JP5502009B2 - トロリ線測定方法及び装置 - Google Patents
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Description
ステップS91では、演算装置18及び測定装置19は、現在走行中の区間が剛体区間であるか否かの判定を行い、剛体(丸型トロリ線剛体電車線)区間(yes)の場合はステップS92に進み、剛体区間でない(no)の場合はステップS96に進む。
ステップS93では、演算装置18は画像データメモリに記憶されている2次元の剛体画像に対してパターンマッチング判定処理にて剛体部20b,20cとイヤー部20d,20eを抽出する。
ステップS94では、抽出された剛体部20b,20cとイヤー部20d,20eの偏位を抽出する。
ステップS95では、演算装置18は、このイヤー部20d,20eの偏位を追随する剛体偏位追随処理を行う。すなわち、イヤー部20d,20eを示す四角形のほぼ中央付近にトロリ線20が存在することが分かっているので、剛体偏位追随処理を行うことによって、今回検出されたイヤー部20d,20eと前回検出されたイヤー部20d,20eとの間の偏位を比較し、前回のイヤー部20d,20eの偏位に最も近いものを剛体偏位データとする。測定装置19は、イヤー部20d,20eを示す四角形のほぼ中央付近をトロリ線20の偏位データとして利用する。
摺面幅データ=(二値化判定END)−(二値化判定START)…(1)
ここで、このトロリ線の偏位は、この摺面幅の真ん中の画素位置をパンタグラフのトロリ線位置に換算したものとする。
また、上述の算出式(1)が適用可能なのは、現在走行中の区間が剛体区間でなく、CCD映像波形信号(検出信号)にノイズなどが混入していない場合である。通常はトロリ線の黒化箇所等の影響で摩耗波形が乱れ摺面幅データが分割されて入力されてくることが多い。また、剛体区間では、剛体部やイヤー部からのノイズが多いため、トロリ線自体の受光信号を検出することが困難となる場合が多い。従って、この実施の形態では、ノイズ除去処理を行っている。
摺動面幅データ=(二値化判定3END−二値化判定1START)<トロリ線直径…(1)
ステップS121では、演算装置18がエッジ検出メモリに記憶されているn個のパルスデータに基づいて、それぞれのパルスデータの立ち上がりエッジ部分と立ち下がりエッジ部分の位置を検出する。
図13は、図12のステップS121のエッジ検出処理の一例を示す図である。
ステップS131では、エッジ検出メモリに記憶されているパルスデータを順次読み込む。
ステップS133では、パルスデータの立ち上がりエッジ部分の位置をスタートエッジとして検出する。
ステップS134では、読み込まれたパルスデータは立ち下がりエッジ部分か否かを判定し、yesの場合は次のステップS135に進み、noの場合はステップS136にジャンプする。
ステップS135では、パルスデータの立ち下がりエッジ部分の位置をエンドエッジとして検出する。
ステップS137では、エッジ検出メモリに格納されている全てのパルスデータのエッジ検出が終了したので、それを各パルスデータ毎に格納して、図12のステップS122に進む。上述の処理によって、図11のようなノイズ信号B0,B4,B5,B9を含む二値化信号が抽出される。
ステップS123では、エッジ検出メモリに格納されている全てのパルスデータ(n個)に対して摺動面幅データを算出したか否かを判定し、yesの場合は次のステップS124に進み、noの場合はステップS122にリターンし、全てのパルスデータ(n個)に対して摺動面幅データの算出処理を行う。図11に示すようにトロリ線を示すデータの近傍にノイズ(剛体部やイヤー部などからの反射光)を示す二値化信号B0,B4,B5,B9がデータとして混入しているので、これらのノイズ信号を除去する必要がある。
ステップS125では、前のステップS124でパルスデータのパルス間距離が所定値X[mm]よりも小さいと判定されたので、両パルスデータを合成したものを新たな摺動面幅データとして登録し、次の判定処理に使用する。
ステップS127では、前回の摺動面幅データの偏位に最も近い偏位データであるか否かを判定する。最も近い偏位データである場合(yesの場合)はステップS128に進み、最も近い偏位データでない場合(noの場合)はステップS129に進む。
ステップS128では、ステップS124でパルスデータのパルス間距離が所定値X[mm]以上であると判定され、ステップS126で摺動面幅データが所定値Y[mm]以下であると判定され、ステップS127で前回偏位データに最も近い偏位データであると判定されたので、そのパルスデータをトロリ線データとして登録する。
ステップS130では、全てのパルスデータ(n個)に対してステップS124〜ステップS129の処理を行ったか否かを判定し、noの場合はステップS124にリターンし、全てのパルスデータ(n個)をトロリ線データ又はノイズデータとして登録する処理を繰り返し、yesの場合は摺動面幅データ算出処理を終了する。上述の処理によって、図11のような本来検出されるべき摺動面幅データの中からノイズ信号B0,B4,B5,B9を含む摺動面幅データは除去され、トロリ線の直径を示す摺動面幅データのみが抽出される。
なお、図9の摺動面幅データ算出処理では、剛体区間か否かを判定して処理を分岐する場合について説明したが、この判定を省略し、全ての区間でステップS92〜S95の処理を実行するようにしてもよい。また、剛体区間でノイズが発生することが分かっているので、ステップS98のノイズ除去処理をステップS95の処理の直後に移動して剛体区間だけノイズ除去処理を行うようにしてもよい。
10a…屋根フレーム、
10b…ガラス窓、
12…回転ミラー、
12a…回転軸
13a…反射ミラー、
14…ミラー移動機構、
15…回転テーブル、
16…A/D変換回路、
17…波形データメモリ、
18…演算装置、
19…測定装置、
2…投光ユニット、
20…トロリ線、
20a…トロリ線摺動面、
20b,20c…剛体部、
20d,20e…イヤー部、
21…レール、
22…架線検測車、
24…筐体
25…単色光源実装基板
26a〜26n,27a〜27n…集光レンズ群
28a〜28n,29a〜29n…レンズホルダ群
2a〜2n…発光ダイオード群、
2P…スリット整形用集光レンズ
3…結像レンズ、
3a…集束レンズ、
4…受光ユニット、
41…剛体用カメラ、
41a,41b…2次元カメラ、
5…パルス駆動回路、
50…発光ダイオード投光器、
51…投光角度調整ミラー、
55…外光フィルタ、
6…受光信号処理部、
60…リニアフレネルレンズ、
61…トロリ線検出位置、
63…ヒートシンク、
65a〜65n…コリメートレンズ
69…実装基板、
7…トロリ線高さ検出機構、
7a…ローラ式接触子、
7b…回動アーム、
7c…角度検出器、
8…測定光学系制御部、
8a…制御データ用テーブル、
9…CCDラインセンサカメラ、
9,9a,9b,9c…ラインセンサカメラ
Claims (10)
- トロリ線に向けて光を投光し、その反射光を受光することによって前記トロリ線の外形を測定するトロリ線測定方法において、
剛体電車線区間で前記トロリ線及びその近傍の電車線設備の画像を撮影し、撮影画像に基づいて前記電車線設備の偏位を測定し、その測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させることを特徴とするトロリ線測定方法。 - 請求項1に記載のトロリ線測定方法において、前記反射光の受光信号を所定の閾値で二値化した二値化信号を生成し、前記二値化信号を構成するパルス波形の隣接するもののエンドエッジとスタートエッジとの間のパルス間距離が所定値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅に基づいて摺動面幅データ又はノイズデータとし、前記パルス間距離が前記所定値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形と前記スタートエッジを含むパルス波形を合成して新たなパルス波形とし、前記新たなパルス波形に隣接するパルス波形との間で同様の処理を行うことによって前記二値化信号を前記ノイズデータと前記摺動面幅データに分類し、前記摺動面幅データに分類された前記二値化信号に基づいて前記トロリ線の外形を求めることを特徴とするトロリ線測定方法。
- 請求項2に記載のトロリ線測定方法において、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記摺動面幅データとし、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記ノイズデータとすることを特徴とするトロリ線測定方法。
- 請求項2又は3に記載のトロリ線測定方法において、今回検出された摺動面幅データと前回検出された摺動面幅データとの偏位を比較し、前回の摺動面幅データの偏位に最も近いものをトロリ線の外形とすることを特徴とするトロリ線測定方法。
- 請求項1から4までのいずれか1に記載のトロリ線測定方法において、前記電車線設備として、前記撮影画像に基づいてパターンマッチング法にて、前記トロリ線取り付け用の剛体部及びイヤー部の偏位を測定し、その測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させることを特徴とするトロリ線測定方法。
- トロリ線に向けて光を投光する投光手段と、
前記投光手段が前記トロリ線に向けて投光した光の反射光を受光し、その受光に対応した信号を出力する受光手段と、
剛体電車線区間で前記トロリ線及びその近傍の電車線設備の画像を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮影された画像に基づいて前記電車線設備の偏位を測定する第1の測定手段と、
前記受光手段からの信号に基づいて前記トロリ線の外形を測定するものであって、前記剛体電車線区間では前記第1の測定手段の測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させる第2の測定手段と
を備えたことを特徴とするトロリ線測定装置。 - 請求項6に記載のトロリ線測定装置において、前記第1の測定手段が前記受光手段からの信号を所定の閾値で二値化し、その二値化信号を出力する二値化手段と、前記二値化手段から出力される前記二値化信号を構成するパルス波形の隣接するもののエンドエッジとスタートエッジとの間のパルス間距離が所定値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅に基づいて摺動面幅データ又はノイズデータとし、前記パルス間距離が前記所定値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形と前記スタートエッジを含むパルス波形を合成して新たなパルス波形とし、前記新たなパルス波形に隣接するパルス波形との間で同様の処理を行うことによって前記二値化信号を前記ノイズデータと前記摺動面幅データに分類し、前記摺動面幅データに分類された前記二値化信号に基づいて前記トロリ線の外形を求める演算手段とを備えたことを特徴とするトロリ線測定装置。
- 請求項7に記載のトロリ線測定装置において、前記演算手段が前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記摺動面幅データとし、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記ノイズデータとすることを特徴とするトロリ線測定装置。
- 請求項7又は8に記載のトロリ線測定装置において、前記演算手段が今回検出された摺動面幅データと前回検出された摺動面幅データとの偏位を比較し、前回の摺動面幅データの偏位に最も近いものをトロリ線の外形とすることを特徴とするトロリ線測定装置。
- 請求項6から9までのいずれか1に記載のトロリ線測定装置において、前記第1の測定手段が前記電車線設備として、前記撮影画像に基づいてパターンマッチング法にて、前記トロリ線取り付け用の剛体部及びイヤー部の偏位を測定し、前記第2の測定手段が前記第1の測定手段の測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させることを特徴とするトロリ線測定装置。
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