JP2011209026A - 列車速度計測システム - Google Patents
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Abstract
【課題】 この発明は、カメラを使用して映像を取得しマッチング処理することによって、通常走行時はもとより、車軸空転時にも、より正確な対地速度を計測することのできる列車速度計測システムを得ることを目的とする。
【解決手段】 線路には基準マーク2が設けられており、これを撮影するカメラ5で撮影し、撮影された画像又は映像をマッチング処理して基準マーク2を画像処理部4で抽出する。画像処理部4により抽出した基準マークに基づき得られる距離情報及びカメラによる撮影フレームの時間情報によって、演算部3は列車速度を演算する。このような列車速度の計測によって、通常走行時はもとより、車軸空転時にも、より正確に対地速度を計測する。
【選択図】 図1
【解決手段】 線路には基準マーク2が設けられており、これを撮影するカメラ5で撮影し、撮影された画像又は映像をマッチング処理して基準マーク2を画像処理部4で抽出する。画像処理部4により抽出した基準マークに基づき得られる距離情報及びカメラによる撮影フレームの時間情報によって、演算部3は列車速度を演算する。このような列車速度の計測によって、通常走行時はもとより、車軸空転時にも、より正確に対地速度を計測する。
【選択図】 図1
Description
この発明は、列車において、車両に搭載した画像や映像を用いて対地速度の計測を行うことを目的とした列車速度計測システムに関するものである。
一般に列車速度の計測は、駆動軸に取り付けられた速度発電機によって行う方法が主流であり、また改良された列車速度検出方法が特許文献1に記載されている。この特許文献1によれば、速度発電機とは別に、モータの駆動制御で使用している速度情報を用いることによりモータの回転数から列車の速度を検出するというものである。
従来の列車速度計測システムにおいては、特許文献1に記載されているように、モータの駆動制御で使用している速度情報や、駆動軸に取り付けられた速度発電機からの情報を用いて、列車の対地速度を計測するものであった。このような計測システムにおいては、通常走行時には、列車のモータや速度発電機と直結した車軸がレールとかみ合っており、モータや速度発電機からの情報は正しく対地速度を示すことになるが、急ブレーキ時など、車軸が空転した場合には、正確な対地速度が得られないという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、カメラを使用して映像を取得しマッチング処理することによって、通常走行時はもとより、車軸空転時にも、より正確な対地速度を計測することのできる列車速度計測システムを得ることを目的とする。
この発明に係る列車速度計測システムは、線路に設けられた基準マークを撮影するカメラと、このカメラにより撮影された画像又は映像をマッチング処理して上記基準マークを抽出する画像処理部と、この画像処理部により抽出した基準マークに基づき得られる距離情報及びカメラによる撮影フレームの時間情報によって列車速度を演算する演算部とを備えたものである。
この発明によれば、カメラにより撮影された画像又は映像をマッチング処理して上記基準マークを抽出し、基準マークに基づき得られる距離情報及びカメラによる撮影フレームの時間情報によって列車速度を演算するので、車軸空転時にも、より正確に対地速度を計測することができる。
実施の形態1
この発明の実施の形態1に係る列車速度計測システムを図1乃至図3を用いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1に係る列車速度計測システムの構成を表す機能ブロック図である。図1において、1は車両、2は線路上に設けた基準マーク、3は演算部、4は画像処理部、5はカメラである。基準マーク2は、基準位置を示す線上の印と、一意に振られた番号で構成される。
図2はこの発明の実施の形態1にかかる基準マーク2の拡大図である。線路上に設けたれた基準マーク2は、レール7の下に敷かれる枕木6の上に設ける。図3はこの発明の実施の形態1にかかる基準マーク2の一つの具体例を示している。基準マーク2は、列車進行方向に並行な線、進行方向に対し垂直な線、および数字から構成している。この例では、基準マーク2はごく単純化しており、カメラ5によって撮像している基準マーク2とその前後の基準マーク2との差異は、基準マーク2に付与した識別符号によって判別されることになる。
つぎに、列車速度計測システムの動作について説明する。車両1には、基準マーク2を撮影するためのカメラ5が搭載されている。このカメラ5は、車両1の底面に真下を向くように搭載されており、線路上に設けた基準マーク2を撮影する。撮影はフレームごとの極短時間の一定間隔で実施する。このカメラ5の上位装置として、カメラ5から出力される信号を入力し、画像処理する画像処理部4を搭載している。画像処理部4では、画像マッチング処理などの画像処理を行うことで、基準マーク2の情報を抽出する。いま、低速で車両1が走行しており、複数回の撮影にわたって、フレーム内に同一の基準マーク2がフレームインして撮影される場合には、この複数回の撮影によって、基準マーク2の移動量d(距離情報)とその移動に要する時間s(時間情報)を取得することができ、これらによって車両1の対地速度v=d/sを演算部3において算出することができる。
また、車両1が高速で走行し、連続する撮影における前後のフレーム内に同一の基準マーク2がフレームインしない場合には、各フレームごとに基準マーク2に付された識別符号を画像処理部4で判読して車両1の対地速度を演算することができる。即ち、カメラ5は各フレームを一定間隔で撮影しているので、ある基準マーク2が撮影されたフレームから、それに隣接する基準マーク2が撮影されたフレームまでのフレーム数をカウントをしておくことにより、2つの隣接する基準マーク2の撮影時間間隔としての時間情報sを演算することができる。ここで隣接する基準マーク2間の距離L(距離情報)は、それらの基準マーク2を設置したときに既知となっているので、これらによって車両1の対地速度v(=L/s)を演算部3において算出することができる。
上記のように、カメラ5で撮影する各フレームでの基準マーク2を画像処理部4で判読し、各フレームにおける基準マーク2のフレーム内での位置、及び認識した基準マーク2の識別符号を演算部3へ出力し、演算部3は、列車速度が遅いために撮影フレーム間で同一の識別符号が入力されてくるときには対地速度をv=d/sにより求め、列車速度が速いために撮影フレーム間で異なる識別符号が入力されてくるときには対地速度をv=L/sにより求める。このような列車速度の計測によれば、通常走行時はもとより、車軸空転時にも、より正確に対地速度を計測することができる。
実施の形態2
この発明の実施の形態2に係る列車速度計測システムを図4により説明する。図4はこの発明の実施の形態2に係る列車速度計測システムの構成を表す機能ブロック図である。図4に示す列車速度計測システムは複数の計測系統を有している。具体的には、第1の系統は、演算部3−1、画像処理部4−1、カメラ5−1で構成され、第2の系統は、演算部3−2、画像処理部4−2、カメラ5−2で構成されている。
各計測系統の演算部3−1及び3−2で求めた列車速度は、平均化部10に入力され、平均化部10で2系統から得た列車速度を平均化することによって、より正確な列車速度を求めることができる。なお、図4では、演算部3及び画像処理部4を分散配置しているが、これらの装置の処理能力を上げることによって、カメラ5部分のみを分散配置するようにしてもよい。
実施の形態3
この発明の実施の形態3に係る列車速度計測システムを図5乃至図7により説明する。図5はこの発明の実施の形態3に係る列車速度計測システムの構成を表す機能ブロック図である。図5に示す列車速度計測システムは複数の計測系統を有しており、このうち1つ又は複数の計測系統に赤外線を検出する赤外線カメラ11を用いるものである。図6はこの発明の実施の形態3に係る基準マークの拡大図であり、基準マーク20には発光素材を使用しているものである(基準マーク自体の形態は実施の形態1と同様)。
赤外線カメラ11及び発光素材による基準マーク20を用いることにより、悪天候や夜間においても基準マーク20を明確に識別することができ、画像処理部4において画像マッチング処理などの画像処理を実施することができる。
尚、実施の形態1に示す1系統による列車速度計測システムにおいても、カメラ5を赤外線カメラ11とし、基準マーク2を発光素材による基準マーク20によるものとしてもよい。
また、この発明の実施の形態1乃至3に係る基準マークを図7に示すような基準マーク21とすることもできる。図7は基準マークの別の具体例であり、線路位置に対する固有の情報、例えば線路の特定区間ごとに定めたマーキング(“A”の文字)を付すことにより、これを画像処理部4で抽出して、列車位置情報を得ることができるものである。
また、図1、図4、図5に示す列車速度計測システムにおいて、基準マーク2や基準マーク20の代わりに、線路に敷設された枕木の幅(列車進行方向)を用いて速度を検出するようにしてもよい。すなわち、枕木の縁(枕木のへり)の部分の画像上での移動を撮影したフレームから画像処理部4により検出し、その移動量とフレーム速度の関係から列車速度を求めることができる。
1 車両
2、20、21 基準マーク
3 演算部
4 画像処理部
5 カメラ
6 枕木
7 レール
10 平均化部
11 赤外線カメラ
2、20、21 基準マーク
3 演算部
4 画像処理部
5 カメラ
6 枕木
7 レール
10 平均化部
11 赤外線カメラ
Claims (6)
- 線路に設けられた基準マークを撮影するカメラと、このカメラにより撮影された画像又は映像をマッチング処理して上記基準マークを抽出する画像処理部と、この画像処理部により抽出した基準マークに基づき得られる距離情報及びカメラによる撮影フレームの時間情報によって列車速度を演算する演算部とを備えたことを特徴とする列車速度計測システム。
- 線路に設けられた基準マークを撮影するカメラ、このカメラにより撮影された画像又は映像をマッチング処理して上記基準マークを抽出する画像処理部、この画像処理部により抽出した基準マークに基づき得られる距離情報及びカメラによる撮影フレームの時間情報によって列車速度を演算する演算部を有する複数の計測系統を備え、各計測系統により求めた列車速度を平均化する平均化部とを備えたことを特徴とする列車速度計測システム。
- 上記複数の計測系統のうち、一部の計測系統が有するカメラが赤外線を検出するカメラであることを特徴とする請求項2に記載の列車速度計測システム。
- 上記カメラが撮影する基準マークに発光素材が用いられていることを特徴とする請求項3に記載の列車速度計測システム。
- 上記画像処理部は、撮影する基準マークに付された線路位置情報を抽出することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の列車速度計測システム。
- 上記基準マークの代わりに、線路に敷設された枕木を用いたことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の列車速度計測システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010075432A JP2011209026A (ja) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | 列車速度計測システム |
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JP2010075432A JP2011209026A (ja) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | 列車速度計測システム |
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ID=44940257
Family Applications (1)
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JP2010075432A Pending JP2011209026A (ja) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | 列車速度計測システム |
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2518078C1 (ru) * | 2013-01-25 | 2014-06-10 | Владимир Всеволодович Разевиг | Оптический способ определения скорости железнодорожного состава |
WO2015068788A1 (ja) | 2013-11-11 | 2015-05-14 | 株式会社 明電舎 | 電車の自己位置推定装置 |
JP2015108563A (ja) * | 2013-12-05 | 2015-06-11 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 列車速度計測方法および列車位置特定方法並びにそれらの装置 |
JPWO2013140943A1 (ja) * | 2012-03-21 | 2015-08-03 | シャープ株式会社 | 変位量検出装置、電子機器 |
CN105277735A (zh) * | 2014-07-24 | 2016-01-27 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种轨道列车速度和位移的检测方法和装置 |
CN106585670A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-04-26 | 交控科技股份有限公司 | 一种基于视频的城市轨道交通前向列车检测***及方法 |
CN112419746A (zh) * | 2019-08-20 | 2021-02-26 | 广州中广国科测控技术有限公司 | 一种高速公路通行的车辆车速自监测方法 |
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2010
- 2010-03-29 JP JP2010075432A patent/JP2011209026A/ja active Pending
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