(57)【要約】【課題】狭小で暗い作業空間や大掛かりな装置の持ち込みが困難・不可能な作業空間においても計測対象物の肉厚の計測を容易に行うことができるようにする。【解決手段】計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂのそれぞれに対して同一の照射平面上に沿うレーザ光が照射されるように一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂそれぞれの位置及び姿勢が調整されると共に一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂによって一対の表面２０ａ，２０ｂのそれぞれに照射されたレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂが撮影されるように一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂそれぞれの位置及び姿勢が調整され、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂから出射されたレーザ光が照射された状態の計測対象物２０の一対の表面２０ａ，２０ｂの映像が表示される画面に、所定の間隔のしるしが肉厚の実寸法を表す目盛として表示されるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象物の対向する一対の表面のそれぞれに対して同一の照射平面上に沿うレーザ光が照射されるように一対のレーザ照射手段それぞれの位置及び姿勢が調整されると共に前記一対のレーザ照射手段によって前記一対の表面のそれぞれに照射された前記レーザ光の投影線が撮影されるように一対の撮像手段それぞれの位置及び姿勢が調整され、前記一対の撮像手段によって撮影された映像であって前記一対のレーザ照射手段から出射されたレーザ光が照射された状態の前記計測対象物の前記一対の表面の映像が表示される画面に、前記計測対象物の肉厚の実寸法と前記撮影によって取得される画像における前記レーザ光の投影線の座標の値との間の対応関係に基づいて決定される間隔のしるしが前記肉厚の実寸法を表す目盛として表示され、前記一対の表面のそれぞれに照射された前記レーザ光の投影線同士の間隔が前記目盛としてのしるしと照らし合わされて前記計測対象物の前記肉厚の寸法が計測されることを特徴とする肉厚の計測方法。
【請求項２】
前記一対のレーザ照射手段の前記レーザ光の出射方向が前記計測対象物の前記肉厚に関して想定される実寸法に応じて調整されることを特徴とする請求項１記載の肉厚の計測方法。
【請求項３】
前記計測対象物が水車羽根であることを特徴とする請求項１記載の肉厚の計測方法。
【請求項４】
計測対象物の対向する一対の表面のそれぞれに対して同一の照射平面上に沿うレーザ光を照射する一対のレーザ照射手段と、当該一対のレーザ照射手段によって前記一対の表面のそれぞれに照射された前記レーザ光の投影線を撮影する一対の撮像手段と、当該一対の撮像手段によって撮影された映像であって前記一対のレーザ照射手段から出射されたレーザ光が照射された状態の前記計測対象物の前記一対の表面の映像と共に前記計測対象物の肉厚の実寸法と前記撮影によって取得される画像における前記レーザ光の投影線の座標の値との間の対応関係に基づいて決定される間隔のしるしが前記肉厚の実寸法を表す目盛として表示される画面とを有することを特徴とする肉厚の計測装置。
【請求項５】
前記一対のレーザ照射手段の前記レーザ光の出射方向が前記計測対象物の前記肉厚に関して想定される実寸法に応じて調整可能であることを特徴とする請求項４記載の肉厚の計測装置。
【請求項６】
前記計測対象物が水車羽根であることを特徴とする請求項４記載の肉厚の計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肉厚の計測方法及び計測装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば健全性評価の対象物の表面の損傷に関する計測に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の施設や設備の維持・管理において健全性評価は重要であり、例えば水力発電設備についても信頼度を維持しつつ建設費用の低減や設備の延命化・点検の合理化が図られている（非特許文献１）。その一貫として、補修を行いつつ使用限界まで設備を使い切ることで、修繕費用の低減を図る努力がなされている。具体的な例として、水力発電所では水車の補修や交換を一定周期で実施する時間基準予防保全から、点検で得られる損傷計測結果に基づいて時期を決定する状態基準予防保全に移行しはじめている（非特許文献１）。そのため、水車の補修や使用限界の時期を正確に推定する技術の開発が望まれている。
【０００３】
水車の補修や使用限界の時期を推定するためには、点検時に水車の損傷を計測し、経年による損傷の進展を把握する必要がある。例えば、損傷の一つである水車羽根の摩耗は、点検員が離散的に羽根先端部の肉厚を計測し、以前の値と比較している。この肉厚計測を自動化できれば、計測点数および範囲を増やすことで見落としが少なくなり、水車の補修や使用限界の時期の推定精度を向上させることができる可能性がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】水車の劣化診断方法と対策に関する調査専門委員会「水車の劣化診断方法と対策に関する調査」，電気学会技術報告 １０２２号，２００５年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、水車が格納されているケーシング内は狭く暗い空間であり、さらに、水車羽根同士の間は腕がようやく入る程度の狭さであるため、メジャーやノギスによる計測は容易とは言えず、特に水車羽根の複数箇所についての複数点の計測作業に手間取って多大な労力と時間とが必要とされるという問題がある。さらに、メジャーやノギスによる計測では先端部分の断面形状を計測することはできないため、表面の形状や状態を連続的に把握することができないという問題がある。
【０００６】
また、計測作業に係る以下の制約を満たすことが望まれる。
〈制約１〉サイズ及び重さに関する制約
狭い作業空間における計測を可能にするため、少なくとも現場において用いられる計測器具は小型カメラ相当の大きさ及び重さである必要がある。
〈制約２〉照明に関する制約
専用の大型照明がなくても、言い換えると、均一な照明はなく且つ影の発生が避けられなくても計測が可能である。
〈制約３〉操作性と作業時間とに関する制約
複雑な操作を伴うことなく、簡単な操作によって計測が行われる。また、短時間での計測が可能である。
【０００７】
なお、上記では具体例として水車における水車羽根の肉厚の計測を取り上げて本発明が解決しようとする課題を説明したが、本発明の適用対象が水車における水車羽根の肉厚の計測に限定されることを前提としているわけではない。すなわち、本発明は、狭小で暗い作業空間において行われる計測対象物の肉厚の計測全般における課題を解決することを企図している。
【０００８】
そこで、本発明は、狭小で暗い作業空間や大掛かりな装置の持ち込みが困難・不可能な作業空間においても計測対象物の断面形状を可視化すると共に断面形状を用いて肉厚の計測を容易に行うことができる肉厚の計測方法及び計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するため、本発明の肉厚の計測方法は、計測対象物の対向する一対の表面のそれぞれに対して同一の照射平面上に沿うレーザ光が照射されるように一対のレーザ照射手段それぞれの位置及び姿勢が調整されると共に一対のレーザ照射手段によって一対の表面のそれぞれに照射されたレーザ光の投影線が撮影されるように一対の撮像手段それぞれの位置及び姿勢が調整され、一対の撮像手段によって撮影された映像であって一対のレーザ照射手段から出射されたレーザ光が照射された状態の計測対象物の一対の表面の映像が表示される画面に、計測対象物の肉厚の実寸法と撮影によって取得される画像におけるレーザ光の投影線の座標の値との間の対応関係に基づいて決定される間隔のしるしが肉厚の実寸法を表す目盛として表示され、一対の表面のそれぞれに照射されたレーザ光の投影線同士の間隔が目盛としてのしるしと照らし合わされて計測対象物の肉厚の寸法が計測されるようにしている。
【００１０】
また、本発明の肉厚の計測装置は、計測対象物の対向する一対の表面のそれぞれに対して同一の照射平面上に沿うレーザ光を照射する一対のレーザ照射手段と、当該一対のレーザ照射手段によって一対の表面のそれぞれに照射されたレーザ光の投影線を撮影する一対の撮像手段と、当該一対の撮像手段によって撮影された映像であって一対のレーザ照射手段から出射されたレーザ光が照射された状態の計測対象物の一対の表面の映像と共に計測対象物の肉厚の実寸法と撮影によって取得される画像におけるレーザ光の投影線の座標の値との間の対応関係に基づいて決定される間隔のしるしが肉厚の実寸法を表す目盛として表示される画面とを有するようにしている。
【００１１】
したがって、これらの肉厚の計測方法や肉厚の計測装置によると、主にレーザ照射手段と撮像手段とによって計測装置が構成されるので、大掛かりな装置が必要とされること無く狭い作業空間においても肉厚の計測が行われる。さらに言えば、主にレーザ照射手段及び撮像手段のみから構成される装置によって撮影された画像を種々の携帯情報端末等へと送信して画面上で確認しながらでも計測が行われる。
【００１２】
これらの肉厚の計測方法や肉厚の計測装置によると、また、計測に用いられるレーザ光自体が照明としての機能も果たし得るので、他の照明装置が必要とされること無く肉厚の計測が行われる。
【００１３】
これらの肉厚の計測方法や肉厚の計測装置によると、さらに、画面に表示されるレーザ光の投影線同士の間隔と目盛としてのしるしとが見比べられて計測が行われるので、複雑な操作や後処理が必要とされること無く、簡単な操作のみ且つ短時間で即時に肉厚の計測が行われる。
【００１４】
また、本発明の肉厚の計測方法は一対のレーザ照射手段のレーザ光の出射方向が計測対象物の肉厚に関して想定される実寸法に応じて調整されるようにしても良く、本発明の肉厚の計測装置は一対のレーザ照射手段のレーザ光の出射方向が計測対象物の肉厚に関して想定される実寸法に応じて調整可能であるようにしても良い。これらの場合には、想定される肉厚の実寸法に応じて良好な計測感度や計測精度の確保とレーザ光が照射された状態の計測対象物の表面の撮影の確実性の確保とが考慮されて調整された適切なレーザ光の照射条件による肉厚の計測が行われる。
【００１５】
また、本発明の肉厚の計測方法や肉厚の計測装置は、計測対象物が水車羽根であるようにしても良い。この場合には、水車の構造は複雑であって計測を行う作業空間としては狭小であって暗いものの、主にレーザ照射手段と撮像手段とによって構成される計測装置は小型化も可能であると共にレーザ光自体が照明としての機能も果たし得るので、水車羽根の様々な部位に計測装置を設置して必要な計測が適切に行われる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の肉厚の計測方法や肉厚の計測装置によれば、大掛かりな装置を必要とすること無く肉厚の計測を行うことができるので、例えば狭小な空間に在る部位に関する計測も可能になり、計測対象物の多くの部位に対して細密な計測を行って肉厚の計測の信頼性の向上を図ることが可能になる。さらに、レーザ照射手段と撮像手段とによって撮影された画像を送信する携帯情報端末等の他には付属の機器・装置を必要とすること無く且つ接続線も無い計測装置単体という非常に簡潔な構成でも計測を行うことができるので、計測が行われる現場の状況などに起因する制約の影響を軽減して種々多様な場所・箇所での計測を可能にし、肉厚の計測技術としての汎用性を向上させることが可能になる。
【００１７】
本発明の肉厚の計測方法や肉厚の計測装置によれば、また、他の照明装置を必要とすること無く肉厚の計測を行うことができるので、計測の準備の手間や計測の手間を軽減したり装置構成を簡易にしたりすることによって肉厚の計測技術としての汎用性を向上させることが可能になる。
【００１８】
本発明の肉厚の計測方法や肉厚の計測装置によれば、さらに、複雑な操作や後処理を必要とすること無く、簡単な操作のみ且つ短時間で即時に肉厚の計測を行うことができるので、計測の手間を軽減することによって肉厚の計測技術としての汎用性を向上させることが可能になる。
【００１９】
本発明の肉厚の計測方法や肉厚の計測装置は、レーザ照射手段のレーザ出射方向が調整され得るようにした場合には、想定される肉厚の実寸法に応じて良好な計測の感度・精度の確保と計測の確実性の確保とが考慮されて調整された適切なレーザ光の照射条件による肉厚の計測を行うことができるので、肉厚の計測技術としての汎用性及び信頼性を向上させることが可能になる。
【００２０】
本発明の肉厚の計測方法や肉厚の計測装置は、水車羽根の肉厚の計測に適用されるようにした場合には、水車羽根の様々な部位に計測装置を設置して必要な計測を適切に行うことができるので、水車羽根の損傷に関する計測の信頼性の向上を図り、延いては水車の健全性の評価の信頼性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の肉厚の計測装置の実施形態の一例を示す正面図である。
【図２】図１に示す肉厚の計測装置の側面図である。
【図３】図１に示す肉厚の計測装置の平面図である。
【図４】図１に示す肉厚の計測装置の底面図である。
【図５】本発明の計測原理を説明する図であり、画像と実平面上との間の関係を説明する図である。
【図６】本発明の計測原理を説明する図であり、肉厚の計測に関連する幾何学的な関係を説明する図である。
【図７】計測対象物の例としての水車羽根の模型を示す斜視図である。
【図８】図７に示す計測対象物（水車羽根の模型）に対して肉厚の計測装置が用いられて一対のレーザ照射手段からレーザ光が照射された状態を一対の撮像手段によって撮影した画像の例を示す図である。
【図９】図８に示す画像に対して特徴検出フィルタ及び二値化処理が適用された結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１乃至図９に、本発明に係る肉厚の計測方法及び肉厚の計測装置の実施形態の一例を示す。
【００２４】
ここで、図１乃至図４中に示すようにＸ軸方向，Ｙ軸方向，及びＺ軸方向を定義する。これらＸ軸，Ｙ軸，及びＺ軸は三次元直交座標系に対応するものとする。これらＸ軸，Ｙ軸，及びＺ軸の各方向は、肉厚の計測装置１０に対して（言い換えると、肉厚の計測装置１０に付随するものとして）定義され、計測する際の肉厚の計測装置１０の傾き（言い換えると、姿勢）に合わせてこれらＸ軸，Ｙ軸，及びＺ軸の各方向も傾斜するものとする。ここでの説明では、説明の便宜上、各図中におけるＸ軸の矢印の向きを前向きとし、Ｚ軸の矢印の向きを上向きとする。
【００２５】
本実施形態の肉厚の計測方法は、計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂのそれぞれに対して同一の照射平面（ＸＹ平面Π）上に沿うレーザ光が照射されるように一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂそれぞれの位置及び姿勢が調整されると共に一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂによって一対の表面２０ａ，２０ｂのそれぞれに照射されたレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂが撮影されるように一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂそれぞれの位置及び姿勢が調整され、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって撮影された映像であって一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂから出射されたレーザ光が照射された状態の計測対象物２０の一対の表面２０ａ，２０ｂの映像が表示される画面に、計測対象物２０の肉厚の実寸法(Ｗ12)と一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂそれぞれの光軸の間隔Ｄ，撮像手段１２Ａ，１２Ｂ内における焦点位置と照射平面（ＸＹ平面Π）との間の距離Ｈ，撮像手段１２Ａ，１２Ｂの焦点距離ｆ，及び撮影によって取得される画像におけるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの座標の値(ｙ1，ｙ2)との間の対応関係に基づいて決定される間隔のしるしが肉厚の実寸法(Ｗ12)を表す目盛として表示され、一対の表面２０ａ，２０ｂのそれぞれに照射されたレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂ同士の間隔が目盛としてのしるしと照らし合わされて計測対象物の肉厚の寸法が計測されるようにしている。
【００２６】
また、本実施形態の肉厚の計測装置１０は、計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂのそれぞれに対して同一の照射平面（ＸＹ平面Π）上に沿うレーザ光を照射する一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂと、当該一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂによって一対の表面２０ａ，２０ｂのそれぞれに照射されたレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂを撮影する一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂと、当該一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって撮影された映像であって一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂから出射されたレーザ光が照射された状態の計測対象物２０の一対の表面２０ａ，２０ｂの映像と共に計測対象物２０の肉厚の実寸法(Ｗ12)と一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂそれぞれの光軸の間隔Ｄ，撮像手段１２Ａ，１２Ｂ内における焦点位置と照射平面（ＸＹ平面Π）との間の距離Ｈ，撮像手段１２Ａ，１２Ｂの焦点距離ｆ，及び撮影によって取得される画像におけるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの座標の値(ｙ1，ｙ2)との間の対応関係に基づいて決定される間隔のしるしが肉厚の実寸法(Ｗ12)を表す目盛として表示される画面とを有するようにしている。
【００２７】
（１）装置構成
肉厚の計測装置１０は、計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂへとレーザ光を照射すると共に当該レーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂを撮影することにより、計測対象物２０の、Ｘ軸及びＹ軸に沿う断面（即ち、ＸＹ平面に平行な断面）の形状を可視化して前記計測対象物２０の肉厚（具体的には、Ｙ軸に沿う寸法）を計測する。
【００２８】
肉厚の計測装置１０は、Ｙ軸方向において離間して配設される一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂを有し、各レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂから照射されるレーザ光が当たる計測対象物２０の表面２０ａ及び表面２０ｂを同時に撮影して断面の形状を把握する。
【００２９】
本発明に係る肉厚の計測装置１０は、手で持ち運び可能なものとして構成され得ることを特徴の一つとする。例えば、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂと一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂと位置固定支持具１３とから構成されて狭小な空間へと進入させることが可能な装置とされる。
【００３０】
計測対象物２０は肉厚の計測装置１０の一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのうちの一方のレーザ照射手段１１Ａから出射されるレーザ光が照射される表面２０ａと他方のレーザ照射手段１１Ｂから出射されるレーザ光が照射される表面２０ｂとを有し、これら表面２０ａと表面２０ｂとがＹ軸方向において離間する距離が計測対象物２０の肉厚（即ち、Ｙ軸方向の寸法）として計測される。
【００３１】
計測対象物２０の二つの表面２０ａ，２０ｂは、相互に平行で表面２０ａと表面２０ｂとの間のＹ軸方向における間隔（即ち、計測対象物２０の肉厚）が一定であっても良く、また、相対的に傾斜したり表面２０ａや表面２０ｂが湾曲したりして表面２０ａと表面２０ｂとの間のＹ軸方向における間隔が変化していても良い。本発明の説明では、表面２０ａと表面２０ｂとの間の寸法が計測対象物２０の肉厚に相当するのであれば、表面２０ａと表面２０ｂとの間の間隔が一定である態様も変化するあらゆる態様も「対向する一対の表面２０ａ，２０ｂ」に含まれるものとする。
【００３２】
レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂは、計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂへとラインレーザ光を出射して照射するためのものである。
【００３３】
レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂは、特定の種類や仕様に限定されるものではなく、計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂの状態や撮像手段１２Ａ，１２Ｂの仕様なども必要に応じて考慮されるなどした上で、計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂにラインレーザを照射することに適当なものが適宜選択される。
【００３４】
レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂとしては、例えば、中心波長が数百 ｎｍ 程度で放射角が３０〜５０度程度のレーザユニットやレーザモジュールが用いられ得る。
【００３５】
レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂは、駆動のため、バッテリが内蔵されるようにしても良く、或いは、外部に設けられたバッテリや外部電源から電力が供給されるようにしても良い（尚、電源や電力の供給に纏わる構成は図示していない）。
【００３６】
レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂとしては、小型の機器が用いられ、あくまで一例として挙げるとａｕｄｉｏ−ｔｅｃｈｎｉｃａ社のラインジェネレータＳＵ−１０４１が用いられ得る。
【００３７】
撮像手段１２Ａ，１２Ｂは、計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂへと照射されたレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂ（言い換えると、反射光）を撮影するためのものである。
【００３８】
撮像手段１２Ａ，１２Ｂは、特定の種類や仕様に限定されるものではなく、計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂの状態やレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂの仕様なども必要に応じて考慮されるなどした上で、計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂとレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂから出射されて計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂへと照射されるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂとを区別して認識することに適当なものが適宜選択される。
【００３９】
撮像手段１２Ａ，１２Ｂとしては、例えば数百ｄｐｉで数十万から数百万程度の画素数に相当する解像度を備えるＣＣＤ（Ｃharge Ｃoupled Ｄevice の略；電荷結合素子）を有する撮影装置が用いられることが考えられ、更に具体的には例えば、数 ｍｍ 程度の減肉が想定される計測対象物２０の肉厚を０．１ ｍｍ 程度の精度で認識可能とする解像度で（言い換えると、撮影画像における１画素に対応する実際の寸法が０．１ ｍｍ よりも極端に大きくならないように）撮影することができ、且つ、画素毎の画素値を把握して電子データとして出力することができるデジタルカメラが用いられ得る。
【００４０】
撮像手段１２Ａ，１２Ｂに関し、計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂとレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂとを区別して認識可能であれば、撮影画像自体はモノクロ画像（若しくはグレースケール画像）とカラー画像とのどちらでも構わない。
【００４１】
撮像手段１２Ａ，１２Ｂは、駆動のため、バッテリが内蔵されるようにしても良く、或いは、外部に設けられたバッテリや外部電源から電力が供給されるようにしても良い（尚、電源や電力の供給に纏わる構成は図示していない）。
【００４２】
位置固定支持具１３は、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂを計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂに対して所定の位置関係で位置固定しながら支持するためのものであり、肉厚の計測装置１０の躯幹を構成するものである。
【００４３】
位置固定支持具１３は、本体部１３ａと、当該本体部１３ａのＺ軸方向の一端に設けられる一対のレーザ固定部１３ｂ，１３ｂと、前記本体部１３ａのＺ軸方向の他端に設けられる一対の撮像手段固定部１３ｃ，１３ｃと、当接部１３ｄとを有する。
【００４４】
肉厚の計測装置１０による計測は、本体部１３ａの前方に計測対象物２０が位置するように肉厚の計測装置１０が配置されて行われる。
【００４５】
このとき、当接部１３ｄが計測対象物２０へと押し当てられることにより、計測が行われる間、計測対象物２０に対して肉厚の計測装置１０が動かないように安定させることができるので、正確な計測を行うことが可能になる。ただし、当接部１３ｄを有することは、本発明に係る肉厚の計測装置１０にとって必須の構成では無い。
【００４６】
上述の各部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを有する位置固定支持具１３は、一部材で構成されるようにしても良く、或いは、複数の部材から構成されるようにしても良い。
【００４７】
位置固定支持具１３を構成する各部の材質は、特定の材質に限定されるものではなく、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂを位置固定しながら保持し得る程度の強度を備えるものであることや軽量である方が好ましいことが考慮されるなどした上で、適当な材質が適宜選択される。
【００４８】
本体部１３ａは、Ｚ軸方向を長手方向とする部材として形成され（即ち、本体部１３ａの軸心方向はＺ軸方向である）、長手方向の一端に於いて一対のレーザ固定部１３ｂ，１３ｂを介して一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂを支持すると共に前記長手方向の他端に於いて一対の撮像手段固定部１３ｃ，１３ｃを介して一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂを支持することにより、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂと一対の撮像手段１２Ａ，１２ＢとをＺ軸方向において離間させて支持する。
【００４９】
一対のレーザ固定部１３ｂ，１３ｂは、本体部１３ａの軸心方向（即ち、Ｚ軸方向）における一端（図に示す例では下端）から前記軸心方向に対して垂直横方向（具体的には、Ｙ軸方向）の両側のそれぞれへと（言い換えると、相互に反対向きに）張り出した位置に配設され、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１ＢをＹ軸方向において離間させてこれら一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのそれぞれを保持する。
【００５０】
一対のレーザ固定部１３ｂ，１３ｂは、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂそれぞれのレーザ照射口が本体部１３ａの軸心方向（即ち、Ｚ軸方向）に対して垂直横方向（具体的には、Ｙ軸方向）に並ぶように、且つ、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのそれぞれから出射されるラインレーザが本体部１３ａの軸心方向（即ち、Ｚ軸方向）に対して垂直な同一の平面上（即ち、Ｘ軸及びＹ軸に沿う同一の平面上）に照射されるように、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂそれぞれの位置及び姿勢を固定して保持する。
【００５１】
一対のレーザ固定部１３ｂ，１３ｂのそれぞれは、レーザ照射手段１１Ａから出射されるラインレーザ光が計測対象物２０の表面２０ａへと当たると共にレーザ照射手段１１Ｂから出射されるラインレーザ光が計測対象物２０の表面２０ｂへと当たるように、レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのレーザ照射口の位置及びレーザ光の出射の向きが調整された状態でレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂの姿勢を固定して保持する。
【００５２】
レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂそれぞれのレーザ光の出射の向きは、Ｙ軸方向において離間する一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂの間の本体部１３ａの前方に位置する計測対象物２０へとレーザ光が良好に十分に当たるように、Ｘ軸方向ではなく、Ｘ軸方向に対して一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのうちの相手方のレーザ照射手段１１Ａ／１１Ｂ側へと向けて傾斜するように調整されて固定される。
【００５３】
上述のように一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１ＢがＹ軸方向において離間させられて横並びで配置されると共に各々のレーザ光の出射の向きが相手方のレーザ照射手段１１Ａ／１１Ｂ側へと向けて傾斜させられることにより、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのそれぞれから出射されるラインレーザは、計測対象物２０が無い状態では、本体部１３ａの軸心方向（即ち、Ｚ軸方向）に対して垂直な同一の平面上（即ち、Ｘ軸及びＹ軸に沿う同一の平面上）にどちらも照射されて少なくとも一部が重なる（言い換えると、交差する）。
【００５４】
すなわち、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂにより、計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂのそれぞれに対し、レーザ光は、同一の平面上に沿うように照射される。一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのそれぞれによって照射されるレーザ光が作り出す平面（言い換えると、レーザ光が存在する平面）のことを「照射平面」と呼ぶ。
【００５５】
図１乃至図４に示す例では、Ｙ軸方向において横並びで設けられる一対のレーザ固定部１３ｂ，１３ｂの各々が本体部１３ａに対して水平回動（言い換えると、照射平面に沿って回動）することにより、レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂから照射平面上に沿って照射されるレーザ光の出射の方向が調整される。
【００５６】
すなわち、一対のレーザ固定部１３ｂ，１３ｂのそれぞれは、本体部１３ａに対し、レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのレーザ出射方向が所望の角度（尚、照射平面上に沿う角度である）になるように水平回動可能であると共に所望の角度で固定可能であるように連結されて取り付けられる。
【００５７】
具体的には、本体部１３ａとレーザ固定部１３ｂとが相互に別体の部材として形成され、軸心が鉛直方向に配設されたねじ１３ｆによってレーザ固定部１３ｂが本体部１３ａに対して水平回動可能であるように連結されて取り付けられる。そして、ねじ１３ｆの締め付けの程度が調整されることにより、本体部１３ａに対してレーザ固定部１３ｂが水平回動可能であるようにされたり水平回動不能であるようにされて固定されたりする。
【００５８】
レーザ固定部１３ｂが本体部１３ａに対して水平回動可能であるように取り付けられることにより、レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのレーザ光の出射の方向が計測対象物２０の肉厚に関して想定される実寸法に応じて調整することが可能になり、想定される肉厚の実寸法に応じて適切なレーザ光の照射条件が実現され得る。
【００５９】
一対の撮像手段固定部１３ｃ，１３ｃは、本体部１３ａの軸心方向（即ち、Ｚ軸方向）における、上述の一対のレーザ固定部１３ｂ，１３ｂとは反対側の一端（図に示す例では上端）から前記軸心方向に対して垂直横方向（具体的には、Ｙ軸方向）の両側のそれぞれへと（言い換えると、相互に反対向きに）張り出した位置に配設され、一対の撮像手段１２Ａ，１２ＢをＹ軸方向において離間させてこれら一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれを保持する。
【００６０】
一対の撮像手段固定部１３ｃ，１３ｃは、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂそれぞれの光軸が照射平面と交差するように、且つ、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂそれぞれの光軸が本体部１３ａの軸心方向（即ち、Ｚ軸方向）に対して垂直横方向（具体的には、Ｙ軸方向）に並ぶように、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂそれぞれの位置及び姿勢を固定して保持する。
【００６１】
一対の撮像手段固定部１３ｃ，１３ｃのそれぞれは、レーザ照射手段１１Ａから出射されて計測対象物２０の表面２０ａへと照射されるラインレーザ光の投影線１５Ａが撮像手段１２Ａによって撮影できると共にレーザ照射手段１１Ｂから出射されて計測対象物２０の表面２０ｂへと照射されるラインレーザ光の投影線１５Ｂが撮像手段１２Ｂによって撮影できるように、撮像手段１２Ａ，１２Ｂの光軸の位置及び向きが調整された状態で撮像手段１２Ａ，１２Ｂの姿勢を固定して保持する。
【００６２】
撮像手段１２Ａ，１２Ｂそれぞれの光軸の位置は、レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのそれぞれから本体部１３ａの前方に位置する計測対象物２０へと照射されるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂが撮影できるように、本体部１３ａよりも前方に位置するように調整される。
【００６３】
なお、撮像手段１２Ａ，１２Ｂの光軸の位置の調整は、撮像手段固定部１３ｃ，１３ｃが本体部１３ａから垂直横方向（即ち、Ｙ軸方向）に延出した上で前向き（即ち、Ｘ軸方向で矢印の向き）に延出するように形成されて当該撮像手段固定部１３ｃ，１３ｃに撮像手段１２Ａ，１２Ｂが保持されることによって行われるようにしても良く、或いは、撮像手段固定部１３ｃ，１３ｃが本体部１３ａから垂直横方向（即ち、Ｙ軸方向）に延出するように形成されると共に当該撮像手段固定部１３ｃ，１３ｃに保持される撮像手段１２Ａ，１２Ｂが前向き（即ち、Ｘ軸方向で矢印の向き）に延出するように形成されることによって行われるようにしても良い。
【００６４】
当接部１３ｄは、肉厚の計測装置１０による計測が行われる際に、計測対象物２０へと押し当てられることにより、当該計測対象物２０に対する本体部１３ａの位置及び姿勢を、延いては肉厚の計測装置１０の位置及び姿勢を安定させて一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂと計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂとの相互の位置関係を一定に保つためのものである。
【００６５】
したがって、当接部１３ｄは、計測対象物２０に対する肉厚の計測装置１０（特に、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂ）の位置及び姿勢を安定させる得るものであれば、特定の形状や態様に限定されるものではなく、例えば想定される計測対象物の形態等が考慮されるなどした上で適当な形状や態様が適宜選択されて形成される。
【００６６】
また、当接部１３ｄは、例えば計測対象物２０の形状に合わせて交換されるように着脱可能なものとして構成されるようにしても良い。
【００６７】
図１乃至図４に示す例では、当接部１３ｄは、本体部１３ａに取り付けられて本体部１３ａから前向きに突出するものとして形成され、また、前面にＺ軸方向の直線状の溝１３ｅを有するものとして形成される。
【００６８】
溝１３ｅの、Ｚ軸方向と直交する断面（言い換えると、平面視）の形状は、特定の形状に限定されるものではなく、例えば計測対象物２０の形状に良好に適合する（言い換えると、嵌合する）形状が適宜選択される。図１乃至図４に示す例では、溝１３ｅは、Ｚ軸方向と直交する断面の形状が楔形の凹部であるように形成される。
【００６９】
上述の当接部１３ｄによると、計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａと表面２０ｂとが連接する部分が連なって直線的な尾根部２０ｃを形成している場合に、当該尾根部２０ｃに沿うように溝１３ｅが押し当てられて当接させられる（言い換えると、嵌合させられる）ことにより、計測対象物２０に対する肉厚の計測装置１０の位置及び姿勢が容易に且つ確実に安定させられるようになる。
【００７０】
また、上述の当接部１３ｄによると、直線的な尾根部２０ｃと直交する断面の形状が可視化されることになり、計測対象物２０の肉厚として適切な寸法が計測され得る。
【００７１】
上述の構成により、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂと一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂとが相対的な位置関係や姿勢が適切に調整された状態で固定され、延いては一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂそれぞれの位置及びレーザ光の出射方向と一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂそれぞれの位置及び光軸の方向とが適切に調整された状態で固定されて保持される。
【００７２】
画像表示手段は、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって撮影されている映像を表示するものであり、当該映像を表示するための画面を備える。
【００７３】
図１乃至図４に示す例では、例えば狭小な空間に在る計測対象物の撮影部位（即ち、計測対象の部位）へと一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂを進入・接近させ易くすると共に一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって撮影されている映像を手元で確認することもできるように、レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び撮像手段１２Ａ，１２Ｂと画像表示手段とが相互に別体のものとして構成されている（画像表示手段は図示していない）。
【００７４】
レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び撮像手段１２Ａ，１２Ｂとは別体のものとして構成される画像表示手段としては、例えば、アプリケーション等が搭載・インストールされることなどによって種々の携帯情報端末等が利用されるようにしても良く、或いは、専用の機器が使用されるようにしても良い。
【００７５】
撮像手段１２Ａ，１２Ｂと画像表示手段とが相互に別体のものとして構成される場合、これら撮像手段１２Ａ，１２Ｂと画像表示手段とは画像データの信号の伝送が可能であるように電気的に接続される。この場合には、例えば、各々に接続されて配設されたケーブル等が用いられる有線による信号伝送の仕組みが利用されても良く、或いは、各々に接続された無線信号送受信機が用いられる無線による信号伝送の仕組みが利用されても良い。
【００７６】
また、撮像手段１２Ａ，１２Ｂと画像表示手段（具体的には、画面）とが一体のものとして構成されるようにしても良い。
【００７７】
さらに、撮像手段１２Ａ，１２Ｂとは別体のものとして構成された画像表示手段が利用・使用可能であるようにされると共に撮像手段１２Ａ，１２Ｂと一体のものとして構成された画像表示手段としての画面も備えられるようにし、別体の画像表示手段と一体の画面とが状況に応じて使い分けられるようにしても良い。
【００７８】
そして、画像表示手段の画面（以下においては、撮像手段１２Ａ，１２Ｂとは別体のものとして構成された画像表示手段の画面と撮像手段１２Ａ，１２Ｂと一体のものとして構成された画像表示手段としての画面との両方を含む）には、肉厚の計測装置１０としての使用状態において、具体的には、撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって撮影されている、レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂから出射されたレーザ光が照射された状態の計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂの映像が表示される。
【００７９】
なお、例えば狭小な空間に撮像手段１２Ａ，１２Ｂを進入させた場合に、進入箇所が暗部であっても、レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂから出射されるレーザ光が照明の役割を果たすため、他の照明装置を計測装置として備える必要はない。
【００８０】
ここで、画像表示手段の画面には、計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂに於けるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂによって計測対象物２０の断面形状が再現されるように、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれによって取得される照射平面に関する画像が一枚の画像に合成されて表示される。
【００８１】
二つの画像を一枚の画像に合成する処理は、各画像を回転させたり平行移動させたり、或いは拡大／縮小したり、また、二つの画像で重複する部分をトリミングしたりすることによって行われる。この処理は、照射平面に対する、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの光軸の傾きを調整する作業でもある。
【００８２】
具体的には例えば、白色正方形と黒色正方形とが市松模様状に交互に配置された平面シートが肉厚の計測装置１０の照射平面に相当する位置（言い換えると、高さ）に設置され、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって平面シートが撮影される。この際、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって撮影される画像の境界（言い換えると、繋ぎ目）であることを分かり易くするために、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの光軸同士の中間位置に若しくは中間位置の近傍に目印が付されるようにしても良い。
【００８３】
そして、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれによって撮影された二つの画像が、平面シート面上の（即ち、照射平面における）市松模様が実際の通りに正確に連続して平面シートを実際の通りに再現する一枚の画像になるように、回転，平行移動，拡大／縮小，トリミング等が行われるなどして調整された上で繋ぎ合わされて合成される。
【００８４】
一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれによって撮影された二つの画像を繋ぎ合わせて一枚に合成した画像のことを「合成画像」と呼ぶ。
【００８５】
演算手段は、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂによる撮影によって取得される画像データを用いて計測対象物２０の肉厚を算定するものであり、中央処理装置（ＣＰＵ）や必要に応じて各種メモリ，入出力ポートなどを備える。
【００８６】
演算手段は、内蔵されている記憶手段に格納されて実行される所定のプログラムにより、計測対象物２０の肉厚の算定に関する処理を行う。
【００８７】
図１乃至図４に示す例では、例えば狭小な空間に在る計測対象物の撮影部位（即ち、計測対象の部位）へと一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂを進入・接近させ易くすることができるように、レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び撮像手段１２Ａ，１２Ｂと演算手段とが相互に別体のものとして構成されている（演算手段は図示していない）。
【００８８】
レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び撮像手段１２Ａ，１２Ｂとは別体のものとして構成される演算手段としては、例えば、アプリケーション等が搭載・インストールされることなどによって種々の携帯情報端末等が利用されるようにしても良く、或いは、専用の機器が使用されるようにしても良い。
【００８９】
レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び撮像手段１２Ａ，１２Ｂと演算手段とが相互に別体のものとして構成される場合、これらレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ等と演算手段とは画像データの信号の伝送が可能であるように電気的に接続される。この場合には、例えば、各々に接続されて配設されたケーブル等が用いられる有線による信号伝送の仕組みが利用されても良く、或いは、各々に接続された無線信号送受信機が用いられる無線による信号伝送の仕組みが利用されても良い。
【００９０】
また、画像データが各種記憶媒体に記録・保存され、当該記憶媒体から演算手段によって画像データが読み込まれるようにしても良い。この場合には、計測対象物２０が設置されている現場ではレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂと撮像手段１２Ａ，１２Ｂとによる計測が行われ、当該計測によって取得されて記憶媒体に記録・保存された画像データが持ち運ばれて肉厚の算定処理は別の場所で行われるようにしても良い。
【００９１】
また、レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び撮像手段１２Ａ，１２Ｂと演算手段とが一体のものとして構成されるようにしたり、画像表示手段と演算手段とが一体のものとして構成されるようにしたりしても良い。
【００９２】
（２）計測原理
本発明では、計測対象物２０の断面形状を可視化して肉厚を計測する方式として、レーザ光投影法が用いられる。特に、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂによる撮像位置及び撮影角度と一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂから出射されるレーザ光の照射位置及び照射角度との相互関係を調整・特定することによって計測対象物２０の断面形状の可視化と肉厚計測とが実現される方式が用いられる。
【００９３】
図５及び図６に示すＸ軸，Ｙ軸，及びＺ軸からなると共に原点をＯとする三次元直交座標系を使い、計測対象物２０の断面形状の可視化及び肉厚の実寸法の計測の方式を説明する。図５及び図６に示すＸ軸，Ｙ軸，及びＺ軸からなる三次元直交座標系は、図１乃至図４中に示すＸ軸，Ｙ軸，及びＺ軸からなる三次元直交座標系と対応する。
【００９４】
まず、図５に示すように、基準となるＸＹ平面Π（即ち、Ｘ軸及びＹ軸に沿う平面）に対し、撮像手段１２（一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂのうちの一方を表すものとする）をＺ軸上の高さＨの位置に配置する。
【００９５】
なお、ＸＹ平面Πは計測対象物の実寸法に対応する（言い換えると、実寸法によって規定される）平面である。
【００９６】
撮像手段１２の光軸の方向をＺ軸に沿う（したがって、ＸＹ平面Πに対して垂直である）ようにし、撮像手段１２の光軸とＸＹ平面Πとの交点が原点Ｏであるとする。この状態での撮像手段１２内における焦点位置ＡとＸＹ平面Πとの間の距離がＨである。
【００９７】
さらに、撮像手段１２の撮影画面πがＸＹ平面Πに平行であり、且つ、レーザ照射手段１１（一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂのうちの一方を表すものとする）からＸＹ平面Π上に沿って照射されたラインレーザ光（即ち、ラインレーザ光についてはＺ＝０である）が計測対象物２０に当たるものとする。この点において、ＸＹ平面Πは照射平面である。
【００９８】
撮像手段１２の撮影画面πは、ＸＹ平面ΠのＸ軸に対応するｘ軸とＸＹ平面ΠのＹ軸に対応するｙ軸とからなる二次元直交座標系によって規定され、ＸＹ平面ΠのＺ軸に対応する位置を原点とする。
【００９９】
なお、撮影画面πは肉厚の計測装置１０の撮像手段１２による撮影によって取得される画像に対応する（言い換えると、画像における座標を規定する）平面である。撮影画面πは、また、肉厚の計測装置１０の画像表示手段の画面に表示される画像に対応する。
【０１００】
Ｙ軸上で計測対象物２０の表面（計測対象物２０の表面２０ａと表面２０ｂとのうちの一方を表すものとする；図５において「物体表面」）に撮像手段１２から出射されるレーザ光が当たる位置（言い換えると、レーザ光の投影線１５の位置）をＰとし、当該位置Ｐの、撮影画面π上での位置を点ｐで表す。
【０１０１】
図５では、撮像手段１２内における焦点位置Ａとレーザ照射手段１１とは共にＸＹ平面ΠのＹ軸上（即ち、Ｘ＝０である。また、撮影画面πのｙ軸上でもあり、ｘ＝０である）にあるものとする。
【０１０２】
図５では、ＸＹ平面ΠにおけるＸ軸とレーザ光が当たる位置Ｐとの間の距離ｈと、撮影画面πにおける前記位置Ｐに対応する点ｐのｘ軸からの変位量ｄとの間には、撮像手段１２の焦点距離をｆとすると、Ｈ：ｆ＝ｈ：ｄ の関係が成り立つ。なお、ＸＹ平面Πにおける距離ｈは、現実の空間距離である。また、撮影画面πにおける変位量ｄは、具体的には例えば画素数（ピクセル数）によって特定され得る。
【０１０３】
そして、物体表面（即ち、計測対象物２０の表面２０ａ／２０ｂ）にレーザ光が当たるＸＹ平面Π上における座標（Ｘd，Ｙd）（言い換えると、レーザ光の投影線１５のＸＹ平面Π上における座標（Ｘd，Ｙd））は、撮影画面π上における点ｐの座標（ｘd，ｙd）で表すと、相似の関係から以下の数式１及び数式２のように表される（この考え方については、例えば、Ｇray  Ｂradski，Ａdrian  Ｋaehler著，松田晃一訳「詳細ＯｐｅｎＣＶ  コンピュータビジョンライブラリを使った画像処理・認識」，オライリー・ジャパン，２００９年 を参照）。
【０１０４】
【数１】
2018179803.tif 000003
【０１０５】
【数２】
2018179803.tif 000004
【０１０６】
以上により、ＸＹ平面Πにおける原点ＯからＰまでの距離（即ち、実寸法）は、撮影画面π上のｙ座標の値から得られる。
【０１０７】
上記におけるレーザ照射手段１１と撮像手段１２との組み合わせを二組（図６において＜装置Ａ＞及び＜装置Ｂ＞）準備し、図６に示す座標系に配置する。ここでの説明では、＜装置Ａ＞はレーザ照射手段１１Ａと撮像手段１２Ａとの組み合わせによって構成され、＜装置Ｂ＞はレーザ照射手段１１Ｂと撮像手段１２Ｂとの組み合わせによって構成されるものとする。
【０１０８】
両撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの光軸の方向をＺ軸と平行である（したがって、ＸＹ平面に対して垂直である）ようにする。この状態での両撮像手段１２Ａ，１２Ｂ内における焦点位置とＸＹ平面との間の距離がＨである。
【０１０９】
ＸＹ平面は、図５におけるＸＹ平面Πに相当し、計測対象物の実寸法に対応する（言い換えると、実寸法によって規定される）平面である。
【０１１０】
また、両撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの光軸同士をＹ軸上で距離Ｄだけ離す。
【０１１１】
図６に示す座標系の中で、＜装置Ａ＞の原点を座標（０，Ｙa，０）にし、撮像手段１２Ａを座標（０，Ｙa，Ｈ）に配置して点（０，Ｙa，０）を中心に撮影する。同様に、＜装置Ｂ＞の原点を座標（０，Ｙb，０）にし、撮像手段１２Ｂを座標（０，Ｙb，Ｈ）に配置して点（０，Ｙb，０）を中心に撮影する。
【０１１２】
このとき、撮像手段１２Ａ（具体的には、光軸）と撮像手段１２Ｂ（具体的には、光軸）との間の間隔Ｄは以下の数式３のように表される。
（数３）  Ｄ ＝ Ｙa−Ｙb
【０１１３】
ここで、ラインレーザ光をＸＹ平面と平行に投影し、＜装置Ａ＞，＜装置Ｂ＞それぞれの撮像手段１２Ａ，１２Ｂを中心とした座標系を考える。また、撮像手段１２Ａの焦点距離ｆaと撮像手段１２Ｂの焦点距離ｆbとが同じ値ｆであるとする。
【０１１４】
このとき、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの撮影画面（図５における撮影画面πに相当する）上でｘ座標の値が同じｘ12に関してＸＹ平面上でレーザ光が当たっている座標（即ち、計測対象物２０の表面２０ａに照射されたレーザ光の投影線１５Ａ，表面２０ｂに照射されたレーザ光の投影線１５Ｂの座標）を＜装置Ａ＞では（Ｘ12，Ｙ1，０）とすると共に＜装置Ｂ＞では（Ｘ12，Ｙ2，０）とすると、ＸＹ平面で対応する座標（Ｘ12，Ｙ1）と座標（Ｘ12，Ｙ2）との座標値はそれぞれ以下の数式４乃至数式６のように表される。
【０１１５】
【数４】
2018179803.tif 000005
【０１１６】
【数５】
2018179803.tif 000006
【０１１７】
【数６】
2018179803.tif 000007
【０１１８】
数式５，数式６におけるｙ1とｙ2とは、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂを中心とした座標系でのｙ軸の値（言い換えると、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの撮影画面上のｙ座標の値）である。
【０１１９】
したがって、ＸＹ平面のＸ座標の値がＸ12でのＹ軸方向の計測対象物２０の肉厚Ｗ12が以下の数式７によって算定される。
【０１２０】
【数７】
2018179803.tif 000008
【０１２１】
各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの高さＨと焦点距離ｆも固定値であるので、Ｈ／ｆを固定値Ｃとすると、計測対象物２０の肉厚Ｗ12は以下の数式８のように表される。
（数８）  Ｗ12 ＝ Ｃ(ｙ1−ｙ2)＋Ｄ
【０１２２】
以上より、＜装置Ａ＞及び＜装置Ｂ＞に関して各レーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの配置が調整されると共に調整された状態での両撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの光軸同士の間のＹ軸上での距離Ｄ，各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの高さＨ（即ち、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂ内における焦点位置とＸＹ平面との間の距離Ｈ），及び各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの焦点距離ｆが既知であるとすると、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれによって撮影された画像（具体的には、合成画像）から得られるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂのｙ座標の値ｙ1，ｙ2のみによって計測対象物２０の肉厚Ｗ12（尚、実寸法である）が計算される。
【０１２３】
なお、両撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの光軸同士の間のＹ軸上での距離Ｄは肉厚の計測装置１０の各部の寸法に基づいて計測装置の構成として既知であり、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの焦点距離ｆは各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの仕様や必要な場合の調整などに基づいて既知であり、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの高さＨは各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの仕様等や肉厚の計測装置１０の各部の寸法に基づいて計測装置の構成として既知である。
【０１２４】
ここで、肉厚の計測装置１０の全体としての大きさにも関連する、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの光軸同士の間の距離Ｄは、特定の寸法に限定されるものではないものの、具体的には例えば４０〜１２０ ｍｍ 程度の範囲で適宜設定されることがあくまで一例として挙げられる。また、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの高さＨも、特定の寸法に限定されるものではないものの、具体的には例えば６０〜１８０ ｍｍ 程度の範囲で適宜設定されることがあくまで一例として挙げられる。
【０１２５】
なお、上記の数式８では、＜装置Ａ＞と＜装置Ｂ＞とについて、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの高さＨ及び焦点距離ｆ(ｆa，ｆb)が同一であることを前提としているが、撮像手段１２Ａ，１２Ｂそれぞれの高さＨや焦点距離ｆ(ｆa，ｆb)が異なっていても、数式７の一段目の右辺が用いられることによって肉厚Ｗ12は算定される。
【０１２６】
また、上述の説明では両撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれの光軸の方向がＺ軸に平行である場合を取り上げて説明したが、光軸の方向は、Ｚ軸と平行でなくても、即ちＸＹ平面Π（言い換えると、照射平面）に対して垂直でなくても良い。具体的には、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの光軸の方向は、Ｚ軸方向に対して一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂのうちの相手方の撮像手段１２Ａ／１２Ｂ側へと向けて傾斜するようにしても良い。この場合でも、ＸＹ平面（照射平面）に対する各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの光軸の傾斜角と各部・各手段の相対的な位置関係を特定する空間距離とによって計測対象物の実寸法を表すＸＹ平面における座標と各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの撮影画面における座標とが対応づけられ、合成画像から得られるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの座標の値のみによって計測対象物２０の肉厚が計算される。
【０１２７】
（３）計測の仕方／その１ − 画面に表示された目盛による目視計測
上記（２）で導き出した数式８における一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂの光軸間の距離Ｄ，高さＨ，及び焦点距離ｆは既知（固定値）であるので、計測対象物２０の肉厚Ｗ12（即ち、実寸法）の数値が与えられることにより、数式８によって各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの撮影画面π上におけるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂのｙ座標の値の差「ｙ1−ｙ2」が算定される。
【０１２８】
このｙ座標の値の差「ｙ1−ｙ2」は、画像表示手段の画面（言い換えると、撮影画面π；具体的には、合成画像）上でのｙ軸方向における間隔に相当する。したがって、計測対象物２０の肉厚の計測に用いる定規の目盛であって計測対象物２０の肉厚の実寸法を表す目盛の間隔として適当な肉厚Ｗ12の値に対応する「ｙ1−ｙ2」の値を数式８によって算定し、ｙ軸方向における間隔が当該「ｙ1−ｙ2」の値であるしるしを目盛として画像表示手段の画面（撮影画面π；合成画像）に表示させることにより、計測対象物２０の肉厚の実寸法を画像表示手段の画面を見ながら目視計測することができる。
【０１２９】
画像表示手段の画面に表示される、計測対象物２０の肉厚の実寸法を表す目盛としては、具体的には例えば、計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂに照射された一対のレーザ光（具体的には、ラインレーザ光）の投影線１５Ａ，１５Ｂの間隔と見比べられるように、所定の間隔（即ち、「ｙ1−ｙ2」の値）で直線定規の目盛のように並べられた複数の短い線分，所定の間隔を空けて配列された複数の平行線，或いは所定の間隔で配置された格子線などが挙げられる。
【０１３０】
上記のような目盛が、レーザ光が照射された状態の計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂの映像に、撮影画面πにおけるｚ軸方向において重ねられて一緒に表示される。そして、一対のレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの間隔が目盛としてのしるし（具体的には例えば、複数の短い線分，複数の平行線，或いは格子線など）と照らし合わされて計測対象物２０の肉厚の実寸法が目視計測される。
【０１３１】
上記肉厚Ｗ12の値、また、当該肉厚Ｗ12の値によって決定される上記「ｙ1−ｙ2」の値は、特定の値に限定されるものではなく、計測対象物２０の肉厚に関して想定される実寸法が考慮されるなどした上で適当な値に適宜設定される。
【０１３２】
なお、計測に用いられる状態と同じように組み立てられた肉厚の計測装置１０が用いられて肉厚の実寸法が既知である物体（例えば、計測対象物２０の模型など）が撮影されると共に前記物体の表面に照射されたレーザ光の投影線１５の撮影画面π上におけるｙ座標の値が記録されることにより、肉厚の実寸法と撮影画面π上におけるｙ座標の値（具体的には、「ｙ1−ｙ2」の値）との間の関係が定義づけられたり較正されたりするようにしても良い。
【０１３３】
（４）計測の仕方／その２ − 画像処理による機械計測
上記（２）で導き出した数式８における一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂの光軸間の距離Ｄ，高さＨ，及び焦点距離ｆは既知（固定値）であるので、各撮像手段１２Ａ，１２Ｂの撮影画面π上におけるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂのｙ座標の値ｙ1，ｙ2が与えられることにより、数式８によって計測対象物２０の肉厚Ｗ12（即ち、実寸法）の値が算定される。
【０１３４】
すなわち、撮影画面π上における計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂへと照射された一対のレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの間隔、即ちｙ座標の差である「ｙ1−ｙ2」の値が特定されると共に当該「ｙ1−ｙ2」の値に対応する計測対象物２０の肉厚Ｗ12（即ち、実寸法）の値が数式８によって算定されることにより、計測対象物２０の肉厚の実寸法が計測され得る。
【０１３５】
なお、計測に用いられる状態と同じように組み立てられた肉厚の計測装置１０が用いられて肉厚の実寸法が既知である物体（例えば、計測対象物２０の模型など）が撮影されると共に前記物体の表面に照射されたレーザ光の投影線１５の撮影画面π上におけるｙ座標の値が記録されることにより、肉厚の実寸法と撮影画面π上におけるｙ座標の差である「ｙ1−ｙ2」の値との間の関係が定義づけられたり較正されたりするようにしても良い。
【０１３６】
具体的には例えば、一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂのそれぞれによって撮影された撮影画像（具体的には、合成画像）におけるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの形状が画像処理によって特定されることにより、計測対象物２０の照射平面における断面形状が特定され、計測対象物２０の表面２０ａと表面２０ｂとの間の実寸法として肉厚の実寸法が計測され得る。
【０１３７】
撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって撮影された撮影画像におけるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの形状を特定するための画像処理は、特定の方法・方式に限定されるものではなく、計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂに照射されたレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂを撮影画像の中から検出・抽出し得るものであれば、どのような方法・方式でも良い。また、複数の画像処理の手法が組み合わされて用いられるようにしても良い。
【０１３８】
ここで、計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂに照射されたレーザ光（レーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂ）は、撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって撮影された撮影画像の中で明確に視認され得るものであり、周囲即ち計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂとは異なる画像的な特徴（言い換えると、光学的な特徴）を保持していることが期待される。
【０１３９】
また、計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂとは異なる画像的な特徴（光学的な特徴）になり得るレーザ光を出射するレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂが予め選択されるようにしても良い。
【０１４０】
画像処理の方法として、具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、画像の中における特徴的な部分を検出する方法である、方向別共起ヒストグラムを用いた特徴抽出（中島慶人「方向別共起ヒストグラムを用いた小袖屏風の模様検出」，電気学会 電子・情報・システム部門大会 講演論文集，pp. 1151-1156，２０１４年、または、特開２０１３−０２０５０５）（「特徴検出フィルタ」と呼ぶ）が用いられ得る。
【０１４１】
特徴検出フィルタが用いられる場合には、撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって撮影された撮影画像に対して特徴検出フィルタが適用された後に画像の二値化処理が更に適用され、当該二値化後の画像が用いられてレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂが検出される。そして、当該レーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの形状に従って撮影画面π上におけるレーザ光のｙ座標の値ｙ1，ｙ2が特定されて「ｙ1−ｙ2」の値が特定される。ただし、画像の二値化処理は行われないようにしても良い。
【０１４２】
画像の二値化処理は、特定の方法・方式に限定されるものではなく、適当な方法・方式が適宜選択され得るものの、具体的には例えば、あくまで例として挙げると、判別分析法（「大津の二値化」とも呼ばれる）や作業者が閾値を指定して二値化する方法が用いられ得る。
【０１４３】
図７に示す計測対象物２０（尚、水車羽根の模型である）に対して肉厚の計測装置１０が用いられて一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂからレーザ光が照射された状態を一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂによって撮影した画像の例を図８に示す。また、図８に示す画像に対して特徴検出フィルタ及び二値化処理が適用された例を図９に示す。図９において、白い部分がレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂとして検出された部分である。
【０１４４】
図７乃至図９のそれぞれには、肉厚の計測装置１０に対して（言い換えると、肉厚の計測装置１０に付随するものとして）定義される座標系であって、図１乃至図６における三次元直交座標系に対応するＸ軸，Ｙ軸，及びＺ軸からなる三次元直交座標系を示す。
【０１４５】
なお、図８には、計測対象物２０の肉厚の実寸法を表す目盛としてのしるしの例として、撮影画面πにおけるｙ軸方向において所定の間隔を空けて配列された撮影画面πにおけるｘ軸方向において平行な複数の破線が、レーザ光が照射された状態の計測対象物２０の映像に、撮影画面πにおけるｚ軸方向において重ねられて一緒に表示されている。これにより、画像表示手段の画面に表示されている計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂに照射されている一対のラインレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの間隔が実寸法を表す目盛としての平行な複数の破線と照らし合わされて目視計測され、計測対象物２０の肉厚の実寸法が計測される。
【０１４６】
また、図９には、計測対象物２０の肉厚の実寸法を表す目盛としてのしるしの例として、撮影画面πにおけるｙ軸方向において所定の間隔を空けて直線定規の目盛のように撮影画面πにおけるｘ軸方向に沿って並べられた複数の短い線分が、特徴検出フィルタ及び二値化処理が適用された後の画像に、撮影画面πにおけるｚ軸方向において重ねられて一緒に表示されている。
【０１４７】
そして、図９に示す例のようにレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂが検出された画像における、当該レーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの形状に基づいて特定されるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂのｙ座標の値ｙ1，ｙ2と数式８とにより、計測対象物２０の肉厚Ｗ12の実寸法が算定される。
【０１４８】
なお、画像処理によるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの検出結果を用いてレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂのｙ座標の値ｙ1，ｙ2を特定する際に、レーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂとして検出された線分が幅を有する場合には、必要に応じ、輝度が最も高い点（画素）の座標値が用いられたり、撮影画面πのｙ軸方向における幅の中央位置の座標値が用いられたりする。
【０１４９】
（５）計測の仕方／その３ − 画像処理と画面上の目盛による目視計測との組み合わせ
画像処理によって検出・抽出されたレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの形状が画像表示手段の画面に目盛と一緒に表示されるようにしても良い。
【０１５０】
具体的には例えば、画像表示手段の画面に、レーザ光が照射された状態の計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂの映像及び計測対象物２０の肉厚の実寸法を表す目盛としてのしるし（具体的には例えば、複数の短い線分，複数の平行線，或いは格子線など）と、画像処理によってレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂとして検出・抽出されたこれらレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの形状（形状の画像）とが、撮影画面πにおけるｚ軸方向において重ねられて一緒に表示されるようにしても良い。
【０１５１】
これにより、画像表示手段の画面に表示されている計測対象物２０の表面２０ａ，２０ｂに照射されたレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂを目視で特定する際に画像処理によって検出・抽出されたこれらレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの形状が参考として利用されるようにすることができ、画像表示手段の画面に表示されているレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂの形状を目盛としてのしるしと照らし合わせて行う目視計測の作業効率の向上を図ることが可能になる。
【０１５２】
以上のその１乃至３のような計測を行うことができる本発明に係る肉厚の計測方法及び計測装置は、適用され得る計測対象物が特定のものに限定されるものではなく、例えば数 ｍｍ から数十 ｍｍ 程度の肉厚を有するものであれば、種々の構造物や設備を構成する部材の肉厚の計測に適用され得る。具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、水車羽根の肉厚の寸法の計測に用いられ得る。なお、水車羽根は土砂摩耗等による浸食が発生し易い部材であって減肉の進展に伴う肉厚減少の推移の細密な管理が必要とされる部材であるところ、本発明に係る肉厚の計測方法及び計測装置は、羽根の断面形状を可視化して肉厚を計測することが可能であり、点検において肉厚の状況が直感的に把握でき且つ減肉が進んだ部分の発見も容易になるなどの点において、水車羽根の肉厚計測に対し、延いては計測結果に基づく水車羽根の管理に対して非常に有用である。
【０１５３】
以上のように構成された肉厚の計測方法や肉厚の計測装置によれば、主にレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂと撮像手段１２Ａ，１２Ｂとによって計測装置が構成されるので、大掛かりな装置を必要とすること無く肉厚の計測を行うことができ、例えば狭小な空間に在る部位に関する計測も可能になり、計測対象物の多くの部位に対して細密な計測を行って肉厚の計測の信頼性の向上を図ることが可能になる。
【０１５４】
以上のように構成された肉厚の計測方法や肉厚の計測装置によれば、また、計測に用いられるレーザ光自体が照明としての機能も果たし得るので、他の照明装置を必要とすること無く肉厚の計測を行うことができ、計測の準備の手間や計測の手間を軽減したり装置構成を簡易にしたりすることによって肉厚の計測技術としての汎用性を向上させることが可能になる。
【０１５５】
以上のように構成された肉厚の計測方法や肉厚の計測装置によれば、さらに、画面に表示されるレーザ光の投影線１５Ａ，１５Ｂ同士の間隔と目盛としてのしるしとが見比べられて計測が行われるので、複雑な操作や後処理を必要とすること無く、簡単な操作のみ且つ短時間で即時に肉厚の計測を行うことができ、計測の手間を軽減することによって肉厚の計測技術としての汎用性を向上させることが可能になる。
【０１５６】
なお、上述の形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において本発明は種々変形実施可能である。
【０１５７】
例えば、上述の実施形態では本体部１３ａと一対のレーザ固定部１３ｂ，１３ｂ及び一対の撮像手段固定部１３ｃ，１３ｃとによって計測対象物２０の対向する一対の表面２０ａ，２０ｂのそれぞれに対して同一の照射平面（即ち、ＸＹ平面Π）上に沿うレーザ光が照射されるように一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂが保持されると共に光軸が照射平面と交差するように一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂが保持されるようにしているが、一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂ及び一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂを保持する仕組みは、上述の実施形態における態様に限られるものではなく、レーザ光の出射方向と光軸の方向とを所望の方向にして一対のレーザ照射手段１１Ａ，１１Ｂと一対の撮像手段１２Ａ，１２Ｂとを保持し得るものであればどのようなものでも良い。
【符号の説明】
【０１５８】
１０    計測装置
１１Ａ，１１Ｂ  レーザ照射手段
１２Ａ，１２Ｂ  撮像手段
１３    位置固定支持具
１３ａ  本体部
１３ｂ  レーザ固定部
１３ｃ  撮像手段固定部
１３ｄ  当接部
１３ｅ  溝
１５Ａ，１５Ｂ  投影線
２０    計測対象物
２０ａ，２０ｂ  表面
２０ｃ  尾根部
【図１】
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【図２】
2018179803.tif 000010
【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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