(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形計測対象物の第１の部位に取り付けられ、複数の測定光ビームを出力する手段と、
前記変形計測対象物の第２の部位に取り付けられ、前記各測定光ビーム毎にその二次元の受光位置を検出する手段と、
前記各測定光ビームの二次元の受光位置に基づき、前記第１の部位と前記第２の部位の相対変形を計算する手段と、
を備える変形計測システム。
【請求項２】
変形計測対象物の第１の部位に対し相対的に固定状態となるよう取り付けられる変位計測装置であって、複数の測定光ビームを出力してその各々の反射光を受光し、それら各測定光ビーム毎にその反射光の反射位置までの距離を計測する変位計測装置と、
変形計測対象物の第２の部位に対し相対的に固定状態となるよう取り付けられる受光位置検出装置であって、前記変位計測装置からの各測定光ビームを受光して各々の二次元の受光位置を検出する位置検出手段と、それら各測定光ビームを前記変位計測装置へと反射する反射手段と、を備えた受光位置検出装置と、
前記変位計測装置で求められた前記各測定光ビーム毎の反射位置までの距離と、前記受光位置検出装置で求められる前記各測定光ビームの二次元の受光位置と、に基づいて前記第１の部位と前記第２の部位との間の相対変形を計算する変形演算装置と、
を備える変形計測システム。
【請求項３】
前記反射手段は、前記位置検出手段の前面側に設けられ、入射する前記各測定光ビームの一部を前記変位計測装置に対して反射すると共に、別の一部を前記位置検出手段へと導くビームスプリッタであることを特徴とする請求項２記載の変形計測システム。
【請求項４】
複数の測定光ビームを出力してその各々の反射光を受光し、それら各測定光ビーム毎にその反射光の反射位置までの距離を計測する変位計測装置を、変形計測対象物の第１の部位に対し相対的に固定状態となるよう取り付け、
前記変位計測装置からの各測定光ビームを受光して各々の二次元の受光位置を検出する位置検出手段と、それら各測定光ビームを前記変位計測装置へと反射する反射手段と、を備えた受光位置検出装置を、前記変形計測対象物の第２の部位に対し相対的に固定状態となるよう取り付け、
前記変位計測装置で求められた前記各測定ビーム毎の反射位置までの距離と、前記受光位置検出装置で求められる前記各測定光ビームの二次元の受光位置と、に基づいて前記第１の部位と前記第２の部位との間の相対変形を計算する、
変形計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の対象物の２つの部位間の相対変形を計測するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
走行状態における車両各部の変形を実測する手法としては、車両各部に加速度ピックアップを取り付け、それらの出力信号を解析する方法が知られている。この方法では、加速度ピックアップで得られる各点の加速度を２回積分することでそれら各点の変位を求める。
【０００３】
また、リング状変位センサとワイヤを組み合わせたものを車体に取り付け、２点間の距離を計測する手法も提案されている（マツダ自動車、自動車技術会２０００年秋季大会）。
【０００４】
また、ＣＣＤカメラを用いたステレオペアマッチングにより車両各部の変形を解析する方法も知られている。この方法では、車両にターゲットマークを印すとともに、車両に取り付けた２台のＣＣＤカメラでそれらターゲットマークを撮影し、それら各カメラの撮影画像におけるターゲットマークの位置から、三角法の原理でそのマークの３次元的位置を計算する。同じターゲットマークの車両停止状態での位置と走行状態での位置とを比べることで、変形を求めることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
加速度ピックアップを用いる方式は、シャシーダイナモ等を用いたベンチ試験では有効な方法であるが、テストコース等を実際に走行して行う実走行試験には適用が困難である。その理由は、車両が走行している場合、加速度ピックアップが検出する加速度は、車体変形による成分のみならず、走行による車両全体の加速度成分も含んでおり、これらを分離することが困難なためである。
【０００６】
また、リング状変位センサを用いる上記方法は、実走行中ではワイヤが共振してしまうため、正確な変位を求めることが困難という問題がある。
【０００７】
ＣＣＤカメラ等を用いたステレオペアマッチングは、実走行試験でも高い精度で変形を求めることができるが、計測前のカメラ等のキャリブレーションが繁雑であり、また画像処理に多くの時間を要するという問題がある。特に画像処理では、例えばステレオ画像において右画像と左画像とで同一のターゲットマークを識別したり、それらから三角法の演算を行ったりする必要があり、ターゲットマークの数が多いと非常に計算量が多くなる。さらには、周波数の高い振動的な変形挙動を分析しようとした場合、高フレームレートで撮影したステレオ画像に対して解析計算を行う必要があり、これをリアルタイムで実施することは極めて計算能力の高いコンピュータが必要であり、リアルタイム処理は現実的には非常に困難であった。
【０００８】
本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、車両等の対象物の変形を、その対象物自体が全体的に運動する場合（車両が実走行状態にある場合など）でも正確に求めることができ、しかもその変形検出を実質的にリアルタイムで実行可能な技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる変形計測システムは、変形計測対象物の第１の部位に取り付けられ、複数の測定光ビームを出力する手段と、前記変形計測対象物の第２の部位に取り付けられ、前記各測定光ビーム毎にその二次元の受光位置を検出する手段と、前記各測定光ビームの二次元の受光位置に基づき、前記第１の部位と前記第２の部位の相対変形を計算する手段と、を備える。
【００１０】
また、参考例にかかるシステムは、変形計測対象物の第１の部位に取り付けられ、複数の測定光ビームを出力してその各々の反射光を受光することにより、それら各測定光ビーム毎にその反射光の反射位置までの距離を計測する変位計と、前記変形計測対象物の第２の部位に取り付けられ、前記各測定光ビームを前記変位計に反射する反射手段と、前記各測定光ビーム毎の反射位置までの距離に基づき、前記第１の部位と前記第２の部位との相対変形を計算する手段と、を備える。
【００１１】
また、本発明にかかるシステムは、変形計測対象物の第１の部位に対し相対的に固定状態となるよう取り付けられる変位計測装置であって、複数の測定光ビームを出力してその各々の反射光を受光し、それら各測定光ビーム毎にその反射光の反射位置までの距離を計測する変位計測装置と、変形計測対象物の第２の部位に対し相対的に固定状態となるよう取り付けられる受光位置検出装置であって、前記変位計測装置からの各測定光ビームを受光して各々の二次元の受光位置を検出する位置検出手段と、それら各測定光ビームを前記変位計測装置へと反射する反射手段と、を備えた受光位置検出装置と、前記変位計測装置で求められた前記各測定光ビーム毎の反射位置までの距離と、前記受光位置検出装置で求められる前記各測定光ビームの二次元の受光位置と、に基づいて前記第１の部位と前記第２の部位との間の相対変形を計算する変形演算装置とを備える。
【００１２】
この構成の好適な態様では、前記反射手段は、前記位置検出手段の前面側に設けられ、入射する前記各測定光ビームの一部を前記変位計測装置に対して反射すると共に、別の一部を前記位置検出手段へと導くビームスプリッタである。
【００１３】
また、本発明に係る方法では、複数の測定光ビームを出力してその各々の反射光を受光し、それら各測定光ビーム毎にその反射光の反射位置までの距離を計測する変位計測装置を、変形計測対象物の第１の部位に対し相対的に固定状態となるよう取り付け、前記変位計測装置からの各測定光ビームを受光して各々の二次元の受光位置を検出する位置検出手段と、それら各測定光ビームを前記変位計測装置へと反射する反射手段と、を備えた受光位置検出装置を、前記変形計測対象物の第２の部位に対し相対的に固定状態となるよう取り付け、前記変位計測装置で求められた前記各測定ビーム毎の反射位置までの距離と、前記受光位置検出装置で求められる前記各測定光ビームの二次元の受光位置と、に基づいて前記第１の部位と前記第２の部位との間の相対変形を計算する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明にかかる変形計測システムの概略構成を示す図である。図に示すように、このシステムでは、２つのレーザ変位計１０とＰＳＤユニット２０を用いる。このシステムは、車両等の対象物における２つの部位の間の相対変形を求めるためのものである。変形計測を行う場合、レーザ変位計１０のペアが一方の部位に対して相対的に固定状態となるように取り付けられ、ＰＳＤユニット２０がもう一方の部位に対して相対的に固定状態となるように取り付けられる。
【００１６】
ＰＳＤユニット２０の構造は図２に示される。図２において（ａ）は斜視図、（ｂ）は該ユニット２０を正面から（すなわち（ａ）の矢印Ａの方向に）見た図である。この図に示すように、ＰＳＤユニット２０は２つの二次元型のＰＳＤ（Position Sensitive Detector:位置検出器）２４を内蔵している。２つのＰＳＤ２４は所定の間隔を隔てて整列状態で配設されている。周知のように、ＰＳＤは光ビームの入射スポットの位置に比例したアナログ信号を出力する。矩形の２次元型ＰＳＤの場合、該ＰＳＤの矩形面内での光入射スポットのｘ座標を示す信号、及びｙ座標を示す信号を出力する。各ＰＳＤ２４の前面側（すなわちレーザビーム入射方向側）には、それぞれビームスプリッタ２２が設けられる。ビームスプリッタ２２は、レーザ変位計１０からＰＳＤ２４に向けて入射してくるレーザビームの一部を反射してレーザ変位計１０に返すとともに、別の一部を真っ直ぐ透過させてＰＳＤ２４に入射させる。ＰＳＤ２４のサイズは、計測対象物の変形により入射スポットの位置が相対的に移動しても、そのスポットがＰＳＤ２４から出てしまわないような大きさにすることが好ましい。
【００１７】
ここでは、レーザビームの受光位置を検出するデバイスとしてＰＳＤを用いるが、これはあくまで一例である。本実施形態の方式は、ＰＳＤの代わりに、受光位置の２つの軸方向についての座標値に応じた信号を出力可能な他のデバイス、装置を用いても実現可能である。
【００１８】
このシステムで用いられる２つのレーザ変位計１０は、ＰＳＤユニット２０の２つのＰＳＤ２４にそれぞれ対応している。これら２つのレーザ変位計１０を変形計測のために対象物に取り付ける場合、各レーザ変位計１０の出力ビームがそれぞれ対応するＰＳＤ２４に入射するよう、それらレーザ変位計１０の配置を定める。もちろん、２つのレーザ変位計１０を相互に固定して１つのユニットとすることも好適である。この場合、２つのレーザ変位計１０の間隔（より端的には各変位計１０が出力する平行なレーザビーム同士の間隔）がＰＳＤユニット２０における２つのＰＳＤ２４の間隔と等しくなるよう、両変位計１０の配置構成を定めればよい。
【００１９】
レーザ変位計は、周知のように出力したレーザビームの反射光を受光し、該変位計から反射点までの距離を示す信号を出力する。ここでは、レーザ変位計として、反射光をＰＳＤ等の位置検出用素子で検出し、この検出信号から三角法の原理で反射位置までの距離を求めるタイプのものを用いる。もちろん、これはあくまで一例であり、このようなタイプのレーザ変位計でなくても、出力したレーザビームに基づき、そのレーザビームの反射点までの距離を求めることが可能なものであれば用いることができる。ただし、想定される対象物の変形量を測定できる測定範囲を持つことが必要である。各レーザ変位計１０の出力信号（レーザ反射位置までの距離を示す信号）も、データレコーダ３０に入力される。
【００２０】
ＰＳＤユニットコントローラ２５は、ＰＳＤユニット２０を制御し、その中の各ＰＳＤ２４の出力信号（入射光スポットのｘ、ｙ座標を示す信号）をデータレコーダ３０に供給する。
【００２１】
データレコーダ３０は、レーザ変位計１０及びＰＳＤユニットコントローラ２５から入力される各検出信号を、所定の記録媒体に記録したり、ＬＡＮや無線ＬＡＮなどの各種通信手段に対して出力したりする。また、データレコーダ３０に表示装置や印刷出力装置を設け、それら各検出信号をリアルタイムで表示又は出力することも好適である。
【００２２】
数値解析用コンピュータ４０は、データレコーダ３０から、記録媒体又は通信手段を介してそれら検出信号の情報を受け取り、それら検出信号から、計測対象である２つの部位間の相対変形を計算する。なお、この計算の詳細は後で説明する。
【００２３】
図３は、このシステムの設置構成例を示した図である。この例は、自動車ボデーへの１つの取り付け例である。この例では、ボデーのフロントサイドメンバ１００に対してレーザ変位計１０のペアが、前輪サスペンション上部のスプリングサポートが取り付けられるサスペンションタワー１１０に対してＰＳＤユニット２０が取り付けられ、フロントサイドメンバ１００とサスペンションタワー１１０との相対変形を計測する。フロントサイドメンバ１００は比較的変形しにくい部位であり、この例では、この部位に対するサスペンションタワー１１０の変形を計測する。
【００２４】
ここで、車両の各部位にレーザ変位計１０やＰＳＤユニット２０をそのまま取り付けることは困難な場合が多いので、ここでは取り付け対象部位（この例ではサスペンションタワー１１０とフロントサイドメンバ１００）に合わせた取付治具５０、５２を用意し、これを用いて取り付けている。レーザ変位計１０の場合、フロントサイドメンバ１００に存在する穴部を利用して取付治具５０をフロントサイドメンバ１００に対して固定し、この治具５０に対してレーザ変位計１０のペアを固定している。このように設置したレーザ変位計１０のペアに対し、ＰＳＤユニット２０は、その正面（ビームスプリッタ２２の設置面）がレーザ変位計１０のビーム出力面と対向するように取り付ける必要がある。そこで、この例では、サスペンションタワー１１０からレーザ変位計１０設置部の上に張り出すように取付治具５２を設け、この取付治具５２の下面にＰＳＤユニット２０を取り付けることにより、上記配置構成を実現している。取付治具５２は、サスペンションタワー１１０が備えているサスペンション取付用ナット等を利用してサスペンションタワー１１０に取付固定される。
【００２５】
このようにして、各レーザ変位計１０と、これらにそれぞれ対応するＰＳＤユニット２０の各ＰＳＤ２４とが、光学系を共用する状態で取り付けられる。すなわち、レーザ変位計１０から発せられたレーザの一部が、対応するビームスプリッタ２２により反射されてレーザ変位計１０に戻ると共に、他の一部がそのビームスプリッタ２２を透過してＰＳＤ２４に入射するようになる。これにより、レーザ変位計１０と対応ＰＳＤ２４とが、同じレーザビームを用いて各々の計測を行える状態となる。
【００２６】
ここで、取付治具５０，５２は剛性の十分高いものとすることで、取付治具５０，５２自体の変形、振動などが実質上無視できる程度にする。これによりレーザ変位計１０のペア及びＰＳＤユニット２０は、それぞれの計測対象の部位に対して相対的に固定状態となる形で取り付けられたこととなる。
【００２７】
以上、レーザ変位計１０のペア及びＰＳＤユニット２０の取り付け例について説明したが、このほかにＰＳＤユニットコントローラ２５やデータレコーダ３０も、同じ車両の空きスペースに設置する。数値解析用コンピュータ４０は車載することもできるし、別の場所に置かれたコンピュータをこの数値解析用コンピュータ４０として利用することもできる。前者の場合、データレコーダ３０から数値解析用コンピュータ４０への計測データの供給は、ＬＡＮなどを介して行えばよい。後者の場合は、可搬型の記録媒体にいったん記録したり、あるいは無線通信を利用したりするなどして、計測データを数値解析用コンピュータ４０に供給することができる。
【００２８】
次に図４及び図５を参照して、本実施形態のシステムによる相対変形の計算原理を説明する。
【００２９】
まず図４を用いて、ＰＳＤユニット２０の検出信号から計算される変形について説明する。ここで、説明をわかりやすくするため図示のごとく直交座標系Ｌ，Ｗ，Ｈをとる。Ｌ軸は対象物（例えば車両）の長さ方向の軸、Ｗ軸は幅方向の軸、Ｈ軸は高さ方向の軸である。ここで示した座標系の取り方は、レーザ変位計１０及びＰＳＤユニット２０を図３のように取り付けた場合に対応しており、Ｈ軸が変位計１０のレーザビーム源と対応ＰＳＤ２４とも結ぶ方向と一致している。
【００３０】
ここでは、説明を簡単にするため、ＰＳＤユニット２０のＷＬ面内での位置・姿勢が、時刻ｔ１を境に、図４（ａ）に示すように変化する場合を例にとる。なお図４で示しているＰＳＤユニット２０の位置・姿勢は、レーザ変位計１０を基準とした相対的な位置・姿勢である。このようにＰＳＤユニット２０のＷＬ面内での位置・姿勢が変化すると、各ＰＳＤ２４（以下、ＰＳＤ１，ＰＳＤ２と呼ぶ）のビーム受光スポットの当該ＰＳＤ内での位置が変化する。すなわち、レーザ変位計１０から見た場合のスポットの位置は変わらないが、ＰＳＤユニットが相対移動するため、個々のＰＳＤ１，２内での受光スポットの位置が変わり、それに応じてＰＳＤ１，２のＬ信号及びＷ信号が変化する。
【００３１】
図４（ｂ）はその変化を示しており、縦軸は変位（ｍｍ）、横軸は時間（秒）である。この例は、時刻ｔ１以前の状態を変位０としてキャリブレーションされており、ｔ１以後になってＰＳＤ１，２のＬ，Ｗ出力に変位量が現れている。
【００３２】
ここでｔ１以前を基準状態（変形が起こっていない状態）し、この基準状態に対するｔ１以後の変形を計算する。ＰＳＤユニット２０の検出結果からは、レーザ変位計１０ペアとＰＳＤユニット２０との間の相対的なＬ方向変位、Ｗ方向変位、及びＨ軸回りのねじれ（回転）の合計３軸の変形（変位）が計算できる。
【００３３】
まずある時点でのＬ方向変位，Ｗ方向変位は、その時点での例えばＰＳＤ１と２とのＬ出力信号の平均、Ｗ出力信号の平均からそれぞれ求めることができる。ただし、基準状態でのＬ，Ｗ信号がそれぞれ変位０を示すようにキャリブレーションされているものとする。キャリブレーションは、例えば変位計１０からのレーザビームが対応するＰＳＤ２４のちょうど中央に入射するよう変位計１０ペア及びＰＳＤユニット２０を正確に位置決めして取り付けることで行ってもよい。また、この代わりに、基準状態でレーザビームがＰＳＤ２４に入射した位置がＬ＝０，Ｗ＝０を示すよう例えばＰＳＤユニットコントローラ２５にてＰＳＤ２４の出力を調整したり、あるいはそれより後段のデータレコーダ３０や数値解析用コンピュータ４０にその基準状態での入射スポット位置（Ｌ，Ｗ）を基準値として記憶し、計測値からその基準値を引くことで正しい変位を求めるようにしたりすることもできる。
【００３４】
一方、Ｈ軸回りのねじれ角Δθ１は、次の関係式から計算することができる、［関係式１］
Δθ１＝ｔａｎ-1｛（Ｌ１−Ｌ２）／（ＰＳＤ１と２の間隔）｝
ここで、Ｌ１はＰＳＤ１の受光スポットのＬ変位であり、Ｌ２はＰＳＤ２の受光スポットのＬ変位である。また、ＰＳＤ１と２の間隔は、ＰＳＤ１の中心点とＰＳＤ２と中心点との間隔のことである。ただし、ここでは、ＰＳＤ１とＰＳＤ２は基準状態ではＷ方向に沿って並んでいるものとする。
【００３５】
次に、図５を参照してレーザ変位計１０のペアから計算される相対変形について説明する。この図に示している座標系は図４と同じ設定である。
【００３６】
図５に示すように、各レーザ変位計１０は、それぞれ対向位置にあるビームスプリッタ２２により反射されてきたレーザビームを受光し、これに基づいて各変位計１０からビーム反射位置（すなわち対応ビームスプリッタ２２）までの距離Ｈ１，Ｈ２を求める。これら各距離Ｈ１，Ｈ２の例えば平均をとることにより、レーザ変位計１０ペアとＰＳＤユニット２０との相対的なＨ方向変位が求められる（ただし、基準状態でのＨ方向距離０となるようにキャリブレーションされているものとする）。
【００３７】
さらに、次の関係式から、Ｌ軸回りのねじれ角Δθ２を求めることができる。
【００３８】
［関係式２］
Δθ２＝ｔａｎ-1｛（Ｈ１−Ｈ２）／（ＰＳＤ１と２の間隔）｝
このようにして、レーザ変位計１０のペアにより、Ｈ方向変位とＬ軸回りのねじれ角の合計２軸についての相対変形を求めることができる。
【００３９】
以上説明したように、レーザ変位計１０のペアとＰＳＤユニット２０とを上記のごとく光学系を共用するように設置して計測を行うことにより、Ｌ，Ｗ，Ｈ方向の各変位とＨ軸回り、Ｌ軸回りの各ねじれ角Δθ１，Δθ２という、合計５軸についての相対変形情報を得ることができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、レーザ変位計１０及びＰＳＤユニット２０を、相対変形を計測したい２つの部位に対して直接ではなく、取付治具５０及び５２を介して取り付けている。上記測定原理は、レーザ変位計１０とＰＳＤユニット２０との間の相対変形（変位）を求めるものであるが、取付治具５０，５２として十分変形しにくいものを用いていれば、当業者ならば明らかなように、その原理で求められる相対変形に対して簡単な変換（拡大、縮小など）を施すことにより、注目する２部位間の相対変形を求めることができる。
【００４１】
図６は、本実施形態のシステムを図３のように車両に取り付けて行った実験で得られた、変形状態の時間変化の様子を示す図である。この例は、車両が正弦波状カーブに沿ってスラローム走行した場合の例であり、繁雑さを避けるため、Ｗ，Ｈ，Ｌ方向の３つの変位量の時間波形のみを示している。この図から、例えば、各方向の変位量がスラローム走行に従って変化しており、その変位の大きさが方向によって異なることが分かる。
【００４２】
以上例示したシステムによれば、２つのレーザ変位計１０と、２つのＰＳＤ２４を備えたＰＳＤユニット２０とを、変位計１０と対応ＰＳＤ２４とが光学系を共用する（すなわち同一レーザビームで計測できる）よう設置し計測を行うことで、比較的コンパクトな構成で５軸についての変形量を計測することができる。また、このシステムによれば、対象物（例えば車両）全体が運動しているような場合でも、レーザ変位計１０ペアとＰＳＤユニット２０の間の相対変形成分のみが検出される。したがって、例えば自動車の実走行試験の場合にも、このシステムは適用可能である。また、このシステムによれば、各レーザ変位計１０の出力信号、及び各ＰＳＤ２４の出力信号をデータレコーダ３０でリアルタイム表示することができる。これら各出力信号はそれ自体が一種の変形情報を示しているといえるので、これをリアルタイム表示すれば、分析者は変形の様子をリアルタイムで知ることができる。また、これら各センサからの出力信号から上述の合計５軸の変形情報を得る計算自体も非常に簡単な計算なので、それら５軸の変形情報自体も実質的にリアルタイムで計算することができる。このように、本実施形態によれば、時々刻々の変形の様子をリアルタイムで求めることができる。
【００４３】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、これはあくまで一例であり、本発明の技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。例えば、上述のレーザ変位計１０ペアとＰＳＤユニット２０との組を複数組用意し、１対の部位間の相対変形を複数組同時に計測することも可能である。この場合、図１に示したシステム構成におけるデータレコーダ３０や数値解析用コンピュータ４０は、それら複数組で共用することができる。
【００４４】
例えば自動車の例で言えば、図３に示した設置部位の他に、例えば図７に示すように、フロントサイドメンバ１００の先端部に取付治具（図示省略）を介してＰＳＤユニット２０を取り付け、クロスメンバ下部に取付治具を介して前記ユニット２０と光学系を共用するようにレーザ変位計１０のペアを取り付けることで、フロントサイドメンバの変形計測も可能になる。この他、自動車で言えば、左右のフロントサイドメンバに対して一方にレーザ変位計１０ペア、他方にＰＳＤユニット２０を取り付けることで、それら相互間の相対変形の計測を行うこともできる。また、リア側でも上記フロント側と同様の各部位についての相対変形を求めることができる。
【００４５】
また、以上の例では、１対のレーザ変位計１０と１対のＰＳＤ２４を用いることで合計５軸（Ｌ，Ｗ，Ｈ方向の各変位、及びＨ軸回り、Ｌ軸回りの各ねじれ角）についての同時計測を行ったが、さらにレーザ変位計１０とＰＳＤ２４の１ずつ増やすことで、Ｗ軸回りのねじれ角が計測できるようにすることもできる。この場合３つのＰＳＤ２４は、一直線に並ばなければよい。例えば図８のように、３つのＰＳＤ２４（及びその前に設けられるビームスプリッタ２２）を正三角形状に並べたＰＳＤユニット６０などが考えられる。なお当然ながら、これに対応する３つのレーザ変位計１０は、それぞれ対応するＰＳＤ２４に対して光学系を共用できる配置で、対象部位に対して取り付ける必要がある。このように３対のＰＳＤ−レーザ変位計を用いることで、合計６軸についての相対変形を計測できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態のシステムの概略構成を示す図である。
【図２】  ＰＳＤユニットの構成を説明するための図である。
【図３】  実施形態のシステムの取付構成例を示した図である。
【図４】  実施形態のシステムによる相対変形の計算原理を説明するための図である。
【図５】  実施形態のシステムによる相対変形の計算原理を説明するための図である。
【図６】  実施形態のシステムを用いた実験で求められた各軸方向の変形（変位量）の時間変化の例を示す図である。
【図７】  実施形態のシステムの別の取付構成例を示した図である。
【図８】  実施形態の変形としての、６軸計測用のＰＳＤユニットの構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０  レーザ変位計、２０  ＰＳＤユニット、２２  ビームスプリッタ、２４ＰＳＤ、２５  ＰＳＤユニットコントローラ、３０  データレコーダ、４０  数値解析用コンピュータ。
【図１】
0004333055.tif 000002
【図２】
0004333055.tif 000003
【図３】
0004333055.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004333055.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
0004333055.tif 000009