JP2010189850A - 脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置 - Google Patents
脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010189850A JP2010189850A JP2009032456A JP2009032456A JP2010189850A JP 2010189850 A JP2010189850 A JP 2010189850A JP 2009032456 A JP2009032456 A JP 2009032456A JP 2009032456 A JP2009032456 A JP 2009032456A JP 2010189850 A JP2010189850 A JP 2010189850A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rail
- distance
- derailment prevention
- guard rail
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
Abstract
二次元変位センサの検出信号を画像処理することで画像処理ロードを低減して高い精度でレールに対する脱線防止用ガードレールの位置測定をすることができる脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置を提供することにある。
【解決手段】
この発明は、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔が正規の距離にあるときに得られるレールの頭面と脱線防止用ガードレールの上面の間隔を画像処理により算出して正規の距離とのオフセット値を算出する。このことで、画像処理による算出値とのずれ量を得て、レール横断方向の画像の連続性を確保することなく、また、複数個の二次元変位センサのレール横断方向の設置状態にかかわらずにオフセット値によりずれ量分を補正することにより測定範囲(測定値)の連続性を確保する。
【選択図】 図1
Description
通常、脱線防止用ガードレールは、レールより少し高く設置されていて、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔は、年に数回程度、測定器具による手測りにてレールを基準にして高さと側面方向の距離(間隔)とが測定され、管理されている。
そこで、トロリ線摩耗量測定などと同様にカメラ等によりレールと脱線防止用ガードレールとの映像を採取してこれらの間の間隔を画像処理により自動計測することが考えられる。しかし、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔は、80mm程度はあり、レールと脱線防止用ガードレールとの両者を80mmの間隔を挟んで斜めから撮像しなければならない。
検測車の車体が上下左右に揺れる関係で、脱線防止用ガードレールに対してレンズを有するカメラ等で斜めから撮像すると、その撮像位置の変動が大きく、精度の高い測定画像が採取し難いのが現状である。しかも 斜めからカメラ等により採取した映像を画像処理する場合には、データ処理装置における画像処理ロードが大きくなり、車両走行中で処理するには測定処理に時間がかかり過ぎる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、カメラ等により撮像をすることなく、二次元変位センサの検出信号を画像処理することで画像処理ロードを低減して高い精度でレールに対する脱線防止用ガードレールの位置測定をすることができる脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置を提供することにある。
データ処理装置が、間隔が正規の距離にあるときに得られる第1の輪郭画像と第2の輪郭画像とに基づいてレールと脱線防止用ガードレールとの画像による測定間隔を算出して、この算出値と正規の距離との差を第1のオフセット値として記憶し、車両走行状態において得られる第1の輪郭画像と第2の輪郭画像に基づいて測定間隔を算出して第1のオフセット値分を補正するものである。
そこで、発明者は、レールと脱線防止用ガードレールに対してこれらの上部にそれぞれに二次元変位センサを配列してレールと脱線防止用ガードレールの間隔の走査範囲を拡大して画像処理にて測定することを考えた。
レールの輪郭画像と脱線防止用ガードレールの輪郭画像は、走行車両が左右に揺れても、多少上下動しても2つの二次元変位センサが同時に同じ方向に位置が変動するので車両の走行にほとんど影響されず、レールに対する脱線防止用ガードレールとの相対的な間隔や高さは確保されるからである。
しかし、複数個の二次元変位センサを配列すると各二次元変位センサの測定範囲(測定値)が個別である関係でこれら相互間のレール横断方向の画像の連続性を確保しなければならなくなる。上下方向においてもまた同じである。しかし、測定装置の設置状態の調整で各二次元変位センサのレール横断方向の測定値の連続性を確保することが難しいことが判った。しかも、二次元変位センサは、走行車両に設けられているので、設置位置の位置ずれが発生し易い。
そこで、このようなことを回避するために、この発明は、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔が正規の距離にあるときに得られるレールの頭面と脱線防止用ガードレールの上面の間隔を画像処理により算出して正規の距離とのオフセット値を算出する。このことで、画像処理による算出値と実測値とのずれ量を得ることができる。
このオフセット値を得ることで、レール横断方向の画像の連続性を確保することなく、また、複数個の二次元距離センサ(二次元変位センサ)のレール横断方向の設置状態にかかわらずにオフセット値による補正により測定範囲(測定値)の連続性を確保することができる。
その結果、この発明は、作業者による手測定によることなく、またカメラ等により撮像をすることなく、二次元距離センサ(二次元変位センサ)の検出信号を画像処理することで処理ロードを低減して高い精度で脱線防止用ガードレールのレールに対する位置測定をすることが可能になる。
なお、位置測定装置10は、軌道上の左右のレールに対応して設けられるが、左右とも同様な構成であるので、ここでは、その一方のみについて説明し、他方については省略する。
これらセンサヘッド2,3は、図3(a)に示すように、走行車両の車体7から下に延びたブラケットフレーム4の先端側に固定されている。センサヘッド2,3は、レール5と脱線防止用ガードレール(以下ガードレール)6とに平行になるようにそれぞれ30mm〜60mm程度離れてレール5とガードレール6と対峙して配置され、ブラケットフレーム4を介して走行車両の車体7に取付けられている。
なお、4aは、ブラケットフレーム4の先端部に取付けられたフードであり、雨等による泥跳や水跳から保護する。Lr(Lg)は、二次元測定のセンサヘッドの測定光である。
その結果、レール5とガードレール6に対するセンサヘッド2とセンサヘッド3とによる変位量の測定範囲は、ブラケットフレーム4に固定されることで、一定値となり、この測定範囲におけるレール5とガードレール6の相対的な位置関係には変動がない。
両画像の原点(0,0)は、それぞれ測定中心Or,測定中心Ogと変位センサの測定基準となるX軸との交点である。測定中心Or,測定中心Ogは、輪郭画像A,BのそれぞれのZ軸に対応している。
走行車両が左右にシフトしたとしても、また走行車両が上下動したとしても、それに応じて輪郭画像A,Bは、左右にシフトし、上下に移動するだけであるので、レール5に対するガードレール6の相対的な距離(間隔)と相対的な高さとは変化することなく、輪郭画像A,Bにおけるレール5と脱線防止用ガードレール6の間隔と高さとして表れてくる。
そこで、図1(a)に示すレール5と脱線防止用ガードレール6の間隔Lは、輪郭画像A,Bにおけるレール5と脱線防止用ガードレール6の間隔に対応する画素数と、測定中心Orと測定中心Ogの距離との関係で決定される。
なお、画像展開したときの1画素が何ミリになるかは、センサヘッド2,3の測定分解能と画面構成との関係で決定され、これらはパラメータとしてデータ処理装置20のメモリ22のパラメータ領域22i(図5参照)に記憶されている。
図1(b)において、レール5に対するガードレール6の距離(間隔L)と高さの差とを輪郭画像A,Bの画素から算出する場合、これら輪郭画像A,Bが連続するものであれば、これら輪郭画像A,Bにおける間隔を挟んだレール5の端からガードレール6の端までの画素数を算出し、1画素当たりの距離を掛ければ容易に間隔Lと高さの差とが算出できる。しかし、それには、少なくともセンサヘッド2とセンサヘッド3の測定範囲(測定値の相互間)でのレール横断方向の連続性を確保しなければならなくなる。
そこで、ここでは、図2に示すレール5と脱線防止用ガードレール6との間隔が正規の距離にある測定治具30を用いる。この測定治具30を測定して、ガードレール6とレール5との間隔が正規の距離(ここではこの距離を80mmとする。)にあるときの輪郭画像Aと輪郭画像Bとにより画像上でそれぞれに測定されるレール5とガードレール6との間隔を算出して、この算出値と正規の距離との差をオフセット値として算出する。このオフセット値により輪郭画像A,Bにおけるレール5と脱線防止用ガードレール6の間隔と実際のレール5と脱線防止用ガードレール6の間隔Lとの対応を採る。
間隔(Xr+Xg)が実際のレール5とガードレール6との間隔Lに一致するのは、輪郭画像Aと輪郭画像BのX軸が連続しているときである。
同様に、輪郭画像Aと輪郭画像Bとにより画像上で測定されるレール5とガードレール6との高さの差は、図1(b)におけるZg−Zrである。Zgは、輪郭画像BおけるX軸からガードレール6の上面6aの上面6aまでの距離であり、レール5と脱線防止用ガードレール6の間隔に接する側のガードレール6側の基準位置からの高さに相当する。Zrは、輪郭画像AにおけるX軸からレール5の頭面5aまでの高さであり、レール5と脱線防止用ガードレール6の間隔に接する側のレール5側の基準位置からの高さに相当する。
高さの差(Zg−Zr)が実際のレール5とガードレール6の高さの差に一致するのは、輪郭画像Aと輪郭画像Bの双方のZ軸の原点の位置(Z=0の位置)が一致しているときである。
輪郭画像Aと輪郭画像Bの双方のZ軸の原点の位置(Z=0の位置)の一致は、センサヘッド2,3の高さ調整により可能であるが、輪郭画像Aと輪郭画像BのX軸の高い精度での連続性の確保は難しい。しかも、センサヘッド2,3は、走行車両に設けられているので、設置位置の位置ずれが発生し易い。
そこで、ここでは、測定治具を使用して連続性を得るためのオフセット値を算出する。
なお、この測定治具30は、位置測定装置10を搭載した車両が載置されるレール31の延長線上に配置されて位置測定装置10により測定される。なお、図2は、2本あるレールのうち、1本のみを示してある。他方のレールについても同様にして測定治具30が設けられる。
32は、レール5に対応するレールブロック、33は、脱線防止用ガードレールに対応する脱線防止用ガードレールブロックである。
データ処理装置20は、実際のレール5とガードレール6との間隔Lと高さの差を測定する前に、まず、測定治具30により得られる輪郭画像Aと輪郭画像Bにより間隔Ls(=Xr+Xg)を得て、レール5とガードレール6との間隔Ls[mm]を算出して、さらにオフセット値FsをFs=80−Lsにより算出してオフセット値Fsをメモリ22のパラメータ領域22iに記憶する。
そして、輪郭画像Aと輪郭画像Bによりレール5とガードレール6との間隔Lの実測に当たっては、オフセット値Fsを加えることで、レール5とガードレール6との間隔Lを測定する。
同様に、レール5とガードレール6との高さの差のオフセット値Fhも算出して、オフセット値Fhを加えることで、レール5とガードレール6との高さの差を測定する(後述)。
図3(b)は、センサヘッド2,3とレール5とガードレール6との関係の詳細説明図であって、センサヘッド2,3は、レール5とガードレール6の上部に配置され、左右のレール5に対応してそれぞれ設けられている。
左右のセンサヘッド2,3は、それぞれに2個の二次元レーザ変位センサ2a,2bと2個の二次元レーザ変位センサ3a,3bとからなる。左右のセンサヘッド2,3の二次元レーザ変位センサ2a,2bと2二次元レーザ変位センサ3a,3bは、軌道の中心に対して対称になるように配置されている。
図1に示すセンサヘッド2,3は、これらのうち図面右側に配置されてものである。
以下では左側のレール5に対応するものを説明し、右側のレール5に対応するものは関係が対称になるだけで、内容は同様であるので割愛する。
二次元レーザ変位センサ2aと二次元レーザ変位センサ2bとの測定基準位置となるX軸(Z=0の位置)は一致している。また、二次元レーザ変位センサ3aと二次元レーザ変位センサ3bとの測定基準位置となるX軸(Z=0の位置)は一致している。ただし、後者のX軸(Z=0の位置)は、二次元レーザ変位センサ2aと二次元レーザ変位センサ2bとの測定基準位置となるX軸より少し上にある。
その理由は、脱線防止用ガードレール6は、図示するように、レール5の頭面5aの踏面(頭面の平らな部分)よりもその上面6aが少し高く設置されているからである。前記した測定治具30では基準となる高さの差は、例えば、20mmとなっている。
図面左側に示すように、センサヘッド2の測定光Lrは、二次元レーザ変位センサ2a,2bの各測定光で構成され、各測定光は、それぞれレール5の頭面5aの両側端部5b,5cを測定中心O1,O2としてそれぞれに頭面5aに対してレール横断方向に測定光を照射する。そのため、二次元レーザ変位センサ2a,2bの測定光の各測定中心O1,O2は、車両の左右の変位がないときのレール5の頭部5aの中央に立てたセンサヘッド2のの測定光Lrの測定中心Or(図1(b)のZ軸に相当)に対して対称にかつレール5の頭面5aの両側端部5b,5cに位置するようにそれぞれ所定距離だけ離れている。しかも、二次元レーザ変位センサ2a,2bの測定領域は、測定位置Orを越えて相互に測定領域がカバーされるように設定されている。
これにより、レール5の頭面5aの両側角部5b,5cを測定中心として測定光Lrがレール5の両側からそれぞれにレール5の頭面5aに照射されて頭面5aを走査する。それにより、二次元レーザ変位センサ2a,2bが検出する変位量に対応して2つの輪郭画像が生成される。
これにより、ガードレール6の上面6aの両側角部6b,6cを測定中心として測定光Lgがガードレール6の両側からそれぞれにガードレール6の上面6aに照射されて上面6aを走査する。それにより、二次元レーザ変位センサ3a,3bが検出する変位量に対応して2つの輪郭画像が生成される。
なお、センサヘッド2とセンサヘッド3との測定中心間、すなわち、測定中心Orと測定中心Og間の距離Dは、例えば、D=187mmで一定値である。そこで、隣接する内側の二次元レーザ変位センサ2aの測定光Lrの測定中心O1と二次元レーザ変位センサ3aの測定光Lgの測定中心O3との距離も走行車両の左右の揺れや上下動に対しても変化せず、一定である。
ここで、測定対象は、図4(a)に示すように、実際のレール5とガードレール6との間隔Lと高さの差Hである。
9は、距離パルス発生回路であって、走行車輪の車軸に結合され、走行距離を示す距離パルスPを発生する。データ処理装置20には距離パルス発生回路9から距離パルスPが入力されていて、走行車両の現在位置を示す走行距離が算出される。
各左右のレール5とガードレール6に対応してそれぞれ設けられた各二次元レーザ変位センサ2a,2b,3a,3bは、同一構成の回路であって、二次元レーザ変位センサ2aの1つにその内部構成を示すように、走査型投光系11と二次元CCD受光部12、そしてコントロール回路13、A/D14,そしてメモリ15とで構成されている。
二次元CCD受光部12は、例えば、各画素位置が2分割された受光エリアをXY方向(Xは走査方向,Yは高さZ方向に応じた受光方向)に二次元配列され、2分割された受光エリアの信号が差動増幅回路等を介して変位信号として各画素位置対応(X方向の走査位置対応)に出力される。
なお、受光素子としては、例えば、走査方向XとZ方向に応じた受光方向とにそれぞれPSD(ポジショニングセンサ)が配置されて用いられてもよい。
コントロール回路13は、二次元CCD受光部12による画素対応の2分割受光エリアの差の受光信号を差動増幅回路等から変位信号として受けてA/D14により変位データに変換して受光画素位置対応(X方向の走査位置対応)にメモリ15にデジタル値として記憶する。
メモリ15の受光画素位置対応(X方向の走査位置対応)の変位データは、コントロール回路13により読出されて、インタフェースコントローラ8に転送され、インタフェースコントローラ8を介してデータ処理装置20に送出され、データ処理装置20に設けられたメモリ22に記憶される。
センサヘッド2の変位データから得られる測定画像は、二次元レーザ変位センサ2a,2bから得られる2つである。この2つの測定画像は、図4(b)に示すように、二次元レーザ変位センサ2a側の変位データから得られる測定画像24aと二次元レーザ変位センサ2b側の変位データから得られる測定画像24bである。
また、センサヘッド3の変位データから得られる測定画像は、二次元レーザ変位センサ3a,3bから得られる2つである。この2つの測定画像は、図4(b)において、二次元レーザ変位センサ3a側の変位データから得られる測定画像25aと二次元レーザ変位センサ3b側の変位データから得られる測定画像25bである。
これら測定画像24a,24bと測定画像25a,25bは、メモリ22に記憶された各変位データに対してデータ処理装置20で二値化処理され、輪郭スムージング処理がされたものであり、それぞれレール横断方向に沿った輪郭画像になっている。
測定画像24a,24bは、図4(c)に示すようなレール5の頭面5aの断面輪郭を示す二値化画像24に合成される。この二値化画像24は、図1(b)におけるレール5の輪郭画像Aに対応している。また、測定画像25a,25bもガードレール6の上面6aの断面輪郭を示す二値化画像25に合成される。この二値化画像25は、図1(b)におけるガードレール6の輪郭画像Bに対応している。
なお、二値化画像25の合成に際しては、図4(a)に示すように、ガードレール6の途中の輪郭線がないので、この輪郭線を補間する処理を行う。
各二次元センサからの変位データをそれぞれに1画面の画面データに展開して二値化処理、輪郭スムージング処理が終わり、図4(b)に示す測定画像24a,24bと測定画像25a,25bを作業領域22hに記憶する。次に、MPU21は、測定画像合成処理プログラム22dをコールして実行して、測定画像24aに対して測定画像24bを結合してこれらを合成する。図4(c)の二値化画像24は、画像上でのレール5の踏面5dが連続しかつ水平になるようにし、さらに頭部の幅Wrがあらかじめ決められた所定値、例えば、65mmになるように各測定画像24aに対して測定画像24bを合成することで得られる。
このときの二値化画像24において示す測定中心O1の位置は、合成後も測定画像24aの位置と同じ位置に固定されている。その結果、二値化画像24と実際のレール5との間隔Lと高さの差Hについての位置関係は保持される。
同様に、MPU21は、測定画像25aに対して測定画像25bを結合してこれらを合成する。図4(c)の二値化画像25は、ガードレール6の上面6aが連続しかつ水平になるようにし、さらに頭部の幅WGがあらかじめ決められた所定値、例えば、150mmになるように測定画像25aに対して測定画像25bを合成することで得られる。
このときの二値化画像25において示す測定中心O3の位置は、合成後も測定画像25aの位置と同じ位置に固定されている。その結果、二値化画像25と実際のガードレール6との間隔Lと高さの差Hについての位置関係は画像上で保持される。
二値化画像24のX軸は、変位量“0”の基準位置(座標Z=0)が原点とされ、Z軸と交わる。同様に二値化画像25のX軸は、変位量“0”の基準位置(座標Z=0)が原点とされ、Z軸と交わる。
この誤差の点について説明すると、車体7がローリングした場合には、図6に示すように、前後5mm程度であるので、それぞれ水平方向の間隔誤差が0.065mm、高さ方向の誤差が0.29mm程度であり、無視できる。そこで、傾斜補正をしなくても測定にはほとんど影響を与えない。
高さ方向の誤差を説明すると、図6(a)において、レール間の距離を、例えば、1500mmとし、レール5の頭部の幅WrをWr=65mm、ガードレール6の上面の幅WgをWr=150mmとし、車体7がローリングしたことによりレール5の測定角度がθ=0.38°傾いたとし、ガードレール6の厚さを0.5mmとする。
レール5の頭部の高さの変位は、図6(b)において、65mm×sinθ=0.21mmである。そこで、レール5の頭部の高さの変位は、150mm×sinθ=0.5mmとなる。
よって、高さ方向の誤差は、0.29mm=0.5−0.21である。
次に、水平方向の間隔誤差を説明すると、図6(c)において、レール5とガードレール6の間隔を、例えば、80mmとすると、0.38°傾いたときの両者の間隔は、80×tanθ=80.0017である。また、ガードレール6の厚さによる下端部の出っ張り分は、ガードレール6の厚さを10mmとした場合に、10mm×sinθ=0.66mmとなる。
よって、水平方向の間隔誤差は、0.065=80.0−(80.0−0.066)となる。
これによりセンサヘッド2,3がレール5から30mm〜60mm程度の範囲で離れて配置されている場合には、車体7のローリングによる距離誤差を無視することができる。車体の左右の揺れによる移動に対しては、センサヘッド2,3が同時に同じ方向に移動するので、レール5に対するガードレール6の間隔(距離)についての変動の問題も無視することができる。
同様に、各測定画像25a,25bを合成する場合に、ガードレール6の上面6aの輪郭画像において各測定画像25a,25bにおける上面6aの両端部のZ座標値が実質的に一致していないときには上面6aが水平となっていないものとして傾斜補正をする。
各測定画像24a,24bの傾斜補正として、MPU21は、画像傾斜補正プログラム22cをコールしてそれぞれ測定中心O1,O2のX座標値とZ軸(座標Z=0)の交点の位置を回転中心としてレール5の踏面5aが水平となるように各測定画像24a,24bを回転補正する。その後、レール5の踏面5dが連続してかつ水平になるように測定画像24bを測定画像24aに合成して二値化画像24を得る。
各測定画像25a,25bの傾斜補正として、MPU21は、画像傾斜補正プログラム22cをコールしてそれぞれ測定中心O3,O4のX座標値とZ軸(座標Z=0)の交点の位置を回転中心としてレール6の上面6aが水平となるように回転補正する。その後、ガードレール6の上面6aが連続してかつ水平になるように測定画像25bを測定画像25aに合成して二値化画像25を得る。
なお、傾斜補正は、レール5の頭面5aの踏面5d、ガードレール6の上面6bが直線状になるように合成した後の図4(c)の二値化画像24,25を得た後に、これに対して踏面5d,上面6aの両端部のZ座標値の不一致をみて、同様な傾斜補正をしてもよい。また、このような補正は、前記補正後にさらに行うことができる。このような傾斜補正をするためにここでは、センサヘッド2,3をそれぞれ2個の二次元レーザ変位センサで構成し、それぞれにレール5の頭部5aとガードレール6の上面6bの全体的な輪郭画像をここでは得ている。
このような傾斜補正をしない場合には、センサヘッド2,3は、二次元レーザ変位センサ2aと二次元レーザ変位センサ3aだけであってもよい。
脱線防止用ガードレールの位置測定装置10が走行車両の車体7に取付けられた状態で図2のレール31に走行車両が載置されて、測定治具30のレール32とガードレール33に対峙して配置される。もちろん、残りのレールについても同様に測定治具30が設けられ、以下の測定が同様に行われてオフセット値が採取されるが、ここではこれについては同様であるので割愛する。
MPU21は、測定治具30を測定して、センサヘッド2,3からの検出信号を受けて、二値化処理プログラム22aと、輪郭スムージング処理プログラム22b、画像傾斜補正プログラム22c、測定画像合成処理プログラム22dを順次コールして実行して二値化画像24と二値化画像25をメモリ22の作業領域22hに記憶する。そして、測定治具30のレール32とガードレール33と間の間隔、例えば、L=80mmについて画像処理により距離Ls算出をする。
その算出は、図4(c)に示す二値化画像24においてレール5側の間隔に対応する部分Xr[mm]の距離がこの部分の画素数をカウントして算出される。同様に、図4(c)に示す二値化画像25においてガードレール6側の間隔に対応する部分Xg[mm]の距離がこの部分の画素数をカウントして算出される。そして、レール横断方向の画像による測定間隔(レール5側の間隔とガードレール6側の間隔との和)Lsを、Ls=Xr+Xgにより算出し、さらにオフセット値Fsを、Fs=80−Lsにより算出してパラメータ領域22iに記憶する。
なお、オフセット値Fsは、センサヘッド2,3の走査により生成される二値化画像24と二値化画像25の画像上での測定範囲がX軸方向においてレール5とガードレール6の間の間隔Lの領域に対応することなく、一部で重なっているときには負の値となる。逆に、測定範囲が離れているときには正の値となる。二値化画像24と二値化画像25の測定範囲が連続しているときにはオフセット値Fsは“0”である。
同様に、オフセット値Fhは、センサヘッド2の走査により生成される二値化画像24に対して二値化画像25のZ軸方向(X軸の位置)での測定範囲が上側(高さ方向において+側)にずれているときには正の値となり、下側(高さ方向において−側)にずれているときには負の値となる。測定範囲が一致しているのときにオフセット値は“0”である。ここでは、二値化画像25のZ軸方向での測定範囲は、この実施例では上になっているので、正の値となる。
ガードレールの位置測定は、MPU21がガードレールの位置測定プログラム22gをコールして実行することで行われる。
MPU21がガードレールの位置測定プログラム22gをコールして実行すると、MPU21は、センサヘッド2,3からの検出信号を受けて、二値化処理プログラム22aと、輪郭スムージング処理プログラム22b、画像傾斜補正プログラム22c、測定画像合成処理プログラム22dを順次実行して二値化画像24と二値化画像25をメモリ22の作業領域22hに記憶する。
次に、レール5とガードレール6と間のレール横断方向の測定間隔Ls[mm]について画像処理によりLs=Xr+Xgにより算出する。さらに、レール5とガードレール6と間のレール横断方向の間隔Lについて、L=Ls+Fsにより算出する。
同様にして、レール5とガードレール6と間の高さ方向の測定間隔Hs[mm]について画像処理によりHs=Zg−Zrにより算出する。さらに、レール5とガードレール6と間の高さ方向の間隔Hについて、H=Hs+Fhにより算出する。
そして、これらレール横断方向の間隔Lと高さ方向の間隔Hとを距離パルス発生回路9から得られる距離パルスにより算出される走行距離とともにHDD23等に記憶する。
なお、脱線防止用ガードレール6の位置測定は、脱線防止用ガードレールの有無を検出して、脱線防止用ガードレールのあるところのみ、車両走行状態で所定間隔、例えば、距離パルス発生回路9から得られる距離パルスPに応じて1mmピッチで画像処理により測定することになる。この場合の脱線防止用ガードレール6の検出は、光学センサあるいは電磁センサ等で検出することが容易にできる。もちろん、カメラで撮像して得てもよい。
また、実施例のセンサヘッドは、それぞれ2個の二次元センサを有しているが、この発明は、レール5とガードレール6との間隔に対応して設けられる1個の二次元センサをレール5とガードレール6とに対応させてそれぞれ設けるだけであってもよい。
2a,2b,3a,3b…二次元レーザ変位センサ、
3…脱線防止用のガードレール測定用のセンサヘッド、
4…ブラケットフレーム、5…レール、
6…脱線防止用ガードレール(ガードレール)、
7…車体、8…インタフェースコントローラ、
9…距離パルス発生回路、
10…脱線防止用ガードレールの位置測定装置、
11…走査型投光系、12…二次元CCD受光部、
13…コントロール回路、14…A/D、15…メモリ、
20…データ処理装置、21…MPU、22…メモリ、
22a…二値化処理プログラム、22b…輪郭スムージング処理プログラム、
22c…画像傾斜補正プログラム、22d…測定画像合成処理プログラム、
22e…レール側・ガードレール側の各間隔算出プログラム、
22f…測定画像のオフセット値算出プログラム、
22g…ガードレールの位置測定プログラム、23…HDD、
30…測定治具、31…レール、32…レールブロック、
33…ガードレールブロック。
Claims (8)
- レールに沿って所定の間隔を置いて軌道内側に設けられた脱線防止用ガードレールの前記レールに対する位置を測定する脱線防止用ガードレールの位置測定方法において、
前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面にそれぞれ対応して所定距離離れて第1および第2の二次元距離センサを対峙させて走行車両にそれぞれ設けてこれら第1および第2の二次元距離センサにより前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面に対してレール横断方向に沿って距離をそれぞれ検出し、
前記第1および第2の二次元距離センサから得られる前記距離の検出信号に基づいてそれぞれの前記レールの頭面の少なくとも前記間隔に接する側の前記レール横断方向に沿った第1の輪郭画像と前記脱線防止用ガードレールの上面の少なくとも前記間隔に接する側の前記レール横断方向に沿った第2の輪郭画像をそれぞれ得て、前記間隔が正規の距離にあるときに得られる前記第1の輪郭画像と前記第2の輪郭画像とに基づいて前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの画像による測定間隔を算出して、この算出値と前記正規の距離との差を第1のオフセット値として記憶し、車両走行状態において得られる前記第1の輪郭画像と前記第2の輪郭画像に基づいて前記測定間隔を算出して前記第1のオフセット値分を補正することにより前記間隔を測定する脱線防止用ガードレールの位置測定方法。 - 前記第1および第2の二次元距離センサはそれぞれ二次元変位センサであって、前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面に対してレール横断方向に沿って変位量をそれぞれ検出し、さらに、前記データ処理装置は、前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの高さの関係が正規の距離にあるときに得られる前記第2の輪郭画像における変位量測定の基準点から前記ガードレールの上面までの第3の距離と前記第1の輪郭画像における変位量測定の基準点から前記レールの頭面における踏面までの第4の距離との差を算出し、この差に対して前記高さ関係の正規の距離との差を第2のオフセット値として記憶し、
車両走行状態において得られる前記第1の輪郭画像と前記第2の輪郭画像に基づいて前記第3の距離と前記第4の距離の差を算出して前記第2のオフセット値分を補正することにより前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの高さの差を測定する請求項1記載の脱線防止用ガードレールの位置測定方法。 - レールに沿って所定の間隔を置いて軌道内側に設けられた脱線防止用ガードレールの前記レールに対する位置を測定する脱線防止用ガードレールの位置測定装置において、
前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面にそれぞれ対応して所定距離離れて前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面に対峙して走行車両にそれぞれ設けられ前記頭面と前記上面についてのレール横断方向の距離をそれぞれ検出する第1および第2の二次元距離センサと、
これら第1および第2の二次元距離センサからの前記距離の前記検出信号をそれぞれ受けてこれらをデジタル値に変換するA/D変換回路と、
A/D変換された各前記検出信号に基づいてそれぞれ前記レール横断方向の前記レールの頭面の少なくとも前記間隔に接する側の前記レール横断方向に沿った第1の輪郭画像と前記脱線防止用ガードレールの上面の少なくとも前記間隔に接する側の前記レール横断方向に沿った第2の輪郭画像をそれぞれ生成するデータ処理装置とを備え、
前記データ処理装置は、前記間隔が正規の距離にあるときに得られる前記第1の輪郭画像と前記第2の輪郭画像とに基づいて前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの画像による測定間隔を算出して、この算出値と前記正規の距離との差を第1のオフセット値として記憶し、車両走行状態において得られる前記第1の輪郭画像と前記第2の輪郭画像に基づいて前記測定間隔を算出して前記第1のオフセット値分を補正することにより前記間隔を測定する脱線防止用ガードレールの位置測定装置。 - 前記第1および第2の二次元距離センサはそれぞれ二次元変位センサであって、前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面に対してレール横断方向に沿って変位量をそれぞれ検出し、さらに、前記データ処理装置は、前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの高さの関係が正規の距離にあるときに得られる前記第2の輪郭画像における変位量測定の基準点から前記ガードレールの上面までの第3の距離と前記第1の輪郭画像における変位量測定の基準点から前記レールの頭面における踏面までの第4の距離との差を算出し、この差に対して前記高さ関係の正規の距離との差を第2のオフセット値として記憶し、
車両走行状態において得られる前記第1の輪郭画像と前記第2の輪郭画像に基づいて前記第3の距離と前記第4の距離の差を算出して前記第2のオフセット値分を補正することにより前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの高さの差を測定する請求項3記載の脱線防止用ガードレールの位置測定装置。 - 前記第1の輪郭画像は、前記レール横断方向における前記レールの頭面全体の画像であり、前記第2の輪郭画像は、前記レール横断方向における前記ガードレールの上面全体の画像である請求項4記載の脱線防止用ガードレールの位置測定装置。
- 前記第1の二次元変位センサは、前記レールの頭面の両側端部を測定中心としてそれぞれに前記レールの頭面に対してレール横断方向に測定光を照射する第3および第4の二次元変位センサを有し、
前記第2の二次元変位センサは、前記脱線防止用ガードレールの上面の両側端部を測定中心としてそれぞれに前記脱線防止用ガードレールの上面に対してレール横断方向に測定光を照射する第5および第6の二次元変位センサを有し、
前記第3の二次元変位センサと前記第5の二次元変位センサとが前記間隔に対応して配置され、
前記データ処理装置は、前記第3および第4の二次元変位センサの前記検出信号に基づいてそれぞれ前記レール横断方向に沿った第3および第4の輪郭画像をそれぞれ生成して前記第3の輪郭画像に対して第4の輪郭画像を合成することで前記第1の輪郭画像を生成し、かつ前記第5および第6の二次元変位センサの前記検出信号に基づいてそれぞれ前記第5および第6の輪郭画像をそれぞれ生成して前記第5の輪郭画像に対して第6の輪郭画像を合成することで前記第2の輪郭画像を生成する請求項5記載の脱線防止用ガードレールの位置測定装置。 - 前記第1の二次元変位センサの前記レール横断方向の変位量の前記検出信号に基づいて前記レールの傾きが算出されて前記第1の輪郭画像における前記レールの頭面の傾きが補正される請求項5記載の脱線防止用ガードレールの位置測定装置。
- 前記第2の二次元変位センサの前記レール横断方向の変位量の前記検出信号に基づいて前記ガードレールの傾きが算出されて前記第2の輪郭画像における前記ガードレールの上面の傾きが補正される請求項7記載の脱線防止用ガードレールの位置測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009032456A JP5302707B2 (ja) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | 脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009032456A JP5302707B2 (ja) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | 脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010189850A true JP2010189850A (ja) | 2010-09-02 |
| JP5302707B2 JP5302707B2 (ja) | 2013-10-02 |
Family
ID=42816177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009032456A Active JP5302707B2 (ja) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | 脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5302707B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013203094A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Hitachi High-Technologies Corp | 検測車動揺状態補正方法及び装置、並びに検測方法及び装置 |
| TWI455841B (zh) * | 2011-04-10 | 2014-10-11 | Wilfried Scherf | 為了維修鐵軌目的而用於測量鐵軌區段的裝置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108004860A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-05-08 | 浙江维思无线网络技术有限公司 | 一种轨道测量用光学测量标志识别维护方法及装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008297845A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄道車両用脱線防止ガードの敷設位置診断方法 |
-
2009
- 2009-02-16 JP JP2009032456A patent/JP5302707B2/ja active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008297845A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 鉄道車両用脱線防止ガードの敷設位置診断方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI455841B (zh) * | 2011-04-10 | 2014-10-11 | Wilfried Scherf | 為了維修鐵軌目的而用於測量鐵軌區段的裝置 |
| JP2013203094A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Hitachi High-Technologies Corp | 検測車動揺状態補正方法及び装置、並びに検測方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5302707B2 (ja) | 2013-10-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104024081B (zh) | 铁轨的位移检测装置 | |
| US10589763B2 (en) | Method and measuring system for registering a fixed point adjacent a track | |
| EP2960620A1 (en) | Wear measuring device and method for same | |
| CN109477313B (zh) | 用于测量轨道的系统和方法 | |
| JP5494286B2 (ja) | 架線位置測定装置 | |
| JP7354152B2 (ja) | 軌道のレールの実際位置を求めるための方法 | |
| JP6206957B2 (ja) | トロリ線測定装置及びトロリ線測定方法 | |
| JP5453130B2 (ja) | アタック角測定装置及び測定方法 | |
| JP6669294B1 (ja) | パンタグラフ変位測定装置及びトロリ線硬点検出方法 | |
| TWI519763B (zh) | Line measuring device | |
| JP6159177B2 (ja) | 架線位置計測装置及び方法 | |
| JP5763974B2 (ja) | ふく進測定装置、ふく進測定システム及びふく進測定方法 | |
| US20190078876A1 (en) | Road surface displacement detection device and suspension control method | |
| JP5302707B2 (ja) | 脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置 | |
| JP5422322B2 (ja) | レール変位量測定におけるレール検出方法およびレール変位量測定装置 | |
| CN113256512B (zh) | 深度图像的补全方法、装置及巡检机器人 | |
| JP2018044816A (ja) | 碍子検出装置及び碍子検出方法 | |
| JP2005147878A (ja) | トロリ線摩耗量測定方法および測定装置 | |
| CN109238149B (zh) | 车体姿态检测装置和接触线动态偏移量检测系统 | |
| JP3442171B2 (ja) | 鉄道用測量装置 | |
| JP2024087823A (ja) | 車両動揺補正装置及び車両動揺補正方法 | |
| JP5809091B2 (ja) | 台車姿勢検出方法 | |
| JP2019015508A (ja) | 架線測定装置および架線測定方法 | |
| JP5117368B2 (ja) | 跨座型モノレールの走行路摩耗量の測定装置 | |
| JP3723881B2 (ja) | 軌道間隔測定方法および軌道間隔測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110419 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20110419 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111222 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121217 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130604 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130621 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5302707 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |