(57)【要約】【課題】高速で移動する物体の速度の変化を低コストで適切に測定する。【解決手段】飛来物５に形成された複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎを複数の高さＨ１〜Ｈｎと複数の長さＬ１〜Ｌｎとに対応付ける反射面情報テーブルを収集すること、レーザ変位計２により測定された測定結果に基づいて複数の時間を複数の距離Ｈ１〜Ｈｎに対応付ける変位を算出すること、変位と対応テーブルに基づいて複数の時間に対応する複数の速さを算出することを備えている。このような飛来速度計測装置１は、比較的安価なレーザ変位計２を用いることにより、飛来物５の速さの変化を低コストで測定することができる。【選択図】図４
2016085097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する速度計測対象供試体に形成された凹凸面を反射した反射光を受光することにより距離を測定するレーザ変位計と、
演算装置とを備え、
前記演算装置は、
前記凹凸面を形成する複数の反射面を複数の高さと複数の長さとに対応付ける反射面情報テーブルを記録する反射面情報収集部と、
前記レーザ変位計により測定された位置に基づいて複数の時間を複数の距離に対応付ける変位を算出する変位算出部と、
前記変位に基づいて前記複数の反射面を前記複数の時間に対応付ける対応テーブルを算出する対応算出部と、
前記対応テーブルに基づいて前記複数の時間に対応する複数の速さを算出する速度算出部とを有し、
前記複数の時間のうちの任意の距離に対応する時間は、前記レーザ変位計により前記任意の距離が測定された時間を示し、
前記複数の時間のうちの任意の反射面に対応する１つの時間は、前記複数の距離のうちの前記任意の反射面を反射した反射光により測定された距離が測定された時間を示し、
前記複数の速さのうちの前記１つの時間に対応する速さは、前記複数の長さのうちの前記任意の反射面に対応する長さを前記１つの時間で除算した商を示す飛来速度計測装置。
【請求項２】
前記反射光が沿う所定の直線から所定の距離だけ離れた傾斜計測用直線と交差する前記凹凸面の測定点からの傾斜計測用距離を測定する傾斜計測用レーザ変位計をさらに備え、
前記演算装置は、前記傾斜計測用距離と前記所定の距離とに基づいて、前記速度計測対象供試体が傾斜する角度を算出する傾斜算出部をさらに有する請求項１に記載される飛来速度計測装置。
【請求項３】
前記所定の直線と非平行である第１傾斜計測用直線と交差する前記凹凸面の測定点からの第１傾斜計測用距離を測定する第１傾斜計測用レーザ変位計と、
前記第１傾斜計測用直線から他の所定の距離だけ離れた第２傾斜計測用直線と交差する前記凹凸面の測定点からの第２傾斜計測用距離を測定する第２傾斜計測用レーザ変位計とをさらに備え、
前記傾斜算出部は、前記第１傾斜計測用距離と前記第２傾斜計測用距離と前記他の所定の距離とに基づいて、前記角度と異なる方向に前記速度計測対象供試体が傾斜する他の角度をさらに算出する請求項２に記載される飛来速度計測装置。
【請求項４】
移動する速度計測対象供試体に形成された凹凸面を形成する複数の反射面を複数の高さと複数の長さとに対応付ける反射面情報テーブルを収集すること、
レーザ変位計により測定された測定結果に基づいて複数の時間を複数の距離に対応付ける変位を算出すること、
前記変位に基づいて前記複数の反射面を前記複数の時間に対応付ける対応テーブルを算出すること、
前記対応テーブルに基づいて前記複数の時間に対応する複数の速さを算出することを備え、
前記複数の時間のうちの任意の距離に対応する時間は、前記レーザ変位計により前記任意の距離が測定された時間を示し、
前記複数の時間のうちの任意の反射面に対応する１つの時間は、前記複数の距離のうちの前記任意の反射面を反射した反射光により測定された距離が測定された時間を示し、
前記複数の速さのうちの前記１つの時間に対応する速さは、前記複数の長さのうちの前記任意の反射面に対応する長さを前記１つの時間で除算した商を示す飛来速度計測方法。
【請求項５】
請求項４に記載される飛来速度計測方法により速さが算出される速度計測対象供試体であり、
速度計測対象供試体本体と、
前記速度計測対象供試体本体の表面に接合されるシートとを備え、
前記シートは、前記凹凸面が形成される速度計測対象供試体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する物体の速度を測定する飛来速度計測装置および飛来速度計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、道路を走行する車両の速度を測定する速度計測システムが記載されている。この速度計測システムは、車両に搭載されたＲＦＩＤタグが２つのリーダライタによりそれぞれ検出された時刻と２つのリーダライタの距離とに基づいて車両の速度を計測する。さらに高速で移動する物体の速度を適切に測定する飛来速度計測方法が望まれている。
【０００３】
高速で移動する物体の速度を測定する飛来速度計測方法としては、高速度カメラを使用する飛来速度計測方法と、レーザ変位計を使用する飛来速度計測方法とが知られている。
【０００４】
高速度カメラを使用する飛来速度計測方法では、図１に示されているように、まず、高速度カメラ１０１を用いて、飛来する飛来物１０２の側面が撮影される。撮影された動画は、画像処理され、その動画の各フレームに映し出された飛来物１０２の位置が算出され、その算出された位置と各フレームが撮影された時刻とに基づいて飛来物１０２の速度の変化が算出される。
【０００５】
レーザ変位計を使用する飛来速度計測方法では、図２に示されているように、まず、レーザ変位計１０３を用いて、飛来する飛来物１０４の側面のうちのレーザが照射される部分までの距離が測定される。測定された距離は、図３に示されているように、レーザが照射される位置に飛来物１０４が配置されているかどうかを示しており、測定された距離の変化から、レーザが照射される位置を飛来物１０４が通過する通過時間Ｔが算出される。飛来物１０４の速さは、飛来物１０４の長さＬを通過時間Ｔで除算することにより算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０２９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高速度カメラを使用する飛来速度計測方法は、高速度カメラ１０１が高価であり、さらに、動画を画像処理するプログラムを飛来物ごとに作成する必要があり、コストが高いという問題がある。より低コストで実行される飛来速度計測方法が望まれている。
【０００８】
レーザ変位計を使用する飛来速度計測方法は、レーザ変位計１０３が高速度カメラ１０１より安価であるものの、レーザが照射される位置を飛来物１０４が通過する通過時間の平均の速さしか算出することができないという問題がある。
【０００９】
さらに、これらの飛来速度計測方法は、飛来物が傾斜して移動するときに、その傾斜を判別することができず、その傾斜による速度の測定誤差が生じるという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高速で移動する物体の速度の変化を低コストで適切に測定する飛来速度計測装置および飛来速度計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の飛来速度計測装置は、以下の手段を採用する。
本発明による飛来速度計測装置は、移動する速度計測対象供試体に形成された凹凸面のうちの所定の直線に交差する測定点からの距離を測定するレーザ変位計と、演算装置とを備えている。前記演算装置は、前記凹凸面を形成する複数の反射面を複数の高さと複数の長さとに対応付ける反射面情報テーブルを記録する反射面情報収集部と、前記レーザ変位計により測定された位置に基づいて複数の時間を複数の距離に対応付ける変位を算出する変位算出部と、前記変位に基づいて前記複数の反射面を前記複数の時間に対応付ける対応テーブルを算出する対応算出部と、前記対応テーブルに基づいて前記複数の時間に対応する複数の速さを算出する速度算出部とを有している。前記複数の時間のうちの任意の距離に対応する時間は、前記レーザ変位計により前記任意の距離が測定された時間を示している。前記複数の時間のうちの任意の反射面に対応する１つの時間は、前記複数の距離のうちの前記任意の反射面を反射した反射光により測定された距離が測定された時間を示している。前記複数の速さのうちの前記１つの時間に対応する速さは、前記複数の長さのうちの前記任意の反射面に対応する長さを前記１つの時間で除算した商を示している。
【００１２】
このような飛来速度計測装置は、比較的安価なレーザ変位計を用いることにより、飛来物の速さの変化を低コストで測定することができる。
【００１３】
本発明による飛来速度計測装置は、前記反射光が沿う所定の直線から所定の距離だけ離れた傾斜計測用直線と交差する前記凹凸面の測定点からの傾斜計測用距離を測定する傾斜計測用レーザ変位計をさらに備えている。前記演算装置は、前記傾斜計測用距離と前記所定の距離とに基づいて、前記速度計測対象供試体が傾斜する角度を算出する傾斜算出部をさらに有している。
【００１４】
このような飛来速度計測装置は、速度計測対象供試体が傾斜する角度を算出することにより、その算出された角度を用いて速度計測対象供試体の速さを補正することができ、速度計測対象供試体の速さの変化を適切に算出することができる。
【００１５】
本発明による飛来速度計測装置は、前記所定の直線と非平行である第１傾斜計測用直線と交差する前記凹凸面の測定点からの第１傾斜計測用距離を測定する第１傾斜計測用レーザ変位計と、前記第１傾斜計測用直線から他の所定の距離だけ離れた第２傾斜計測用直線と交差する前記凹凸面の測定点からの第２傾斜計測用距離を測定する第２傾斜計測用レーザ変位計とをさらに備えている。前記傾斜算出部は、前記第１傾斜計測用距離と前記第２傾斜計測用距離と前記他の所定の距離とに基づいて、前記角度と異なる方向に前記速度計測対象供試体が傾斜する他の角度をさらに算出する。
【００１６】
このような飛来速度計測装置は、算出された２つの角度を用いて速度計測対象供試体の速さを補正することができ、速度計測対象供試体の速さの変化を適切に算出することができる。
【００１７】
本発明による飛来速度計測方法は、移動する速度計測対象供試体に形成された凹凸面を形成する複数の反射面を複数の高さと複数の長さとに対応付ける反射面情報テーブルを収集すること、レーザ変位計により測定された測定結果に基づいて複数の時間を複数の距離に対応付ける変位を算出すること、前記変位に基づいて前記複数の反射面を前記複数の時間に対応付ける対応テーブルを算出すること、前記対応テーブルに基づいて前記複数の時間に対応する複数の速さを算出することを備えている。前記複数の時間のうちの任意の距離に対応する時間は、前記レーザ変位計により前記任意の距離が測定された時間を示している。前記複数の時間のうちの任意の反射面に対応する１つの時間は、前記複数の距離のうちの前記任意の反射面を反射した反射光により測定された距離が測定された時間を示している。前記複数の速さのうちの前記１つの時間に対応する速さは、前記複数の長さのうちの前記任意の反射面に対応する長さを前記１つの時間で除算した商を示している。
【００１８】
このような飛来速度計測方法は、比較的安価なレーザ変位計を用いて、飛来物の速さの変化を低コストで測定することができる。
【００１９】
本発明による速度計測対象供試体は、本発明による飛来速度計測方法により速さが算出される速度計測対象供試体であり、速度計測対象供試体本体と、前記速度計測対象供試体本体の表面に接合されるシートとを備えている。前記シートは、前記凹凸面が形成されている。
【００２０】
このような速度計測対象供試体は、機械加工により凹凸面が形成される他の速度計測対象供試体に比較して、作製がより容易である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による飛来速度計測装置および飛来速度計測方法は、高速で移動する物体の速度の変化を低コストで適切に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】高速度カメラを使用する飛来速度計測方法を示す図である。
【図２】レーザ変位計を使用する飛来速度計測方法を示す図である。
【図３】レーザ変位計により測定される変位を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる飛来速度計測装置を示し、測定対象である飛来物を示す図である。
【図５】第１の実施形態にかかる演算装置を示す機能ブロック図である。
【図６】レーザ変位計により測定された変位を示すグラフである。
【図７】レーザ変位計による変位に基づいて算出された速度変化を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる飛来速度計測装置を示す図である。
【図９】第２の実施形態にかかる演算装置を示す機能ブロック図である。
【図１０】レーザ変位計による変位に基づいて傾斜を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態にかかる飛来速度計測装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の一実施形態にかかる飛来速度計測装置について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
その飛来速度計測装置１は、図４に示されているように、レーザ変位計２と演算装置３とを備え、高速で飛行する飛来物５の速度の変化を測定することに利用される。飛来物５は、飛来物本体６とシート７とを備えている。飛来物本体６は、概ね柱体に形成され、太さ（柱体の底面の幅）に対して長手方向（柱体の高さの方向）の長さＬが十分に長くなるように形成されている。シート７は、金属アルミニウムから形成され、帯状に形成されている。シート７は、一方の側の面に平坦である接着面８が形成され、接着面８の裏側に凹凸面１１が形成されている。シート７は、凹凸面１１が外部から観測可能であるように、飛来物本体６の先端から後端までの長手方向の全体にわたって、接着剤を介して接着面８が飛来物本体６の側面に接着され、飛来物本体６に固定されている。シート７は、飛来物５が飛行する速度に影響を及ぼさない程度に、飛来物本体６の重量に比較して十分に軽く、かつ、飛来物本体６の太さに比較して十分に薄い。
【００２４】
凹凸面１１は、飛来物５の長手方向に並べられた複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎ（ｎ＝２，３，４，…）から形成されている。複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎの任意のレーザ反射面１２−ｉ（ｉ＝１，２，３，…，ｎ）は、シート７の接着面８に沿う平面に平行である平面に沿うように概ね平坦に形成され、入射するレーザを拡散反射させるように形成されている。レーザ反射面１２−ｉは、飛来物本体６の長手方向に垂直である平面を介して、他のレーザ反射面１２−（ｉ＋１）に隣接している。凹凸面１１は、接着面８からレーザ反射面１２−（ｉ＋１）までの高さＨ（ｉ＋１）が接着面８からレーザ反射面１２−ｉまでの高さＨｉと異なるように形成されている。複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎは、さらに、高さの増減が周期的に繰り返さないように、並べられている。凹凸面１１は、さらに、レーザ反射面１２−（ｉ＋１）の飛来物本体６の長手方向の長さＬ（ｉ＋１）がレーザ反射面１２−ｉの長さＬｉと異なるように形成されている。
【００２５】
レーザ変位計２は、地面に固定され、情報伝達可能に演算装置３に接続されている。レーザ変位計２は、飛来物５の進行方向に垂直である所定の直線１４に沿うようにレーザを発射し、その発射されたレーザの反射光を受光する。レーザ変位計２は、レーザを発射した時刻と反射光を受光した時刻とに基づいて、飛来物５の凹凸面１１のうちのレーザが照射された測定点からレーザ変位計２までの距離を測定する。レーザ変位計２は、さらに、その測定された距離を、その距離が測定された時刻に対応付けて演算装置３に出力する。
【００２６】
演算装置３は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置とメモリドライブと通信装置とユーザインターフェースとインターフェースとを備えている。ＣＰＵは、演算装置３にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、記憶装置とユーザインターフェースとメモリドライブと通信装置とインターフェースとを制御する。記憶装置は、コンピュータプログラムを記録する。記憶装置は、さらに、ＣＰＵにより利用される情報を記録する。
【００２７】
メモリドライブは、コンピュータプログラムが記録されている記録媒体が挿入されたときに、コンピュータプログラムを演算装置３にインストールするときに利用される。通信装置は、通信回線網を介して演算装置３に接続される他のコンピュータからコンピュータプログラムを演算装置３にダウンロードし、コンピュータプログラムを演算装置３にインストールするときに利用される。
【００２８】
ユーザインターフェースは、ユーザに操作されることにより、ＣＰＵにより利用される情報を作成する。ユーザインターフェースは、さらに、ＣＰＵにより作成された情報をユーザに認識可能に出力する。ユーザインターフェースとしては、キーボード、ポインティングデバイス、表示装置、タッチパネル、メモリドライブが例示される。インターフェースは、演算装置３に接続される外部機器により生成される情報をＣＰＵに出力し、ＣＰＵにより生成された情報を外部機器に出力する。外部機器は、レーザ変位計２を含んでいる。
【００２９】
演算装置３にインストールされるコンピュータプログラムは、演算装置３に複数の機能をそれぞれ実現させるための複数のコンピュータプログラムから形成されている。複数の機能は、図５に示されるように、反射面情報収集部２１と変位算出部２２と対応算出部２３と速度算出部２４とを含んでいる。
【００３０】
反射面情報収集部２１は、ユーザによりユーザインターフェースを介して演算装置３に入力された反射面情報テーブルを記憶装置に記録する。反射面情報テーブルは、複数の識別情報を複数の高さＨ１〜Ｈｎと複数の長さＬ１〜Ｌｎとに対応付けている。複数の識別情報は、複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎを識別している。複数の識別情報のうちのあるレーザ反射面１２−ｉを識別する識別情報は、複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎのうちのレーザ反射面１２−ｉが並んでいる順番ｉを示している。複数の高さＨ１〜Ｈｎのうちのレーザ反射面１２−ｉに対応する高さは、レーザ反射面１２−ｉの高さＨｉを示している。複数の長さＬ１〜Ｌｎのうちのレーザ反射面１２−ｉに対応する長さＬｉは、レーザ反射面１２−ｉの飛来物５の長手方向の長さを示している。
【００３１】
変位算出部２２は、レーザ変位計２により測定された測定結果に基づいて変位を導出する。図６は、変位算出部２２により導出される変位を示している。変位３１は、複数の時間Ｔ１〜Ｔｎに複数の距離Ｈ１〜Ｈｎを対応付けている。複数の距離Ｈ１〜Ｈｎのうちのある時間Ｔｉに対応する距離Ｈｉは、時間Ｔｉにレーザ変位計２により測定された距離を示している。逆に、複数の時間Ｔ１〜Ｔｎのうちのある距離Ｈｉに対応する時間Ｔｉは、距離Ｈｉがレーザ変位計２により測定されている時間を示し、距離Ｈｉがレーザ変位計２により測定されている時間の開始時刻と終了時刻とを示している。
【００３２】
対応算出部２３は、反射面情報収集部２１により記録された反射面情報テーブルの複数の高さＨ１〜Ｈｎの順序と、変位算出部２２により導出された変位の複数の距離Ｈ１〜Ｈｎが測定された順序とを比較することにより、複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎを複数の時間Ｔ１〜Ｔｎに対応付ける対応テーブルを算出する。複数の時間Ｔ１〜Ｔｎのうちのあるレーザ反射面１２−ｉに対応する時間Ｔｉは、レーザ反射面１２−ｉまでの距離がレーザ変位計２により測定された時間を示している。
【００３３】
速度算出部２４は、対応算出部２３により算出された対応テーブルに基づいて、速さの変化を算出する。図７は、速度算出部２４により算出された速さの変化を示している。速さの変化３２は、複数の時間Ｔ１〜Ｔｎを複数の速さＶ１〜Ｖｎに対応付けている。複数の速さＶ１〜Ｖｎのうちのある時間Ｔｉに対応する速さＶｉは、時間Ｔｉが複数の時間のうちのあるレーザ反射面１２−ｉの距離が計測されている時間に一致しているときに、反射面情報収集部２１により記録された反射面情報テーブルの複数の長さＬ１〜Ｌｎのうちのレーザ反射面１２−ｉに対応する長さＬｉを、時間Ｔｉで除算した商（Ｌｉ／Ｔｉ）を示している。速度算出部２４は、さらに、ユーザインターフェースを介して、算出された速さの変化を表示する。
【００３４】
次に、本実施形態に係る飛来速度計測方法について説明する。この飛来速度計測方法は、飛来速度計測装置１を用いて実行され、まず、複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎを複数の高さＨ１〜Ｈｎと複数の長さＬ１〜Ｌｎとに対応付ける反射面情報テーブルが演算装置３に入力される。飛来物５は、凹凸面１１が直線１４を交差して移動するように、高速で飛行する。レーザ変位計２は、高速で飛行する飛来物５の凹凸面１１の直線１４に交差する測定点にレーザを照射することにより、その測定点までの距離を測定する。演算装置３は、レーザ変位計２により測定された測定結果に基づいて変位３１を導出し、変位３１と反射面情報テーブルとに基づいて複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎを複数の時間Ｔ１〜Ｔｎに対応付け、複数の時間Ｔ１〜Ｔｎに複数の速さＶ１〜Ｖｎを対応付ける速さの変化３２を算出する。
【００３５】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
このような飛来速度計測方法によれば、飛来速度計測装置１は、飛来物５が直線１４を通過する時間内で、飛来物５が飛行する速さが変化する場合でも、複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎが直線１４をそれぞれ通過する複数の時間ごとの速さを測定することができ、速さの変化を算出することができる。このような飛来速度計測方法によれば、飛来速度計測装置１は、さらに、高速度カメラを使用することなく、安価なレーザ変位計２を用いて、飛来物５が飛行する速さの変化を低コストで測定することができる。
【００３６】
［第２の実施形態］
図８は、第２の実施形態における飛来速度計測装置を示している。飛来速度計測装置４１は、既述の第１の実施形態における飛来速度計測装置１に傾斜計測用レーザ変位計４２が追加されている。傾斜計測用レーザ変位計４２は、レーザ変位計２から飛来物５の進行方向に所定の距離Ｘだけ離れて配置されている。距離Ｘは、飛来物５の長さＬより短い。傾斜計測用レーザ変位計４２は、レーザ変位計２と同様にして、所定の直線４３に沿うようにレーザを発射し、その発射されたレーザの反射光を受光することにより、飛来物５の凹凸面１１のうちのレーザが照射された部分からレーザ変位計２までの距離を測定する。直線４３は、レーザ変位計２から発射されるレーザが沿う直線１４に平行であり、直線１４から飛来物５の進行方向に所定の距離Ｘだけ離れて配置されている。
【００３７】
図９は、第２の実施形態における演算装置を示している。演算装置４４は、既述の第１の実施形態における演算装置３に傾斜算出部４５が追加されている。傾斜算出部４５は、傾斜計測用レーザ変位計４２により測定された変位に基づいて、飛来物５の長手方向が傾斜している角度を算出する。傾斜算出部４５は、さらに、ユーザインターフェースを介して、その算出された角度を表示する。
【００３８】
図１０は、傾斜算出部４５により算出される角度を示している。角度θは、次式：
θ＝ｔａｎ−１［｛（Ｈａ−Ｈａ１）−（Ｈｂ−Ｈｂ１）｝／Ｘ］
により表現される。ここで、計測値Ｈａは、複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎのうちの１つの反射面１２−ａからレーザ変位計２までの距離を示し、レーザ変位計２により測定される複数の距離のうちの反射面１２−ａに対応する距離を示している。真値Ｈａは、反射面情報テーブルの複数の高さのうちの反射面１２−ａに対応する高さを示している。計測値Ｈｂは、レーザ変位計２により計測値Ｈａが測定された時刻と同時刻に傾斜計測用レーザ変位計４２により測定される反射面１２−ｂから傾斜計測用レーザ変位計４２までの距離を示し、傾斜計測用レーザ変位計４２により測定される複数の距離のうちの反射面１２−ｂに対応する距離を示している。真値Ｈｂは、反射面情報テーブルの複数の高さのうちの反射面１２−ｂに対応する高さを示している。このため、角度θは、レーザ変位計２と傾斜計測用レーザ変位計４２とから見て奥行き方向に飛来物５の長手方向が傾斜した角度を示し、すなわち、直線１４と直線４３との両方に直交する直線と、直線１４と直線４３とを含む平面に飛来物５の長手方向を正射影した方向に平行である直線とのなす角を示している。
【００３９】
第２の実施形態における飛来速度計測装置４１は、既述の第１の実施形態における飛来速度計測装置１と同様にして、飛来物５が飛行する速さの変化を低コストで測定することができる。飛来速度計測装置４１は、さらに、傾斜計測用レーザ変位計４２により測定される変位を用いて角度θを算出することにより、飛来物５の進行方向が直線１４と垂直でない場合でも、角度θを用いて飛来物５が飛行する速さを補正することができ、飛来物５が飛行する速さを適切に算出することができる。
【００４０】
［第３の実施形態］
図１１は、第３の実施形態における飛来速度計測装置を示している。飛来速度計測装置５１は、既述の第２の実施形態における飛来速度計測装置４１に第１傾斜計測用レーザ変位計５２と第２傾斜計測用レーザ変位計５３とが追加されている。第１傾斜計測用レーザ変位計５２は、レーザ変位計２と同様にして、所定の直線５４に沿うようにレーザを発射し、その発射されたレーザの反射光を受光することにより、飛来物５の凹凸面１１のうちのレーザが照射された部分から第１傾斜計測用レーザ変位計５２までの距離を測定する。第１傾斜計測用レーザ変位計５２は、直線５４が直線１４と非平行であるように、かつ、飛行する飛来物５が直線５４と交差するように、配置されている。
【００４１】
第２傾斜計測用レーザ変位計５３は、第１傾斜計測用レーザ変位計５２から飛来物５の進行方向に所定の距離Ｘだけ離れて配置されている。距離Ｘは、飛来物５の長さＬより短い。第２傾斜計測用レーザ変位計５３は、レーザ変位計２と同様にして、所定の直線５５に沿うようにレーザを発射し、その発射されたレーザの反射光を受光することにより、飛来物５の凹凸面１１のうちのレーザが照射された部分から第２傾斜計測用レーザ変位計５３までの距離を測定する。直線５５は、第１傾斜計測用レーザ変位計５２から発射されるレーザが沿う直線５４に平行であり、直線５４から飛来物５の進行方向に所定の距離Ｘだけ離れて配置されている。
【００４２】
このとき、演算装置４４の傾斜算出部４５は、第１傾斜計測用レーザ変位計５２により測定された変位と第２傾斜計測用レーザ変位計５３により測定された変位とに基づいて、飛来物５の長手方向が傾斜している角度をさらに算出する。傾斜算出部４５により算出される角度φは、次式：
φ＝ｔａｎ−１［｛（Ｈｃ−Ｈｃ１）−（Ｈｄ−Ｈｄ１）｝／Ｘ］
により表現される。ここで、計測値Ｈｃは、複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎのうちの１つの反射面１２−ｃから第１傾斜計測用レーザ変位計５２までの距離を示し、第１傾斜計測用レーザ変位計５２により測定される複数の距離のうちの反射面１２−ｃに対応する距離を示している。真値Ｈｃは、反射面情報テーブルの複数の高さのうちの反射面１２−ｃに対応する高さを示している。計測値Ｈｄは、第１傾斜計測用レーザ変位計５２により計測値Ｈｃが測定された時刻と同時刻に第２傾斜計測用レーザ変位計５３により測定される反射面１２−ｄから第２傾斜計測用レーザ変位計５３までの距離を示し、第２傾斜計測用レーザ変位計５３により測定される複数の距離のうちの反射面１２−ｄに対応する距離を示している。真値Ｈｄは、反射面情報テーブルの複数の高さのうちの反射面１２−ｄに対応する高さを示している。傾斜算出部４５は、さらに、ユーザインターフェースを介して、その算出された角度φを表示する。
【００４３】
第３の実施形態における飛来速度計測装置５１は、既述の第１の実施形態における飛来速度計測装置１と同様にして、飛来物５が飛行する速さの変化を低コストで測定することができる。飛来速度計測装置４１は、さらに、角度θと角度φとを算出することにより、飛来物５が傾斜して飛行している場合でも、角度θと角度φとを用いて飛来物５が飛行する速さを補正することができ、飛来物５が飛行する速さをより適切に算出することができる。
【００４４】
なお、飛来物５は、シート７を備えない他の速度計測対象供試体に置換されることができる。このような速度計測対象供試体としては、機械加工により表面に複数のレーザ反射面１２−１〜１２−ｎが形成されているものが例示される。速度計測対象供試体も、既述の実施の形態における飛来速度計測装置により、速度の変化を低コストで適切に測定されることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  ：飛来速度計測装置
２  ：レーザ変位計
３  ：演算装置
５  ：飛来物（速度計測対象供試体）
６  ：飛来物本体（速度計測対象供試体本体）
７  ：シート
８  ：接着面
１１：凹凸面
１２−１〜１２−ｎ：複数のレーザ反射面
２１：反射面情報収集部
２２：変位算出部
２３：対応算出部
２４：速度算出部
４１：飛来速度計測装置
４２：傾斜計測用レーザ変位計
４４：演算装置
４５：傾斜算出部
５１：飛来速度計測装置
５２：第１傾斜計測用レーザ変位計
５３：第２傾斜計測用レーザ変位計
【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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【図１０】
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【図１１】
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