JP6850369B2 - How to install the vehicle underfloor parts imaging system and the vehicle underfloor parts imaging system - Google Patents
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Description
本発明は、車両床下部品撮像システム、および、車両床下部品撮像システムの設置方法に関する。
本願は、2018年2月5日に、日本に出願された特願2018−018223に優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a vehicle underfloor component imaging system and a method for installing a vehicle underfloor component imaging system.
The present application claims priority to Japanese Patent Application No. 2018-018223 filed in Japan on February 5, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
鉄道車両では、安全な運行を行うために、車両の様々な部品に関して、定期的に検査が行われる。このような車両部品の検査では、検査員が目視にて異常が生じていないか否かを検査しており、手間および時間がかかる、検査漏れが生じやすい等の問題がある。また、複数の車両が連接された状態で検査を行う場合、全ての車両に対して検査を行うためには作業範囲が非常に広くなるという問題がある。 Railcars are regularly inspected for various parts of the vehicle for safe operation. In such an inspection of vehicle parts, an inspector visually inspects whether or not an abnormality has occurred, and there are problems such as time and effort, and inspection omissions are likely to occur. Further, when the inspection is performed in a state where a plurality of vehicles are connected, there is a problem that the work range becomes very wide in order to inspect all the vehicles.
そこで、撮像装置を使って得られた画像から各部品の状態を検査する技術がある。特許文献1には、撮像装置を使ってトロリ線を撮影し、撮影画像を解析することで、トロリ線の状態を検出することによって、広範囲の検査を効率よく行う技術が開示されている。
Therefore, there is a technique for inspecting the state of each component from an image obtained by using an imaging device.
特許文献1に示した撮像装置を使った検査では、検査対象を明るく撮影する必要があり、検査対象に向かって強い照明光を照射する必要がある。特に、検査対象と、撮像装置との間に相対的に動きが生じる場合には、鮮明な画像を取得するために早いシャッター速度で撮影する必要があるため、より強い照明光が必要となる。
In the inspection using the imaging apparatus shown in
ここで、車両床下には様々な装置や器具が設置されており、検査対象とするものが多いが、車両の床下部品等を、車両側面方向から撮像装置を用いて検査を行う場合、線路脇からの撮影と、検査対象へ照明光の照射とが必要となる。このとき、そのまま車両側面に向かって照明光を照射した場合には、線路の反対側の領域にも広がるように光が照射されることになる。そのため、線路の反対側に作業員がいる場合、線路の近隣に建屋等がある場合には、このような照明により明るく照射され、光害の要因となる。 Here, various devices and appliances are installed under the floor of the vehicle, and many of them are to be inspected. However, when inspecting the underfloor parts of the vehicle from the side of the vehicle using an imaging device, the side of the railroad track It is necessary to take a picture from the ground and irradiate the inspection target with illumination light. At this time, when the illumination light is irradiated toward the side surface of the vehicle as it is, the light is irradiated so as to spread to the region on the opposite side of the track. Therefore, if there is a worker on the opposite side of the railroad track, or if there is a building or the like in the vicinity of the railroad track, it will be brightly illuminated by such lighting and cause light pollution.
また、車両の通過を検知し、車両通過中のみ照明を点灯させて検査対象で照明光をできる限り遮るような構成とした場合であっても、車両通過を検知するセンサが故障、または、誤検知したときには、照明が点灯し、遠方領域を直接照射し続ける可能性もある。また、検査対象に照射された光線の一部は被写体面で反射し、線路に対して照明を設置した方向の領域に向けて反射光が照射されるため、周辺への影響が問題になる。 In addition, even if the structure is such that the passage of the vehicle is detected and the illumination is turned on only while the vehicle is passing to block the illumination light as much as possible in the inspection target, the sensor that detects the passage of the vehicle fails or is erroneous. When detected, the light may turn on and continue to illuminate the distant area directly. Further, a part of the light beam irradiated to the inspection target is reflected on the subject surface, and the reflected light is irradiated toward the region in the direction in which the illumination is installed on the line, so that the influence on the periphery becomes a problem.
周辺への光の影響を低減させるために、線路の周辺に遮光する板のようなものを設置することも考えられるが、広がった光線をすべて遮光するためには広範囲に遮光板を設置する必要があり、システムが大掛かりになったり、設置できる場所が制約されたりする等の問題がある。 In order to reduce the influence of light on the surroundings, it is possible to install something like a light-shielding plate around the track, but in order to block all the spread light, it is necessary to install a light-shielding plate over a wide area. There are problems such as the system becoming large-scale and the place where it can be installed is restricted.
遠方への照明光が照射しないように、大きく下に向けて照明することも考えられる。ただし、例えば、車両の床下部品を検査する場合には、上側に位置する車体に対して奥まった場所に床下部品が配置されているため、大きな角度で下向きに照射すると検査領域を明るく撮影することができない。逆に、角度を小さくすると遠方に照射することになり、線路に垂直な方向への照明光の影響が強くなるといった問題がある。 It is also conceivable to illuminate greatly downward so that the illumination light to a distant place does not illuminate. However, for example, when inspecting the underfloor parts of a vehicle, the underfloor parts are placed in a place deeper than the vehicle body located on the upper side, so if the inspection area is irradiated downward at a large angle, the inspection area should be photographed brightly. I can't. On the contrary, if the angle is reduced, the light is irradiated far away, and there is a problem that the influence of the illumination light in the direction perpendicular to the line becomes stronger.
本発明の一態様は、線路周辺への照明光の影響を低減しながら、車両の下部を鮮明に撮影することを目的とする。 One aspect of the present invention is to clearly photograph the lower part of a vehicle while reducing the influence of illumination light on the periphery of a railroad track.
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両床下部品撮像システムは、線路上の鉄道車両の車両床下部品を撮像する撮像部と、上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部と、を備え、上記撮像部および上記照明部は、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置されており、上記照明部は、上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように設定されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the vehicle underfloor component imaging system according to one aspect of the present invention has an imaging unit that images the vehicle underfloor components of a railroad vehicle on a railroad track, and light in the depression angle direction toward the vehicle underfloor components. The image pickup unit and the illumination unit are installed on one side of the line at a distance of a specific distance or more from the line, and the illumination unit is flat from above. When viewed, the light is irradiated at an angle to the direction perpendicular to the laying direction of the line, and the angle is such that the arrival point of the light is the specific from the line on the other side of the line. It is characterized in that it is set so as to be within a range within a distance.
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両床下部品撮像システムの設置方法は、線路上の鉄道車両の車両床下部品を撮像する撮像部と、上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部と、を備える車両床下部品撮像システムを設置する方法であって、上記撮像部および上記照明部を、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置し、上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記照明部が上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように上記照明部を設置することを特徴とする。 Further, in order to solve the above problems, the method of installing the vehicle underfloor component imaging system according to one aspect of the present invention is directed to an imaging unit that images the vehicle underfloor components of a railroad vehicle on a railroad track and the vehicle underfloor components. This is a method of installing a vehicle underfloor component imaging system including an illumination unit that irradiates light in the depression angle direction, wherein the imaging unit and the illumination unit are placed on one side of the track at a specific distance from the track. When installed at a distance as described above and viewed from above in a plan view, the illuminating unit irradiates the light at an angle with respect to the direction perpendicular to the laying direction of the track. It is characterized in that the lighting unit is installed so as to be within a range within the specific distance from the line on the other side of the line.
本発明の一態様によれば、線路周辺への照明光の影響を低減しながら、車両の下部を鮮明に撮影することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to clearly photograph the lower part of the vehicle while reducing the influence of the illumination light on the periphery of the railroad track.
〔実施形態1〕
以下、本発明の実施形態1について、詳細に説明する。[Embodiment 1]
Hereinafter,
図1は、本実施形態に係る検査システム(車両床下部品撮像システム)100の要部構成を示すブロック図である。検査システム100は、地面に敷設された線路上の車両(鉄道車両)201(図2参照)の台車(車両床下部品)202、203(図2参照)の画像を取得する。検査システム100は、撮像部101、照明部102、制御部103、画像処理部104、記録部105、および、表示部106を備えている。
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an inspection system (vehicle underfloor component imaging system) 100 according to the present embodiment. The
撮像部101および照明部102は、線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置されている。
The
撮像部101は、線路上の車両の台車202、203を撮像する。撮像部101は、レンズ、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子、それらの動作を制御する制御部、メモリ等から構成される。
The
照明部102は、台車202、203に向けて俯角方向に光を照射する。照明部102は、撮影に必要な明るさになるように制御を行う。照明部102は、LED(Light Emitting Diode)、OLED(Organic Light Emitting Diode)、蛍光灯、水銀灯、白熱電球等の光源で構成することができる。照明部102は、制御部103から入力される制御信号に応じて点灯し、夜間、曇天時等により照度が低いときに、計測対象が撮影できる状態となるように、台車領域を照射して明るさを調整する。
The
なお、照明部102は、上方から平面視したとき線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて光を照射し、当該角度は、光が台車202、203を通過した場合の光の到達地点が、線路の他方の側方における当該線路から特定の距離以内の範囲に納まるように設定されている。
The
制御部103は、撮像部101の撮影時の露出を制御したり、周辺の照度に応じて照明部の点灯状態を制御したりして、計測領域が所定の明るさで撮影できるように制御する。
The
画像処理部104は、撮像部101によって撮影された撮影画像から、検査内容に応じて厚さ、角度等を計測したり、損傷がないか識別したりする等の検査を行う。また、画像処理部104は、撮影画像、および、検査結果を記録部105に出力する。
The
表示部106は、記録部105から受け取った画像、計測結果等を表示したり、計測結果に応じた識別信号によって視覚的にユーザに知らせたりする。表示部106は、例えば、画像、結果等を表示するものであり、液晶ディスプレイ等で構成される。この場合、表示部106は、対象とする車両床下部品の計測結果、それがどの部分の結果であるかを画像で表示したり、複数の結果を並べて表示したりする等、ユーザの目的に応じて分かりやすく表示する。また、表示部106は、計測結果によって光源の点灯で通知する部でもよく、計測結果に問題ない場合には青を表示、問題がある場合には赤を表示といったように、発光色によって示すものでもよい。
The
本実施形態では、車両床下部品の検査として、後述する台車周辺部品の検査として、車速の制御に必要な制輪子と、乗り心地、高さに関わるサスペンションの制御に必要なLV棒との検査を例に、各部の構成について説明する。 In the present embodiment, as an inspection of underfloor parts of the vehicle and as an inspection of parts around the bogie, which will be described later, an inspection of a brake shoe required for controlling the vehicle speed and an LV rod required for controlling the suspension related to ride quality and height is performed. The configuration of each part will be described as an example.
ここで、まず検査対象となる制輪子とLV棒について説明する。 Here, first, the brake shoes and the LV rod to be inspected will be described.
図2は、本実施形態に係る複数台の車両が連接された列車において、そのうち1つの車両201全体を示す図である。図2に示すように、通常、車両201は、2つの台車202、203を有し、台車202、203はそれぞれ2組の車輪を有する。それぞれの車輪は、線路204上に接地している。
FIG. 2 is a diagram showing the
図3は、本実施形態に係る台車202、203の詳細を示す図である。図3に示すように、車体301と、台車枠302との間には、空気ばね303が配置される。また、台車枠302は2組の車輪304、305を有し、それぞれの車輪304、305の台車枠302側には制輪子306、307が配置される。
FIG. 3 is a diagram showing details of the
制輪子306、307は、車両速度を調整するブレーキ機能に関する部品である。ブレーキをかける際には、車輪304、305の踏面にそれぞれ制輪子306、307を押し当てることにより、車両201の速度を低下させる。制輪子306、307は摩耗により擦り減っていくため、定期的に厚みを検査し、制輪子306、307が規定値より薄くなった場合に交換する必要がある。
The
鉄道車両は良好な乗り心地を得るために、線路の継ぎ目等による振動を軽減するサスペンションとして、車体301と、台車枠302との間に空気ばね303が使われている。多数の乗客が乗車するとその荷重で空気ばね303が撓み、車体301の高さが低くなるため、自動高さ調整装置(LV装置)によって高さを一定に保つようにする。LV棒308は、空気ばね303に空気を供給、排出する弁が動作させ、乗客の荷重等によって車体301の高さが低くなった際に、空気ばね303を制御して車体301の高さを一定に保つ。
In order to obtain a good ride quality for railway vehicles, an
例えば、車体301が低くなった場合には、車体301と、台車枠302との間の距離が縮まるので、固定の長さであるLV棒は上側の回転軸を中心に回転して角度が付く。それに応じて空気ばね303に空気を供給するように弁が動作し、車体301の高さを上げるように動作する。正常に動作しているときは、LV棒は所定の角度範囲内で動作するため、定期的に規定の範囲を超えて傾いていないか、LV棒を支持するボルトが取れていないか等の検査を行う必要がある。
For example, when the
上記の台車周辺部品の検査において、検査システム100の構成および動作について説明する。検査システム100を用いた検査では、走行中の列車に対して行うものとし、線路脇に設置した検査システム100の前を通過する台車202、203の画像を取得して計測する。
In the inspection of the above-mentioned trolley peripheral parts, the configuration and operation of the
図4に、本実施形態に係る線路401上を車両402が通過する様子を上方から見た図である。車両402の通過領域付近には、構造物を設置できない領域の境界である建築限界403、404が規定されている。建築限界403、404は、それぞれ、構造物を設置できない領域の、車両402の側面方向の境界を示す。ここで、車両402の右側の部品の検査を行う場合に、検査システム100は、線路401の右側の建築限界404より離れた位置に設置され、検査システム100の前を車両402が通過する際に撮像部101によって台車406の画像を撮影する。
FIG. 4 is a view from above of a
この場合、検査システム100の撮像部101の撮影範囲405は、検査対象である台車406の右側面407全体が含まれる範囲とする。
In this case, the photographing
検知センサ408は、台車406の通過を検知するセンサであり、台車406が通過を検知したタイミングで検査システム100の制御部103に信号を送信する。制御部103は、撮像部101および照明部102を制御して、通過する複数の台車406の撮影画像を取得する。検知センサ408は、直接台車406の通過を検出するものでもよいし、車輪の通過の検知により台車406の通過を検出するものでもよい。例えば、線路側面に設置して、側面方向から線路401上方の領域を通過する台車、車輪等を検知するセンサ、レール側面近傍(建築限界外)に設置して車輪の通過を検知するセンサ等が考えられる。台車、車輪等の検知方法については、制限されない。
The
また、本実施形態では、台車の通過を検知して、撮影する方法を示すが、列車通過中に連写することにより、連続的に画像を取得し、その中から台車が撮影された画像を抽出するものでもよい。 Further, in the present embodiment, a method of detecting the passage of the bogie and taking a picture is shown. However, by taking continuous shots while the train is passing, images are continuously acquired, and an image of the bogie taken from the images is taken. It may be extracted.
次に、検査システム100の撮像部101および照明部102の設置位置について説明する。図5は、本実施形態に係る撮像部101および照明部102の垂直方向の配置を示す図である。図5は、車両の進行方向に向かって見た場合の配置を示す。図3、図4と共通の番号については、同じものを示す。
Next, the installation positions of the
図5に示すように、車両402の車体409は、台車(車両床下部品)406の上部に、台車406よりも線路401の側方側にはみ出すように設けられており、光の俯角505は、車体409によって遮られずに台車406に到達するように設定されている。
As shown in FIG. 5, the
撮像部101および照明部102は、ともに建築限界404の外に配置され、撮像部101は、台車周辺部品が撮影範囲内に入るような画角および角度で配置される。台車周辺部は凹凸が多いため、撮像部101は、制輪子、LV棒等が完全に遮蔽されて見えなくならないような位置に設置される。ここでは、撮像部101は、光軸501の方向を水平方向とし、撮像部101側に突出している台車枠302によって制輪子307が完全に遮蔽されない高さに配置される。
Both the
なお、撮像部101の撮影方向は、必ずしも水平方向ではなく、仰角方向(水平方向より上向き)または俯角方向(水平方向より下向き)でも構わないが、計測精度の観点からは、被写体面に対して正対する角度とする方が望ましい。
The imaging direction of the
照明部102は、俯角方向に照射するように下向きに角度を付けて配置される。照明部102の照射方向を下向きにすることにより、照明光が地面を照射することになり、遠方まで照明光が届くことを防ぐことができる。ここで、照明光の俯角505を大きくするほど、照明光が地面に達する距離504を短くすることができる。ただし、車輪面に対して、車体409、台車枠302等が撮像部101方向に出ているため、大きな俯角で照射すると、光線が遮蔽されて計測領域が暗くなる場合がある。
The
図6は、本実施形態に係る照明部102の垂直方向の配置を示す図である。図6は、建築限界404の外側からの光の俯角505を大きくして、台車406への方向に照明光を照射した場合を示す。照明光軸503が車体409、台車枠302に遮光されており、計測対象となる制輪子、LV棒等の周辺が暗くなる。そのため、照明部102の俯角505は、このような車両402の凹凸を考慮した角度に抑える必要がある。ただし、俯角505が小さくなるほど地面に達する照明光軸503の距離が長くなってしまうため、線路に対して反対側の領域への照明光の影響が大きくなる。照明光の光軸は、建築限界内に納まることが望ましい。
FIG. 6 is a diagram showing the vertical arrangement of the
ここで、照明部102の配置を水平面で見た場合に、線路401の敷設方向(長手方向)に垂直な方向に対して、斜め方向に角度を付けて配置することにより光路長を確保し、線路401の反対側の領域へ抜ける照明光量を低下させることができる。水平面における、照明部102の配置について説明する。
Here, when the arrangement of the
図7は、本実施形態に係る台車の右側面407を撮影しているときの上方向から見た場合の図を示す。台車周辺部品等、図3と同じ番号については同じものを示す。撮像部101は、建築限界404より外側に設置され、線路側面側から撮影する。この場合、撮像部101の光軸501が台車の方に向いており、1回の撮影範囲に台車枠302、2つの車輪304、305が含まれるものとする。
FIG. 7 shows a view when viewed from above when the
検査システム100は、少なくとも2つの照明部を備えている。2つの照明部102(a)、102(b)は、それぞれが照射する光が台車よりも手前で交差するように光を照射する。本明細書において「二つの光が交差する」とは、上方から平面視したときに、一方の光の経路と、他方の光の経路とが一部でも重なることを意味する。2つの照明部102(a)、102(b)が照射する光が台車よりも手前で交差することにより、撮像部101が台車を撮影する際に、照射位置での影の発生を抑制することができる。それらの詳細を、以下に説明する。
The
照明部102は、第1の照明部102(a)と、第2の照明部102(b)とから構成される。第1の照明部102(a)と、第2の照明部102(b)とは、ともに建築限界404の外側に配置され、線路側面方向から照射する。また、この場合、第1の照明部102(a)と、第2の照明部102(b)とは撮像部101の両側に配置され、それぞれの照明光軸603(a)、603(b)は、それぞれ撮像部101の方向に向くように角度を付けて配置される。
The
図8は、本実施形態に係る照明光線の方向と、照明光線が地面に達するまでの距離との関係を示す図である。図8(a)は上方から平面視した図を示し、図8(b)は車両進行方向に向かって見た図を示す。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the direction of the illumination light according to the present embodiment and the distance until the illumination light reaches the ground. FIG. 8A shows a plan view from above, and FIG. 8B shows a view seen in the vehicle traveling direction.
第1の照明部102(a)の照明光軸701(a)は、上方から平面視したとき線路の敷設方向に対して垂直方向に照射した場合の光軸である。第1の照明部102(a)は、照射方向が俯角方向になるように配置される。そのため、第1の照明部102(a)の高さおよび角度が同じであれば、光線は一定の光路長を進んで地面に達する。照明光軸701(a)は、建築限界403を超えた領域702(a)に達する。
The illumination optical axis 701 (a) of the first illumination unit 102 (a) is an optical axis when irradiated in a direction perpendicular to the laying direction of the track when viewed from above in a plan view. The first illumination unit 102 (a) is arranged so that the irradiation direction is the depression angle direction. Therefore, if the height and angle of the first illumination unit 102 (a) are the same, the light beam travels a constant optical path length and reaches the ground. The illumination optical axis 701 (a) reaches the region 702 (a) that exceeds the
ここで、第1の照明部102(a)の角度を水平面内で変更して、第2の照明部102(b)の方向に角度θh(a)回転させた場合の照明光軸を703(a)とする。この場合、照明光軸701(a)の長さと、照明光軸703(a)の長さとは同じであるが、照明光軸703(a)の地面への到達点は、建築限界403内の領域704(a)に納まる。
Here, the illumination optical axis when the angle of the first illumination unit 102 (a) is changed in the horizontal plane and the angle θh (a) is rotated in the direction of the second illumination unit 102 (b) is 703 ( a). In this case, the length of the illumination optical axis 701 (a) and the length of the illumination optical axis 703 (a) are the same, but the arrival point of the illumination optical axis 703 (a) to the ground is within the
同様に、第2の照明部102(b)に関して、上方から平面視したとき線路の敷設方向に垂直な方向に照射した照明光軸701(b)は建築限界403を超えた領域702(b)に達する。第2の照明部102(b)を、第1の照明部102(a)の方向に角度θh(b)回転させた場合の照明光軸を703(b)とする。その場合、照明光軸701(b)の長さと、照明光軸703(b)の長さとは同じであるが、照明光軸703(b)の地面への到達点は、建築限界403内の領域704(b)に納まる。
Similarly, with respect to the second illumination unit 102 (b), the illumination optical axis 701 (b) irradiated in the direction perpendicular to the laying direction of the track when viewed from above in a plan view is the region 702 (b) exceeding the
このように、第1の照明部102(a)の光軸と、第2の照明部102(b)の光軸とを線路に平行な方向に回転させて配置することにより、建築限界内に照明中心を変位させることができ、建築限界を超えて線路の反対側へ抜ける光線を低減させることができる。 In this way, by arranging the optical axis of the first illumination unit 102 (a) and the optical axis of the second illumination unit 102 (b) by rotating them in the direction parallel to the track, the building limit is reached. The center of illumination can be displaced, and the light rays that exceed the building limit and pass to the opposite side of the track can be reduced.
ここで、第1の照明部102(a)と、第2の照明部102(b)とを線路に平行な方向に回転させる場合に、互いが向かい合う方向に回転させることが望ましい。すなわち、図7に示すように、撮像部101の撮影範囲(すなわち、検査対象となる被写体面604)を撮像部101の光軸501を中心に照明配置方向に2分割した領域に対して、第1の照明部102(a)の光軸と、第2の照明部102(b)の光軸とが、それぞれの設置位置とは逆方向の領域を照射するように、撮像部101と、第1の照明部102(a)と、第2の照明部102(b)との間の距離、第1の照明部102(a)および第2の照明部102(b)の水平角を調整することが望ましい。
Here, when the first illumination unit 102 (a) and the second illumination unit 102 (b) are rotated in a direction parallel to the track, it is desirable to rotate them in a direction facing each other. That is, as shown in FIG. 7, the imaging range of the imaging unit 101 (that is, the
図9は、本実施形態に係る撮像部101による被写体面上での撮影範囲および照明方向の概要を示す図である。撮像部101は、台車周辺部品を含む撮影範囲801を撮影する。第1の照明部102(a)、第2の照明部102(b)の水平面における照明角度は、光軸が建築限界内で地面に到達する角度θh(a)、θh(b)で配置されている。また、撮像部101と、第1の照明部102(a)との間の距離を803(a)とし、撮像部101と、第2の照明部102(b)との間の距離を803(b)とする。距離803(a)と、距離803(b)とを変更することにより、被写体面上の照明範囲を変更することができる。
FIG. 9 is a diagram showing an outline of a shooting range and an illumination direction on a subject surface by the
ここで、撮影範囲801は、第1の照明部102(a)および第2の照明部102(b)の配置方向に2つの領域に分割される。第1の照明部102(a)および第2の照明部102(b)は、それぞれの撮影領域を照射するように配置される。
Here, the photographing
例えば、第1の照明部102(a)および第2の照明部102(b)は、撮像部101を中心に右左に配置されている。そのため、撮影範囲は、撮像部101の光軸802を中心に、左側の撮影領域602(a)と、右側の撮影領域602(b)との2つの領域に分割される。そして、右側の照明部102(a)は左側の撮影領域602(a)を照射し、左側の照明部102(b)は右側の撮影領域602(b)を照射するように、距離803(a)、803(b)が調整される。
For example, the first illumination unit 102 (a) and the second illumination unit 102 (b) are arranged on the left and right with the
このように、被写体面上の撮影範囲を分割して照射することで、1つの照明部から照射される光線範囲を狭くして、光の広がりを抑えることができ、かつ、2つの照明部として広い撮影範囲を明るく照射することができる。また、撮像部101の光軸を中心に2分割した撮影領域に対して照明位置と反対側の領域を照射する構成とすることにより、撮像部101から見て被写体面を明るく照射することができる。特に、台車周辺部品は凹凸が多いため、撮像部101の方向から明るく照射することにより、さらに視認性を高めた撮影画像を取得することができる。
In this way, by dividing the shooting range on the subject surface and irradiating, the range of light rays emitted from one illumination unit can be narrowed, the spread of light can be suppressed, and the two illumination units can be used. A wide shooting range can be illuminated brightly. Further, by irradiating the area opposite to the illumination position with respect to the photographing area divided into two about the optical axis of the
次に、検査の動作について説明する。 Next, the operation of the inspection will be described.
前述したように、検知センサ408(図4参照)は、台車の通過を検知した場合、検知信号を制御部103に出力する。制御部103は、台車の通過タイミングに合わせて第1の照明部102(a)、および、第2の照明部102(b)を点灯させ、撮像部101へのシャッター信号を送信する。撮像部101は、シャッター信号を受信した場合、台車の撮影画像を取得し、画像処理部104に送信する。画像処理部104は、台車の撮影画像を取得し、検査対象となる領域の検出および計測を行う。
As described above, when the detection sensor 408 (see FIG. 4) detects the passage of the trolley, the
この場合、画像処理部104は、例えば、撮影画像として図3に示すような台車および周辺部品の画像を取得したとする。画像処理部104は、撮影画像から予め登録された制輪子およびLV棒の情報に基づいてマッチング処理を行い、撮影画像のどの領域に写っているかを検出する。
In this case, it is assumed that the
LV棒の検査において、画像処理部104は、画像上からLV棒の撮影されている領域を検出し、その後LV棒の傾きを計測する。図10(a)はLV棒が回転していない状態を示し、図10(b)はLV棒が回転している状態を示す。LV棒は支点901を中心に回転するため、画像処理部104は、回転角904を算出し、その回転角904が規定値以内であるか否かを判定する。また、それと同時に、画像処理部104は、接合部である支点901のボルト、支点903のボルト領域902に関して問題の有無を判定する処理を行う。画像処理部104は、LV棒の角度が問題ないか否か、または、ボルトが外れていないか否かの判定結果と、撮影画像とを関連付けて、関連付けたデータを記録部105に出力する。
In the inspection of the LV rod, the
制輪子の検査において、画像処理部104は、撮影画像から検出された制輪子領域に対して、制輪子のエッジ位置を検出し、その厚みを算出する。図10(c)および図10(d)は、本実施形態に係る制輪子の状態を示す図である。図10(d)は、摩耗によって削れて、厚みが薄くなった状態を示す。画像処理部104は、この厚みを計測して、当該厚みが規定値を下回っている場合には交換が必要と判定する。制輪子の厚みの計測においては、画像処理部104は、近隣の車輪の軸方向を検出し、車輪の軸方向に対する厚みの計測を行う。
In the inspection of the brake shoes, the
撮像部101の設置位置が固定のため、画像処理部104は、制輪子面が通過する面との距離を予め取得しておき、焦点距離と、センサの画素ピッチとの関係から被写体面の1画素あたりの大きさを算出する。画像処理部104は、厚み方向の画素数を検出して大きさを取得する。画像処理部104は、取得した厚みの値と、画像とを関連付けて、記録部105に送信する。
Since the installation position of the
記録部105は、撮影画像、計測された結果等をデータベースとして保持する。また、制御部103による制御の下で、記録部105は、当該データベースから要求に応じた情報を抽出して表示部106に出力する。表示部106は、記録部105から受け取った画像、計測結果等を表示したり、計測結果に応じた識別信号によって視覚的にユーザに知らせたりする。
The
表示部106は、例えば、画像、結果等を表示するものとして、液晶ディスプレイ等で構成される。この場合、表示部106は、設定された部品の計測結果、それがどの部分の結果であるかを画像で表示したり、複数の結果を並べて表示したりする等、ユーザの目的に応じて分かりやすく表示する。また、表示部106は、計測結果によって光源の点灯により通知する部分でもよく、計測結果に問題ない場合に青を表示し、問題ある場合に赤を表示といったように発光色によって示すものでもよい。
The
本実施形態では、線路の片側に検査システム100を配置して撮影するものとしたが、これに制限されるものではなく、線路の両側に設置する構成でもよい。検査システム100では、線路の反対側へ抜ける光線を低減できるため、同じ領域の線路の両側に設置しても、対向する検査システム100からの光の影響を低減でき、設置位置をずらす必要がないため、設置面積を小さくすることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態では、1つまたは2つの照明部を用いるものとしたが、3つ以上の照明部を備えた構成でもよい。その場合、照明数に応じて撮影範囲を分割して照射することが望ましい。 In the present embodiment, one or two lighting units are used, but a configuration including three or more lighting units may be used. In that case, it is desirable to divide the shooting range according to the number of lights and irradiate.
このように、本実施形態に係る検査システム100では、周辺への照明による影響を軽減させて撮影および検査箇所の計測が可能である。
As described above, in the
〔実施形態1の効果〕
本実施形態によれば、撮像部の両側に配置した第1の照明部の光軸と、第2の照明部の光軸とを、俯角方向に照射し、上方から平面視したとき線路の敷設方向に垂直な方向に対して斜め方向に2つの照明装置の光軸を配置する。これにより、広い範囲を照射しつつ、線路の反対側の領域への漏れ光、被写体からの反射光が線路の近隣にいる人、建屋等を照射することを低減することができる。また、広範囲を遮光する設備を不要であるため、設置場所への制約が少なく、周辺に建屋の多い場所でも設置することが可能となる。また、広い範囲を照射することができるため、1回の撮影で同時に複数個所の部品の検査が可能になる。[Effect of Embodiment 1]
According to the present embodiment, the optical axes of the first illumination unit and the optical axes of the second illumination unit arranged on both sides of the image pickup unit are irradiated in the depression angle direction, and the line is laid when viewed in a plan view from above. The optical axes of the two illuminators are arranged diagonally with respect to the direction perpendicular to the direction. As a result, it is possible to reduce the leakage of light to the area on the opposite side of the track and the reflected light from the subject irradiating people, buildings, etc. in the vicinity of the track while irradiating a wide range. In addition, since there is no need for equipment that shields light from a wide area, there are few restrictions on the installation location, and it is possible to install in a location with many buildings in the vicinity. In addition, since it is possible to irradiate a wide range, it is possible to inspect a plurality of parts at the same time in one shooting.
〔ソフトウェアによる実現例〕
検査システム100の制御ブロック(特に制御部103および画像処理部104)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。[Example of realization by software]
The control block (particularly the
後者の場合、検査システム100は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路等を用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)等をさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
In the latter case, the
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る車両床下部品撮像システム(検査システム100)は、線路(204)上の鉄道車両(車両201)の車両床下部品(台車202)を撮像する撮像部(101)と、上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部(102)と、を備え、上記撮像部および上記照明部は、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置されており、上記照明部は、上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように設定されている。[Summary]
The vehicle underfloor component imaging system (inspection system 100) according to the first aspect of the present invention includes an imaging unit (101) that images a vehicle underfloor component (trolley 202) of a railroad vehicle (vehicle 201) on a railroad track (204), and the above. An illumination unit (102) that irradiates light in the depression angle direction toward the underfloor parts of the vehicle is provided, and the image pickup unit and the illumination unit are separated from the track by a specific distance or more on one side of the track. The lighting unit is installed and irradiates the light at an angle with respect to the direction perpendicular to the laying direction of the railroad track when viewed from above in a plan view. It is set to be within the above specific distance from the track on the other side of the track.
上記の構成によれば、照明部が上方から平面視したとき線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて光を照射するので、車両の下部を鮮明に撮影することができるとともに、光の到達地点が、線路の他方の側方における当該線路から特定の距離以内の範囲に納まるように設定されているので、線路周辺への影響を低減することができる。 According to the above configuration, when the lighting unit is viewed from above in a plan view, the light is emitted at an angle with respect to the direction perpendicular to the laying direction of the railroad track, so that the lower part of the vehicle can be clearly photographed. Since the arrival point of the light is set to be within a specific distance from the line on the other side of the line, the influence on the periphery of the line can be reduced.
本発明の態様2に係る車両床下部品撮像システムは、上記態様1において、少なくとも2つの上記照明部を備えており、当該2つの照明部(102(a)、102(b))が、それぞれが照射する上記光が上記車両床下部品よりも手前で交差するように上記光を照射することとしてもよい。 The vehicle underfloor component imaging system according to the second aspect of the present invention includes at least two of the above-mentioned lighting units in the first aspect, and the two lighting units (102 (a) and 102 (b)) are each provided. The light may be irradiated so that the light to be irradiated intersects in front of the underfloor component of the vehicle.
上記の構成によれば、2つの照明部が照射する光が、車両床下部品のうち、各照明装置の設置位置とは反対側を照らすので、1つの照明部から照射される光線範囲を狭くして、光の広がりを抑えることができ、かつ、2つの照明部により広い撮影範囲を明るく照射することができる。これにより、撮影部に十分な撮影範囲を確保することができる。 According to the above configuration, the light emitted by the two lighting units illuminates the side of the underfloor parts of the vehicle opposite to the installation position of each lighting device, so that the range of light emitted from one lighting unit is narrowed. Therefore, the spread of light can be suppressed, and a wide shooting range can be brightly illuminated by the two illumination units. As a result, a sufficient shooting range can be secured in the shooting unit.
本発明の態様3に係る車両床下部品撮像システムは、上記態様1、2において、上記鉄道車両(車両402)の車体(409)が、上記車両床下部品の上部に、上記車両床下部品よりも上記線路(401)の側方側にはみ出すように設けられており、上記光の俯角が、上記車体によって遮られずに上記車両床下部品に到達するように設定されていることとしてもよい。 In the vehicle underfloor component imaging system according to the third aspect of the present invention, in the first and second aspects, the vehicle body (409) of the railroad vehicle (vehicle 402) is placed on the upper part of the vehicle underfloor component and more than the vehicle underfloor component. It may be provided so as to protrude to the side of the track (401), and the depression angle of the light may be set so as to reach the underfloor parts of the vehicle without being blocked by the vehicle body.
上記の構成によれば、光の俯角が車体によって遮られずに車両床下部品に到達するように設定されているので、鉄道車両の車体が車両床下部品よりも線路の側方側にはみ出すように設けられていたとしても、車両の下部を鮮明に撮影することができる。 According to the above configuration, the depression angle of the light is set to reach the vehicle underfloor parts without being blocked by the vehicle body, so that the vehicle body of the railway vehicle protrudes to the side of the track from the vehicle underfloor parts. Even if it is provided, the lower part of the vehicle can be clearly photographed.
本発明の態様4に係る車両床下部品撮像システムは、線路上の鉄道車両の車両床下部品を撮像する撮像部と、上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部と、を備える車両床下部品撮像システムを設置する方法であって、上記撮像部および上記照明部を、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置し、上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記照明部が上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように上記照明部を設置する。 The vehicle underfloor component imaging system according to the fourth aspect of the present invention includes an imaging unit that images the vehicle underfloor components of a railroad vehicle on a railroad track, and an illumination unit that irradiates light toward the vehicle underfloor components in the depression angle direction. This is a method of installing an underfloor vehicle component imaging system, in which the imaging unit and the lighting unit are installed on one side of the railroad track at a distance of a specific distance or more from the railroad track, and when viewed from above in a plan view. The illumination unit irradiates the light at an angle with respect to the direction perpendicular to the laying direction of the track, and the angle is such that the arrival point of the light is the specific from the track on the other side of the track. Install the above lighting unit so that it is within the range of the distance.
上記によれば、上方から平面視したとき線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて光を照射するように照明部を設置するので、車両の下部を鮮明に撮影することができるとともに、光の到達地点が、線路の他方の側方における当該線路から特定の距離以内の範囲に納まるように照明部を設置するので、線路周辺への影響を低減することができる。 According to the above, since the lighting unit is installed so as to irradiate the light at an angle with respect to the direction perpendicular to the laying direction of the railroad track when viewed from above in a plan view, the lower part of the vehicle can be clearly photographed. At the same time, since the lighting unit is installed so that the arrival point of the light is within a range within a specific distance from the line on the other side of the line, the influence on the periphery of the line can be reduced.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
Claims (4)
上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部と、を備え、
上記撮像部および上記照明部は、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置されており、
上記照明部は、上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように設定されていることを特徴とする車両床下部品撮像システム。An imaging unit that images the underfloor parts of railroad cars on the railroad tracks,
It is equipped with a lighting unit that irradiates light in the depression angle direction toward the underfloor parts of the vehicle.
The imaging unit and the lighting unit are installed on one side of the line at a distance of a specific distance or more from the line.
The lighting unit irradiates the light at an angle with respect to the direction perpendicular to the laying direction of the line when viewed in a plan view from above, and the light reaches the other side of the line at the angle. A vehicle underfloor component imaging system characterized in that it is set so as to be within the above-mentioned specific distance from the track on the side.
当該2つの照明部は、それぞれが照射する上記光が上記車両床下部品よりも手前で交差するように上記光を照射することを特徴とする請求項1に記載の車両床下部品撮像システム。It has at least two of the above lighting units and
The vehicle underfloor component imaging system according to claim 1, wherein the two lighting units irradiate the light so that the light emitted by each of them intersects the vehicle underfloor component in front of the vehicle floor component.
上記光の俯角は、上記車体によって遮られずに上記車両床下部品に到達するように設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の車両床下部品撮像システム。The vehicle body of the railroad vehicle is provided above the underfloor parts of the vehicle so as to protrude to the side of the railroad track from the underfloor parts of the vehicle.
The vehicle underfloor component imaging system according to claim 1 or 2, wherein the depression angle of the light is set so as to reach the vehicle underfloor component without being blocked by the vehicle body.
上記撮像部および上記照明部を、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置し、
上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記照明部が上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように上記照明部を設置することを特徴とする車両床下部品撮像システムの設置方法。It is a method of installing a vehicle underfloor parts imaging system including an imaging unit that images the vehicle underfloor parts of a railroad vehicle on a railroad track and a lighting unit that irradiates light in the depression angle direction toward the vehicle underfloor parts.
The imaging unit and the lighting unit are installed on one side of the line at a distance of a specific distance or more from the line.
When viewed from above in a plan view, the lighting unit irradiates the light at an angle with respect to the direction perpendicular to the laying direction of the line, and the light reaches the other side of the line at the angle. A method for installing an underfloor component imaging system for a vehicle, which comprises installing the lighting unit so as to be within a range within the specific distance from the track.
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