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高速円運動視による三次元流速分布計測装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 11555056
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 流体工学
研究機関宮崎大学 (2000-2002)
佐世保工業高等専門学校 (1999)

研究代表者

川末 紀功仁  宮崎大学, 工学部, 助教授 (20214645)

研究分担者 菊池 正憲 (菊地 正憲)  宮崎大学, 工学部, 教授 (80091677)
大宅 雄一郎  株式会社西日本流体技術研, エンジニアリング本部, 研究員
志久 修  佐世保工業高等専門学校, 助教授 (00235516)
玉島 正裕  株式会社西日本流体技研, エンジニアリング本部, 研究員
研究期間 (年度) 1999 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2001年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2000年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1999年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード画像処理 / 計測 / 三次元 / 流体 / 粒子 / TVカメラ / 流速 / ステレオ視 / 三角測定 / 屈折レンズ / トレーサ粒子 / CCDカメラ / 画像 / 速度
研究概要

三次元粒子画像計測法(3D-PTV)は,流体中のトレーサ粒子の挙動を三次元的に計測する手法で,実用化のために様々な手法が提案されている.しかしながら,一般的な3D-PTVでは,ステレオ法の原理に基づくため,異なる角度に設置した複数台のTVカメラ間でトレーサ粒子の対応をとる必要がある.画像内に多数のトレーサ粒子が存在する場合,対応が困難になる場合がある.また,計測精度を上げるには視差を大きくする必要があり,さらに対応が取りにくくなる.
そこで,研究代表者らは屈折レンズを高速に回転させ,撮影される映像にTVカメラの受像面に平行な円運動を加えることで三次元計測を行う円形シフト法を開発した.また,本研究では,円形シフト法とステレオ視を組み合わせることで,それぞれの欠点を補う手法を開発した.円形シフト法を用いた単体の計測器でも,トレーサ粒子の位置を三次元的に計測することが可能であるが,同一の粒子が異なる位置に設置した計測器からも撮影されている場合には,ステレオ視の方法を組み合わせることで,さらに計測精度を向上することが可能になった.開発した方法により比較的大きな視差が存在する場合でもTVカメラ間の粒子対応を取ることができる.計測範囲が広い対象に対しては,本計測器を複数台並べて設置することにより,計測することが考えられる.計測器の複数使用による計測範囲の拡大のみならず,精度が要求される領域に対してはそれぞれの計測器の撮影領域を重複させることで計測精度の向上が見込まれる.提案した手法により,単眼で計測を行う場合と比較して,誤差を30%程度に削減できることを確認した.
また,本研究において画像処理によって得られる計測データとワールド座標系の関係式をマトリックス表記し,マルチスポットレーザを用いて効率的に2台の計測器のキャリブレーションを行う手法を確立した.

報告書

(5件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] Kikuhito Kawasue: "Automatic Extraction of Particle Streaks for 3D Flow Measurement"Proceedings of the 14^<th> Korea Automatic Control Conference. 1. 270-273 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kawasue: "Two-dimensional measurement of Micro Deformation using An Image Correlation Method"Proceedings of the Fourth Asian Conference on Computer Vision. 1. 771-776 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川末 紀功仁: "円形速度バイアス法による三次元計測(画像処理の自動化手法)"日本機械学会論文集(C偏). 67巻. 2877-2882 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Kawasue: "Circular dynamic stereo and its application"Proc.of the 3^<rd> WSEAS symposium on mathematical methods and computational techniques in electrical engineering. 1. 5301-5306 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川末紀功仁: "円形シフト法とステレオ法を組み合わせた粒子運動の三次元計測"可視化情報学会論文集. Vol.22・No.12. 94-99 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川末 紀功仁: "円形速度バイアス法による三次元計測 (マルチスポットレーザの配列を考慮した計測精度向上手法)"日本機械学会論文集. (印刷中).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuhito Kawase: "Automatic Extraction of Particle Streaks for 3D Flow Measurement"Proceedings of the 14th Korea Automatic Control Conference. Vol.1. 270-273 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kawase: "Two-dimensional measurement of Micro Deformation using an Image Correlation Method"Proceedings of the Fourth Asian Conference on Computer Vision. Vol.1. 771-776 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kawase: "Three-dimensional Measurement Using Circular Velocity bias (Automatic Extractions of Circular Streaks)"Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol.67-661. 129-131 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kawase, O. Shiku: "Circular dynamic stereo and its application"Proc. of the 3rd WSEAS symposium on mathematical methods and computational techniques in electrical engineering. Vol.1. 5301-5306 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Kawase: "Three-dimensional Measurement of Particle Movement Using Circular Shifting and Stereo Vision"Transactions of the Visualization Society of Japan. Vol.22-12. 94-99 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kikuhito Kawasue: "Automatic Extraction of Particle Streaks for 3D Flow Measurement"Proceedings of the 14^<th> Korea Automatic Control Conference. 1. 270-273 (1999)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawasue: "Two-dimensional measurement of Micro Deformation using An Image Correlation Method"Proceedings of the Fourth Asian Conference on Computer Vision. 1. 771-776 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川末 紀功仁: "円形速度バイアス法による三次元計測(画像処理の自動化手法)"日本機械学会論文集(C偏). 67巻. 2877-2882 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawasue, O.Shiku: "Circular dynamic stereo and its application"Proc. of the 3^<rd> WSEAS symposium on mathematical methods and computational techniques in electrical engineering. 1. 5301-5306 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川末 紀功仁: "円形シフト法とステレオ法を組み合わせた粒子運動の三次元計測"可視化情報学会論文集. Vol.22,No.12. 94-99 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kikuhito Kawasue: "Automatic Extraction of Particle Streaks for 3D Flow Measurement"Proceedings of the 14^<th> Korea Automatic Control Conference. 1. 270-273 (1999)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawasue: "Two-dimensional measurement of Micro Deformation using An Image Correlation Method"Proceedings of the Fourth Asian Conference on Computer Vision. 1. 771-776 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 川末 紀功仁, 大宅 雄一郎, 石松 隆和: "円形速度バイアス法による三次元計測(画像処理の自動化手法)"日本機械学会論文集(C偏). 67巻. 2877-2882 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawasue, O.Shiku: "Circular dynamic stereo and its application"Proc. of the 3^<rd> WSEAS symposium on mathematical methods and computational techniques in electrical engineering. 1. 5301-5306 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Kikuhito Kawasue: "Automatic Extraction of Particle Streaks for 3D Flow Measurement"Proceedings of the 14^<th> Korea Automatic Control Conference. 1. 270-273 (1999)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kawasue: "Two-dimensional measurement of Micro Deformation using An Image Correlation Method"Proceedings of the Fourth Asian Conference on Computer Vision. 1. 771-776 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] aKikuhito Kawasue: "Automatic Extraction of Particle Streaks for 3D Flow Measurement"Proceedings of the 14^<th> Korea Automatic Control Conference. 1. 270-273 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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