JP6151489B2

JP6151489B2 - Vibration measuring apparatus and vibration measuring method

Info

Publication number: JP6151489B2
Application number: JP2012167016A
Authority: JP
Inventors: 高橋　英二; 英二高橋; 将人甘中; 剛緒方
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Kobelco Research Institute Inc
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Kobelco Research Institute Inc
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: JP2013047674A

Description

本発明は、振動を非接触で測定する振動計測装置および振動計測方法に関する。 The present invention relates to a vibration measuring apparatus and a vibration measuring method for measuring vibration in a non-contact manner.

測定対象物の振動を非接触で計測する振動計測装置においては、高速度カメラ等で測定対象物の画像を時系列的に撮像して全画像を一時保存した後、全画像データをコンピュータに転送して、オフラインにて各種計算処理によって実測点の座標変化を検知する手法が一般的である。 In a vibration measurement device that measures the vibration of a measurement object in a non-contact manner, images of the measurement object are captured in time series with a high-speed camera, etc., and all images are temporarily stored, and then all image data is transferred to a computer. In general, a technique for detecting a change in coordinates of an actual measurement point by various calculation processes offline is generally used.

特許文献１には、測定対象物に設けられた複数の測定対象部毎に、撮像部で時系列画像を撮像し、この時系列画像をデータ処理部に出力して、データ処理部で時系列画像に基づいて測定対象物の振動分析を行う振動計測装置及び記憶媒体が開示されている。ここで、データ処理部は、領域内の着目した画素とその周囲の画素成分とを比較し、その結果を回転ベクトルとして表示することで、測定対象部を高確率で検出することができるようにしている。 In Patent Document 1, a time-series image is captured by an imaging unit for each of a plurality of measurement target units provided in a measurement object, and the time-series image is output to a data processing unit. A vibration measuring device and a storage medium that perform vibration analysis of a measurement object based on an image are disclosed. Here, the data processing unit compares the pixel of interest in the region with the surrounding pixel components, and displays the result as a rotation vector so that the measurement target unit can be detected with high probability. ing.

なお、特許文献２には、タイミング制御された２つのカメラがそれぞれ撮影した画像情報をメモリに保存し、ＣＰＵがメモリから読み出した画像情報を用いてテンプレートマッチング法により特徴点の三次元座標を算出する三次元計測方法が開示されている。しかし、この方法では特徴点の位置認識に時間がかかり、数十Ｈｚ〜数百Ｈｚで振動する測定対象物を測定対象とすることができない。 In Patent Document 2, image information captured by two timing-controlled cameras is stored in a memory, and the three-dimensional coordinates of feature points are calculated by a template matching method using image information read from the memory by the CPU. A three-dimensional measurement method is disclosed. However, with this method, it takes time to recognize the position of the feature point, and a measurement object that vibrates at several tens to several hundreds of Hz cannot be a measurement object.

特許第４００５７９５号明細書Japanese Patent No. 4005795 特開２０１１−１２３０５１号公報JP 2011-123051 A

ところで、測定対象物に加える振動が数Ｈｚ〜５００Ｈｚ程度であれば、撮像速度が１ｋＨｚオーダの高速度カメラを使用する必要がある。さらに、加振周波数をスイープする（例えば、１００ｓｅｃの時間をかけて加振周波数を３０Ｈｚから５００Ｈｚまで徐々に変化させる）場合、例えば１ｋＨｚ×１００ｓｅｃ＝１００，０００枚の画像を撮像して各点の座標を検出する必要がある。そうすると、高速度カメラに全画像データを一時保存するための大容量の記憶装置が必要になる。また、高速度カメラからコンピュータに全画像データを転送する時間や、コンピュータが各種の計算処理を行う時間等が長大になる。そのため、振動の測定および解析を容易に行うことができない。 By the way, when the vibration applied to the measurement object is about several Hz to 500 Hz, it is necessary to use a high-speed camera having an imaging speed of the order of 1 kHz. Further, when sweeping the excitation frequency (for example, gradually changing the excitation frequency from 30 Hz to 500 Hz over a period of 100 sec), for example, 1 kHz × 100 sec = 100,000 images are captured and each point is captured. It is necessary to detect the coordinates. Then, a high-capacity storage device for temporarily storing all image data in the high-speed camera is required. Further, the time for transferring all image data from the high-speed camera to the computer, the time for the computer to perform various calculation processes, and the like become long. Therefore, vibration measurement and analysis cannot be performed easily.

本発明の目的は、振動の測定および解析を容易に行うことが可能な振動計測装置および振動計測方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a vibration measuring apparatus and a vibration measuring method capable of easily measuring and analyzing vibration.

本発明における振動計測装置は、１以上の実測点が設けられて振動するケーブル、および、前記ケーブルが置かれたステージに固定された基準点の画像を撮像装置で撮像してデータ化し、そのデータを用いて情報処理装置で前記ケーブルの振動分析を行う振動計測装置であって、前記撮像装置は、各実測点および前記基準点を含む画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮像と並行して、前記撮像手段が撮像した画像毎に各実測点の座標および前記基準点の座標を求める計算処理手段と、前記撮像手段の振動による前記基準点の座標のずれを基に、各実測点の座標を補正する補正手段と、前記補正手段により補正された各実測点の座標に係るデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された各実測点の座標に係るデータを前記情報処理装置に転送する転送手段と、を有し、前記情報処理装置は、前記撮像装置から転送された各実測点の座標に係るデータを用いて前記ケーブルの振動分析を行い、前記計算処理手段は、前記実測点毎に設定された座標検出範囲において、前記ケーブルの振動方向および前記撮像手段の撮像方向に直交する方向に輝度を合計することで輝度ヒストグラムを求め、当該輝度ヒストグラムの重心座標を前記実測点の座標として算出し、前記計算処理手段は、算出した各実測点の座標に基づいて、前記実測点毎に前記座標検出範囲を設定することで、前記座標検出範囲を前記実測点の動きに追従させて移動させ、各実測点は、前記座標検出範囲同士が互いに干渉しないように、隣の実測点とは一定の距離をおいて配置されていることを特徴とする。 In the vibration measuring apparatus according to the present invention, an image of a cable which is provided with one or more actual measurement points and vibrates and a reference point fixed to the stage on which the cable is placed is captured by an imaging device and converted into data. A vibration measurement device that performs vibration analysis of the cable by an information processing device using the image pickup device, wherein the image pickup device picks up an image including each measurement point and the reference point, and is parallel to the image pickup by the image pickup device. Then, based on the calculation processing means for obtaining the coordinates of each measured point and the coordinates of the reference point for each image captured by the imaging means , and each measured point based on the deviation of the coordinates of the reference point due to the vibration of the imaging means Correction means for correcting the coordinates of the data, storage means for storing data relating to the coordinates of each actual measurement point corrected by the correction means, and data relating to the coordinates of each actual measurement point stored in the storage means A transfer means for transferring the information processing apparatus, wherein the information processing apparatus, have rows vibration analysis of the cable with the data relating to the coordinates of each measured point transferred from the image pickup device, the calculation process The means obtains a luminance histogram by summing the luminance in a direction orthogonal to the vibration direction of the cable and the imaging direction of the imaging means in the coordinate detection range set for each measurement point, and the barycentric coordinates of the luminance histogram Is calculated as the coordinates of the actual measurement points, and the calculation processing means sets the coordinate detection range for each actual measurement point based on the calculated coordinates of each actual measurement point, thereby determining the coordinate detection range as the actual measurement point. to follow the the motion is moved, each measured point is the so as not to interfere coordinate detection range among each other, and characterized in that the measured point of the next is arranged at a distance That.

上記の構成によれば、撮像装置は、画像撮像と並行してリアルタイムに各実測点の座標を求め、求めた各実測点の座標に係るデータを記憶する。情報処理装置は、撮像装置に記憶された各実測点の座標に係るデータを用いてケーブルの振動分析を行う。このように、撮像装置は、画像データをそのまま記憶手段に記憶するのではなく、撮像した画像から求めた各実測点の座標に係るデータを記憶手段に記憶するので、記憶手段の記憶容量を小さくすることができる。また、撮像装置から情報処理装置へは、画像データを転送するのではなく、各実測点の座標に係るデータを転送するので、データを情報処理装置に転送する時間を短縮することができる。さらに、情報処理装置は、画像データを用いてケーブルの振動分析を行うのではなく、各実測点の座標に係るデータを用いてケーブルの振動分析を行うので、情報処理装置が振動分析のために行う各種の計算処理にかかる時間を短縮することができる。よって、振動の測定および解析を容易に行うことができる。また、輝度ヒストグラムを求め、この輝度ヒストグラムの重心座標を実測点の座標として算出することで、１画素単位以下（サブピクセル）の分解能で高精度且つ滑らかに実測点の座標を求めることができる。また、算出した各実測点の座標に基づいて、実測点毎に座標検出範囲を設定することを測定回毎に繰り返すことで、座標検出範囲を実測点の動きに追従させることができる。これにより、座標検出範囲から実測点がはみ出ないようにすることができる。 According to said structure, an imaging device calculates | requires the coordinate of each measured point in real time in parallel with image imaging, and memorize | stores the data which concern on the calculated | required coordinate of each measured point. The information processing apparatus performs vibration analysis of the cable using data relating to the coordinates of each actual measurement point stored in the imaging apparatus. In this way, the imaging apparatus does not store the image data in the storage unit as it is, but stores data related to the coordinates of each actual measurement point obtained from the captured image in the storage unit, so the storage capacity of the storage unit is reduced. can do. In addition, since the image data is not transferred from the imaging apparatus to the information processing apparatus, the data related to the coordinates of each measurement point is transferred, so that the time for transferring the data to the information processing apparatus can be shortened. Furthermore, the information processing apparatus does not perform cable vibration analysis using image data, but performs cable vibration analysis using data related to the coordinates of each measurement point. The time required for various calculation processes to be performed can be reduced. Therefore, vibration measurement and analysis can be easily performed. Also, by obtaining the luminance histogram and calculating the barycentric coordinates of the luminance histogram as the coordinates of the actual measurement points, the coordinates of the actual measurement points can be obtained with high accuracy and smoothness with a resolution of one pixel unit or less (subpixel). Moreover, by repeating the setting of the coordinate detection range for each actual measurement point based on the calculated coordinates of each actual measurement point for each measurement time, the coordinate detection range can be made to follow the movement of the actual measurement point. Thereby, it is possible to prevent the actual measurement point from protruding from the coordinate detection range.

また、本発明における振動計測装置は、１以上の実測点が設けられて振動するケーブル、および、前記ケーブルが置かれたステージに固定された基準点の画像を撮像装置で撮像してデータ化し、そのデータを用いて情報処理装置で前記ケーブルの振動分析を行う振動計測装置であって、前記撮像装置は、各実測点および前記基準点を含む画像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による撮像と並行して、前記撮像手段が撮像した画像毎に各実測点の座標および前記基準点の座標を求める計算処理手段と、前記撮像手段の振動による前記基準点の座標のずれを基に、各実測点の座標を補正する補正手段と、前記補正手段により補正された各実測点の座標に係るデータを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された各実測点の座標に係るデータを前記情報処理装置に転送する転送手段と、を有し、前記情報処理装置は、前記撮像装置から転送された各実測点の座標に係るデータを用いて前記ケーブルの振動分析を行い、前記計算処理手段は、前記実測点毎に設定された座標検出範囲において、前記撮像手段の撮像方向に直交する所定方向に輝度を合計することで第１輝度ヒストグラムを求めるとともに、前記撮像手段の撮像方向および前記所定方向に直交する方向に輝度を合計することで第２輝度ヒストグラムを求め、前記第１輝度ヒストグラムの重心座標および前記第２輝度ヒストグラムの重心座標を前記実測点の座標として算出し、前記計算処理手段は、算出した各実測点の座標に基づいて、前記実測点毎に前記座標検出範囲を設定することで、前記座標検出範囲を前記実測点の動きに追従させて移動させ、各実測点は、前記座標検出範囲同士が互いに干渉しないように、隣の実測点とは一定の距離をおいて配置されている。上記の構成によれば、撮像装置は、画像撮像と並行してリアルタイムに各実測点の座標を求め、求めた各実測点の座標に係るデータを記憶する。情報処理装置は、撮像装置に記憶された各実測点の座標に係るデータを用いてケーブルの振動分析を行う。このように、撮像装置は、画像データをそのまま記憶手段に記憶するのではなく、撮像した画像から求めた各実測点の座標に係るデータを記憶手段に記憶するので、記憶手段の記憶容量を小さくすることができる。また、撮像装置から情報処理装置へは、画像データを転送するのではなく、各実測点の座標に係るデータを転送するので、データを情報処理装置に転送する時間を短縮することができる。さらに、情報処理装置は、画像データを用いてケーブルの振動分析を行うのではなく、各実測点の座標に係るデータを用いてケーブルの振動分析を行うので、情報処理装置が振動分析のために行う各種の計算処理にかかる時間を短縮することができる。よって、振動の測定および解析を容易に行うことができる。また、ケーブルが複数の方向に振動する場合に、第１輝度ヒストグラムおよび第２輝度ヒストグラムを求め、これら輝度ヒストグラムの重心座標を実測点の座標として算出することで、１画素単位以下（サブピクセル）の分解能で高精度且つ滑らかに実測点の二次元座標を求めることができる。また、算出した各実測点の座標に基づいて、実測点毎に座標検出範囲を設定することを測定回毎に繰り返すことで、座標検出範囲を実測点の動きに追従させることができる。これにより、座標検出範囲から実測点がはみ出ないようにすることができる。 The vibration measurement apparatus in the present invention, one or more cables measured point vibrates provided, and the image of the fixed reference point in the stage where the cable is placed into data by imaging by the imaging device, A vibration measurement device that performs vibration analysis of the cable using an information processing device using the data, the imaging device including an imaging unit that captures an image including each measurement point and the reference point, and imaging by the imaging unit In parallel with the calculation processing means for obtaining the coordinates of each measured point and the coordinates of the reference point for each image captured by the imaging means, and based on the deviation of the coordinates of the reference point due to the vibration of the imaging means, Correction means for correcting the coordinates of the actual measurement points; storage means for storing data relating to the coordinates of the actual measurement points corrected by the correction means; and data relating to the coordinates of the actual measurement points stored in the storage means. Transfer means for transferring data to the information processing device, the information processing device performing vibration analysis of the cable using data relating to the coordinates of each measured point transferred from the imaging device, The calculation processing means obtains a first luminance histogram by summing the luminances in a predetermined direction orthogonal to the imaging direction of the imaging means in the coordinate detection range set for each of the actual measurement points, and the imaging direction of the imaging means And calculating the second luminance histogram by summing the luminance in a direction orthogonal to the predetermined direction, calculating the barycentric coordinates of the first luminance histogram and the barycentric coordinates of the second luminance histogram as the coordinates of the measured points , The calculation processing means sets the coordinate detection range for each actual measurement point based on the calculated coordinates of each actual measurement point, thereby determining the coordinate detection range as the actual measurement point. Is moved to follow the movement, each measured point, as the coordinate detection range with each other do not interfere with each other, it is arranged at a distance from the actual point next. According to said structure, an imaging device calculates | requires the coordinate of each measured point in real time in parallel with image imaging, and memorize | stores the data which concern on the calculated | required coordinate of each measured point. The information processing apparatus performs vibration analysis of the cable using data relating to the coordinates of each actual measurement point stored in the imaging apparatus. In this way, the imaging apparatus does not store the image data in the storage unit as it is, but stores data related to the coordinates of each actual measurement point obtained from the captured image in the storage unit, so the storage capacity of the storage unit is reduced. can do. In addition, since the image data is not transferred from the imaging apparatus to the information processing apparatus, the data related to the coordinates of each measurement point is transferred, so that the time for transferring the data to the information processing apparatus can be shortened. Furthermore, the information processing apparatus does not perform cable vibration analysis using image data, but performs cable vibration analysis using data related to the coordinates of each measurement point. The time required for various calculation processes to be performed can be reduced. Therefore, vibration measurement and analysis can be easily performed. In addition, when the cable vibrates in a plurality of directions, the first luminance histogram and the second luminance histogram are obtained, and the barycentric coordinates of these luminance histograms are calculated as the coordinates of the actual measurement points, so that one pixel unit or less (subpixel) It is possible to obtain the two-dimensional coordinates of the actual measurement point with high resolution and high accuracy. Moreover, by repeating the setting of the coordinate detection range for each actual measurement point based on the calculated coordinates of each actual measurement point for each measurement time, the coordinate detection range can be made to follow the movement of the actual measurement point. Thereby, it is possible to prevent the actual measurement point from protruding from the coordinate detection range.

また、本発明における振動計測装置においては、各実測点に設けられて光を正反射するマーカと、前記マーカに対して光を照射する投光手段と、前記撮像手段の光軸を前記投光手段の光軸と同軸にする反射手段と、を更に有し、前記撮像手段は、前記マーカが正反射する光の輝度が前記ケーブルの他の部分が反射する光の輝度よりも高い環境下において、前記マーカが正反射した光を撮像してよい。上記の構成によれば、各実測点に設けられたマーカが正反射する光の輝度がケーブルの他の部分が反射する光の輝度よりも高い環境下において、マーカに対して光を照射し、マーカが正反射した光を撮像手段で撮像する。これにより、マーカが正反射した光を撮像手段で高効率に受光して撮像することができるので、実測点の座標を精度良く求めることができる。 In the vibration measuring apparatus according to the present invention, a marker that is provided at each actual measurement point to regularly reflect light, a light projecting unit that irradiates light to the marker, and an optical axis of the image capturing unit are used for the light projection. Reflection means that is coaxial with the optical axis of the means, and the imaging means is provided in an environment where the brightness of the light regularly reflected by the marker is higher than the brightness of the light reflected by other portions of the cable . The light specularly reflected by the marker may be imaged. According to the above configuration, in an environment where the brightness of the light regularly reflected by the marker provided at each measurement point is higher than the brightness of the light reflected by the other part of the cable , the marker is irradiated with light, The light regularly reflected by the marker is imaged by the imaging means. Thereby, since the light regularly reflected by the marker can be received and imaged with high efficiency by the imaging means, the coordinates of the actual measurement point can be obtained with high accuracy.

また、本発明における振動計測装置においては、前記ケーブルの周辺に複数の前記撮像装置が互いに撮像方向を異ならせて配置されており、複数の前記撮像装置による撮像タイミングを同期させる同期手段を更に有していてよい。上記の構成によれば、撮像方向が互いに異なる複数の撮像装置による撮像タイミングを同期させることで、同時刻における各実測点の座標変化を複数の角度から検出することができる。これにより、三次元的に各実測点の座標が変化するケーブルの振動状態（振動変位）を三次元で取得することができる。 In the vibration measuring apparatus according to the present invention, the plurality of imaging devices are arranged around the cable so that the imaging directions are different from each other, and further include synchronization means for synchronizing imaging timings of the plurality of imaging devices. You can do it. According to said structure, the coordinate change of each measurement point in the same time can be detected from several angles by synchronizing the imaging timing by the several imaging device from which an imaging direction differs mutually. Thereby, the vibration state (vibration displacement) of the cable in which the coordinates of the respective measurement points change in three dimensions can be acquired in three dimensions.

また、本発明における振動計測方法は、１以上の実測点が設けられて振動するケーブル、および、前記ケーブルが置かれたステージに固定された基準点の画像を撮像装置で撮像してデータ化し、そのデータを用いて情報処理装置で前記ケーブルの振動分析を行う振動計測方法であって、前記撮像装置が有する撮像手段で各実測点および前記基準点を含む画像を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップと並行して、前記撮像装置が有する計算処理手段で前記画像毎に各実測点の座標および前記基準点の座標を求める計算処理ステップと、前記撮像手段の振動による前記基準点の座標のずれを基に、各実測点の座標を補正する補正ステップと、前記補正ステップで補正された各実測点の座標に係るデータを前記撮像装置が有する記憶手段に記憶させる記憶ステップと、前記記憶手段に記憶された各実測点の座標に係るデータを前記情報処理装置に転送する転送ステップと、前記撮像装置から転送された各実測点の座標に係るデータを用いて、前記情報処理装置で前記ケーブルの振動分析を行う振動分析ステップと、を有し、前記計算処理ステップでは、前記実測点毎に設定された座標検出範囲において、前記ケーブルの振動方向および前記撮像手段の撮像方向に直交する方向に輝度を合計することで輝度ヒストグラムを求め、当該輝度ヒストグラムの重心座標を前記実測点の座標として算出し、前記計算処理ステップでは、算出した各実測点の座標に基づいて、前記実測点毎に前記座標検出範囲を設定することで、前記座標検出範囲を前記実測点の動きに追従させて移動させ、各実測点を、前記座標検出範囲同士が互いに干渉しないように、隣の実測点とは一定の距離をおいて配置することを特徴とする。 In addition, the vibration measurement method according to the present invention is a cable that is provided with one or more actual measurement points and vibrates , and an image of a reference point that is fixed to the stage on which the cable is placed is captured by an imaging device and converted into data. A vibration measurement method that performs vibration analysis of the cable using an information processing apparatus using the data, the imaging step of capturing an image including each measurement point and the reference point by an imaging unit included in the imaging device, and the imaging In parallel with the step, the calculation processing step of calculating the coordinates of each measured point and the coordinates of the reference point for each image by the calculation processing means of the imaging device, and the deviation of the coordinates of the reference point due to the vibration of the imaging means based on a correction step of correcting the coordinates of each measured point, serial data according to the coordinates of each measured point which is corrected by said correction step in a storage unit included in the imaging apparatus A storing step, a transfer step of transferring data relating to the coordinates of each measured point stored in the storage means to the information processing device, and data relating to the coordinates of each measured point transferred from the imaging device. , have a, a vibration analysis step of performing a vibration analysis of the cable by the information processing apparatus, the calculation processing step, in the set coordinate detection range for each of the measured points, the vibration direction and the imaging means of the cable The luminance histogram is obtained by summing the luminance in the direction orthogonal to the imaging direction of the image, and the barycentric coordinates of the luminance histogram are calculated as the coordinates of the actual measurement points. In the calculation processing step, based on the calculated coordinates of each actual measurement point Thus, by setting the coordinate detection range for each actual measurement point, the coordinate detection range is moved following the movement of the actual measurement point. Point a, as the coordinate detection range with each other do not interfere with each other, the actual point of adjacent, characterized in that arranged at a certain distance.

また、本発明における振動計測方法は、１以上の実測点が設けられて振動するケーブル、および、前記ケーブルが置かれたステージに固定された基準点の画像を撮像装置で撮像してデータ化し、そのデータを用いて情報処理装置で前記ケーブルの振動分析を行う振動計測方法であって、前記撮像装置が有する撮像手段で各実測点および前記基準点を含む画像を撮像する撮像ステップと、前記撮像ステップと並行して、前記撮像装置が有する計算処理手段で前記画像毎に各実測点の座標および前記基準点の座標を求める計算処理ステップと、前記撮像手段の振動による前記基準点の座標のずれを基に、各実測点の座標を補正する補正ステップと、前記補正ステップで補正された各実測点の座標に係るデータを前記撮像装置が有する記憶手段に記憶させる記憶ステップと、前記記憶手段に記憶された各実測点の座標に係るデータを前記情報処理装置に転送する転送ステップと、前記撮像装置から転送された各実測点の座標に係るデータを用いて、前記情報処理装置で前記ケーブルの振動分析を行う振動分析ステップと、を有し、前記計算処理ステップでは、前記実測点毎に設定された座標検出範囲において、前記撮像手段の撮像方向に直交する所定方向に輝度を合計することで第１輝度ヒストグラムを求めるとともに、前記撮像手段の撮像方向および前記所定方向に直交する方向に輝度を合計することで第２輝度ヒストグラムを求め、前記第１輝度ヒストグラムの重心座標および前記第２輝度ヒストグラムの重心座標を前記実測点の座標として算出し、前記計算処理ステップでは、算出した各実測点の座標に基づいて、前記実測点毎に前記座標検出範囲を設定することで、前記座標検出範囲を前記実測点の動きに追従させて移動させ、各実測点を、前記座標検出範囲同士が互いに干渉しないように、隣の実測点とは一定の距離をおいて配置する。上記の構成によれば、撮像装置は、画像撮像と並行してリアルタイムに各実測点の座標を求め、求めた各実測点の座標に係るデータを記憶する。情報処理装置は、撮像装置に記憶された各実測点の座標に係るデータを用いてケーブルの振動分析を行う。このように、撮像装置は、画像データをそのまま記憶手段に記憶するのではなく、撮像した画像から求めた各実測点の座標に係るデータを記憶手段に記憶するので、記憶手段の記憶容量を小さくすることができる。また、撮像装置から情報処理装置へは、画像データを転送するのではなく、各実測点の座標に係るデータを転送するので、データを情報処理装置に転送する時間を短縮することができる。さらに、情報処理装置は、画像データを用いてケーブルの振動分析を行うのではなく、各実測点の座標に係るデータを用いてケーブルの振動分析を行うので、情報処理装置が振動分析のために行う各種の計算処理にかかる時間を短縮することができる。よって、振動の測定および解析を容易に行うことができる。また、ケーブルが複数の方向に振動する場合に、第１輝度ヒストグラムおよび第２輝度ヒストグラムを求め、これら輝度ヒストグラムの重心座標を実測点の座標として算出することで、１画素単位以下（サブピクセル）の分解能で高精度且つ滑らかに実測点の二次元座標を求めることができる。また、算出した各実測点の座標に基づいて、実測点毎に座標検出範囲を設定することを測定回毎に繰り返すことで、座標検出範囲を実測点の動きに追従させることができる。これにより、座標検出範囲から実測点がはみ出ないようにすることができる。 The vibration measuring method according to the present invention includes a cable that is provided with one or more actual measurement points and vibrates, and an image of a reference point that is fixed to a stage on which the cable is placed, and is converted into data by an imaging device. A vibration measurement method that performs vibration analysis of the cable using an information processing apparatus using the data, the imaging step of capturing an image including each measurement point and the reference point by an imaging unit included in the imaging device, and the imaging In parallel with the step, the calculation processing step of calculating the coordinates of each measured point and the coordinates of the reference point for each image by the calculation processing means of the imaging device, and the deviation of the coordinates of the reference point due to the vibration of the imaging means Based on the above, a correction step for correcting the coordinates of each actual measurement point, and data relating to the coordinates of each actual measurement point corrected in the correction step are recorded in the storage means possessed by the imaging device. A storage step for storing, a transfer step for transferring data relating to the coordinates of each measurement point stored in the storage means to the information processing device, and data relating to the coordinates of each measurement point transferred from the imaging device. A vibration analysis step of performing vibration analysis of the cable in the information processing apparatus, and in the calculation processing step, in a coordinate detection range set for each actual measurement point, orthogonal to the imaging direction of the imaging means The first luminance histogram is obtained by summing the luminances in the predetermined direction, and the second luminance histogram is obtained by summing the luminances in the imaging direction of the imaging means and the direction orthogonal to the predetermined direction. barycentric coordinates and the center coordinates of the second brightness histogram of the histogram is calculated as coordinates of the measured points, the calculation processing step, calculates By setting the coordinate detection range for each actual measurement point based on the coordinates of each actual measurement point, the coordinate detection range is moved following the movement of the actual measurement point, and each actual measurement point is detected by the coordinate detection. In order to prevent the ranges from interfering with each other, they are arranged at a certain distance from the adjacent measurement points . According to said structure, an imaging device calculates | requires the coordinate of each measured point in real time in parallel with image imaging, and memorize | stores the data which concern on the calculated | required coordinate of each measured point. The information processing apparatus performs vibration analysis of the cable using data relating to the coordinates of each actual measurement point stored in the imaging apparatus. In this way, the imaging apparatus does not store the image data in the storage unit as it is, but stores data related to the coordinates of each actual measurement point obtained from the captured image in the storage unit, so the storage capacity of the storage unit is reduced. can do. In addition, since the image data is not transferred from the imaging apparatus to the information processing apparatus, the data related to the coordinates of each measurement point is transferred, so that the time for transferring the data to the information processing apparatus can be shortened. Furthermore, the information processing apparatus does not perform cable vibration analysis using image data, but performs cable vibration analysis using data related to the coordinates of each measurement point. The time required for various calculation processes to be performed can be reduced. Therefore, vibration measurement and analysis can be easily performed. In addition, when the cable vibrates in a plurality of directions, the first luminance histogram and the second luminance histogram are obtained, and the barycentric coordinates of these luminance histograms are calculated as the coordinates of the actual measurement points, so that one pixel unit or less (subpixel) It is possible to obtain the two-dimensional coordinates of the actual measurement point with high resolution and high accuracy. Moreover, by repeating the setting of the coordinate detection range for each actual measurement point based on the calculated coordinates of each actual measurement point for each measurement time, the coordinate detection range can be made to follow the movement of the actual measurement point. Thereby, it is possible to prevent the actual measurement point from protruding from the coordinate detection range.

また、本発明における振動計測方法において、前記撮像ステップでは、各実測点に設けられたマーカが正反射する光の輝度が前記ケーブルの他の部分が反射する光の輝度よりも高い環境下において前記マーカに対して光を照射し、前記マーカが正反射した光を前記撮像手段で撮像してよい。上記の構成によれば、各実測点に設けられたマーカが正反射する光の輝度がケーブルの他の部分が反射する光の輝度よりも高い環境下において、マーカに対して光を照射し、マーカが正反射した光を撮像手段で撮像する。これにより、マーカが正反射した光を撮像手段で高効率に受光して撮像することができるので、実測点の座標を精度良く求めることができる。 Further, in the vibration measuring method according to the present invention, in the imaging step, the brightness of the light regularly reflected by the marker provided at each measurement point is higher than the brightness of the light reflected by the other part of the cable. The marker may be irradiated with light, and the light regularly reflected by the marker may be imaged by the imaging means. According to the above configuration, in an environment where the brightness of the light regularly reflected by the marker provided at each measurement point is higher than the brightness of the light reflected by the other part of the cable , the marker is irradiated with light, The light regularly reflected by the marker is imaged by the imaging means. Thereby, since the light regularly reflected by the marker can be received and imaged with high efficiency by the imaging means, the coordinates of the actual measurement point can be obtained with high accuracy.

また、本発明における振動計測方法においては、前記ケーブルの周辺に複数の前記撮像装置を互いに撮像方向を異ならせて配置し、前記撮像ステップでは、複数の前記撮像装置による撮像タイミングを同期させてよい。上記の構成によれば、撮像方向が互いに異なる複数の撮像装置による撮像タイミングを同期させることで、同時刻における各実測点の座標変化を複数の角度から検出することができる。これにより、三次元的に各実測点の座標が変化するケーブルの振動状態（振動変位）を三次元で取得することができる。 In the vibration measurement method according to the present invention, the plurality of imaging devices may be arranged around the cable so that the imaging directions are different from each other, and the imaging timings of the plurality of imaging devices may be synchronized in the imaging step. . According to said structure, the coordinate change of each measurement point in the same time can be detected from several angles by synchronizing the imaging timing by the several imaging device from which an imaging direction differs mutually. Thereby, the vibration state (vibration displacement) of the cable in which the coordinates of the respective measurement points change in three dimensions can be acquired in three dimensions.

本発明の振動計測装置および振動計測方法によると、撮像装置は、撮像した画像から求めた各実測点の座標に係るデータを記憶手段に記憶するので、記憶手段の記憶容量を小さくすることができる。また、撮像装置から情報処理装置へは、各実測点の座標に係るデータを転送するので、データを情報処理装置に転送する時間を短縮することができる。さらに、情報処理装置は、各実測点の座標に係るデータを用いてケーブルの振動分析を行うので、情報処理装置が振動分析のために行う各種の計算処理にかかる時間を短縮することができる。よって、振動の測定および解析を容易に行うことができる。

According to the vibration measuring device and the vibration measuring method of the present invention, the imaging device stores the data relating to the coordinates of each actual measurement point obtained from the captured image in the storage unit, so that the storage capacity of the storage unit can be reduced. . In addition, since data related to the coordinates of each actual measurement point is transferred from the imaging device to the information processing device, the time for transferring the data to the information processing device can be reduced. Furthermore, since the information processing apparatus performs the vibration analysis of the cable using the data relating to the coordinates of each measurement point, the time required for various calculation processes performed by the information processing apparatus for the vibration analysis can be shortened. Therefore, vibration measurement and analysis can be easily performed.

振動計測装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a vibration measuring device. ケーブルを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a cable. 撮像された画像を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the imaged image. 測定点画像を示す図である。It is a figure which shows a measurement point image. 振動測定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a vibration measurement. ケーブルを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a cable. 座標検出範囲を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a coordinate detection range. 座標検出範囲を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a coordinate detection range. 測定点画像を示す図である。It is a figure which shows a measurement point image. 振動計測装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a vibration measuring device.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

［第１実施形態］
（振動計測装置の構成）
本実施形態による振動計測装置１は、図１に示すように、振動する測定対象物（ケーブル１０）の画像を撮像装置（高速度カメラ４）で撮像してデータ化し、そのデータを用いて情報処理装置（コンピュータ６）で測定対象物の振動分析を行う装置である。振動計測装置１は、ハロゲンランプ（投光手段）２と、ハーフミラー（反射手段）３と、高速度カメラ４と、マーカーシール（マーカ）５と、コンピュータ６と、を有している。なお、測定対象物はケーブルに限定されない。 [First Embodiment]
(Configuration of vibration measuring device)
As shown in FIG. 1, the vibration measuring apparatus 1 according to the present embodiment captures an image of a vibrating measurement object (cable 10) with an imaging device (high-speed camera 4), converts it into data, and uses the data to obtain information. It is a device that performs vibration analysis of a measurement object with a processing device (computer 6). The vibration measuring apparatus 1 includes a halogen lamp (light projecting means) 2, a half mirror (reflecting means) 3, a high-speed camera 4, a marker seal (marker) 5, and a computer 6. The measurement object is not limited to a cable.

測定対象物であるケーブル１０には、複数の実測点が設けられている。本実施形態においては、ケーブル１０には７つの実測点が設けられている。図２に示すように、ケーブル１０の７つの実測点の各々には、マーカーシール５が貼られている。マーカーシール５は光を正反射するタイプのものであって、縦が１ｍｍで横が２ｍｍの長方形をしている。また、ケーブル１０が置かれたステージ上には、基準点となるマーカーシール５’が設置されている。 A plurality of actual measurement points are provided on the cable 10 as a measurement object. In the present embodiment, the cable 10 is provided with seven actually measured points. As shown in FIG. 2, a marker seal 5 is affixed to each of the seven actual measurement points of the cable 10. The marker seal 5 is of a type that regularly reflects light, and has a rectangular shape with a length of 1 mm and a width of 2 mm. A marker seal 5 'serving as a reference point is installed on the stage where the cable 10 is placed.

ハロゲンランプ２は、図１に示すように、ケーブル１０の長手方向に直交する方向であって、ケーブル１０の振動方向に直交する方向からケーブル１０の実測点（マーカーシール５）に対して光を照射する。ハーフミラー３は、ハロゲンランプ２とケーブル１０との間に配置されており、マーカーシール５が正反射した光を高速度カメラ４に導くように反射させる。ここで、ハーフミラー３は、マーカーシール５が正反射した光を高速度カメラ４が効率良く受光するように、高速度カメラ４の光軸をハロゲンランプ２の光軸と同軸にしている。なお、ハーフミラー３の代わりにプリズムを用いてもよい。 As shown in FIG. 1, the halogen lamp 2 emits light from the direction perpendicular to the longitudinal direction of the cable 10 to the actual measurement point (marker seal 5) of the cable 10 from the direction perpendicular to the vibration direction of the cable 10. Irradiate. The half mirror 3 is disposed between the halogen lamp 2 and the cable 10 and reflects the light regularly reflected by the marker seal 5 so as to guide it to the high-speed camera 4. Here, the half mirror 3 has the optical axis of the high-speed camera 4 coaxial with the optical axis of the halogen lamp 2 so that the high-speed camera 4 efficiently receives the light regularly reflected by the marker seal 5. A prism may be used instead of the half mirror 3.

高速度カメラ４は、撮像速度が１ｋＨｚオーダのカメラであり、撮像部（撮像手段）４ａと、計算処理部（計算処理手段）４ｂと、メモリ（記憶手段）４ｃと、を有している。撮像部４ａは、ハーフミラー３を介して、ケーブル１０の振動方向に直交する方向から実測点（マーカーシール５）および基準点（マーカーシール５’）を含む画像を撮像する。 The high-speed camera 4 is a camera having an imaging speed on the order of 1 kHz, and includes an imaging unit (imaging unit) 4a, a calculation processing unit (calculation processing unit) 4b, and a memory (storage unit) 4c. The imaging unit 4a captures an image including the actual measurement point (marker seal 5) and the reference point (marker seal 5 ') from the direction orthogonal to the vibration direction of the cable 10 via the half mirror 3.

高速度カメラ４の撮像部４ａが撮像した画像の模式図を図３に示す。図３に示すように、ケーブル１０の７つの実測点にそれぞれ貼られたマーカーシール５が正反射する光の輝度、および、ステージ上に設置された基準点となるマーカーシール５’が正反射する光の輝度が、ケーブル１０の他の部分が反射する光の輝度よりも明るい環境下にされている。ここで、図３に示す輝点２１〜２７が７つの実測点であり、輝点２８が基準点である。これにより、高速度カメラ４による高速撮像で露光時間が短時間になっても、マーカーシール５が正反射した光を撮像部４ａで高効率に受光して撮像することができるので、実測点の座標を精度良く求めることができる。 A schematic diagram of an image captured by the imaging unit 4a of the high-speed camera 4 is shown in FIG. As shown in FIG. 3, the brightness of the light that the marker seal 5 affixed to each of the seven actual measurement points of the cable 10 reflects regularly, and the marker seal 5 ′ that becomes the reference point installed on the stage reflects regularly. The environment is such that the brightness of light is brighter than the brightness of light reflected by other portions of the cable 10. Here, the bright spots 21 to 27 shown in FIG. 3 are seven actual measurement points, and the bright spot 28 is a reference point. Thereby, even if the exposure time is short in high-speed imaging by the high-speed camera 4, the light reflected by the marker seal 5 can be received and imaged with high efficiency by the imaging unit 4a. Coordinates can be obtained with high accuracy.

高速度カメラ４の撮像部４ａにより撮像された測定点画像を図４に示す。この測定点画像は、７つの実測点のうちの１つの実測点について拡大した輝度画像であり、この実測点に設定された座標検出範囲を示している。ここで、縦軸はケーブル１０の長手方向であり、横軸はケーブル１０の振動方向である。高速度カメラ４の画像視野中、マーカーシール５の位置座標は、振動によって時間的に変化していく。この座標変化は、ケーブル１０の振動方向である横軸に生じるが、ケーブル１０の長手方向である縦軸にはほとんど生じない。 A measurement point image captured by the imaging unit 4a of the high-speed camera 4 is shown in FIG. This measurement point image is a luminance image enlarged with respect to one actual measurement point out of the seven actual measurement points, and indicates the coordinate detection range set for this actual measurement point. Here, the vertical axis is the longitudinal direction of the cable 10, and the horizontal axis is the vibration direction of the cable 10. During the image field of the high-speed camera 4, the position coordinates of the marker seal 5 change with time due to vibration. This coordinate change occurs on the horizontal axis that is the vibration direction of the cable 10, but hardly occurs on the vertical axis that is the longitudinal direction of the cable 10.

高速度カメラ４の計算処理部４ｂは、撮像部４ａによる撮像と並行してリアルタイムに、撮像部４ａが撮像した画像毎に各実測点の座標を求める。具体的には、計算処理部４ｂは、実測点毎に設定された座標検出範囲の中から実測点の重心座標を求め、これを実測点の座標とする。 The calculation processing unit 4b of the high-speed camera 4 obtains the coordinates of each measurement point for each image captured by the imaging unit 4a in real time in parallel with the imaging by the imaging unit 4a. Specifically, the calculation processing unit 4b obtains the barycentric coordinates of the actual measurement point from the coordinate detection range set for each actual measurement point, and uses this as the coordinate of the actual measurement point.

ここで、設定された座標検出範囲の中から実測点の重心座標を求める方法としては、最大輝度の画素の座標を１画素単位で求めるのが一般的である。具体的には、実測点毎に設定された座標検出範囲の中で、最大輝度の画素を含む画素列を選択し、選択した画素列における最大輝度の画素の座標を実測点の重心座標として算出する。しかし、この方法では、最大輝度の画素が隣の画素列に移動すると、計算対象の画素列が変化し、実測点の重心座標が不連続に変化するという問題がある。また、１画素単位の座標検出では振動変位の分解能が低い。 Here, as a method for obtaining the center-of-gravity coordinates of the actual measurement point from the set coordinate detection range, it is common to obtain the coordinates of the pixel having the maximum luminance in units of one pixel. Specifically, within the coordinate detection range set for each actual measurement point, a pixel row including the pixel with the maximum luminance is selected, and the coordinate of the pixel with the maximum luminance in the selected pixel row is calculated as the barycentric coordinate of the actual measurement point. To do. However, this method has a problem that when a pixel having the maximum luminance moves to an adjacent pixel row, the pixel row to be calculated changes, and the barycentric coordinates of the actual measurement point change discontinuously. Further, the resolution of vibration displacement is low in the coordinate detection in units of one pixel.

そこで、『サブピクセル処理』と呼ばれる、輝度分布から１画素以下（サブピクセル）の分解能で実測点の重心座標を求めるテクニックを用いる。具体的には、計算処理部４ｂは、実測点毎に設定された座標検出範囲において、ケーブル１０の振動方向および撮像部４ａによる撮像方向に直交する方向であるケーブル１０の長手方向（縦軸方向）に輝度を合計することで、輝度を縦軸とし座標を横軸とする輝度ヒストグラムを求める。このとき、縦軸方向に輝度を合計することで、１次元の輝度配列が得られる。次に、「重心座標＝Σ（輝度×座標）／Σ（輝度）」の『サブピクセル重心計算』を行うことで、輝度ヒストグラムの重心座標（１次元の輝度配列の重心座標）を算出する。そして、算出された輝度ヒストグラムの重心座標を実測点の座標とする。このように、輝度ヒストグラムを求め、この輝度ヒストグラムの重心座標を実測点の座標として算出することで、１画素単位以下（サブピクセル）の分解能で高精度且つ滑らかに実測点の座標を求めることができる。 Therefore, a technique called “sub-pixel processing” is used to obtain the barycentric coordinates of the actual measurement point with a resolution of one pixel or less (sub-pixel) from the luminance distribution. Specifically, the calculation processing unit 4b has a longitudinal direction (vertical axis direction) of the cable 10 that is a direction orthogonal to the vibration direction of the cable 10 and the imaging direction by the imaging unit 4a in the coordinate detection range set for each measurement point. ) To obtain the luminance histogram having the luminance on the vertical axis and the coordinate on the horizontal axis. At this time, a one-dimensional luminance array is obtained by summing the luminances in the vertical axis direction. Next, by performing “subpixel centroid calculation” of “centroid coordinates = Σ (luminance × coordinate) / Σ (luminance)”, the centroid coordinates of the luminance histogram (centroid coordinates of the one-dimensional luminance array) are calculated. Then, the calculated barycentric coordinates of the luminance histogram are set as the coordinates of the actually measured points. In this way, by obtaining the luminance histogram and calculating the barycentric coordinates of the luminance histogram as the coordinates of the actual measurement point, the coordinates of the actual measurement point can be obtained smoothly and accurately with a resolution of one pixel unit or less (sub-pixel). it can.

なお、二次元平面中のサブピクセル処理としては、縦軸および横軸の各々で『サブピクセル重心計算』を行い、実測点の二次元重心座標を求めることが考えられる。しかし、本実施形態のように撮像と並行してリアルタイムで実測点の座標を求めるためには、計算量の削減が必要であり、図４に示すように振動方向である横軸のみでの『サブピクセル重心計算』を行うことで、実測点の座標を求めている。 As subpixel processing in the two-dimensional plane, it is conceivable to perform “subpixel centroid calculation” on each of the vertical axis and the horizontal axis to obtain the two-dimensional centroid coordinates of the actual measurement point. However, in order to obtain the coordinates of the actual measurement point in real time in parallel with the imaging as in the present embodiment, it is necessary to reduce the amount of calculation, and as shown in FIG. The coordinates of the actual measurement point are obtained by performing “subpixel centroid calculation”.

高速度カメラ４のメモリ４ｃは、計算処理部４ｂが求めた各実測点の座標に係るデータを記憶する。メモリ４ｃとしては、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤなど）、光磁気ディスク（ＭＯなど）、半導体メモリなど、データを記憶でき、且つ、コンピュータ６がそのデータを読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式はいずれの形態であってもよい。 The memory 4c of the high-speed camera 4 stores data relating to the coordinates of each actual measurement point obtained by the calculation processing unit 4b. The memory 4c can store data such as a magnetic disk, flexible disk, optical disk (CD-ROM, CD-R, DVD, etc.), magneto-optical disk (MO, etc.), semiconductor memory, etc., and the computer 6 stores the data. As long as it is a readable storage medium, the storage format may be any form.

コンピュータ６は、メモリ４ｃに記憶された各実測点の座標に係るデータを用いてケーブル１０の振動分析を行う。具体的には、コンピュータ６は、各マーカーシール５の座標の時間変化を検出することで、各実測点の振動状態（振動変位）を取得し、複数の実測点の振動変位を用いて、振動解析（振動モードや固有振動数等）を行う。 The computer 6 performs vibration analysis of the cable 10 using data relating to the coordinates of each actual measurement point stored in the memory 4c. Specifically, the computer 6 detects the time change of the coordinates of each marker seal 5 to acquire the vibration state (vibration displacement) of each measurement point, and uses the vibration displacements of the plurality of measurement points to vibrate. Perform analysis (vibration mode, natural frequency, etc.).

このように、高速度カメラ４は、画像データをそのままメモリ４ｃに記憶するのではなく、撮像した画像から求めた各実測点の座標に係るデータをメモリ４ｃに記憶するので、メモリ４ｃの記憶容量を小さくすることができる。また、高速度カメラ４からコンピュータ６へは、画像データを転送するのではなく、各実測点の座標に係るデータを転送するので、データをコンピュータ６に転送する時間を短縮することができる。さらに、コンピュータ６は、画像データを用いてケーブル１０の振動分析を行うのではなく、各実測点の座標に係るデータを用いてケーブル１０の振動分析を行うので、コンピュータ６が振動分析のために行う各種の計算処理にかかる時間を短縮することができる。よって、振動の測定および解析を容易に行うことができる。 As described above, the high-speed camera 4 does not store the image data in the memory 4c as it is, but stores the data related to the coordinates of each measured point obtained from the captured image in the memory 4c. Can be reduced. In addition, since the image data is not transferred from the high-speed camera 4 to the computer 6, data related to the coordinates of each actual measurement point is transferred, so that the time for transferring the data to the computer 6 can be shortened. Further, since the computer 6 does not perform vibration analysis of the cable 10 using image data, but performs vibration analysis of the cable 10 using data related to the coordinates of each measurement point, the computer 6 performs the vibration analysis. The time required for various calculation processes to be performed can be reduced. Therefore, vibration measurement and analysis can be easily performed.

ここで、各実測点だけでなく、基準点（マーカーシール５’）についても計測が行われている。基準点の測定結果は、振動計測装置１自体の振動を考慮に入れて各実測点の測定結果を補正する際に用いられる。 Here, not only each measurement point but also a reference point (marker seal 5 ') is measured. The measurement result of the reference point is used when correcting the measurement result of each measurement point in consideration of the vibration of the vibration measuring device 1 itself.

実際に測定した振動測定例を図５に示す。振動解析では、固有振動数や振動モードの解析のため、加振周波数をスイープ（時間的に除々に変化させる）しながら、実測点の振幅変位を計測する。ここでは、加振条件として、１００ｓｅｃの時間をかけて加振周波数を３０Ｈｚから５００Ｈｚまで徐々に変化させている。図５の測定例では、途中振幅が増加する一次振動モードが発生していることがわかる。 FIG. 5 shows an example of vibration measurement actually measured. In the vibration analysis, in order to analyze the natural frequency and vibration mode, the amplitude displacement at the actual measurement point is measured while sweeping the excitation frequency (slowly changing in time). Here, as the excitation condition, the excitation frequency is gradually changed from 30 Hz to 500 Hz over a period of 100 seconds. In the measurement example of FIG. 5, it can be seen that the primary vibration mode in which the amplitude increases in the middle is generated.

（振動計測装置の動作）
次に、振動計測装置１の動作（振動計測方法）について説明する。 (Operation of vibration measuring device)
Next, the operation (vibration measurement method) of the vibration measurement apparatus 1 will be described.

まず、図２に示すように、測定対象物であるケーブル１０の７つの実測点の各々に、マーカーシール５を貼る。そして、基準点となるマーカーシール５’が設置されたステージ上にケーブル１０を載置する。 First, as shown in FIG. 2, the marker seal 5 is pasted on each of the seven actual measurement points of the cable 10 that is the measurement object. Then, the cable 10 is placed on the stage on which the marker seal 5 'serving as a reference point is installed.

次に、図１に示すように、ケーブル１０の長手方向に直交する方向であって、ケーブル１０の振動方向に直交する方向からケーブル１０の実測点に対して光を照射するようにハロゲンランプ２を設置するとともに、高速度カメラ４の光軸がハロゲンランプ２の光軸と同軸になるように、ハーフミラー３と高速度カメラ４とを配置する。 Next, as shown in FIG. 1, the halogen lamp 2 is configured to irradiate light to an actual measurement point of the cable 10 from a direction perpendicular to the longitudinal direction of the cable 10 and perpendicular to the vibration direction of the cable 10. And the half mirror 3 and the high-speed camera 4 are arranged so that the optical axis of the high-speed camera 4 is coaxial with the optical axis of the halogen lamp 2.

次に、図３に示すように、ケーブル１０の７つの実測点にそれぞれ貼られたマーカーシール５が正反射する光の輝度、および、ステージ上に設置された基準点となるマーカーシール５’が正反射する光の輝度が、ケーブル１０の他の部分が反射する光の輝度よりも明るくなるような環境を創出する。 Next, as shown in FIG. 3, the brightness of the light that the marker seal 5 affixed to each of the seven actual measurement points of the cable 10 is regularly reflected, and the marker seal 5 ′ that is a reference point installed on the stage are An environment is created in which the brightness of the regularly reflected light is brighter than the brightness of the light reflected by other portions of the cable 10.

その後、高速度カメラ４の撮像部４ａで、マーカーシール５およびマーカーシール５’が正反射した光の撮像を開始する。ケーブル１０に対する加振周波数をスイープさせながら、１ｋＨｚオーダの撮像速度で撮像部４ａが時系列的に各実測点および基準点を含む画像を撮像していく。高速度カメラ４の計算処理部４ｂは、撮像部４ａによる撮像と並行してリアルタイムに、撮像部４ａが撮像した画像毎に各実測点の重心座標を求める。具体的には、計算処理部４ｂは、図４に示すように、実測点毎に設定された座標検出範囲において、ケーブル１０の長手方向（縦軸方向）に輝度を合計することで輝度ヒストグラムを求め、「重心座標＝Σ（輝度×座標）／Σ（輝度）」の『サブピクセル重心計算』を行うことで、輝度ヒストグラムの重心座標を算出する。これにより、実測点の座標が１画素単位以下（サブピクセル）の分解能で高精度且つ滑らかに求まる。高速度カメラ４のメモリ４ｃは、計算処理部４ｂが求めた各実測点の座標に係るデータを記憶する。 Thereafter, the imaging unit 4a of the high-speed camera 4 starts imaging the light that is regularly reflected by the marker seal 5 and the marker seal 5 '. While sweeping the excitation frequency for the cable 10, the imaging unit 4 a captures images including the respective actual measurement points and reference points in time series at an imaging speed of 1 kHz order. The calculation processing unit 4b of the high-speed camera 4 obtains the barycentric coordinates of each measurement point for each image captured by the imaging unit 4a in real time in parallel with the imaging by the imaging unit 4a. Specifically, as shown in FIG. 4, the calculation processing unit 4b calculates a luminance histogram by summing the luminance in the longitudinal direction (vertical axis direction) of the cable 10 in the coordinate detection range set for each measurement point. The center-of-gravity coordinates of the luminance histogram are calculated by performing “sub-pixel center-of-gravity calculation” of “centroid coordinates = Σ (luminance × coordinate) / Σ (luminance)”. As a result, the coordinates of the actual measurement point can be obtained accurately and smoothly with a resolution of one pixel unit or less (sub-pixel). The memory 4c of the high-speed camera 4 stores data relating to the coordinates of each actual measurement point obtained by the calculation processing unit 4b.

所定時間が経過すると、撮像部４ａによる撮像を終了する。その後、コンピュータ６は、メモリ４ｃに記憶された各実測点の座標に係るデータを用いてケーブル１０の振動分析を行う。これにより、図５に示すような振動測定例が得られる。 When the predetermined time has elapsed, the imaging by the imaging unit 4a is terminated. Thereafter, the computer 6 performs a vibration analysis of the cable 10 using data relating to the coordinates of each measurement point stored in the memory 4c. Thereby, an example of vibration measurement as shown in FIG. 5 is obtained.

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る振動計測装置１および振動計測方法によると、高速度カメラ４は、画像データをそのままメモリ４ｃに記憶するのではなく、撮像した画像から求めた各実測点の座標に係るデータをメモリ４ｃに記憶するので、メモリ４ｃの記憶容量を小さくすることができる。また、高速度カメラ４からコンピュータ６へは、画像データを転送するのではなく、各実測点の座標に係るデータを転送するので、データをコンピュータ６に転送する時間を短縮することができる。さらに、コンピュータ６は、画像データを用いてケーブル１０の振動分析を行うのではなく、各実測点の座標に係るデータを用いてケーブル１０の振動分析を行うので、コンピュータ６が振動分析のために行う各種の計算処理にかかる時間を短縮することができる。よって、振動の測定および解析を容易に行うことができる。 (effect)
As described above, according to the vibration measurement device 1 and the vibration measurement method according to the present embodiment, the high-speed camera 4 does not store the image data in the memory 4c as it is, but each measurement obtained from the captured image. Since the data related to the coordinates of the points is stored in the memory 4c, the storage capacity of the memory 4c can be reduced. In addition, since the image data is not transferred from the high-speed camera 4 to the computer 6, data related to the coordinates of each actual measurement point is transferred, so that the time for transferring the data to the computer 6 can be shortened. Further, since the computer 6 does not perform vibration analysis of the cable 10 using image data, but performs vibration analysis of the cable 10 using data related to the coordinates of each measurement point, the computer 6 performs the vibration analysis. The time required for various calculation processes to be performed can be reduced. Therefore, vibration measurement and analysis can be easily performed.

また、輝度ヒストグラムを求め、この輝度ヒストグラムの重心座標を実測点の座標として算出することで、１画素単位以下（サブピクセル）の分解能で高精度且つ滑らかに実測点の座標を求めることができる。 Also, by obtaining the luminance histogram and calculating the barycentric coordinates of the luminance histogram as the coordinates of the actual measurement points, the coordinates of the actual measurement points can be obtained with high accuracy and smoothness with a resolution of one pixel unit or less (subpixel).

また、各実測点に設けられたマーカーシール５が正反射する光の輝度がケーブル１０の他の部分が反射する光の輝度よりも高い環境下において、マーカーシール５に対して光を照射し、マーカーシール５が正反射した光を撮像部４ａで撮像する。これにより、マーカーシール５が正反射した光を撮像部４ａで高効率に受光して撮像することができるので、実測点の座標を精度良く求めることができる。 Further, in an environment where the brightness of the light regularly reflected by the marker seal 5 provided at each measurement point is higher than the brightness of the light reflected by the other part of the cable 10, the marker seal 5 is irradiated with light, The light reflected by the marker seal 5 is imaged by the imaging unit 4a. Thereby, since the light regularly reflected by the marker seal 5 can be received and imaged with high efficiency by the imaging unit 4a, the coordinates of the actual measurement point can be obtained with high accuracy.

［第２実施形態］
（振動計測装置の構成）
次に、第２実施形態による振動計測装置５１について説明する。第２実施形態による振動計測装置５１は、図６（ａ）に示すように、撓んだ状態で振動するケーブル６０を測定対象物として振動分析を行う点で、第１実施形態の振動計測装置１と異なっている。 [Second Embodiment]
(Configuration of vibration measuring device)
Next, the vibration measuring device 51 according to the second embodiment will be described. As shown in FIG. 6A, the vibration measurement device 51 according to the second embodiment performs vibration analysis using the cable 60 that vibrates in a bent state as a measurement object, and thus the vibration measurement device according to the first embodiment. 1 and different.

第１実施形態においては、図６（ｂ）に示すように、直線状のケーブル１０の振動方向は長手方向に直交する方向にほぼ限定されていた。そのため、第１実施形態においては、図７（ｂ）に示すように、振動方向に細長い枠状の座標検出範囲を実測点毎に設定すれば、実測点が座標検出範囲からはみ出すことがなかった。しかし、本実施形態においては、図６（ａ）に示すように、撓んだケーブル６０の振動方向は長手方向に直交する方向に限定されず、ケーブル６０は複数の方向に振動する。なお、ケーブル６０の片側の端のみをステージに固定するなどの複雑な設置状態も想定され、ケーブル６０の左端部、中央部、右端部といった要部毎に振動方向が異なり、更には加振周波数や経過時間によって振動方向が変化する可能性がある。そのため、本実施形態において、図７（ａ）に示すように、実測点毎に細長い枠状の座標検出範囲を設定すると、振動方向によっては実測点が座標検出範囲からはみ出す可能性がある。そこで、実測点が座標検出範囲からはみ出さないように、座標検出範囲を大きくすることが考えられるが、振動方向によっては実測点が隣の座標検出範囲に入ってしまうため、実現するのが困難である。 In the first embodiment, as shown in FIG. 6B, the vibration direction of the linear cable 10 is substantially limited to a direction orthogonal to the longitudinal direction. Therefore, in the first embodiment, as shown in FIG. 7B, if a coordinate detection range having a frame shape elongated in the vibration direction is set for each measurement point, the measurement point does not protrude from the coordinate detection range. . However, in this embodiment, as shown in FIG. 6A, the vibration direction of the bent cable 60 is not limited to the direction orthogonal to the longitudinal direction, and the cable 60 vibrates in a plurality of directions. In addition, a complicated installation state such as fixing only one end of the cable 60 to the stage is also assumed, and the vibration direction is different for each main part such as the left end part, the central part, and the right end part of the cable 60. The vibration direction may change depending on the elapsed time. For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 7A, if a long and narrow frame-shaped coordinate detection range is set for each actual measurement point, the actual measurement point may protrude from the coordinate detection range depending on the vibration direction. Therefore, it is conceivable to increase the coordinate detection range so that the actual measurement point does not protrude from the coordinate detection range, but depending on the vibration direction, the actual measurement point may enter the adjacent coordinate detection range, which is difficult to realize. It is.

そこで、本実施形態においては、図８に示すように、実測点毎に縦横比率の大きくない形状（例えば正方形）の座標検出範囲を設け、実測点の動きに追従して座標検出範囲が移動するようにしている。なお、各実測点はケーブル６０上にほぼ等間隔に設けられているため、座標検出範囲が移動したとしても隣の実測点とは一定の距離を保っており、座標検出範囲同士が近接することがない。そのため、座標検出範囲を適切な大きさに設定しておけば、互いに干渉することがない。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, a coordinate detection range having a shape (for example, a square) with a small aspect ratio is provided for each measurement point, and the coordinate detection range moves following the movement of the measurement point. I am doing so. In addition, since each actual measurement point is provided on the cable 60 at substantially equal intervals, even if the coordinate detection range moves, a certain distance is maintained from the adjacent actual measurement point, and the coordinate detection ranges are close to each other. There is no. Therefore, if the coordinate detection range is set to an appropriate size, they will not interfere with each other.

具体的には、高速度カメラ４の撮像部４ａにより撮像された測定点画像である図９に示すように、実測点毎に設定された座標検出範囲において、撮像部４ａによる撮像方向に直交する所定方向（縦軸方向）に輝度を合計することで第１輝度ヒストグラムを求め、１次元データとなった輝度配列に対して、「重心座標＝Σ（輝度×座標）／Σ（輝度）」の『サブピクセル重心計算』を行うことで、第１輝度ヒストグラムの重心座標を算出する。さらに、撮像部４ａによる撮像方向および所定方向に直交する方向（横軸方向）に輝度を合計することで第２輝度ヒストグラムを求め、１次元データとなった輝度配列に対して、「重心座標＝Σ（輝度×座標）／Σ（輝度）」の『サブピクセル重心計算』を行うことで、第２輝度ヒストグラムの重心座標を算出する。これにより、実測点の二次元座標が１画素単位以下（サブピクセル）の分解能で高精度且つ滑らかに求まる。 Specifically, as shown in FIG. 9 which is a measurement point image captured by the imaging unit 4a of the high-speed camera 4, the coordinate detection range set for each actual measurement point is orthogonal to the imaging direction by the imaging unit 4a. A first luminance histogram is obtained by summing the luminances in a predetermined direction (vertical direction), and “centroid coordinates = Σ (luminance × coordinates) / Σ (luminance)” with respect to the luminance array that is one-dimensional data. By performing “sub-pixel centroid calculation”, the centroid coordinates of the first luminance histogram are calculated. Further, the second luminance histogram is obtained by summing the luminance in the imaging direction by the imaging unit 4a and the direction (horizontal axis direction) orthogonal to the predetermined direction, and “centroid coordinates = By performing “subpixel centroid calculation” of “Σ (luminance × coordinate) / Σ (luminance)”, the centroid coordinates of the second luminance histogram are calculated. As a result, the two-dimensional coordinates of the actual measurement point can be obtained accurately and smoothly with a resolution of one pixel unit or less (sub-pixel).

次に、第１輝度ヒストグラムの重心座標と、第２輝度ヒストグラムの重心座標とからなる二次元重心座標を中心として、次回の測定における座標検出範囲を設定する。これを測定回毎に繰り返すことで、座標検出範囲が実測点の動きに追従する。これにより、座標検出範囲から実測点がはみ出すことがない。 Next, a coordinate detection range in the next measurement is set around the two-dimensional barycentric coordinate composed of the barycentric coordinate of the first luminance histogram and the barycentric coordinate of the second luminance histogram. By repeating this every measurement, the coordinate detection range follows the movement of the actual measurement point. Thereby, the actual measurement point does not protrude from the coordinate detection range.

その他の構成は第１実施形態と同じであるので、その説明を省略する。 Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る振動計測装置５１および振動計測方法によると、ケーブル６０が複数の方向に振動する場合に、第１輝度ヒストグラムおよび第２輝度ヒストグラムを求め、これら輝度ヒストグラムの重心座標を実測点の座標として算出することで、１画素単位以下（サブピクセル）の分解能で高精度且つ滑らかに実測点の二次元座標を求めることができる。 (effect)
As described above, according to the vibration measuring device 51 and the vibration measuring method according to the present embodiment, when the cable 60 vibrates in a plurality of directions, the first luminance histogram and the second luminance histogram are obtained, and these luminance histograms are obtained. By calculating the center-of-gravity coordinates as the coordinates of the actual measurement points, the two-dimensional coordinates of the actual measurement points can be obtained with high accuracy and smoothness with a resolution of one pixel unit or less (subpixel).

また、算出した各実測点の座標に基づいて、実測点毎に座標検出範囲を設定することを測定回毎に繰り返すことで、座標検出範囲を実測点の動きに追従させることができる。これにより、座標検出範囲から実測点がはみ出ないようにすることができる。 Moreover, by repeating the setting of the coordinate detection range for each actual measurement point based on the calculated coordinates of each actual measurement point for each measurement time, the coordinate detection range can be made to follow the movement of the actual measurement point. Thereby, it is possible to prevent the actual measurement point from protruding from the coordinate detection range.

［第３実施形態］
（振動計測装置の構成）
次に、第３実施形態による振動計測装置１０１について説明する。第３実施形態による振動計測装置１０１は、図１０に示すように、複数の高速度カメラ４と、複数の高速度カメラ４による撮像タイミングを同期させる同期信号発生器（同期手段）１１と、を備えている点で、第１実施形態の振動計測装置１および第２実施形態の振動計測装置５１と異なっている。複数の高速度カメラ４は、第１実施形態のケーブル１０あるいは第２実施形態のケーブル６０の周辺に互いに撮像方向を異ならせて配置されている。ケーブル１０，６０の各実測点には、光を発する発光マーカ１２が設けられている。 [Third Embodiment]
(Configuration of vibration measuring device)
Next, the vibration measuring apparatus 101 according to the third embodiment will be described. As shown in FIG. 10, the vibration measurement apparatus 101 according to the third embodiment includes a plurality of high-speed cameras 4 and a synchronization signal generator (synchronizing unit) 11 that synchronizes imaging timings of the plurality of high-speed cameras 4. It is different from the vibration measuring device 1 of the first embodiment and the vibration measuring device 51 of the second embodiment in that it is equipped. The plurality of high-speed cameras 4 are arranged around the cable 10 of the first embodiment or the cable 60 of the second embodiment so that the imaging directions are different from each other. A light emitting marker 12 that emits light is provided at each measurement point of the cables 10 and 60.

複数の高速度カメラ４の各々には、同期信号発生器１１から撮像タイミング同期信号が入力される。そのため、複数の高速度カメラ４の各々は、撮像タイミングを同期させて各発光マーカ１２が発光する光の撮像を行う。これにより、同時刻における各実測点の座標変化を複数の角度から検出することができる。図示しないコンピュータ６は、カメラキャリブレーションを行うことで、各実測点の三次元座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を出力する。これにより、Ｓ字状にたわんだ状態で三次元的に座標が変化するケーブル１０，６０の振動状態（振動変位）を三次元で取得することができる。 An imaging timing synchronization signal is input from the synchronization signal generator 11 to each of the plurality of high-speed cameras 4. For this reason, each of the plurality of high-speed cameras 4 performs imaging of light emitted from each light emitting marker 12 in synchronization with imaging timing. Thereby, the coordinate change of each measurement point at the same time can be detected from a plurality of angles. A computer 6 (not shown) outputs the three-dimensional coordinates (X, Y, Z) of each actual measurement point by performing camera calibration. As a result, the vibration state (vibration displacement) of the cables 10 and 60 whose coordinates change three-dimensionally in the state of being bent in an S shape can be acquired in three dimensions.

なお、測定対象物がケーブル１０，６０のように細線の場合には、発光マーカ１２を用いずに、レーザー光をケーブル１０，６０に全面照射してもよい。この場合、Ｘ方向及びＺ方向の振動成分を分析することができる。 When the measurement object is a thin line such as the cables 10 and 60, the entire surface of the cables 10 and 60 may be irradiated with the laser light without using the light emitting marker 12. In this case, vibration components in the X direction and the Z direction can be analyzed.

その他の構成は第１実施形態および第２実施形態と同じであるので、その説明を省略する。 Other configurations are the same as those in the first embodiment and the second embodiment, and thus description thereof is omitted.

（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る振動計測装置１０１および振動計測方法によると、撮像方向が互いに異なる複数の高速度カメラ４による撮像タイミングを同期させることで、同時刻における各実測点の座標変化を複数の角度から検出することができる。これにより、例えばケーブル１０がＳ字状にたわんだような状態で振動し三次元的に各実測点の座標が変化する状態であっても、ケーブル１０の振動状態（振動変位）を三次元で取得することができる。 (effect)
As described above, according to the vibration measuring device 101 and the vibration measuring method according to the present embodiment, by synchronizing the imaging timings of the plurality of high-speed cameras 4 having different imaging directions, Coordinate changes can be detected from a plurality of angles. Thus, for example, even if the cable 10 vibrates in a state where it is bent in an S-shape and the coordinates of each measurement point change three-dimensionally, the vibration state (vibration displacement) of the cable 10 is three-dimensionally. Can be acquired.

（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 (Modification of this embodiment)
The embodiment of the present invention has been described above, but only specific examples are illustrated, and the present invention is not particularly limited, and the specific configuration and the like can be appropriately changed in design. Further, the actions and effects described in the embodiments of the invention only list the most preferable actions and effects resulting from the present invention, and the actions and effects according to the present invention are described in the embodiments of the present invention. It is not limited to what was done.

例えば、第１実施形態において、輝度ヒストグラムの重心座標からなる実測点の座標を中心として次回の測定における座標検出範囲を設定することを測定回毎に繰り返すことで、座標検出範囲を実測点の動きに追従させてもよい。 For example, in the first embodiment, setting the coordinate detection range in the next measurement centering on the coordinates of the actual measurement point made up of the barycentric coordinates of the luminance histogram is repeated every measurement time, thereby changing the coordinate detection range to the movement of the actual measurement point. May be followed.

１，５１，１０１振動計測装置
２ハロゲンランプ
３ハーフミラー
４高速度カメラ
４ａ撮像部
４ｂ計算処理部
４ｃメモリ
５，５’ マーカーシール
６コンピュータ
１０，６０ケーブル
１１同期信号発生器
１２発光マーカ
２１〜２８輝点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,51,101 Vibration measuring device 2 Halogen lamp 3 Half mirror 4 High-speed camera 4a Image pick-up part 4b Calculation processing part 4c Memory 5, 5 'Marker seal 6 Computer 10, 60 Cable 11 Synchronous signal generator 12 Light emission marker 21-28 Bright spot

Claims

An image of a cable that is provided with one or more actual measurement points and vibrates , and an image of a reference point that is fixed to the stage on which the cable is placed is captured by an imaging device and converted into data. A vibration measurement device that performs cable vibration analysis,
The imaging device
Imaging means for imaging an image including each measured point and the reference point;
In parallel with the imaging by the imaging means, calculation processing means for obtaining the coordinates of each measured point and the coordinates of the reference point for each image captured by the imaging means;
Correction means for correcting the coordinates of each measured point based on the deviation of the coordinates of the reference point due to the vibration of the imaging means ;
Storage means for storing data relating to the coordinates of each measurement point corrected by the correction means;
Transfer means for transferring data relating to the coordinates of each measurement point stored in the storage means to the information processing apparatus;
Have
The information processing apparatus may have rows vibration analysis of the cable with the data relating to the coordinates of each measured point transferred from the image pickup device,
The calculation processing means obtains a luminance histogram by summing the luminance in a direction orthogonal to the vibration direction of the cable and the imaging direction of the imaging means in the coordinate detection range set for each measurement point, and the luminance histogram Is calculated as the coordinates of the measured point,
The calculation processing means moves the coordinate detection range to follow the movement of the actual measurement point by setting the coordinate detection range for each actual measurement point based on the calculated coordinates of each actual measurement point.
Each measurement point is arranged with a certain distance from an adjacent measurement point so that the coordinate detection ranges do not interfere with each other .

An image of a cable that is provided with one or more actual measurement points and vibrates, and an image of a reference point that is fixed to the stage on which the cable is placed is captured by an imaging device and converted into data. A vibration measurement device that performs cable vibration analysis,
The imaging device
Imaging means for imaging an image including each measured point and the reference point;
In parallel with the imaging by the imaging means, calculation processing means for obtaining the coordinates of each measured point and the coordinates of the reference point for each image captured by the imaging means;
Correction means for correcting the coordinates of each measured point based on the deviation of the coordinates of the reference point due to the vibration of the imaging means;
Storage means for storing data relating to the coordinates of each measurement point corrected by the correction means;
Transfer means for transferring data relating to the coordinates of each measurement point stored in the storage means to the information processing apparatus;
Have
The information processing device performs vibration analysis of the cable using data relating to the coordinates of each measurement point transferred from the imaging device,
The calculation processing means obtains a first luminance histogram by summing the luminance in a predetermined direction orthogonal to the imaging direction of the imaging means in the coordinate detection range set for each of the actual measurement points, and the imaging of the imaging means A second luminance histogram is obtained by summing the luminance in a direction and a direction orthogonal to the predetermined direction, and the barycentric coordinates of the first luminance histogram and the barycentric coordinates of the second luminance histogram are calculated as coordinates of the actual measurement points ;
The calculation processing means moves the coordinate detection range to follow the movement of the actual measurement point by setting the coordinate detection range for each actual measurement point based on the calculated coordinates of each actual measurement point.
Each measured point is the coordinate as the detection range with each other do not interfere with each other, next to the actual measurement points to that vibration measuring device, characterized in that it is arranged at a distance from the.

A marker that is provided at each measurement point and reflects light regularly;
A light projecting means for irradiating the marker with light;
Reflecting means for making the optical axis of the imaging means coaxial with the optical axis of the light projecting means,
Further comprising
The imaging means captures the light regularly reflected by the marker in an environment where the brightness of light regularly reflected by the marker is higher than the brightness of light reflected by other portions of the cable. Item 3. The vibration measuring device according to Item 1 or 2 .

A plurality of the imaging devices are arranged with different imaging directions around the cable ,
Vibration device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a synchronizing means for synchronizing the imaging timings of a plurality of the imaging devices.

An image of a cable that is provided with one or more actual measurement points and vibrates , and an image of a reference point that is fixed to the stage on which the cable is placed is captured by an imaging device and converted into data. A vibration measurement method for performing cable vibration analysis,
An imaging step of capturing an image including each measurement point and the reference point by an imaging unit included in the imaging device;
In parallel with the imaging step, a calculation processing step for obtaining the coordinates of each measured point and the coordinates of the reference point for each image by the calculation processing means included in the imaging device;
A correction step for correcting the coordinates of each measured point based on the deviation of the coordinates of the reference point due to the vibration of the imaging means ;
A storage step of storing data relating to the coordinates of each actual measurement point corrected in the correction step in a storage unit included in the imaging device;
A transfer step of transferring data relating to the coordinates of each measurement point stored in the storage means to the information processing apparatus;
Using the data relating to the coordinates of each actual measurement point transferred from the imaging device, a vibration analysis step of performing vibration analysis of the cable in the information processing device;
I have a,
In the calculation processing step, in a coordinate detection range set for each actual measurement point, a luminance histogram is obtained by summing the luminance in a direction orthogonal to the vibration direction of the cable and the imaging direction of the imaging unit, and the luminance histogram Is calculated as the coordinates of the measured point,
In the calculation processing step, by setting the coordinate detection range for each actual measurement point based on the calculated coordinates of each actual measurement point, the coordinate detection range is moved following the movement of the actual measurement point,
A vibration measuring method , wherein each measured point is arranged at a fixed distance from an adjacent measured point so that the coordinate detection ranges do not interfere with each other .

An image of a cable that is provided with one or more actual measurement points and vibrates, and an image of a reference point that is fixed to the stage on which the cable is placed is captured by an imaging device and converted into data. A vibration measurement method for performing cable vibration analysis,
An imaging step of capturing an image including each measurement point and the reference point by an imaging unit included in the imaging device;
In parallel with the imaging step, a calculation processing step for obtaining the coordinates of each measured point and the coordinates of the reference point for each image by the calculation processing means included in the imaging device;
A correction step for correcting the coordinates of each measured point based on the deviation of the coordinates of the reference point due to the vibration of the imaging means;
A storage step of storing data relating to the coordinates of each actual measurement point corrected in the correction step in a storage unit included in the imaging device;
A transfer step of transferring data relating to the coordinates of each measurement point stored in the storage means to the information processing apparatus;
Using the data relating to the coordinates of each actual measurement point transferred from the imaging device, a vibration analysis step of performing vibration analysis of the cable in the information processing device;
Have
In the calculation processing step, the first luminance histogram is obtained by summing the luminance in a predetermined direction orthogonal to the imaging direction of the imaging unit in the coordinate detection range set for each actual measurement point, and the imaging of the imaging unit A second luminance histogram is obtained by summing the luminance in a direction and a direction orthogonal to the predetermined direction, and the barycentric coordinates of the first luminance histogram and the barycentric coordinates of the second luminance histogram are calculated as coordinates of the actual measurement points ;
In the calculation processing step, by setting the coordinate detection range for each actual measurement point based on the calculated coordinates of each actual measurement point, the coordinate detection range is moved following the movement of the actual measurement point,
Each measured point, the so as not to interfere coordinate detection range among each other, vibration measuring how to characterized in that the measured point next to place at a distance.

In the imaging step, the marker is irradiated with light in an environment where the brightness of the light regularly reflected by the marker provided at each measurement point is higher than the brightness of the light reflected by the other part of the cable , The vibration measuring method according to claim 5 or 6 , wherein the light reflected regularly by the marker is imaged by the imaging means.

A plurality of the imaging devices are arranged with different imaging directions around the cable ,
In the imaging step, the vibration measuring method according to any one of claims 5-7, characterized in that synchronizing the imaging timings of a plurality of the imaging devices.