(57)【要約】【課題】補正板を設置する作業者自身が補正板の設置状態を確認可能な画像計測用補正板を提供する。【解決手段】補正板１は、複数の基準点１１が表示された平面である表示面１０を有している。そして、当該表示面１０には、平行面側水準器としての一方向水準器である第１の平行面側水準器２１および第２の平行面側水準器２２が設置されている。水準器２０は長方形形状を有する表示面１０の各辺の中央部に当該各辺に沿って配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基準点が表示された平面である表示面を有する画像計測用補正板であって、
前記表示面に平行な面には平行面側水準器が設置されている、画像計測用補正板。
【請求項２】
前記表示面に平行な面には、気泡が一方向に移動可能な複数個の平行面側一方向水準器が設置されており、
前記複数個の平行面側一方向水準器は、
気泡が第１の方向に移動可能な第１の平行面側水準器と、
気泡が前記第１の方向に対して垂直な第２の方向に移動する第２の平行面側水準器とを含んでいる、請求項１に記載の画像計測用補正板。
【請求項３】
複数の基準点が表示された平面である表示面を有する画像計測用補正板であって、
前記表示面に垂直な面には垂直面側水準器が設置されている、画像計測用補正板。
【請求項４】
前記表示面に垂直な面には、気泡が一方向に移動可能な複数個の垂直面側一方向水準器が設置されており、
前記複数個の垂直面側一方向水準器は、
気泡が第１の方向に移動可能な第１の垂直面側水準器と、
気泡が前記第１の方向に対して垂直な第２の方向に移動する第２の垂直面側水準器とを含んでいる、請求項３に記載の画像計測用補正板。
【請求項５】
前記表示面に平行な面には平行面側水準器が設置されている、請求項３または４に記載の画像計測用補正板。
【請求項６】
前記表示面に平行な面には、気泡が一方向に移動可能な複数個の平行面側一方向水準器が設置されており、
前記複数個の平行面側一方向水準器は、
気泡が第１の方向に移動可能な第１の平行面側水準器と、
気泡が前記第１の方向に対して垂直な第２の方向に移動する第２の平行面側水準器とを含んでいる、請求項５に記載の画像計測用補正板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像計測用補正板に関し、より特定的には、画像による流速計測において用いられる画像計測用補正板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流れ場を解析するための手法の１つとして、当該流れ場の中にトレーサを挿入し、画像による流速計測を実施するＰＩＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ；粒子画像流速測定）あるいはＰＴＶ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ｔｒａｃｋｉｎｇ  Ｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ；粒子追跡流速測定）などの方法がある。このような画像計測においては、計測（撮影）すべき流れ場の断面である計測断面に対して垂直な方向から撮影が実施されるとは限らないため、以下のような手順で流速計測が実施される。
【０００３】
まず、実際の流れ場の撮影前に、撮影すべき流れ場と同じ位置に、複数の基準点が表示された補正板を配置して撮影する。次に、撮影された基準点の位置関係を実際の基準点の位置関係に変換するための変換式（変換係数）を決定する。その後、実際に流れ場を撮影し、撮影されたトレーサの移動状態を上記変換式により実座標における移動状態に変換する。このような手順により、計測断面に対して垂直な方向以外の方向から撮影を実施した場合でも、正確にトレーサの移動状態を把握することができる（たとえば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】可視化情報学会編、「ＰＩＶハンドブック」、森北出版株式会社、２００２年７月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような手順を採用した画像による流速計測を実施する場合、補正板を所望の設置状態に正確に固定する（たとえば、基準点が表示された平面である表示面を正確に水平に保持する）必要がある。しかしながら、補正板を設置する際、設置を実施する作業者自身が補正板の設置状態を確認することは難しい。そのため、通常、補正板の設置状態を確認するためには、補正板の設置を行なう作業者以外の他の作業者が補正板の設置状態を確認し、所望の設置状態に誘導する。その結果、補正板の設置に複数の作業者が必要になり、また設置に長時間を要するという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、補正板を設置する作業者自身が補正板の設置状態を確認可能な画像計測用補正板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従った画像計測用補正板は、複数の基準点が表示された平面である表示面を有する画像計測用補正板である。そして、当該表示面に平行な面には平行面側水準器が設置されている。
【０００８】
本発明の画像計測用補正板においては、表示面に平行な面に水準器が設置されていることにより、当該補正板を設置する作業者自身が補正板の表示面の水平を確認することができる。その結果、本発明の画像計測用補正板によれば、計測断面が水平面である場合に、補正板を設置する作業者自身が補正板の設置状態を確認可能な画像計測用補正板を提供することができる。なお、上記表示面に平行な面とは、上記表示面と、上記表示面に平行であって上記表示面とは異なる平面とを含む。
【０００９】
上記画像計測用補正板において好ましくは、上記表示面に平行な面には、気泡が一方向に移動可能な複数個の平行面側一方向水準器が設置されている。そして、当該複数個の平行面側一方向水準器は、気泡が第１の方向に移動可能な第１の平行面側水準器と、気泡が第１の方向に対して垂直な第２の方向に移動する第２の平行面側水準器とを含んでいる。
【００１０】
気泡が一方向に移動可能な一方向水準器は、高い精度を有している。そして、上記表示面に平行な面に、気泡の移動方向が互いに垂直となる少なくとも２つの一方向水準器を設置することにより、表示面の水平を高い精度で確認することが可能となる。
【００１１】
本発明に従った他の画像計測用補正板は、複数の基準点が表示された平面である表示面を有する画像計測用補正板である。そして、表示面に垂直な面には垂直面側水準器が設置されている。
【００１２】
本発明の画像計測用補正板においては、表示面に垂直な面に水準器が設置されていることにより、当該補正板を設置する作業者自身が補正板の表示面の鉛直を確認することができる。その結果、本発明の画像計測用補正板によれば、計測断面が鉛直面である場合に、補正板を設置する作業者自身が補正板の設置状態を確認可能な画像計測用補正板を提供することができる。
【００１３】
上記他の画像計測用補正板において好ましくは、表示面に垂直な面には、気泡が一方向に移動可能な複数個の垂直面側一方向水準器が設置されている。そして、当該複数個の垂直面側一方向水準器は、気泡が第１の方向に移動可能な第１の垂直面側水準器と、気泡が第１の方向に対して垂直な第２の方向に移動する第２の垂直面側水準器とを含んでいる。
【００１４】
上述のように、気泡が一方向に移動可能な一方向水準器は、高い精度を有している。そして、上記表示面に垂直な面に、気泡の移動方向が互いに垂直となる少なくとも２つの一方向水準器を設置することにより、表示面の鉛直を高い精度で確保することが可能となる。
【００１５】
上記他の画像計測用補正板において好ましくは、上記表示面に平行な面には平行面側水準器が設置されている。
【００１６】
これにより、計測断面が鉛直面である場合だけでなく、計測断面が水平面である場合においても、補正板を設置する作業者自身が補正板の設置状態を確認可能な画像計測用補正板を提供することができる。
【００１７】
上記他の画像計測用補正板において好ましくは、上記表示面に平行な面には、気泡が一方向に移動可能な複数個の平行面側一方向水準器が設置されている。そして、当該複数個の平行面側一方向水準器は、気泡が第１の方向に移動可能な第１の平行面側水準器と、気泡が第１の方向に対して垂直な第２の方向に移動する第２の平行面側水準器とを含んでいる。
【００１８】
これにより、表示面の鉛直だけでなく、表示面の水平をも高い精度で確認することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像計測用補正板によれば、補正板を設置する作業者自身が補正板の設置状態を確認可能な画像計測用補正板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１における補正板の構成を示す概略斜視図である。
【図２】実施の形態１における水準器の構成を示す概略平面図である。
【図３】補正板を用いた画像による流速計測の手順を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１における補正板の設置状態を示す概略斜視図である。
【図５】実施の形態１における流れ場の撮影状態を示す概略斜視図である。
【図６】実施の形態２における補正板の構成を示す概略斜視図である。
【図７】実施の形態３における補正板の構成を示す概略斜視図である。
【図８】実施の形態３における水準器の構成を示す概略平面図である。
【図９】実施の形態４における補正板の構成を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施の形態１）
まず、本発明の一実施の形態である実施の形態１について説明する。図１を参照して、実施の形態１における画像計測用補正板としての補正板１は、複数の基準点１１が表示された平面である表示面１０を有している。この補正板１は、平板状の四角柱形状を有しており、四角形（長方形）形状を有する１つの面が表示面１０となっている。また、基準点１１は、複数の平行直線を含む平行直線群と、当該平行直線群に垂直に交差する他の平行直線群との交点として表示面１０に表示された格子点である。そして、表示面１０には平行面側水準器としての水準器２０が設置されている。
【００２２】
水準器２０は、図２に示すように、たとえばアルコールなどの液体が充填されたガラスからなる透明容器２９内に、１つの気泡２７が導入され、当該透明容器２９に基準線２８が表示された構成を有している。より具体的には、水準器２０は、中空棒状の形状を有する透明容器２９を備えており、透明容器２９の長手方向中央部には、長手方向に交差する方向に延びる互いに平行な１対の基準線２８が表示されている。これにより、水準器２０は、気泡２７が透明容器２９の長手方向の一方向に移動可能な一方向水準器となっている。そして、１対の基準線２８の間に気泡２７が停止する状態をもって、透明容器２９の長手方向において、表示面１０が水平になっていると判断することが可能となっている。
【００２３】
さらに、図１を参照して、水準器２０は長方形形状を有する表示面１０の各辺の中央部に当該各辺に沿って配置されている。すなわち、表示面１０には、複数個（本実施の形態では４個）の水準器２０が設置されており、４個の水準器２０のうち２つは、気泡２７が第１の方向に移動可能な第１の平行面側水準器２１であり、他の２つは、気泡２７が第１の方向に対して垂直な第２の方向に移動する第２の平行面側水準器２２となっている。
【００２４】
次に、上記補正板１を用いた流速計測の手順について説明する。図３を参照して、本実施の形態における流速計測においては、まず、補正板を設置するステップ（Ｓ１０）が実施される。具体的には、ステップ（Ｓ１０）においては、図４に示すように矢印αに沿った向きに流れる流れ場９１内に、表示面１０が水平となるように補正板１が設置される。
【００２５】
次に、図３を参照して、表示面を撮影するステップ（Ｓ２０）が実施される。このステップ（Ｓ２０）では、図４に示すように、流れ場９１の外部に設置されたカメラ８０により、表示面１０が撮影される。これにより、画像情報として複数の基準点１１同士の位置関係が記録される。
【００２６】
次に、図３を参照して、ステップ（Ｓ２０）において撮影された複数の基準点１１の位置関係を、実際の基準点１１の位置関係に変換するための変換式（変換係数）を決定するステップ（Ｓ３０）が実施される。さらに、流れを撮影するステップ（Ｓ４０）が実施される。このステップ（Ｓ４０）では、図５を参照して、ステップ（Ｓ２０）において表示面１０が撮影された補正板１が流れ場９１から取り出された後、流れ場９１内に、たとえば樹脂などからなる粒子であるトレーサ（図示しない）が供給される。さらに、レーザ光源７１から流れ場９１の水平面内において走査させるように、ダブルパルスレーザが照射される。これにより、水平面に沿ったレーザシート７２が形成される。そして、レーザシート７２内を移動するトレーサが、カメラ８０によって上記ダブルパルスレーザに同期するように撮影され、トレーサの移動状態が記録される。
【００２７】
次に、図３を参照して、ステップ（Ｓ４０）において撮影されたトレーサの移動状態が、ステップ（Ｓ３０）において決定された変換式（変換係数）によって実座標における移動状態に変換されるステップ（Ｓ５０）が実施される。以上の手順により、計測断面である水平面に対して垂直な方向以外の方向から撮影を実施した場合でも、正確にトレーサの移動状態を把握し、流れ場の解析を実施することができる。
【００２８】
ここで、工程（Ｓ１０）において、表示面１０に設置された４個の水準器２０の気泡２７がいずれも１対の基準線２８の間に停止するように補正板１の保持状態を調整することにより、設置を行なう作業者は、他の作業者による誘導等なしに、容易に、かつ精度よく補正板１の設置作業を行なうことができる。つまり、本実施の形態における補正板１を用いることにより、作業員の人数を抑制しつつ、効率的に上記流れ場の解析を実施することができる。
【００２９】
（実施の形態２）
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態２について説明する。図６および図１を参照して、実施の形態２における画像計測用補正板である補正板１は、上記実施の形態１における補正板１と基本的には同様の構成を有している。しかし、実施の形態２における補正板１は、水準器２０の設置態様において実施の形態１とは異なっている。
【００３０】
すなわち、図６を参照して、実施の形態２における補正板１は、直方体形状を有する補正板１において、表示面１０に直交するように隣接する側面１５に水準器２０が３個設置されている。この３個の水準器２０のうち２個は、透明容器２９の長手方向が表示面１０に垂直になるように側面１５の長手方向両端の辺に沿ってに配置された第１の垂直面側水準器２３である。また、この３個の水準器２０のうち他の１個は、透明容器２９の長手方向が第１の垂直面側水準器２３と垂直になるように配置された第２の垂直面側水準器２４である。
【００３１】
次に、上記実施の形態２における補正板１を用いた流速計測の手順について説明する。実施の形態２における補正板１を用いた流速計測は、表示面１０が鉛直面に沿うように補正板１が設置され、流れ場９１の鉛直断面が撮影される点を除いて、基本的には実施の形態１と同様に実施される。
【００３２】
すなわち、図３を参照して、実施の形態２における流速計測においては、まず、ステップ（Ｓ１０）において、図４に示すように矢印αに沿った向きに流れる流れ場９１内に補正板１が設置される。このとき、実施の形態１の場合とは異なり、表示面１０が流れ場９１の鉛直断面である計測断面に含まれるように、補正板１が設置される。
【００３３】
次に、図３を参照して、ステップ（Ｓ２０）および（Ｓ３０）が実施の形態１と同様に実施された後、ステップ（Ｓ４０）では、実施の形態１と同様に、補正板１が流れ場９１から取り出され、さらに流れ場９１内にトレーサが供給される。その後、レーザ光源７１から流れ場９１の鉛直断面内において走査させるようにダブルパルスレーザが照射され、実施の形態１と同様にトレーサの移動状態が記録される。そして、実施の形態１の場合と同様に、ステップ（Ｓ５０）においてトレーサの移動状態が実座標における移動状態に変換される。以上の手順により、計測断面である鉛直断面に対して垂直な方向以外の方向から撮影を実施した場合でも、正確にトレーサの移動状態を把握し、流れ場の解析を実施することができる。
【００３４】
ここで、工程（Ｓ１０）において、側面１５に設置された３個の水準器２０の気泡２７が、いずれも１対の基準線２８の間に停止するように補正板１の保持状態を調整することにより、設置を行なう作業者は、他の作業者による誘導等なしに、容易に、かつ精度よく補正板１の設置作業を行なうことができる。つまり、本実施の形態における補正板１を用いることにより、作業員の人数を抑制しつつ、効率的に上記流れ場の解析を実施することができる。
【００３５】
（実施の形態３）
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態３について説明する。実施の形態３における画像計測用補正板は、実施の形態１における画像計測用補正板と基本的には同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態３における画像計測用補正板は、設置される水準器の形態において、実施の形態１の場合とは異なっている。
【００３６】
すなわち、図７および図８を参照して、実施の形態３における補正板１の表示面１０には、丸型水準器である水準器２０が設置されている。この水準器２０は、図８を参照して、平面形状が円形の上面を有し、たとえばアルコールなどの液体が充填された透明容器２９内に、１つの気泡２７が導入され、当該透明容器２９の上面の中央部に円形の基準線２８が表示された構成を有している。これにより、基準線２８内に気泡２７が停止する状態をもって、表示面１０が水平になっていると判断することが可能となっている。
【００３７】
本実施の形態における補正板１によれば、丸型水準器を備えていることにより、一方向水準器を採用する場合に比べて、補正板１に設置すべき水準器の個数を抑制することができる。ここで、一方向水準器の精度は、一般的に、丸型保持器に比べて高くなっている。したがって、実施の形態３における補正板１は、計測精度よりもむしろ計測の効率が重視される簡易的な画像計測において、特に有効である。
【００３８】
（実施の形態４）
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態４について説明する。実施の形態４における画像計測用補正板は、実施の形態１における画像計測用補正板と基本的には同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態４における画像計測用補正板は、水準器の設置態様において、実施の形態１の場合とは異なっている。
【００３９】
すなわち、図９を参照して、実施の形態４における補正板１においては、上記実施の形態１において設置される第１の平行面側水準器２１および第２の平行面側水準器２２と、上記実施の形態２において設置される第１の垂直面側水準器２３および第２の垂直面側水準器２４の全てが設置されている。その結果、実施の形態４における補正板１は、実施の形態１のような流れ場の水平断面の流速計測だけでなく、実施の形態２のような流れ場の鉛直断面の流速計測にも使用することが可能となっている。
【００４０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の画像計測用補正板は、画像による流速計測において用いられる画像計測用補正板に、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００４２】
１  補正板、１０  表示面、１１  基準点、１５  側面、２０  水準器、２１  第１の平行面側水準器、２２  第２の平行面側水準器、２３  第１の垂直面側水準器、２４  第２の垂直面側水準器、２７  気泡、２８  基準線、２９  透明容器、７１  レーザ光源、７２  レーザシート、８０  カメラ、９１  流れ場。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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