JP2024001668A - Measurement device and measurement method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measurement device which can measure a measurement object with excellent positional accuracy.

SOLUTION: A measurement device 2 comprises: an image acquisition unit 242; a target position specification unit 243 which specifies a position of a target T in a photographed image 5 acquired by the image acquisition unit 242; and an output unit 244 which outputs displacement information indicating a relation between a predetermined reference position of the target and the position specified by the target position specification unit 243. The target T has a pattern in which a first boundary line 51 extending in the first direction is formed by mutually-adjacent two regions, and a second boundary line 52 extending in the second direction intersecting the first direction is formed by mutually-adjacent other two regions. The target position specification unit 243 specifies an intersection point between the first boundary line and the second boundary line in the target in the photographed image as the position of the target in the photographed image.

SELECTED DRAWING: Figure 1

COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、計測装置及び計測方法に関する。 The present invention relates to a measuring device and a measuring method.

従来、例えば既設の線路の付近で工事を行う場合に、その工事期間中、線路の軌道狂いを計測することが行われている。特許文献１には、レールに予め複数のターゲットを取り付け、カメラでそれらのターゲットの経時的な位置の変化を計測することが開示されている。特許文献１では、ターゲットとして円形パターンが用いられ、円形パターンの重心位置を求めることが記載されている。 BACKGROUND ART Conventionally, for example, when construction is carried out near an existing railway, track deviations of the railway have been measured during the construction period. Patent Document 1 discloses attaching a plurality of targets to a rail in advance and measuring changes in the positions of the targets over time using a camera. Patent Document 1 describes that a circular pattern is used as a target and the center of gravity position of the circular pattern is determined.

特許３５９７８３２号公報Patent No. 3597832

特許文献１の技術でも、線路の軌道狂いを実用上十分な精度計測することが可能であるが、ターゲットに付着物が付着した場合や、ターゲットの一部が植物等の障害物によって隠れた場合に、計測対象物の位置精度が低下することがあり、改善の余地があった。 Although the technology of Patent Document 1 can measure track deviations with sufficient accuracy for practical use, it is not possible to measure track deviations with sufficient accuracy for practical purposes. In addition, the positional accuracy of the measurement object may deteriorate, and there is room for improvement.

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、計測対象物を位置精度よく計測できる計測装置及び計測方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a measuring device and a measuring method that can measure an object to be measured with high positional accuracy.

本発明の一形態の計測装置は、計測対象物に取り付けられたターゲットを撮像装置が撮影することにより生成した撮像画像を取得する画像取得部と、前記画像取得部が取得した前記撮像画像における前記ターゲットの位置を特定するターゲット位置特定部と、予め決定された前記ターゲットの基準位置と、前記ターゲット位置特定部が特定した位置との関係を示す変位情報を出力する出力部と、を備え、前記ターゲットは、複数の領域を含むパターンであって、互いに隣接する２つの前記領域によって第１方向に延びる第１境界線が形成されるとともに、互いに隣接する他の２つの前記領域によって前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２境界線が形成されるパターンを有し、前記ターゲット位置特定部は、前記撮像画像内の前記ターゲットにおける前記第１境界線と前記第２境界線との交点を、前記撮像画像における前記ターゲットの位置として特定する。 A measuring device according to one embodiment of the present invention includes: an image acquisition unit that acquires a captured image generated by an imaging device capturing a target attached to a measurement object; a target position specifying unit that specifies the position of the target; and an output unit that outputs displacement information indicating a relationship between a predetermined reference position of the target and the position specified by the target position specifying unit, The target is a pattern including a plurality of regions, wherein two adjacent regions form a first boundary line extending in the first direction, and two other adjacent regions form a first boundary line extending in the first direction. has a pattern in which a second boundary line extending in a second direction that intersects with is formed, and the target position specifying unit is configured to identify the intersection point of the first boundary line and the second boundary line of the target in the captured image. is specified as the position of the target in the captured image.

前記ターゲット位置特定部は、前記第１境界線上の２つの点を結ぶ第１直線を特定し、前記第２境界線上の他の２つの点を結ぶ第２直線を特定し、前記第１直線と前記第２直線との交点を前記ターゲットの前記位置として特定してもよい。 The target position specifying unit specifies a first straight line connecting two points on the first boundary line, specifies a second straight line connecting two other points on the second boundary line, and specifies a second straight line connecting two points on the second boundary line, and An intersection with the second straight line may be specified as the position of the target.

前記出力部は、前記ターゲット位置特定部が前記第１境界線と前記第２境界線との交点を特定できない場合に、アラートを出力してもよい。 The output unit may output an alert when the target position specifying unit cannot specify the intersection of the first boundary line and the second boundary line.

前記撮像画像に複数の前記ターゲットの画像が含まれており、前記出力部は、前記ターゲット位置特定部が前記第１境界線と前記第２境界線との交点を特定できない場合に、前記アラートとともに、複数の前記ターゲットのうち前記交点が特定されなかった前記ターゲットを示す情報を含む前記撮像画像を出力してもよい。 When the captured image includes a plurality of images of the targets, and the target position specifying unit cannot specify the intersection between the first boundary line and the second boundary line, the output unit outputs an alert along with the alert. , the captured image may be outputted including information indicating a target whose intersection point has not been identified among the plurality of targets.

前記出力部は、前記第１境界線上の前記２つの点の間の距離、及び、前記第２境界線上の前記他の２つの点の間の距離の少なくとも一方が、検出精度に関する閾値として設定された所定の閾値未満である場合に、アラートを出力してもよい。 The output unit is configured such that at least one of a distance between the two points on the first boundary line and a distance between the other two points on the second boundary line is set as a threshold regarding detection accuracy. An alert may be output when the value is less than a predetermined threshold.

前記出力部は、前記ターゲット位置特定部が特定した所定の前記ターゲットの位置と、前記所定のターゲットに隣接する他の前記ターゲットの位置との間の距離が、ターゲット位置の異常に関する閾値として設定された所定の閾値以上の場合に、アラートを出力してもよい。 The output unit is configured such that a distance between the predetermined position of the target identified by the target position specifying unit and a position of another target adjacent to the predetermined target is set as a threshold value regarding an abnormality in the target position. An alert may be output when the value exceeds a predetermined threshold value.

前記ターゲット位置特定部は、前記第１境界線と前記第２境界線との交点を特定できない場合、前記交点が特定されなかった前記ターゲットの輪郭形状を抽出し、抽出した前記輪郭形状の重心位置を前記ターゲットの位置として特定してもよい。 When the intersection of the first boundary line and the second boundary line cannot be specified, the target position specifying unit extracts a contour shape of the target for which the intersection point has not been specified, and determines the center of gravity position of the extracted contour shape. may be specified as the position of the target.

第１方向又は第２方向と異なる方向の輪郭線を検出することにより、前記ターゲットに付着した付着物の存在、又は、前記ターゲットの前面に位置する障害物の存在を特定するターゲット状態特定部をさらに備え、前記出力部は、前記付着物又は前記障害物が存在すると特定された場合に、アラートを出力してもよい。 a target state identifying unit that identifies the presence of a deposit attached to the target or the existence of an obstacle located in front of the target by detecting a contour line in a direction different from the first direction or the second direction; Furthermore, the output unit may output an alert when it is specified that the attached object or the obstacle is present.

前記ターゲット位置特定部は、前記計測対象物に取り付けられた前記ターゲットにおける前記第１境界線と前記第２境界線との交点を特定することによって前記ターゲットの位置を特定する第１動作モードと、前記計測対象物に取り付けられた標識を前記撮像装置が撮影することにより生成された撮像画像内における、前記標識の輪郭形状を抽出し、抽出した前記輪郭形状の重心位置を前記標識の位置として特定する第２動作モードとを実行可能であり、作業者から受け付けた選択に応じて、第１動作モードと第２動作モードとのいずれかを実行してもよい。 a first operation mode in which the target position specifying unit specifies the position of the target by specifying an intersection of the first boundary line and the second boundary line in the target attached to the measurement object; Extracting the contour shape of the marker in a captured image generated by photographing the marker attached to the measurement target object by the imaging device, and specifying the center of gravity position of the extracted contour shape as the position of the marker. Depending on the selection received from the operator, either the first operation mode or the second operation mode may be executed.

前記基準位置を含み、かつ前記ターゲットの領域よりも大きな検出対象領域の設定を受け付ける設定受付部をさらに有し、前記ターゲット位置特定部は、前記検出対象領域において前記第１境界線及び前記第２境界線を探索してもよい。 The target position specifying unit further includes a setting reception unit that accepts the setting of a detection target area that includes the reference position and is larger than the target area, and the target position specifying unit detects the first boundary line and the second boundary line in the detection target area. You may explore the boundaries.

本発明の一形態の計測方法は、計測対象物に取り付けられたターゲットを撮像装置が撮影することにより生成した撮像画像を取得する画像取得ステップと、前記画像取得ステップで取得した前記撮像画像における前記ターゲットの位置を特定するターゲット位置特定ステップと、予め決定された前記ターゲットの基準位置と、前記ターゲット位置特定ステップで特定された位置との関係を示す変位情報を出力する出力ステップと、を有し、各ステップはコンピュータが実行する計測方法であって、前記ターゲットは、複数の領域を含むパターンであって、互いに隣接する２つの前記領域によって第１方向に延びる第１境界線が形成されるとともに、互いに隣接する他の２つの前記領域によって前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２境界線が形成されるパターンを有し、前記ターゲット位置特定ステップでは、前記撮像画像内の前記ターゲットにおける前記第１境界線と前記第２境界線との交点を、前記撮像画像における前記ターゲットの位置として特定する。 A measurement method according to one embodiment of the present invention includes an image acquisition step of acquiring a captured image generated by an imaging device photographing a target attached to a measurement object; The method includes a target position specifying step for specifying the position of the target, and an output step for outputting displacement information indicating a relationship between a predetermined reference position of the target and the position specified in the target position specifying step. , each step is a measurement method executed by a computer, wherein the target is a pattern including a plurality of regions, a first boundary line extending in a first direction is formed by two adjacent regions, and , has a pattern in which a second boundary line extending in a second direction intersecting the first direction is formed by the other two adjacent regions, and in the target position specifying step, the target position in the captured image is The intersection of the first boundary line and the second boundary line in is specified as the position of the target in the captured image.

本発明によれば、計測対象物を位置精度よく計測できる計測装置及び計測方法を提供できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide a measuring device and a measuring method that can measure a measurement target with high positional accuracy.

本発明の一実施形態の計測システムの構成を示す図である。1 is a diagram showing the configuration of a measurement system according to an embodiment of the present invention. レールに取り付けられたターゲットを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a target attached to a rail. ターゲットの拡大図である。It is an enlarged view of a target. 計測システムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a measurement system. 撮像画像に設定された検出対象領域を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a detection target area set in a captured image. ターゲットの位置を特定する処理を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining processing for specifying the position of a target. 付着物が付着した状態のターゲットの位置を特定する手法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a method for specifying the position of a target with deposits attached. ターゲットの輪郭形状に基づきターゲットの位置を特定する手法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method of specifying the position of a target based on the contour shape of the target. 線路の変位情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the displacement information of a track. 計測システムの動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation of a measurement system. ターゲットの基準位置を精度良く検出できない例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example in which the reference position of a target cannot be detected with high accuracy. ターゲットがレールから外れている可能性がある場合の変位情報の一例である。This is an example of displacement information when there is a possibility that the target is off the rail.

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同一又は対応する要素には同一又は対応する符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の一実施形態の計測システムＳ１００の構成を示す図である。図２は、レールＲに取り付けられたターゲットＴを示す図である。図３は、ターゲットＴの拡大図である。 <First embodiment>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements will be denoted by the same or corresponding symbols, and overlapping description will be omitted. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a measurement system S100 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the target T attached to the rail R. FIG. 3 is an enlarged view of the target T.

［計測システムＳ１００の概要］
本実施形態の計測システムＳ１００は、図１に示すように、主として、カメラ１と、計測装置２と、ターゲットＴとを備えている。計測システムＳ１００は、計測対象物であるレールＲに取り付けられた複数のターゲットＴの位置を特定することで、線路の軌道狂いを計測するシステムである。以下では、計測対象物として線路を例示するが、計測システムＳ１００は例えば高架橋やトンネルなどの他の構造物の計測にも利用可能である。 [Overview of measurement system S100]
The measurement system S100 of this embodiment mainly includes a camera 1, a measurement device 2, and a target T, as shown in FIG. The measurement system S100 is a system that measures the track deviation of a track by specifying the positions of a plurality of targets T attached to a rail R that is a measurement object. In the following, a railway track will be exemplified as an object to be measured, but the measurement system S100 can also be used to measure other structures such as viaducts and tunnels.

本実施形態では、レールＲに取り付けられたターゲットＴが図３に示すように十字パターンを有しており、計測装置２は、ターゲットＴの十字パターンの第１境界線５１と第２境界線５２との交点を検出し、その交点をターゲットＴの位置として特定する。計測装置２は、複数のターゲットＴの位置を継続的に検出することによって、線路の軌道狂いを計測する。 In this embodiment, the target T attached to the rail R has a cross pattern as shown in FIG. Detect the intersection with the target T, and identify the intersection as the position of the target T. The measuring device 2 measures the track deviation of the railway by continuously detecting the positions of a plurality of targets T.

従来技術のように円形パターンを有するターゲットを用いるシステムでは、ターゲットに汚れなどの付着物が付着した場合や、ターゲットの一部が植物などの障害物によって隠れた場合に、ターゲットＴの正確な位置を特定できず、その結果、計測される線路の軌道狂いの精度が低下することがあった。 In a system using a target with a circular pattern as in the conventional technology, it is difficult to determine the exact position of the target T when dirt or other deposits adhere to the target or when a part of the target is hidden by an obstacle such as a plant. could not be identified, and as a result, the accuracy of measured track deviations sometimes decreased.

本実施形態の構成によれば、第１境界線５１及び第２境界線５２の少なくとも一部の領域が視認可能な状態であれば、計測システムＳ１００が第１境界線５１と第２境界線５２との交点を特定することができる。したがって、計測システムＳ１００は、付着物や障害物によってターゲットＴの一部が隠れたとしても、ターゲットＴの位置を良好に特定でき、線路の軌道狂いを精度よく計測することが可能となる。 According to the configuration of the present embodiment, if at least a part of the first boundary line 51 and the second boundary line 52 is in a visible state, the measurement system S100 It is possible to identify the intersection with Therefore, the measurement system S100 can satisfactorily identify the position of the target T even if part of the target T is hidden by deposits or obstacles, and can accurately measure the deviation of the track.

［計測システムＳ１００の各部の説明］
（カメラ１）
カメラ１は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの撮像素子を有する撮像装置である。カメラ１は、例えば支柱１１によって支持され、線路よりも高い位置に設置されている。カメラ１は、一例として計測装置２からの制御信号により、撮影時刻、撮影枚数及びシャッタースピード等が制御される。カメラ１は、レールＲに取り付けられた複数のターゲットＴを同時に撮影し、生成した撮像画像を計測装置２へ送信する。 [Description of each part of measurement system S100]
(Camera 1)
The camera 1 is an imaging device having an imaging element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). The camera 1 is supported by, for example, a support 11 and is installed at a higher position than the railroad tracks. In the camera 1, for example, the shooting time, number of shots, shutter speed, etc. are controlled by control signals from the measuring device 2. The camera 1 simultaneously photographs a plurality of targets T attached to the rail R, and transmits the generated captured images to the measuring device 2.

支柱１１は、例えば、工事が行われる範囲の外側の場所に設置される。支柱１１には、一例として、複数のターゲットＴを照らすための照明器具１２が取り付けられている。 The support column 11 is installed, for example, at a location outside the area where the construction work is performed. For example, a lighting fixture 12 for illuminating a plurality of targets T is attached to the support 11.

（ターゲットＴ）
ターゲットＴは、図２及び図３に示すように、一例として円形の輪郭形状に形成され、十字パターンを有している。具体的には、ターゲットＴは、第１境界線５１及び第２境界線５２によって分割された、複数の領域Ｔａ、領域Ｔｂ、領域Ｔｃ及び領域Ｔｄを含む。この例では、第１境界線５１は第１方向である鉛直方向に延在し、第２境界線５２は第２方向である水平方向に延在している。第１境界線５１及び第２境界線５２は、例えば、ターゲットＴの円の中心で交差している。領域Ｔａ及び領域Ｔｃは第１色であり、領域Ｔｂ及び領域Ｔｄは第２色に色付けされている。第１色及び第２色の色は任意であるが、例えば、第１色は黒色であり、第２色は黄色である。 (Target T)
As shown in FIGS. 2 and 3, the target T is formed, for example, in a circular outline shape and has a cross pattern. Specifically, the target T includes a plurality of regions Ta, Tb, Tc, and Td divided by a first boundary line 51 and a second boundary line 52. In this example, the first boundary line 51 extends in the first direction, which is the vertical direction, and the second boundary line 52 extends in the second direction, which is the horizontal direction. The first boundary line 51 and the second boundary line 52 intersect at the center of the circle of the target T, for example. Area Ta and area Tc are colored in the first color, and area Tb and area Td are colored in the second color. Although the first color and the second color are arbitrary, for example, the first color is black and the second color is yellow.

このように、本実施形態のターゲットＴでは、互いに隣接する２つの領域によって第１境界線５１が形成されるとともに、互いに隣接する他の２つの領域によって延びる第２境界線５２が形成されている。ターゲットＴは、図３のようなパターンに限定されるものではなく、適宜変更されてもよい。第１境界線５１と第２境界線５２とは必ずしも直交している必要はない。ターゲットＴの輪郭形状は円形に限定されず、四角形、多角形、楕円形状などの他の形状であってもよい。 In this way, in the target T of this embodiment, the first boundary line 51 is formed by two regions adjacent to each other, and the second boundary line 52 is formed by the other two regions adjacent to each other. . The target T is not limited to the pattern shown in FIG. 3, and may be changed as appropriate. The first boundary line 51 and the second boundary line 52 do not necessarily need to be orthogonal. The outline shape of the target T is not limited to a circle, but may be other shapes such as a rectangle, a polygon, or an ellipse.

ターゲットＴは、図２に示すように、取付プレート５５の表面に形成されている。取付プレート５５は、例えば平板状の部材又は断面がＬ字形状の部材であり、ターゲットＴがカメラ１側を向くように、レールＲの腹部の側面に固定される。取付プレート５５は、計測装置２がターゲットＴの輪郭形状を特定できるように、例えば、第１色及び第２色とは異なる第３色であってもよい。 The target T is formed on the surface of the mounting plate 55, as shown in FIG. The mounting plate 55 is, for example, a flat member or a member having an L-shaped cross section, and is fixed to the side surface of the abdomen of the rail R so that the target T faces the camera 1 side. The attachment plate 55 may have a third color different from the first color and the second color, for example, so that the measuring device 2 can specify the contour shape of the target T.

ターゲットＴは、図１に示すように、レールＲに沿って所定のピッチで互いに間隔を空けて配置されている。「所定のピッチ」は、ターゲットＴが取り付けられる計測対象物の種別や工事内容に応じて適宜設定されるが、一例として、１ｍから１０ｍの範囲内である。レールＲに取り付けられるターゲットＴの数は任意であるが、本実施形態では、各レールＲに４つのターゲットＴ（ターゲットＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）が固定されている。 As shown in FIG. 1, the targets T are arranged along the rail R at predetermined pitches and spaced apart from each other. The "predetermined pitch" is appropriately set depending on the type of measurement object to which the target T is attached and the content of the construction work, but is within the range of 1 m to 10 m as an example. Although the number of targets T attached to the rail R is arbitrary, in this embodiment, four targets T (targets T1, T2, T3, T4) are fixed to each rail R.

ターゲットＴは、一例として、各レールＲの同じ側（図中の下方）に配置されている。本発明はこれに限らず、一方のレールＲに対して第１側にターゲットＴが配置され、他方のレールＲに対して第１側とは反対の第２側にターゲットＴが配置されてもよい。 As an example, the targets T are arranged on the same side of each rail R (lower side in the figure). The present invention is not limited to this, and the target T may be arranged on the first side with respect to one rail R, and the target T may be arranged on the second side opposite to the first side with respect to the other rail R. good.

ターゲットＴの材質は、例えば、ターゲットＴに対して入射する照明器具１２からの光を、入射方向と同じ方向に反射させる再規性反射材であってもよい。線路上を列車が特定の向きに走行する場合、ターゲットＴは、列車が走行する向きとは反対側の向き（すなわち、ターゲットＴが列車に対向しないような向き）に配置されることが一形態において好ましい。このような構成によれば、ターゲットＴに汚れなどが付着し難く、計測装置２は長期に亘ってターゲットＴの位置を良好に特定できる。 The material of the target T may be, for example, a regular reflective material that reflects the light from the lighting fixture 12 that is incident on the target T in the same direction as the incident direction. When a train runs in a specific direction on the track, one form is that the target T is placed in the opposite direction to the direction in which the train runs (i.e., in a direction in which the target T does not face the train). preferred. According to such a configuration, it is difficult for dirt etc. to adhere to the target T, and the measuring device 2 can specify the position of the target T well over a long period of time.

〔計測装置２〕
図４は、計測システムＳ１００の構成を示すブロック図である。計測装置２は、例えば、コンピュータプログラムがインストールされたコンピュータである。計測装置２は、一例として、入力部２１、表示部２２、記憶部２３、及び制御部２４を有する。 [Measuring device 2]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of measurement system S100. The measuring device 2 is, for example, a computer in which a computer program is installed. The measuring device 2 includes, for example, an input section 21, a display section 22, a storage section 23, and a control section 24.

入力部２１は、作業者からの入力を受け付けるためのデバイスである。入力部２１は、例えばキーボード、マウス、タッチパネル等の任意のデバイスである。表示部２２は、各種の情報を表示する１つ又は複数のディスプレイである。入力部２１及び表示部２２が、タッチパネル式ディスプレイとして構成されていてもよい。 The input unit 21 is a device for receiving input from a worker. The input unit 21 is any device such as a keyboard, mouse, touch panel, etc., for example. The display unit 22 is one or more displays that display various information. The input section 21 and the display section 22 may be configured as a touch panel display.

記憶部２３は、各種のデータを記憶する記憶媒体であり、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びハードディスク等を有する。記憶部２３は、制御部２４が実行するコンピュータプログラムを記憶する。 The storage unit 23 is a storage medium that stores various data, and includes a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a hard disk, and the like. The storage unit 23 stores a computer program executed by the control unit 24.

記憶部２３は、例えば作業者が測量を行って取得したカメラ１と各ターゲットＴとの位置関係を記憶する。測量は、例えば、カメラ１から各ターゲットＴまでの距離及び角度を測定するトータルステーションを用いて行われる。記憶部２３は、また、後述する制御部２４の各部が演算を行った各種の結果を記憶する。 The storage unit 23 stores, for example, the positional relationship between the camera 1 and each target T obtained by surveying by an operator. The surveying is performed using, for example, a total station that measures the distance and angle from the camera 1 to each target T. The storage section 23 also stores various results of calculations performed by each section of the control section 24, which will be described later.

（制御部２４の各機能部）
制御部２４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を有する。制御部２４は、例えば、記憶部２３が記憶するコンピュータプログラムを実行することにより、図４に示すように、設定受付部２４１、画像取得部２４２、ターゲット位置特定部２４３、出力部２４４、及びターゲット状態特定部２４５として機能する。 (Each functional unit of the control unit 24)
The control unit 24 includes a CPU (Central Processing Unit). For example, by executing a computer program stored in the storage unit 23, the control unit 24 controls the setting reception unit 241, the image acquisition unit 242, the target position identification unit 243, the output unit 244, and the target, as shown in FIG. It functions as a state identifying section 245.

設定受付部２４１は、計測装置２が撮像画像のどの領域を解析してターゲットＴの位置を特定するかを設定するための機能部である。図５は、撮像画像５に設定された検出対象領域Ａを説明するための図である。図５に示すように、カメラ１が生成した撮像画像５には、線路の画像と、複数のターゲットＴの画像とが含まれている。計測装置２は、撮像画像５を解析して各ターゲットＴの位置を検出するが、計測装置２が、仮に、撮像画像５の全範囲に亘って各ターゲットＴの位置を探索する場合、計算量が増大する。 The setting receiving unit 241 is a functional unit for setting which region of the captured image the measuring device 2 should analyze to specify the position of the target T. FIG. 5 is a diagram for explaining the detection target area A set in the captured image 5. As shown in FIG. As shown in FIG. 5, the captured image 5 generated by the camera 1 includes an image of a railroad track and images of a plurality of targets T. The measuring device 2 analyzes the captured image 5 to detect the position of each target T. However, if the measuring device 2 were to search for the position of each target T over the entire range of the captured image 5, the amount of calculation would be increases.

そこで、本実施形態では、設定受付部２４１が、作業者による各ターゲットＴに対応する検出対象領域Ａ（Ａ１～Ａ４）の設定を受け付ける。設定受付部２４１は、具体的には、作業者による、ターゲットＴの基準位置（ここでは中心位置）を含み、かつターゲットＴの領域よりも大きな検出対象領域Ａの設定を受け付ける。検出対象領域Ａは、一例として四角形である。設定受付部２４１は、例えば各ターゲットＴ１に対応して検出対象領域Ａ１の設定を受け付ける。同様の処理が、ターゲットＴ２～Ｔ４についても行われ、検出対象領域Ａ２～Ａ４が設定される。図５の例では、カメラ１に近い側の検出対象領域Ａ１ほどカメラ１から遠い側のものよりも大きいサイズに設定されている。設定された各ターゲットＴについての検出対象領域Ａは、記憶部２３に記憶される。 Therefore, in the present embodiment, the setting accepting unit 241 accepts the setting of the detection target area A (A1 to A4) corresponding to each target T by the operator. Specifically, the setting accepting unit 241 accepts the setting of a detection target area A that includes the reference position (here, the center position) of the target T and is larger than the area of the target T by the operator. The detection target area A is, for example, a rectangle. The setting accepting unit 241 accepts, for example, the setting of the detection target area A1 corresponding to each target T1. Similar processing is performed for targets T2 to T4, and detection target areas A2 to A4 are set. In the example of FIG. 5, the detection target area A1 closer to the camera 1 is set to a larger size than the detection target area A1 farther from the camera 1. The detection target area A for each set target T is stored in the storage unit 23.

画像取得部２４２は、計測対象物であるレールＲに取り付けられたターゲットＴをカメラ１が撮影することにより生成した撮像画像５を取得する。 The image acquisition unit 242 acquires the captured image 5 generated by the camera 1 photographing the target T attached to the rail R, which is the object to be measured.

図６は、ターゲットＴの位置を特定する処理を説明するための図である。ターゲット位置特定部２４３は、撮像画像５における各ターゲットＴの位置を特定する。具体的には、ターゲット位置特定部２４３は、撮像画像５に対して設定された検出対象領域Ａ（図５参照）において第１境界線５１と第２境界線５２とを探索し、それらの交点の座標を、ターゲットＴの位置として特定する。 FIG. 6 is a diagram for explaining the process of specifying the position of the target T. The target position specifying unit 243 specifies the position of each target T in the captured image 5. Specifically, the target position specifying unit 243 searches the first boundary line 51 and the second boundary line 52 in the detection target area A (see FIG. 5) set for the captured image 5, and finds the intersection point between them. The coordinates of T are specified as the position of the target T.

より具体的には、ターゲット位置特定部２４３は、第１境界線５１上で２つの点Ｐ１を検出し、それらの点Ｐ１どうしを結ぶ第１直線Ｌ１を特定する。同様に、ターゲット位置特定部２４３は、第２境界線５２上で２つの点Ｐ２を検出し、それらの２点Ｐ２どうしを結ぶ第２直線Ｌ２を特定する。そして、ターゲット位置特定部２４３は、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との交点Ｏ１の座標を第１境界線５１と第２境界線５２の交点として特定し、ターゲットＴの位置を求める。 More specifically, the target position specifying unit 243 detects two points P1 on the first boundary line 51, and specifies a first straight line L1 connecting these points P1. Similarly, the target position specifying unit 243 detects two points P2 on the second boundary line 52, and specifies a second straight line L2 connecting the two points P2. Then, the target position identifying unit 243 identifies the coordinates of the intersection O1 between the first straight line L1 and the second straight line L2 as the intersection between the first boundary line 51 and the second boundary line 52, and determines the position of the target T.

ターゲット位置特定部２４３は、それぞれの検出対象領域Ａにおいて、このように第１境界線５１及び前記第２境界線５２を探索し、各ターゲットＴの位置を特定する。記憶部２３は、ターゲット位置特定部２４３が特定した各ターゲットＴの位置を、計測時刻に対応付けて記憶する。 The target position specifying unit 243 searches the first boundary line 51 and the second boundary line 52 in each detection target area A in this way, and specifies the position of each target T. The storage unit 23 stores the position of each target T specified by the target position specifying unit 243 in association with the measurement time.

なお、ターゲット位置特定部２４３は、カメラ１が所定の時間間隔で複数回撮影を行って生成した複数の撮像画像に基づいて特定したターゲットＴの複数の位置を平均化したデータをターゲットＴの位置として決定してもよい。 Note that the target position specifying unit 243 calculates the position of the target T by averaging data of a plurality of positions of the target T specified based on a plurality of captured images generated by capturing images multiple times at predetermined time intervals by the camera 1. It may be determined as

図７は、付着物５６が付着した状態のターゲットＴの位置を特定する手法を説明するための図である。図８は、ターゲットの輪郭形状に基づきターゲットの位置を特定する手法を説明するための図である。図８のターゲットは、十字パターンを有しない円形のパターンである。 FIG. 7 is a diagram for explaining a method for specifying the position of the target T to which the deposit 56 is attached. FIG. 8 is a diagram for explaining a method of specifying the position of a target based on the contour shape of the target. The target in FIG. 8 is a circular pattern without a cross pattern.

図７及び図８に示すように、ターゲットには付着物５６が付着することがある。付着物５６は、一例として、泥や鉄粉などの汚れである。又は、雪などが付着物５６としてターゲットに付着することもある。 As shown in FIGS. 7 and 8, deposits 56 may adhere to the target. The deposit 56 is, for example, dirt such as mud or iron powder. Alternatively, snow or the like may adhere to the target as the deposit 56.

図８のターゲットの場合、ターゲットの位置を特定するために、計測装置は、まずターゲットの輪郭形状を求め、その輪郭形状の重心位置を特定する。この手法では、計測装置は、ターゲットの輪郭に沿って複数の特徴点ｐを検出し、複数の特徴点ｐが形成する形状の重心の座標を特定する。しかしながら、この手法の場合、図８のような形状の付着物５６が存在していると、ターゲットＴの輪郭形状を正しく求めることができない。そのため、特定される重心位置ｏ１が本来のターゲット中心ｏからずれた位置となり、その結果、計測されるレールＲの位置精度が低下する。 In the case of the target in FIG. 8, in order to specify the position of the target, the measuring device first obtains the contour shape of the target, and specifies the position of the center of gravity of the contour shape. In this method, the measuring device detects a plurality of feature points p along the contour of the target, and specifies the coordinates of the center of gravity of a shape formed by the plurality of feature points p. However, in the case of this method, if a deposit 56 having a shape as shown in FIG. 8 is present, the contour shape of the target T cannot be determined correctly. Therefore, the specified center of gravity position o1 is shifted from the original target center o, and as a result, the accuracy of the measured position of the rail R is reduced.

一方、本実施形態の十字パターンのターゲットＴの場合、図７に示すように、十字パターンの境界線上の４点を検出できれば、第１直線Ｌ１及び第２直線Ｌ２の交点Ｏ１を求めることができ、ターゲットＴの位置を特定することができる。 On the other hand, in the case of the cross pattern target T of this embodiment, as shown in FIG. 7, if four points on the boundary line of the cross pattern can be detected, the intersection O1 of the first straight line L1 and the second straight line L2 can be found. , the position of the target T can be specified.

図９は、レールＲの変位情報６０の一例を示す図である。出力部２４４は、ターゲット位置特定部２４３が特定したターゲットＴの位置に関する変位情報６０を出力する。出力部２４４は、具体例として、各ターゲットＴの初期位置の座標と、ターゲット位置特定部２４３が特定した各ターゲットＴの位置の座標との差分を求め、その差分に、カメラ１と各ターゲットＴの位置関係に応じた所定の係数を乗じることで求められた相対位置を出力する。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the displacement information 60 of the rail R. The output unit 244 outputs displacement information 60 regarding the position of the target T specified by the target position specifying unit 243. As a specific example, the output unit 244 calculates the difference between the coordinates of the initial position of each target T and the coordinates of the position of each target T specified by the target position specifying unit 243, and calculates the difference between the camera 1 and each target T based on the difference. The relative position obtained by multiplying by a predetermined coefficient according to the positional relationship is output.

図９の変位情報６０は、初期設定として予め決定されたターゲットＴの基準位置（初期位置）と、ターゲット位置特定部２４３が撮像画像５に基づいて特定した各ターゲットＴの位置との関係を示す情報である。変位情報６０において、横軸はターゲットＴ１～Ｔ４の位置を示し、縦軸は各ターゲットＴの変位を示している。変位情報６０では、具体的には、各ターゲットＴの初期位置「０」に対する各ターゲットＴの相対変位が示されている。 The displacement information 60 in FIG. 9 indicates the relationship between the reference position (initial position) of the target T determined in advance as an initial setting and the position of each target T specified by the target position specifying unit 243 based on the captured image 5. It is information. In the displacement information 60, the horizontal axis indicates the positions of the targets T1 to T4, and the vertical axis indicates the displacement of each target T. Specifically, the displacement information 60 shows the relative displacement of each target T with respect to the initial position "0" of each target T.

線路の軌道狂いの計測においては、一例として、高低狂い（高さ方向の狂い）、通り狂い（水平方向の狂い）、軌間狂い（２本のレール間隔の狂い）、水準狂い（２本のレールの高さの差の狂い）、及び平面性狂い（２本のレールの高さの捩じれの狂い）の５項目が算出される。各項目の計測は、例えば特許３５９７８３２号公報に記載されている公知の方法で実施可能である。出力部２４４は、ターゲット位置特定部２４３が特定した各ターゲットＴの位置に基づき、上記の５項目を算出し、算出結果を出力する。図示は省略するが、出力部２４４は、各項目の経時的な変化を出力してもよい。 In the measurement of track deviations, examples include height deviation (heightwise deviation), running deviation (horizontal deviation), gauge deviation (deviation in the spacing between two rails), and level deviation (deviation in the two rails). Five items are calculated: deviation in the height difference between the two rails), and flatness deviation (deviation in the twisting of the heights of the two rails). Measurement of each item can be carried out by a known method described in, for example, Japanese Patent No. 3,597,832. The output unit 244 calculates the above five items based on the position of each target T specified by the target position specifying unit 243, and outputs the calculation results. Although not shown, the output unit 244 may output changes over time in each item.

上記のように、ターゲットＴのある時刻における位置を基準とし、その基準に対してターゲットＴがどの程度変位したかを出力する、又は、複数のターゲットＴの相対的な位置関係を出力する以外にも、出力部２４４は、例えば所定の基準点ターゲットの位置に対する各ターゲットＴの絶対位置を出力してもよい。具体的には、基準点ターゲットは、例えば、工事範囲外の、工事の影響を受けない不動地点に配置されたターゲットである。 As mentioned above, in addition to outputting the position of the target T at a certain time as a reference and outputting the extent to which the target T has displaced with respect to that reference, or outputting the relative positional relationship of multiple targets T, Also, the output unit 244 may output, for example, the absolute position of each target T with respect to the position of a predetermined reference point target. Specifically, the reference point target is, for example, a target placed at an immovable point that is not affected by the construction work and is outside the construction area.

（アラートの出力）
出力部２４４は、各種のアラート及び所定の情報を作業者に対して出力する。出力部２４４は、アラートや所定の情報を表示部２２に表示させてもよいし、計測装置２に不図示のネットワーク経由で接続された他の機器に表示させてもよい。 (Alert output)
The output unit 244 outputs various alerts and predetermined information to the worker. The output unit 244 may cause the alert or predetermined information to be displayed on the display unit 22 or may be displayed on another device connected to the measuring device 2 via a network (not shown).

本実施形態では、上述したように、ターゲット位置特定部２４３が検出したターゲットＴ上の４点に基づき、第１直線Ｌ１及び第２直線Ｌ２を特定して両直線の交点をターゲットＴの位置と特定する。しかし、例えばターゲットＴに付着した付着物５６の範囲や形状によっては、第１直線Ｌ１及び／又は第２直線Ｌ２を特定できず、ターゲットＴの位置の特定ができないことが想定される。 In this embodiment, as described above, the first straight line L1 and the second straight line L2 are identified based on the four points on the target T detected by the target position specifying unit 243, and the intersection of both straight lines is determined as the position of the target T. Identify. However, depending on the range and shape of the deposit 56 attached to the target T, for example, it is assumed that the first straight line L1 and/or the second straight line L2 cannot be specified, and the position of the target T cannot be specified.

そこで、出力部２４４は、例えば、ターゲット位置特定部２４３が第１直線Ｌ１及び／又は第２直線Ｌ２を特定できず第１境界線５１と第２境界線５２との交点を特定できない場合に、アラートを出力する。 Therefore, for example, when the target position specifying section 243 cannot specify the first straight line L1 and/or the second straight line L2 and cannot specify the intersection of the first boundary line 51 and the second boundary line 52, the output unit 244 outputs the following information: Output an alert.

出力部２４４は、また、ターゲット位置特定部２４３が第１境界線５１と第２境界線５２との交点を特定できない場合に、上記のアラートとともに、複数のターゲットＴのうち交点が特定されなかったターゲットを示す情報を出力してもよい。例えば、ターゲットＴ１～Ｔ４のうちターゲットＴ４について交点が特定できなかった場合、出力部２４４は、交点が特定されなかったターゲットがターゲットＴ４であることを示す情報を出力する。具体的には、出力部２４４は、撮像画像５に、特定されなかったターゲットＴを示すテキスト情報又は画像情報が付加された画像を出力してもよい。このような構成によれば、出力された情報を見た作業者は、複数のターゲットＴのうちどのターゲットＴの位置が特定できていないかを確認でき、現場のターゲットＴを清掃するなどの対応を取ることができる。 In addition, when the target position specifying unit 243 cannot specify the intersection between the first boundary line 51 and the second boundary line 52, the output unit 244 also sends an alert indicating that the intersection point among the plurality of targets T has not been specified. Information indicating the target may also be output. For example, if the intersection point cannot be identified for target T4 among the targets T1 to T4, the output unit 244 outputs information indicating that the target for which the intersection point has not been identified is target T4. Specifically, the output unit 244 may output an image in which text information or image information indicating the unspecified target T is added to the captured image 5. According to such a configuration, a worker who sees the output information can confirm which target T among the plurality of targets T has not been located, and take measures such as cleaning the target T at the site. can be taken.

出力部２４４は、また、ターゲット位置特定部２４３が検出対象領域Ａにおいて第１境界線５１及び第２境界線５２を探索した結果、第１境界線５１又は第２境界線５２を探索できなかった場合に、アラートを出力してもよい。 The output unit 244 also indicates that as a result of the target position specifying unit 243 searching for the first boundary line 51 and the second boundary line 52 in the detection target area A, the first boundary line 51 or the second boundary line 52 could not be searched. In this case, an alert may be output.

ターゲット状態特定部２４５は、撮像画像５に基づき、例えば、ターゲットＴに付着物５６が付着していることを特定する。ターゲット状態特定部２４５は、一例として、それぞれの検出対象領域Ａにおいて、ターゲットＴの第１直線Ｌ１が延びる第１方向又は第２直線Ｌ２が延びる第２方向とは異なる方向の輪郭線を検出することにより、ターゲットＴに付着した付着物５６の存在を特定する。ターゲット状態特定部２４５は、具体的には、検出した上記輪郭線が例えば所定の閾値以上の長さの場合に、付着物５６が存在すると判定する。 The target state specifying unit 245 specifies, for example, that a deposit 56 is attached to the target T based on the captured image 5. For example, the target state specifying unit 245 detects, in each detection target area A, a contour line of the target T in a direction different from the first direction in which the first straight line L1 extends or the second direction in which the second straight line L2 extends. By this, the presence of the deposit 56 attached to the target T is identified. Specifically, the target state specifying unit 245 determines that the deposit 56 is present when the detected contour line has a length equal to or greater than a predetermined threshold, for example.

ターゲットＴに直接付着する付着物以外にも、例えば、植物の一部などがターゲットＴの前面に存在することによってターゲットＴの十字パターンを正しく撮影できなくなる状況も想定される。そこで、ターゲット状態特定部２４５は、ターゲットＴの前面に位置する障害物の存在を特定してもよい。ターゲット状態特定部２４５は、上記同様、ターゲットＴの第１直線Ｌ１が延びる第１方向又は第２直線Ｌ２が延びる第２方向と異なる方向の輪郭線を検出することにより、障害物があることを特定してもよい。ターゲット状態特定部２４５は、一例として、付着物と障害物とを分類するように学習が行われた学習済みモデルを用い、画像認識により付着物及び障害物を識別してもよい。ターゲット状態特定部２４５は、付着物の種別、又は、障害物の種別を識別する機能を有していてもよい。出力部２４４は、例えば、ターゲット状態特定部２４５の識別結果を作業者に対して出力する。 In addition to deposits directly attached to the target T, for example, there may also be a situation in which a part of a plant or the like is present in front of the target T, making it impossible to correctly photograph the cross pattern of the target T. Therefore, the target state specifying unit 245 may specify the presence of an obstacle located in front of the target T. Similarly to the above, the target state specifying unit 245 detects the outline of the target T in a direction different from the first direction in which the first straight line L1 extends or the second direction in which the second straight line L2 extends. May be specified. For example, the target state identification unit 245 may identify the attached object and the obstacle by image recognition using a trained model that has been trained to classify the attached object and the obstacle. The target state identification unit 245 may have a function of identifying the type of attached object or the type of obstacle. For example, the output unit 244 outputs the identification result of the target state identifying unit 245 to the worker.

［軌道狂いの計測動作］
上述のように構成された計測システムＳ１００の動作について、以下説明する。図１０は、計測システムＳ１００の動作の一例を示すフローチャートである。 [Measurement operation of orbit deviation]
The operation of the measurement system S100 configured as described above will be described below. FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation of the measurement system S100.

ステップＳ１は初期設定のステップである。まず、ステップＳ１において、計測装置２は、レールＲに取り付けられた複数のターゲットＴの位置を特定し、特定した位置をターゲットＴの基準位置として記憶部２３に記憶させる。ステップＳ１では、また、作業者がカメラ１と各ターゲットＴとの位置関係を測量により実測して取得した距離関係の情報が、記憶部２３に記憶される。また、設定受付部２４１が、作業者による各ターゲットＴに対する検出対象領域Ａ（図６参照）の設定を受け付け、設定受付部２４１が受け付けた設定の情報が記憶部２３に記憶される。このような初期設定の完了後、計測システムＳ１００による軌道狂いの計測の運用が開始される。 Step S1 is an initial setting step. First, in step S1, the measuring device 2 specifies the positions of the plurality of targets T attached to the rail R, and stores the specified positions in the storage unit 23 as the reference positions of the targets T. In step S1, distance relationship information obtained by the operator by actually measuring the positional relationship between the camera 1 and each target T by surveying is stored in the storage unit 23. Further, the setting accepting unit 241 accepts the setting of the detection target area A (see FIG. 6) for each target T by the operator, and information on the setting accepted by the setting accepting unit 241 is stored in the storage unit 23. After completion of such initial settings, the measurement system S100 starts measuring orbit deviation.

ステップＳ２において、計測装置２は、カメラ１を予め設定された所定の測定時刻に動作させ、複数のターゲットＴを撮影する。カメラ１は、一例として、設定された所定の期間に所定回数だけターゲットＴを撮影し、複数の撮像画像５を生成する。 In step S2, the measuring device 2 operates the camera 1 at a predetermined measurement time set in advance to photograph a plurality of targets T. For example, the camera 1 photographs the target T a predetermined number of times during a predetermined period, and generates a plurality of captured images 5.

次いで、ステップＳ３において、画像取得部２４２がカメラ１から取得した撮像画像５に基づいて、ターゲット位置特定部２４３が撮像画像５におけるそれぞれの検出対象領域Ａにおいて画像を解析する。具体的には、ターゲット位置特定部２４３は、ターゲットＴの十字パターン上の２点Ｐ１、Ｐ１を検出して第１直線Ｌ１を特定するとともに、他の２点Ｐ２、Ｐ２を検出して第２直線Ｌ２を特定し、それらの交点Ｏ１をターゲットＴの位置として特定する。ターゲット位置特定部２４３はこのような処理を全てのターゲットＴについて行い、特定されたターゲットＴの位置は記憶部２３に記憶される。 Next, in step S3, based on the captured image 5 acquired by the image acquisition unit 242 from the camera 1, the target position specifying unit 243 analyzes the image in each detection target area A in the captured image 5. Specifically, the target position specifying unit 243 detects two points P1 and P1 on the cross pattern of the target T to specify the first straight line L1, and detects the other two points P2 and P2 to specify the second straight line L1. The straight line L2 is specified, and the intersection O1 thereof is specified as the position of the target T. The target position specifying unit 243 performs such processing for all targets T, and the positions of the specified targets T are stored in the storage unit 23.

次いで、ステップＳ４において、出力部２４４は、ターゲット位置特定部２４３が特定したターゲットＴの位置と、記憶部２３に予め記憶されたカメラ１とターゲットＴとの位置関係等に基づいて、一例として、線路に関する高低狂い、通り狂い、軌間狂い、水準狂い、及び平面性狂いの５項目を算出する。そして、ステップＳ５において、出力部２４４は算出結果を出力する。 Next, in step S4, the output unit 244, for example, based on the position of the target T specified by the target position specifying unit 243 and the positional relationship between the camera 1 and the target T stored in the storage unit 23 in advance, Calculate five items related to the railway: height deviation, street deviation, gauge deviation, level deviation, and flatness deviation. Then, in step S5, the output unit 244 outputs the calculation result.

次いで、ステップＳ６において、上記項目のうちいずれかの値が所定の閾値以上であり、算出結果が所定の範囲内に無い場合（ステップＳ６でＮｏ）、出力部２４４はアラートを出力する。ステップＳ６において、上記項目の算出結果が所定の範囲内の場合にはアラートは出力せず、上記ステップＳ２～ステップＳ５を繰り返す。なお、アラートを発出するタイミングや回数、及び、アラートの内容については、種々変更可能であり、例えば軌道狂いの程度に応じて複数回のアラートが発出されてもよい。 Next, in step S6, if the value of any of the above items is greater than or equal to a predetermined threshold and the calculation result is not within a predetermined range (No in step S6), the output unit 244 outputs an alert. In step S6, if the calculation result of the above item is within a predetermined range, no alert is output, and steps S2 to S5 are repeated. Note that the timing and number of times the alert is issued, and the content of the alert can be changed in various ways, and for example, the alert may be issued multiple times depending on the degree of orbit deviation.

計測装置２がこのように動作することで、計測システムＳ１００が稼働している間、計測対象物である線路の軌道狂いが計測装置２によって自動的に計測され、作業者は計測装置２の出力結果を確認することで、線路の状態を監視できる。 By operating the measuring device 2 in this manner, while the measuring system S100 is operating, the measuring device 2 automatically measures the track deviation of the track that is the object to be measured, and the operator can check the output of the measuring device 2. By checking the results, you can monitor the condition of the track.

（実施形態１の構成の作用効果）
以上のような本実施形態の構成では、計測システムＳ１００の計測装置２は、ターゲットＴ上の点Ｐ１、Ｐ２を検出し、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２の交点Ｏ１を求めることによってターゲットＴの位置を特定する。したがって、付着物や障害物によってターゲットＴの一部が隠れたとしても、ターゲットＴ上の点Ｐ１、Ｐ２が検出できいていれば、ターゲットＴの位置を特定でき、線路の軌道狂いを精度よく計測することが可能となる。 (Operations and effects of the configuration of Embodiment 1)
In the configuration of this embodiment as described above, the measuring device 2 of the measuring system S100 detects the points P1 and P2 on the target T, and determines the intersection O1 of the first straight line L1 and the second straight line L2, thereby detecting the target T. Locate the location. Therefore, even if part of the target T is hidden by deposits or obstacles, as long as points P1 and P2 on the target T can be detected, the position of the target T can be determined and the deviation of the track can be accurately measured. It becomes possible to do so.

また、本実施形態のターゲットＴは、原則としてターゲットＴの輪郭形状を検出する必要がない。従来の円形パターンの場合、ターゲットの輪郭形状を検出し易いように、円形パターンのサイズは、取付プレート５５の高さ寸法よりある程度小さい形状とされていた。このような構成で、かつ、ターゲットと取付プレート５５の色を異ならせることで、計測装置が円形パターンであるターゲットの輪郭形状を検出し易くなる。このような構成の場合、円形パターンのサイズが比較的小さくする必要があったが、本実施形態の十字パターンのターゲットＴでは、例えば、ターゲットＴの直径は取付プレート５５の高さ寸法と同程度であってもよく、したがって、ターゲットＴのサイズを大きくすることができる。その結果、撮像画像におけるターゲットＴのサイズが大きくなり、ターゲットＴの識別性が向上する効果が生じる。 Furthermore, in principle, it is not necessary to detect the contour shape of the target T of this embodiment. In the case of a conventional circular pattern, the size of the circular pattern was set to be smaller than the height of the mounting plate 55 to some extent so that the outline of the target could be easily detected. With such a configuration and by making the target and the attachment plate 55 different in color, it becomes easier for the measuring device to detect the contour shape of the target, which is a circular pattern. In such a configuration, the size of the circular pattern needs to be relatively small, but in the cross pattern target T of this embodiment, for example, the diameter of the target T is about the same as the height dimension of the mounting plate 55. Therefore, the size of the target T can be increased. As a result, the size of the target T in the captured image increases, resulting in the effect of improving the identifiability of the target T.

また、出力部２４４は、ターゲット位置特定部２４３が第１境界線５１と第２境界線５２との交点を特定できない場合に、アラートを出力するため、作業者は、ターゲットＴの位置の検出異常を知ることができる。特に、このような検出異常が発生した場合に、出力部２４４が、アラートとともに、複数の前記ターゲットのうち交点が特定されなかったターゲットを示す情報を含む撮像画像を出力することにより、作業者は、その内容を確認し、どのターゲットが異常であるかを確認することができる。 Further, since the output unit 244 outputs an alert when the target position specifying unit 243 cannot specify the intersection between the first boundary line 51 and the second boundary line 52, the operator can detect an abnormality in the detection of the position of the target T. can be known. In particular, when such a detection abnormality occurs, the output unit 244 outputs an alert as well as a captured image that includes information indicating a target whose intersection point has not been identified among the plurality of targets, so that the operator can , you can check its contents and see which target is abnormal.

＜変形例１＞
上記実施形態では、ターゲットＴの画像に基づいて第１境界線５１及び第２境界線５２の交点を検出することを説明したが、ターゲット位置特定部２４３は、第１境界線５１と第２境界線５２との交点を特定できない場合、交点が特定されなかったそのターゲットＴの輪郭形状を抽出し、抽出した輪郭形状の重心位置をターゲットＴの位置として特定してもよい。ターゲット位置特定部２４３は、具体的には、ターゲットＴの輪郭に沿って複数の特徴点を特定し、その複数の特徴点が形成する形状の重心位置をターゲットＴの位置と特定する。 <Modification 1>
In the above embodiment, it has been explained that the intersection of the first boundary line 51 and the second boundary line 52 is detected based on the image of the target T. If the intersection with the line 52 cannot be specified, the outline of the target T whose intersection has not been identified may be extracted, and the position of the center of gravity of the extracted outline may be specified as the position of the target T. Specifically, the target position specifying unit 243 specifies a plurality of feature points along the outline of the target T, and specifies the position of the center of gravity of the shape formed by the plurality of feature points as the position of the target T.

このような構成によれば、仮に付着物５６や植物などの障害物によって、第１境界線５１と第２境界線５２との交点を特定することができない場合であっても、ターゲットＴの輪郭形状を特性することができればターゲットＴの位置を特定できる。そのため、第１境界線５１と第２境界線５２との交点を特定する方式のみでターゲットＴの位置を特定する構成と比べて、ターゲットＴの位置を特定できないということが発生する頻度を低減させることができる。 According to such a configuration, even if the intersection between the first boundary line 51 and the second boundary line 52 cannot be specified due to an obstacle such as an attached object 56 or a plant, the outline of the target T If the shape can be characterized, the position of the target T can be specified. Therefore, compared to a configuration in which the position of the target T is specified only by the method of specifying the intersection of the first boundary line 51 and the second boundary line 52, the frequency at which the position of the target T cannot be specified is reduced. be able to.

＜変形例２＞
図１１は、ターゲットＴの位置を精度良く検出できない例を示す図である。図６を参照して説明したように、ターゲット位置特定部２４３は、ターゲットＴの第１境界線５１及び第２境界線５２上の点Ｐ１、Ｐ２を検出して第１直線Ｌ１及び第２直線Ｌ２を特定する。したがって、付着物や障害物の形状によっては、図１１のように、点Ｐ１間の距離ｄ１及び点Ｐ２間の距離ｄ２が短くなることがある。この場合、第１直線Ｌ１及び第２直線Ｌ２の方向が第１境界線５１及び第２境界線５２から大きくずれ、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との交点Ｏ１を精度良く特定できないおそれがある。 <Modification 2>
FIG. 11 is a diagram showing an example in which the position of the target T cannot be detected with high accuracy. As described with reference to FIG. 6, the target position specifying unit 243 detects the points P1 and P2 on the first boundary line 51 and the second boundary line 52 of the target T, and detects the points P1 and P2 on the first line L1 and the second line L1 and the second line 52 of the target T, respectively. Identify L2. Therefore, depending on the shape of the deposit or obstacle, the distance d1 between the points P1 and the distance d2 between the points P2 may become shorter, as shown in FIG. In this case, the directions of the first straight line L1 and the second straight line L2 deviate greatly from the first boundary line 51 and the second boundary line 52, and there is a possibility that the intersection O1 between the first straight line L1 and the second straight line L2 cannot be specified with high accuracy. be.

そこで、本発明の一変形例においては、出力部２４４が、第１境界線５１上の２つの点Ｐ１の間の距離ｄ１、及び、第２境界線５２上の他の２つの点Ｐ２の間の距離ｄ２の少なくとも一方が、所定の閾値未満である場合に、アラートを出力してもよい。「所定の閾値未満」は、検出精度に関する閾値として設定された閾値であり、作業者が設定した値であってもよいし、計測装置２が設定した値であってよい。ターゲット位置特定部２４３は、距離ｄ１又は距離ｄ２が所定の閾値未満である場合、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との交点の特定を行わず、例えば、カメラ１が再びターゲットＴを撮影した撮像画像５に基づいて、各点Ｐ１、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ２の検出をやり直し、距離ｄ１及び距離ｄ２が所定閾値以上の場合に、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２の交点を特定してもよい。 Therefore, in a modification of the present invention, the output unit 244 determines the distance d1 between the two points P1 on the first boundary line 51 and the distance d1 between the other two points P2 on the second boundary line 52. An alert may be output when at least one of the distances d2 is less than a predetermined threshold. “Less than a predetermined threshold” is a threshold set as a threshold related to detection accuracy, and may be a value set by the operator or a value set by the measuring device 2. When the distance d1 or the distance d2 is less than a predetermined threshold, the target position specifying unit 243 does not specify the intersection between the first straight line L1 and the second straight line L2, and, for example, if the camera 1 has photographed the target T again. Even if the detection of each point P1, P1, P2, and P2 is re-detected based on the captured image 5, and the intersection of the first straight line L1 and the second straight line L2 is identified when the distance d1 and the distance d2 are greater than or equal to a predetermined threshold, good.

記憶部２３が、ターゲットＴの複数のサイズと、複数の上記閾値とを関連づけて記憶しており、出力部２４４又はターゲット位置特定部２４３は、記憶部２３を参照し、ターゲット位置特定部２４３が特定したターゲットＴのサイズに基づいて、関連する上記閾値を自動的に決定し、上記の処理を行ってもよい。 The storage unit 23 stores a plurality of sizes of the target T and a plurality of threshold values in association with each other, and the output unit 244 or the target position specifying unit 243 refers to the storage unit 23 and stores the plurality of sizes of the target T in association with the plurality of threshold values. Based on the size of the specified target T, the related threshold value may be automatically determined and the above processing may be performed.

＜変形例３＞
図１２は、ターゲットＴがレールＲから外れている可能性がある場合の変位情報の一例である。計測対象物がレールＲのようなものである場合、仮に何らかの原因でレールＲの形状が変形した場合であっても、レールＲは全体的になだらかに変形すると想定され、レールＲの一部のみが他に比べて局所的に大きく変位することは生じにくい。図１２では、一例としてターゲットＴ３の位置が他のターゲットＴ１、Ｔ２及びＴ４の位置に比べて大きく変位している。このような場合、ターゲットＴ３がレールＲから外れている可能性が想定される。 <Modification 3>
FIG. 12 is an example of displacement information when there is a possibility that the target T is off the rail R. If the object to be measured is something like a rail R, even if the shape of the rail R is deformed for some reason, the rail R is assumed to deform as a whole, and only a part of the rail R deforms. It is less likely that there will be large local displacements compared to others. In FIG. 12, as an example, the position of target T3 is largely displaced compared to the positions of other targets T1, T2, and T4. In such a case, it is assumed that the target T3 may be off the rail R.

そこで、出力部２４４は、ターゲット位置特定部２４３が特定した所定のターゲットの位置（例えばターゲットＴ３の位置）と、それに隣接する他の前記ターゲット（例えば、ターゲットＴ４）の位置との間の距離ｄ３が、ターゲット位置の異常に関する閾値として設定された所定の閾値以上の場合に、アラートを出力してもよい。 Therefore, the output unit 244 outputs a distance d3 between the position of a predetermined target (for example, the position of target T3) specified by the target position specifying unit 243 and the position of the other target (for example, target T4) adjacent thereto. is equal to or greater than a predetermined threshold value set as a threshold value regarding an abnormality in the target position, an alert may be output.

＜変形例４＞
上記の実施形態では、ターゲットＴ上の第１境界線５１と第２境界線５２との交点を求めてターゲットＴの位置を特定することを説明した。しかしながら、計測システムＳ１００においては、特定されたターゲットの輪郭形状から重心位置を求めてターゲットの位置を特定する方式と、十字パターンを利用した方式とを選択可能であることも好ましい。 <Modification 4>
In the above embodiment, it has been explained that the position of the target T is specified by finding the intersection between the first boundary line 51 and the second boundary line 52 on the target T. However, in the measurement system S100, it is also preferable to be able to select between a method of determining the position of the target by determining the center of gravity position from the contour shape of the identified target, and a method using a cross pattern.

そこで、ターゲット位置特定部２４３は、計測対象物であるレールＲに取り付けられたターゲットＴにおける第１境界線５１と第２境界線５２との交点を特定することによってターゲットＴの位置を特定する第１動作モードと、レールＲに取り付けられた複数の標識をカメラ１が撮影することにより生成された撮像画像５内における、標識の輪郭形状を抽出し、抽出した輪郭形状の重心位置を標識の位置として特定する第２動作モードとを実行可能であり、作業者から受け付けた選択に応じて、第１動作モードと第２動作モードとのいずれかを実行してもよい。「標識」は、例えば円形パターンであり、円形パターンは十字パターンのターゲットＴとは別にレールＲに取り付けられていてもよい。 Therefore, the target position specifying unit 243 specifies the position of the target T by specifying the intersection of the first boundary line 51 and the second boundary line 52 on the target T attached to the rail R that is the object to be measured. 1 operation mode, extracts the contour shape of the sign in the captured image 5 generated by photographing a plurality of signs attached to the rail R, and calculates the position of the center of gravity of the extracted contour shape as the position of the sign. It is possible to execute a second operation mode specified as , and either the first operation mode or the second operation mode may be executed depending on the selection received from the operator. The "sign" is, for example, a circular pattern, and the circular pattern may be attached to the rail R separately from the cross pattern target T.

ターゲット位置特定部２４３は、例えば、施工対象物の種別と、動作モードの種別が関連づけられた記憶部２３を参照して、作業が入力した施工対象物の種別に応じて動作モードを自動的に決定してもよい。 For example, the target position specifying unit 243 refers to the storage unit 23 in which the type of workpiece and the type of operation mode are associated with each other, and automatically changes the operation mode according to the type of workpiece input by the work. You may decide.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist. be. For example, all or part of the device can be functionally or physically distributed and integrated into arbitrary units. In addition, new embodiments created by arbitrary combinations of multiple embodiments are also included in the embodiments of the present invention. The effects of the new embodiment resulting from the combination have the effects of the original embodiment.

１ カメラ
２ 計測装置
５ 撮像画像
１１ 支柱
１２ 照明器具
２１ 入力部
２２ 表示部
２３ 記憶部
２４ 制御部
５１ 第１境界線
５２ 第２境界線
５５ 取付プレート
５６ 付着物
６０ 変位情報
２４１ 設定受付部
２４２ 画像取得部
２４３ ターゲット位置特定部
２４４ 出力部
２４５ ターゲット状態特定部
Ａ 検出対象領域
Ｌ１ 第１直線
Ｌ２ 第２直線
ｏ ターゲット中心
ｏ１ 重心位置
ｐ 特徴点
Ｒ レール
Ｓ１００ 計測システム
Ｔ ターゲット 1 Camera 2 Measuring device 5 Captured image 11 Post 12 Lighting device 21 Input section 22 Display section 23 Storage section 24 Control section 51 First boundary line 52 Second boundary line 55 Mounting plate 56 Adhesive matter 60 Displacement information 241 Setting reception section 242 Image Acquisition unit 243 Target position identification unit 244 Output unit 245 Target state identification unit A Detection target area L1 First straight line L2 Second straight line o Target center o1 Center of gravity position p Feature point R Rail S100 Measurement system T Target

Claims (11)

計測対象物に取り付けられたターゲットを撮像装置が撮影することにより生成した撮像画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部が取得した前記撮像画像における前記ターゲットの位置を特定するターゲット位置特定部と、
予め決定された前記ターゲットの基準位置と、前記ターゲット位置特定部が特定した位置との関係を示す変位情報を出力する出力部と、
を備え、
前記ターゲットは、複数の領域を含むパターンであって、互いに隣接する２つの前記領域によって第１方向に延びる第１境界線が形成されるとともに、互いに隣接する他の２つの前記領域によって前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２境界線が形成されるパターンを有し、
前記ターゲット位置特定部は、前記撮像画像内の前記ターゲットにおける前記第１境界線と前記第２境界線との交点を、前記撮像画像における前記ターゲットの位置として特定する、
計測装置。 an image acquisition unit that acquires a captured image generated by an imaging device capturing a target attached to a measurement object;
a target position identifying unit that identifies the position of the target in the captured image acquired by the image acquiring unit;
an output unit that outputs displacement information indicating a relationship between a predetermined reference position of the target and a position specified by the target position specifying unit;
Equipped with
The target has a pattern including a plurality of regions, wherein two adjacent regions form a first boundary line extending in a first direction, and two other adjacent regions form a first boundary line extending in a first direction. a pattern in which a second boundary line extending in a second direction intersecting the direction is formed;
The target position specifying unit specifies an intersection of the first boundary line and the second boundary line of the target in the captured image as the position of the target in the captured image.
Measuring device. 前記ターゲット位置特定部は、
前記第１境界線上の２つの点を結ぶ第１直線を特定し、
前記第２境界線上の他の２つの点を結ぶ第２直線を特定し、
前記第１直線と前記第２直線との交点を前記ターゲットの前記位置として特定する、
請求項１に記載の計測装置。 The target position specifying unit includes:
identifying a first straight line connecting two points on the first boundary line;
identifying a second straight line connecting the other two points on the second boundary line;
identifying the intersection of the first straight line and the second straight line as the position of the target;
The measuring device according to claim 1. 前記出力部は、前記ターゲット位置特定部が前記第１境界線と前記第２境界線との交点を特定できない場合に、アラートを出力する、
請求項１又は２に記載の計測装置。 The output unit outputs an alert when the target position specifying unit cannot specify the intersection of the first boundary line and the second boundary line.
The measuring device according to claim 1 or 2. 前記撮像画像に複数の前記ターゲットの画像が含まれており、
前記出力部は、前記ターゲット位置特定部が前記第１境界線と前記第２境界線との交点を特定できない場合に、前記アラートとともに、複数の前記ターゲットのうち前記交点が特定されなかった前記ターゲットを示す情報を含む前記撮像画像を出力する、
請求項３に記載の計測装置。 The captured image includes a plurality of images of the target,
When the target position specifying unit is unable to specify the intersection between the first boundary line and the second boundary line, the output unit is configured to notify the target, along with the alert, of the target for which the intersection point has not been specified among the plurality of targets. outputting the captured image including information indicating;
The measuring device according to claim 3. 前記出力部は、前記第１境界線上の前記２つの点の間の距離、及び、前記第２境界線上の前記他の２つの点の間の距離の少なくとも一方が、検出精度に関する閾値として設定された所定の閾値未満である場合に、アラートを出力する、
請求項２に記載の計測装置。 The output unit is configured such that at least one of a distance between the two points on the first boundary line and a distance between the other two points on the second boundary line is set as a threshold regarding detection accuracy. output an alert if the value is less than a predetermined threshold;
The measuring device according to claim 2. 前記出力部は、前記ターゲット位置特定部が特定した所定の前記ターゲットの位置と、前記所定のターゲットに隣接する他の前記ターゲットの位置との間の距離が、ターゲット位置の異常に関する閾値として設定された所定の閾値以上の場合に、アラートを出力する、
請求項１又は２に記載の計測装置。 The output unit is configured such that a distance between the predetermined position of the target identified by the target position specifying unit and a position of another target adjacent to the predetermined target is set as a threshold value regarding an abnormality in the target position. Outputs an alert if the value exceeds a predetermined threshold.
The measuring device according to claim 1 or 2. 前記ターゲット位置特定部は、前記第１境界線と前記第２境界線との交点を特定できない場合、前記交点が特定されなかった前記ターゲットの輪郭形状を抽出し、抽出した前記輪郭形状の重心位置を前記ターゲットの位置として特定する、
請求項１又は２に記載の計測装置。 When the intersection of the first boundary line and the second boundary line cannot be specified, the target position specifying unit extracts a contour shape of the target for which the intersection point has not been specified, and determines the center of gravity position of the extracted contour shape. as the location of the target;
The measuring device according to claim 1 or 2. 第１方向又は第２方向と異なる方向の輪郭線を検出することにより、前記ターゲットに付着した付着物の存在、又は、前記ターゲットの前面に位置する障害物の存在を特定するターゲット状態特定部をさらに備え、
前記出力部は、前記付着物又は前記障害物が存在すると特定された場合に、アラートを出力する、
請求項１又は２に記載の計測装置。 A target state identifying unit that identifies the presence of a deposit attached to the target or the existence of an obstacle located in front of the target by detecting a contour line in a direction different from the first direction or the second direction. Be even more prepared,
The output unit outputs an alert when it is determined that the deposit or the obstacle is present.
The measuring device according to claim 1 or 2. 前記ターゲット位置特定部は、
前記計測対象物に取り付けられた前記ターゲットにおける前記第１境界線と前記第２境界線との交点を特定することによって前記ターゲットの位置を特定する第１動作モードと、
前記計測対象物に取り付けられた標識を前記撮像装置が撮影することにより生成された撮像画像内における、前記標識の輪郭形状を抽出し、抽出した前記輪郭形状の重心位置を前記標識の位置として特定する第２動作モードとを実行可能であり、
作業者から受け付けた選択に応じて、第１動作モードと第２動作モードとのいずれかを実行する、
請求項１又は２に記載の計測装置。 The target position specifying unit includes:
a first operation mode in which the position of the target is identified by identifying an intersection between the first boundary line and the second boundary line in the target attached to the measurement object;
Extracting the contour shape of the marker in a captured image generated by photographing the marker attached to the measurement target object by the imaging device, and specifying the center of gravity position of the extracted contour shape as the position of the marker. a second operation mode in which
executing either the first operation mode or the second operation mode according to the selection received from the operator;
The measuring device according to claim 1 or 2. 前記基準位置を含み、かつ前記ターゲットの領域よりも大きな検出対象領域の設定を受け付ける設定受付部をさらに有し、
前記ターゲット位置特定部は、前記検出対象領域において前記第１境界線及び前記第２境界線を探索する、
請求項１又は２に記載の計測装置。 further comprising a settings reception unit that accepts settings for a detection target area that includes the reference position and is larger than the target area;
The target position specifying unit searches for the first boundary line and the second boundary line in the detection target area.
The measuring device according to claim 1 or 2. 計測対象物に取り付けられたターゲットを撮像装置が撮影することにより生成した撮像画像を取得する画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得した前記撮像画像における前記ターゲットの位置を特定するターゲット位置特定ステップと、
予め決定された前記ターゲットの基準位置と、前記ターゲット位置特定ステップで特定された位置との関係を示す変位情報を出力する出力ステップと、
を有し、各ステップはコンピュータが実行する計測方法であって、
前記ターゲットは、複数の領域を含むパターンであって、互いに隣接する２つの前記領域によって第１方向に延びる第１境界線が形成されるとともに、互いに隣接する他の２つの前記領域によって前記第１方向に交差する第２方向に延びる第２境界線が形成されるパターンを有し、
前記ターゲット位置特定ステップでは、前記撮像画像内の前記ターゲットにおける前記第１境界線と前記第２境界線との交点を、前記撮像画像における前記ターゲットの位置として特定する、
計測方法。 an image acquisition step of acquiring a captured image generated by an imaging device capturing a target attached to the measurement object;
a target position specifying step of specifying the position of the target in the captured image obtained in the image obtaining step;
an output step of outputting displacement information indicating a relationship between a predetermined reference position of the target and the position specified in the target position specifying step;
and each step is a computer-executed measurement method,
The target has a pattern including a plurality of regions, wherein two adjacent regions form a first boundary line extending in a first direction, and two other adjacent regions form a first boundary line extending in a first direction. a pattern in which a second boundary line extending in a second direction intersecting the direction is formed;
In the target position specifying step, an intersection of the first boundary line and the second boundary line of the target in the captured image is specified as the position of the target in the captured image.
Measurement method.