KR100382577B1 - Wheel measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
차륜에 빛을 조사해서 촬영한 화상처리에 의해, 치수를 측정하는 장치에서, 측정개소의 화질이 촬영타이밍에 영향받지 않는 장치구성, 촬영화상에 들어가는 외란광의 영향, 또는 측정개소의 촬영화질의 영향을 받지 않고 차륜각부의 치수를 정확하게 산출하는 방법, 촬영화상으로의 외란광의 침입을 저감하는 장치구성을 제공한다.In the device for measuring dimensions by means of image processing photographed by irradiating light on the wheel, the device configuration in which the image quality of the measurement location is not affected by the shooting timing, the influence of disturbance light entering the image, or the image quality of the measurement location Provided is a method for accurately calculating the dimensions of a wheel angle without receiving a device, and an apparatus configuration for reducing the intrusion of extraneous light into a photographed image.
차륜의 플랜지 선단부를 촬영하는 카메라의 수광렌즈의 중심위치를 선단부의 높이에 일치시키고, 방향을 선단부와 기준홈 사이로 향하게 하며, 레일과의 접촉부에서 촬영한다.The center position of the light-receiving lens of the camera, which photographs the flange tip of the wheel, is matched with the height of the tip, the direction is directed between the tip and the reference groove, and photographed from the contact portion with the rail.
또, 차륜답면의 촬영화상에 비친 외란광을, 탐색범위의 한정, 히스트그램분포의 해석, 레벨을 변경한 두번의 2치화등에 의해 배제한다. 차륜내면의 기준홈과 플랜지 선단의 화질의 영향을 각각 각의 형상검출과 선단직전의 화상이용에 의해 배제한다. 또, 노면의 특정범위의 반사광을 저감하기 위해 차광판을 설치하거나, 또는 노면을 저반사물질로 도장한다.In addition, the disturbance light reflected on the photographed image of the wheel surface is eliminated by limiting the search range, analysis of the histogram distribution, two binarizations of which the level is changed, and the like. The influence of the image quality of the reference groove and the flange tip on the inner surface of the wheel is excluded by the shape detection of each angle and the use of the image immediately before the tip, respectively. In addition, in order to reduce reflected light in a specific range of the road surface, a light shielding plate is provided or the road surface is coated with a low reflection material.
Description
본 발명은, 예를 들면 철도차량의 차륜을 측정하는 차륜측정장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the wheel measuring apparatus which measures the wheel of a railway vehicle, for example.
도 17은 예를 들면 일본국 특개평 7-91918호 공보에 표시된 종래의 차륜측정장치를 표시하는 구성도이다.17 is a configuration diagram showing a conventional wheel measuring apparatus shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-91918.
도 17에서, 지상에 설치된 레이저광원(10)에서 출사된 세선상광선(10a)은 레일(6)상의 차륜(1)의 플랜지(3) 및 답면(4)에 조사된다. 지상에 설치된 레이저광원(11)에서 조사된 세선상광선(11a)은, 차륜(1)의 내측측면(도 17에서는 안보인다)에 조사된다. 차륜(1)의 답면(踏面)(4)에 빛이 조사되고 있는 부분은, 지상에 설치된 촬영장치(12)에 의해 촬영되고, 차륜(1)의 내측측면의 빛이 조사되어 있는 부분은 내측측면(2)에서 촬영장치(13)에 의해 촬영된다.In FIG. 17, the thin wire beam 10a emitted from the laser light source 10 provided on the ground is irradiated to the flange 3 and the answering surface 4 of the wheel 1 on the rail 6. The thin line beam 11a irradiated from the laser light source 11 provided on the ground is irradiated to the inner side surface (not shown in FIG. 17) of the wheel 1. The part to which light is irradiated to the tread surface 4 of the wheel 1 is image | photographed with the imaging device 12 installed on the ground, and the part to which light of the inner side surface of the wheel 1 is irradiated is inside. The image is taken by the imaging device 13 from the side 2.
촬영장치(12) 및 (13)에서 출력되는 영상신호는 화상신호 처리장치(15)에 보내진다. 화상신호 처리장치(15)는 입력된 영상신호를 디지탈 변환하고, 그 화상데이터에 대해 화상처리를 하며, 플랜지 두께 F, 플랜지 높이 H, 차륜직경 D, 답면구배 α, 플랜지 각도 φ, 플랜지 선단치수 S등의 치수를 산출한다.The video signals output from the imaging devices 12 and 13 are sent to the image signal processing device 15. The image signal processing device 15 digitally converts the input image signal, and performs image processing on the image data, flange thickness F, flange height H, wheel diameter D, slope gradient α, flange angle φ, flange tip dimension. Calculate dimensions such as S.
또, 레이저광원(10), 레이저광원(11)에서 조사되는 2개의 세선상의 광선(10a),(11a)은 차륜(1)의 중심과 답면(4)을 연결하는 직선상에 일치되어 있고, 광전스위치(14)에 의해 차륜(1)이 검출된 타이밍에 따라 촬영장치(12), (13)에 의해 영상입력이 실시된다.Moreover, the two thin wire beams 10a and 11a irradiated from the laser light source 10 and the laser light source 11 coincide with each other on a straight line connecting the center of the wheel 1 and the answer surface 4. In response to the timing at which the wheels 1 are detected by the photoelectric switch 14, the image input is performed by the photographing apparatuses 12 and 13.
도 18은, 도 17에서 측정되는 차륜(1)의 답면(4) 및 내측측면(2)의 윤곽을 표시한 것이다. 차륜(1)의 형상은 플랜지 두께 F, 플랜지 높이 H, 차륜직경 D, 답면구배 α, 플랜지 각도 φ, 플랜지 선단치수 S에 의해 표시된다.FIG. 18 shows the contours of the tread face 4 and the inner side face 2 of the wheel 1 measured in FIG. 17. The shape of the wheel 1 is represented by the flange thickness F, the flange height H, the wheel diameter D, the tread gradient α, the flange angle φ, and the flange tip dimension S.
도 18에서 점 P, 점 Q, 점 R, 점 U 및 점 V는 측정기준위치이고, 점 P는 플랜지(3)의 선단, 점 R는 내측측면(2)에서 차륜두께방향으로 일정치수 B만큼 떨어진 답면(4)상의 점, 점 Q는 점 R로부터 차륜직경 방향으로 일정치수(K)만큼 떨어진 플랜지 내측곡면상의 점이다. 점 U는 차륜(1)이 마모된 경우에 생기는 플랜지 내측의 각이고, 마모가 적은 차륜에서는 존재하지 않는다. 점 V는, 내측측면(2)에 설치된 기준홈(5)의 치수기준이 되는 벽의 선단이다.In Fig. 18, the point P, the point Q, the point R, the point U and the point V are measurement reference positions, the point P is the front end of the flange 3, and the point R is a constant dimension B in the wheel thickness direction from the inner side face 2. The point on the stepped surface 4 and the point Q which are separated are the points on the inner surface of the flange which are separated from the point R by a certain dimension K in the direction of the wheel diameter. Point U is the angle inside the flange that occurs when the wheel 1 is worn, and does not exist in the wheel with less wear. The point V is the tip of the wall used as the dimension reference of the reference groove 5 provided in the inner side surface 2.
그리고, 차륜직경 D는 점 R를 통과하는 차륜(1)의 직경이고, 플랜지 두께 F는 점 B로부터 내측측면(2)까지의 차륜두께방향의 거리이고, 플랜지 높이 H는 점 P에서 점 R까지의 차륜직경 방향의 거리이다. 또, 답면구배 α는 점 R에서의 답면의 구배이고, 플랜지 각도 φ는 점 Q로부터 점 U사이의 직선에 가까운 부분과 내측측면(2)과 이루는 각도이고, 플랜지 선단치수 S는 점 P와 점 U사이의 차륜직경 방향의 거리이다.The wheel diameter D is the diameter of the wheel 1 passing through the point R, the flange thickness F is the distance in the wheel thickness direction from the point B to the inner side surface 2, and the flange height H is the point P to the point R. Distance in the diameter direction of the wheel. The slope gradient α is the slope of the slope at the point R, the flange angle φ is the angle between the portion near the straight line between the point Q and the point U and the inner side surface 2, and the flange tip dimension S is the point P and the point. Distance in the diameter direction of the wheel between U.
촬영장치(12)는 도 18의 범위(16)에, 촬영장치(13)는 도 18의 범위(17)에, 각각 대응한 레이저광의 반사상을 포함하는 영상을 촬영한다. 촬영된 영상은 화상신호 처리장치(15)에 의해 화상데이터로 변환한 후, 화상처리를 해서 레이저광상의 형상으로부터 차륜각부의 치수를 구한다.The imaging device 12 captures an image including the reflection image of the corresponding laser light in the range 16 of FIG. 18, and the imaging device 13 in the range 17 of FIG. 18. The captured image is converted into image data by the image signal processing apparatus 15, and then subjected to image processing to obtain dimensions of the wheel angle portion from the shape of the laser beam image.
플랜지 두께 F, 플랜지 높이 H, 답면구배 α, 플랜지 각도 φ및 플랜지 선단치수 S는, 어느 것이나 촬영장치(12)에 의해 얻어진 도 18의 범위(16)에 대응하는 화상상에서 산출된다. 차륜직경 D는 다음과 같이해서 산출된다.The flange thickness F, the flange height H, the tread plane gradient α, the flange angle φ, and the flange tip dimension S are all calculated on the image corresponding to the range 16 of FIG. 18 obtained by the imaging device 12. The wheel diameter D is calculated as follows.
즉, 촬영장치(13)에 의해 얻어진 도 18의 범위(17)에 대응하는 화상상에서, 차륜(1)의 내측측면(2)에 조각된 기준홈(5)의 점 V로부터 플랜지(3) 선단 P까지의 치수 C를 구하고, 이미 얻어진 플랜지 높이 H를 감한 후, 기준홈(5)의 직경이 기지라고 보고, 차륜직경 D를 구하고 있다.That is, the tip of the flange 3 from the point V of the reference groove 5 carved into the inner side surface 2 of the wheel 1 on the image corresponding to the range 17 of FIG. 18 obtained by the imaging device 13. After calculating the dimension C to P and subtracting the flange height H already obtained, it is assumed that the diameter of the reference groove 5 is known, and the wheel diameter D is obtained.
종래의 차륜측정장치는 이상과 같은 구성과 치수의 산출처리를 하고 있으므로, 레이저광의 상이 도 18에 표시하는 단면형상과 같은 명료한 영상이면 좋으나, 실제의 차륜을 촬영한 화상에서는 이래의 표시하는 바와 같은 화상상의 문제가 발생하므로, 정확한 치수가 산출되지 않는 경우가 있고, 이에 관한 해결책은 표시되어 있지 않다.Since the conventional wheel measuring apparatus performs the calculation processing of the configuration and the dimensions as described above, the image of the laser beam may be a clear image such as the cross-sectional shape shown in Fig. 18. Since the same image problem occurs, an accurate dimension may not be calculated, and a solution for this is not indicated.
우선 첫째로, 실제의 차륜(1)에서는 레일과의 접촉에 의해 도 18에 표시하는 답면(4)에서, 플랜지 내측 U점 부근까지의 범위가 연마되어 경면에 가까운 상태가 되고, 광학적으로는 난반사보다 정반사에 가까운 상태로 되어 있다. 이런 차륜(1)이 대상이고, 또 주위가 밝은 경우, 촬영장치(12)에서 촬영되는 차륜답면 화상은, 도 19에 표시하는 바와 같은 화상이 된다. 도 19에서 답면(19) 및 플랜지 내측부분(20)의 레이저광 반사영상은 난반사광이므로, 상기 이유에 의해 광량이 적어지고, 경면이 아닌 플랜지 선단부근(21)에서는 광량이 많아지며 언밸런스가 된다. 또, 주위의 밝은 빛이 차륜(1)에서 정반사되어 도 19에 표시하는 바와 같은 외란광의 상(18)이 나타나고, 레이저광과의 구별이 곤란해지므로 대책을 강구하지 않는 한 외란광(18)의 일부를 잘못하여 차륜단면형상으로 보아버리고, 일부 또는 전부의 치수계측이 불능하게 되거나 큰 오차가 생기거나 한다.First, in the actual wheel 1, the contact surface 4 shown in FIG. 18 is contacted with a rail, and the range to the vicinity of the U point inside the flange is polished to become a mirror surface state, and the reflection is optically diffused. It is in a state closer to specular reflection. When such a wheel 1 is an object and the surroundings are bright, the wheel-facing image picked up by the imaging device 12 becomes an image as shown in FIG. In FIG. 19, since the laser beam reflection image of the answer surface 19 and the flange inner portion 20 is diffusely reflected light, the amount of light decreases due to the above reason, and the amount of light is increased and unbalanced in the vicinity of the flange tip 21 which is not a mirror surface. . In addition, since ambient bright light is specularly reflected by the wheel 1, the image 18 of disturbance light as shown in FIG. 19 appears, and it becomes difficult to distinguish it from the laser light, so that unless the countermeasure is taken, the disturbance light 18 A part of the part is incorrectly viewed in the cross-sectional shape of the wheel, and part or all of the dimension measurement becomes impossible or a large error occurs.
둘째로 실제의 차륜(1)을 촬영장치(13)에서 촬영한 화상은 도 20에 표시하는 바와 같은 플랜지 선단부(22)의 상은 오물의 부착에 기인하는 반사율의 고르지 못함이 있는 경우에, 도 18의 선단점 P까지 확실하게 보이지 않는 경우가 있고, 이 경우 도 18의 치수 C가 실제보다 짧게 산출되버린다.Secondly, the image of the actual wheel 1 taken by the photographing apparatus 13 is shown in FIG. 20 in the case where the image of the flange tip 22 is uneven in reflectance due to adhesion of dirt. It may not be seen to the front-end point P of certainly, and in this case, the dimension C of FIG. 18 will be calculated shorter than actual.
세번째로, 광전스위치(14)의 검출타이밍의 오차에 의해 차륜(1)의 촬영위치의 어긋남이 발생하면, 도 18의 선단점 P가 촬영장치(13)로부터 안보이게 되는 경우가 있다.Third, when the imaging position of the wheel 1 is shifted due to an error in the detection timing of the photoelectric switch 14, the tip P of FIG. 18 may be invisible from the imaging device 13.
이 경우, 도 18의 치수 C가 실제보다 짧게 산출되어 버린다.In this case, the dimension C of FIG. 18 is calculated shorter than actually.
네번째로 기준홈(5)의 치수기준측(도 18의 V점)의 각의 형상은 예리한 직각뿐아니라, 차륜(1)의 종류에 따라서는 약간의 모서리 따기(chamfer)가 되어 있는 경우가 있다. 모서리 따기로 보정된 차륜(1)을 촬영하면, 도 20에 부호(23)로 표시하는 바와 같이, 각이 약간 들어간 형상이 된다. 이 경우, 광상의 들어감에 관계없이 선단까지 검출하지 않으면, 기준측벽의 위치를 정확하게 잡을 수가 없다.Fourth, the shape of the angle of the dimension reference side (V point in Fig. 18) of the reference groove 5 is not only a sharp right angle, but also a slight chamfer depending on the type of the wheel 1. . When the wheel 1 corrected by picking corners is photographed, as shown by reference numeral 23 in FIG. 20, the angle is slightly inclined. In this case, the position of the reference side wall cannot be accurately positioned unless the front end is detected regardless of entering the deposit.
또, 오염이 심한 차륜(1)에서는 기준홈(5)의 치수기준측(도 18의 V점)의 각 자체가 직각이라도, 오물의 부착에 의해 그만큼 안쪽으로 밀어내 버리는 경우가 있다. 이때, 도 20에 부호(23)에서 표시한 바와 같이 각이 좀 들어간 형상으로 촬영되나 광상의 선단까지 검출해 버리면 도 18의 치수 C가 부착부분만큼 실제보다 길게 산출되어 버린다. 이와 같이, 기준홈(5)의 각의 검출은 차륜(1)의 종류나 오염의 유무에 따라 각각 다른 방법으로 실시되어야 한다.Moreover, in the highly polluted wheel 1, even if each of the dimension reference side (V point of FIG. 18) of the reference | standard groove 5 is a right angle, it may push inward by that much dirt adhesion. At this time, as indicated by reference numeral 23 in FIG. 20, the angle is photographed in a slightly inclined shape, but when the tip of the deposit is detected, the dimension C of FIG. 18 is calculated to be longer than the actual attachment portion. In this way, the detection of the angle of the reference groove 5 must be carried out in different ways depending on the type of the wheel 1 and the presence or absence of contamination.
본 발명은 상술한 바와 같이 문제점을 해소하기 위해 된 것으로, 광전스위치의 검출타이밍의 오차에 의한 플랜지 선단의 보는 방법의 차를 생기게 하지 않고, 차륜직경을 정확하게 측정할 수 있는 차륜측정장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 촬영화상의 화질에 문제가 있는 경우에 그 영향을 배제하고, 차륜 각부의 치수를 정확하게 측정할 수 있는 차륜 측정장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problem as described above, and provides a wheel measuring apparatus capable of accurately measuring the wheel diameter without causing a difference in how to view the flange tip due to an error in the detection timing of the photoelectric switch. The purpose is to. Another object of the present invention is to provide a wheel measuring apparatus capable of accurately measuring the dimensions of each of the wheel portions, excluding the influence when there is a problem in the image quality of a captured image.
본 발명의 또 다른 목적은 촬영화상으로의 외란광의 찍힘을 억제하고, 차륜 각부의 치수를 정확하게 측정할 수 있는 차륜 측정장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a wheel measuring apparatus capable of suppressing the picking up of disturbance light onto a photographed image and accurately measuring the dimensions of each of the wheel portions.
도 1은 본 발명의 모든 실시의 형태에 공통된 차륜측정장치의 촬영부와 화상신호 처리부의 배치를 나타내는 사시도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The perspective view which shows arrangement | positioning of the imaging | photography part and image signal processing part of the wheel measuring apparatus common to all the embodiments of this invention.
도 2는 본 발명의 처리장치의 구성과 주변장치의 관계를 표시하는 블록도.2 is a block diagram showing the relationship between a configuration of a processing apparatus of the present invention and a peripheral device;
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1의 개략구성을 표시하는 도면.3 is a diagram showing a schematic configuration of Embodiment 1 of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시의 형태 2에 의한 화상처리를 표시하는 설명도.4 is an explanatory diagram showing image processing according to Embodiment 2 of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시의 형태 3에 의한 화상처리를 표시하는 설명도.5 is an explanatory diagram showing image processing according to Embodiment 3 of the present invention;
도 6은 본 발명의 실시의 형태 4에 의한 화상처리를 표시하는 설명도.6 is an explanatory diagram showing image processing according to Embodiment 4 of the present invention;
도 7은 본 발명의 실시의 형태 5에 의한 화상처리를 표시하는 설명도.Fig. 7 is an explanatory diagram showing the image processing according to the fifth embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 6에 의한 화상처리를 표시하는 설명도.8 is an explanatory diagram showing image processing according to Embodiment 6 of the present invention;
도 9는 본 발명의 실시의 형태 6에 의한 화상처리의 상세를 표시하는 설명도.9 is an explanatory diagram showing the details of image processing according to the sixth embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 실시의 형태 7에 의한 화상처리를 표시하는 설명도.Fig. 10 is an explanatory diagram showing the image processing according to the seventh embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 실시의 형태 8에 의한 화상처리를 표시하는 설명도.FIG. 11 is an explanatory diagram showing image processing according to Embodiment 8 of the present invention; FIG.
도 12는 본 발명의 실시의 형태 9에 의한 화상처리를 표시하는 설명도.12 is an explanatory diagram showing image processing according to a ninth embodiment of the present invention;
도 13은 본 발명의 실시의 형태 10에 의한 화상처리를 표시하는 설명도.Fig. 13 is an explanatory diagram showing the image processing according to the tenth embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 실시의 형태 11에서의 차륜답면의 촬영계를 선로측면에서 본 도면.Fig. 14 is a view of the photographing system of a wheel step surface according to Embodiment 11 of the present invention, viewed from the line side.
도 15는 본 발명의 실시의 형태 11의 요부의 구성을 표시하는 도면.Fig. 15 is a diagram showing the structure of main parts of an eleventh embodiment of the present invention;
도 16은 본 발명의 실시의 형태 12의 요부의 구성을 표시하는 도면.Fig. 16 shows the structure of main parts of a twelfth embodiment of the present invention;
도 17은 종래의 차륜측정장치의 개략구성을 표시하는 사시도.17 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional wheel measuring apparatus.
도 18은 차륜단면의 형상과 측정부를 표시하는 도면.18 is a view showing the shape of the wheel end face and the measurement unit;
도 19는 차륜답면의 촬영화상에서의 외란광을 표시하는 도면.Fig. 19 is a diagram showing disturbance light in a photographed image of the wheeled surface.
도 20은 차륜내면의 촬영화상에서의 기준홈과 플랜지 선단의 성질을 표시하는 도면.20 is a diagram showing the properties of the reference groove and the flange tip in the photographed image of the wheel inner surface;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1: 차륜, 2: 차륜내면, 3: 플랜지,1: wheel, 2: inside wheel, 3: flange,
5: 기준홈, 6: 래일, 10, 11: 레이저광원,5: reference groove, 6: rail, 10, 11: laser light source,
10a, 11a: 레이저광선, 12, 13: 촬영장치,10a, 11a: laser beam, 12, 13: photographing apparatus,
14: 광전스위치, 15: 화상신호 처리장치,14: photoelectric switch, 15: image signal processing device,
15a, 15b: A/D변환기, 15c: cpu,15a, 15b: A / D converter, 15c: cpu,
15d: 메모리, 15e: 디스플레이 인터페이스,15d: memory, 15e: display interface,
15f: 입출력 인터페이스, 18: 외란광, 24: 디스플레이,15f: input / output interface, 18: disturbance light, 24: display,
25: 외부장치, 26, 27: 카메라, 28: 수광렌즈,25: external device, 26, 27: camera, 28: light receiving lens,
29: 광학적 중심, 30: 수평면, 31: 광축중심선,29: optical center, 30: horizontal plane, 31: optical axis centerline,
32: 플랜지상, 32a: 직선, 33: 답면상,32: flanged, 32a: straight, 33: straight,
34: 외란광, 35: 탐색영역, 39: 외란광,34: disturbance light, 35: search area, 39: disturbance light,
41: 외란광중심, 42: 탐색영역, 43: 답면상중심,41: Disturbance Center, 42: Search Area, 43: Center on the face,
44: 틀, 45: 기준점, 47: 탐색영역,44: frame, 45: reference point, 47: search area,
49: 답면상, 50: 외란광, 52: 윤곽선,49: straight, 50: disturbance, 52: contour,
54: 차륜내면의 상, 55: 각,54: image inside wheel, 55: angle,
58: 차륜내면의 평탄부분, 59: 직선, 61: 곡선,58: flat portion inside the wheel, 59: straight, 61: curve,
64: 직선, 65: 차광판,64: straight line, 65: shading plate,
D: 차륜직경, F: 플랜지 두께, H: 플랜지 높이,D: wheel diameter, F: flange thickness, H: flange height,
L: 거리, P: 선단, S: 플랜지 선단치수,L: Distance, P: Tip, S: Flange Tip,
Δy: 간격, α: 답면구배, θ2: 각도,Δy: spacing, α: surface gradient, θ2: angle,
φ: 플랜지 각도.φ: flange angle.
본 발명의 차륜측정장치는 차축에 장착된 좌우 한쌍의 차륜중 한쪽의 차륜에 대해 이 차륜의 전방 또는 후방에 배치되고, 이 차륜의 답면과 플랜지를 포함하는 범위에 세선상의 제 1의 광선을 조사하는 제 1의 광원과, 상기 제 1의 광선에 의해 조사된 상기 범위의 상을 촬영하는 제 1의 촬영수단과, 상기 차룬의 내면측방에 배치되고 이 차륜의 플랜지 선단 최하부와 내면기준홈을 포함하는 범위의 연직방향에 세선상의 제 2의 광선을 조사하는 제 2의 광원과, 상기 제 2의 광선에 의해 조사된 상기 플랜지 선단 최하부와 상기 내면 기준홈을 포함하는 범위의 상을 촬영하는 제 2의 촬영수단을 구비하고, 상기 제 2의 촬영수단의 수광렌즈의 광학적 중심위치를 상기 차륜의 플랜지 선단 최하부를 통과하는 수평면상에 배치하며, 상기 수광렌즈의 광축방향을 상기 플랜지 선단 최하부와 상기 내면기준홈 사이의 위치로 향해 설치하고, 상기 제 1 및 제 2의 촬영수단의 출력에 따라 상기 차륜의 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명에 관한 차륜측정장치는 차축에 장착된 좌우 한쌍의 차륜중 한쪽의 차륜에 대해 이 차륜의 전방 또는 후방에 배치되고, 이 차륜의 답면과 플랜지를 포함하는 범위에 세선상의 광선을 조사하는 광원과, 상기 광선에 의해 조사된 상기 범위의 상을 촬영하는 촬영수단과, 상기 촬영수단의 출력에 따라 연산을 하는 연산수단을 구비하고, 상기 연산수단에서 상기 촬영수단에서 얻어진 상기 차륜의 화상에 대해, 촬영시의 위치관계와 상기 차륜의 표준치수를 사용해서 답면중앙의 탐색점을 정하고, 상기 탐색점을 포함하는 차축방향(X방향)으로 답면전체의 폭보다 좁은 폭으로 수직인 방향(Y방향)으로 충분히 긴 폭의 구형영역을 취하고, 상기 구형영역내에서 각 Y위치마다에 X방향의 영역폭내의 휘도치를 가산한 값(히스트그램)을 구하며, 상기 히스트그램의 값이 최대가 되는 Y위치를 답면의 치수기준위치로써, 상기 차륜의 적어도 답면에 관한 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명에 관한 차륜측정장치는 차축에 장착된 좌우 한쌍의 차륜 중 한쪽의 차륜에 대해 이 차륜의 전방 또는 후방에 배치되고, 이 차륜의 답면과 플랜지를 포함하는 범위에 세선상의 광선을 조사하는 광원과, 상기 광선에 의해 조사된 상기 범위의 상을 촬영하는 촬영수단과, 상기 촬영수단의 출력에 따라 연산을 하는 연산수단을 구비하고, 상기 연산수단에서 상기 촬영수단에서 얻어진 상기 차륜의 화상에 대해 촬영시의 위치관계와 상기 차륜의 표준치수를 사용해서 답면중앙의 탐색점을 정하고, 상기 탐색점을 포함하는 차축방향(X방향)에 답면전체의 폭보다 좁은폭으로 수직인 방향(Y방향)에 충분히 긴 폭의 구형영역을 취하며, 상기 구형영역내에서 각, Y위치 마다에 X방향의 영역폭내의 휘도치를 가산한 값(히스트그램)을 구하고, 상기 히스트그램의 값이 극대가 되는 Y취치중, 이 극대치를 그 반치폭으로 제한값이 최대가 되는 Y위치를 답면의 치수기준위치로해서 상기 차륜의 적어도 답면에 관한 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명에 관한 차륜측정장치는 자축에 장착된 좌우 한쌍의 차륜중 한쪽 차륜에 대해 이 차륜의 전방 또는 후방에 배치되고, 이 차륜의 답면과 플랜지를 포함하는 범위에 세선상의 광선을 조사하는 광원과, 상기 광선에 의해 조사된 상기 범위의 상을 촬영하는 촬영수단과, 상기 촬영수단의 출력에 따라 연산을 하는 연산수단을 구비하고, 상기 연산수단에서, 상기 촬영수단에서 얻어진 상기 차륜의 화상에 대해 촬영시의 위치관계와 상기 차륜의 표준치수를 사용해서 답면중앙의 탐색점을 정하고, 상기 탐색점을 포함하는 차축방향(X방향)에 답면 전체의 폭보다 좁은 폭으로 수직인 방향(Y방향)에 충분히 긴 폭의 제 1의 구형영역을 취하며, 상기 제 1의 구형영역내에서 각 Y 위치마다에 X방향의 영역폭내의 휘도치를 가산한 값(히스토그램)을 구하고, 상기 히스토그램의 값이 최대가 되는 Y위치를 구한 후, 상기 Y위치를 포함하며, Y방향 및 X방향 공히 좁은 폭의 제 2의 구형영역을 새롭게 정하고, 상기 제 2의 구형영역에서 일정한 레벨로 2치화(2値化)를 해서 얻어진 2치화 화상에 대해 상기 제 2의 구형영역내에서의 Y방향 평균위치를 산출하고, 상기 산출된 Y위치를 답면의 치수기준치로서 상기 차륜의 적어도 답면에 관한 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명의 한상태에서는 상기 연산수단에서 상기 촬영수단에서 얻어진 상기 차륜의 화상에 대해 우선 플랜지 선단주변부의 상의 위치를 구하고, 이렇게 해서 구해진 플랜지 선단주변부의 위치와 상기 차륜의 표준치수로부터 상기 차륜의 답면 중앙의 탐색점을 정하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명에 관한 차량측정장치는 차축에 장착된 좌우 한쌍의 차륜중 한쪽의 차륜에 대해 이 차륜의 전방 또는 후방에 배치되고, 이 차륜의 답면과 플랜지를 포함하는 범위에 세선상의 광선을 조사하는 광원과 상기 광선에 의해 조사된 상기 범위의 상을 촬영하는 촬영수단과 상기 촬영수단의 출력에 따라 연산을 하는 연산수단을 구비하고, 상기 연산수단에서 상기 촬영수단에서 얻어진 상기 차륜의 화상에 대해 상기 화상의 적어도 플랜지의 래일측면과 접촉하는 플랜지 내면을 포함하는 범위를 제 1의 대상영역으로 해서 상기 플랜지 내면의 적어도 일부가 검출가능한 제 1의 2치화 레벨로 2치화 처리를 하고 얻어진 2치화 화상에서 상기 플랜지 내면부분의 검출할 수 없었던 부분을 직선 또는 곡선으로 보간해서 연속된 윤곽선을 얻은 후, 상기 윤곽선으로부터 일정거리내의 범위를 제 2의 대상영역으로 해서 상기 촬영수단에서 얻어진 원래의 답면화상의 상기 제 2의 대상영역내에 대해 상기 제 1의 2치화 레벨보다 낮은 제 2의 2치화 레벨로 2치화 처리를 해서 상기 플랜지 내면의 윤곽선을 다시 구함으로써, 상기 차륜의 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명에 관한 차륜측정장치는 차축에 장착된 좌우 한쌍의 차륜중 한쪽의 차륜에 대해 이 차륜의 전방 또는 후방에 배치되고, 이 차륜의 답면과 플랜지를 포함하는 범위에 세선상의 광선을 조사하는 광원과, 상기 광선에 의해 조사된 상기 범위의 상을 촬영하는 촬영수단과 상기 촬영수단의 출력에 따라 연산을 하는 연산수단을 구비하고, 상기 연산수단에서 상기 촬영수단에서 얻어진 상기 차륜의 화상에 대해 플랜지 선단주변부의 상에서 플랜지의 위치를 특정하고, 상기 플랜지의 위치와 상기 차륜의 표준치수를 사용해서 플랜지의 래일측면과 접촉하는 플랜지 내면을 포함하는 범위를 정하며, 상기 범위를 대상영역으로 하여 소정의 2치화 레벨로 2치화 처리를 해서 상기 플랜지 내면의 윤곽선을 구함으로써, 상기 차륜의 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명에 관한 차륜측정장치는 차축에 장착된 좌우 한쌍의 차륜 중 한쪽의 차륜에 대해 이 차륜의 내면측방에 배치되고, 이 차륜의 플랜지 선단부와 내면기준홈을 포함하는 범위에 세선상의 광선을 조사하는 광원과, 상기 광선에 의해 조사된 상기 플랜지 선단부와, 상기 내면기준홈을 포함하는 범위의 상을 촬영하는 촬영수단과, 상기 촬영수단의 출력에 따라 연산을 하는 연산수단을 구비하고, 상기 연산수단에서, 상기 촬영수단에서 얻어진 상기 차륜의 화상에 대해, 상기 차륜의 내면평탄부에 닿는 상기 광의 상에 평행인 방향을 Y, 수직인 방향을 X라고 할때, 상기 기준홈의 홈벽중 치수 기준측과 반대측으로부터 순차 상기 광선의 상 위에 Y좌표의 약간 다른 3점을 취해 중앙의 점과 전후 각각의 점과의 X좌표의 차를 구했을때 최초로 한쪽의 차가 0또는 충분히 작고, 다른쪽의 차가 일정치 이상이 될때의 중앙의 점을 치수기준위치로 하여, 상기 차륜의 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명의 다른 양상에서는 상기 연산수단에서, 상기 기준홈이라고 특정되었을때의 중앙의 점과, 전후 2점 중 X좌표의 차가 작았던 점과의 X좌표의 차를 조사하면서, 상기 2개의 점의 Y좌표 간격을 유지해서 후자의 점의 방향에 순차로 이동시켰을때에 상기 X좌표의 차가 0이 되었을때의 전자의 점을 치수기준위치로 하여, 상기 차륜의 치수중 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명에 관한 차륜측정장치는 차축에 장착된 좌우 한쌍의 차륜중 한쪽의 차륜에 대해 이 차륜의 내면측방에 배치되고, 이 차륜의 플랜지 선단부와 내면기준홈을 포함하는 범위에 세선상의 광선을 조사하는 광원과, 상기 광선에 의해 조사된 상기 플랜지 선단부와, 상기 내면기준홈을 포함하는 범위의 상을 촬영하는 촬영수단과, 상기 촬영수단의 출력에 따라 연산을 하는 연산수단을 구비하고, 상기 연산수단에서, 상기 촬영수단에서 얻어진 상기 차륜의 화상에 대해, 상기 차륜의 내면 평탄부에 닿는 상기 광선의 상에 평행인 방향을 Y, 수직인 방향을 X라고 할때, 상기 광선의 상에 평행하고 X방향에 일정한 거리만큼 떨어진 직선을 그어, 상기 차륜의 플랜지 선단부에 닿는 상기 광선의 상의 곡선과 상기 직선과의 교점을 구하며, 상기 교점의 Y좌표에 차륜의 종류마다에 정해진 소정의 값만 가산한 값을 상기 차륜의 플랜지 선단의 Y좌표로 하여, 상기 차륜의 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명에 관한 차륜측정장치는, 착축에 장착된 좌우 한쌍의 차륜중 한쪽의 차륜에 대해 이 차륜의 내면측방에 배치되고, 이 차륜의 플랜지 선단부와 내면기준홈을 포함하는 범위에 세선상의 광선을 조사하는 광원과, 상기 광선에 의해 조사된 상기 플랜지 선단부와 상기 내면기준홈을 포함하는 범위의 상을 촬영하는 촬영수단과, 상기 촬영수단에 출력에 따라, 연산을 하는 연산수단을 구비하고, 상기 연산수단에서 상기 촬영수단에서 얻어진 상기 차륜의 화상에 대해 상기 차륜의 플랜지 선단부에 닿는 상기 광의 상의 곡선을 그 형상에 따라 선단방향으로 연장함으로써, 상기 차륜의 플랜지 선단의 위치를 구해서 상기 차륜의 치수를 산출하는 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명의 또 다른 양상에서는, 상기 광원과 상기 촬영수단이 설치된 위치로부터 상기 차륜에 대해 상기 광원과 상기 촬영수단이 있는 쪽의 적어도 상기 압면에 반사되어 상기 촬영수단에 찍히는 범위의 끝까지에 대해 차륜이 통과하는 선로의 적어도 한쪽의 옆에 상기 차륜의 중심축으로부터 위의 높이까지 차광판을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.본 발명의 또다른 양상에서는, 상기 광원과 상기 촬영수단이 설치된 위치로부터 상기 차륜에 대해 상기 광원과 상기 촬영수단이 있는 쪽의 적어도 상기 답면에 반사되어 상기 촬영수단에 찍히는 범위의 끝까지에 대해 차륜이 통과하는 선로상 및 선로옆의 물체를 반사율이 낮은 물질로 구성하거나, 또는 그 물체의 선로측의 표면을 반사율이 낮은 물자로 피분한 것을 특징으로 하는 것이다.이하, 첨부도면에 의해 본 발명의 실시의 형태에 대해 설명한다.The wheel measuring apparatus of the present invention is disposed in front of or behind the wheel with respect to one of the pair of left and right wheels mounted on the axle, and the first light beam having a thin line is included in a range including the face and the flange of the wheel. The first light source to be irradiated, the first photographing means for photographing the image in the range irradiated by the first light beam, the innermost surface side of the charun, and the lowermost end of the flange of the wheel and the inner surface reference groove. To take an image of a range including the second light source for irradiating the second light ray on the thin wire in the vertical direction of the included range, the lowermost end of the flange and the inner surface reference groove irradiated by the second light ray. A second photographing means, the optical center position of the light receiving lens of the second photographing means disposed on a horizontal plane passing through the lowermost end of the flange of the wheel, and the optical axis direction of the light receiving lens being A wheel measuring device according to the present invention is provided so as to be positioned toward a position between the bottom of the flange end and the inner surface reference groove, and the dimensions of the wheel are calculated in accordance with the outputs of the first and second photographing means. Is a light source that is disposed in front of or behind the wheel with respect to one of the pair of left and right wheels mounted on the axle, and irradiates a thin line of light to a range including the face of the wheel and the flange, Photographing means for photographing the image in the above-described range and a calculating means for calculating in accordance with the output of the photographing means, wherein the positional relationship at the time of photographing with respect to the image of the wheel obtained by the photographing means from the calculating means And the search point of the center of the answer surface using the standard dimensions of the wheel and the width narrower than the width of the entire answer surface in the axle direction (X direction) including the search point. A rectangular region of sufficiently long width in the vertical direction (Y direction) is taken, and a value (histgram) obtained by adding luminance values in the region width in the X direction to each Y position in the rectangular region is obtained. The Y position at which the value of the maximum is the dimension reference position of the answering surface is calculated, wherein the dimensions of at least the answering surface of the wheel are calculated. The wheel measuring apparatus according to the present invention is one of a pair of left and right wheels mounted on the axle. A light source which is disposed in front of or behind the wheel with respect to one of the wheels and which emits a thin line of light on a range including the tread face and the flange of the wheel, and photographing an image of the above range irradiated by the light Means, and calculating means for calculating in accordance with the output of said photographing means, wherein said calculation means has an image of the positional relationship at the time of photographing with respect to the image of said wheel obtained by said photographing means. A search area of the center of the answer surface is determined using the standard dimensions of the wheels, and a spherical area wide enough in the direction perpendicular to the direction (Y direction) narrower than the width of the entire answer face in the axle direction (X direction) including the search point. In the rectangular area, the value (histgram) obtained by adding the luminance value in the area width in the X direction to each and Y positions is obtained, and the maximum value of Y is obtained when the value of the histogram is maximum. It is characterized in that the dimension of at least the answer surface of the wheel is calculated using the Y position where the limit value is the maximum at the half width as the dimension reference position of the answer surface. The wheel measuring device according to the present invention is a pair of left and right mounted on a magnetic shaft. A light source which is disposed in front of or behind the wheel with respect to one of the wheels of the wheel, and which emits a thin beam of light in a range including the tread face and the flange of the wheel, and the light beam of the above range that is irradiated by the light beam. Photographing means for photographing an image, and calculating means for calculating in accordance with the output of said photographing means, wherein said calculating means includes a positional relationship at the time of photographing with respect to an image of said wheel obtained by said photographing means and said standard of said wheel; The first spherical area having a width sufficiently long in the direction (Y direction) perpendicular to a width narrower than the entire width of the answer surface in the axle direction (X direction) including the search point is determined using the dimensions. Is obtained, a value (histogram) obtained by adding the luminance value in the region width in the X direction to each Y position in the first spherical region is obtained, and the Y position where the value of the histogram is maximized is obtained. The second spherical region including the position and newly defined in a narrow width in both the Y and X directions, and the binarized image obtained by binarization at a constant level in the second spherical region is obtained. 2, sphere The average position in the Y direction in the area is calculated, and the calculated Y position is calculated as the dimension reference value of the wheel as at least the dimension reference value of the answer surface. The image of the wheel obtained by the photographing means is first obtained by determining the position of the image of the flange leading edge portion, and then the search point of the center of the tread face of the wheel is determined from the position of the flange leading edge portion thus obtained and the standard dimension of the wheel. The vehicle measuring apparatus according to the present invention is disposed in front of or behind the wheels of one of a pair of left and right wheels mounted on the axle, and irradiates a thin line of light on a range including the face and the flange of the wheel. Of the photographing means and the photographing means for photographing the image in the range irradiated by the light source and the light beam And a calculation means for performing calculation according to a force, and including a flange inner surface in contact with at least a rail side of the flange of the image with respect to the image of the wheel obtained by the photographing means in the calculation means. In this case, at least a part of the inner surface of the flange is binarized to a first detectable binarization level, and the undetectable portion of the inner surface of the flange is interpolated in a straight line or curve to obtain a continuous contour line. A second binarization level lower than the first binarization level in the second target area of the original tread image obtained by the photographing means, with a range within a predetermined distance from the contour as a second target area. To calculate the dimensions of the wheel by performing a binarization process to obtain the contour of the inner surface of the flange again. The wheel measuring device according to the present invention is disposed in front or rear of the wheel with respect to one of the pair of left and right wheels mounted on the axle, and has a thin line in a range including the face of the wheel and the flange. A light source for irradiating a light beam of the light source, photographing means for photographing an image in the range irradiated by the light beam, and calculating means for calculating in accordance with an output of the photographing means; Specifying the position of the flange on the flange tip periphery with respect to the image of the wheel, and defining the range including the flange inner surface in contact with the rail side of the flange using the position of the flange and the standard dimensions of the wheel. The dimensions of the wheels are obtained by performing binarization at a predetermined binarization level as an area to obtain an outline of the inner surface of the flange. The wheel measuring apparatus according to the present invention is disposed on the inner side of the wheel with respect to one of the pair of left and right wheels mounted on the axle, and includes a flange end of the wheel and an inner surface reference groove. A light source for irradiating a thin line ray to a range, a photographing means for photographing an image in a range including the flange tip portion irradiated by the ray, and the inner surface reference groove, and an output according to the output of the photographing means And a calculation means, wherein, in the calculation means, the direction parallel to the image of the light touching the inner surface flat portion of the wheel is Y and the vertical direction X is the image of the wheel obtained by the photographing means. A slightly different three points of the Y coordinate on the image of the beam sequentially from the side opposite to the dimension reference side of the groove wall of the reference groove, and the X coordinate of the center point and each point before and after When the vehicle is obtained, the size of the wheel is calculated using the central point as the dimension reference position when one car is zero or small enough for the first time and the other car becomes a predetermined value or more. In the aspect, the computing means determines the Y coordinate interval between the two points while checking the difference between the center point when the reference groove is specified and the point where the difference between the X coordinates is small among the front and rear two points. It is characterized in that the wheels are calculated in the dimensions of the wheels with the former point when the difference between the X coordinates being zero when the movement is made in the direction of the latter point. The related wheel measuring device is disposed on the inner side of the wheel with respect to one of the pair of left and right wheels mounted on the axle, and has a thin line in a range including the flange end of the wheel and the inner reference groove. And a light source for irradiating a light beam, an image capturing means for capturing an image in a range including the flange tip irradiated by the light beam, the inner surface reference groove, and arithmetic means for calculating in accordance with the output of the image capturing means. In the calculation means, the image of the light beam when the direction parallel to the image of the light beam touching the inner surface flat portion of the wheel is Y and the vertical direction X is the image of the wheel obtained by the photographing means. Draw a straight line parallel to and separated by a constant distance in the X direction to obtain an intersection point of the curve of the beam reaching the flange end of the wheel and the straight line, and only a predetermined value determined for each type of wheel in the Y coordinate of the intersection point. The dimension of the wheel is calculated using the added value as the Y coordinate of the flange tip of the wheel. The wheel measuring apparatus according to the present invention is characterized in that A light source which is disposed on the inner surface side of the wheel with respect to one of the pair of left and right wheels mounted on the wheel, and irradiates a thin line light beam in a range including the flange distal end portion and the inner surface reference groove of the wheel; Photographing means for photographing an image in a range including the irradiated flange end portion and the inner surface reference groove, and calculating means for performing calculation according to an output to the photographing means, wherein the calculating means obtains the photographing means from the photographing means. By extending the curve of the image of the light which touches the flange tip of the wheel in the tip direction according to the shape of the wheel image, the position of the flange tip of the wheel is obtained to calculate the dimensions of the wheel. In another aspect of the invention, the light source and the image pickup means are provided with respect to the light source with respect to the wheel. A light shielding plate is provided from a central axis of the wheel to a height above at least one side of a track through which the wheel passes to at least one end of a range reflected by at least the pressing surface on the side where the photographing means is located and photographed by the photographing means. In another aspect of the present invention, from the position where the light source and the photographing means are installed, from the position where the light source and the photographing means are reflected with respect to the wheel, at least to the end of the range reflected on the photographing means. It is characterized in that the object on the track and the track side through which the wheel passes is made of a material with low reflectivity, or the surface of the object side of the object is ground with a material with low reflectance. Embodiments of the invention will be described.
실시의 형태 1Embodiment 1
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차륜측정장치의 각 구성요소의 배치를 개략적으로 표시하고 있다. 도 1에서 차륜(1), 차륜내면(2), 플랜지(3), 답면(4), 기준홈(5), 래일(6), 세선상 레이저광원(10),(11), 촬영장치(12),(13), 광전스위치(14) 및 화상신호 처리장치(15)는 상술한 종래 예와 같은 것이다. 단, 레이저광원(11)에 의해 조사되어 촬영장치(13)에 의해 촬영되는 차륜내면(2)의 위치는 래일(6)과 차륜(1)의 접촉점의 바로 옆으로 되어있다.Fig. 1 schematically shows the arrangement of each component of the wheel measuring apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, the wheel 1, the wheel inner surface 2, the flange 3, the step 4, the reference groove 5, the rail 6, a thin laser light source 10, 11, and an imaging device ( 12, 13, the photoelectric switch 14 and the image signal processing device 15 are the same as the conventional examples described above. However, the position of the wheel inner surface 2 irradiated by the laser light source 11 and picked up by the imaging device 13 is right next to the contact point between the rail 6 and the wheel 1.
또, 이 실시의 형태 1에서는 설명을 간단히 하기 위해 래일(6)이 수평으로 설치된 것으로 하여 설명한다.In addition, in this Embodiment 1, it demonstrates that rail 6 is provided horizontally for the sake of simplicity.
화상신호 처리장치(15)는 도 2에 표시한 바와 같이 구성되어 있고, 촬영장치(12)의 카메라(26) 및 촬영장치(13)의 카메라(27)로부터의 영상신호를 각각 입력해서 A/D변환기(15a) 및 (15b)에서 디지탈 화상데이터로 변환하며, 연산수단으로서의 CPU(15c)에 판독되어 메모리(15d)에 저장해두고, 필요에 따라 인출해서 CPU(15c)에서 화상처리연산을 한다.The image signal processing device 15 is configured as shown in Fig. 2, and inputs the video signals from the camera 26 of the photographing apparatus 12 and the camera 27 of the photographing apparatus 13, respectively, to A / A. The D converters 15a and 15b convert the digital image data into the digital image data. The D converters 15a and 15b read the CPU 15c, and store the same in the memory 15d. .
화상 및 처리결과는 디스플레이 인터페이스(15e)를 통해서 디스플레이(24)에 표시된다. CPU(15c)는 입출력 인터페이스(15f)를 통해서 외부장치(25)에 접속되고, 데이터의 수수를 한다.The image and the processing result are displayed on the display 24 via the display interface 15e. The CPU 15c is connected to the external device 25 via the input / output interface 15f to receive data.
도 3은 레이저광원(11), 촬영장치(13)와 차륜(1)과의 위치관계를 표시하기위해, 차륜(1)의 진행방향에서 본 단면도이다.3 is a cross-sectional view seen from the traveling direction of the wheel 1 in order to display the positional relationship between the laser light source 11, the imaging device 13, and the wheel 1.
도 3에 표시한 바와 같이 레이저광원(11)은 차륜(1)의 플랜지(3)보다 하방에 설치되고, 직선(32a)과 (32b)의 범위내에 세선상의 레이저광을 출사하고, 차륜(1)의 플랜지(3)로부터 기준홈(5)을 포함하는 범위를 조사한다.As shown in FIG. 3, the laser light source 11 is provided below the flange 3 of the wheel 1, and emits a thin line laser beam within the range of the straight lines 32a and 32b, and the wheel ( The range including the reference groove 5 is examined from the flange 3 of 1).
촬영장치(13)는 도 1에 표시하는 바와 같이 레이저광원(11)에 대해 상방에서 본 각도 θ2만큼 경사지게 옆으로 설치되어 있다. 또, 도 3의 단면도에 표시하는 바와 같이 촬영장치(13)의 내부는 카메라(27)와 수광렌즈(28)로 구성되고, 수광렌즈(28)의 광학적중심(29)이 플랜지(3)의 선단 P점을 통과하는 수평면(30)을 통과하는 위치에 배치되며, 광축중심선(31)은 플랜지 선단(3)과 기준홈(5)의 중간을 향해 설치되어 있다.As shown in FIG. 1, the photographing apparatus 13 is provided sideways at an angle θ2 as viewed from above with respect to the laser light source 11. As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the interior of the photographing apparatus 13 includes a camera 27 and a light receiving lens 28, and the optical center 29 of the light receiving lens 28 is defined by the flange 3. It is arrange | positioned in the position which passes the horizontal surface 30 which passes the front-end | tip point P, and the optical axis center line 31 is provided toward the middle of the flange front-end | tip 3 and the reference | standard groove | channel 5.
수광렌즈(28)의 광학적중심(29)을 플랜지 선단(3)의 높이에 일치시킴으로, 플랜지 선단(3)이 과부족 없어 보이는 위치에서 촬영할 수 있다.By making the optical center 29 of the light receiving lens 28 coincide with the height of the flange tip 3, the flange tip 3 can be photographed at a position where there is no oversufficiency.
또, 통과하는 차륜(1)은 항상 래일(6)과 답면(4)이 접촉해 있으므로, 플랜지 선단(3)의 높이방향의 위치는 통과속도나 촬영타이밍차에 영향되지 않고, 거의 안정되어 있다. 차륜(1)의 플랜지 높이 H의 차이에 의해, 차륜(1)마다에 플랜지(3)의 선단(P)점이 약간 상하하고 있으나, 일반적으로 플랜지 높이 H의 차는 수 ㎜정도로 관리되고 있으므로 영향은 거의 없다.Moreover, since the rail 1 and the answering surface 4 are always in contact with the passing wheel 1, the position in the height direction of the flange tip 3 is almost stable without being affected by the passing speed or the imaging timing car. . Due to the difference in the flange height H of the wheel 1, the tip P point of the flange 3 slightly rises and falls on each wheel 1, but in general, since the difference in the flange height H is managed by several millimeters, the influence is almost none.
촬영장치(13)에 의해 촬영되는 시야범위는 광축중심선(31)을 중심으로 좌우 균등한 범위(31a)로 넓혀저 있으므로, 광축중심선(31)을 플랜지 선단(3)과 기준홈(5)의 중간으로 향해 설치하면, 촬영대상인 플랜지(3)와 기준홈(5) 모두를 시야범위에 넣으면서 최대한으로 확대해서 촬영할 수 있으므로, 화상처리의 불해능을 올릴수가 있다.Since the viewing range photographed by the photographing apparatus 13 is widened to the right and left equal range 31a around the optical axis center line 31, the optical axis center line 31 is connected to the flange end 3 and the reference groove 5. If it is installed in the middle, both the flange 3 and the reference groove 5, which are to be photographed, can be enlarged and photographed as much as possible while putting them in the viewing range, thereby increasing the inability of image processing.
이상, 래일(6)이 수평으로 설치된 것으로 해서 설명하였으나 래일(6)이 수평이 아닌 경우, 상기 설명의 「수평면」이나 「높이」의 기준을 래일상면으로 바꿔놓고 생각하면 된다.As mentioned above, although the rail 6 was installed horizontally, when the rail 6 is not horizontal, you may think that the reference | standard of "horizontal plane" and "height" of the said description is changed to the upper rail surface.
실시의 형태 2Embodiment 2
도 4는 도 1에서 촬영장치(12)로부터 화상신호 처리장치(15)에 입력된 화상이다. 도 4에서 32는 광원(10)의 레이저광(10a)이 차륜(1)에서 난반사된 상이고, 33은 그 상중 답면(4)부분이다. 34는 차륜(1)의 주위의 물체나 배경등에서 발생된 빛(이하 외란광이라 함)이 차륜답면(4)에서 주로 정반사한 상이다.4 is an image input to the image signal processing apparatus 15 from the photographing apparatus 12 in FIG. In FIG. 4, 32 is an image in which the laser light 10a of the light source 10 is diffusely reflected from the wheel 1, and 33 is a portion of the image plane 4 of the image. 34 denotes an image in which light (hereinafter referred to as disturbance light) generated by an object or a background around the wheel 1 is mainly reflected on the wheel 4.
플랜지 높이 H, 차륜직경 D등의 치수를 측정하기 위해서는 도 18에 표시하는 답면(4)중앙의 점 R의 Y방향위치를 정확하게 구할 필요가 있으나, 도 4의 화상에서는 답면상(33)이 외란광(34)에 묻혀져 있다.In order to measure dimensions such as flange height H and wheel diameter D, it is necessary to accurately determine the position of the Y direction of the point R in the center of the answer surface 4 shown in FIG. 18, but in the image of FIG. Buried in the light 34.
그래서, 본 실시의 형태 2는 도 2의 연산수단으로서의 CPU(15c)에서, 외란광(34)에 묻혀진 답면상(33)의 위치를 정확하게 구하는 방법을 제시한다.Therefore, the second embodiment of the present invention proposes a method of accurately determining the position of the answering surface 33 buried in the disturbing light 34 in the CPU 15c as the calculating means of FIG.
도 4에서 답면상(33)이 반드시 포함되는 Y방향에 긴 구형영역을 탐색영역(35)으로 설정한다. 이 탐색영역(35)의 X방향(차축방향)의 위치는 별도, 차축방향 측정수단, 예를 들면 도 1에서의 레이저광원(11)과 촬영장치(13)에 의해 결정된 결과를 사용해서 결정한다.In FIG. 4, a long spherical area in the Y-direction in which the answer surface 33 is necessarily included is set as the search area 35. The position of the search direction 35 in the X direction (axle direction) is determined separately using the results determined by the axle direction measurement means, for example, the laser light source 11 and the imaging device 13 in FIG. .
이 탐색영역(35)내에서 각 Y위치에서 X방향으로 화상의 휘도치를 가산한 값(히스트그램)을 계산하고, Y의 함수로서 표시하면, 도 4의 우단과 같은 분포가 얻어진다. 도 4에서 36은 외란광(34)에 대응하고, 37은 답면상(33)에 대응하고 있다. 그래서, 휘도히스토그램이 최대가 되는(37)을 취하면 답면상의 Y위치를 확정할 수가 있다.In this search area 35, the value (histgram) obtained by adding the luminance value of the image in the X direction at each Y position is calculated and displayed as a function of Y, thereby obtaining a distribution similar to the right end of FIG. In FIG. 4, 36 corresponds to the disturbance light 34, and 37 corresponds to the answer surface 33. Therefore, if the luminance histogram is maximized (37), the Y position on the tread can be determined.
실시의 형태 3Embodiment 3
도 5는 설치조건등에 의해 외란광의 크기와 위치가 도 4의 것과는 다른 경우를 표시한 것으로, 답면상(33)의 근방에 어느 정도 강하게 나타난 것을 표시한다. 상기 실시의 형태 2와 같이 이 영역내에서 휘도히스토그램을 취하면 도 5에 부호(38)로 표시하는 바와 같은 분포가 되고, 외란광(34)이 밝으므로 히스토그램의 최대치는 답면상(33)의 곳이 아니고 외란광(34)쪽에 나타난다. 본 실시의 형태 3은 CPU(15c)에서 다음 처리를 함으로써 이런 현상을 개선하는 것이다.FIG. 5 shows a case where the size and position of the disturbance light are different from those of FIG. 4 due to installation conditions, etc., and it is shown that it appears somewhat strong in the vicinity of the answer surface 33. When the luminance histogram is taken in this area as in the second embodiment, the distribution is indicated by the symbol 38 in FIG. 5, and since the disturbance light 34 is bright, the maximum value of the histogram is set on the answer surface 33. It is not a place but appears on the side of the disturbance light 34. In the third embodiment, this phenomenon is improved by performing the following processing in the CPU 15c.
히스토그램은 외란광(34)과 답면상(33)에 대응하는 개소에 각각 극대를 표시하므로, 각각의 극대치 W와 반치폭(h)를 구하고, 이들의 비 h/w의 값을 산출한다. 레이저광에 의한 답면상(33)은 세선상이기 때문에 h/w의 값이 크며, 외란광(34)은 넓혀져 있으므로 h/w의 값은 작다.Since the histogram displays the maximum at the location corresponding to the disturbance light 34 and the tread face 33, respectively, the maximum value W and the half width h are calculated, and the values of these ratios h / w are calculated. Since the answer surface 33 by the laser beam is a thin line, the value of h / w is large, and since the disturbance light 34 is widened, the value of h / w is small.
그래서 나타난 극대중 h/w의 최대의 것을 취하면 답면상(33)의 Y위치를 확정할 수가 있다. 몰론, 이 방법은 도 4의 실시의 형태 2의 경우에도 적용가능하다.Thus, if the maximum of h / w shown is taken, the Y position of the answer surface 33 can be determined. Of course, this method is also applicable to the embodiment 2 of FIG.
실시의 형태 4Embodiment 4
도 6은 다른 패턴의 외란을 표시한 것으로 답면상(33)에 거의 겹쳐있으나, 탐색영역(35)의 X방향 중앙 이외의 부분에서는 겹치지 않고 근접해서 상당히 강한 외란광(39)이 있는 경우이다.6 shows a disturbance of another pattern, which is almost superimposed on the answer surface 33, but there is a very strong disturbance light 39 which is not overlapped and is proximate to a portion other than the center in the X-direction of the search region 35. FIG.
이 히스토그램은 도 6의 우단에 표시하는 바와 같은 분포가 되고, 밝은 외란광(39)이 강하고 또 근접해 있으므로, 극대는 하나만 생기고 그 중심은 밝은 외란광(39)의 중심(41)의 답면상(33)의 중심(43)의 사이가 되어 버리고, 그대로 답면상의 위치로 하면 오차가 크다.This histogram has a distribution as shown at the right end of FIG. 6, and since the bright disturbance light 39 is strong and close to each other, only one maximum is generated and the center of the histogram is the image of the center 41 of the bright disturbance light 39 ( If it becomes between the centers 43 of 33) and it is set as the position on a step surface as it is, an error will be large.
그래서, 본 실시의 형태 4에서는 CPU(15c)에서 다음의 처리를 한다. 즉, 얻어진 극대위치를 중심으로 해서 X방향의 폭(35)의 반정도에 좁히고, Y방향폭을 이 극대위치를 포함하는 정도로 좁힌 도 6의 부호(42)에서 표시한 바와 같은 구형영역으로 되는 제 2의 탐색영역을 정하고, 이 탐색영역(42)내의 화상에 대해 포함되는 외란광(39)와 답면상(33)과의 중간 레벨에서 2치화한다.Thus, in the fourth embodiment, the CPU 15c performs the following processing. That is, it becomes a spherical area as indicated by the sign 42 of FIG. 6 narrowed to about half of the width 35 of the X direction centering on the obtained maximum position, and narrowed to the extent which contains this maximum position in the Y direction. The second search area is determined and binarized at an intermediate level between the disturbance light 39 included in the image in the search area 42 and the tread face 33.
이 결과, 제 2의 탐색영역(42)내에는 강한 외란광이 포함되지 않으므로, 2치화된 답면상(33)만이 나타난다.As a result, since the strong disturbance light is not included in the second search region 42, only the binarized tread face 33 appears.
이 답면상(33)의 Y방향의 위치를 전 화소의 평균등의 방법에 의해 계산하면 답면상(33)의 Y위치를 확정할 수가 있다. 이 방법은 도 4 및 도 5에 표시한 실시의 형태 2 및 3의 경우에도 적용가능하다.By calculating the position in the Y direction of the answer surface 33 by a method such as the average of all pixels, the Y position of the answer surface 33 can be determined. This method is also applicable to the embodiments 2 and 3 shown in FIGS. 4 and 5.
실시의 형태 5Embodiment 5
상기 실시의 형태 2~4에서는 탐색영역(35)을 설정할때 X방향(차축방향)의 위치를 별도 차축방향 측정수단(도 1의 11, 13)에 의해 구하는 것으로 하였으나, 플랜지 높이 H등의 답면치수만을 측정할 목적의 장치에서는 답면촬영용의 레이저광원(10)과 촬영장치(12)에 의한 촬영화상만으로부터 치수산출을 하지 않으면 안된다.In the above embodiments 2 to 4, the position in the X direction (axle direction) is determined by the axle direction measuring means (11, 13 in Fig. 1) when setting the search area 35. In an apparatus for measuring only dimensions, dimensions must be calculated from only the photographed image by the laser light source 10 and the photographing apparatus 12 for photographing the flat surface.
그래서 본 실시의 형태 5는 하나의 화상으로부터 탐색영역(35)을 결정하는 방법을 제공하는 것으로, CPU(15c)에서 다음의 처리를 한다.Thus, the fifth embodiment provides a method for determining the search area 35 from one image, and the CPU 15c performs the following processing.
도 7은, 상기 실시의 형태 2 ~ 4와 같이 촬영장치(12)로부터 화상신호 처리장치(15)에 입력된 화상을 표시하고 있다. 우선, 이 화상상에서 플랜지 선단(3)의 Y좌표를 구한다. 구체적으로는 답면상(33)중 구형상의 틀(44)로 둘러쌓인 형상, 즉 플랜지부분을 패턴매치법으로 탐색한 후, 플랜지 선단(3)의 Y좌표를 구하거나 또는 화상전체로 Y축의 하측에서 순차위로 가로 1라인씩 휘도가 큰 부분을 탐색해서 최초로 발견된 곳을 플랜지 선단(3)으로 하는 등의 방법에 의한다.FIG. 7 shows an image input to the image signal processing apparatus 15 from the photographing apparatus 12 as in the second to fourth embodiments. First, the Y coordinate of the flange tip 3 is calculated | required on this image. Specifically, the shape enclosed by the spherical frame 44 of the answer surface 33, that is, the flange portion is searched by the pattern matching method, and then the Y coordinate of the flange tip 3 is obtained, or the lower side of the Y axis as the whole image. By using a method such as searching for a portion having a high brightness by one horizontal line in the order from the first to the flange end (3).
다음 플랜지 선단(3)으로부터 소정의 거리 a만큼 차륜중심방향(Y)으로 이동한 점으로부터 차륜내면측에 직선을 긋고, 플랜지상(32)과의 교점을 구한다. 이 교점의 X좌표와 먼저 구한 플랜지 선단(3)의 Y좌표를 갖는 점(45)을 이 차륜(1)의 기준점으로 하고, 여기서부터 소정의 XY치수만큼 껄어진 점(46)을 기준으로 해서 탐색영역(35)을 정한다. 또, 교점(45)은 통상은 마모하지 않는 부분에서 결정하고 있으므로, 마모에 의해 변동하는 일은 없다.Next, a straight line is drawn on the wheel inner surface side from the point moved in the wheel center direction Y by the predetermined distance a from the flange end 3, and the intersection with the flange 32 is obtained. A point 45 having the X coordinate of this intersection point and the Y coordinate of the flange end 3 obtained first is used as the reference point of the wheel 1, and from this point on the basis of the point 46 which is divided by a predetermined XY dimension from this point of view. The search area 35 is determined. In addition, since the intersection 45 is determined in the part which normally does not wear, it does not fluctuate by wear.
실시의 형태 6Embodiment 6
본 실시의 형태 6은 도 1에서 촬영장치(12)으로부터 화상신호 처리장치(15)에 입력된 화상에서 외란광이 있을때에 플랜지 두께 F(도 18)를 측정하기 위한 플랜지 내면의 윤곽선을 구하는 방법을 제공하는 것으로, 이 때문에 CPU(15c)에서 다음과 같은 처리를 한다.In the sixth embodiment, the contour of the flange inner surface for measuring the flange thickness F (FIG. 18) when there is disturbance light in the image input from the photographing apparatus 12 to the image signal processing apparatus 15 in FIG. 1 is obtained. For this reason, the CPU 15c performs the following processing.
도 8은, 상기 실시의 형태 2 ~ 5와 같이 촬영장치(12)로부터 화상신호 처리장치(15)에 입력된 화상을 표시하고 있다. 도 8에서 50은 외란광, 영역(47)은 플랜지 내면을 포함하는 구형상의 탐색영역이다. 49는 레이저광의 답면상(33)중, 플랜지 내면의 반사율이 낮기 때문에, 수광량이 작고 어둡게 되어 있는 부분이다.FIG. 8 shows an image input to the image signal processing apparatus 15 from the photographing apparatus 12 as in the second to fifth embodiments. In FIG. 8, 50 is disturbing light, and area 47 is a spherical search area including the flange inner surface. 49 is a part where the light reception amount is dark and dark because the reflectance of the inner surface of a flange is low among the image 33 of the laser beam.
탐색영역(47)은 플랜지 내면부 이외의 외란광을 가능한 한 포함하지 않도록 하기 위해 정확하게 결정할 필요가 있다. 이 때문에, 상기 실시의 형태 5와 같이 밝은 플랜지 부분에서 기준점(45)을 구하고, 여기서부터 소정의 XY치수만큼 떨어진 점(48)을 기준으로 해서 탐색영역(47)을 정한다.The search area 47 needs to be determined accurately in order to avoid including as far as possible extraneous light other than the flange inner surface portion. For this reason, the reference point 45 is calculated | required from the bright flange part like the said Embodiment 5, and the search area | region 47 is determined based on the point 48 separated by a predetermined XY dimension from here.
이 탐색영역(47)내에 있는 외란광(50)의 휘도는 어두운 답면상(49)보다 크기 때문에, 영역전체에서 일률적으로 2치화 처리하면 양자를 구별하는 것이 곤란해진다. 그래서, 우선 외란광(50)의 휘도보다 높은 2치화 레벨에서 탐색영역(47)내를 2치화하고, 도 9A와 같이 외란광이 없는 2치화 화상을 얻는다.Since the luminance of the disturbance light 50 in the search region 47 is larger than that of the dark corrugated plane 49, it is difficult to distinguish the two by uniformly binarizing the entire region. Thus, first, the search area 47 is binarized at a binarization level higher than the luminance of the disturbance light 50, and as shown in FIG. 9A, a binarized image free of disturbance light is obtained.
2치화하는 것은 물리량 또는 제어명령이 2개의 정해진 값중에서 하나를 채택하는 것으로, 여기서 촬영된 화상의 각 호소의 밝기는 일반적으로 0 ~ 255의 수치로서 디지털화되며, 0 ~ 255의 사이에서 적당한 임계치를 정하고, 임계치보다 큰 화소의 값을 "1", 작은 화소의 값을 "0"으로 변화하는 것을 "2치화"한다라고 한다. 이에 따라, 명암(농담)이 있는 화상을 백, 흑의 2가지의 밝기만을 갖는 화상으로 변환된다.Binarizing means that a physical quantity or a control command adopts one of two predetermined values, where the brightness of each appeal of the captured image is generally digitized as a value between 0 and 255, and an appropriate threshold between 0 and 255. It is said that "binarizing" changes the value of the pixel larger than the threshold value to "1" and the value of the small pixel to "0". As a result, the image having light and shade is converted into an image having only two brightnesses, white and black.
이때, 답면상의 어두운 부분은 도 9A에 부호 51로 표시한 바와 같이 꺼저버린다.At this time, the dark portion on the answer surface is turned off as indicated by reference numeral 51 in FIG. 9A.
다음, 남은 상에서 꺼진부분을 직선으로 보간함으로써, 도 9B의 윤곽선(52)를 얻는다. 보간된 부분은 원래의 플랜지형상과 일치하지 않으므로 이대로 치수측정에 사용하면 오차가 생긴다. 그래서, 2치화된 윤곽선(52)으로부터 양측에 일정한 거리만큼 떨어진 범위(53)를 취하고, 이 영역을 원화상에 맞춘다(도 9c).Next, by interpolating the portions turned off in the remaining phases in a straight line, the outline 52 of Fig. 9B is obtained. Since the interpolated part does not match the original flange shape, an error occurs when it is used for the dimension measurement as it is. Thus, the range 53 is taken away from the binarized contour 52 by a constant distance on both sides, and this area is fitted to the original image (Fig. 9C).
이 영역에는 외란광이 포함되지 않으므로, 어두운 부분(49)의 휘도보다 낮은 2치화 레벨에서 2치화를 하면, 도 9D와 같이 플랜지 내면의 윤곽전체가 연속된 곡선으로 추출된다.Since no extraneous light is included in this region, when binarization is performed at a binarization level lower than the luminance of the dark portion 49, the entire contour of the inner surface of the flange is extracted as a continuous curve as shown in FIG. 9D.
실시의 형태 7Embodiment 7
본 실시의 형태 7은, 차륜내면의 기준홈의 각의 형상에 차가 있는 경우에, 그 영향을 받지 않고 위치를 검출하는 방법을 제공하는 것으로, CPU(15c)에서 다음에 설명하는 바와 같은 처리를 한다.The seventh embodiment provides a method for detecting a position without being affected when there is a difference in the shape of the angle of the reference groove on the inner surface of the wheel, and the CPU 15c performs the processing described below. do.
도 10은 도 1에서 촬영장치(13)에서 화상신호 처리장치(15)에 입력된 화상중 차륜내면(2)의 기준홈(도 18의 5)부근을 확대한 것이고 54는 차륜내면(2)의 평탄부분의 상, 5는 기준홈부분이다.FIG. 10 is an enlarged view of the reference groove (5 in FIG. 18) of the wheel inner surface 2 of the image input from the image pickup device 13 to the image signal processing device 15 in FIG. 1, and 54 is an inner surface of the wheel 2. In the flat portion of, 5 is the reference groove portion.
기준홈(5)의 각(55)의 부분의 형상은, 차륜의 종류 또는 차륜개개의 개체차에 의해 각이 직각인 것과 면을 딴 것이 있다. 각이 직각인 것은 차륜내면에서 기준홈의 직전까지 직선이 된 화상으로 촬영되나, 각이 모서리를 딴 기준홈인 경우에는 도 10에 표시하는 바와 같이 약간 패인 형상의 화상으로 촬영된다.The shape of the part of the angle | corner 55 of the reference | standard groove | channel 5 has the thing which cut | disconnected the surface and the angle | corner right angle by the kind of wheel or the individual difference of each wheel. The right angle is taken as a straight line image from the inner surface of the wheel to just before the reference groove. However, when the angle is a reference groove cut at an angle, the angle is taken as a slightly recessed image as shown in FIG.
차륜직경 D를 산출하는데 필요한 도 18의 C치수를 측정하기 위해서는 기준홈(5)의 기준측단(점 V)의 위치를 정확하게 결정하는 것이 중요하고, 도 10의 촬영화상에서 각(55)의 형상에 관계없이 각(55)의 선단(P1으로 표시하는 점)을 검출할 필요가 있다.In order to measure the C dimension of FIG. 18 necessary for calculating the wheel diameter D, it is important to accurately determine the position of the reference side end (point V) of the reference groove 5, and the shape of the angle 55 in the photographed image of FIG. Regardless, it is necessary to detect the tip (point indicated by P1) of the angle 55.
그래서, 본 실시의 형태 7에서는 아래의 방법에 의해 항상 각(55)의 선단을 검출할 수 있도록 한다.Therefore, in the seventh embodiment, the tip of the angle 55 can always be detected by the following method.
도 10에서 차륜내면의 상(54)위에 Y좌표의 간격이 △Y인 3점(P0, P1, P2)을 취하고, P0와 P1 사이의 X좌표의 차 X1, P1과 P2간의 X좌표의 차 X2를 각각 구한다.In Fig. 10, three points (P0, P1, P2) of Y coordinate interval ΔY are taken on the top 54 of the inner surface of the wheel, and the difference of the X coordinate between X0, P1 and P2 between P0 and P1 is taken. Find each of X2.
Y좌표의 간격 △Y의 크기는 모서리 따기의 Y방향의 크기정도가 적당하다.As for the spacing △ Y of the Y coordinate, the size of the corner in the Y direction is appropriate.
이같은 3점(P0, P1, P2)을 우선 기준홈(5)으로부터 차륜중심측(도 10에서는 상측,) 예를 들면 (56a)에 표시하는 위치를 취하고, 3점이 Y좌표를 1화소씩 차륜의 주방향(도 10에서는 하방향)으로 변경하면서 이동시켰을때, 정수 a,b에 대해 최초에 X1＜a 또 X2＞b가 되었을때의 점 P1의 위치를 기준홈(5)의 기준축단이라고 판단한다.Such three points P0, P1, and P2 are first positioned from the reference groove 5 on the wheel center side (upper side in FIG. 10), for example, 56a, and the three points wheels Y coordinates one pixel at a time. The position of point P1 when X1 <a or X2> b is initially referred to the constants a and b when moved in the main direction (downward in FIG. 10) is referred to as the reference axis end of the reference groove 5. To judge.
이 위치를 56b로 표시한다.This position is indicated by 56b.
a는 화상상에서의 기준홈(5)의 깊이(X방향)보다 약간 작은 값, b는 화상상에서의 모따기부분의 X방향 치수보다 약간 큰 값으로 하면 된다. 이렇게 해서 검출된 P1의 위치는 각 (55)의 패인곳의 유무에 관계없이 반드시 기준측단이 된다.a may be a value slightly smaller than the depth (X direction) of the reference groove 5 on the image, and b may be a value slightly larger than the X direction dimension of the chamfer portion on the image. The position of P1 detected in this way is always the reference side end regardless of the presence or absence of the pits of the corners 55.
실시의 형태 8Embodiment 8
본 실시의 형태 8은 차륜의 기준홈의 각이 직각이고 홈에 이물질이 부착한 경우에, 그 영향을 받지 않고 위치를 검출하는 방법을 제공하는 것으로, 이 때문에 CPU(15c)에서 다음 처리를 한다.The eighth embodiment provides a method for detecting a position without being affected when the angle of the reference groove of the wheel is at right angles and foreign matter adheres to the groove. Therefore, the CPU 15c performs the following processing. .
기준홈의 각 자체가 직각이라도 주행중에 오물이나 먼지등의 이물질이 부착하면 촬영화상은 도 11과 같이 된다.Even if each of the reference grooves is at right angles, if foreign matter such as dirt or dust adheres while driving, the photographed image is as shown in FIG.
상의 형상은 도 10과 유사하고 있으나, 이 경우는 점 P2로 표시한 부분이 기준홈 자체의 각에 해당되고, 패인것 같이 보이는 57의 부분은 부착한 이물질에 의한 반사에 의해 생긴 상이다.The shape of the image is similar to that of Fig. 10, but in this case, the portion indicated by the point P2 corresponds to the angle of the reference groove itself, and the portion 57, which appears to be indented, is an image caused by reflection by foreign matter attached thereto.
여기서, 본 실시의 형태 8에서는 이물질의 부착의 유무에 관계없이, 기준홈(5)의 기준측단(P2로 표시하는 점)을 검출한다.Here, in the eighth embodiment, the reference side end (point denoted by P2) of the reference groove 5 is detected regardless of whether foreign matter is attached.
도 11에서 우선 상기 실시의 형태 7에 의한 방법으로 기준홈(5)의 단점(端点) P1의 위치를 검출하고, 다음에 점 P1을 끝으로 해서 차륜외주측에 Y좌표의 간격이 △Y인 2점(P2, P3)를 취하고, P2와 P3 사이의 X좌표의 차를 구한다. Y좌표의 간격 △Y의 크기는 상기 실시의 형태 7의 경우와 같이 모따기의 Y방향의 크기정도가 적당하다.In Fig. 11, the position of the disadvantage P1 of the reference groove 5 is first detected by the method according to the seventh embodiment, and then, with the point P1 at the end, the interval of the Y coordinate on the outer peripheral side of the wheel is? Y. Take two points (P2, P3) and find the difference in the X coordinate between P2 and P3. As for the magnitude | size of the space | interval (DELTA) Y of a Y coordinate, the magnitude | size degree of the Y direction of a chamfer is suitable like the case of the said Embodiment 7.
도시한 예의 경우, 부착물에 의한 패임때문에 점 P2, P3간의 X좌표의 차는 0이 아니다. 이같은 2개의 점을 차륜외주방향(도 11에서는 하방향)으로 한 화소씩 이동시키고, 2점간의 X좌표의 차가 최초에 0이 되었을때의 뒤쪽의 점을 기준홈(5)의 기준측단이라 판단한다. 도 11에서는 점 P2의 위치에 상당한다.In the illustrated example, the difference in the X coordinate between the points P2 and P3 is not zero because of the dents caused by the attachment. These two points are moved by one pixel in the wheel outer circumferential direction (downward in FIG. 11), and the back point when the difference between the X coordinates between the two points first becomes 0 is determined as the reference side end of the reference groove 5. do. In FIG. 11, it corresponds to the position of point P2.
이렇게 해서 검출된 기준측단의 위치는, 부착물에 의한 패인 곳의 유무에 관계없이 반드시 기준측단이 된다. 이 방법은 기준홈(5)의 각에 모따기가 없고, 부착물의 많은 경우에 유효하다.The position of the reference side end detected in this way always becomes the reference side end regardless of the presence or absence of the dent by the deposit. This method has no chamfer at the angle of the reference groove 5 and is effective in many cases of the attachment.
실시의 형태 9Embodiment 9
도 12는 도 1에서 촬영장치(13)로부터 화상신호 처리장치(15)에 입력된 화상 중 차륜내면에서 플랜지 선단에 이르는 부분을 확대한 것이다. 도 12에서, 58은 기준홈(5)(도 1참조)로부터 계속되는 차륜내면의 평탄부분, 60은 플랜지 선단(3)(도 1참조)부근이고, 선단부근의 상은 휘도가 작아져있어 보기가 힘들다.FIG. 12 is an enlarged view of the portion of the image input from the photographing apparatus 13 to the image signal processing apparatus 15 from the inner surface of the wheel to the flange tip. In Fig. 12, 58 is a flat portion of the inner surface of the wheel continuing from the reference groove 5 (see Fig. 1), 60 is near the flange tip 3 (see Fig. 1), and the image near the tip is small in brightness. Hard.
여기서, 본 실시의 형태 9는 입력된 화상의 플랜지 선단의 보기힘든 부분을 사용하지 않고, 플랜지 선단까지의 거리를 정확하게 구하는 방법을 제공하는 것으로, CPU(15c)에서 다음의 처리를 한다.Here, the ninth embodiment provides a method of accurately determining the distance to the flange tip without using the hard part of the flange tip of the input image, and the CPU 15c performs the following processing.
즉, 입력화상에서 차륜내면의 평탄부분(58)에 평행이고, 일정한 X0만큼 떨어진 직선(59)을 플랜지 선단의 구부러저 있는 쪽에 취하고, 이 직선과 플랜지 선단상과의 교점 P3를 구하며, 그 점에서 선단방향으로 소정의 거리 Y0만큼 앞의 위치를 플랜지 선단이라고 결정한다. 거리 X0의 값은 교점 P3가 모든 차륜화상에 대해 명료하게 촬영되는 범위가 되도록 정하고, 가산하는 값 Y0는 실제의 차륜에 의한 측정치와 비교해서 정한다.That is, a straight line 59 parallel to the flat part 58 of the wheel inner surface in the input image and separated by a constant X0 is taken on the bent side of the flange end, and the intersection point P3 between the straight line and the flange end is found, and the point Determines the position of the front end by the predetermined distance Y0 in the front end direction. The value of the distance X0 is determined so that the intersection point P3 is clearly photographed for all the wheel images, and the value Y0 to be added is determined in comparison with the measured value by the actual wheels.
본 실시의 형태 9에서는 프렌지선단의 보기힘든 부분을 사용하지 않으므로 선단의 촬영상태의 영향을 받지 않는다.In the ninth embodiment, since the hard part of the flange tip is not used, it is not affected by the shooting state of the tip.
실시의 형태 10Embodiment 10
도 13은, 도 12와 같이 선단이 보기힘들때의 화상이다.FIG. 13 is an image when the tip is hard to see as shown in FIG.
도 13에서, 61은 휘도가 높고, 항상 안정되어 있는 부분, 62는 휘도가 낮고 또 차륜마다 차가 있는 부분이다.In Fig. 13, 61 is a high luminance, always stable portion, and 62 is a low luminance and vehicle portion for each wheel.
61, 62 모두 연속해서 그 선단의 곡선부를 구성하고 있으므로 곡선부분(61)의 형상으로부터 외삽해서 곡선(62)를 결정할 수가 있다.Since both 61 and 62 form the curved part of the front end continuously, the curve 62 can be determined by extrapolating from the shape of the curved part 61. FIG.
본 실시의 형태 10에서는 이를 위한 실용적인 한 방법으로서, CPU(15c)에서 다음 처리를 한다. 즉, 곡선(61)을 2차 곡선으로 근사해서 파라미터를 정하고 곡선 (62)측으로 연장한다. 이렇게 해서 얻어진 연장곡선의 선단 Y좌표(63의 위치)를 구하는 것은 용이하다.In the tenth embodiment, as a practical method for this, the CPU 15c performs the following processing. That is, the curve 61 is approximated by a quadratic curve to determine parameters and extend to the curve 62 side. It is easy to determine the front Y coordinate (position 63) of the extension curve thus obtained.
본 실시의 형태 10도, 플랜지 선단의 보기힘든 부분을 사용하지 않으므로, 선단의 촬영상태의 영향을 받는 일이 없다.Since the hard part of the flange tip is not used also in this Embodiment 10, it is not influenced by the imaging state of a tip.
실시의 형태 11Embodiment 11
본 실시의 형태 11은 차륜답면을 촬영한 영상에 외란광이 찍히는 것을 저감하는 방법을 제공한다. 도 14는 도 1 또는 도 2에서의 차륜답면의 촬영계를 선로측면에서 본것이다. 도 14에서 촬영장치(12)는 레이저광원(10)에 의해 조사되고, 차륜답면(4)에서 난반사된 광을 수광하는 동시에, 전방로면으로부터의 광이 차륜답면(4)에서 정반사된것도 수광한다. 후자중 화상면에서 전자의 상과 중복 또는 가깝게 찍히는 것은 레이저광원(10)의 조사광(10a)를 중심으로 해서 촬영장치(12)의 수광축과 대칭인 각도의 방향이 된다. 따라서, 이 각도의 방향의 로면의 반사를 억제함으로써, 촬영화상으로의 혼입을 저감할 수가 있다.The eleventh embodiment provides a method for reducing disturbance light on an image photographing a wheeled depression. FIG. 14 is a view of the photographing system of the wheel step surface shown in FIG. 1 or FIG. In FIG. 14, the photographing apparatus 12 receives the light that is irradiated by the laser light source 10 and is diffusely reflected from the wheel step surface 4, and also receives light reflected from the front path surface from the front path surface 4. do. The latter image is taken in the image plane overlapping or close to the former image in the direction of an angle symmetrical with the light receiving axis of the imaging device 12 centered on the irradiation light 10a of the laser light source 10. Therefore, by suppressing reflection of the furnace surface in the direction of this angle, it is possible to reduce mixing into the photographed image.
도 14에 표시하는 직선(64)은 노면상으로부터의 광이 차륜답면(4)에서 정반사되어 촬영장치(12)에 들어가는 한계에 약간의 여유를 본것으로, 촬영시의 차륜중심으로 부터의 거리는 L이다.The straight line 64 shown in FIG. 14 is a slight margin to the limit at which light from the road surface is specularly reflected on the wheel surface 4 and enters the photographing apparatus 12. The distance from the wheel center at the time of shooting is L to be.
본 실시의 형태 11에서는 도 15에 표시한 바와 같이, 이 지리 L의 범위로의 광의 조사를 방지하기 위해서 선로 양측옆에 평행으로 차광판(65)을 설치한다.In the eleventh embodiment, as shown in FIG. 15, in order to prevent irradiation of light in the region of geography L, light shielding plates 65 are provided in parallel on both sides of the line.
차광판(65)의 높이는 측정하는 차량의 형상과 태양광이 조사하는 조건등을 고려해서 차량의 통과시에 직사일광이나 간접광의 밝은 광이 노면에 반사하지 않을 정도의 높이로 한다. 또 도 15에서, 66은 광원(10) 및 촬영장치(12)등이 수납된 블록을 표시하고 있다.The height of the light shielding plate 65 is such that the bright light of direct sunlight or indirect light is not reflected on the road surface when the vehicle passes through in consideration of the shape of the vehicle to be measured and the conditions irradiated with sunlight. In Fig. 15, 66 indicates a block in which the light source 10, the imaging device 12, and the like are accommodated.
실시의 형태 12Embodiment 12
노면등, 전방으로부터의 반사광을 저감하는 방법으로서, 반사광을 발생하는 노면상의 물체의 표면반사율을 낮게 억제하는 것이 유효하다.As a method of reducing the reflected light from the front, such as a road surface, it is effective to suppress the surface reflectivity of the object on the road surface which generate reflected light low.
도 16에 부호 67로 표시하는 범위는 차륜(1)의 답면에서 정반사되어 촬영장치에 들어가는 범위를 표시한다.A range indicated by reference numeral 67 in FIG. 16 indicates a range that is specularly reflected on the tread of the wheel 1 and enters the photographing apparatus.
그래서, 본 실시의 형태 12에서는 이 범위내의 모든 물체의 표면반사율을 낮게 한다. 즉, 차륜답면에 반사해서 카메라에 찍히는 범위의 선로 및 주변의 물체(건조물)를 반사율이 낮은 것으로 구성하거나, 또는 그 물체의 선로측의 표면을 반사율이 낮은 물질로 피복한다. 구체적으로는 바라스트나 콘크리트 자체에 흑색의 것을 사용하거나, 또는 흑색의 도표로 도장하는 등의 방법도 된다.Therefore, in Embodiment 12, the surface reflectance of all the objects within this range is made low. In other words, the track and the surrounding objects (buildings) in the range reflected by the wheel surface and taken by the camera are composed of low reflectivity, or the surface of the object's track side is covered with a low reflectance material. Specifically, a black one may be used for the barast or the concrete itself, or a method such as painting with a black diagram may be used.
이에 더해 도 15에 표시하는 바와 같이 선로 옆에 차광판(65)을 설치해서 그 내면을 흑색 도장하는 방법을 병용하면 효과가 더욱 커진다.In addition, as shown in FIG. 15, when the light shielding plate 65 is provided beside the track and the inner surface is painted black, the effect is further increased.
이상과 같이 청구항 1의 발명에 의하면, 차륜내면측의 레이저광을 조사하고, 촬영되는 위치를 차륜과 래일의 접점의 바로 옆으로 하며, 카메라의 수광렌즈의 광학적중심을 플랜지 선단의 수평 높이에 설치하고, 광축중심선을 플랜지 선단과 내면기준홈의 사이로 향해서 설치함으로써, 차륜이 통과해서 촬영할때의 속도의 차이 등의 영향을 받은 일 없이 항상 플랜지 선단이 과부족 없이 보이도록 촬영되므로, 플랜지 선단까지의 치수측정 오차가 저감되고, 또 플랜지 선단과 내면기준홈을 충분한 확대율로 카메라의 시야범위로 수용할수 있으므로, 측정분해능이 높아지는 효과가 있다.As described above, according to the invention of claim 1, the laser beam on the inner surface of the wheel is irradiated, and the photographed position is placed right next to the contact point of the wheel and rail, and the optical center of the light receiving lens of the camera is installed at the horizontal height of the flange tip. By installing the optical axis center line between the flange tip and the inner reference groove, the flange tip is always seen without being oversized without being influenced by the speed difference when the wheel passes and shooting. The measurement error is reduced, and the flange tip and the inner surface reference groove can be accommodated in the field of view of the camera at a sufficient magnification, thereby increasing the measurement resolution.
청구항 2의 발명에 의하면, 차량 답면을 촬영한 화상상에서 답면중앙개략위치를 포함하는 구형영역을 취하고, 차량에 평행인 방향의 휘도의 가산치를 구하며, 이와 직각방향으로 이 가산치의 분포를 조사해서 최대가 되는 위치를 답면의 치수기준위치로 함으로써, 조사광이외에 넓게 분포한 외란광에 의한 영향을 배제하고, 측정에 필요한 답면중앙위치를 결정할 수 있는 효과가 있다.According to the invention of claim 2, the rectangular area including the center of the tread face is taken on the image of the tread of the vehicle, and the addition value of the luminance in the direction parallel to the vehicle is obtained, and the distribution of the addition value in the perpendicular direction is examined to obtain the maximum value. By making the position of the reference surface a dimension reference position of the answering surface, it is possible to eliminate the influence of the disturbance light widely distributed besides the irradiation light, and to determine the center position of the answering surface necessary for the measurement.
청구항 3의 발명에 의하면 차량답면을 촬영한 화상상에서 답면중앙 개략위치를 포함하는 구형영역을 취하고, 차축에 평행인 방향의 휘도의 가산치를 구하며, 이와 직각방향으로 이 가산치의 분포가 극대가 되는 위치 중 극대치를 그 반치폭으로 나눈 값이 최대가 되는 위치를 답면의 치수기준위치로 함으로써, 조사광이외의 옆부근에 비교적 강하게 들어오는 외란광에 의한 영향을 배제하고, 측정에 필요한 답면 중앙위치를 결정할 수 있는 효과가 있다.According to the invention of claim 3, a rectangular area including a rough outline of the center surface of the vehicle is taken on an image of the vehicle bottom surface, and the sum of luminances in a direction parallel to the axle is obtained, where the distribution of the sums is maximized in a direction perpendicular thereto. By setting the position where the maximum value of the maximum value divided by the half width is the dimension reference position of the answering surface, the center position of the answering surface required for measurement can be determined while eliminating the influence of disturbing light that enters the side area other than the irradiation light relatively strongly. It has an effect.
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Legal Events
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| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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