KR101128835B1 - 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전차선을 스캔하여 이미지를 획득하는 두개의 라인스캔 카메라 및 상기 두개의 라인스캔 카메라를 전차선을 기준으로 각각 좌,우에 위치하도록 열차상부에 고정되는 지그를 포함하는 측정부, 열차의 진동, 기울기 및 상기 라인스캔 카메라의 기울기 등을 보정하기 위한 감지신호를 출력하는 센서부, 및 상기 감지신호에 따라 상기 라인스캔 카메라로부터 획득된 이미지를 보정하여 얻은 픽셀값으로부터 전차선의 위치를 검출하고, 라인스캔 카메라와 검출된 전차선과의 각도를 추적하여 전차선의 높이 및 편위를 측정하고, 연속적으로 측정된 전차선의 높이 및 편위를 모니터상에 그래프로 표시하는 영상처리장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 라인스캔 카메라를 열차의 상부 혹은 전철유지보수차량 상부에 고정하여 비접촉식으로 전차선의 높이와 편위를 측정이 가능하고, 주간의 경우 별도의 광원이 필요가 없으며 라인스캔 카메라의 빠른 응답속도로 고속 측정이 가능하다.

전차선, 철도, 라인스캔카메라, 편위, 팬터그래프

Description

라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치 및 그 방법{Measuring Apparatus for Height and stagger of trolley line using Line Scan Camera and Method thereof}

본 발명은 전차선 높이 및 편위 검측장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열차에 라인스캔 카메라를 구비한 검측 장치를 설치하고 상기 열차가 운행하는 동안 상기 라인스캔 카메라로부터 획득한 이미지를 처리하여 이를 수치화함으로써 비접촉식으로 전차선의 높이 및 편위를 측정할 수 있는 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치 및 그 방법에 관한 것이다.

전차선은 전동차에 전기를 공급하기 위한 선로로 카테너리식과 강체식 등　다양한 가선 방식이 있다. 이러한 전차선로는 고전압으로 사용되므로 인축에 대한 위험을 입을 수 있으므로 높이와 궤조 중심에 대한 편향인 편위를 제한하고 이를 일정주기에 검측하도록 하고 있다.

전차선의 높이는 레일(rail) 면상에서 전기차가 직접 접촉하여 전기를 공급받는 전차선 하부까지를 말하며, 통상 전차선의 표준 높이는 5.2m 정도이나 온도변화에 의하여 전차선의 높이는 최저 5m에서 최고 5.4m로 규정되어 있다. 그러나 교량, 터널, 대설구간, 과선교, 승강장 상부 차양 등에서는 4.85m까지 낮추는 것도 통상 가능하다.

전차선의 편위는 궤도 중심면에서 수평거리를 편위라고 한다. 전차선의 편위가 너무 크면 집전장치가 전차선을 벗어나 사고를 일으키게 되는데 전차선의 편위는 일정한 한계를 두고 그 값이 정해지고 있다. 통상 전차선의 편위는 궤도에 수식한 궤도 중심면에서 250mm 이내로 하고 있다.

통상 전차선은 곡선로에서 궤도중심면에 대하여 반드시 지그재그(ZigZag) 편위를 주어야 하며 직선로에서도 집전장치는 그 유효면에 분산하여 집전할 필요가 있기 때문에 그 시설에 대하여 궤도 중심에서 좌우 편위를 주고 있다. 상기와 같이 전차선의 높이와 편위는 궤도에 따라 일정하지 않고 온도차, 전기차량의 집전장치인 팬터그래프와의 기계적 접촉에 의한 진동 등 외부 환경에 의하여 변화하게 되므로 통상 6개월 마다 그 값을 측정하도록 하고 있다.

상기와 같이 전차선의 높이와 편위 검측은 안정적인 전기철도 운행을 위한 필수조건으로 전차선의 높이와 편위 검측장치 조건으로는 정확도가 높을 것, 차량 의 진동에 민감하지 않을 것, 비접촉식일 것이다. 또한 짧은 시간에 넓은 구간의 전차선 높이와 편위를 측정하여야 하므로 데이터 처리속도가 높아야 하며 통상 열차 운행속도로 진행하면서 검측하여야 한다.

그런데 종래 높이와 편위 검측장치는 별도의 시험차에 탑재하거나 레일 위를 이동하도록 바퀴식 장치 위에 탑재하여 인력으로 장치를 밀어 측정하고 있다. 또한 레이저를 이용하므로 인명에 피해가 갈 수 있고 전차선이 상호 겹치는 오버랩 구간의 측정을 위하여 여러 개의 레이저를 사용하여야 하며, 이미지 획득에 고속 카메라를 이용하고 있으므로 이미지 처리가 복잡하고, 고가의 고속 카메라 등의 장비가 구비되어야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 열차에 라인스캔 카메라를 구비한 검측 장치를 설치하고 상기 열차가 운행하는 동안 상기 라인스캔 카메라로부터 획득한 이미지를 처리하여 이를 수치화함으로써 비접촉식으로 전차선의 높이 및 편위를 측정할 수 있는 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치는 전차선을 스캔하여 이미지를 획득하는 두개의 라인스캔 카메라 및 상기 두개의 라인스캔 카메라를 전차선을 기준으로 각각 좌,우에 위치하도록 열차상부에 고정되는 지그를 포함하는 측정부, 열차의 진동, 기울기 및 상기 라인스캔 카메라의 기울기 등을 보정하기 위한 감지신호를 출력하는 센서부, 및 상기 감지신호에 따라 상기 라인스캔 카메라로부터 획득된 이미지를 보정하여 얻은 픽셀값으로부터 전차선의 위치를 검출하고, 라인스캔 카메라와 검출된 전차선과의 각도를 추적하여 전차선의 높이 및 편위를 측정하고, 연속적으로 측정된 전차선의 높이 및 편위를 모니터상에 그래프로 표시하는 영상처리장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측방법은 라인스캔 카메라로부터 획득된 전차선 이미지의 픽셀정보를 추출하는 단계, 상기 픽셀정보로부터 전차선의 위치를 검출하는 단계, 상기 검출된 전차선과 라인카메라가 이루는 각도를 추적하는 단계, 상기 추적된 각도로부터 전차선의 높이 및 편위를 계산하는 단계 및 연속적으로 계산된 상기 높이와 편위를 모니터상에 그래프로 표시하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 픽셀정보로부터 상기 전차선과 라인카메라가 이루는 각도를 추적하는 단계는 현재 프레임에서 추적된 각도와 이전 프레임의 각도와 비교하여 현재 추적된 각도가 이전 프레임의 각도의 ±0.5도 범위 밖의 일 경우 현재 추적된 각도를 임시저장공간에 저장한 후, 상기 임시저장공간에 저장된 현재 추적된 각도가 연속적으로 ±0.5도 범위 내에서 5프레임 이상 연속적으로 존재하는 경우 추적하려는 전차선인 것으로 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치 및 그 방법에 의하면, 라인스캔 카메라를 열차의 상부 혹은 전철유지보수차량 상부에 고정하여 비접촉식으로 전차선의 높이와 편위를 측정이 가능하고, 주간의 경우 별도의 광원이 필요가 없으며 라인스캔 카메라의 빠른 응답속도로 고속 측정이 가능 하다.

또한, 삼각측량법을 이용하여 비교적 단순한 원리로 측정이 가능하고 라인스캔 카메라의 각도 조절만으로도 측정범위를 조절할 수 있으며, 조가선, 급전선 등 전차선 이외에 검출된 광각에 대하여 라인스캔 카메라의 이미지 처리과정을 통하여 전차선임을 판별하여 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치의 구성블록도이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치는 라인스캔 카메라(110) 및 상기 라인스캔 카메라(110)를 열차상부에 고정하기 위한 지그(120)로 이루어진 측정부(100), 센서부(200) 및 영상처리장치(300)를 포함한다.

먼저 측정부(100)의 전차선의 이미지를 획득하기 위한 라인스캔 카메라(110)는 일반 카메라의 경우, 사각형 구조의 센서와는 달리 하나의 라인 즉 일차원 선형 구조의 센서를 이용하여 줄 단위로 스캔함으로써 이차원 이미지를 획득하는 방식의 카메라이다. 라인스캔 카메라에 의해 대상물체의 영상이 생성되기 위해서는 라인스캔 카메라 혹은 대상물체가 일정한 속도로 이동되고, 이동하는 순간 순간 피사체 일부분을 촬영한 영상을 조합함으로써 피사체의 전체 이미지가 영상으로 생성된다.

즉 라인스캔 카메라로 획득한 영상은 원근감이 없어지게 되므로 이를 이용하면 영상에서 피사체의 간격을 정확히 측정할 수 있다.

센서부(200)는 검측열차 환경에 대한 보정을 위한 기능을 한다. 전차선의 높이 및 편위 검측은 열차에 탑재하여 이동중에 이루어지므로 검측열차의 환경 즉 열차의 진동, 기울기, 검측장치의 진동, 기울기 등 다양한 물리량을 검측하여 이를 보정하는 기술이 필요로 한다.

상기와 같이 검측열차 및 장치의 외부환경에 의한 보정 장치는 가속도계, 틸트센서등 물리량 측정 센서를 이용하여 측정하고 이를 라인스캔 카메라의 측정값에 대비하여 보정 한다. 가속도계는 고정용 지그의 상부에 부착하여 열차의 떨림을 측정하도록 하고, 틸트센서는 카메라의 기울기를 측정하기 위하여 지그에 부착하도록 한다. 또한 열차의 기울기 측정을 위해서는 검측차량의 좌,우편에 변위계를 설치하여 측정하도록 한다. 추가적으로는 GPS등을 이용하여 속도를 측정하도록 한다.

영상처리장치(300)는 상기 라인스캔 카메라(110)에 의하여 획득된 전차선 이 미지 및 상기 센서부(200)의 데이터를 입력받아, 획득된 전차선 이미지를 상기 센서부(200)의 출력 데이터에 따라 보정하며, 전차선 이미지의 픽셀정보로부터 전차선의 위치를 검출하고, 전차선과 라인스캔 카메라와의 각도(이하 '광각'이라 한다)를 추적하여 전차선의 높이 및 편위를 계산하는 기능을 수행한다. 또한 검측자가 상기 센서부(200)의 출력값과 라인스캔 카메라(110)의 현재 상태 등을 모니터링 할 수 있는 기능을 수행한다.

도 2는 본 발명의 일실시예로서 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치의 측정부를 나타내는 사시도, 정면도 및 일실시예이다.

도 2의 (a)에서 보는 바와 같이, 측정부(100)의 라인스캔 카메라(110a,110b)는 전차선(112)을 기준으로 열차상부에 라인스캔 카메라(110a,110b)를 고정하기 위한 지그(120) 상부 좌우에 2개가 위치한다.

또한 도 2의 (b)에서 보는 바와 같이, 라인스캔 카메라(110a,110b)를 검측하고자 하는 열차의 상부 혹은 전차선 유지보수차량의 상부에 고정시키기 위한 지그(120)는 수평이동레일(도 2a의 123)을 가지는 몸체부(121) 및 상부에 라인스캔 카메라가 고정되며 상기 수평이동레일을 따라 이동함으로써 라인스캔 카메라 사이의 간격을 조절할 수 있는 수평이동판(122a,122b)을 포함한다.

상기 수평이동판(122a,122b)상에 설치된 라인스캔 카메라는 X,Y,θ 방향으로 조절가능한 각도조절 수단을 구비하며 상기 각도조절 수단은 일반적인 전기/기계구조장치에 의하여 구현될 수 있으므로 여기서 상세한 설명은 생략한다. 또한 지그(120)의 상기 몸체부(121)에 눈금 정보를 표시하여 라인스캔 카메라 사이의 거리 등을 알 수 있도록 한다.

또한 도 2의 (c)에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예로서 2대의 라인스캔 카메라(110a,110b)는 지그(120)의 표면으로부터 45도의 각도를 가지고 설치하며, 여기서 라인스캔 카메라(110a,110b)의 기울기는 검측하고자 하는 범위에 따라 달라질 수 있다.　 또한 라인스캔 카메라의 광각은 최대 광각인 61도로 조정하였고, 2대의 라인스캔 카메라가 각각 찍을 수 있는 광각범위는 14.5도～ 61도이다. 그리고 지그(120)와 전차선(112)과의 거리는 128cm, 2대의 라인스캔 카메라(110a,110b)간의 거리는 140cm로 설정한다.

도 3은 본 발명에 의한 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측방법을 나타내는 순서도이다.

움직이는 전차선을 추적하여 전차선의 높이와 편위를 검측하기 위하여 영상처리장치는 먼저 측정부의 라인스캔 카메라로부터 입력되는 전차선 이미지로부터 픽셀정보를 추출한다(S31). 다음으로 상기 픽셀정보로부터 직선을 추출하여 전차선의 위치를 검출한다(S32).

다음으로 전차선 이미지의 총 픽셀 수와 검출된 제로 크로싱(Zero-Crossing)지점을 이용하여 전차선과 라인스캔 카메라가 이루는 각도(광각)를 추적한다(S33). 다음으로 상기 추적된 각도(광각)로부터 삼각측량 공식을 이용하여 높이와 편위를 계산한 후(S34), 마지막으로 연속적으로 계산된 상기 높이와 편위를 모니터상에 그래프로 표시한다(S35).

이하 상기 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측방법을 각 단계별로 자세히 설명한다.

도 4는 하나의 라인스캔 카메라에서 획득한 전차선 이미지와 그 전차선 이미지의 픽셀 포인트에 대한 픽셀값의 그래프이다.

상기 픽셀정보로부터 직선을 추출하여 전차선의 위치를 검출하는 단계(S31,S32)는 도 4의 (a)에서 보는 바와 같이, 라인스캔 카메라를 통해 촬영한 이미지에서 긴 방향 중심으로 직선을 추출하면서 시작한다. 도 4의 (b)에서 보는 바와 같이, 추출된 직선에서 라인스캔 카메라 범위 안에 있지만 전차선으로 보기 힘든 구역(즉 전차선과 라인스캔 카메라가 이루는 각도(광각)가 낮은 경우)은 잡음이라 판단하여 잡은 구역을 미리 제거한다. 다음으로 이동평균필터(moving average filter)를 적용하여 잡음을 더욱 최소화 한다.

다음으로 픽셀간의 명도차의 최대치를 구하고, 최대 명도차의 절반에 해당하 는 픽셀들을 전차선이라 판단한다. 즉 밝아졌다가 어두워지는 픽셀들의 중간점을 전차선의 위치로 선정한다.

여기서 도 5를 참조하여 전차선의 위치를 선정하는 방법에 대하여 살펴보면, 본 발명의 제로 크로싱(Zero-Crossing) 지점을 감지하는 방법은 잡음에 덜 영향을 받도록 하기 위하여 기준 픽셀과 3칸 떨어진 픽셀의 차이를 구한다.

즉 다음의 의사코드에서 보는 바와 같이,

Difference[i] = Pixelpoint[i+3] - Pixelpoint[i],

픽셀간의 명도차(Difference)를 구하고 상기 명도차는 최대 명도차의 5%범위내로 정함으로서 잡음과 전차선을 구분한다. 따라서 도 5에서 보는 바와 같이, 그래프의 변화폭이 큰 위치를 제로 크로싱이 일어났다고 판단하고, 제로 크로싱 지점의 중점을 전차선의 위치로 선정한다.

도 6은 전차선 이미지의 총 픽셀 수와 검출된 제로크로싱 지점을 보여주는 도면이다.

도 6에서 보는 바와 같이, 전차선 이미지의 총 픽셀 수와 검출된 제로 크로싱지점을 이용하여 전차선과 제1 및 제2라인스캔 카메라가 이루는 각도(광각)를 추적하는(S33) 단계는 아래의 수식[1] 및 수식[2]에 의하여 결정된다.

먼저 검출된 전차선과 제1라인스캔 카메라 이루는 각도(광각)는

[수식1]

α1 = 14.5 + 61*(β1/A) 및

여기서 라인스캔 카메라1이 전차선과 이루는 광각(α1), 라인스캔 카메라1로부터 획득된 이미지의 제로-크로싱 되는 지점의 중점 픽셀값(β1) 및 라인스캔 카메라1로부터 획득된 이미지의 전체 픽셀수(A)를 나타낸다.

한편 검출된 전차선과 제2라인스캔 카메라 이루는 각도(광각)는

[수식2]

α2 = 61-(14.5 + ((B - β2)/B))

여기서 라인스캔 카메라2가 전차선과 이루는 광각(α2), 라인스캔 카메라2로부터 획득된 이미지의 제로-크로싱 되는 지점의 중점 픽셀값(β2) 및 라인스캔 카메라2로부터 획득된 이미지의 전체 픽셀수(B)를 나타낸다.

도 7은 본 발명에 따른 삼각 측량법에 따른 전차선의 높이와 편위를 계산하기 위한 개략도이다.

도 7에서 보는 바와 같이, 상기 [수식1] 및 [수식2]에 의하여 추적된 광각에 의하여 전차선의 높이(H) 및 편위(S)를 계산하는 단계(S34)는 아래의 수식[3] 및 수식[4]에 의하여 결정된다.

[수식3]

,

[수식4]

여기서 C는 2대의 라인스캔 카메라사이의 거리를 말한다.

도 8은 본 발명에 따른 다른 열차의 전차선으로 판단하여 전차선을 추가하는 방법에 대한 순서도이다.

도 8에서 보는 바와 같이, 검출된 광각을 추적하는 과정에서 현재 프레임에서 추적된 광각이 이전 프레임의 광각의 ±0.5도범위 밖이라고 판단되는 경우(S80), 현재 추적된 각도를 임시저장공간에 저장한 후, 상기 임시저장공간에 저장된 현재 추적된 각도가 연속적으로 ±0.5도 범위 내에서 5프레임 이상 연속적으로 존재하는 경우 전차선, 조가선 등 추적할 물체로 간주한다.(S81).

도 9는 전차선을 추가하는 방법의 일실시예이다.

도 9에서 보는 바와 같이, 현재 프레임에서 검출된 광각의 수에 따라서 전차선을 추적하는 방식은 약간 차이는 있으나, 기본적으로 이전 프레임의 값들을 사용하여 현재 프레임에서 전차선에 대한 광각을 추적하면서 추가로 추적할 광각이 존재하는지 판단하는 것이다.

도 3과 비교하여 보면, 도 3에서는 일차적으로 잡음을 제거하여 광각을 구햐였지만, 도 9에서는 이동평균을 통하여 더욱 정확하게 선로를 추적할 수 있다. 일실시예로서 검출된 광각이 1개 이상이면 도 9에 따른 광각을 추적하는 과정이 시작된다.

첫째, 광각이 1개일때는 현재 프레임의 각과 이전 프레임의 각을 비교하여 ±0.5도 범위 내에 있을 경우에는 구해진 광각을 그대로 활용하고, 범위 밖에 있을 경우 이전 5개 프레임의 평균값으로 대체한다.

둘째, 광각이 2개일 경우에는 주 전차선과 차이를 비교하여 차이가 적은 광각을 상기 광각이 1개일 경우와 마찬가지로 ±0.5도 범위를 확인한다.

셋째, 광각이 3개 이상일 경우에는 우선 각각 주 전차선과의 차이를 비교하여 가장 작은 값을 추적하는 전차선으로 가정하고 다른 값들을 임시공간에 저장한다. 상기 임시공간에 저장된 갓들은 순간적인 잡음으로 생긴 광각들 일 수 있으므로, 임시저장된 값들을 ±0.5도 범위 내에서 5프레임 이상 연속적으로 존재하는 경우에만 추가로 추적할 전차선 또는 조가선으로 검출한다.

상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정?변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치의 구성블록도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예로서 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치의 측정부를 나타내는 사시도, 정면도 및 일실시예이다.

도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9는 본 발명에 의한 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측방법을 나타내는 순서도, 그래프, 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100:측정부 110:라인스캔 카메라

112:전차선 120:지그

121:몸체부 122:수평이동판

123:수평이동레일 210:센서부

300:영상처리장치

Claims (8)

1. 삭제
2. 전차선을 스캔하여 이미지를 획득하는 두개의 라인스캔 카메라 및 상기 두개의 라인스캔 카메라를 전차선을 기준으로 각각 좌,우에 위치하도록 열차상부에 고정되는 지그를 포함하는 측정부,

   열차의 진동, 기울기 및 상기 라인스캔 카메라의 기울기를 보정하기 위한 감지신호를 출력하는 센서부, 및

   상기 감지신호에 따라 상기 라인스캔 카메라로부터 획득된 이미지를 보정하여 얻은 픽셀값으로부터 전차선의 위치를 검출하고, 라인스캔 카메라와 검출된 전차선과의 각도를 추적하여 전차선의 높이 및 편위를 측정하고, 연속적으로 측정된 전차선의 높이 및 편위를 모니터상에 그래프로 표시하는 영상처리장치를 포함하여 이루어지며,

   상기 지그는 수평이동레일을 가지는 몸체부, 상부에 라인스캔 카메라의 각도를 조절할 수 있는 수단과 결합되어 있으며 상기 몸체부의 양끝단에 각각 설치되어 상기 수평이동레일을 따라 이동함으로써 라인스캔 카메라의 간격을 조절할 수 있는 수평이동판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 센서부는 상기 지그에 부착되어 열차의 떨림을 측정하기 위한 가속도센서, 열차의 좌,우에 부착되어 열차의 기울기를 측정하기 위한 변위센서 및 지그에 부착되어 라인스캔 카메라의 기울기를 측정하기 위한 틸트센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측장치.
4. 삭제
5. 라인스캔 카메라로부터 획득된 전차선 이미지의 픽셀정보를 추출하는 단계;

   상기 픽셀정보로부터 전차선의 위치를 검출하는 단계;

   상기 검출된 전차선과 라인카메라가 이루는 각도를 추적하는 단계;

   상기 추적된 각도로부터 전차선의 높이 및 편위를 계산하는 단계 및

   연속적으로 계산된 상기 높이와 편위를 모니터상에 그래프로 표시하는 단계를 포함하여 이루어지며,

   상기 픽셀정보로부터 전차선의 위치를 검출하는 단계는 기준픽셀과 3칸 떨어진 픽셀간 명도차의 최대치를 구하여 제로-크로싱(zero-crossing)되는 지점의 중점의 픽셀값을 전차선의 위치로 검출하는 것을 특징으로 하는 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 검출된 전차선과 라인카메라가 이루는 각도를 추적하는 단계는

   [수식1]

   α1 = 14.5 + 61*(β1/A) 및

   (여기서 α1:라인스캔 카메라1이 전차선과 이루는 광각, β1:라인스캔 카메라1로부터 획득된 이미지의 제로-크로싱 되는 지점의 중점 픽셀값, A:라인스캔 카메라1로부터 획득된 이미지의 전체 픽셀수를 나타낸다.)

   [수식2]

   α2 = 61-(14.5 + ((B - β2)/B))로 이루어지는 것을 특징으로 하는 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측방법.

   (여기서 α2:라인스캔 카메라2가 전차선과 이루는 광각, β2:라인스캔 카메라2로부터 획득된 이미지의 제로-크로싱 되는 지점의 중점 픽셀값, B:라인스캔 카메라2로부터 획득된 이미지의 전체 픽셀수를 나타낸다.)
7. 제 5항에 있어서,

   상기 추적된 각도로부터 전차선의 높이(H) 및 편위(S)를 계산하는 단계는

   [수식3]

   

   , 및

   [수식4]

   

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측방법.

   (여기서 α1:라인스캔 카메라1이 전차선과 이루는 광각, α2:라인스캔 카메라2가 전차선과 이루는 광각, C:양 라인스캔 카메라사이의 간격을 말한다.)
8. 제 5항에 있어서,

   상기 픽셀정보로부터 상기 전차선과 라인카메라가 이루는 각도를 추적하는 단계는 현재 프레임에서 추적된 각도와 이전 프레임의 각도와 비교하여 현재 추적된 각도가 이전 프레임의 각도의 ±0.5도 범위 밖의 일 경우 현재 추적된 각도를 임시저장공간에 저장한 후, 상기 임시저장공간에 저장된 현재 추적된 각도가 연속적으로 ±0.5도 범위 내에서 5프레임 이상 연속적으로 존재하는 경우 추적하려는 전차선인 것으로 판단하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 라인스캔 카메라를 이용한 전차선 높이 및 편위 검측방법.

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