JPH09292215A - 変位量計測装置および変位量計測方法 - Google Patents
変位量計測装置および変位量計測方法Info
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- JPH09292215A JPH09292215A JP13128396A JP13128396A JPH09292215A JP H09292215 A JPH09292215 A JP H09292215A JP 13128396 A JP13128396 A JP 13128396A JP 13128396 A JP13128396 A JP 13128396A JP H09292215 A JPH09292215 A JP H09292215A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定対象物の高精度な変位量データを得る。
【解決手段】 変位量計測装置は、測定対象物１に取り
付ける加速度センサ２と、加速度センサ２を撮影するビ
デオカメラ３とを有する。また、加速度センサ２の計測
データを変位量データに変換する処理手段８と、ビデオ
画像を変移量データに変換する画像解析手段５とを有す
る。さらに、画像解析手段５で得られた変位量データ
と、処理手段８で得られた変位量データとを合成する合
成手段９を有する。加速度センサ２及びビデオカメラ３
という異なる手段により得られた異なる種類のデータか
ら、１つの変位量データを合成するので、「計測レンジ
が広い」という画像処理により変位量を計測する手法の
利点と、「高分解能である」という電気計測による手法
の利点を兼ね備えた、高精度で信頼性の高い変位量計測
を非接触で行うことが可能となる。
付ける加速度センサ２と、加速度センサ２を撮影するビ
デオカメラ３とを有する。また、加速度センサ２の計測
データを変位量データに変換する処理手段８と、ビデオ
画像を変移量データに変換する画像解析手段５とを有す
る。さらに、画像解析手段５で得られた変位量データ
と、処理手段８で得られた変位量データとを合成する合
成手段９を有する。加速度センサ２及びビデオカメラ３
という異なる手段により得られた異なる種類のデータか
ら、１つの変位量データを合成するので、「計測レンジ
が広い」という画像処理により変位量を計測する手法の
利点と、「高分解能である」という電気計測による手法
の利点を兼ね備えた、高精度で信頼性の高い変位量計測
を非接触で行うことが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定対象物の変位
量を非接触で計測する手法に関する。
量を非接触で計測する手法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の開発段階等で、実走行時に生ず
る各部の動きを車両試験等で正確に把握することは必要
不可欠なことである。そこで、従来より車両を走行させ
ながら、可動部の変位量を非接触で計測するための様々
な手法が用いられている。例えば、測定対象物にターゲ
ットマークを取り付け、該ターゲットマークをビデオカ
メラで撮影し、得られた画像データを画像解析して、測
定対象物の変位量を求めるという手法が用いられる。こ
の場合には、小型軽量で車載の容易な、ＮＴＳＣ規格の
小型ＣＣＤカメラを用いることが一般的である。また、
必要によっては、ターゲットマークの撮影に高速度ビデ
オカメラや高速度フィルムカメラを用い、より高分解能
の変位量データを得るということもなされている。
る各部の動きを車両試験等で正確に把握することは必要
不可欠なことである。そこで、従来より車両を走行させ
ながら、可動部の変位量を非接触で計測するための様々
な手法が用いられている。例えば、測定対象物にターゲ
ットマークを取り付け、該ターゲットマークをビデオカ
メラで撮影し、得られた画像データを画像解析して、測
定対象物の変位量を求めるという手法が用いられる。こ
の場合には、小型軽量で車載の容易な、ＮＴＳＣ規格の
小型ＣＣＤカメラを用いることが一般的である。また、
必要によっては、ターゲットマークの撮影に高速度ビデ
オカメラや高速度フィルムカメラを用い、より高分解能
の変位量データを得るということもなされている。
【０００３】また、画像解析が不要な電気計測による手
法として、レーザー変位計や超音波変位計を用いる場合
や、測定対象物に加速度計を取り付け、ここで得られた
加速度データを２回積分することにより変位量データを
求める手法も用いられている。
法として、レーザー変位計や超音波変位計を用いる場合
や、測定対象物に加速度計を取り付け、ここで得られた
加速度データを２回積分することにより変位量データを
求める手法も用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例には以下のような問題があった。まず、測定対象物
に取りつけたターゲットマークを、ＮＴＳＣ規格の小型
ＣＣＤビデオカメラで撮影する手法は、カメラが小型か
つ低コストで車載にも適しているが、ＮＴＳＣ規格の制
約から、変位量データの時間分解能は60Hzが上限となっ
てしまう。したがって、車両の可動部において必要とさ
れる変位量データの分解能には、遥かに及ばないことが
多い。また、ターゲットマークの撮影に、高速度ビデオ
カメラや高速度フィルムカメラを用いる手法では、時間
分解能の問題は解決されるが、一般的にこの種のカメラ
は高価で小型化が困難であり、さらに、受像感度が低下
することから、撮影時には大容量の照明が必要となる
等、車載状態で用いるには弊害が多く、撮影対象が制限
されるという欠点がある。
来例には以下のような問題があった。まず、測定対象物
に取りつけたターゲットマークを、ＮＴＳＣ規格の小型
ＣＣＤビデオカメラで撮影する手法は、カメラが小型か
つ低コストで車載にも適しているが、ＮＴＳＣ規格の制
約から、変位量データの時間分解能は60Hzが上限となっ
てしまう。したがって、車両の可動部において必要とさ
れる変位量データの分解能には、遥かに及ばないことが
多い。また、ターゲットマークの撮影に、高速度ビデオ
カメラや高速度フィルムカメラを用いる手法では、時間
分解能の問題は解決されるが、一般的にこの種のカメラ
は高価で小型化が困難であり、さらに、受像感度が低下
することから、撮影時には大容量の照明が必要となる
等、車載状態で用いるには弊害が多く、撮影対象が制限
されるという欠点がある。
【０００５】また、電気計測による手法の場合には、ピ
ンポイントの計測となるので、必要な変位量データ（２
次元データ）を得るためには、複数の測定器により複数
の測定点を計測する必要があり、なおかつ、測定データ
の処理が複雑であるという問題があり、車載状態で用い
るには難がある。さらに、測定対象物に加速度計を取り
付け、加速度データから変位量データを得る手法では、
計測時間が長くなったり、計測寸法幅が広がると２回積
分処理を行う際の計算誤差が累積し、変位量データの精
度が悪化するという欠点があり、この手法単独で得られ
るデータは信頼性に欠けるものである。すなわち、画像
処理の手法を用いる場合には、計測レンジが広いが低分
解能であり、電気計測による手法を用いる場合には、高
分解能を得るためには計測レンジを広くすることができ
ないというように、それぞれ欠点があった。
ンポイントの計測となるので、必要な変位量データ（２
次元データ）を得るためには、複数の測定器により複数
の測定点を計測する必要があり、なおかつ、測定データ
の処理が複雑であるという問題があり、車載状態で用い
るには難がある。さらに、測定対象物に加速度計を取り
付け、加速度データから変位量データを得る手法では、
計測時間が長くなったり、計測寸法幅が広がると２回積
分処理を行う際の計算誤差が累積し、変位量データの精
度が悪化するという欠点があり、この手法単独で得られ
るデータは信頼性に欠けるものである。すなわち、画像
処理の手法を用いる場合には、計測レンジが広いが低分
解能であり、電気計測による手法を用いる場合には、高
分解能を得るためには計測レンジを広くすることができ
ないというように、それぞれ欠点があった。
【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、非接触により測定対象
物の変位量を計測する際の、計測レンジの拡大と高分解
能との両立を実現し、高精度な変位量データを得ること
にある。
あり、その目的とするところは、非接触により測定対象
物の変位量を計測する際の、計測レンジの拡大と高分解
能との両立を実現し、高精度な変位量データを得ること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の本発明に係る変位量計測装置は、測定対象物に取り付
ける加速度センサと、該加速度センサを撮影するビデオ
カメラと、前記加速度センサの計測データを変位量デー
タに変換する処理手段と、ビデオ画像を変移量データに
変換する画像解析手段と、該画像解析手段で得られた変
位量データおよび前記処理手段で得られた変位量データ
を合成する合成手段とを有することを特徴とする。
の本発明に係る変位量計測装置は、測定対象物に取り付
ける加速度センサと、該加速度センサを撮影するビデオ
カメラと、前記加速度センサの計測データを変位量デー
タに変換する処理手段と、ビデオ画像を変移量データに
変換する画像解析手段と、該画像解析手段で得られた変
位量データおよび前記処理手段で得られた変位量データ
を合成する合成手段とを有することを特徴とする。
【０００８】測定対象物に加速度センサを取り付け、該
加速度センサで計測した加速度データと、該加速度セン
サを撮影したビデオ画像とを同期記録し、前記加速度デ
ータとビデオ画像とをそれぞれ処理して、２種類の変位
量データを得る。そして、該２種類の変位量データの時
間的整合性を、夫々記録段階で取られた同期データから
取る。さらに、ビデオ画像から得られた変位量データ
と、加速度データから得られた変位量データとを合成す
る作業を合成手段で行う。そして、加速度センサ及びビ
デオカメラという異なる手段により得られた異なる種類
のデータから、１つの変位量データを合成する。
加速度センサで計測した加速度データと、該加速度セン
サを撮影したビデオ画像とを同期記録し、前記加速度デ
ータとビデオ画像とをそれぞれ処理して、２種類の変位
量データを得る。そして、該２種類の変位量データの時
間的整合性を、夫々記録段階で取られた同期データから
取る。さらに、ビデオ画像から得られた変位量データ
と、加速度データから得られた変位量データとを合成す
る作業を合成手段で行う。そして、加速度センサ及びビ
デオカメラという異なる手段により得られた異なる種類
のデータから、１つの変位量データを合成する。
【０００９】また、上記問題を解決するための本発明に
係る変位量計測方法は、測定対象物に取り付けた加速度
センサにより計測される加速度データと、該加速度セン
サをビデオ撮影して得られる画像データとを同期記録
し、前記加速度データを変位量データに変換し、前記画
像データを画像解析して得られる変位量データおよび前
記加速度データから求めた変位量データを合成すること
を特徴とする。
係る変位量計測方法は、測定対象物に取り付けた加速度
センサにより計測される加速度データと、該加速度セン
サをビデオ撮影して得られる画像データとを同期記録
し、前記加速度データを変位量データに変換し、前記画
像データを画像解析して得られる変位量データおよび前
記加速度データから求めた変位量データを合成すること
を特徴とする。
【００１０】測定対象物の加速度と、測定対象物の視覚
的変位量とを同期記録し、前記加速度については変位量
データに変換して、異なる測定手段を用いて２種類の変
位量データを得る。そして、記録段階で取られた同期デ
ータから、２種類の変位量データの時間的整合性を出
し、双方を兼ね備えた１つの変位量データを合成する。
的変位量とを同期記録し、前記加速度については変位量
データに変換して、異なる測定手段を用いて２種類の変
位量データを得る。そして、記録段階で取られた同期デ
ータから、２種類の変位量データの時間的整合性を出
し、双方を兼ね備えた１つの変位量データを合成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。従来例と同一部分または相当
する部分についての、詳しい説明は省略する。
図面に基づいて説明する。従来例と同一部分または相当
する部分についての、詳しい説明は省略する。
【００１２】本発明の実施の形態に係る変位量計測装置
は、図１に示すように、測定対象物１の加速度を測定す
る加速度センサ２（以下、Ｇセンサという）と、測定対
象物１の変位を撮影するビデオカメラ３との双方を有す
る。Ｇセンサ２は、ビデオカメラ３で測定対象物１を撮
影する際の、ターゲットマークとしての役割も担ってい
る。ビデオカメラ３は、小型軽量で様々な場所に設置可
能なＮＴＳＣ規格の小型ＣＣＤビデオカメラ等を用い
る。
は、図１に示すように、測定対象物１の加速度を測定す
る加速度センサ２（以下、Ｇセンサという）と、測定対
象物１の変位を撮影するビデオカメラ３との双方を有す
る。Ｇセンサ２は、ビデオカメラ３で測定対象物１を撮
影する際の、ターゲットマークとしての役割も担ってい
る。ビデオカメラ３は、小型軽量で様々な場所に設置可
能なＮＴＳＣ規格の小型ＣＣＤビデオカメラ等を用い
る。
【００１３】ビデオカメラ３で撮影されたＧセンサ２の
画像は、ＮＴＳＣ規格のビデオからなる画像記録手段４
に録画される。画像記録手段４では、録画と同時に記録
されるビデオのタイムコード（コントロールパルス）
を、後述する加速度の記録手段７に対して送信し、Ａ／
Ｄ変換された信号として記録することができる。画像解
析手段５では、画像記録手段４に録画されたＧセンサ２
の画像を基にして、測定対象物１の変位量データを求め
る。具体的には、Ｇセンサ２の画像を基に、移動距離を
コマ毎にディジタイザ等で求め、Ｇセンサ２の画像内に
別途写し込んでおいたスケールを基にして実寸に換算す
ることで、測定対象物１の変位量データを求める。
画像は、ＮＴＳＣ規格のビデオからなる画像記録手段４
に録画される。画像記録手段４では、録画と同時に記録
されるビデオのタイムコード（コントロールパルス）
を、後述する加速度の記録手段７に対して送信し、Ａ／
Ｄ変換された信号として記録することができる。画像解
析手段５では、画像記録手段４に録画されたＧセンサ２
の画像を基にして、測定対象物１の変位量データを求め
る。具体的には、Ｇセンサ２の画像を基に、移動距離を
コマ毎にディジタイザ等で求め、Ｇセンサ２の画像内に
別途写し込んでおいたスケールを基にして実寸に換算す
ることで、測定対象物１の変位量データを求める。
【００１４】また、Ｇセンサ２で検知された加速度デー
タは、フィルタ・増幅器６により処理した後に、記録手
段７においてＡ／Ｄ変換されて、デジタル記録される。
このとき、画像記録手段４で発信されたタイムコードも
同時に記録し、画像記録手段４に記録されたＧセンサ２
の画像との同期を取る。さらに、記録手段７において加
速度信号を記録する際には、ビデオの水平同期信号（1
5.7kHz ）あるいは垂直同期信号（60Hz）の整数倍（数
十〜数百倍）をクロック周波数として、加速度データを
サンプリングする。
タは、フィルタ・増幅器６により処理した後に、記録手
段７においてＡ／Ｄ変換されて、デジタル記録される。
このとき、画像記録手段４で発信されたタイムコードも
同時に記録し、画像記録手段４に記録されたＧセンサ２
の画像との同期を取る。さらに、記録手段７において加
速度信号を記録する際には、ビデオの水平同期信号（1
5.7kHz ）あるいは垂直同期信号（60Hz）の整数倍（数
十〜数百倍）をクロック周波数として、加速度データを
サンプリングする。
【００１５】そして、記録手段７でデジタル記録された
加速度データを、処理手段８の計算機上で２回積分する
ことにより、変位量データ変換する。画像解析手段５で
求められた変位量データと、処理手段８で求められた変
位量データとは、ビデオのタイムコードにより同期が取
れていることから、合成手段９において２種類の変位量
データを１つに合成し、測定対象物１の変位量データ
（最終データ）を得る。
加速度データを、処理手段８の計算機上で２回積分する
ことにより、変位量データ変換する。画像解析手段５で
求められた変位量データと、処理手段８で求められた変
位量データとは、ビデオのタイムコードにより同期が取
れていることから、合成手段９において２種類の変位量
データを１つに合成し、測定対象物１の変位量データ
（最終データ）を得る。
【００１６】ここで、図２のフローチャートを基にし
て、図１に示す変位量計測装置で測定対象物１の変位量
を計測する各ステップを、順を追って説明する。また、
各ステップにおいて、装置に取り込まれたデータが処理
されていく様子を、図３ないし図６に示す。
て、図１に示す変位量計測装置で測定対象物１の変位量
を計測する各ステップを、順を追って説明する。また、
各ステップにおいて、装置に取り込まれたデータが処理
されていく様子を、図３ないし図６に示す。
【００１７】図２のフローチャートに示すように、次の
ステップで変位量データを得る。 (1) Ｇセンサ２による測定対象物１の加速度の計測を開
始する。 (2) 同時に、ビデオカメラ３によるＧセンサ２の撮影を
開始する。 (3) ビデオカメラ３で撮影されたＧセンサ２の画像（図
４参照）を、画像記録手段４で記録する。ところで、ビ
デオ画像の１フィールド画像は1/60秒毎に進むので、あ
るフィールド画像における時間をＴn 、次のフィールド
画像における時間をＴn+1 として識別し、録画と同時に
記録されるビデオのタイムコードを利用して、各フィー
ルド画像における時間Ｔn を、加速度の記録手段７に送
信する。 (4) Ｇセンサ２において測定対象物１の加速度を継続的
に測定し、加速度の記録手段７で記録する。このとき、
ステップ(3) で画像記録手段４から送信されたタイムコ
ードを一緒に記録する。よって、ビデオカメラ３で得た
画像データと、Ｇセンサ２で得られた加速度データと
は、タイムコードを比較することによって同期を取るこ
とが可能となる。この時点において、記録された加速度
Ａのデータは図３（ａ）に示すように、１フィールド画
像毎すなわち垂直同期信号（60Hz）の整数倍（数十〜数
百倍）をクロック周波数として、微小時間毎にサンプリ
ングされる。
ステップで変位量データを得る。 (1) Ｇセンサ２による測定対象物１の加速度の計測を開
始する。 (2) 同時に、ビデオカメラ３によるＧセンサ２の撮影を
開始する。 (3) ビデオカメラ３で撮影されたＧセンサ２の画像（図
４参照）を、画像記録手段４で記録する。ところで、ビ
デオ画像の１フィールド画像は1/60秒毎に進むので、あ
るフィールド画像における時間をＴn 、次のフィールド
画像における時間をＴn+1 として識別し、録画と同時に
記録されるビデオのタイムコードを利用して、各フィー
ルド画像における時間Ｔn を、加速度の記録手段７に送
信する。 (4) Ｇセンサ２において測定対象物１の加速度を継続的
に測定し、加速度の記録手段７で記録する。このとき、
ステップ(3) で画像記録手段４から送信されたタイムコ
ードを一緒に記録する。よって、ビデオカメラ３で得た
画像データと、Ｇセンサ２で得られた加速度データと
は、タイムコードを比較することによって同期を取るこ
とが可能となる。この時点において、記録された加速度
Ａのデータは図３（ａ）に示すように、１フィールド画
像毎すなわち垂直同期信号（60Hz）の整数倍（数十〜数
百倍）をクロック周波数として、微小時間毎にサンプリ
ングされる。
【００１８】(5) ステップ(4) において記録された加速
度データ（図３（ａ）参照）を、図３（ｂ）に示すよう
にΔＴ毎に区切り、数式（Ｉ）に基づいて、時間Ｔn の
時点での加速度の値が零となるように処理する。 ｇ’（ｔ）＝ｇ（ｔ）−ｇ（Ｔn ） ……（Ｉ） ここで、 ｇ’（ｔ）：Ｔn 〜Ｔn+1 で区切ったときの、各区分毎
の加速度 ｇ（ｔ） ：計測された微小時間毎の加速度 ｇ（Ｔn ）：時間Ｔn における加速度 とする。すなわち、時間Ｔn 毎に加速度の値が零にリセ
ットされ、時間Ｔn における加速度を基準とした加速度
の変化量が把握できるように処理される。 (6) 処理手段８において、ΔＴ毎に区切られた加速度デ
ータ（図３（ｂ）参照）を、Ｔn 〜Ｔn+1 の範囲で２回
積分する。すなわち数式（Ｉ）のｇ’（ｔ）をＴn 〜Ｔ
n+1 の範囲で２回積分する。そして、図３（ｃ）に示す
ようにＴn 〜Ｔn+ 1 間の微小変位量ｓ（ｔ）を求める。
この、Ｇセンサ２で測定された加速度Ａから得られる変
位量データを、以下の説明ではＧ変位データという。 (7) 上記ステップ(5)(6)と同時進行で、ステップ(3) に
おいて録画されたＧセンサ２の画像（図４参照）を、画
像解析手段５において画像解析し、１フィールド画像毎
（すなわち変位時間ΔＴ毎）の変位量ΔＳを求め、図５
に示すような時間Ｔn 毎の変位Ｓ（ｔ）を得る。この、
ビデオカメラにより撮影した画像を画像処理して得られ
る変位量データを、以下の説明では画像データという。 (8) 合成手段９において、ステップ(6) で得られたＧ変
位データ（図３（ｃ）参照）と、ステップ(7) で得られ
た画像データ（図５参照）とを合成する。前述のごと
く、ビデオのタイムコードにより各Ｔn における時間的
同期は取られているので、例えば、Ｔ1 〜Ｔ2 間では、
図３（ｃ）のＴ1 から始まるＧ変位データを、図５に示
す画像データの、Ｔ1 における変位量Ｓ1 に一致させて
合成する。すなわち、Ｔ1 〜Ｔ2 間では、数式（II）の
処理をする。 Ｓ（ｔ）＝ｓ（ｔ）＋Ｓ1 ……（II） 以下、そのほかの区分においても同様の処理を施し、図
６に示す最終データを得る。
度データ（図３（ａ）参照）を、図３（ｂ）に示すよう
にΔＴ毎に区切り、数式（Ｉ）に基づいて、時間Ｔn の
時点での加速度の値が零となるように処理する。 ｇ’（ｔ）＝ｇ（ｔ）−ｇ（Ｔn ） ……（Ｉ） ここで、 ｇ’（ｔ）：Ｔn 〜Ｔn+1 で区切ったときの、各区分毎
の加速度 ｇ（ｔ） ：計測された微小時間毎の加速度 ｇ（Ｔn ）：時間Ｔn における加速度 とする。すなわち、時間Ｔn 毎に加速度の値が零にリセ
ットされ、時間Ｔn における加速度を基準とした加速度
の変化量が把握できるように処理される。 (6) 処理手段８において、ΔＴ毎に区切られた加速度デ
ータ（図３（ｂ）参照）を、Ｔn 〜Ｔn+1 の範囲で２回
積分する。すなわち数式（Ｉ）のｇ’（ｔ）をＴn 〜Ｔ
n+1 の範囲で２回積分する。そして、図３（ｃ）に示す
ようにＴn 〜Ｔn+ 1 間の微小変位量ｓ（ｔ）を求める。
この、Ｇセンサ２で測定された加速度Ａから得られる変
位量データを、以下の説明ではＧ変位データという。 (7) 上記ステップ(5)(6)と同時進行で、ステップ(3) に
おいて録画されたＧセンサ２の画像（図４参照）を、画
像解析手段５において画像解析し、１フィールド画像毎
（すなわち変位時間ΔＴ毎）の変位量ΔＳを求め、図５
に示すような時間Ｔn 毎の変位Ｓ（ｔ）を得る。この、
ビデオカメラにより撮影した画像を画像処理して得られ
る変位量データを、以下の説明では画像データという。 (8) 合成手段９において、ステップ(6) で得られたＧ変
位データ（図３（ｃ）参照）と、ステップ(7) で得られ
た画像データ（図５参照）とを合成する。前述のごと
く、ビデオのタイムコードにより各Ｔn における時間的
同期は取られているので、例えば、Ｔ1 〜Ｔ2 間では、
図３（ｃ）のＴ1 から始まるＧ変位データを、図５に示
す画像データの、Ｔ1 における変位量Ｓ1 に一致させて
合成する。すなわち、Ｔ1 〜Ｔ2 間では、数式（II）の
処理をする。 Ｓ（ｔ）＝ｓ（ｔ）＋Ｓ1 ……（II） 以下、そのほかの区分においても同様の処理を施し、図
６に示す最終データを得る。
【００１９】上記構成をなす本発明の実施の形態より得
られる作用効果は、以下の通りである。測定対象物１に
Ｇセンサ２を取付け、Ｇセンサ２で測定対象物１の変位
に伴う加速度を測定し、同時に、ビデオカメラ３でＧセ
ンサ２を撮影し録画する。このとき、ビデオカメラ３の
画像と、Ｇセンサ２で測定された加速度との同期を取
り、ビデオカメラ３の画像を画像処理して変位量データ
（画像データ）を得ると共に、加速度Ａを微小時間ΔＴ
の範囲で２回積分して、変位量データ（Ｇ変位データ）
を得る。そして、画像データおよびＧ変位データの同期
が取れていることから、60Hzで得られる画像データとＧ
変位データとを合成する。
られる作用効果は、以下の通りである。測定対象物１に
Ｇセンサ２を取付け、Ｇセンサ２で測定対象物１の変位
に伴う加速度を測定し、同時に、ビデオカメラ３でＧセ
ンサ２を撮影し録画する。このとき、ビデオカメラ３の
画像と、Ｇセンサ２で測定された加速度との同期を取
り、ビデオカメラ３の画像を画像処理して変位量データ
（画像データ）を得ると共に、加速度Ａを微小時間ΔＴ
の範囲で２回積分して、変位量データ（Ｇ変位データ）
を得る。そして、画像データおよびＧ変位データの同期
が取れていることから、60Hzで得られる画像データとＧ
変位データとを合成する。
【００２０】すなわち、計測レンジが広いが低分解能で
ある画像データと、高分解能であるが計測レンジの狭い
Ｇ変位データとを合成することにより、画像データおよ
びＧ変位データの双方の欠点を補い、高精度な変位量デ
ータを得ることが可能となる。
ある画像データと、高分解能であるが計測レンジの狭い
Ｇ変位データとを合成することにより、画像データおよ
びＧ変位データの双方の欠点を補い、高精度な変位量デ
ータを得ることが可能となる。
【００２１】また、ビデオカメラ３にはＣＣＤビデオカ
メラを用い、小型軽量かつ低コストに装置を構成するこ
とができる。さらに、画像データおよびＧ変位データの
同期を取るために、ビデオのタイムコードを利用してい
ることから、Ｇセンサとビデオカメラという異なった測
定手段から入力信号を取り入れているにも係らず、双方
のデータの同期を正確かつ簡単に取ることができる。よ
って、画像データとＧ変位データとの合成を正確に行
い、信頼性の高い変位量データを得ることが可能とな
る。
メラを用い、小型軽量かつ低コストに装置を構成するこ
とができる。さらに、画像データおよびＧ変位データの
同期を取るために、ビデオのタイムコードを利用してい
ることから、Ｇセンサとビデオカメラという異なった測
定手段から入力信号を取り入れているにも係らず、双方
のデータの同期を正確かつ簡単に取ることができる。よ
って、画像データとＧ変位データとの合成を正確に行
い、信頼性の高い変位量データを得ることが可能とな
る。
【００２２】
【発明の効果】本発明はこのように構成したので、以下
のような効果を有する。本発明に係る変位量計測装置
は、測定対象物に加速度センサを取り付け、該加速度セ
ンサで計測した加速度データと、該加速度センサを撮影
したビデオ画像とを同期記録する。そして、前記加速度
データとビデオ画像とから得られる２種類の変位量デー
タから、１つの変位量データを合成する。すなわち、
「計測レンジが広い」という画像処理により変位量を計
測する手法の利点と、「高分解能である」という電気計
測による手法の利点を兼ね備えた、信頼性の高い変位量
計測を非接触で行うことが可能となる。
のような効果を有する。本発明に係る変位量計測装置
は、測定対象物に加速度センサを取り付け、該加速度セ
ンサで計測した加速度データと、該加速度センサを撮影
したビデオ画像とを同期記録する。そして、前記加速度
データとビデオ画像とから得られる２種類の変位量デー
タから、１つの変位量データを合成する。すなわち、
「計測レンジが広い」という画像処理により変位量を計
測する手法の利点と、「高分解能である」という電気計
測による手法の利点を兼ね備えた、信頼性の高い変位量
計測を非接触で行うことが可能となる。
【００２３】この場合、電気計測による手法で求めた変
位量データで、高分解能を得ていることから、測定対象
物を撮影するビデオカメラには、高分解能は要求されな
い。したがって、小型軽量で低コストの、ＮＴＳＣ規格
の小型ＣＣＤカメラ等を用いることが可能となり、車載
に最適な変位量計測装置を構成することができる。
位量データで、高分解能を得ていることから、測定対象
物を撮影するビデオカメラには、高分解能は要求されな
い。したがって、小型軽量で低コストの、ＮＴＳＣ規格
の小型ＣＣＤカメラ等を用いることが可能となり、車載
に最適な変位量計測装置を構成することができる。
【００２４】また、本発明に係る変位量計測方法では、
測定対象物の加速度と、測定対象物の視覚的変位量とを
同期記録し、前記加速度については変位量データに変換
して、異なる測定手段から２種類の変位量データを得
る。そして、記録段階で取られた同期データから、２種
類の変位量データの時間的整合性を出し、双方を兼ね備
えた１つの変位量データを合成することにより、計測レ
ンジが広いという画像処理により変位量を計測する手法
の利点と、高分解能であるという電気計測による手法の
利点を兼ね備えた、信頼性の高い変位量計測を非接触で
行うことが可能となる。
測定対象物の加速度と、測定対象物の視覚的変位量とを
同期記録し、前記加速度については変位量データに変換
して、異なる測定手段から２種類の変位量データを得
る。そして、記録段階で取られた同期データから、２種
類の変位量データの時間的整合性を出し、双方を兼ね備
えた１つの変位量データを合成することにより、計測レ
ンジが広いという画像処理により変位量を計測する手法
の利点と、高分解能であるという電気計測による手法の
利点を兼ね備えた、信頼性の高い変位量計測を非接触で
行うことが可能となる。
【図１】本発明の実施の形態に係る変位量計測装置を示
す摸式図である。
す摸式図である。
【図２】図１に示す変位量計測装置により、測定対象物
の変位量を計測する手順を示すフローチャートである。
の変位量を計測する手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示すＧセンサにより計測された加速度デ
ータを処理して変位量データに変換する手順を示す図で
あり、（ａ）はＧセンサにより測定された加速度デー
タ、（ｂ）は単位時間ごとに分割処理した加速データ、
（ｃ）は加速データから変換された変位量データをそれ
ぞれ示す。
ータを処理して変位量データに変換する手順を示す図で
あり、（ａ）はＧセンサにより測定された加速度デー
タ、（ｂ）は単位時間ごとに分割処理した加速データ、
（ｃ）は加速データから変換された変位量データをそれ
ぞれ示す。
【図４】図１に示すビデオカメラにより撮影されたＧセ
ンサの画像を示す摸式図である。
ンサの画像を示す摸式図である。
【図５】ビデオカメラにより撮影された画像に画像処理
を施して得られた変位量データを示す図である。
を施して得られた変位量データを示す図である。
【図６】合成された変位量データを示す図である。
１ 測定対象物 ２ Ｇセンサ ３ ビデオカメラ ５ 画像解析手段 ８ 処理手段 ９ 合成手段
Claims (2)
- 【請求項１】 測定対象物に取り付ける加速度センサ
と、該加速度センサを撮影するビデオカメラと、前記加
速度センサの計測データを変位量データに変換する処理
手段と、ビデオ画像を変移量データに変換する画像解析
手段と、該画像解析手段で得られた変位量データおよび
前記処理手段で得られた変位量データを合成する合成手
段とを有する変位量計測装置。 - 【請求項２】 測定対象物に取り付けた加速度センサに
より計測される加速度データと、該加速度センサをビデ
オ撮影して得られる画像データとを同期記録し、前記加
速度データを変位量データに変換し、前記画像データを
画像解析して得られる変位量データおよび前記加速度デ
ータから求めた変位量データを合成することを特徴とす
る変位量計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13128396A JPH09292215A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 変位量計測装置および変位量計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13128396A JPH09292215A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 変位量計測装置および変位量計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09292215A true JPH09292215A (ja) | 1997-11-11 |
Family
ID=15054336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13128396A Pending JPH09292215A (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 変位量計測装置および変位量計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09292215A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007015271A1 (en) * | 2005-08-02 | 2007-02-08 | Fidia S.P.A. | Precision displacement measuring system and method for industrial machines |
| JP2010133711A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 目標物の位置の時間変化計測方法及び計測装置 |
| US7763875B2 (en) | 2005-09-07 | 2010-07-27 | Romanov Nikolai L | System and method for sensing position utilizing an uncalibrated surface |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP13128396A patent/JPH09292215A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007015271A1 (en) * | 2005-08-02 | 2007-02-08 | Fidia S.P.A. | Precision displacement measuring system and method for industrial machines |
| US7763875B2 (en) | 2005-09-07 | 2010-07-27 | Romanov Nikolai L | System and method for sensing position utilizing an uncalibrated surface |
| JP2010133711A (ja) * | 2008-12-02 | 2010-06-17 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 目標物の位置の時間変化計測方法及び計測装置 |
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