JP6251904B2 - パンタグラフ舟体熔損検査装置 - Google Patents
パンタグラフ舟体熔損検査装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6251904B2 JP6251904B2 JP2014062954A JP2014062954A JP6251904B2 JP 6251904 B2 JP6251904 B2 JP 6251904B2 JP 2014062954 A JP2014062954 A JP 2014062954A JP 2014062954 A JP2014062954 A JP 2014062954A JP 6251904 B2 JP6251904 B2 JP 6251904B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- range
- pantograph
- melting
- burned
- shadow
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
また、特許文献3,4はすり板に突発的に発生する異常である欠けや抉れおよび折れを検査することができる。
しかしながら、舟体側面に発生した熔損の有無を検査することはできないという課題があった。
(1) パンタグラフを撮影した画像を解析することにより舟体側面に発生した熔損の有無を検査することができる。
(2) 撮影した画像の明るさに大きな変化があった場合でも安定して熔損を判断することができる。
本発明の目的は、列車の屋根上を撮影した画像を解析して、パンタグラフの舟体の側面に発生した熔損を検査する、パンタグラフ舟体熔損検査装置を提供することである。
本発明では、列車屋根上を撮影した画像、および、パンタグラフの画像上位置を含むパンタグラフ検出情報については、例えば、特許文献5,6のような別の装置から得られるものとする。
列車走行時にアーク5がパンタグラフ3の後方に流れることから列車1の進行方向に対して後ろ側の舟体4の側面が黒く焦げ、さらに熔解した穴が発生する。
この熔損が発生したまま列車1が折り返し運転した場合、穴の影響でパンタグラフ3にかかる揚力が正常時と比較して大きく異なり、トロリ線2とパンタグラフ3との接触状態が不安定となるため列車の正常な走行の大きな妨げとなる。
舟体4の側面に熔損bが発生した場合、図3に示すように黒い焦げaの範囲の中に、さらに影となった暗い穴である熔損bが存在する。なお、図3においては、黒い焦げaと熔損bとに濃淡差があるように、図中では誇張している。
具体的には、本発明のパンタグラフ舟体熔損検査は大きく次の手順で実施する。
(2)黒く焦げた範囲の有無を検査する。
(3)焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査する。
即ち、本発明によるパンタグラフ舟体熔損検査は、図4に示す全体フローチャートに従い、以下のよう行う。
次に、黒く焦げた範囲の有無を検査する(ステップS2)。
引き続き、黒く焦げた範囲があるか否か判断し(ステップS3)、黒く焦げた範囲がある場合には、焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査する(ステップS4)。
一方、ステップS3で、黒く焦げた範囲がないと判断されたとき、或いは、ステップS5で焦げた範囲内において影となった暗い領域がないと判断されたときは、熔損がないと判断する(ステップS7)。
ステップS1の「(1)舟体側面部分の範囲を設定する」は次のように行う。
パンタグラフの画像上位置を含むパンタグラフ検出情報については、例えば特許文献5,6のような別の装置から得られるものとする。
パンタグラフ位置と舟体側面部分の範囲の例を図5に示す。図5に示すように、パンタグラフ3の舟体4を斜め後方位置から下向きに撮影すると、画像上では、舟体側面部分(図中、斜線を入れて示す)4aの上側にパンタグラフ上面4bが位置し、パンタグラフ上面4bのほぼ中心がパンタグラフ位置4cである。
パンタグラフ位置p0(up, vp)とし、舟体側面の四隅の点をp1(u1, v1), p2(u2, v2), p3(u3, v3), p4(u4, v4) とする。パンタグラフ位置p0 から舟体側面の四隅の点p1, p2, p3, p4 への変換は次のように表すことができる。
p1= f1(p0), p3= f2(p0), p3= f3(p0), p4= f4(p0)
舟体側面部分の範囲が画像の縦横軸に対して平行な矩形とならない場合は、画像を回転変換して新たに矩形範囲を設定し直す。
まず、舟体側面部分の範囲の上端線が画像の横軸と平行になるように画像を回転変換する。
以降の処理では、回転変換した画像データと矩形範囲に整形し直した舟体側面部分の範囲を用いる。
焦げた範囲の縦方向幅については舟体側面部分4aの範囲と同様とする。焦げた範囲の横方向範囲を次の手順で設定する。
まず、舟体側面部分4aの矩形範囲の画像データに対して二値化処理を行い、二値画像データを作成する。二値画像データでは各点が白か黒の値となる。二値化処理を行う際の輝度閾値は判別分析二値化法(非特許文献1「画像解析ハンドブック」高木,下田監修, 東京大学出版発行, 1992)などを用いて自動的に設定する。
ここでは、焦げであるべき輝度閾値Aと焦げ範囲があるとする面積比閾値Bを予め用意しておき、これら閾値A,Bとの比較により判断する。
まず、焦げた範囲候補4dにおいて焦げであるべき輝度閾値Aより低い輝度値を持つ画素の面積を求める。この面積は輝度閾値Aより低い輝度値を持つ画素をカウントすることで求めることができる。
焦げありと判断した場合、焦げた範囲候補4dを焦げた範囲として設定する。
焦げ部分の面積比が、焦げ範囲があるとする面積比閾値Bよりも大きくなければ、ステップS3で焦げ範囲無しと判断する。
焦げた範囲において二値画像データで黒の値となっている点について画像データの輝度値を用いて輝度ヒストグラムを作成する。
熔損が発生している場合の輝度ヒストグラムの例を図7に、熔損が無く焦げのみの場合の輝度ヒストグラムの例を図8に示す。
輝度ヒストグラムにおいて全体のサンプル数に対する影であるべき輝度閾値Cより低い部分のサンプル数を影部分の面積比として求める。
一方、影部分の面積比が、暗い領域があるとする面積比閾値Dよりも大きくない場合は、ステップS5で暗い領域なしと判断し、従って、ステップS6で熔損なしと判断する。
本実施例に係るパンタグラフ舟体熔損検査装置は、図10に示すように、処理設定部10、記憶部20、画像入力部30、データ入力部40、舟体側面部分の範囲設定部50、焦げた範囲検査部60、影部分領域検査部70、結果出力部80より構成する。
記憶部20では、処理パラメータや各種データを保管する。
データ入力部40では、パンタグラフの画像上位置データを入力する。例えば、パンタグラフの画像上位置データとしては、図1に示すように、画像処理装置8で列車屋根領域の画像を画像処理して得られるものとする。
影部分領域検査部70では、処理パラメータ、画像データ、焦げた範囲データを入力し、影となった暗い領域の有無を検査して、熔損有無データを保存する。具体的には、ステップS4の「(3)焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査する」で説明した通りである。
出力した各データは別の出力用装置で画面表示用に加工し、例えば図11に示すように、パンタグラフ3を撮影した画像上に検査結果表示eを重畳表示する。図11には、パンタグラフ3中には、焦げた範囲4fが模式的に描画されると共に、画面右上部には検査結果表示eとして、「パンタグラフ状態/焦げ:有/熔損:有」が文字表示されている。
図11中の焦げた範囲4fのどこかに熔損による穴が発生している可能性が非常に高いことを示している。
本実施例によるパンタグラフ舟体熔損検査装置は、実施例1に示したステップS4の「(3)焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査する」において、影であるべき輝度閾値Cを予め設定する代わりに、輝度ヒストグラムから自動設定する点が異なる。影であるべき輝度閾値Cの自動設定は判別分析二値化法(非特許文献1)などを用いる。
図12に示すように、実施例1に比較して、処理設定部12、影部分領域検査部72以外については、図10と同様な構成であり、同様な作用効果を奏する。
本実施例の処理設定部12では、パンタグラフの画像上位置に応じた舟体側面部分の範囲を求めるために必要な変換関数の各係数、焦げであるべき輝度閾値A、焦げ範囲があるとする面積比閾値B、暗い領域があるとする面積比閾値Dなどの熔損検査に必要な各種処理パラメータを設定する。
本実施例によるパンタグラフ舟体熔損検査装置は、実施例1に示したステップS4の「(3)焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査する」において、輝度ヒストグラムを用いて熔損の有無を検査する部分で、面積比によって判断する代わりに、輝度ヒストグラムを4次多項式で近似して下向きの変曲点の有無を検査することで熔損の有無を判断する。
熔損が無い場合の輝度ヒストグラムを4次多項式で近似すると、図14に示すように下に凸の変曲点が存在しないグラフgとなる。
もし、ヒストグラムの輝度範囲内において、図13に示すように、上に凸の変曲点位置が下に凸の変曲点を挟む位置関係になっている場合は、ステップS5で暗い領域ありと判断し、従って、ステップS6で熔損ありと判断する一方、図14に示すように、そうでなければ、ステップS5で暗い領域なしと判断し、従って、ステップS7で熔損なしと判断する。
図15に示すように、実施例1に比較して、処理設定部13、影部分領域検査部73以外については、図10と同様な構成であり、同様な作用効果を奏する。
本実施例の処理設定部13では、パンタグラフの画像上位置に応じた舟体側面部分の範囲を求めるために必要な変換関数の各係数、焦げであるべき輝度閾値A、焦げ範囲があるとする面積比閾値B、熔損検査に必要な各種処理パラメータを設定する。
本実施例によるパンタグラフ舟体熔損検査装置は、実施例1に示したステップS4の「(3)焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査する」において、輝度ヒストグラムを用いて熔損の有無を検査する部分で、面積比によって判断する代わりに、輝度ヒストグラムを2つのガウス分布で近似してそれらのガウス分布の重なり度合を検査することで熔損の有無を判断する。
ガウス関数は次式で与えられる(非特許文献2)。ここで N は大きさの係数、xcは中心位置、σは標準偏差である。
もう一方で、輝度ヒストグラムについて輝度の高いデータを順次近似データに加えて繰り返しガウス分布で近似し誤差の小さい近似ガウス分布を求める。こうして求めた近似ガウス分布を高輝度ガウス分布と呼ぶ。
熔損が無い場合の輝度ヒストグラムから低輝度ガウス分布と高輝度ガウス分布を求めると、図17に示すように低輝度ガウス分布hと高輝度ガウス分布iとが大きく重なり合った位置関係となる。
そこで、本実施例では、輝度ヒストグラムをガウス分布で近似して低輝度ガウス分布hと高輝度ガウス分布iを求め、それらのガウス分布の重なり度合を検査することで熔損の有無を判断する。
即ち、低輝度ガウス分布hの中心位置に低輝度ガウス分布hの標準偏差値を加えた位置をx_Low とする。
高輝度ガウス分布iの中心位置から高輝度ガウス分布iの標準偏差値を引いた位置をx_High とする。
x_Low が x_High より小さい場合は、図16に示すように、低輝度ガウス分布hと高輝度ガウス分布iとの重なりが無いため、熔損が有る場合の輝度ヒストグラムと推定し、ステップS5で暗い領域ありと判断し、従って、ステップS6で熔損ありと判断する。
図18に示すように、実施例3に比較して、影部分領域検査部74以外については、図15と同様な構成であり、同様な作用効果を奏する。
本実施例の影部分領域検査部74では、処理パラメータ、画像データ、焦げた範囲データを入力し、輝度ヒストグラムを2つのガウス分布で近似してそれらのガウス分布の重なり度合を検査することで影となった暗い領域の有無を検査して、熔損有無データを保存する。
2 トロリ線
3 パンタグラフ
4 舟体
4a 舟体側面の範囲
4b パンタグラフ上面
4c パンタグラフ位置
4d 焦げた範囲候補
4f 焦げた範囲
5 アーク
6 照明装置
7 カメラ
8 画像処理装置
10,12,13 処理設定部
20 記憶部
30 画像入力部
40 データ入力部
50 舟体側面部分の範囲設定部
60 焦げた範囲検査部
70,72,73,74 影部分領域検査部
80 結果出力部
a 黒い焦げ
a1 焦げの領域
b 熔損
b1 熔損の穴による影の領域
e 検査結果表示
f,g 4次多項式で近似したグラフ
h 低輝度ガウス分布
i 高輝度ガウス分布
Claims (7)
- 列車の屋根上を撮影した画像を解析して、パンタグラフの舟体の側面に発生した熔損を検査するパンタグラフ舟体熔損検査装置において、前記列車の屋根上を撮影した画像及び前記画像上のパンタグラフ位置を入力し、前記画像上における舟体側面部分の範囲を設定する舟体側面部分の範囲設定部と、前記舟体側面部分において黒く焦げた範囲の有無を検査する焦げた範囲検査部と、前記焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査することで、パンタグラフの舟体の側面に発生した熔解による穴である熔損を検査する影部分領域検査部とを備えることを特徴とするパンタグラフ舟体熔損検査装置。
- 請求項1記載のパンタグラフ舟体熔損検査装置において、前記焦げた範囲検査部は、前記舟体側面部分の範囲を二値化処理し、二値画像データで黒となっている点の分布から焦げた範囲候補を設定し、前記焦げた範囲候補において焦げであるべき輝度閾値より低い輝度値を持つ画素の面積の焦げた範囲候補の面積に対する面積比を基に焦げの有無を判断し、焦げがあると判断した場合は前記焦げた範囲候補を焦げた範囲として設定することで、前記焦げた範囲の有無を検査することを特徴とするパンタグラフ舟体熔損検査装置。
- 請求項2記載のパンタグラフ舟体熔損検査装置において、前記影部分領域検査部は、前記焦げた範囲において二値画像データで黒の値となっている点について画像データの輝度値を用いて輝度ヒストグラムを作成し、前記輝度ヒストグラムにおいて全体のサンプル数に対する影であるべき輝度閾値より低い部分のサンプル数を影部分の面積比として求め、前記影部分の面積比が暗い領域があるとする面積比閾値よりも大きい場合は、熔損が有りと判断することで、前記焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査することを特徴とするパンタグラフ舟体熔損検査装置。
- 請求項2記載のパンタグラフ舟体熔損検査装置において、前記影部分領域検査部は、前記焦げた範囲において二値画像データで黒の値となっている点について画像データの輝度値を用いて輝度ヒストグラムを作成し、前記輝度ヒストグラムから影であるべき輝度閾値を自動設定し、前記輝度ヒストグラムにおいて全体のサンプル数に対する影であるべき輝度閾値より低い部分のサンプル数を影部分の面積比として求め、前記影部分の面積比が暗い領域があるとする面積比閾値よりも大きい場合は、熔損が有りと判断することで、前記焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査することを特徴とするパンタグラフ舟体熔損検査装置。
- 請求項2記載のパンタグラフ舟体熔損検査装置において、前記影部分領域検査部は、前記焦げた範囲において二値画像データで黒の値となっている点について画像データの輝度値を用いて輝度ヒストグラムを作成し、前記輝度ヒストグラムを4次多項式で近似して下向きの変曲点の有無により熔損の有無を判断することで、前記焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査することを特徴とするパンタグラフ舟体熔損検査装置。
- 請求項2記載のパンタグラフ舟体熔損検査装置において、前記影部分領域検査部は、前記焦げた範囲において二値画像データで黒の値となっている点について画像データの輝度値を用いて輝度ヒストグラムを作成し、前記輝度ヒストグラムを2つのガウス分布で近似してそれら2つのガウス分布の重なり度合により熔損の有無を判断することで、前記焦げた範囲内において影となった暗い領域の有無を検査することを特徴とするパンタグラフ舟体熔損検査装置。
- 請求項1記載のパンタグラフ舟体熔損検査装置において、更に、前記パンタグラフを撮影した画像を入力する画像入力部と、前記パンタグラフの画像上位置データを入力するデータ入力部とを備えることを特徴とするパンタグラフ舟体熔損検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014062954A JP6251904B2 (ja) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | パンタグラフ舟体熔損検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014062954A JP6251904B2 (ja) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | パンタグラフ舟体熔損検査装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015182699A JP2015182699A (ja) | 2015-10-22 |
JP6251904B2 true JP6251904B2 (ja) | 2017-12-27 |
Family
ID=54349708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014062954A Active JP6251904B2 (ja) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | パンタグラフ舟体熔損検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6251904B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110763681B (zh) * | 2019-08-23 | 2022-06-10 | 南京理工大学 | 一种受电弓磨耗区域定位检测方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3756452B2 (ja) * | 2002-01-18 | 2006-03-15 | 本田技研工業株式会社 | 赤外線画像処理装置 |
JP2004361085A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-24 | Toshiba Corp | 外観検査装置 |
JP4602803B2 (ja) * | 2005-03-15 | 2010-12-22 | 財団法人鉄道総合技術研究所 | パンタグラフのすり板の溶損量推定方法及び装置 |
JP2009164951A (ja) * | 2008-01-08 | 2009-07-23 | Fujifilm Corp | 撮像システム、画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム |
JP2010140082A (ja) * | 2008-12-09 | 2010-06-24 | Nec Corp | 画像処理方法および画像処理装置 |
JP2010176156A (ja) * | 2009-01-27 | 2010-08-12 | Meidensha Corp | 画像処理によるパンタグラフ撮影装置 |
JP5481232B2 (ja) * | 2010-03-03 | 2014-04-23 | 東海旅客鉄道株式会社 | パンタグラフ監視装置 |
JP2012118929A (ja) * | 2010-12-03 | 2012-06-21 | Fujitsu Ten Ltd | 外部環境判定装置及び外部環境判定プログラム |
-
2014
- 2014-03-26 JP JP2014062954A patent/JP6251904B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015182699A (ja) | 2015-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5672480B2 (ja) | ビードの終端部の形状を判定する装置及びその方法 | |
JP4150390B2 (ja) | 外観検査方法及び外観検査装置 | |
JP5086970B2 (ja) | 木材の外観検査装置、木材の外観検査方法 | |
JP5174540B2 (ja) | 木材欠陥検出装置 | |
JP5158406B2 (ja) | 溶接状況解析装置及び方法 | |
KR20140021043A (ko) | 화상 처리에 의한 트롤리선 마모 측정 장치 | |
JP2013205202A (ja) | 半田ツノ外観検査装置 | |
JP2017062181A (ja) | 表面疵検査装置及び表面疵検査方法 | |
JP6251904B2 (ja) | パンタグラフ舟体熔損検査装置 | |
JP5520005B2 (ja) | 木材欠陥検出装置およびその方法 | |
JP5732605B2 (ja) | 外観検査装置 | |
JP2795044B2 (ja) | 圧着端子画像処理検査における照明方法及び画像処理方法 | |
KR101637977B1 (ko) | 레이저 비전 시스템을 이용한 용접 조인트의 특징점 검출 방법 | |
JP6035124B2 (ja) | 欠陥検査装置、及び欠陥検査方法 | |
JP2004361085A (ja) | 外観検査装置 | |
US11278990B2 (en) | Weld inspection system and method | |
JP5563936B2 (ja) | 溶接ビードの品質検査方法 | |
JP2006035505A (ja) | 印刷物の検査方法及び装置 | |
JP6509146B2 (ja) | 検査装置および検査方法 | |
JP5510398B2 (ja) | 溶接部検査装置 | |
JP2008309577A (ja) | 容器の良否判定方法及び検査装置 | |
JPH06213817A (ja) | 圧着端子画像処理検査における照明方法 | |
KR20160006378A (ko) | 금속 판재의 도금층 삭마 가공 양부 판단을 위한 비전 검사 시스템 | |
Khare et al. | Defects Detection in Printed Circuit Board using Integrated Framework | |
JPH0554107A (ja) | 外観検査による溶接状態判定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170106 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171024 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20171024 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171025 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171106 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6251904 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |