JPH0727523A - 車輪直径検査方法および車輪直径検査装置 - Google Patents
車輪直径検査方法および車輪直径検査装置Info
- Publication number
- JPH0727523A JPH0727523A JP19293893A JP19293893A JPH0727523A JP H0727523 A JPH0727523 A JP H0727523A JP 19293893 A JP19293893 A JP 19293893A JP 19293893 A JP19293893 A JP 19293893A JP H0727523 A JPH0727523 A JP H0727523A
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- Japan
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- wheel
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- wheel diameter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非接触に通過する鉄道車両の車輪の車輪直径
を測定する。 【構成】 鉄道車両の車輪１に対して、車輪１の内側に
ある車輪基準溝３を撮影可能で、かつ車両に接触する事
の無い地上側にカメラ４を設置し、ライト４、ライト
５、ライト６をカメラ４によって車輪基準溝３の中を影
にするように撮影しうる位置に配置する。それによって
得られた画像から計算機による画像処理によって、カメ
ラ４の前を通過する車輪１のレール・車輪接触面からの
車輪基準溝３の高さを算出し、車輪１の車輪直径を測定
する。
を測定する。 【構成】 鉄道車両の車輪１に対して、車輪１の内側に
ある車輪基準溝３を撮影可能で、かつ車両に接触する事
の無い地上側にカメラ４を設置し、ライト４、ライト
５、ライト６をカメラ４によって車輪基準溝３の中を影
にするように撮影しうる位置に配置する。それによって
得られた画像から計算機による画像処理によって、カメ
ラ４の前を通過する車輪１のレール・車輪接触面からの
車輪基準溝３の高さを算出し、車輪１の車輪直径を測定
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の消耗部品で
ある車輪の摩耗量検査方法およぼその装置に関する。
ある車輪の摩耗量検査方法およぼその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道車両にはさまざまな消耗部品を使用
しており、その測定、管理の多くは人手に頼っている。
現在では法令や自主規定によって定めた検査周期に車庫
や車両工場において検査員が特殊工具を用いて、一つ一
つの車輪の直径を計測している。一部には、在姿状態で
計測する技術もあるが、これは在姿車輪転削盤とよばれ
るものの一部で、車輪を定置状態にし、対象となる車輪
をレールや車両の荷重から自由な状態に保ち、車輪を回
転させながら例えば接触式のコロなどを車輪踏面に当て
ることによって、車輪直径を計測する方法もある。
しており、その測定、管理の多くは人手に頼っている。
現在では法令や自主規定によって定めた検査周期に車庫
や車両工場において検査員が特殊工具を用いて、一つ一
つの車輪の直径を計測している。一部には、在姿状態で
計測する技術もあるが、これは在姿車輪転削盤とよばれ
るものの一部で、車輪を定置状態にし、対象となる車輪
をレールや車両の荷重から自由な状態に保ち、車輪を回
転させながら例えば接触式のコロなどを車輪踏面に当て
ることによって、車輪直径を計測する方法もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】人手によって測定する
手段では、例えば現在の山の手線の車両の場合には、１
車両に８個の車輪を装備し、１１両編成である事から、
合計８８個の車輪を人手によって計測することは大きな
労働力を必要とする。さらに、現在車輪直径検査に使用
されている車輪直径検査用工具は、測定時に人それぞれ
による計測誤差が大きい。機械的に在姿状態で車輪直径
を検査することのできる装置も存在はするが、車輪検査
のみに使用するには、装置が大規模であり、手間もかか
る。
手段では、例えば現在の山の手線の車両の場合には、１
車両に８個の車輪を装備し、１１両編成である事から、
合計８８個の車輪を人手によって計測することは大きな
労働力を必要とする。さらに、現在車輪直径検査に使用
されている車輪直径検査用工具は、測定時に人それぞれ
による計測誤差が大きい。機械的に在姿状態で車輪直径
を検査することのできる装置も存在はするが、車輪検査
のみに使用するには、装置が大規模であり、手間もかか
る。
【０００４】さらに、従来から通常走行状態のままで車
輪基準溝を撮影することを手段とする装置の場合には、
通過する車両の床下機器の下であって、装置の小型化は
重要な課題に成っている。また、さまざまな自動検査機
器の開発や運用によって生じる新たな自動検査機器の保
守・管理にも多くの労働力が必要になる。そのため、自
動検査機器は小型かつ簡便なものであることの意味は大
きく、重要な課題である。
輪基準溝を撮影することを手段とする装置の場合には、
通過する車両の床下機器の下であって、装置の小型化は
重要な課題に成っている。また、さまざまな自動検査機
器の開発や運用によって生じる新たな自動検査機器の保
守・管理にも多くの労働力が必要になる。そのため、自
動検査機器は小型かつ簡便なものであることの意味は大
きく、重要な課題である。
【０００５】本発明は、このような従来の問題を解決す
るべくなされたもので、その目的は、通常の走行状態の
車両の車輪直径を地上側から非接触方式で正確かつ簡便
に測定できる鉄道車両の車輪直径検査方法およびその装
置を提供することにある。
るべくなされたもので、その目的は、通常の走行状態の
車両の車輪直径を地上側から非接触方式で正確かつ簡便
に測定できる鉄道車両の車輪直径検査方法およびその装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の車輪直径検査方法およびその装置は次の如
き構成を有する。
に、本発明の車輪直径検査方法およびその装置は次の如
き構成を有する。
【０００７】即ち、本発明の車輪直径検査方法は、鉄道
車両の車輪を在姿のまま、地上側に設置した装置によ
り、装置の前を通過する車輪に対して非接触に、車輪に
予め刻み込まれている基準溝の位置を画像計測し、前記
計測された画像データからレール・車輪接触円の直径を
算出することを特徴とするものである。
車両の車輪を在姿のまま、地上側に設置した装置によ
り、装置の前を通過する車輪に対して非接触に、車輪に
予め刻み込まれている基準溝の位置を画像計測し、前記
計測された画像データからレール・車輪接触円の直径を
算出することを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明の車輪直径検査装置は、鉄道
車両の車輪を在姿のまま、地上側に設置した装置によ
り、装置の前を通過する車輪に対して非接触に、車輪に
予め刻み込まれている基準溝の位置を画像計測する手段
と；前記計測された画像データからレール・車輪接触円
を算出する手段と；を備えたことを特徴とするものであ
る。
車両の車輪を在姿のまま、地上側に設置した装置によ
り、装置の前を通過する車輪に対して非接触に、車輪に
予め刻み込まれている基準溝の位置を画像計測する手段
と；前記計測された画像データからレール・車輪接触円
を算出する手段と；を備えたことを特徴とするものであ
る。
【０００９】
【作用】次に、前記の如く構成される本発明の車輪直径
検査方法およびその装置の作用について説明する。
検査方法およびその装置の作用について説明する。
【００１０】本発明では、鉄道車両の車輪を在姿のま
ま、地上側に設置した装置により、装置の前を通過する
車輪に対して非接触に、車輪に予め刻み込まれている基
準溝の位置を画像計測し、前記計測された画像データか
らレール・車輪接触円の直径を算出するようにしてあ
る。
ま、地上側に設置した装置により、装置の前を通過する
車輪に対して非接触に、車輪に予め刻み込まれている基
準溝の位置を画像計測し、前記計測された画像データか
らレール・車輪接触円の直径を算出するようにしてあ
る。
【００１１】つまり、車両は本装置が設置してある区間
の線路上を通過するだけで、人手を掛けずに非接触に車
両の車輪直径検査を完了するようにしてあるので、従来
の検査方式よりも正確で迅速かつ簡便な車輪直径検査が
できる。
の線路上を通過するだけで、人手を掛けずに非接触に車
両の車輪直径検査を完了するようにしてあるので、従来
の検査方式よりも正確で迅速かつ簡便な車輪直径検査が
できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１３】図１は、本発明の一実施例に係わる車輪直
径検査装置の構成および配置形態を示す。車輪１は、車
輪直径検査装置を設置してある区間の線路上を通過して
いる車両のレール２の上の一つを表している。車輪１の
車輪基準溝３に向けてカメラ４を設置し、ライト５とラ
イト６は車輪内面を下方から照らすように設置され、ラ
イト７は車輪１がカメラ４の前に無いときに光が直接カ
メラ４の内部の一次元ＣＣＤに当たるように設置してあ
る。
径検査装置の構成および配置形態を示す。車輪１は、車
輪直径検査装置を設置してある区間の線路上を通過して
いる車両のレール２の上の一つを表している。車輪１の
車輪基準溝３に向けてカメラ４を設置し、ライト５とラ
イト６は車輪内面を下方から照らすように設置され、ラ
イト７は車輪１がカメラ４の前に無いときに光が直接カ
メラ４の内部の一次元ＣＣＤに当たるように設置してあ
る。
【００１４】車輪基準溝３は、従来から車輪内面に刻み
込まれているもので、人手によって車輪直径を測定する
際にもこれを基準としている。
込まれているもので、人手によって車輪直径を測定する
際にもこれを基準としている。
【００１５】カメラ４は、例えば１次元ＣＣＤを用いた
ラインセンサカメラであって、カメラ４の前には光学レ
ンズが取り付けてあり、この光学レンズの焦点距離を調
節する事によって車輪基準溝３が画像に変換される際の
倍率が決定される。ここで前項倍率が決まる事によっ
て、測定精度も倍率に比例して高くなる。また、カメラ
４はレール１の頭頂面に対して一定の位置に設置してあ
る。通過する車両の重量によってレール１が振動するこ
とがあるために、カメラ４はレール１の動きに追従する
ように取り付けられている。
ラインセンサカメラであって、カメラ４の前には光学レ
ンズが取り付けてあり、この光学レンズの焦点距離を調
節する事によって車輪基準溝３が画像に変換される際の
倍率が決定される。ここで前項倍率が決まる事によっ
て、測定精度も倍率に比例して高くなる。また、カメラ
４はレール１の頭頂面に対して一定の位置に設置してあ
る。通過する車両の重量によってレール１が振動するこ
とがあるために、カメラ４はレール１の動きに追従する
ように取り付けられている。
【００１６】ライト５とライト６とライト７は、例えば
いわゆるハロゲンライトであり、車輪基準溝３の中が影
になるように車輪基準溝３に対して斜め下方から光が当
たるように設置し、ライト６を車輪１の内側の表面の緩
やかな凹凸の影を画像上で消去するようにライト５より
は上側でカメラ４よりは斜め下方から光が当たるように
設置してある。
いわゆるハロゲンライトであり、車輪基準溝３の中が影
になるように車輪基準溝３に対して斜め下方から光が当
たるように設置し、ライト６を車輪１の内側の表面の緩
やかな凹凸の影を画像上で消去するようにライト５より
は上側でカメラ４よりは斜め下方から光が当たるように
設置してある。
【００１７】ライト７は、ライト５やライト６とは異な
り、車輪１の内面に光を照射するものではない。車輪１
がカメラ４の前に差し掛かるまで、ライト７はカメラ４
の一次元ＣＣＤに光るが当たるようして設置する。これ
は車輪１がカメラ４の前に進入してきた際に、カメラ４
側に対するライト７の光が車輪１によって遮られること
によって、カメラ４の出力電圧が下がるので、これを合
図にして計測を始めるためと、計算機８のなかで行う画
像処理のアルゴリズムの簡便化のために設置されてい
る。
り、車輪１の内面に光を照射するものではない。車輪１
がカメラ４の前に差し掛かるまで、ライト７はカメラ４
の一次元ＣＣＤに光るが当たるようして設置する。これ
は車輪１がカメラ４の前に進入してきた際に、カメラ４
側に対するライト７の光が車輪１によって遮られること
によって、カメラ４の出力電圧が下がるので、これを合
図にして計測を始めるためと、計算機８のなかで行う画
像処理のアルゴリズムの簡便化のために設置されてい
る。
【００１８】計算機８は、例えばいわゆるパーソナルコ
ンピュータであって、周知のようにＣＰＵ、メモリ、キ
ーボードなどを標準的に備えるが、そのほかにカメラ４
からの映像信号を計算機８で処理できるようにするＡ／
Ｄ変換回路や大容量のメモリ、画像処理を行うＣＰＵを
備える基盤が拡張されている。
ンピュータであって、周知のようにＣＰＵ、メモリ、キ
ーボードなどを標準的に備えるが、そのほかにカメラ４
からの映像信号を計算機８で処理できるようにするＡ／
Ｄ変換回路や大容量のメモリ、画像処理を行うＣＰＵを
備える基盤が拡張されている。
【００１９】次に、以上の車輪直径測定装置を用いて得
られる画像とその画像の計算機処理について説明する。
られる画像とその画像の計算機処理について説明する。
【００２０】図２には、車輪直径検査装置のカメラ４に
よって車輪１が通過した際に入力した画像の一例の概念
図である。
よって車輪１が通過した際に入力した画像の一例の概念
図である。
【００２１】車輪２１は車輪直径検査装置の前を通過す
る際に、例えば図２中のＡ、Ｂ、Ｃの順に動くとする
と、その画像は被写体面に投影された一次元ＣＣＤ２３
に示すようにカメラ４の中の一次元ＣＣＤに写り込む、
一次元ＣＣＤはごく短い一定間隔の周期で走査されてい
て、車輪２１がカメラ４の前を動くことによって、一次
元ＣＣＤに写り込む一次元の画像を時間順に並べると図
２（ｂ）の如き画像が得られる。図２（ａ）中の車輪２
１の車輪基準溝２２が図２（ｂ）の画像上の車輪基準溝
２４となっている。
る際に、例えば図２中のＡ、Ｂ、Ｃの順に動くとする
と、その画像は被写体面に投影された一次元ＣＣＤ２３
に示すようにカメラ４の中の一次元ＣＣＤに写り込む、
一次元ＣＣＤはごく短い一定間隔の周期で走査されてい
て、車輪２１がカメラ４の前を動くことによって、一次
元ＣＣＤに写り込む一次元の画像を時間順に並べると図
２（ｂ）の如き画像が得られる。図２（ａ）中の車輪２
１の車輪基準溝２２が図２（ｂ）の画像上の車輪基準溝
２４となっている。
【００２２】図３には、以上撮影された画像の例を示し
ている。図３では、前述のように一次元ＣＣＤ素子の光
軸上（測定線２３）を通過している車輪の状態が展開さ
れている。このなかで車輪基準溝の最下線を求めること
が本処理の目的となる。図３（ｂ）図３（ｃ）は、それ
ぞれ図３（ａ）を基準とした場合、車輪の通過速度が速
い場合が図３（ｂ）、車輪の通過速度が遅い場合には図
３（ｃ）のような画像が得られる。つまり、車輪の通過
速度が速い場合には、横方向に詰まった画像になり、車
輪の通過速度が遅い場合には伸びた様な画像になる。こ
の関係は車輪が車輪直径検査装置の前を通過する際の通
過速度とカメラの走査周期の両方によって変化する。
ている。図３では、前述のように一次元ＣＣＤ素子の光
軸上（測定線２３）を通過している車輪の状態が展開さ
れている。このなかで車輪基準溝の最下線を求めること
が本処理の目的となる。図３（ｂ）図３（ｃ）は、それ
ぞれ図３（ａ）を基準とした場合、車輪の通過速度が速
い場合が図３（ｂ）、車輪の通過速度が遅い場合には図
３（ｃ）のような画像が得られる。つまり、車輪の通過
速度が速い場合には、横方向に詰まった画像になり、車
輪の通過速度が遅い場合には伸びた様な画像になる。こ
の関係は車輪が車輪直径検査装置の前を通過する際の通
過速度とカメラの走査周期の両方によって変化する。
【００２３】次に、以上撮影された画像を用いて行う計
算機処理について説明する。図４には、いわゆる計算機
処理の流れ図を示してある。
算機処理について説明する。図４には、いわゆる計算機
処理の流れ図を示してある。
【００２４】まず、計算機に入力された画像はその画素
毎の輝度を０から２５５に区別して、表示している。こ
の輝度のなかでしきい値を定めて、そのしきい値以下を
輝度０、しきい値より大きい場合を輝度１とするいわゆ
る二値化処理を全画素に対して行う。つぎに、前項にお
いて定めた輝度０、輝度１を反転し輝度０を輝度１に、
輝度１を輝度０に変換するいわゆるネガ／ポジ反転処理
を全画素に対して行う。次に、画像のなかで一定の大き
さの面積を持つ画素群の輝度１の塊を輝度０に変換す
る、いわゆる面積指定の粒子除去を行う。次に、画像の
なかであらかじめ冗長であると判別されている部分の画
素についても輝度を０に変化する。
毎の輝度を０から２５５に区別して、表示している。こ
の輝度のなかでしきい値を定めて、そのしきい値以下を
輝度０、しきい値より大きい場合を輝度１とするいわゆ
る二値化処理を全画素に対して行う。つぎに、前項にお
いて定めた輝度０、輝度１を反転し輝度０を輝度１に、
輝度１を輝度０に変換するいわゆるネガ／ポジ反転処理
を全画素に対して行う。次に、画像のなかで一定の大き
さの面積を持つ画素群の輝度１の塊を輝度０に変換す
る、いわゆる面積指定の粒子除去を行う。次に、画像の
なかであらかじめ冗長であると判別されている部分の画
素についても輝度を０に変化する。
【００２５】次に、画像中の画素の縦の列ごとに、横方
向に輝度の和を算出し、その和が画像中で上から順に見
て、０になっているところを画像中の車輪基準溝の最下
点であるとする処理を行う。これを最下点検出と呼んで
いる。
向に輝度の和を算出し、その和が画像中で上から順に見
て、０になっているところを画像中の車輪基準溝の最下
点であるとする処理を行う。これを最下点検出と呼んで
いる。
【００２６】画像中の最下点から車輪直径検査装置の前
を通過したレール頭面からの車輪基準溝の高さが撮影系
の倍率によって算出される。前項算出された車輪基準溝
の高さあらかじめ計算機内に記憶されている車輪基準溝
の直径とにより、車輪直径が算出される事となる。
を通過したレール頭面からの車輪基準溝の高さが撮影系
の倍率によって算出される。前項算出された車輪基準溝
の高さあらかじめ計算機内に記憶されている車輪基準溝
の直径とにより、車輪直径が算出される事となる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の車輪直径
検査方法およびその装置によれば、通常の運用状態にあ
る車両の車輪の直径を自動的かつ簡便に非接触に測定す
ることが可能となる。
検査方法およびその装置によれば、通常の運用状態にあ
る車両の車輪の直径を自動的かつ簡便に非接触に測定す
ることが可能となる。
【００２８】
【図１】本発明の一実施例に係わる速度検知装置の構成
及び配置態様を示す図である。
及び配置態様を示す図である。
【図２】車輪基準溝の画像入力を概念的に示す図であ
る。
る。
【図３】撮影された車輪基準溝画像の例を示す図であ
る。
る。
【図４】撮影された車輪基準溝画像の計算機処理の流れ
を示す図である。
を示す図である。
１ 車輪 ２ レール ３ 車輪基準溝 ４ カメラ ５ ライト ６ ライト ７ ライト ８ 計算機 ２１ 車輪 ２２ 車輪基準溝 ２３ 測定線 ２４ 画像中の車輪基準溝 ３１ 車輪基準溝 ３２ 最下線
Claims (2)
- 【請求項１】 鉄道車両の車輪を在姿のまま、地上側に
設置した装置により、その装置の前を通過する車輪に対
して非接触に、車輪に予め刻み込まれている基準溝の位
置を画像計測し、前記計測された画像データからレール
・車輪接触円の直径を算出することを特徴とする鉄道車
両の車輪直径検査方法。 - 【請求項２】 鉄道車両の車輪を在姿のまま、地上側に
設置した装置により、装置の前を通過する車輪に対して
非接触に、車輪に予め刻み込まれている基準溝の位置を
画像計測する手段と；前記計測された画像データからレ
ール・車輪接触円を算出する手段と；を備えたことを特
徴とする鉄道車両の車輪直径検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19293893A JPH0727523A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 車輪直径検査方法および車輪直径検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19293893A JPH0727523A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 車輪直径検査方法および車輪直径検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727523A true JPH0727523A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=16299507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19293893A Pending JPH0727523A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | 車輪直径検査方法および車輪直径検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727523A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019512698A (ja) * | 2016-03-17 | 2019-05-16 | ヘーゲンシャイト・エムエフデー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 鉄道車両のための車輪セットの車輪の幾何学的パラメータの測量と算定の方法 |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP19293893A patent/JPH0727523A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019512698A (ja) * | 2016-03-17 | 2019-05-16 | ヘーゲンシャイト・エムエフデー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 鉄道車両のための車輪セットの車輪の幾何学的パラメータの測量と算定の方法 |
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