(57)【要約】【課題】  ＰＩＶの技術を応用した非接触タイプで、信頼性の高い演算結果が得られる振動計測システム及びコンピュータプログラムを提供する。【解決手段】 振動数演算手段４３２において有意なパワースペクトルが得られていないと判定される場合に、ＰＩＶ解析手段４３１における計測領域の設定パラメータを変更して再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行う構成であるため、信頼性の高い演算結果（振動数）が得られる。また、判定手段４３３及び再処理指令手段４３４を設けた構成とすることにより、振動数演算手段４３２において有意なパワースペクトルが得られているか否かが自動的に判定され、有意なパワースペクトルが得られていないと判定される場合には、再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算が行われるため、信頼性の高い演算結果（振動数）を速やかに得ることができる。【選択図】  図３
2009210489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象を所定の撮像時間間隔で撮像手段により撮像して得られた時系列の画像データを比較して、前記画像データ内に設定した所定の計測領域の変位場，速度場，または加速度場を解析することにより、測定対象の振動を計測する画像処理手段を備えた振動計測システムであって、
前記画像処理手段は、
前記画像データ内に解析対象となる計測領域を設定し、その計測領域における連続する二時刻の粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルをＰＩＶ解析により求めるＰＩＶ解析手段と、
前記ＰＩＶ解析手段によって得られた前記粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルについて、変位ベクトルの場合は，変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを，速度ベクトルの場合は，速度ベクトルまたは加速度ベクトルを，加速度ベクトルの場合は，加速度ベクトルを，フーリエ変換することによりパワースペクトルを求めて測定対象の振動数を演算する振動数演算手段と
を備え、
前記振動数演算手段において有意なパワースペクトルが得られていないと判定される場合に、前記ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更して再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行うことを特徴とする振動計測システム。
【請求項２】
測定対象を所定の撮像時間間隔で撮像手段により撮像して得られた時系列の画像データを比較して、前記画像データ内に設定した所定の計測領域の変位場，速度場，または加速度場を解析することにより、測定対象の振動を計測する画像処理手段を備えた振動計測システムであって、
前記画像処理手段は、
前記画像データ内に解析対象となる計測領域を設定し、その計測領域における連続する二時刻の粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルをＰＩＶ解析により求めるＰＩＶ解析手段と、
前記ＰＩＶ解析手段によって得られた前記粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルについて、変位ベクトルの場合は，変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを，速度ベクトルの場合は，速度ベクトルまたは加速度ベクトルを，加速度ベクトルの場合は，加速度ベクトルを，フーリエ変換することによりパワースペクトルを求めて測定対象の振動数を演算する振動数演算手段と、
前記振動数演算手段において有意なパワースペクトルが得られているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段において有意なパワースペクトルが得られていないと判定される場合に、前記ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更させ、再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行わせる再処理指令手段と
を具備することを特徴とする振動計測システム。
【請求項３】
測定対象を所定の撮像時間間隔で撮像手段により撮像して得られた時系列の画像データを比較して、前記画像データ内に設定した所定の計測領域の変位場，速度場，または加速度場を解析することにより、測定対象の振動を計測する画像処理手段を備えた振動計測システムであって、
前記画像処理手段は、
前記画像データ内に解析対象となる計測領域を設定し、その計測領域における連続する二時刻の粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルをＰＩＶ解析により求めるＰＩＶ解析手段と、
前記ＰＩＶ解析手段によって得られた前記粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルについて、変位ベクトルの場合は，変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを，速度ベクトルの場合は，速度ベクトルまたは加速度ベクトルを，加速度ベクトルの場合は，加速度ベクトルを，フーリエ変換することによりパワースペクトルを求めて測定対象の振動数を演算する振動数演算手段と
を備え、
前記ＰＩＶ解析手段が、異なる設定パラメータを用いて複数の計測領域を設定して、各計測領域についてＰＩＶ解析により変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを求めるように設定されていると共に、前記振動数演算手段が、各計測領域ごとに振動数を演算するように設定されており、
かつ、前記振動数演算手段により得られた各計測領域ごとの振動数が相互に略一致するか否かを判定し、略一致する場合に当該振動数を出力する判定手段を具備することを特徴とする振動計測システム。
【請求項４】
前記判定手段において、前記振動数演算手段により得られた各計測領域ごとの振動数が略一致しないと判定された場合に、前記ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更させ、再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行わせる再処理指令手段をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の振動計測システム。
【請求項５】
前記撮像手段が長焦点光学系を備え、長距離離間した前記測定対象を撮像可能な長距離型であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の振動計測システム。
【請求項６】
測定対象を所定の撮像時間間隔で撮像手段により撮像して得られた時系列の画像データを比較して、前記画像データ内に設定した所定の計測領域の変位場，速度場，または加速度場を解析する振動計測システムにおける画像処理手段を構成するコンピュータプログラムであって、
前記画像データ内に解析対象となる計測領域を設定し、その計測領域における連続する二時刻の粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルをＰＩＶ解析により求めるＰＩＶ解析手段と、
前記ＰＩＶ解析手段によって得られた前記粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルについて、変位ベクトルの場合は，変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを，速度ベクトルの場合は，速度ベクトルまたは加速度ベクトルを，加速度ベクトルの場合は，加速度ベクトルを，フーリエ変換することによりパワースペクトルを求めて測定対象の振動数を演算する振動数演算手段と、
前記振動数演算手段において有意なパワースペクトルが得られているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段において有意なパワースペクトルが得られていないと判定される場合に、前記ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更させ、再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行わせる再処理指令手段と
を具備することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項７】
測定対象を所定の撮像時間間隔で撮像手段により撮像して得られた時系列の画像データを比較して、前記画像データ内に設定した所定の計測領域の変位場，速度場，または加速度場を解析する振動計測システムにおける画像処理手段を構成するコンピュータプログラムであって、
前記画像データ内に解析対象となる計測領域を設定し、その計測領域における連続する二時刻の粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルをＰＩＶ解析により求めるＰＩＶ解析手段と、
前記ＰＩＶ解析手段によって得られた前記粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルについて、変位ベクトルの場合は，変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを，速度ベクトルの場合は，速度ベクトルまたは加速度ベクトルを，加速度ベクトルの場合は，加速度ベクトルを，フーリエ変換することによりパワースペクトルを求めて測定対象の振動数を演算する振動数演算手段と
を備え、
前記ＰＩＶ解析手段が、異なる設定パラメータを用いて複数の計測領域を設定して、各計測領域についてＰＩＶ解析により変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを求めるように設定されていると共に、前記振動数演算手段が、各計測領域ごとに振動数を演算するように設定されており、
かつ、前記振動数演算手段により得られた各計測領域ごとの振動数が相互に略一致するか否かを判定し、略一致する場合に当該振動数を出力する判定手段を具備することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
前記判定手段において、前記振動数演算手段により得られた各計測領域ごとの振動数が略一致しないと判定された場合に、前記ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更させ、再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行わせる再処理指令手段をさらに備えることを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の剛体の振動を非接触で、特に、送電線、送電鉄塔、発電施設における高温配管、ポンプなどの振動を非接触で測定可能な振動計測システム及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、発電施設における高温配管の振動を計測する技術としては、まず、加速度センサ等を配管に取り付け、配管の機械的な振動を電気信号に変換し、加速度等の時間変化から振動を計測する技術がある。しかし、このようにセンサを直接配管に接触させる技術は、センサの熱的耐久性の問題、プラント内に設置することによる他機器との干渉、高所作業や足場設置の妨げになる等の問題があり、非接触で計測する手段が望ましい場合がある。非接触による計測技術としては、レーザー変位計を用いることが一般的に知られているが、レーザー変位計の計測距離は、超ロングレンジタイプと言われるものでも最長５０ｃｍ程度に過ぎない。従って、レーザー変位計を用いる場合でも、測定対象から５０ｃｍ程度かそれ以下の距離しか離れることができず、高温配管に近接した場所で計測作業を行わなければならない等の問題があった。
【０００３】
このため、本出願人は、特許文献１として、粒子画像流速測定法（以下、「ＰＩＶ」という）を応用した画像処理による振動計測技術を提案している。
【特許文献１】ＷＯ２００７／０４９６９３Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１において提案しているＰＩＶを応用した解析手法を用いることにより、数ｍ〜数十ｍ離間した位置から測定対象の振動計測が可能になる。しかし、ＰＩＶ解析処理を行う際の画像データ中の計測領域の設定が適切でない場合には、演算結果（振動数）に誤差が含まれ、信頼性の点で課題があることが判明した。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、信頼性の高い演算結果が得られるＰＩＶの技術を応用した非接触タイプでの振動計測システム及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の振動計測システムは、測定対象を所定の撮像時間間隔で撮像手段により撮像して得られた時系列の画像データを比較して、前記画像データ内に設定した所定の計測領域の変位場，速度場，または加速度場を解析することにより、測定対象の振動を計測する画像処理手段を備えた振動計測システムであって、前記画像処理手段は、前記画像データ内に解析対象となる計測領域を設定し、その計測領域における連続する二時刻の粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルをＰＩＶ解析により求めるＰＩＶ解析手段と、前記ＰＩＶ解析手段によって得られた前記粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルについて、変位ベクトルの場合は，変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを，速度ベクトルの場合は，速度ベクトルまたは加速度ベクトルを，加速度ベクトルの場合は，加速度ベクトルを，フーリエ変換することによりパワースペクトルを求めて測定対象の振動数を演算する振動数演算手段とを備え、前記振動数演算手段において有意なパワースペクトルが得られていないと判定される場合に、前記ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更して再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行うことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の振動計測システムは、測定対象を所定の撮像時間間隔で撮像手段により撮像して得られた時系列の画像データを比較して、前記画像データ内に設定した所定の計測領域の変位場，速度場，または加速度場を解析することにより、測定対象の振動を計測する画像処理手段を備えた振動計測システムであって、前記画像処理手段は、前記画像データ内に解析対象となる計測領域を設定し、その計測領域における連続する二時刻の粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルをＰＩＶ解析により求めるＰＩＶ解析手段と、前記ＰＩＶ解析手段によって得られた前記粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルについて、変位ベクトルの場合は，変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを，速度ベクトルの場合は，速度ベクトルまたは加速度ベクトルを，加速度ベクトルの場合は，加速度ベクトルを，フーリエ変換することによりパワースペクトルを求めて測定対象の振動数を演算する振動数演算手段と、前記振動数演算手段において有意なパワースペクトルが得られているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段において有意なパワースペクトルが得られていないと判定される場合に、前記ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更させ、再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行わせる再処理指令手段とを具備する構成とすることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の振動計測システムは、測定対象を所定の撮像時間間隔で撮像手段により撮像して得られた時系列の画像データを比較して、前記画像データ内に設定した所定の計測領域の変位場，速度場，または加速度場を解析することにより、測定対象の振動を計測する画像処理手段を備えた振動計測システムであって、前記画像処理手段は、前記画像データ内に解析対象となる計測領域を設定し、その計測領域における連続する二時刻の粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルをＰＩＶ解析により求めるＰＩＶ解析手段と、前記ＰＩＶ解析手段によって得られた前記粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルについて、変位ベクトルの場合は，変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを，速度ベクトルの場合は，速度ベクトルまたは加速度ベクトルを，加速度ベクトルの場合は，加速度ベクトルを，フーリエ変換することによりパワースペクトルを求めて測定対象の振動数を演算する振動数演算手段とを備え、前記ＰＩＶ解析手段が、異なる設定パラメータを用いて複数の計測領域を設定して、各計測領域についてＰＩＶ解析によりを求めるように設定されていると共に、前記振動数演算手段が、各計測領域ごとに振動数を演算するように設定されており、かつ、前記振動数演算手段により得られた各計測領域ごとの振動数が相互に略一致するか否かを判定し、略一致する場合に当該振動数を出力する判定手段を具備する構成とすることが好ましい。
【０００９】
前記判定手段において、前記振動数演算手段により得られた各計測領域ごとの振動数が略一致しないと判定された場合に、前記ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更させ、再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行わせる再処理指令手段をさらに備える構成とすることが好ましい。
【００１０】
なお、前記撮像手段は、長焦点光学系を備え、長距離離間した前記測定対象を撮像可能な長距離型であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明のコンピュータプログラムは、測定対象を所定の撮像時間間隔で撮像手段により撮像して得られた時系列の画像データを比較して、前記画像データ内に設定した所定の計測領域の変位場，速度場，または加速度場を解析する振動計測システムにおける画像処理手段を構成するコンピュータプログラムであって、前記画像データ内に解析対象となる計測領域を設定し、その計測領域における連続する二時刻の粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルをＰＩＶ解析により求めるＰＩＶ解析手段と、前記ＰＩＶ解析手段によって得られた前記粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルについて、変位ベクトルの場合は，変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを，速度ベクトルの場合は，速度ベクトルまたは加速度ベクトルを，加速度ベクトルの場合は，加速度ベクトルを，フーリエ変換することによりパワースペクトルを求めて測定対象の振動数を演算する振動数演算手段と、前記振動数演算手段において有意なパワースペクトルが得られているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段において有意なパワースペクトルが得られていないと判定される場合に、前記ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更させ、再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行わせる再処理指令手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のコンピュータプログラムは、測定対象を所定の撮像時間間隔で撮像手段により撮像して得られた時系列の画像データを比較して、前記画像データ内に設定した所定の計測領域の変位場，速度場，または加速度場を解析する振動計測システムにおける画像処理手段を構成するコンピュータプログラムであって、前記画像データ内に解析対象となる計測領域を設定し、その計測領域における連続する二時刻の粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルをＰＩＶ解析により求めるＰＩＶ解析手段と、前記ＰＩＶ解析手段によって得られた前記粒子画像の変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルについて、変位ベクトルの場合は，変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを，速度ベクトルの場合は，速度ベクトルまたは加速度ベクトルを，加速度ベクトルの場合は，加速度ベクトルを，フーリエ変換することによりパワースペクトルを求めて測定対象の振動数を演算する振動数演算手段とを備え、前記ＰＩＶ解析手段が、異なる設定パラメータを用いて複数の計測領域を設定して、各計測領域についてＰＩＶ解析により変位ベクトル，速度ベクトル，または加速度ベクトルを求めるように設定されていると共に、前記振動数演算手段が、各計測領域ごとに振動数を演算するように設定されており、かつ、前記振動数演算手段により得られた各計測領域ごとの振動数が相互に略一致するか否かを判定し、略一致する場合に当該振動数を出力する判定手段を具備することが好ましい。
【００１３】
前記判定手段において、前記振動数演算手段により得られた各計測領域ごとの振動数が略一致しないと判定された場合に、前記ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更させ、再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行わせる再処理指令手段をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、振動数演算手段において有意なパワースペクトルが得られていないと判定される場合に、ＰＩＶ解析手段における計測領域の設定パラメータを変更して再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算を行う構成であるため、信頼性の高い演算結果（振動数）が得られる。また、判定手段及び再処理指令手段を設けた構成とすることにより、振動数演算手段において有意なパワースペクトルが得られているか否かが自動的に判定され、有意なパワースペクトルが得られていないと判定される場合には、再度ＰＩＶ解析及び振動数の演算が行われるため、信頼性の高い演算結果（振動数）を速やかに得ることができる。
【００１５】
また、ＰＩＶ解析において、予め異なる設定パラメータを用いて計測領域を複数設定して演算を行う構成とした場合には、複数の演算結果（振動数）が得られることになるため、それらを相互に比較することで、誤差が含まれているか否かを容易に判定でき、信頼性の高い演算結果（振動数）をさらに速やかに得ることができる。
【００１６】
また、撮像手段として長焦点光学系を用いることにより、測定対象から十分離間した位置から計測できるため、設置場所の自由度が高く、例えば、プラント内の配管やポンプの振動などを計測する場合に、邪魔になることもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて更に詳しく説明する。図１は、本発明の一の実施形態に係る振動計測システム１を示し、撮像手段としての、長焦点光学系３を備えたＣＣＤカメラ２、コンピュータ４等を備えて構成される。
【００１８】
ＣＣＤカメラ２に、長焦点光学系３が装着されるが、長焦点光学系３としては、単焦点系のレンズ（以下、「単レンズ」という）を用いることが好ましい。この場合、ターレットを設け、複数種類の単レンズを選択可能な構成とすることがより好ましい。ターレットを用いることにより、単レンズの自動選択も可能となる。ズーム機能を有するレンズの場合、一般に像面湾曲が大きい点が欠点であるが、高屈折率のガラスで安定した像が得られるものであれば使用できる。なお、本実施形態では、撮像手段として、ＣＣＤ撮像素子を備えたカメラ（ＣＣＤカメラ）を使用しているが、これに代え、ＣＭＯＳ撮像素子を備えたカメラを用いることもできる。
【００１９】
コンピュータ４は、図１及び図２に示したように、ＣＣＤカメラ２に接続され、ＣＣＤカメラ２の駆動を制御する制御手段４１と、ＣＣＤカメラ２により撮影された画像信号を受信して所定の処理を行う画像取り込み手段４２及び画像処理手段４３とを備えてなる。ＣＣＤカメラ２は、測定対象である送電線、送電鉄塔、配管、ポンプなど微小時間間隔で連続的に撮像する。長焦点光学系３を備えているため、測定対象を数ｍ〜数十ｍ、あるいは必要に応じてそれ以上離れた位置から撮像可能である。制御手段４１は、ＣＣＤカメラ２の焦点距離の調整等を行う。画像取り込み手段４２は、ＣＣＤカメラ２からの画像信号をデジタル化するフレームグラバボードを備えてなる。画像処理手段４３は、コンピュータプログラムからなり、フレームグラバボードから出力されるデジタル画像信号を画像相関法により解析処理する。なお、画像処理手段４３の前段に、像の歪み収差などを補正する回路を設けることもできる。
【００２０】
ここで、本実施形態の測定対象は上記のような非流体であり、ＣＣＤカメラ２によって撮像する際には、撮像視野に目的とする測定対象（例えば、配管）以外の物体が入らないようにセッティングすることが、高い測定精度を得るために好ましい。測定対象には、トレーサーに代えてマーカー画像を貼付したり、印刷したりして、ＣＣＤカメラ２はこのマーカー画像を撮像する。但し、送電鉄塔のように高所に位置してマーカー画像の貼付が困難な場合には、接続部に用いられているボルトをトレーサー粒子とみなして撮像する。また、送電線の場合には、例えば、送電線表面のスパイラル状の模様をトレーサー粒子とみなして撮像する。
【００２１】
画像処理手段４３は、図３に示したように、コンピュータプログラムからなる、ＰＩＶ解析手段４３１、振動数演算手段４３２、判定手段４３３及び再処理指令手段４３４から構成される。
【００２２】
ＰＩＶ解析手段４３１は、ＣＣＤカメラ２により微小時間間隔をおいて撮像された二時刻の画像データにおける粒子画像（上記のマーカー画像、ボルトなどの模擬トレーサーの画像）を画像相関法により比較解析し、測定対象の速度場を解析する。具体的には、取得した２つの連続する画像（第１時刻、第２時刻の画像）間において、第１時刻における参照領域に対し、第２時刻における探索領域を所定画素ずつシフトさせて、粒子画像の輝度パターンの類似度を比較して探索領域の位置を特定する。なお、参照領域及び探索領域（本明細書では、両者を併せて「計測領域」という）の設定が適切でない場合には、粒子画像の正確な移動量及び移動方向を求めることはできない。
この粒子画像の移動量及び移動方向を時間微分することにより速度ベクトルが得られる。
なお，ＰＩＶ解析手段４３１の解析対象は，速度場だけでなく，変位場や加速度場でもよい。
【００２３】
振動数演算手段４３２は、ＰＩＶ解析手段４３１から得られる多数の粒子画像の速度ベクトルから、２次精度の中心差分により加速度ベクトルを算出し、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）によりパワースペクトルを求めて振動数を算出する。図４は、紙に印刷したVSJ-PIV標準画像を配管表面に貼付し、１５ｍ離れたところから配管内の流れによって励起される配管の振動計測を行った際の演算結果の一例を示したものである。この例では、ＣＣＤカメラ２により、１／１００ｓ毎に１０２７時刻分の画像を撮影し、１０２６個の速度ベクトルを得て、この速度ベクトルから、２次精度の中心差分により、１０２４個の加速度ベクトルを算出し、ＦＦＴ計算したものである。図４のパワースペクトルから、固有周期：０．０３９Ｓ、振動数：２５．７Ｈｚという演算結果が得られる。
振動数演算手段４３２において，フーリエ変換の対象になるのは，加速度ベクトルだけでなく，変位ベクトルや速度ベクトルでもよい。
【００２４】
判定手段４３３は、上記のようにして得られる振動数演算手段４３２により算出された演算結果（振動数）が適切か否かを判定する。具体的には、ＦＦＴ計算結果に、有意なパワースペクトルが含まれているか否かを判定する。有意なパワースペクトルか否かは、例えば、所定の閾値を設定し、この閾値を超えるピークを有する周波数が含まれているか否かにより判定することができる。
【００２５】
再処理指令手段４３４は、ＰＩＶ解析処理及び振動数の演算を再度実行させるように、ＰＩＶ解析手段４３１及び振動数演算手段４３２に指令する手段である。
【００２６】
次に、図５に基づき、本実施形態の画像解析工程を説明する。まず、ＣＣＤカメラ２により、測定対象を時間間隔Δｔで撮像し、時系列の粒子画像（配管に貼付されたマーカー画像など）をＮ枚取得する（Ｓ１０１）。取得された粒子画像は、画像取り込み手段４２を経て画像処理手段４３にデジタル画像信号として入力される。
【００２７】
次に、ＰＩＶ解析手段４３１が、得られた画像データについて、所定の設定パラメータに基づき計測領域（参照領域及び探索領域）を設定し、ＰＩＶ解析を行い（Ｓ１０２）、次いで、振動数演算手段４３２により、ＰＩＶ解析により得られた粒子画像の多数の速度ベクトルについてＦＦＴ計算を行い、パワースペクトル（図４参照）を得る（Ｓ１０３）。判定手段４３３は、有意なパワースペクトルが含まれていると判定した場合には、振動数演算手段４３２の演算結果をそのまま出力し、有意なパワースペクトルが含まれていないと判定した場合には、再処理指令手段４３４から再実行の指令が送られ（Ｓ１０５）、再度ＰＩＶ解析が行われる。このとき、ＰＩＶ解析手段４３１は、前回ＰＩＶ解析を行った際と異なる設定パラメータを用いて計測領域（参照領域及び探索領域）を設定し、ＰＩＶ解析を行う。そして、再度、振動数演算手段４３２により得られたパワースペクトルに有意なパワースペクトルが含まれているか否かが判定され、以降、上記の工程が繰り返される。
【００２８】
これにより、有意なパワースペクトルが得られた場合の振動数が出力されることになり、その振動数は測定対象の正しい振動数ということになる。なお、上記実施形態では、有意なパワースペクトルか否かを判定手段４３３において所定の閾値を設定して判定しているが、得られたパワースペクトルの表示から計測者が判定するようにしてもよい。
【００２９】
図６は、本発明の他の実施形態に係る画像解析システムの画像解析の工程を示す図である。この実施形態では、ＣＣＤカメラ２により、測定対象を時間間隔Δｔで撮像し、時系列の粒子画像をＮ枚取得する工程（Ｓ２０１）は上記実施形態と同様である。但し、ＰＩＶ解析手段４３１においては、異なる設定パラメータを用いて複数の計測領域を設定し、各計測領域についてＰＩＶ解析により速度ベクトルを求める（Ｓ２０２）。例えば、設定パラメータとして、「通常値」、「通常値＋１０％値」、「通常値−１０％値」の３種類準備し、この３種類の設定パラメータで計測領域を設定してそれぞれの計測領域についてＰＩＶ解析を行う。
【００３０】
次に、振動数演算手段４３２が、各計測領域ごとに振動数を演算する（Ｓ２０３）。判定手段４３３は、各計測領域ごとの振動数が相互に略一致するか否かを判定する（Ｓ２０４）。略一致すると判定された場合には、当該振動数が出力される。例えば、測定対象が１００Ｈｚで振動している場合、設定パラメータが正しければ、「通常値」、「通常値＋１０％値」、「通常値−１０％値」のいずれの設定パラメータでも１００Ｈｚにパワースペクトルのピークが立つが、設定パラメータが正しくない場合には、１００Ｈｚ以外の周波数にピークが立つ。判定手段４３４により、３種類の各計測領域の演算結果が略一致しないと判定された場合には、再処理指令手段４３４から指令が送られ（Ｓ２０５）、異なる設定パラメータを用いて計測領域が再設定されてＰＩＶ解析が行われ、以降、上記の工程が繰り返される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態に係る振動計測システムの概要を示す図である。
【図２】図２は、上記実施形態に係る振動計測システムのコンピュータの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、上記実施形態に係るコンピュータに設定した画像処理手段の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、振動数演算手段の演算結果の一例を示した図である。
【図５】図５は、上記実施形態に係る画像解析システムによる画像処理工程を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施形態に係る画像解析システムによる画像処理工程を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  振動計測システム
２  ＣＣＤカメラ
３  長焦点光学系
４  コンピュータ
４１  制御手段
４２  画像取り込み手段
４３  画像処理手段
４３１  ＰＩＶ解析手段
４３２  振動数演算手段
４３３  判定手段
４３４  再処理指令手段
【図１】
2009210489.tif 000003
【図２】
2009210489.tif 000004
【図３】
2009210489.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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