JP2016094094A

JP2016094094A - 車両床下検査装置

Info

Publication number: JP2016094094A
Application number: JP2014231159A
Authority: JP
Inventors: 芳光杉浦; Yoshimitsu Sugiura; 剛一木; Takeshi Ichiki; 潤一郎三島; Junichiro Mishima
Original assignee: East Japan Railway Co
Current assignee: East Japan Railway Co
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2016-05-26

Abstract

【課題】レールの間を前記レールに沿って走行可能であり、レール上の車両の床下を検査するための検査装置を備えた車両床下検査装置において、自身の姿勢や位置を正確に把握できるようにし、レールの間を効率よく走行できるようにする。
【解決手段】所定の対象物との位置関係を検出する検出装置と、検出装置による検出結果に基づき姿勢を把握する制御装置１２と、を備え、検出装置として、側部からレール５０までの距離を測る測距装置（測距センサ１７）を、一側部に走行方向に沿って所定の間隔を置いて２以上備え、制御装置１２は、測距装置による測定結果に基づきレール５０に対する位置及びレール５０に対する走行方向の角度を把握する。
【選択図】図５

Description

本発明は、レールの間を前記レールに沿って走行可能であり、レール上の車両の床下を検査するための検査装置を備えた車両床下検査装置に関する。

従来、電車等の車両の床下を検査する際には、作業員が入ることのできるピットを形成した専用のピット線に車両を留置して行っている。
ピット線は限られた場所にしかなく、ピット線に車両を留置して検査を行うには車両の運用に制約が生じるという問題がある。
また、床下などの点検や検査、作業のために用いることができる自走式のロボットが知られており、このようなロボットを用いて検査を行うことも考えられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１３６３７４号公報

自走式のロボットを用いて車両の床下の検査を行う場合にはレールの間を目的の位置へ向けて走行させる必要があるが、この部分はレールの間という狭い空間であり、さらに枕木やバラストなどが存在するため平坦ではない。
また、列車の編成によっては数百メートルの長さとなるため、所望の検査対象へ素早く移動して検査を行うことができなければ留置する時間が長くなり、車両の運用に制約が生じてしまうこととなる。
特許文献１のロボットは、レールの間を走行するのに最適化されたものではないため、このような特有の空間を効率よく素早く走行することは困難であり、検査に時間がかかり車両の運用に制約が生じる虞がある。

本発明の目的は、レールの間を前記レールに沿って走行可能であり、レール上の車両の床下を検査するための検査装置を備えた車両床下検査装置において、自身の姿勢や位置を正確に把握できるようにし、レールの間を効率よく走行できるようにすることである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、レールの間を前記レールに沿って走行可能であり、前記レール上の車両の床下を検査するための検査装置を備えた車両床下検査装置において、
所定の対象物との位置関係を検出する検出装置と、
前記検出装置による検出結果に基づき姿勢を把握する制御装置と、を備え、
前記検出装置として、一方のレールまでの距離を測る測距装置を、走行方向に沿って所定の間隔を置いて２以上備え、
前記制御装置は、前記測距装置による測定結果に基づき前記レールに対する位置及び前記レールに対する走行方向の角度を把握することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、レールに対する位置及びレールに対する走行方向の角度を把握することで自身の姿勢や位置を正確に把握できるようになるので、レールの間を効率よく自走することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両床下検査装置であって、一方のレールと対向する一側部に走行方向に沿って所定の間隔を置いて前記測距装置を２以上備えるとともに、他方のレールと対向する他側部にも走行方向に沿って所定の間隔を置いて前記測距装置を２以上備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、レールの間をレールに沿って自走するので、左右の両側方にレールが存在することとなり、両側方で測距を行うことでより正確にレールに対する位置及びレールに対する走行方向の角度を把握することができ、レールの間を効率よく自走することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の車両床下検査装置であって、前記検出装置として、前記車両の車輪との位置関係を検出する車輪検出装置を備え、
前記制御装置は、前記車輪検出装置による検出結果に基づき、前記車輪に対する位置を把握することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、レール上に位置する車輪に対する位置を把握することができ、自身の姿勢や位置を正確に把握できるようになり、レールの間を効率よく自走することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の車両床下検査装置であって、前記検出装置として、前記車両の車軸との位置関係を検出する車軸検出装置を備え、
前記制御装置は、前記車軸検出装置による検出結果に基づき、前記車軸に対する位置を把握することを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、レール上に位置する車輪に接続する車軸に対する位置を把握することができ、自身の姿勢や位置を正確に把握できるようになり、レールの間を効率よく自走することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の車両床下検査装置であって、前記検出装置が検出可能な前記車両における対象物の位置情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御装置は、
前記検出装置の情報に基づき把握した対象物との位置関係と、前記記憶手段に記憶された前記車両における対象物の位置情報とに基づき、前記車両に対する位置を把握することを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、検査対象となる車両に対する位置を把握することができ、検査を効率的に進めることが可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の車両床下検査装置であって、前記記憶手段には、前記車両における検査対象の位置情報が記憶され、
前記制御装置は、
前記車両に対する位置の情報に基づき、前記検査対象に向けて走行するように制御することを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、検査対象に向けて自走し、当該検査対象を検査することが可能となるので、検査を自動的に進めることが可能なり、検査を効率よく進めることができる。

本発明によれば、自身の姿勢や位置を正確に把握できるようになる。

本発明を適用した車両床下検査装置の前面側から見た斜視図である。車両床下検査装置の上面図である。車両床下検査装置の側面図である。車両床下検査装置の側面図であって、昇降アームを伸長した状態を示す図である。測距センサによる測距を説明する図である。測域センサによる対象物の走査を説明する図である。測域センサによる対象物の走査結果を示す図である。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。車両床下検査装置１は、車体１０と、車体１０の左右に設けられた一対のクローラ２０と、各クローラ２０の前後端部に回動可能に設けられたフリッパ３０と、を備えている。

車体１０は、枠状のフレーム１１を備え、フレーム１１に各種部材が取り付けられることで構成されている。
この車体１０には、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置などを備え各種制御を行う制御装置１２、クローラ２０やフリッパ３０を動作するための駆動源をなすモータや制御装置１２の制御に従いモータ等の駆動を行うドライバを備えるモータユニット１３、バッテリーを備え各種装置に電力を供給する電源装置１４、車両の床下を検査するための検査装置４０を備える。

また、車体１０の前端部には、電源スイッチや、外部の電源から電力を供給するための外部電源コネクタ、外部の制御装置と通信を行うための通信用コネクタなどを備えたスイッチコネクタ部１８が設けられている。なお、無線通信により外部の制御装置と通信できるようにしても良い。

検査装置４０は、カメラ４４や照明４５を備えたステージ４１と、ステージ４１を昇降させる昇降アーム４２とを備える。
昇降アーム４２は、図１に示すように畳まれた状態と、図４に示すように、車体１０の上方へ延出した状態とに変換可能であり、昇降させるための駆動機構を備えている。
また、車体１０には左右方向に沿ったガイドレール４６が設けられており、昇降アーム４２はこのガイドレール４６に沿って左右方向に移動可能とされ、移動させるための駆動機構を備えている。

また、図４に示すように、昇降アーム４２とステージ４１は補助アーム４３を介して接続されている。
ステージ４１と補助アーム４３の接続部分４７は、上下方向に沿った第１回動軸を中心として回動可能とされており、ステージ４１を水平面内で左右に回動できるようになっている。
また、昇降アーム４２と補助アーム４３の接続部分４８は、上下方向に沿った第２回動軸を中心として回動可能とされており、補助アーム４３を水平面内で左右に回動できるようになっている。
さらに、昇降アーム４２と補助アーム４３の接続部分４９は、補助アーム４３の延在方向に対して垂直かつ水平な第３回動軸を中心として回動可能とされており、補助アームを垂直面内で上下に回動できるようになっている。
回動可能に接続されたそれぞれの接続部分には、各回動軸を中心として回動駆動するためのサーボモータが各回動軸に対応して備えられており、各接続部分は独立して回動駆動されるようになっている。

以上のような構成を備える検査装置４０は、制御装置１２が各駆動機構を制御することにより、昇降アーム４２による上下方向への動作、ガイドレール４６に沿った左右方向への動作、ステージ４１、補助アーム４３及び昇降アーム４２のそれぞれの接続部分４７，４８，４９における各回動軸を中心とした回動動作が制御され、撮影したい位置にカメラ４４を移動させることが可能である。

各クローラ２０は、前後方向に離間した一対のクローラホイール２１，２２と、これらクローラホイール２１，２２に巻き回された円環状のクローラベルト２３を備えている。
各クローラ２０のクローラホイール２１は、モータユニット１３に備えられたクローラモータにより回転駆動されるようになっており、これによりクローラベルト２３が循環動作して車両床下検査装置１を走行させることが可能となる。

各クローラ２０は独立して動作させることが可能となっており、それぞれの動作方向や速度を制御することで、車両床下検査装置１を前進、後退させるほか、転回させることも可能である。
また、クローラモータの出力軸には回転量を計測するエンコーダが取り付けられており、制御装置１２は、エンコーダからの回転量の情報に基づきクローラベルト２３の回転量を算出し、車両床下検査装置１の移動量を算出することができるようになっている。

また、各クローラ２０における一対のクローラホイール２１，２２の間には、クローラベルト２３を案内するとともに張力を与える案内部２４が２つずつ備えられている。
この案内部２４は、円環状のクローラベルト２３の内周面を案内するアイドラ２５を上下に備えるとともに、アイドラ２５を上下に離間させるように付勢するテンショナ２６を備えている。
これにより、クローラベルト２３が適当な張力を保持したまま循環動作可能となる。

各フリッパ３０は、クローラ２０の外側に配置されており、第１ホイール３１と、第２ホイール３２と、第１ホイール３１及び第２ホイール３２をそれぞれ回動可能に支持するフレーム３３と、第１ホイール３１と第２ホイール３２に巻き回された円環状のフリッパベルト３４を備えている。

第１ホイール３１は、クローラホイール２１，２２と同じ回転軸を中心として回動可能であり、クローラホイール２１，２２の回転に伴い回転するように構成されている。
これにより、クローラホイール２１，２２を回転させることで第１ホイール３１も一体となって回転してフリッパベルト３４が循環動作し、フリッパ３０がクローラ２０と協働して車両床下検査装置１の走行に寄与することとなる。

また、各フリッパ３０のフレーム３３は、図示しないフリッパモータにより第１ホイール３１の回転軸と同じ回転軸を中心として回動駆動させることが可能である。
これにより、図１に示すように第１ホイール３１と第２ホイール３２が前後方向に沿って並んだ状態の他、図４に示すように第１ホイール３１の上方に第２ホイール３２が位置する状態とすることも可能である。
また、第１ホイール３１の下方に第２ホイール３２が位置する状態とすることも可能であり、これにより、車体１０を水平に持ち上げたり前後や左右に傾斜させたりすることが可能である。

また、車体１０には、対象物との位置関係を検出するための検出装置として、検査対象の車両の車輪５１との位置関係を検出する車輪検出装置をなす測域センサ１５と、検査対象の車両の車軸５２との位置関係を検出する車軸検出装置をなす深度センサ１６を上部に備え、車体１０の両側部に設けられた案内部２４の側面には、レール５０までの距離を測る測距装置をなす測距センサ１７が備えられている。この他のセンサとして車体１０には、ジャイロセンサや加速度センサが設けられている。
これら各種センサによる検出結果は制御装置１２に入力され、制御装置１２ではこれらの情報に基づき姿勢や位置を把握するとともに動作の制御を行うようになっている。

測距センサ１７は、赤外線の発射装置と、対象物に反射した赤外線の受光装置とを備え、対象物に反射して受光装置で検出された赤外線の強度により対象物との距離を検出するものである。
車両床下検査装置１を検査に使用する状態では、図５に示すように各測距センサ１７が側方へ向けて赤外線を発射すると、対象物であるレール５０で赤外線が反射するので、反射した赤外線の強度からレール５０までの距離を検出することができる。
この検出結果に基づき、制御装置１２がレール５０に対する車両床下検査装置１の位置や向きを検出する。

図５に示す例では、車両床下検査装置１に設けられた４つの測距センサ１７のうち、右前の測距センサ１７の検出結果Ｒ１と、右後の測距センサ１７の検出結果Ｒ２とから車両床下検査装置１の右側に位置するレール５０からの距離とレール５０に対する角度を検出可能である。
また、左前の測距センサ１７の検出結果Ｌ１と、左後の測距センサ１７の検出結果Ｌ２とから車両床下検査装置１の左側に位置するレール５０からの距離とレール５０に対する角度を検出可能である。

なお、２本のレール５０の間隔は予め定められた間隔であるので、車両床下検査装置１の右側部又は左側部のうち一側部に２つの測距センサ１７を設けるだけでもレール５０に対する車両床下検査装置１の位置や向きを検出することが可能である。
両側部に測距センサ１７を備えることで、レール５０と枕木の締結部分やバラストなどの存在により一側部の測距センサ１７で誤った検出結果が取得されても他側部の測距センサ１７で正確な値を取得できる可能性があり、両側部の測距センサ１７のデータを総合的に解析することでより正確に位置及び角度を検出することができる。
また、測距センサ１７は、車両床下検査装置１の側部ではなく上部に備えるようにしても良い。

また、レール５０の腹部の上半部や頭部の側面との距離を測定できるようにすればレール５０と枕木の締結部分やバラストなどの影響を受けにくくなる。
このとき、フリッパ３０により車体１０の高さを調節することで、測距センサ１７とレール５０との位置を合わせるようにしても良い。
レール５０の頭部側面で測距を行うには、例えば測距センサ１７がレール５０の上部に位置して対象物を検出しない状態まで車体１０を持ち上げ、ここから車体１０の高さを下げて対象物を検出してから所定距離下がった位置において測距を行うようにすることで可能となる。

また、レール５０の腹部の上半部や頭部の側面との距離を測定できるような位置に予め測距センサ１７を設けるようにしても良いし、測定環境に応じて測距センサ１７の取り付け位置を変更できるようにしても良い。
さらに、測距センサ１７を上下方向に沿って複数並べ、このうちレール５０の腹部の上半部や頭部の側面を捉えた測距センサ１７のデータを用いることも可能である。
この場合、レール５０の上部に位置する測距センサ１７は対象物を検出しない状態となるので、この測距センサ１７から所定距離下方に配した測距センサ１７のデータをレール５０の頭部の側面を捉えた測距センサ１７のデータとすることができ、さらに所定距離下方に配した測距センサ１７のデータをレール５０の腹部の上半部を捉えた測距センサ１７のデータとすることができる。

なお、測距センサ１７が車輪の内側に位置し、レール５０の頭部側面を捉えられない場合はレール５０の腹部の上半部を捉えた測距センサ１７のデータを用いるようにしても良いし、車輪を捉えた測距センサ１７のデータを用いても良い。
車輪の内側に位置することは、測域センサ１５や深度センサ１６による検出結果により判断可能である。

車両の車輪５１との位置関係を検出する車輪検出装置をなす測域センサ１５は、レーザーの発射装置と受光装置を備え、所定の範囲内をレーザー光で走査して当該所定範囲内における物体の存在位置を検出するセンサである。
図６に示すように車両床下検査装置１に設けられた二つの測域センサ１５のうち前側の測域センサ１５は、前側の２７０度の範囲１５ａを走査可能であり、後側の測域センサ１５は、後側の２７０度の範囲１５ｂを走査可能である。

この測域センサ１５は、レール５０の頭部より上方かつ車両の床下機器よりも下方の空間を走査するように車体１０の上部に突設されており、車両の車輪５１の存在を確実にとらえることができるようになっている。
なお、測定環境に応じて測域センサ１５の取り付け高さや走査範囲を変更できるようにしても良い。

制御装置１２は、測域センサ１５での検出結果に基づき車輪５１までの距離や車輪５１の存在位置を把握することができ、検査対象の車両の車輪５１に対する車両床下検査装置１の位置や角度を把握することが可能となる。

図７には、測域センサ１５の観測結果として、車輪５１までの距離がそれぞれ異なる例を示した。
図７（ａ）は測域センサ１５から車輪５１まで約０．５ｍであり、図７（ｂ）は測域センサ１５から車輪５１まで約１．０ｍであり、図７（ｃ）は測域センサ１５から車輪５１まで約２．０ｍである場合の観測結果である。

図７において扇型の範囲で示されるのは測域センサ１５の観測範囲であり、図６に示した範囲と対応している。
また、扇型の範囲の中心点６１が測域センサ１５の位置を示しており、中心点６１からの距離は測域センサ１５からの距離に対応する。
さらに、図７において中心点６１から扇型の範囲を分割するように延出する中心線６２の延出方向は測域センサ１５の正面方向を示しており、この方向は車両床下検査装置１の前方向又は後方向と一致する。
そして、観測範囲について扇型の周方向に沿って順次走査を行い、中心点６１から見て障害物が検出された位置をプロットすることで、図７に示すように中心点６１から見た障害物の位置が示されることとなる。

車輪５１は車両において左右対称に位置しており、レール５０の幅方向と長手方向のそれぞれに沿った一定の幅を有するものであるので、図７に示すように測域センサ１５での観測結果において特徴的なパターン６０として、中心点６１に向かう細長いパターンが対称に現れることとなる。これにより車輪５１と他の物体との識別が可能である。
制御装置１２は、測域センサ１５での観測結果からこの特徴的なパターン６０を抽出し、中心点６１から特徴的なパターン６０までの距離や、中心点６１から見た方向（中心線６２に対する角度）、中心点６１から見た特徴的なパターン６０の視角（幅）などを算出する。

図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、車輪５１と測域センサ１５との距離が離れるにつれて、中心点６１からの距離が長くなり、中心線６２に対する角度が小さくなり、視角が小さくなるように変化する。
すなわち、特徴的なパターン６０の観測結果は車輪５１と測域センサ１５との距離に比例して変化する。
制御装置１２の記憶装置には、上記した特徴的なパターン６０の車輪５１と測域センサ１５との距離に応じた変化について予め測定しておいたデータがデータベースとして記憶されている。

そして、制御装置１２は、測域センサ１５による観測結果をこのデータベースに参照することで車両床下検査装置１と車輪５１との距離を算出するようにしている。
測域センサ１５は障害物までの距離を計測することも可能であるが、上記のデータベースも参照することでより正確な距離の把握が可能となる。
また、二つの特徴的なパターン６０について、中心点６１からの距離や、中心点６１から見た方向（中心線６２に対する角度）、中心点６１から見た視角（幅）を比較することにより、車両床下検査装置１の車輪５１に対する向きや、レール５０の幅方向に沿った位置も把握可能である。
このようにして車両床下検査装置１と車輪５１との位置関係を算出すれば、レール５０や車両との位置関係などその他の物との位置関係も把握できることとなる。
なお、上述した測距センサ１７での検出結果も総合して、車輪５１に対する車両床下検査装置１の位置や角度を把握するようにしても良い。

車両の車軸５２との位置関係を検出する車軸検出装置をなす深度センサ１６は、赤外線レーザーパルスを所定の範囲に照射するレーザーパルス照射装置と、対象物に反射したレーザーの受光装置とを備え、発射したレーザーパルスが対象物に反射して受光装置で検出されるまでの時間により対象物までの距離を検出するセンサである。
この深度センサ１６を上方に向けて配設することで、上方にある対象物を検出することができ、特に台車の近傍において他の対象物に比べて低い位置に存在する車軸５２を検出可能となる。すなわち、深度センサ１６を設けた部分が車軸５２の直下にあるか否かを検出可能である。

制御装置１２では、深度センサ１６での検出結果に基づき車軸５２の存在を把握することができ、検査対象の車両の車軸５２に対する車両床下検査装置１の位置を把握することが可能となる。
なお、深度センサ１６の検出結果だけでは床下機器と車軸５２の区別が困難となる可能性もあるが、測域センサ１５での車輪５１の検出結果も考慮することで、車軸５２を確実に検出することが可能となる。
また、深度センサ１６により、車両の端部など上方の対象物の配置が大きく変わる部分を認識することも可能であり、このデータを車両に対する車両床下検査装置１の位置を把握するために利用することも可能である。

以上のような構成を備える車両床下検査装置１は、制御装置１２が各種センサからの情報に基づき姿勢や対象物に対する位置を把握し、記憶手段に記憶されている検出装置が検出可能な車両における対象物の位置情報と照合することで、車両に対する車両床下検査装置１の位置を把握可能である。
記憶手段には検査対象の位置情報も記憶されており、現在の位置から検査対象の位置まで走行し、検査対象をカメラ４４により撮影するように制御される。

カメラ４４で撮影した映像は作業員が確認し、検査対象の異常の有無を判断することで検査を行う。
検査対象は様々な床下機器や構造を対象とすることが可能であるが、例えば、車輪５１の内側に設けられたディスクブレーキ５３の検査を行うことが可能である。
ディスクブレーキ５３の検査においては、ディスクの傷の有無や摩耗状態、パッドの摩耗状態などを検査する。

車両の検査を行う際には、まず車両床下検査装置１に対して検査対象である車両の設定を行う。
この設定は、検査対象の車両の形式や編成に関する情報及び検査対象の位置情報を外部の制御装置から送信することで行う。
検査対象の車両の形式や編成に関する情報には、測域センサ１５や深度センサ１６が検出可能な対象物である車輪５１や車軸５２、床下機器などの車両における位置情報が含まれ、検査対象の位置情報には、車両における検査対象の位置のほか、上記の対象物と検査対象との位置関係の情報を含んでも良い。

なお、制御装置１２の記憶装置に、予め検査対象となり得る車両の形式や編成に関する情報及び検査対象の位置情報を記憶しておき、制御装置１２に接続した入力装置を用いて今回の検査対象の車両を選択することで設定できるようにしても良い。
また、車両の所定位置に車両や編成を識別可能とする識別コードを表示しておき、このコードを車両床下検査装置１のカメラ４４で撮影し、制御装置１２が撮影した識別コードの情報に基づき車両の形式や編成に関する情報及び検査対象の位置の情報を設定するようにすれば、自動的に設定を行うことが可能となる。
さらに、この識別コード自体に車両の形式や編成に関する情報及び検査対象の位置の情報を表示するようにすれば、記憶装置に予め情報を記憶しておかなくても良い。この場合二次元コードのように多くの情報を表示できる識別コードを用いることが好ましい。

検査対象である車両の設定が完了すると、制御装置１２は検査対象へ向けて車両床下検査装置１を走行させる。
このとき制御装置１２は、測距センサ１７からの情報に基づき、レール５０の間をレール５０に沿って走行するようにクローラ２０の動作を制御する。
レール５０との距離を検出する測距センサ１７を備えることで、常にレール５０との間隔を正確に把握することができ、レール５０の間という特有の空間を効率よく走行することができる。
このように、レール５０の間を走行するのに最適な機能を備えることで、検査対象まで素早く移動できて検査時間を短縮できるので、車両の運用に制約が生じることを防止できる。

また、制御装置１２は、測域センサ１５からの情報に基づく車輪５１の位置及び車輪５１までの距離の情報や、深度センサ１６による車軸５２の検出情報と、記憶手段に記憶されている車両の情報や検査対象の位置情報に基づき、車両に対する車両床下検査装置１の位置を把握するとともに、検査対象までの移動距離を算出する。
そして、算出した移動距離の分だけ走行するようにクローラ２０の動作を制御する。

移動量はクローラモータに取り付けたエンコーダからの情報に基づき把握可能である。ただし、クローラ２０の空転などにより、エンコーダの情報に基づき算出した移動量と実際の移動量に差異が生じることがある。
このため、測域センサ１５や深度センサ１６の情報に基づき、必要な移動量を随時補正しながら検査対象まで移動する。
なお、エンコーダを備えなくとも、測域センサ１５や深度センサ１６の情報に基づき把握した車両に対する位置の情報に基づき、検査対象までの移動を制御することも可能である。

基本的にはレール５０の間の中央を走行するように制御するが、検査対象の位置によっては検査対象を撮影しやすいように一方のレール５０に近い位置へ向けて走行するように制御する。
例えば検査対象がディスクブレーキ５３の場合、ディスクブレーキ５３は一方の車輪５１に寄った位置に配されており、制御装置１２は記憶手段に記憶されたディスクブレーキ５３の位置情報に基づき、ディスクやパッドの撮影に適するようにディスクブレーキ５３に近い側のレール５０に寄った位置へ向けて車両床下検査装置１を走行させるように制御する。

検査対象がディスクブレーキ５３の場合の撮影に最適な位置は、深度センサ１６が車軸５２の直下に位置して車軸５２を検出している位置であるので、その位置まで車両床下検査装置１を走行させる。なお、測域センサ１５による車輪５１の検出結果によっても撮影に最適な位置であることを判断可能である。
また、ディスクブレーキ５３に近い側のレール５０に寄った位置であることは測距センサ１７による検出結果や、測域センサ１５による車輪５１の検出結果により判断可能である。

検査対象までの移動が完了すると、検査装置４０を動作して検査対象の撮影を開始する。
このとき制御装置１２は、測域センサ１５や深度センサ１６、測距センサ１７、加速度センサなどにより車両に対する車両床下検査装置１の位置や姿勢を把握し、車両床下検査装置１に対するディスクブレーキ５３の位置を算出する。そして、検査装置４０の各駆動手段を制御してカメラ４４を撮影に最適な位置へ配置する。
制御装置１２が検査装置４０の各駆動機構を制御することにより、昇降アーム４２による上下方向への動作、ガイドレール４６に沿った左右方向への動作、ステージ４１、補助アーム４３及び昇降アーム４２のそれぞれの接続部分４７，４８，４９における各回動軸を中心とした回動動作を制御し、撮影したい位置にカメラ４４を移動させることができる。
また、フリッパ３０により車体１０を持ち上げたり傾斜させたりする動作も併用するようにしても良い。

さらに制御装置１２は、撮影した画像の解析結果に基づき検査対象を認識し、当該検査対象について必要な画像を撮影できるようにカメラ４４を移動させる機能を有する。
まず制御装置１２は、カメラ４４で撮影した画像を解析して検査対象であるディスクブレーキ５３の判別を行う。
この判別には周知の画像認識技術を用いることができ、例えば、ディスクブレーキ５３に特徴的な形状を画像から検出して認識する。また、車輪５１や車軸５２、その他特徴的な構造を認識することでディスクブレーキ５３の認識を補助するようにしても良い。

このようにしてディスクブレーキ５３の位置や向きを認識し、この認識結果に応じてカメラ４４を移動して検査を行うために必要な画像を撮影する。
このとき所望の角度や部分を撮影するために、検査装置４０の各駆動手段を制御してカメラ４４を撮影に最適な位置へ配置する。また、フリッパ３０を用いて車体１０を持ち上げ又は傾斜させても良い。さらに車両床下検査装置１を移動させても良い。
検査対象の撮影が済むと検査装置４０を初期位置に戻し、次の検査対象まで移動し、順次検査対象の撮影を行う。

なお、検査対象までの移動や検査対象の撮影は上述のように自動で行うことも可能であるが、作業員が操作することにより行うことも可能である。
この場合、各種センサによる検出結果を作業員の操作を補助するために利用するようにしても良く、例えば、作業員が細かい操舵を行わなくても測距センサ１７の検出結果を用いてレール５０の間を走行するように制御装置１２が補助するようにしても良い。

また、作業員による操作を容易とするために、制御装置１２が車両床下検査装置１のスイッチコネクタ部１８に設けられた通信用コネクタを介して接続又は無線により接続された外部の装置に車両床下検査装置１の情報を出力し、外部の装置が備える液晶表示装置などの表示画面に車両床下検査装置１に関する事項を表示できるようにしても良い。
この表示画面には、例えば各種センサによる検出結果から制御装置１２が算出した車両床下検査装置１の位置を表す位置表示を行う。
この位置表示では、少なくともレール５０と車両床下検査装置１とを識別できるように表示し、レール５０に対する車両床下検査装置１の位置や向きを作業員が認識できるように表示する。
この他に、カメラ４４が撮影した映像や、各種センサによるリアルタイムの検出結果、バッテリーの残量など様々な情報を表示するようにしても良い。

このような車両床下検査装置１を用いることで、作業員が入ることのできるピットを形成した専用のピット線に車両を留置しなくとも車両の検査を行うことができ、車両の運用に制約が生じることがなくなる。また、作業員が車両の床下に入る必要がないため、作業の安全性を高めることができる。
さらに、レール５０や車輪５１、車軸５２など鉄道に特有の対象物を検出して走行することが可能な構成であるので、レール５０の間の限られた空間を目的の位置へ向けて走行させるのに最適であり、鉄道車両の床下の検査を効率よく行うことができる。

なお、検査機器はカメラ４４に限られるものではなく、検査対象に合わせた必要な検査機器を備えることが可能である。
また、車両の検査対象となる位置に車両床下検査装置１が認識可能な識別コードを表示しておき、カメラ４４で捉えた当該識別コードを目標として車両床下検査装置１が走行するようにしても良い。

また、各種センサは、必要な目的を達成できるものであればセンサの種類や取り付け位置はどのようなものでも良い。
例えば、測距センサ１７は、レール５０と車両床下検査装置１の位置関係を検出するものであれば良く、測域センサ１５のようなセンサを用いても良い。また、車両の車輪５１との位置関係を検出する測域センサ１５や、車両の車軸５２との位置関係を検出する深度センサ１６についても必要な目的を達成できる他のセンサを用いても良い。
また、測域センサ１５は走行方向における前方にのみ設けるようにしても良い。

また、測距センサ１７の取り付け位置は、左右の測距センサ１７で同じ前後位置となっているが、左右の測距センサ１７が同じ前後位置にならないように前後にずらして配置しても良い。このとき、測距センサ１７をずらす幅を枕木のレール５０の延在方向に沿った幅よりも広くすることが好ましい。
このようにすることで、左右の測距センサ１７のうち、一側方の測距センサ１７がレール５０と枕木とを締結する締結装置と対向する位置に存在する場合でも、他側方の測距センサ１７は締結装置と対向しない位置に存在するようになる。
これにより、一側方の測距センサ１７が締結装置の存在によりレール５０との距離を正確に測定できない場合であっても、他側方の測距センサ１７でレール５０との距離を正確に測定することが可能となるので、常にレール５０に対する正確な位置を把握することが可能となる。

１車両床下検査装置
１２制御装置
１５測域センサ（検出装置、車輪検出装置）
１６深度センサ（検出装置、車軸検出装置）
１７測距センサ（検出装置、測距装置）
４０検査装置
５０レール
５１車輪

Claims

レールの間を前記レールに沿って走行可能であり、前記レール上の車両の床下を検査するための検査装置を備えた車両床下検査装置において、
所定の対象物との位置関係を検出する検出装置と、
前記検出装置による検出結果に基づき姿勢を把握する制御装置と、を備え、
前記検出装置として、一方のレールまでの距離を測る測距装置を、走行方向に沿って所定の間隔を置いて２以上備え、
前記制御装置は、前記測距装置による測定結果に基づき前記レールに対する位置及び前記レールに対する走行方向の角度を把握することを特徴とする車両床下検査装置。
一方のレールと対向する一側部に走行方向に沿って所定の間隔を置いて前記測距装置を２以上備えるとともに、他方のレールと対向する他側部にも走行方向に沿って所定の間隔を置いて前記測距装置を２以上備えることを特徴とする請求項１に記載の車両床下検査装置。
前記検出装置として、前記車両の車輪との位置関係を検出する車輪検出装置を備え、
前記制御装置は、前記車輪検出装置による検出結果に基づき、前記車輪に対する位置を把握することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両床下検査装置。
前記検出装置として、前記車両の車軸との位置関係を検出する車軸検出装置を備え、
前記制御装置は、前記車軸検出装置による検出結果に基づき、前記車軸に対する位置を把握することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の車両床下検査装置。
前記検出装置が検出可能な前記車両における対象物の位置情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御装置は、
前記検出装置の情報に基づき把握した対象物との位置関係と、前記記憶手段に記憶された前記車両における対象物の位置情報とに基づき、前記車両に対する位置を把握することを特徴とする請求項３又は４に記載の車両床下検査装置。
前記記憶手段には、前記車両における検査対象の位置情報が記憶され、
前記制御装置は、
前記車両に対する位置の情報に基づき、前記検査対象に向けて走行するように制御することを特徴とする請求項５に記載の車両床下検査装置。