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公開番号2024170801
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-11
出願番号2023087530
出願日2023-05-29
発明の名称速度測定装置及び速度測定方法
出願人アズビル株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01P 3/36 20060101AFI20241204BHJP(測定;試験)
要約【課題】測定対象物に対して適正に配置されているか否かを把握できる速度測定装置を提供する。
【解決手段】第1の入射角θ₁で第1の光を測定対象物10に照射するための第1の照明光学系31Aと、絶対値が第1の入射角と同じで符号が逆の第2の入射角θ₂で第2の光を測定対象物10に照射するための第2の照明光学系31Bと、第1の光又は第2の光を照射された測定対象物からの反射光を受光する受光光学系40と、受光光学系40を通過した反射光を受光する光検出器アレイ50と、第1の光を照射したときの反射光の強度と、第2の光を照射したときの反射光の強度と、の差に基づき、受光光学系40の光軸の、測定対象物10の法線からのズレαを測定するズレ測定部301と、光検出器アレイ50で受光された反射光に基づき、測定対象物の速度を測定する速度測定部302と、を備える速度測定装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１の入射角で第１の光を測定対象物に照射するための第１の照明光学系と、
絶対値が前記第１の入射角と同じで符号が逆の第２の入射角で第２の光を前記測定対象物に照射するための第２の照明光学系と、
前記第１の光又は前記第２の光を照射された前記測定対象物からの反射光を受光する受光光学系と、
前記受光光学系を通過した前記反射光を受光する光検出器アレイと、
前記第１の光を照射したときに前記光検出器アレイで受光された前記反射光の強度と、前記第２の光を照射したときに前記光検出器アレイで受光された前記反射光の強度と、の差に基づき、前記受光光学系の光軸の、前記測定対象物の法線からのズレを測定するズレ測定部と、
前記光検出器アレイで受光された前記反射光に基づき、前記測定対象物の速度を測定する速度測定部と、
を備える、速度測定装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記受光光学系の光軸の、前記測定対象物の法線からのズレがない場合、前記第１の光を照射したときに前記光検出器アレイで受光された前記反射光の強度と、前記第２の光を照射したときに前記光検出器アレイで受光された前記反射光の強度と、の差が０になるよう、前記第１の照明光学系、前記第２の照明光学系、及び受光光学系が配置されている、請求項１に記載の速度測定装置。
【請求項３】
前記受光光学系の光軸の、前記測定対象物の法線からのズレを出力する出力装置をさらに備える、請求項１に記載の速度測定装置。
【請求項４】
前記速度測定部が、前記光検出器アレイで受光された前記反射光を空間フィルタリングして得られる信号の周波数に基づき、前記測定対象物の速度を測定する、請求項１に記載の速度測定装置。
【請求項５】
前記速度測定部が、第１の時間において前記光検出器アレイで撮像された前記反射光による第１の光分布と、第２の時間において前記光検出器アレイで撮像された前記反射光による第２の光分布と、を比較して、前記第１の時間から前記第２の時間の間における前記測定対象物の移動量を算出し、前記移動量に基づき、前記測定対象物の速度を測定する、請求項１に記載の速度測定装置。
【請求項６】
第１の入射角で第１の光を測定対象物に照射するための第１の照明光学系と、絶対値が前記第１の入射角と同じで符号が逆の第２の入射角で第２の光を前記測定対象物に照射するための第２の照明光学系と、前記第１の光又は前記第２の光を照射された前記測定対象物からの反射光を受光する受光光学系と、前記受光光学系を通過した前記反射光を受光する光検出器アレイと、を備える速度測定装置を用意することと、
前記第１の光を照射したときに前記光検出器アレイで受光された前記反射光の強度と、前記第２の光を照射したときに前記光検出器アレイで受光された前記反射光の強度と、の差に基づき、前記受光光学系の光軸の、前記測定対象物の法線からのズレを測定することと、
前記光検出器アレイで受光された前記反射光に基づき、前記測定対象物の速度を測定することと、
を含む、速度測定方法。
【請求項７】
前記受光光学系の光軸の、前記測定対象物の法線からのズレがない場合、前記第１の光を照射したときに前記光検出器アレイで受光された前記反射光の強度と、前記第２の光を照射したときに前記光検出器アレイで受光された前記反射光の強度と、の差が０になるよう、前記第１の照明光学系、前記第２の照明光学系、及び受光光学系が配置されている、請求項６に記載の速度測定方法。
【請求項８】
前記受光光学系の光軸の、前記測定対象物の法線からのズレを出力することをさらに含む、請求項６に記載の速度測定方法。
【請求項９】
前記受光光学系の光軸の、前記測定対象物の法線からのズレがなくなるよう、前記受光光学系の光軸の方向を補正することをさらに含む、請求項６に記載の速度測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、速度測定装置及び速度測定方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
測定対象物の移動速度を非接触で測定する方法が提案されている。非特許文献１は、測定対象の不規則な模様を空間フィルタに投影し、光電変換して得られた信号から特定の周期信号を抽出して、測定対象物の速度を求めることを記載している。特許文献１は、測定対象物の基準画像データと測定画像データに共通する注目部分を抽出比較して、基準画像と測定画像のずれ量を求めることにより、測定対象の変位量を算出する変位測定装置を記載している。特許文献１に記載の方法は、パターンマッチング法とも呼ばれる。特許文献２は、物体までの距離と傾き角度を検出する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００１－２４１９１９号公報
特開平１１－２５７９１７号公報
【非特許文献】
【０００４】
Yoshihisa Aizu, Toshimitsu Asakura, Spatial Filtering Velocimetry: Fundamentals and Applications (Springer Series in Optical Sciences, 116), 2006
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、測定対象物に対して適正に配置されているか否かを把握できる速度測定装置及び速度測定方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様に係る速度測定装置は、第１の入射角で第１の光を測定対象物に照射するための第１の照明光学系と、絶対値が第１の入射角と同じで符号が逆の第２の入射角で第２の光を測定対象物に照射するための第２の照明光学系と、第１の光又は第２の光を照射された測定対象物からの反射光を受光する受光光学系と、受光光学系を通過した反射光を受光する光検出器アレイと、第１の光を照射したときに光検出器アレイで受光された反射光の強度と、第２の光を照射したときに光検出器アレイで受光された反射光の強度と、の差に基づき、受光光学系の光軸の、測定対象物の法線からのズレを測定するズレ測定部と、光検出器アレイで受光された反射光に基づき、測定対象物の速度を測定する速度測定部と、を備える。
【０００７】
上記の速度測定装置において、第１の光の強度と第２の光の強度が同じであってもよい。
【０００８】
上記の速度測定装置において、受光光学系の光軸の、測定対象物の法線からのズレがない場合、第１の光を照射したときに光検出器アレイで受光された反射光の強度と、第２の光を照射したときに光検出器アレイで受光された反射光の強度と、の差が０になるよう、第１の照明光学系、第２の照明光学系、及び受光光学系が配置されていてもよい。
【０００９】
上記の速度測定装置が、受光光学系の光軸の、測定対象物の法線からのズレを出力する出力装置をさらに備えていてもよい。
【００１０】
上記の速度測定装置において、速度測定部が、光検出器アレイで受光された反射光を空間フィルタリングして得られる信号の周波数に基づき、測定対象物の速度を測定してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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