detected as described above, and calculates the frequency component of the luminance change (step S4). . That is, the calculation unit 26 performs the fast Fourier transform on the luminance information at each shooting time of the captured image P, thereby calculating the frequency component of the luminance information as shown in FIG.
続いて、回転速度計測装置２０は、周波数を決定する（ステップＳ５）。すなわち、算出部２６は、算出した周波数成分のうち周波数ゼロとなる直流成分を除いた最も高いピークとなっている周波数を、このプロペラ１１の算出した周波数として決定する。 Subsequently, the rotational speed measuring device 20 determines the frequency (step S5). That is, the calculation unit 26 determines the frequency having the highest peak excluding the DC component that is zero in the calculated frequency components as the frequency calculated by the propeller 11.
続いて、回転速度計測装置２０は、プロペラ１１のブレード１３の枚数が２つ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。すなわち、算出部２６は、ブレードの枚数が２つよりも小さいと判定した場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、ステップＳ８に移行する。ここで、「ブレードの枚数が２つよりも小さい」とは、ブレードの枚数が１を意味し、プロペラではなく、１枚板等の回転体が該当する。 Subsequently, the rotational speed measuring device 20 determines whether or not the number of blades 13 of the propeller 11 is two or more (step S6). That is, when the calculation unit 26 determines that the number of blades is smaller than two (step S6: NO), the calculation unit 26 proceeds to step S8. Here, “the number of blades is smaller than two” means that the number of blades is 1, and not a propeller but a rotating body such as a single plate.
続いて、回転速度計測装置２０は、周波数をブレード数で除算する（ステップＳ７）。すなわち、算出部２６は、ブレード１３の枚数が２以上であるときには取得した周波数の中で周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す周波数をブレード１３の枚数で除算して、プロペラ１１の回転速度を求めることができる回転周波数を算出する。 Subsequently, the rotational speed measuring device 20 divides the frequency by the number of blades (step S7). That is, when the number of blades 13 is 2 or more, the calculation unit 26 divides the frequency indicating the maximum intensity excluding the DC component that is zero in the acquired frequency by the number of blades 13 to obtain the propeller 11 A rotation frequency capable of obtaining the rotation speed is calculated.
そして、回転速度計測装置２０は、回転周波数から回転速度を算出する（ステップＳ８）。すなわち、算出部２６は、上記で算出した回転周波数（Ｈｚ）が１秒間あたりの値であるので、回転周波数（Ｈｚ）に６０を乗算することでプロペラ１１の回転速度（ｒ／ｍｉｎ）を算出する。よって、回転速度計測装置２０は、回転体であるプロペラ１１の回転速度を計測することができる。 Then, the rotational speed measuring device 20 calculates the rotational speed from the rotational frequency (step S8). That is, the calculation unit 26 calculates the rotation speed (r / min) of the propeller 11 by multiplying the rotation frequency (Hz) by 60 because the rotation frequency (Hz) calculated above is a value per second. To do. Therefore, the rotational speed measuring device 20 can measure the rotational speed of the propeller 11 that is a rotating body.
また、カメラ２１によって回転体を撮影することができれば、回転体の回転速度を計測することができるので、回転体に接近することができない場合であっても、遠方から回転体の回転速度を計測することができる。さらに、回転体が微動や振動している場合でも、画素情報の変化を検出しているので、回転速度を計測することができる。なお、回転速度の計測と同時に回転体の映像を記録することもできる。 Further, if the rotating body can be photographed by the camera 21, the rotational speed of the rotating body can be measured. Therefore, even when the rotating body cannot be approached, the rotational speed of the rotating body is measured from a distance. can do. Furthermore, even when the rotating body is finely moved or vibrated, a change in pixel information is detected, so that the rotation speed can be measured. Note that the image of the rotating body can be recorded simultaneously with the measurement of the rotational speed.
以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）検出範囲Ａにおける光の強度が所定の時間間隔で得られ、それによって得られた光の強度である輝度の時間周波数からプロペラ１１の回転速度が得られる。この際、プロペラ１１の回転速度を計測する前の事前準備として、高反射部と低反射部とが回転方向に並ぶように別途反射部を貼り付けるなどの負荷が省かれる。そのため、プロペラ１１の回転速度を計測する前の事前準備に要する負荷を軽減することができる。
As described above, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The light intensity in the detection range A is obtained at predetermined time intervals, and the rotational speed of the propeller 11 is obtained from the luminance time frequency which is the light intensity obtained thereby. At this time, as a pre-preparation before measuring the rotation speed of the propeller 11, a load such as separately attaching a reflection portion so that the high reflection portion and the low reflection portion are aligned in the rotation direction is omitted. Therefore, it is possible to reduce the load required for preparation before measuring the rotation speed of the propeller 11.
（２）また、プロペラ１１が撮影範囲に含まれるようにカメラ２１を設置することでプロペラ１１の回転速度を算出することができるため、事前準備をさらに簡易にすることができる。 (2) Moreover, since the rotation speed of the propeller 11 can be calculated by installing the camera 21 so that the propeller 11 is included in the shooting range, the preparation in advance can be further simplified.
（３）撮影情報を構成する全ての画素情報のなかの一部の画素情報であって、予め定められた位置である検出範囲Ａに対応する画素の画素情報から輝度情報が生成される。そのため、輝度情報を生成するための情報を撮影情報にて探索する負荷など、撮影情報から輝度情報を生成する負荷を軽減することができる。 (3) Luminance information is generated from pixel information of pixels corresponding to the detection range A, which is a part of all pieces of pixel information constituting the photographing information and is a predetermined position. Therefore, it is possible to reduce the load for generating the luminance information from the photographing information, such as a load for searching for information for generating the luminance information in the photographing information.
（４）撮影情報における画素情報の解像度と、表示情報における画素情報の解像度とが同じであれば、これらの間における解像度の変換を要しない。そのため、表示部３１が表示する撮影画像Ｐの中で検出範囲Ａが定められるとしても、輝度情報の生成に際し、撮影情報における画素情報の解像度を変換する処理が省かれ、取得された撮影情報における画素情報を直接的に用いることができる。 (4) If the resolution of the pixel information in the shooting information and the resolution of the pixel information in the display information are the same, it is not necessary to convert the resolution between them. Therefore, even if the detection range A is determined in the captured image P displayed by the display unit 31, the process of converting the resolution of the pixel information in the captured information is omitted when the luminance information is generated, and the acquired captured information Pixel information can be used directly.
（５）算出部２６がＦＦＴを行い、算出された周波数成分によって求められた周波数をブレード１３の枚数で除算することで回転周波数を算出することができる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
(5) The calculation unit 26 performs the FFT, and the rotation frequency can be calculated by dividing the frequency obtained by the calculated frequency component by the number of blades 13.
In addition, the said embodiment can also be implemented with the following forms which changed this suitably.
・上記実施形態では、撮影画像Ｐに１個の回転体のみが含まれている場合について説明したが、カメラ２１によって撮影された撮影画像Ｐ内に複数の回転体が含まれているときには、各回転体について、検出範囲Ａの設定、輝度情報の生成、及び、周波数成分の算出を行うことで、複数の回転体の回転速度を同時に計測することができる。 In the above-described embodiment, the case where only one rotating body is included in the captured image P has been described. However, when a plurality of rotating bodies are included in the captured image P captured by the camera 21, By setting the detection range A, generating luminance information, and calculating frequency components for the rotating body, the rotational speeds of the plurality of rotating bodies can be measured simultaneously.
・上記実施形態においては、撮影範囲の中の複数の位置に対し、予め検出部２４による輝度情報が生成され、回転速度計測装置は、これら複数の位置の中で輝度の時間的な変化が大きい位置を検出範囲Ａとして選択する選択部をさらに備えてもよい。このようにすれば、輝度の変化の大きい位置が検出範囲Ａに設定されるため、上述した周波数成分を算出部が求める際に、周波数成分の精度を高めることができる。 In the above embodiment, the luminance information by the detection unit 24 is generated in advance for a plurality of positions in the shooting range, and the rotational speed measuring device has a large temporal change in the luminance among the plurality of positions. You may further provide the selection part which selects a position as the detection range A. FIG. In this way, since the position where the luminance change is large is set in the detection range A, the accuracy of the frequency component can be increased when the calculation unit obtains the above-described frequency component.
・検出情報は、検出範囲Ａでの輝度を示す情報に限らず、検出範囲ＡでのＲ値、Ｇ値、Ｂ値、明度、及び、彩度の少なくとも１つであってもよく、検出範囲Ａでの光の強度を示す情報であればよい。また、算出部は、時間周波数領域における高輝度の周波数成分を算出したが、時間周波数領域における低輝度の周波数成分を算出してもよい。さらに、算出部は、例えば、時間周波数領域における低Ｒ値の周波数成分を算出してもよい。要は、算出部は、回転体の回転に基づいて変わる光の強度を時間周波数領域でフーリエ変換し、それによって得られた周波数成分から回転体の回転速度を算出すればよい。 The detection information is not limited to information indicating the luminance in the detection range A, and may be at least one of R value, G value, B value, brightness, and saturation in the detection range A. Any information indicating the light intensity at A may be used. Moreover, although the calculation part calculated the high-intensity frequency component in a time frequency domain, you may calculate the low-intensity frequency component in a time frequency domain. Furthermore, the calculation unit may calculate, for example, a low R value frequency component in the time frequency domain. In short, the calculation unit may calculate the rotational speed of the rotating body from the frequency component obtained by Fourier-transforming the intensity of light that changes based on the rotation of the rotating body in the time-frequency domain.
・回転速度計測装置に入力される撮影情報は、回転体が含まれる撮影範囲の各位置での光の強度を示す情報であればよく、カメラ２１が出力する情報に限らず、カメラ２１が出力する情報に所定の画像処理が施された情報であってもよい。撮影情報は、例えば、カメラ２１が出力する情報から生成され、かつ、表示部３１に表示画像を表示させるための表示情報であってもよい。また、検出情報は、撮影範囲の一部である検出範囲での光の強度を示す情報であればよく、例えば、表示情報の一部であってもよい。 The imaging information input to the rotational speed measuring device may be information indicating the intensity of light at each position in the imaging range including the rotating body, and is not limited to the information output by the camera 21, but is output by the camera 21. The information may be information obtained by performing predetermined image processing. The shooting information may be display information that is generated from information output from the camera 21 and displays a display image on the display unit 31, for example. Further, the detection information may be information indicating the intensity of light in the detection range that is a part of the photographing range, and may be a part of the display information, for example.
・上記実施形態では、３枚のブレード１３を有するプロペラ１１を回転体としたが、２枚や４枚以上のブレードを有するプロペラを回転体としてもよい。この場合、ＦＦＴによって算出した周波数をそのブレードの枚数で除算することで回転周波数を算出することは変わらない。 In the above embodiment, the propeller 11 having the three blades 13 is the rotating body, but a propeller having two or four or more blades may be the rotating body. In this case, the rotation frequency is calculated by dividing the frequency calculated by FFT by the number of blades.
・上記実施形態では、複数のブレード１３を有するプロペラ１１を回転体としたが、外周に等間隔で歯を有する歯車を回転体としてもよい。この場合、ＦＦＴによって算出した周波数をその歯車の歯数で除算することで回転周波数を算出することは変わらない。このような構成によれば、算出部によって求められた周波数を歯数で除算することで回転周波数を算出することができる。 In the above embodiment, the propeller 11 having the plurality of blades 13 is a rotating body, but a gear having teeth on the outer periphery at equal intervals may be used as the rotating body. In this case, the rotation frequency is calculated by dividing the frequency calculated by FFT by the number of teeth of the gear. According to such a configuration, the rotation frequency can be calculated by dividing the frequency obtained by the calculation unit by the number of teeth.
・また、円周方向において識別可能な周期的輝度パターンを有する回転体としてもよい。この場合、ＦＦＴによって算出した周波数をその輝度パターンの繰り返し数で除算することで回転周波数を算出することは変わらない。このような構成によれば、算出部によって求められた周波数を輝度パターンで除算することで回転周波数を算出することができる。 -Moreover, it is good also as a rotary body which has a periodic luminance pattern discriminable in the circumferential direction. In this case, the rotation frequency is calculated by dividing the frequency calculated by FFT by the number of repetitions of the luminance pattern. According to such a configuration, the rotation frequency can be calculated by dividing the frequency obtained by the calculation unit by the luminance pattern.
・また、ブレードや歯等の特徴部を有しない円盤のような回転体の場合には、回転体の軸方向の面又は外周面に特徴部を設けることで、周波数を算出して、回転速度を求めてもよい。特徴部は、例えば反射材等のように周囲と状態が異なり、画素情報に差が出るものを設けることが好ましい。このような構成によれば、回転体に特徴部を設けることで、撮影画像Ｐに含まれる回転体の部分における画素情報の差を作ることができるようになる。そして、この特徴部が通過するように検出範囲を設定することで、撮影画像の検出範囲の画素情報の周波数成分を求めることができるようになる。なお、こうした構成であれ、高反射部と低反射部とが回転体の回転方向に沿って規則的に並ぶように反射テープを回転体に貼るという事前準備が強いられることはないため、回転体における回転速度を計測する前の事前準備に要する負荷を軽減できる。 -In addition, in the case of a rotating body such as a disk that does not have features such as blades and teeth, the rotational speed is calculated by calculating the frequency by providing the features on the axial or outer peripheral surface of the rotating body. You may ask for. For example, it is preferable to provide a feature portion that is different from the surroundings and has a difference in pixel information, such as a reflective material. According to such a configuration, it is possible to create a difference in pixel information in the portion of the rotating body included in the captured image P by providing the characteristic portion in the rotating body. Then, by setting the detection range so that the feature portion passes, the frequency component of the pixel information in the detection range of the captured image can be obtained. In addition, even if it is such a structure, since the prior preparation of sticking a reflective tape on a rotary body so that a high reflection part and a low reflection part are regularly arranged along the rotation direction of a rotary body is not forced, a rotary body It is possible to reduce the load required for the preparation before measuring the rotation speed at.
・上記実施形態では、回転体の回転速度に対して、カメラ２１のフレームレートが十分速い場合について説明した。厳密には、着目する回転体の周期的特徴部に起因する輝度の最短周期に対して、カメラ２１のフレームレートが２枚以上撮影される速度となるよう、カメラ２１のフレームレートを調整することが好ましい。また、カメラ２１のフレームレートを増減させるのと同時に、カメラ２１のフレームサイズを調整し、カメラ２１の撮像能力や伝送能力を超えないようにすることが好ましい。このようにすることで、カメラ２１のフレームレートを変化させて、回転体の回転速度と、カメラ２１のフレームレートとの関係が適正になり、算出部２６による周波数の算出ができるようになる可能性が高まる。 In the above embodiment, the case where the frame rate of the camera 21 is sufficiently high with respect to the rotation speed of the rotating body has been described. Strictly speaking, the frame rate of the camera 21 is adjusted so that the frame rate of the camera 21 becomes a speed at which two or more frames are shot with respect to the shortest luminance cycle caused by the periodic feature of the rotating body of interest. Is preferred. In addition, it is preferable to adjust the frame size of the camera 21 at the same time as increasing or decreasing the frame rate of the camera 21 so as not to exceed the imaging capability or transmission capability of the camera 21. By doing so, it is possible to change the frame rate of the camera 21 so that the relationship between the rotational speed of the rotating body and the frame rate of the camera 21 is appropriate, and the calculation unit 26 can calculate the frequency. Increases nature.
・上記実施形態において、投光部を更に備えて回転体に投光させてもよい。このようにすると、回転体に照射された光が反射して、高速シャッターを利用した撮影条件を適正化することでＳＮ比を向上させ、撮影画像Ｐの検出範囲Ａにおける回転周波数、つまり回転速度を更に検出し易くなる。 -In the above-mentioned embodiment, you may further provide a light projection part and may make a rotating body project light. In this way, the light irradiated to the rotating body is reflected, and the S / N ratio is improved by optimizing the shooting conditions using the high-speed shutter, and the rotation frequency in the detection range A of the shot image P, that is, the rotation speed. Can be detected more easily.
・上記実施形態では、回転体自身と背景とを含む範囲を撮影して回転速度を算出したが、回転体によって変化する光を含む範囲を撮影して回転速度を算出してもよい。例えば、回転体に光が当たることで回転体が投影される、言い換えれば回転体に光が遮られることで投影される回転体の影と回転体に遮られずに当たる光とからなる回転体を撮影することで、光の強度の時間周波数から回転体の回転速度を算出する。また、回転体に反射した光が当たることで光の有無からなる回転体が投影される範囲を撮影することで、光の強度の時間周波数から回転体の回転速度を算出する。 In the above embodiment, the rotational speed is calculated by photographing a range including the rotating body itself and the background. However, the rotational speed may be calculated by photographing a range including light that varies depending on the rotational body. For example, a rotating body is projected when light hits the rotating body, in other words, a rotating body composed of a shadow of the rotating body projected by light blocking the rotating body and light hit without being blocked by the rotating body. By photographing, the rotation speed of the rotating body is calculated from the time frequency of the light intensity. Further, the rotational speed of the rotating body is calculated from the time frequency of the intensity of the light by photographing the range in which the rotating body composed of the presence or absence of light is projected when the reflected light hits the rotating body.
・上記実施形態では、カメラ２１と筐体２０ａとを別体としたが、カメラを筐体に一体化してもよい。さらに、カメラ、制御部、操作部、表示部を小型化して、ハンディ型の装置としてもよい。 In the above embodiment, the camera 21 and the housing 20a are separated from each other, but the camera may be integrated with the housing. Further, the camera, the control unit, the operation unit, and the display unit may be downsized to form a handy device.
１０…回転機器、１１…プロペラ（回転体）、１２…回転軸、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…ブレード、２０…回転速度計測装置、２０ａ…筐体、２１…カメラ（撮影部）、２２…制御部、２３…設定部、２４…検出部、２５…取得部、２６…算出部、３１…表示部、３２…操作部、Ａ…検出範囲、Ｃ…回転軌跡、Ｐ，Ｐ１〜Ｐ１２…撮影画像。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Rotating apparatus, 11 ... Propeller (rotating body), 12 ... Rotating shaft, 13, 13a, 13b, 13c ... Blade, 20 ... Rotational speed measuring device, 20a ... Housing, 21 ... Camera (shooting unit), 22 ... Control unit, 23 ... setting unit, 24 ... detection unit, 25 ... acquisition unit, 26 ... calculation unit, 31 ... display unit, 32 ... operation unit, A ... detection range, C ... rotation locus, P, P1-P12 ... photography image.
Claims (6)
前記撮影範囲の一部である検出範囲での光の強度を示す検出情報を前記撮影情報ごとに前記撮影情報から生成する生成部と、
前記生成部が生成した全ての前記検出情報を時間周波数領域でフーリエ変換し、それによって得られた周波数成分から回転体の回転速度を算出する算出部と、を備える
回転速度計測装置。 Shooting information indicating the intensity of light at each position of the shooting range including the rotating body, and an input unit for inputting a plurality of the shooting information generated at predetermined time intervals;
A generation unit that generates detection information indicating the intensity of light in a detection range that is a part of the shooting range from the shooting information for each shooting information;
A rotation speed measurement device comprising: a calculation section that performs Fourier transform on all the detection information generated by the generation section in a time-frequency domain and calculates a rotation speed of a rotating body from a frequency component obtained thereby.
前記撮影情報は、前記撮影範囲の各位置の前記画素情報を含み、
前記生成部は、予め設定された１以上の前記位置の前記画素情報から前記検出情報を生成する
請求項１に記載の回転速度計測装置。 The detection information indicating the light intensity for each position is pixel information for each position,
The shooting information includes the pixel information of each position in the shooting range,
The rotational speed measurement device according to claim 1, wherein the generation unit generates the detection information from the pixel information at one or more positions set in advance.
請求項１又は２に記載の回転速度計測装置。 The rotational speed measuring device according to claim 1, further comprising a setting unit configured to set the detection range to be changeable within the imaging range.
前記プロペラのブレードの枚数を取得する取得部を備え、
前記算出部は、前記周波数成分の中で周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す周波数を前記ブレードの枚数で除算した周波数から前記回転速度を算出する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転速度計測装置。 The rotating body is a propeller,
An acquisition unit for acquiring the number of blades of the propeller;
The said calculation part calculates the said rotational speed from the frequency which divided the frequency which shows the maximum intensity | strength except the direct current | flow component which becomes a frequency zero among the said frequency components by the number of the said blades. The rotational speed measuring device according to item.
前記歯車の歯数を取得する取得部を備え、
前記算出部は、前記周波数成分の中で周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す周波数を前記歯車の歯数で除算した周波数から前記回転体の回転速度を算出する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転速度計測装置。 The rotating body is a gear,
An acquisition unit for acquiring the number of teeth of the gear;
The said calculation part calculates the rotational speed of the said rotary body from the frequency which divided the frequency which shows the maximum intensity | strength except the DC component used as the frequency zero among the said frequency components by the number of teeth of the said gearwheel. The rotational speed measuring apparatus as described in any one of these.
前記輝度パターンの繰り返し数を取得する取得部を備え、
前記算出部は、前記周波数成分の中で周波数ゼロとなる直流成分を除いた最大強度を示す周波数を前記輝度パターンの繰り返し数で除算した周波数から前記回転速度を算出する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転速度計測装置。 The rotating body has a periodic luminance pattern that can be identified in a circumferential direction,
An acquisition unit for acquiring the number of repetitions of the luminance pattern;
The said calculation part calculates the said rotational speed from the frequency which divided the frequency which shows the maximum intensity | strength except the direct current | flow component which becomes a frequency zero among the said frequency components by the repetition number of the said brightness pattern. The rotational speed measuring device according to claim 1.
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