JPH0493607A - 軌道検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、走行する軌道車両から地上に敷設された軌道
の検査を行うための軌道検査装置に関し、更に詳しくは
、軌道上の構造物の存在の検出結果に基づいて検査対象
物の画像を撮影する軌道検査装置に関するものである。

［従来の技術］ 鉄道の軌道は、一般に過酷な条件で使用されるため、車
両の安全走行を維持するための軌道の管理が不可欠であ
り、軌道の各構造物を全数監視する必要がある。従来の
軌道の検査は、レールの軌間や水準、高低、平面性等の
軌道狂い検査などの一部の例を除いて、人間が軌道上を
実際に歩行しながら目視又は測定器等を用いることによ
って行われていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のような従来の測定方法では、人間が軌道
上を歩行するため、多大な労力と時間が必要であるとい
う問題点があった０本発明は、かかる点に鑑みてなされ
たものであり、走行する車両から必要な検査対象物のみ
を確実に撮影し、撮影した画像に基づいて軌道を検査す
ることのできる軌道検査装置を提供することを目的とす
るものである。

［問題を解決するための手段１ 上記目的を達成するために、 本発明の軌道検査装置は走行する車両に搭載され、第１
図に示す如く、 ｆａ）　　軌道の構造を測定しその構造に応した信号を
出力する軌道構造測定手段１と、 （ｂ）　　前記軌道構造測定手段によって得られる信号
を処理する測定信号処理手段２と、 （ｃ）　　装置全体を搭載した車両の速度を測定する車
両速度測定手段３と、 ｆｄ＋　　前記車両速度測定手段によって得られる測温
速度によって前記測定信号処理手段を制御する信号処理
制御手段４と、 ｆｅ）　　前記測定信号処理手段の出力信号によって軌
道の特定の構造物を検出する軌道構造物検出手段５と、 ｆｆ）　　前記軌道Ｆｉｌ造物接物検出手段出信号によ
って前記軌道上の画像を壜影する撮像手段６と を有する。

車両速度測定手段からの速度情報がデジタルで与えられ
る場合、車両速度測定手段は速度信号を直接にデジタル
信号で出力する車両速度測定部から成り、又は速度情報
がアナログ信号のときその信号をデジタルに変換して出
力するＡ／Ｄ変換部を更に有する。信号処理制御手段は
速度のデジタル信号を入力して車両速度に依存した周波
数をもつカットオフ周波数決定クロックを出力するマイ
コンから成る。撮像手段を走行する車両へ取付ける位置
は車両進行方間に対して超音波送信器から後側にし、そ
の量は撮像トリガー信号を発するタイミング調整量で決
められる。

また車両速度測定手段からの速度情報がアナログで与え
られる場合、信号処理制御手段はアナログの速度情報を
車両速度に対応した周波数をもつクロックに変換するＶ
／Ｆ変１１２！部から成る。軌道構造物検出手段は２車
両速度測定部からのアナログ速度情報と、あやまり訂正
部からの軌道ｔ＊造物検知信号を入力とし、信号平滑部
での位相遅れを補償する位相補償部を有している。

［作用１ 本発明に係わる軌道検査装置においては、軌道構造測定
手段ｌによって出力される軌道構造に関する信号を、測
定信号処理手段２によって整形し、この信号を軌道構造
物検出手段５を通すことによって、軌道の特定の構造物
を検出する。そして、この検出信号に基づいて、撮像手
段６によって軌道上の検査対象物の画像を撮影する。

ここで、軌道構造測定手段１によって出力される軌道構
造に関する信号は、装置を搭載した車両の走行速度に依
存して変形するため、測定信号処理手段２による整形は
、車両の走行速度に依存した処理を行うことが必要であ
る。このために、車両速度測定手段３によって車両の速
度を測定し、信号処理制御手段４は、この測定値に基づ
いて測定信号処理手段２を制御し、車両の走行速度に左
′右されない信号整形を行う。

軌道構造物検出手段５によって検知される軌道上の構造
物と、画像を撮影する検査対象とは、両者の位置関係が
ほぼ一定であることが必要であり、同一のものであって
もよい。

このようにすると、軌道上の検査対象物がランダムに多
数あり、かつ軌道検査装置を搭載した車両が高速で走行
している場合でも、全ての検査対象物の画像を確実に撮
影することができる。

撮影した画像は、その場で又は持ち帰った後に画像処理
装置を通すことによって検査対象物の良否を自動的に判
定することができるし、人間が直接この画像を見ること
によって、良否判定を行ってもよい。

［実施例１ 以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。

本実施例は、レール締結装置の検査（例えばレール締結
ボルトの緩み検査）に関するもので、走行している車両
から締結装置の画像を自動的に撮影する装置を示してい
る。

第２図、第３図にそれぞれ本実施例の構成の側面図、平
面図を示す。

第２図において、装置全体は、走行している車両２Ｄに
搭載される。第１図の軌道構造測定手段１に対応する超
音波センサ送信部ｌＯ１同受信部１０’によって、軌道
上の構造物の傾きを測定する。この測定信号をフィルタ
一部１．１を通した後に、マクラギ検出部１２に入力す
ることにより、軌道上の特定の構造物であるマクラギ２
６を検出する。次に、このマクラギ検出部１２によって
得られたマクラギ検出信号を、第１図の撮像手段６に対
応するＴＶ左カメラ５、ストロボ１６に入力することに
より、検査対象物であるレール締結装置２７の画像を自
動的に撮影する。（実際には、ＴＶカメラコントローラ
１５′、ストロボコントローラ１６′に信号を入力し、
ＴＶ左カメラ５、ストロボ１６で画像を機影する。）撮
影した画像は、画像メモリ１７に蓄積する。ここで、速
度センサ１３で、装置を搭載した車両の走行速度を測定
し、その値をフィルター選択部１４に入力して、フィル
タ一部１１のフィルターを走行速度に応じて選択する。

フィルタ一部１１．マクラギ検出部Ｉ２、速度センサ１
３、フィルター選択部１４が、それぞれ第１図の測定信
号処理手段２、軌道構造物検出手段５、車両速度測定手
段３、信号処理制御手段４に対応する。

本実施例では、検査対象物のレール締結装置２７の画像
を機影するのに、検査対象物でないマクラギ２６を検知
しているが、これは以下の理由による。車両２０がカー
ブを通過する時、車両に取り付けた搭載物（軌道構造を
測定するセンサ）は、これが車軸上に配置されている場
合を除いて（実際にはこの位置にセンサを配置するのは
難しい、）、レールの長手方向に対して垂直に変位する
。従って、レール直線部分でセンサをレール締結装置２
７の真上に配置してレール締結装置２７を検出できたと
しても、車両がカーブを通過する時は、センサは必ずし
もレール締結装置２７上を通過せず、この検出が出来な
くなる可能性がある。

方、マクラギ２６はレール締結装置２７と１対ｌに対応
しており、またレール長手の垂直方向にも十分な長さが
あるので、センサがたとえこの方向に変位しても問題な
い。

第３図は、第２図を上から見た図である。超音波センサ
１Ｏ１１０′　は車両中央で下に向けて配置されること
によって、マクラギ２６を検出し、撮像手段であるＴＶ
左カメラ５、ストロボ１６はレール締結装置２７（図示
していない）のあるレール２５上にほぼ位置するように
配置されている。　　（ＴＶカメラの画角は十分大きく
カメラがレール長手方向に変位してもレール締結装置２
７が十分に撮影できる。）ここで、レール締結装置がレ
ールをはさんで両側に位置していることを考慮してスト
ロボ１６の形状は環状であり、ＴＶ左カメラ５はストロ
ボの中心開口部に差し込まれる形で配置されている（第
３図）、このように環状ストロボを使用する理由は、軌
道上の撮影領域がほぼ均一に照明されると共に高速走行
で走り去る撮影領域を瞬間固定して真上の方向から撮影
でき、且つ撮像系を非常にコンバクトな形に構成するこ
とができるからである。

次に超音波センサ送信部ｌＯ１同受信部１０′フィルタ
一部１１、マクラギ検出部１２、速度センサ１３、フィ
ルター選択部１４によるマクラギ検出について説明する
。超音波センサは、通常センサから出た超音波パルスが
検査物体の表面で反射されてセンサに戻ってくるまでの
時間を測定することによってセンサと検査物体との間の
距離を測定する。しかしながら、本実施例で対象として
いるマクラギと道床バラスト（砂利、砕石）から成る一
般の軌道では、横位置からみて、マクラギと道床バラス
トがほぼ同一高さにあるため（第４図）、時間測定によ
る距離測定を使ってのマクラギの検出は難しい。

一方、超音波には反射面が粗面であっても、反射面に対
して入射角と反射角が等しい正反射の方向に反射すると
いう性質がある。この性質を利用することによって、は
ぼ真上を向いているマクラギ２６と任意の方向を向いて
いる道床バラスト２８とが選別できる。すなわち、第４
図に示すように超音波センサ送信部ｌＯから出た超音波
は、はぼ真上を向いているマクラギに入射すれば、これ
によって正反射して、この方向に配置された超音波セン
サ受信部ＩＯ′にて受信されるが、必ずしも真上を向い
ていない道床バラストに入射した場合には、これと違っ
た方向に反射され、超音波センサ受信部１０′　にて受
信されない、従って、超音波センサ受信部１０’の受信
信号強度を測定すれば、マクラギと道床バラストが選別
できる。第５図に超音波センサ受信部１０′の受信信号
の全波整流後の振幅変化を示す。図の山の部分がマクラ
ギに、それ以外の部分が道床バラストに対応する。超音
波の種類としては、連続波とパルス波が考えられるが、
本実施例においては連続波が、また軌道構造物の検出に
距離情報を利用するならばパルス波が望ましい。また超
音波センサ送信部１０に適当な形状のホーンを付けるこ
とによってその指向性を高め、マクラギ部分と道床バラ
スト部分の受信信号強度差を大きくして、マクラギ検出
精度を上げることが望ましい。

道床バラスト２８は任、徹の方向を向いているが、中に
はマクラギ２６と同様に真上を向いているもの、あるい
は、マクラギ２６の上面に道床バラストが載っているも
のがある。このような場合には、第５区に示すようにマ
クラギ以外の部分で受信信号強度が大きくなったり、マ
クラギ部分で一時的に受信信号強度が小さくなったりし
て、マクラギ検出の誤りの原因となる。

このために、マクラギの巾がほぼ一定であることを利用
し、受信超音波信号に適当な信号処理を行って誤検出を
防ぐことができる。具体的には、第５図の受信信号を車
両のマクラギ通過周波数に合わせた特性を有するローパ
スフィルター（第２図のフィルタ一部１１に対応する）
を通すことによって、第６図に示すように平滑化し、マ
クラギに比べて十分中の狭い物体（道床バラスト）から
の寄与を取り除＜、シかしながら、マクラギの通過周波
数は車両の走行速度に依存して一定でないため（走行速
度が大きくなれば周波数は太きくなる）１．１つの特性
のみを有するフィルターでは検圧率の向上が十分でない
。このため、ローパスフィルターの特性を車両の走行速
度に応じて可変、あるいは切り換え式にし、マクラギの
通過周波数が変化しても、同じような平滑化ができるよ
うにする必要がある。この目的のために、本実施例では
車両の走行速度を速度センサ１３で測定し。

この値に基づいてフィルター選択部１４によって、フィ
ルタ一部１１の特性を選択している。

第７図〜第９図に本実施例の信号処理系のブロック図を
示す。

第７図は車両速度測定手段からの速度情報がデジタルで
５久られる場合、第８図、第９図はこれがアナログで与
えられる場合の実施例である。

第７図において、超音波駆動部３０′　で駆動された超
音波送信器３０から出た超音波は、軌道２４で反射した
後、超音波受信器３１で受信される。この受信後の超音
波信号は、受信信号増幅部３１′　で増幅された後、受
信信号エンベロープ検出部３２でそのエンベロープを検
出する。ここでは、周波数が数十ｋＨｚの超音波信号を
全波整流すると共にカットオフ周波数がマクラギの通過
周波数より高い数百Ｈｚのローパスフィルターを通すこ
とにより、そのエンベロープを検出している。このマク
ラギの通過周波数は車両速度に依存するため、上述のよ
うに車両速度に応じてフィルターの特性を切り換えるこ
とのできる信号平滑部３３によって、超音波エンベロー
プ信号の車両速度に左右されない形での平滑化を行う、
信号平滑部３３にはプログラマブルフィルター、その中
でも入力するクロックの周波数でローパスフィルターの
カットオフ周波数を変えることのできるスイッチドキャ
パシターフィルターを使用している。そして、このスイ
ッチドキャパシターフィルターに入力するクロックの周
波数を速度に依存させることにより、車両速度に左右さ
れない形での平滑化を行うことができる。次にこのフィ
ルターに入力するクロックについて説明する。車両速度
測定部３４では、車両の車輪に取り付けた速度発電機等
によって車両速度を測定し、その速度情報をデジタル信
号で出力する。このデジタルの速度信号をマイコン３５
に入力し、そこから車両速度に依存した周波数をもつカ
ットオフ周波数決定クロックを出力する。そして、この
カットオフ周波数決定クロックを信号平滑部３３に入力
し、車両速度に左右されない形での超音波エンベロープ
信号の平滑化を行う、このようにして得られた超音波平
滑化信号はコンパレート部３６に入力し、特定の軌道構
造物（マクラギ）を検知する。コンパレート部３６では
、第６図に示すような超音波平滑化信号に対してある一
定の電圧のしきい値を設定し、信号がこのしきい値を上
回った場合をマクラギであると判定して、デジタルの軌
道構造物検知信号を出力する。この軌道構造物検知信号
を撮像部３８に撮像トリガー信号として入力すれば、目
的のレール締結装置の画像を撮影できるが、ここでは更
に以下のような処理を行っている。あやまり訂正部３７
では、上述の処理でも除去できなかった特定の軌道構造
物の誤検知を更に低減させるもので、具体的な内容に関
しては、後に説明する。このあやまり訂正部３７を通し
た軌道構造物検知信号は、マクラギと１対１に対応して
いるが、超音波センサがマクラギを通過してから軌道構
造物検知信号が出力されるまでの時間は必ずしも一定で
はない。この原因は、信号平滑部３３ではカットオフ周
波数可変のローパスフィルターでのフィルタリング処理
を行っているため、このカットオフ周波数に依存した形
での信号の位相遅れ（Ｍ間遅れ）を生じてしまうためで
ある。このタイミングの一定しない軌道構造物検知信号
を撮像トリガー信号に使用すると、撮影された画像によ
ってレール締結装置の位置が一定せず、画像処理によっ
てレール締結装置を検査する場合、画像処理時間が増大
すると共に誤りを起こす可能性がある。また、画像の解
像度を上げるために撮像範囲を挟めた場合には、レール
締結装置が画像から外れてしまう可能性もある。これを
防ぐためには信号平滑部３３での位相遅れを補償する必
要があるが、ここではマイコン３５を用いて、種々のタ
イミングで出力された軌道構造物検知信号から撮像トリ
ガー信号を発するまでの時間、すなわち超音波センサが
マクラギを通過してから撮像トリガー信号を発するまで
の時間を調整している。信号平滑部３３での位相遅れ量
は、ローパスフィルターのカットオフ周波数すなわち車
両速度に依存しているが、これはそれぞれの車両速度に
対して既知の量である。そして、この位相遅れ時間と車
両速度の積が画像中でのレール締結装置の撮影位置に対
応するが、マイコン３５には車両の速度情報が入力され
ているため、これとあらかじめ記憶されているバクーン
化された位相遅れ情報にしたがってこのタイミング調整
を行い、画像中でのレール締結装置の撮影位置を一定（
画面中のほぼ中央）にする、但し、この場合は超音波セ
ンサがマクラギを通過してから撮像トリガー信号を発す
るまでに必ず時間遅れがあるため、撮像部３８の車両へ
の取り付は位置は第１０図に示すように車両進行方向に
対して超音波センサより後側にする必要がある。（図で
は車両が右側へ進行している）そして、その量は前述の
タイミング調整量によって決められ１、これらの関係は
次式のようになる。

Ｌａ＝ｄ　／　Ｖ　　−ｔｄｍ ここでｔａ　　　マイコン又は後述の位相補償部による
撮像トリガー信号を発するタイミン グ調整時間、 ｄ：　軌道上の超音波センサ測定部分とカメラ損像部分
の間の距離、 ■・　車両速度 ｔｄ　ｆＶ）　　　信号平滑部での位相遅れ時間。

また、第１Ｏ図の実施例では車両が逆方向に走行した場
合は対応できないが、これに対しては超音波センサを壜
像部３８の両側にそれぞれ取り付けて、走行方向によっ
て使用するセンサを切り換えればよい。

次にあやまり訂正部３７について説明する。本発明にお
いては車両速度に左右されない形での平滑化を行ってい
るため、これによって大部分の狽検知は除去できる。し
かしながら、軌道上のマクラギ以外の部分に鉛直を向い
ている面の巾がマクラギに対して無視てきない程度の広
さをもつ構造物がある場合（例えば通信線のカバー）、
またマククギ上に鉛直以外の方向を向いている面の巾が
マクラギに対して無視できない程度の広さをもつ構造物
が載っている場合（例えば、道床バラストがマクラギの
ほぼまん中に広範囲で載っている）は、上述の平滑化だ
けでは誤検知が完全に除去できない可能性がある。あや
まり訂正部３７はこのような場合に対処するためのもの
で、その対処例として考えられる２つの方法について説
明する。第１の例は、第１１図に示すように複数の超音
波センサを使用するもので（図では３個の超音波センサ
を使用する場合を示している）、この内の１つ、あるい
は複数（全てではない）に上述の原因による誤検知があ
ったとしても、例えばこれらのセンサのコンパレート部
の軌道構造物検知信号の論理和、積を適当に組み合わせ
て取ることにより、これを除去することができる。この
方法は、誤検知の原因となっている構造物がある領域に
固まっていて、複数のセンサの内の一部の検出領域がこ
の構造物から外れている場合（例えば、マクラギの一部
に道床バラストが固まって載っている）にのみ有効であ
る。この方法では、超音波送信器３０超音波駆動部３０
′、超音波受信器：）１、受信信号増幅部３１、受信信
号エンベロープ検出部３２、信号平滑部３３．コンパレ
ート部３６はそれぞれ超音波センサの個数分だけ必要で
ある。但し、この複数の超音波センサの周波数を超音波
受信器３１の受信周波数帯域に比べて十分に異なったも
のにすれば、複数の超音波が干渉されることなく受信で
き、特別の電気回路の追加が不要になる。第２の例は鉛
直の軌道構造物から反射される時間がマクラギ通過に要
する時間に相当しているかどうかを判定するもので、マ
クラギの巾が既知なので、これより巾の狭い通信線のカ
バー等を識別、除去できる。

但し、マクラギを通過するのに要する時間は車両速度に
依仔するため、マイコン３５で車両速度情報に基づいて
これを計算し、あやまり訂正部３７にその結果を送る。

あやまり訂正部３７では、その結果に基づいて軌道構造
物がマクラギであるかどうかを判定し、マクラギであれ
ば軌道構造物検知信号を上述のようにマイコン３５に入
力した後、撮像トＪガー信号を発する。

第８図の実施例は車両速度測定部３４からの速度情報が
アナログで与えられる場合で、ここではアナログの速度
情報をへ／Ｄ変換部３９によってデジタルに変換し、こ
れをマイコン３５に入力する。これ以外については、第
７区の実施例と同様である。

第９図の実施例はマイフンを使用しない場合で、車両速
度測定部３４から与えられるアナログの速度情報をＶ／
Ｆ変換部４０によって、車両速度に対応した周波数をも
つクロックに変換し、これを第７図の実施例と同様に信
号平滑部３３のスイッチドキャバシターフィルターへの
カットオフ周波数決定クロックとする。また、第７図の
実施例では信号平滑部３３での位相遅れをマイコンによ
って補償しているが、ここでは位相補償部４１にアナロ
グの速度情報を入力することにより、電気回路でこれを
行っている。その他については、第７図の実施例と同様
である。

以上説明してきた第７図〜第９図の実施例は必ずしもこ
れに限られるものではなくこれらの一部を省略したもの
、及びこれらを複合したものも含まれることはいうまで
もない。

第７図の超音波送信器３０．超音波駆動部３０超音波受
信器３１、受信信号増幅部３１′、受信信号エンベロー
プ検出部３２が第１図の軌道構造測定手段１に、信号平
滑部３３が測定信号処理手段２に、車両速度測定部３４
が車両速度測定手段３にマイコン３５が信号処理制御手
段４に、コンパレート部３６、あやまり訂正部３７が軌
道構造物検出手段５に、撮像部３８が擬像手段６にそれ
ぞれ対応している。

また第８図では、車両速度測定部３４とＡ／Ｄ変換部３
９が第１図の車両速度測定部３４に、第９図では、Ｖ／
Ｆ変換部４０が信号処理制御手段４に、またコンパレー
ト部３６、あやまり訂正部３７、位相補償部４１が軌道
構造物検出手段５にそれぞれ対応している。

このようにして得られた撮像トリガー信号を撮像部３８
に対応するＴＶカメラ、ストロボに入力して、レール締
結装置の画像を撮影する。この画像を用いて実際のレー
ル締結装置の検査を行うためには、この良否を何らかの
方法によって可視化する必要かある、この方法としては
、レール締結ボルトの緩み検査の場合には、ボルト締結
時にその頭面に決まった方向の白線を引きボルト緩みに
ともなった白線の回転角によって緩みを判定する方法や
、ボルト締結時に緩み止め金具を取り付け、その取り付
は状態（レール締結装置か緩むと金具か外れる）によっ
て緩みを判定する方法などかある。また線ばねによるバ
ントロールレール締結装置の場合にはその外れの有無を
判定すればよい。

このようにしてレール締結装置の良否か可視化できれば
、持ち帰ったレール締結装置の画像を人間か見て判定し
てもよい、あるいは１画像処理装置を用いることによっ
て、その場て、又は持ち帰った後に、レール締結装置の
画像を画像処理することによって、軌道上のレール締結
装置の検査を自動的に行うことかてきる。

以上、マクラギを用いたレール締結装置検査について述
べてきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
多くの軌道検査装置として利用できる。例えば、上記の
実施例では、第５図の超音波信号によってマクラギと道
床バラストの識別ができることを説明したが、軌道上に
噴泥が発生した場合は、これによる超音波の反射によっ
て信号の様子が変わるため、第７図〜第９図と同じよう
な構成で噴泥の存在を検知することもできる。

［発明の効果］ 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を有する。

本発明の軌道検査装置によれば、軌道構造物に対する測
定信号をその走行速度に応した信号処理を行い、それに
よって検査対象物の画像を撮影するために必要な特定の
構成物を検知するので、走行車両の速度に左右されず、
確実にその画像を撮影することができる。従って、この
ような軌道検査装置を走行車両に搭載して、検査対象物
の画像を撮影するようにすれば、短時間に多数の検査対
象物の画像を得ることができ、これを画像処理装置と組
み合わせると、軌道検査がほぼ自動化でき、軌道の管理
を従来に比べて大幅に効率化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を概念的に示したブロック図であ
り、 第２図は本発明実施例の構成の側面図であり、第３図は
第２図の実施例の平面図であり、第４図はマクラギ判別
の説明図であり、第５区は超音波受信信号の説明図であ
り第６図は第５図の信号の処理後の説明図であり、 第７図、第８図、第９図は信号処理系のブロック図であ
り、 第１０図は撮像部の取り付は位置を示す平面図であり、 第１１図は複数の超音波センサを使用する場合の平面〆
である。 ［主要部分の符号の説明］ １−−−−−一軌遺構造測定手段 ２−一一一一一測定信号処理手段 ３−−−−−一車両速度測定手段 ４−−−−−一信号処理制御手段 ５−−−−−−軌道構造物検出手段 ６−−−−−一撮像手段 １０．３０−−−−−一超音波送信器 １０　’　、３１−−−−−一超音波受信器３０′−−
−−−−超音波駆動部 ３１’　−−−−−一受信信号増幅部 ３２−−−−−−受信信号エンベローブ検出部３３−−
−−−一信号平滑部 ３４−−−−−一車両速度測定部 ３５−−−−−−マイコン ３Ｂ−−−−−−コンパレート部 ３７−−−−−−あやまり訂正部 ３８−−−−−一撮像部 ３９−−−−−−Ａ　／　Ｄ変換部 ４Ｏ−−−−−−Ｖ　／　Ｆ変換部 ４１−−−−−一位相補償部 第 図 バラスト マクラギ バラスト マクラギ マクラギ バラスト マクうギ バラスト マクラギ バラスト マクラギ 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走行する車両に搭載され、軌道構造物の画像を撮影
   する軌道検査装置において、 軌道の構造を測定しその構造に応じた信号を出力する軌
   道構造測定手段と、 該軌道構造測定手段によって得られる信号を処理する測
   定信号処理手段と、 装置全体を搭載した車両の速度を測定する車両速度測定
   手段と、 該車両速度測定手段によって得られる測定速度によって
   前記測定信号処理手段を制御する信号処理制御手段と、 該測定信号処理手段の出力信号によって軌道の特定の構
   造物を検出する軌道構造物検出手段と、 該軌道構造物検出手段の検出信号によって前記軌道上の
   画像を撮影する撮像手段と、を有することを特徴とする
   軌道検査装置。 ２、軌道構造測定手段が、超音波駆動部と、該駆動部に
   よって駆動される超音波送信器と、該送信器から出た超
   音波が軌道で反射されて受信される超音波受信器と、該
   受信後の超音波信号を増巾する受信信号増幅部と、該増
   幅された超音波信号のエンベロープを検出する受信信号
   エンベロープ検出部とから成り、測定信号処理手段が前
   記受信信号エンベロープ検出部からの超音波エンベロー
   プ信号を車両速度に左右されない形に平滑化する信号平
   滑部から成り、車両速度測定手段は、車両速度を測定し
   てその速度情報を直接にデジタル信号で出力する車両速
   度測定部から成り、又は速度情報がアナログ信号のとき
   、その信号をデジタルに変換して出力するＡ／Ｄ変換部
   を更に有し、信号処理制御手段は、前記速度のデジタル
   信号を入力して車両速度に依存した周波数をもつカット
   オフ周波数決定クロックを出力し、該クロックを前記信
   号平滑部に入力するマイコンから成り、軌道構造物検出
   手段は、前記信号平滑部からの車両速度に左右されない
   形での超音波平滑化信号を入力して軌道の特定構造物を
   検知し、該超音波平滑化信号に対してある一定の電圧の
   しきい値を設定し、該平滑化信号がこのしきい値を上回
   った場合に前記特定の構造物であると判定してデジタル
   の軌道構造物検知信号を出力するコンパレート部と、該
   軌道構造物検知信号を入力して前記特定の構造物以外の
   構造物がある場合に特定の構造物検出の誤りを除去又は
   低減した軌道構造物検知信号を出力するあやまり訂正部
   とから成り、撮像手段は、前記あやまり訂正部からの軌
   道構造物検知信号を前記マイコンに入力して前記信号平
   滑部での位相遅れを補償して出力された撮像トリガー信
   号を入力する撮像部から成り、 該撮像部の走行する車両への取付位置を、 車両進行方向に対して式ｔａ＝ｄ／Ｖ−ｔｄ（Ｖ）（但
   し、ｔｄ（Ｖ）は信号平滑部での位相遅れ時間、Ｖは車
   両速度、ｄは軌道上の超音波送信器の測定部分と撮像部
   の間の距離、ｔａはマイコンによる撮像トリガー信号を
   発するタイミング調整時間）によって決められる量だけ
   超音波送信器から後側にする、請求項１記載の軌道検査
   装置。 ３、軌道構造測定手段が、超音波駆動部と、該駆動部に
   よって駆動される超音波送信器と、該送信器から出た超
   音波が軌道で反射されて受信される超音波受信器と、該
   受信後の超音波信号を増巾する受信信号増幅部と、該増
   幅された超音波信号のエンベロープを検出する受信信号
   エンベロープ検出部とから成り、測定信号処理手段が前
   記受信信号エンベロープ検出部からの超音波エンベロー
   プ信号を車両速度に左右されない形に平滑化する信号平
   滑部から成り、車両速度測定手段は、車両速度を測定し
   てその速度情報をアナログ信号で出力する車両速度測定
   部から成り、信号処理制御手段は前記アナログの速度情
   報を車両速度に対応した周波数をもつクロックに変換す
   るＶ／Ｆ変換部から成り、軌道構造物検出手段は、前記
   信号平滑部からの車両速度に左右されない形での超音波
   平滑化信号を入力して軌道の特定構造物を検知し、該超
   音波平滑化信号に対してある一定の電圧のしきい値を設
   定し、該平滑化信号がこのしきい値を上回った場合に前
   記特定の構造物であると判定してデジタルの軌道構造物
   検知信号を出力するコンパレート部と、該軌道構造物検
   知信号を入力して前記特定の構造物以外の構造物がある
   場合に特定の構造物検出の誤りを除去又は低減した軌道
   構造物検知信号を出力するあやまり訂正部と、前記車両
   速度測定部からのアナログの速度情報と前記あやまり訂
   正部からの軌道構造物検知信号を入力とし、前記信号平
   滑部での位相遅れを補償する位相補償部とから成り、撮
   像手段は、該位相補償部から出力された撮像トリガー信
   号を入力する撮像部から成り、 該撮像部の走行する車両への取付位置を、 車両進行方向に対して式ｔａ＝ｄ／Ｖ−ｔｄ（Ｖ）（但
   し、ｔｄ（Ｖ）は信号平滑部での位相遅れ時間、Ｖは車
   両速度、ｄは軌道上の超音波送信器の測定部分と撮像部
   の間の距離、ｔａは位相補償部による撮像トリガー信号
   を発するタイミング調整時間）によって決められる量だ
   け超音波送信器から後側にする、請求項１記載の軌道検
   査装置。