JP2002277223A

JP2002277223A - レール断面形状測定方法

Info

Publication number: JP2002277223A
Application number: JP2001080921A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Shinoda; 憲幸篠田; Hirochika Komi; 博規小美; Takeshi Ogino; 剛荻野; Meiji Inagaki; 明治稲垣
Original assignee: MEITETSU SUMISHO KOGYO KK; Nagoya Railroad Co Ltd
Current assignee: MEITETSU SUMISHO KOGYO KK; Nagoya Railroad Co Ltd
Priority date: 2001-03-21
Filing date: 2001-03-21
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】作業性がよく、低コストで被測定レールの断
面形状を測定することができるレール断面形状測定方法
を提供する。【解決手段】まず、被測定レールの表面に目印をつけ
る。次に、基準部材と目印を含む画像を撮像し、撮像し
た画像の画像データを得る。次に、画像データに含まれ
ている基準部材データに基づいて、データ処理装置を用
いて補正量を求め、求めた補正量に基づいて画像データ
に含まれている目印データを補正処理して被測定レール
の断面形状データを得る。得られた被測定レールの断面
形状は、標準断面形状及び限界断面形状と同一画面また
は同一媒体に出力し、摩耗進み量と余裕量も出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実際に切断して断
面形状を測定できないレールの断面形状を測定するため
のレール断面形状測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】列車等の軌道交通においては、レール摩
耗量が限界に達する前にレールを交換するために、レー
ル摩耗量を測定して管理することが重要である。従来の
レール摩耗量を測定する方法には、大きく分けて３通り
の方法がある。１つ目は、可搬性に優れる簡易測定器
（例えば、レール摩耗測定定規）を用いる方法である。
この方法は、作業者が被測定レールに測定器をあてが
い、被測定レールの摩耗量を測定する。２つ目は、可搬
性は劣る（サイズ、重量が大きい）が、簡易測定器より
高精度な測定装置（例えば、ダイヤルゲージ式摩耗測定
装置）を用いて測定する方法である。この方法は、作業
者が被測定レールに測定装置を固定して、被測定レール
の断面形状を測定する。３つ目は、被測定レール上を走
行しながら測定する測定専用車両（例えば、軌道検測
車）を用いる方法である。この方法は、測定専用車両に
レーザ光等を利用した測定装置を搭載し、測定装置によ
って被測定レールの断面形状を測定する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の３通りの方法に
は、各々メリットとデメリットを持つ。まず、簡易測定
器を用いる方法のメリットは、測定器自体が小型・軽
量、低コスト（数千円〜数万円程度／台）、作業性がよ
い等が挙げられる。この方法のデメリットは、誤差が発
生し易い（測定器の測定値の読取や、測定器のあてがい
方等による誤差）、測定器の精度管理（測定器の定期検
査）に手間がかかる、レール断面形状を記録できない等
が挙げられる。

【０００４】また、簡易測定器より高精度な測定装置を
用いるメリットは、レール断面形状及び摩耗量を高い精
度で記録できる等が挙げられる。この方法のデメリット
は、サイズ及び重量が大きく作業性が悪い、測定装置の
精度管理（測定装置の定期検査）に非常に手間がかか
る、コストがやや高い（百万円程度／台）等が挙げられ
る。

【０００５】また、測定専用車両（測定装置を搭載）を
用いるメリットは、レール断面形状及び摩耗量を高い精
度で記録できる、走行しながら測定するので短時間で測
定できる等が挙げられる。この方法のデメリットは、レ
ールを走行しながら測定するため営業車両が運行しない
時間帯しか使用できない、測定専用車両の保守管理に手
間とコストがかかる、測定装置の精度管理（測定装置の
定期検査）に非常に手間がかかる、測定専用車両（測定
装置を搭載）のコストが非常に高い（数千万円以上／
台）等が挙げられる。本発明は、以上の点に鑑みて創案
されたものであり、作業性がよく（簡単に、短時間で測
定可能）、低コストで被測定レールの断面形状を測定す
ることができるレール断面形状測定方法を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの
レール断面形状測定方法である。請求項１に記載のレー
ル断面形状測定方法では、被測定レールの表面につけた
目印と基準部材を含む画像を撮像し、撮像した画像の画
像データをデータ処理して被測定レールの断面形状デー
タを得る。請求項１に記載のレール断面形状測定方法を
用いれば、作業性がよく、低コストで、被測定レールの
断面形状を測定することができる。

【０００７】また、本発明の第２発明は、請求項２に記
載されたとおりのレール断面形状測定方法である。請求
項２に記載のレール断面形状測定方法では、被測定レー
ルの断面形状データを、標準断面形状データ及び限界断
面形状データと同一画面または同一媒体に出力する。請
求項２に記載のレール断面形状測定方法を用いれば、標
準断面形状と限界断面形状と被測定レールの断面形状を
同時に比較できるので、現在の被測定レールの摩耗状態
が、初期状態からどの程度摩耗しており、残りの余裕は
どの程度であるか、瞬時に視覚的に判断できる。

【０００８】また、本発明の第３発明は、請求項３に記
載されたとおりのレール断面形状測定方法である。請求
項３に記載のレール断面形状測定方法では、基準部材
は、複数の格子点を有する。請求項３に記載のレール断
面形状測定方法を用いれば、基準部材に複数の所定座標
を設けることができ、正面から撮影できない被測定レー
ルの断面の画像データを、データ処理で各座標の位置補
正量を求める際に、より正確な正面図に補正することが
できる。

【０００９】また、本発明の第４発明は、請求項４に記
載されたとおりのレール断面形状測定方法である。請求
項４に記載のレール断面形状測定方法では、目印に対し
て予め定められた所定の位置に基準部材を配置した状態
の画像データを得る。請求項４に記載のレール断面形状
測定方法を用いれば、画像データには、目印に対して予
め定めた所定の位置に配置された基準部材が含まれてい
るので、データ処理で基準部材の画像に基づいて補正量
（画像データ撮像装置の角度、距離等）を求めた後、補
正量に基づいて目印データを被測定レールの断面形状デ
ータに変換する処理が容易になり、高精度に断面形状デ
ータに変換できる。

【００１０】また、本発明の第５発明は、請求項５に記
載されたとおりのレール断面形状測定方法である。請求
項５に記載のレール断面形状測定方法では、目印と基準
部材を被測定レールの長手方向に対してほぼ垂直な同一
平面上に配置する。請求項５に記載のレール断面形状測
定方法を用いれば、被測定レールの長手方向に対して垂
直な面の断面形状を得ることができる。また、データ処
理で基準部材の画像に基づいて補正量（画像データ撮像
装置の角度、距離等）を求めた後、補正量に基づいて目
印データを被測定レールの断面形状データに変換する処
理が容易になり、高精度に断面形状データに変換でき
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は、レールと列車車輪の接触状
態を示す図である。列車車輪１０は、レール２０の表面
を、転がり摩擦を持ちながら転がることで列車を進ませ
る。また、列車車輪１０は、車輪の脱落防止のために、
フランジ１１を備えている。このため、レール２０の上
面が列車車輪１０と接触し、レール２０の内側の側面上
部がフランジ１１と接触する。この接触部分が、レール
摩耗部２１であり、列車が通過する毎に、徐々に摩耗が
進んでいく。このレール摩耗部２１（レールの上面及び
内側の側面上部）を含む断面形状を正確に測定して、摩
耗の進み量及び摩耗限界までの余裕量を判定する。

【００１２】図２は、基準部材３０の例を示した図であ
る。撮像された画像データ内に写っている基準部材３０
の座標を解析することで、撮像時の画像データ撮像装置
の位置を算出して補正量（基準部材３０に対する角度、
距離等）を求める。そして、この補正量を用いて、レー
ル上の目印の画像データをレール断面形状データに変換
する。基準部材３０の形状等（加工精度等）は、レール
断面形状データの検出精度に大きく影響する。よって、
基準部材３０は、温度及び湿度等の環境変化、衝撃及び
曲げ応力等の物理的外力の影響を受けにくい材質で形成
することが好ましい。図２に示した基準部材３０は、四
隅をほぼ直角とした長方形をしており、所定の寸法（Ｄ
ｖ１〜Ｄｖ６、Ｄｈ１〜Ｄｈ５）で「田」の字状の模様
が描かれている。なお、「田」の字状の部分のみを有す
る基準部材３０を用いることもできる。この「田」の字
内には、１６個の格子点３１が設定される。この格子点
３１の座標を用いてデータ処理時の補正量を演算する。
また、格子点３１は、確実に補正するために、１０個以
上あることが好ましい。

【００１３】本実施の形態では、データ処理時には、基
準部材３０及び後述するレール上の目印４０と、それ以
外のデータ（ノイズ成分）を含んでいる画像データか
ら、まず基準部材３０の画像データを抽出する。そのた
め、本実施の形態では、基準部材３０の画像データを精
度よく抽出できるようにするために、基準部材３０を格
子状の模様（「田」の字状の模様）としている。なお、
基準部材３０と目印４０は、周辺の被写体に存在しない
模様及び寸法及び色彩（配色）であることが好ましい。
周辺の被写体に存在しない模様または寸法または配色と
することで、撮像された画像データから基準部材３０と
目印４０の画像データを、短時間に、且つ正確に抽出す
ることができる。

【００１４】また、データ処理によって求められたレー
ル断面形状データの精度は、画像データ撮像装置の解像
度と、基準部材の加工精度と、データ処理の演算精度で
決まる。精度を保つためには、定期的に精度検査が必要
であるが、本発明では、画像データ撮像装置の解像度と
データ処理の演算精度は劣化するものではないので、基
準部材３０の精度のみを検査すればよい。しかも、基準
部材３０は単純な形状と寸法（あるいは模様と寸法）で
構成されているので、検査も容易であり、短時間に検査
を完了できる。また、検査の結果、基準部材３０の交換
が必要と判断されても大きなコストを必要としない。従
来の測定装置の検査に比べ、格段に保守（精度維持の検
査）にかける手間とコストを削減できる。なお、本実施
の形態では、画像データ撮像装置には、デジタルカメラ
を用いている。

【００１５】次に、レールの断面形状を測定する手順に
ついて説明する。レールの断面形状の測定は、［１．被
測定レールの表面に目印をつける］、［２．目印に対し
て所定の位置に基準部材を設置し、目印と基準部材を同
一画像内に収めて撮像する］、［３．撮像した画像デー
タをデータ処理装置に取り込み、被測定レールの断面形
状データに変換する］の３つの手順で実施される。以
下、順に各手順を説明する。

【００１６】［１．被測定レールの表面に目印をつけ
る］図３、図４を用いて、被測定レール２０の表面に目
印４０をつける方法について説明する。本実施の形態で
は、目印４０にテープを用いている。図３、図４は、撮
像位置に対して右側のレールを被測定レール２０とした
場合において、目印４０をつける位置の例を示してい
る。本実施の形態では、右側のレールを被測定レールと
している。向かって左側のレールを被測定レールとする
場合は、レール長手方向の反対側を撮像位置にして、向
かって右側のレールを被測定レールとすればよい。図３
は、被測定レール２０を上面から見た図であり、図４
は、被測定レール２０を長手方向から見た図である。ま
ず、目印４０をつける前に、被測定レール２０のレール
底面の左端に、原点５０を設定する。そして、原点５０
を通り互いに直交する、ｘ軸（図３、図４の例では左右
方向）、ｙ軸（図３の例では紙面に垂直な方向、図４の
例では上下方向）、ｚ軸（図３の例では上下方向、図４
の例では紙面に垂直な方向）を設定する。この設定で、
ｘ軸は被測定レール２０の長手方向に対して直交し、ｙ
軸も同様に直交し、ｚ軸は平行している。

【００１７】目印４０は、図３に示すように、被測定レ
ール２０の上面では、目印４０の下端縁線部がｘ軸にほ
ぼ沿い（図３では、下端縁線部が、被測定レール２０の
長手方向に対してほぼ垂直に）、被測定レール２０の側
面ではｙ軸にほぼ平行に（被測定レール２０の長手方向
に対してほぼ垂直に）貼りつけられる。目印４０を、前
記位置に貼り付けることで、ｘ軸とｙ軸を含むＸＹ平面
で被測定レール２０を切断した断面上に目印４０の縁線
部が存在する。この状態を、図５の目印縁線部４１に示
す。また、図４に示すように、目印４０は、被測定レー
ル２０の外周全体につける必要はない。これは、レール
摩耗部分２１は、図１に示すように、レールの上面及び
レール内側面の上部のみであるためである。

【００１８】［２．目印に対して所定の位置に基準部材
を設置し、目印と基準部材を同一画像内に収めて撮像す
る］次に、被測定レール２０につけた目印４０に対して
所定の位置に基準部材３０を設置する手順について説明
する。図３、図４は、目印４０に対して基準部材３０を
設置する位置の例をも示している。図３、図４に示すよ
うに、右側のレールを被測定レール２０とした場合、基
準部材３０の右下端を原点５０に一致させ、基準部材３
０の「田」の字模様を含む面が、目印４０の縁線部（目
印縁線部４１）と同じＸＹ平面上に位置するように設置
する。この状態を、図５の基準部材表面３２に示す。な
お、このように設置することにより、原点５０から基準
部材３０の「田」の字内の格子点３１の各座標が特定さ
れる。例えば、原点５０の座標を（０、０、０）とする
と、原点５０に一番近い格子点（「田」の字の右下の格
子点）の座標は、図２の寸法を用いると、（−Ｄｈ１、
Ｄｖ２、０）となる。

【００１９】次に、被測定レール２０につけた目印４０
と、基準部材３０を、同一画像内に収めて画像データ撮
像装置で撮像する手順について説明する。まず、画像デ
ータに収めるべき被写体について、図５を用いて説明す
る。右側のレールを被測定レール２０とした場合、必要
なレール摩耗部２１は、レール上面とレール左側面上部
であり、目印縁線部４１によって、その外周形状が示さ
れている。また、基準部材で必要な部分は、「田」の字
部分である基準部材表面３２である。これら目印縁線部
４１と基準部材表面３２が、同一画像内に収めるべき被
写体である。

【００２０】図５の例に示すように、いま、目印縁線部
４１と基準部材表面３２はｘ軸とｙ軸を含む同一のＸＹ
平面に存在するよう設置されている。この時、作業者
は、画像データ撮像装置６０を用いて、目印縁線部４１
と基準部材表面３２が同一画像内に収まるように、例え
ば、図５に示す画像データ撮像装置６０の位置から撮像
する。この時、作業者は、画像データ撮像装置６０を用
いて、原点５０からｘ軸／ｙ軸／ｚ軸の各々に対して任
意の距離の位置から撮像し、さらに、ｘ軸／ｙ軸／ｚ軸
の各々に対して任意の角度で回転した方向から撮像す
る。しかし、これらの距離及び角度は、データ処理によ
って、画像データから演算で求めることができるので、
作業者は、撮像時に意識する必要はない。

【００２１】図６に、上記に説明した手順で撮像した画
像の例を示す。画像６１には、基準部材表面３２と目印
縁線部４１が収まっている。この画像６１上の目印縁線
部４１の形状を、ＸＹ平面の正面から見た図に変換する
ことによって、被測定レール２０の断面形状データを得
る。

【００２２】［３．撮像した画像データをデータ処理装
置に取り込み、被測定レールの断面形状データに変換す
る］図７、図８、図９に、作業者が画像データ撮像装置
６０を用いて図５に示した位置で撮像した場合の、画像
データ撮像装置６０、基準部材表面３２、目印縁線部４
１の各位置関係と、画像６１に写像された状態の概略図
を示す。なお、実際には、画像６１は、ｘ軸／ｙ軸／ｚ
軸の３つの軸に対して回転した位置に存在するが、そこ
までは図示していない。図７は、図５をｙ軸方向から見
た図であり、左右方向がｘ軸、上下方向がｚ軸になる。
図７の例に示すように、ＸＹ平面上に存在する基準部材
表面３２及び目印縁線部４１は、画像６１上に、ｙ軸を
基準として角度θｙで回転した状態で写像されている。
図８は、図５をｘ軸方向から見た図であり、左右方向が
ｚ軸、上下方向がｙ軸になる。図８の例に示すように、
ＸＹ平面上に存在する基準部材表面３２及び目印縁線部
４１は、画像６１上に、ｘ軸を基準として角度θｘで回
転した状態で写像されている。図９は、図５をｚ軸方向
から見た図であり、左右方向がｘ軸、上下方向がｙ軸に
なる。図９の例に示すように、ＸＹ平面上に存在する基
準部材表面３２及び目印縁線部４１は、画像６１上に、
ｚ軸を基準として角度θｚで回転した状態で写像されて
いる。

【００２３】また、画像６１に写像されている基準部材
表面３２及び目印縁線部４１の各データは、画像データ
撮像装置６０からの距離の違いにより、遠近法的にも変
形されている。また、画像データ撮像装置で画像を撮像
した場合、光学倍率に従い、縮小されている。つまり、
基準部材表面３２及び目印縁線部４１は、変形された状
態で画像６１に写像されている。変形の要因は、上記に
説明したように、各ｘ軸／ｙ軸／ｚ軸を基準とした角度
の回転による変形、距離による（遠近法に基づいた）変
形、光学倍率による変形である。これらをすべて補正で
きれば、目印縁線部４１をＸＹ平面上に再現でき、被測
定レール２０の断面形状を得ることができる。以下に、
その手順を説明する。

【００２４】まず、画像６１を、データ処理装置に取り
込む。本実施の形態では、画像データ撮像装置にデジタ
ルカメラを用いたので、デジタルカメラから、撮像した
画像データをデータ処理装置（例えば、パソコン）で読
み込む。

【００２５】次に、データ処理装置に取り込んだ画像デ
ータから、基準部材表面３２の写像のみを抽出する。す
でに説明したように、基準部材３０（基準部材表面３
２）は、周辺の被写体に存在しない配色に設定してある
ので、色の違いを利用して抽出する。また、基準部材３
０（基準部材表面３２）は、周辺の被写体に存在しない
模様または寸法に設定してあるので、模様または形状等
から抽出してもよく、抽出の方法は種々の方法が可能で
ある。

【００２６】次に、抽出された基準部材表面３２の写像
から、１６個の格子点３１の座標を特定する。格子点３
１の座標を特定するには、まず「田」の字模様から直線
を特定する。本実施の形態では、多数決原理に基づいた
ハフ変換を用いて直線を特定する。また、最小２乗法を
用いて直線を特定してもよく、直線を特定する方法は、
種々の方法が可能である。そして、特定した直線の交点
を求める。この場合、「田」の字模様の外形部分の直線
を除き、各直線の交点（１６個の格子点に相当する）を
算出し、画像データ中の１６個の格子点の各座標を求め
る。

【００２７】次に、画像データ中の格子点３１の各座標
と、図２に示す格子点３１の標準座標（原点５０を基準
として正面から見た場合の座標）に基づいて、座標変換
と、遠近法的補正と、光学的倍率補正をすることで、格
子点３１の標準座標から画像データ中の格子点の座標に
変換する変換式を求める。本実施の形態では、座標変換
には、公知の技術であるアフィン変換を用いた。また、
遠近法的補正と光学的倍率補正も、公知の技術を用い
た。

【００２８】次に、上記変換式の逆変換式を求める。上
記の変換式は、格子点３１の標準座標から画像データ中
の格子点の座標に変換する変換式であるため、画像デー
タ中の目印縁線部４１の写像からＸＹ平面に写像するた
めの、逆変換式を求める。逆変換式は、公知の技術を用
いて求めることが可能である。

【００２９】次に、データ処理装置に取り込んだ画像デ
ータから、目印縁線部４１の写像のみを抽出する。すで
に説明したように、目印４０も基準部材３０（基準部材
表面３２）と同様に、周辺の被写体に存在しない配色に
設定してあるので、色の違いを利用して抽出する。

【００３０】次に、抽出された目印縁線部４１の写像の
データを、逆変換式を用いて断面形状データ（目印縁線
部４１をＸＹ平面の正面から見た図）に変換する。以上
に説明した、データ処理装置への画像データの取り込み
処理以降の処理は、予め処理プログラムを搭載したデー
タ処理装置で、自動的に処理することができる。

【００３１】次に、上記の手順で求めた、被測定レール
２０の断面形状データを、データ処理装置の画面あるい
はデータ処理装置から紙等に出力する。出力する場合、
標準断面形状データ（摩耗がない、初期状態の断面形状
データ）と、限界断面形状データ（摩耗の進み量が限界
に達し、交換を要する断面形状データ）を、予め記憶し
ておき、被測定レール２０の断面形状データと同一画面
または同一紙等に出力する。この出力結果７０の例を、
図１０に示す。

【００３２】図１０の例に示すように、出力結果７０
は、画像データを撮像した撮影日時、撮像した作業者の
撮影者、撮像場所も出力される。この図１０の例では、
撮影日時は、２００１年２月１５日であり、撮影者は、
ａａａであり、撮影場所は、ＡＢ−１５４Ｒ（Ａ駅−Ｂ
駅間の１５４番目のレールで、Ａ駅から見て右側レー
ル）であることを示している。レール断面形状の出力部
分は、標準断面形状７０ａと被測定レール断面形状７０
ｂと限界断面形状７０ｃが同一座標に出力される。この
図を見れば、測定されたレールの摩耗進み量が一目で判
断できる。また、同一座標に出力された標準断面形状７
０ａと被測定レール断面形状７０ｂと限界断面形状７０
ｃから、摩耗量（標準断面形状７０ａと被測定レール断
面形状７０ｂとの差）と余裕量（被測定レール断面形状
７０ｂと限界断面形状７０ｃとの差）をデータ処理装置
で自動的に求めて出力することも可能である。図１０
は、自動的に求めて出力した例であり、摩耗量は３．０
７ｍｍであり、余裕量は１．６３ｍｍであることを示し
ている。

【００３３】次に、図１０に示した、摩耗量と余裕量と
撮影日時と、被測定レールの使用期間（前回交換された
時期からの期間等）から、限界断面形状７０ｃに達する
時期を推定する。推定は、データ処理装置を用いて、公
知の技術で可能である。この推定結果を、図１０の例に
示した「次回交換時期」に出力する。この例では、当該
レールは、ｂｂｂｂ年ｃｃ月に前回交換されており、ｄ
ｄｄｄ年ｅｅ月に限界断面形状７０ｃに達すると推定さ
れ、「次回交換時期」に「ｄｄｄｄ年ｅｅ月」が出力さ
れたことを示している。

【００３４】また、被測定レール断面形状７０ｂと限界
断面形状７０ｃを同一座標に出力し、余裕量（被測定レ
ール断面形状７０ｂと限界断面形状７０ｃとの差）をデ
ータ処理装置で判定して、余裕量が所定値未満である場
合に、被測定レールが摩耗限界に達したと判定させるこ
ともできる。また、余裕量を判定するレールの部分を予
め指定しておくことも可能であり、被測定レールが摩耗
限界に達したと判定させる方法は、種々の方法が可能で
ある。

【００３５】さらに、図１０に示した出力結果７０を集
計して、レール管理情報８０として出力した例を図１１
に示す。図１１の例では、レール管理情報８０は、Ａ
駅、Ｂ駅、Ｃ駅、Ｄ駅、Ｅ駅間の各路線を示している。
レール管理情報８０は、各路線のレールの断面形状測定
データの「場所」と「交換時期」を取り込み、例えば、
交換時期６ヶ月以内、交換時期１年以内、未測定等のレ
ール情報を表示する。例えば、図１０の例に示したＡＢ
−１５４Ｒの場所のレール断面形状測定データは、図１
１に示したＡＢ−１５４Ｒデータ８０ａの部分が対応し
ている。

【００３６】このレール管理情報８０を用いれば、各レ
ール断面形状測定データを集計して、路線のどの部分の
レールを、いつ交換すべきか一目で確認でき、便利であ
る。また、このレール管理情報８０を基に、レールの発
注及び交換作業の計画と実績を管理するレール交換作業
計画／実績情報等を作成することもできる。

【００３７】本発明のレール断面形状測定方法は、実施
の形態で説明した方法に限定されず、本発明の要旨を変
更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。
例えば、目印をつけるには、補助部材としてテープを用
い、テーブをレール表面に貼ったが、紐状の部材を貼っ
たり、塗料等を塗ったりしてもよく、目印をつける方法
は、種々の方法が可能である。また、本発明のレール断
面形状測定方法は、レールの断面形状測定に限らず、実
際に切断して測定できないような、型抜きの型等の摩耗
進み量、変形量等の断面形状測定にも利用でき、種々の
部材の断面形状の測定に利用可能である。また、画像デ
ータ撮像装置には、デジタルカメラを用いたが、光学カ
メラでフィルムに撮影した画像を、スキャナ等でデジタ
ルデータに変換して取り込んでもよく、画像データの撮
像方法及び取り込み方法は、種々の方法が可能である。
また、データ処理装置には、パソコンを用いたが、パソ
コンに限らず、ワークステーション、汎用コンピュータ
等、種々のデータ処理装置が使用可能である。また、デ
ータ処理プログラムの処理内容、処理手順は、種々の処
理内容、処理手順が可能であり、本実施の形態に限定さ
れるものではない。また、基準部材３０の形状、模様、
寸法は、種々の形状及び模様及び寸法を使用することが
可能である。また、原点５０の設定位置及び基準部材３
０の設置位置は、本実施の形態に示した位置に限らず、
種々の位置に設定及び設置することが可能である。ま
た、目印４０（目印縁線部４１）と基準部材３０（基準
部材表面３２）は、本実施の形態に示した位置に限ら
ず、ある特定の位置を予め定めた所定の位置として、配
置することも可能である。また、撮像する場合に、複数
の角度及び位置から、目印４０（目印縁線部４１）と基
準部材３０（基準部材表面３２）を含む画像を撮像すれ
ば、任意の位置に目印４０（目印縁線部４１）と基準部
材３０（基準部材表面３２）を配置することも可能であ
る。また、出力の形態は、本実施の形態に示した図１
０、図１１に限定されるものではない。また、本発明
は、基準部材表面３２と目印縁線部４１が撮像されてい
る画像データを入力して、画像データ中の基準部材表面
３２を抽出し、基準部材表面３２の正面図からの変換式
を求め、画像データ中の目印縁線部４１を抽出し、抽出
した目印縁線部４１を逆変換して目印縁線部４１の正面
図データに変換して、目印縁線部４１の正面図データを
画面またはプリンタ等に出力する機能を備えた、断面形
状測定装置として構成することも可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜５のい
ずれかに記載のレール断面形状測定方法を用いれば、作
業性がよく（簡単に、短時間で測定可能）、低コストで
被測定レールの断面形状を測定することができるレール
断面形状測定方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レールと列車の車輪の接触状態を示す図であ
る。

【図２】基準部材３０の例を示す図である。

【図３】目印４０及び基準部材３０の位置の例を示す図
である。

【図４】目印４０及び基準部材３０の位置の例を示す図
である。

【図５】画像データ撮像方法の例を説明する図である。

【図６】画像データの例を示す図である。

【図７】目印縁線部４１と基準部材表面３２の実際のＸ
Ｙ平面上の位置と、画像６１に写像されている位置の概
略図を示す図である。

【図８】目印縁線部４１と基準部材表面３２の実際のＸ
Ｙ平面上の位置と、画像６１に写像されている位置の概
略図を示す図である。

【図９】目印縁線部４１と基準部材表面３２の実際のＸ
Ｙ平面上の位置と、画像６１に写像されている位置の概
略図を示す図である。

【図１０】被測定レールの断面形状データを、データ処
理装置の画面あるいはデータ処理装置から紙等に出力し
た例を示す図である。

【図１１】被測定レールの断面形状データを基にした、
レール管理情報８０の出力例を示す図である。

【符号の説明】

２０レール２１レール摩耗部３０基準部材３１格子点３２基準部材表面４０目印４１目印縁線部５０原点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小美博規愛知県名古屋市中村区名駅一丁目２番４号名古屋鉄道株式会社内 (72)発明者荻野剛愛知県名古屋市中村区名駅南三丁目４番26 号名鉄住商工業株式会社内 (72)発明者稲垣明治愛知県名古屋市中村区名駅南三丁目４番26 号名鉄住商工業株式会社内Ｆターム(参考） 2D057 BA00 2F065 AA52 BB27 CC35 DD06 FF05 JJ26 QQ31 RR07 UU05 UU09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被測定レールの表面に目印をつけるス
テップと、基準部材と目印を含む画像を撮像し、撮像した画像の画
像データを得るステップと、画像データに含まれている基準部材データに基づいて、
画像データに含まれている目印データを被測定レールの
断面形状データに変換するステップとを備える、ことを
特徴とするレール断面形状測定方法。
【請求項２】請求項１に記載のレール断面形状測定
方法であって、更に、被測定レールの断面形状データ、
標準断面形状データ及び限界断面形状データを同一画面
または同一媒体に出力するステップを備える、ことを特
徴とするレール断面形状測定方法。
【請求項３】請求項１または２に記載のレール断面
形状測定方法であって、基準部材は、複数の格子点を有
する、ことを特徴とするレール断面形状測定方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のレー
ル断面形状測定方法であって、画像を撮像するステップ
では、基準部材を目印に対して予め定められた所定の位
置に配置した状態で画像を撮像する、ことを特徴とする
レール断面形状測定方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載のレー
ル断面形状測定方法であって、目印と基準部材を被測定
レールの長手方向に対してほぼ垂直な同一平面上に配置
する、ことを特徴とするレール断面形状測定方法。