JP2004168268A - 画像情報記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】各画像の実際の取り込み位置がキロ程から算定した位置により正確に決定できるようにした軌道検測車用の画像情報記録装置を提供すること。
【解決手段】ビデオカメラ１〜３で撮像した画像を画像記録装置７に一時保存し、画像を取り込んだ時点で、車上子８からキロ程基準位置があった位置から画像位置まで車両２４が進んだ時、その位置のキロ程とその画像を関連付け、画像に文字表示で合成したり、画像データとキロ程データを組合わせるものである。
【選択図】 図１
【解決手段】ビデオカメラ１〜３で撮像した画像を画像記録装置７に一時保存し、画像を取り込んだ時点で、車上子８からキロ程基準位置があった位置から画像位置まで車両２４が進んだ時、その位置のキロ程とその画像を関連付け、画像に文字表示で合成したり、画像データとキロ程データを組合わせるものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道線路の保全管理のための情報記録技術に係り、特に軌道検測車用の画像情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公共性が高く完璧な安全性が要求され、保全管理が欠かせない軌道（鉄道線路）や橋梁、或いはトンネルなどの建造物では、それらの路面や壁面、構造体などがどのような状態にあるのかを常に正確に把握しておく必要がある。
【０００３】
ここで、このような建造物で検査対象となる計測項目としては、軌道の場合はレール（軌条）の歪みの程度やクラックの有無、バラストの状態などであり、その他、橋梁の場合は本体の歪みや梁の腐食の程度など、トンネルの場合は壁面のクラックの有無や程度、漏水の有無などがあり、それぞれ定期的、或いは適宜、検査が必要である。
【０００４】
また、このときは、目視による観察が極めて有効で、このため、上記した検査と並行して、ビデオカメラ（テレビジョンカメラ）により構造物を撮像し、こうして得た画像を所定の記録装置に記録し、後日、計測したデータの解析に際して比較参照する手法が従来からとられている。
【０００５】
ところで、軌道のような長大な構造物を監視対象とした場合、対象となる構造物に沿って移動しながら連続的に計測し、各画像を取得してゆくのが効率的であり、このため、移動手段として鉄道車両を用い、これに計測装置やビデオカメラを搭載し、移動しながら計測し撮像するという、いわゆる軌道検測車による方法が従来から用いられ、保全管理の信頼性向上に大いに貢献している。
【０００６】
そして、この場合は、ビデオカメラを軌道検測車の走行方向の前方にある軌道面に向け、走行に伴って順次、軌道面と、その周辺を撮像し、画像を取り込んで記録してゆくようにしている。
【０００７】
ところで、このように移動しながらの計測には、計測データや各画像を取り込んだ位置の特定が不可欠なデータとなる。そこで、従来技術では、例えば軌道検測車の場合、軌道上の位置をキロ程と呼ばれているデータを用いて記録し、計測データや各画像に関連付けている。
【０００８】
ここで、このキロ程とは距離程とも呼ばれ、軌道上の位置を、当該軌道の特定の位置に設定してある基準点からの距離で表わしたもので、その名称は、このときの距離の単位にキロ（ｋｍ）を用いたことに由来する。そして、これは、通常、軌道に沿って逐次、配設してある地上子の検出により、算定されるのが通例である。
【０００９】
上記のような技術に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１及び非特許文献１を参照。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−００５５２１号公報
【００１１】
【非特許文献１】
平成８年鉄道連合シンポジウム（Ｊ−ＲＡＩＬ ’９５）講演論文集
社団法人 土木学会発行、平成８年７月１０日、Ｐ２９３−２９４、３Ａ−０２
「列車巡回ビデオ検査システムの開発」
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、ビデオカメラにより撮像された各画像と軌道上での位置の関連付けに配慮がされているとはいえず、各画像の位置の確定に問題があった。
【００１３】
従来の装置では、取り込んだ画像に表示されるキロ程や、画像と関連付けられるキロ程が、当該画像を取り込んだ場所の実際のキロ程と異なっていて、これらの間に誤差がある。
【００１４】
このため、従来技術では、画像を検査する際、オペレータが常に誤差を意識して判断する必要があり、操作性が悪い、精度が低いなどの問題があった。
【００１５】
上記したように、キロ程から算定される軌道検測車の位置は、当該軌道検測車に搭載されているキロ程計測用の車上子により、軌道に配置してある地上子が検出されときを基準位置として逐次算定される。
【００１６】
一方、軌道検測車を用いて軌道を撮像するようにした場合、ビデオカメラによる撮像位置（視野）は当該軌道検測車の前方になり、従って、このビデオカメラの撮像位置の上に車上子を設置することはできず、離れた位置に設置せざるを得ない。
【００１７】
この結果、ビデオカメラから画像を取り込んだ位置と車上子の検出結果から算定したキロ程による位置に差が生じ、同一の時間に取り込んだビデオカメラの画像とキロ程を関連付けても、実際の画像位置にはならない。
【００１８】
従来技術は、同一時間に取り込んだビデオカメラの画像と、キロ程を関連付けていた。また、このように、位置に差があっても、そのまま画像に文字表示でキロ程を合成していた。
【００１９】
このため、従来技術では、画像とキロ程の組合わせに誤差を含み、この誤差をオペレータが判断して画像を選択操作する必要があり、従って、各画像の位置の確定に問題があり、操作性の悪化や精度の低下を生じてしまうのである。
【００２０】
本発明の目的は、各画像の実際の取り込み位置がキロ程から算定した位置により正確に決定できるようにした軌道検測車用の画像情報記録装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、軌道狂いが検出された位置に対応付けした画像が得られるようにした軌道検測車用の画像情報記録装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、検査対象となる軌道に沿って走行する移動手段にビデオカメラを設置し、当該ビデオカメラで撮像した画像を記録する方式の画像情報記録装置において、前記ビデオカメラで撮像した画像を、前記移動手段の走行に応じてフィールド毎またはフレーム毎に抜き取って、前記移動手段の走行に応じて算出されるキロ程と共に一時保存してゆく記録手段を設け、前記記録手段から前記フィールド毎またはフレーム毎の画像と前記キロ程を読出す際、これらフィールド毎またはフレーム毎の画像の撮像位置に一致したキロ程を組合わせて読出すようにして達成される。
【００２３】
同じく上記目的は、検査対象となる軌道に沿って走行する移動手段にビデオカメラを設置し、当該ビデオカメラで撮像した画像を記録する方式の画像情報記録装置において、前記ビデオカメラで撮像した画像を、前記移動手段の走行に応じてフィールド単位又はフレーム単位からなる１枚毎に抜き取って、前記移動手段の走行に応じて算出されるキロ程と共に一時保存し、これら１枚毎の画像の撮像位置に一致したキロ程を組合わせ上で一時保存してゆく記録手段と、前記移動手段に搭載された軌道狂い手段とを備え、前記軌道狂い検出手段により軌道狂いが検出されたとき、当該軌道狂いが検出されたときの前記キロ程に対応する前記画像を前記軌道狂い検出手段による軌道狂いデータに対応付けして記録するようにしても達成される。
【００２４】
このとき、前記ビデオカメラがビデオオンデマンド機能を備え、前記キロ程に同期して前記フィールド毎またはフレーム単位の画像が取り込まれるようにしても上記目的が達成される。
【００２５】
本発明によれば、ビデオカメラから得られた映像信号を一時保存し、画像を取り込んだ時点でキロ程基準位置があった位置から、カメラ画像位置まで移動手段が進んだ時、その位置のキロ程とその画像を組合わせて、画像に文字表示で合成したり、画像データとキロ程データを関連付けを行うことができる。
【００２６】
また、本発明によれば、軌道狂い計測データを、当該軌道狂いが検出された地点の画像に対応付けすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による画像情報記録装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。ここで、まず、図１は、本発明の一実施形態を軌道検測車に搭載された状態で示した構成図で、図２はシステム系統図である。
【００２８】
そして、このとき、図示のように、軌道検測車として、３両連結された車両２４〜２６を用い、これに６台のビデオカメラ１〜３、２７〜２９を搭載し、監視対象となる軌道Ｏに沿って走行させ、計測を行うようにしてある。
【００２９】
そして、これら６台のビデオカメラの中で、ビデオカメラ１〜３の３台は、図では左端にある車両２４に搭載され、主として左方向（ここでは前進方向）に進むときに使用され、残りの３台のビデオカメラ２７〜２９は、右端にある車両２６に搭載されていて、同じく右方向（ここでは後進方向）に進むときに主として使用される。
【００３０】
ここで、まずビデオカメラ１（２７）は運転室窓３１から軌道Ｏの前方にある部分の周辺を撮像し、ビデオカメラ２（２８）とビデオカメラ３（２９）は、同じく運転室窓３１から、軌道Ｏの前方で両側にあるレール３０の各々を撮像する働きをする。
【００３１】
そして、これらのビデオカメラ３〜５、２７〜２９はカメラ制御装置４により制御され、撮像された映像信号Ｄは、カメラ制御装置４を経由して画像記録装置７に供給され、フレーム単位で並んだ画像Ｆとして記録される。なお、映像信号Ｄはフレーム単位で供給され記録される必要は無く、フィールド単位など、所定のサイズの１枚の画像として供給、記録されていればよい。
【００３２】
このとき、カメラ制御装置４にはビデオモニタ１０が接続してあり、これにより映像信号Ｄによる画像を表示させ、撮像状況がリアルタイム（実時間）でオペレータにより確認できるようにしてある。
【００３３】
なお、この実施形態の場合、このビデオモニタ１０は主に車上での撮像状況の確認用に過ぎず、線路状況の検査は後刻、別の場所で行うのが原則であり、従って、このモニタ１０は可搬型の小型のモニタでよく、機器の据付及び調整時のみ搬入して使用するようにしてもよい。
【００３４】
次に、車両２４には、ビデオカメラの外にも軌道狂い検出装置５とキロ程検出装置６が設置してあり、これらから出力される軌道狂い検出信号Ｅと車両速度Ｖ及びキロ程データＫも画像記録装置７に記録されるようになっている。
【００３５】
ここで、軌道狂い検出装置５はレーザ距離測定装置や加速度センサを備え、レールの曲りやクラックなどにより車両２４に現れる加速度から軌道Ｏの狂いの程度を演算し、軌道狂い検出信号Ｅを発生する働きをする。
【００３６】
また、キロ程検出装置６は、車輪２３の車軸に取付けてある速度発電機２２から出力されるパルスＰと、車上子８から出力される地上子信号Ｇを取込み、車両速度Ｖとキロ程Ｋを算出する働きをする。
【００３７】
このとき、まず、速度発電機２２は、車両２４が走行し、車輪２３が回転することによりパルスＰを発生するもので、この結果、車両２４が所定の距離、例えば２５ｃｍ移動する毎に１個のパルスＰを発生する働きをする。
【００３８】
次に、地上子９は信号発振器の一種で、基準駅（基準点）から予め決められている距離毎に、軌道Ｏの脇やレールの間などに設置され、その近傍を車上子８が通過したとき、例えば電磁誘導方式により当該地上子のキロ程を表わすデータが車上子８により検出されるようにする働きをする。
【００３９】
このため、車上子８は、地上子９から発信されている信号を受信する働きをするものであるが、この電磁誘導方式の場合は磁界検出用のコイルで構成されることになる。
【００４０】
従って、キロ程検出装置６は、車上子８により、地上子９のキロ程が検出されてくる毎に、そのキロ程を基準にしてパルスＰをカウントすることにより、この場合は、２５ｃｍ刻みでキロ程Ｋを算出することができる。
【００４１】
次に、画像保存装置１６は、画像記録装置７とＵＳＢ−ＨＵＢ（選択装置）１７を制御する働きをするもので、このため、切換器１８を介して接続されたキーボード２０などの入力インターフェースとディスプレイ１９を備え、所定のプログラムが格納されたコンピュータなどで構成されている。
【００４２】
そして、これにより、画像保存装置１６は、画像記録装置７に記憶された画像Ｆとキロ程Ｋを組合わせて読出し、複数台のＭＯ装置（光磁気記憶装置）１１〜１４の中からＵＳＢ−ＨＵＢ１７により選択した１台に供給し、各々のＭＯディスク（光磁気ディスク：Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ）１１ａ〜１４ａの何れかに記録させるのに必要な制御処理を実行する。
【００４３】
このとき、キーボード２０など入力インターフェースの操作と、モニタ１０による監視は、図示してない所定のオペレータにより行われ、複数台のＭＯ装置１１〜１４の選択も、オペレータにより行われる。
【００４４】
ここで、複数台（この場合は４台）のＭＯ装置１１〜１４を備え、ＵＳＢ−ＨＵＢ１７により選択して使用できるようにしてある理由は、検査対象となる軌道Ｏの種別に応じて、各々独立したＭＯディスクに画像やデータが記憶できるようにするためであり、ここで、軌道の種別とは、例えば本線と支線、線路名、保線区などの区別のことである。
【００４５】
そこで、この３台の車両２４〜２６からなる軌道検測車を、運転士２１が所定の速度で所定の区間にわたり走行させることにより、ＭＯディスク１１ａ〜１４ａには、検査対象である軌道Ｏの種別毎に、その軌道Ｏの周辺を撮像した画像と各レール３０を撮像した画像、それにキロ程程検出装置６から出力される速度Ｖとキロ程データＫが情報として組合わされて記録されることになる。
【００４６】
図３は、この実施形態において、地上に設置される線路状況監視システムの一例で、パソコン３２で制御される再生用ＭＯドライブ１５とディスプレイ３３を備え、図示してない所定の検査場所に設けられている。
【００４７】
そして、ＭＯディスク１１ａ〜１４ａの何れかを再生用ＭＯドライブ１５に装着（ロード）した上で、キーボード３４を用いてパソコン３２を操作してやれば再生動作が開始し、後述するように、各画像Ｆの撮像位置とキロ程Ｋによる走行位置が正確に一致した画像がディスプレイ３３に表示され、従って、この実施形態によれば、後述するように、信頼性に富んだ検査を容易に行うことができる。
【００４８】
次に、この実施形態における画像の記録処理と、記録した各画像とキロ程の組合わせ処理について説明する。
【００４９】
まず、画像の記録処理について説明すると、ここで、一般的なビデオカメラの場合、通常は例えばＮＴＳＣ方式などに準拠し、３０フレーム／秒のレートで１フレーム２フィールドによるフィールドインターレース撮像方式が採用されている。
【００５０】
しかし、このような軌道検測車用の画像情報記録装置の場合、記録データ量を抑えるため、ビデオカメラで連続的に撮像されている画像をそのまま記録してゆくのではなく、所定の距離、例えば数メートル移動する毎に、例えばフレーム単位又はフィールド単位からなる１枚（１コマ分）の画像を記録してゆく、いわゆるコマ落し記録方式が従来から用いられている。
【００５１】
そこで、この実施形態の場合も、このコマ落し記録方式を用い、このとき、画像の取り込みを軌道検測車の移動距離で管理し、キロ程情報Ｋに基づき車両が４ｍ走行する毎にフレーム単位又はフィールド単位からなる１枚の画像Ｆを取り込み、順次、画像記録装置７に記録されてゆくようにしてある。
【００５２】
このため、速度発電機２２として、図４（ａ）に示すように、車両２４が２５ｃｍ走行する毎にパルスＰを発生するパルス発生器を用い、キロ程検出装置６は、図４（ｂ）に示すように、パルスＰを１６カウントし、走行距離４ｍ毎にサンプリング信号Ｓを生成する。
【００５３】
そして、このサンプリング信号Ｓを使用し、この信号Ｓが発生したタイミングで、図４（ｃ）に示すように、画像信号Ｇから順次１枚分ずつ画像Ｆを取り込み、画像記録装置７に記録されてゆくようにする。
【００５４】
ここで、この図４は、車両２４が或る一定の速度、すなわち画像信号Ｇが４フィールド現れる期間（４／６０秒＝１／１５秒）に４ｍ走行する速度（＝１５ｍ／秒：５４ｋｍ／時間）で走行している場合を示したものである。
【００５５】
従って、画像記録装置７には、車両２４の走行に伴って、それが４ｍ走行する毎に１フィールド分の画像データが１枚の画像Ｆとして順次記録されてゆくことになる。
【００５６】
なお、１フレーム分で１枚の画像Ｆにするのではなくて１フィールド分の画像にしてある理由は、フレーム期間にすると、インターレースによる２フィールド分の画像データが１枚の画像Ｆとして取り込まれてしまい、被写体が移動している場合、異なった画像が重畳された結果、不鮮明な画像になってしまう虞れがあるからである。
【００５７】
すなわち、走行中の車両等の移動体から撮像するため、通常のテレビジョン方式のフレーム分の画像では、１／６０秒のブレが発生するので、フィールド分の画像を利用する。但し、この場合、画素数の減少による解像度の低下は甘受するしかない。
【００５８】
ここで、フィールドインターレース撮像方式ではなく、１フレームで１枚の画像とするフルフレームシャッターカメラであればフレーム単位の画像であってもブレなく取得することができるため、この解像度の低下は、フルフレームシャッターカメラを使用することにより解決することができる。
【００５９】
そうすると、このとき画像記録装置７に記録されてゆく各画像Ｆは、図５（ａ）に示すように、画像Ｆ１、Ｆ２、……と時系列順に配列されたものとなる。
【００６０】
一方、このときは、キロ程Ｋも、図５（ｂ）に示すように、車両２４の走行に伴って時系列的に順次、キロ程検出装置６により算出され、画像記録装置７に記録されている。
【００６１】
そこで、まず、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、或る画像Ｆ１が記録された時刻と同じ時点で算出されたキロ程Ｋをキロ程Ｋ１とする。そして以下、同様に、各画像Ｆ２、Ｆ３、……と、これらと同じ時刻のキロ程Ｋを各々キロ程Ｋ２、Ｋ３、……とする。
【００６２】
次に、ここで或る画像Ｆ１と、これと同時刻に算出されたキロ程Ｋ１についてみると、これらは同一の時刻に撮像され算出されたものではあるが、軌道Ｏ上の位置でみると、異なった位置で撮像され算出されたものとなっている。
【００６３】
すなわち、図１を見れば明らかなように、このときの画像Ｆ１の撮像位置は、ビデオカメラ１〜３の場合、車両２４の前方に離れた位置にあり、一方、キロ程Ｋ１の算出位置、つまり車上子８が設置されている位置は、車両２４の中ほどにあるからである。
【００６４】
次に、これら各画像Ｆとキロ程Ｋの組合わせ処理について説明すると、まず、ここでビデオカメラ２、３（ビデオカメラ１については後述する）による撮像位置をＭ、車上子８の設置位置をＮとする。
【００６５】
そうすると、これら撮像位置Ｍと設置位置Ｎの間の距離は、図示のように、Ｌとなる。ここで、撮像位置Ｍについては、車両２４の前端から５〜６ｍ先のところに取るのが一般的であり、この場合、距離Ｌは１０ｍ以上になる。
【００６６】
そこで、いま、距離Ｌ＝１６ｍとすると、或る画像Ｆ１が撮像された位置は、キロ程Ｋ１が算出された位置よりも１６ｍ先になり、以下、画像Ｆ２、Ｆ３、……とキロ程Ｋ２、Ｋ３、……の関係も同じで、それぞれ１６ｍ異なった位置になってしまう。
【００６７】
この場合、従来技術では、図６に論理和処理Ｃとして示したように、同一の時刻で得られた各画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、……と各キロ程Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、……同士をそのまま組合わせている。
【００６８】
なお、このことは、従来技術の場合、各画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、……が撮像されたとき、これと同時に算出されるのは各キロ程Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、……しか無いからであり、そして、このことが従来技術で上記した問題が生じてしまう理由である。
【００６９】
そこで、この実施形態の場合、画像保存装置１６は、画像記録装置７に記憶された画像Ｆとキロ程Ｋを組合わせて読出すとき、同一時刻同士の画像Ｆとキロ程Ｋを直ちに組合せるのではなく、図５に論理和処理Ｃとして示したように、車両２４が更に距離Ｌ（このときはＬ＝１６ｍ）走行した後の時刻で算出されたキロ程Ｋを組合わせて読出すのである。
【００７０】
この場合、図４で説明したように、４ｍ走行する毎に画像Ｆを取込んでいるので、１６ｍ走行した後のキロ程Ｋは、図５に示すように、４回後に算出したものが対応する。つまり、この場合は、各画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、……に対して、各４回後のキロ程Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６、……が夫々対応することになり、これらを夫々組合わすのである。
【００７１】
この結果、図７に示すように、各画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、……に対して、正しいキロ程Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６、……を組合わせた画像データが、複数台のＭＯ装置１１〜１４の中からＵＳＢ−ＨＵＢ１７により選択した１台に記録されることになる。
【００７２】
従って、この実施形態によれば、各画像Ｆの実際の取り込み位置、つまり実際の撮像位置がキロ程から算定した位置に正確に一致して得られ、この結果、操作性悪化や精度低下の虞れが無く、常に高精度で信頼性の高い監視を容易に行うことができる。
【００７３】
ここで、このことは、画像記録装置７に画像Ｆとキロ程Ｋを夫々所定の期間にわたって記録（一時記録）させていることに由来する。なお、このため、画像記録装置７には、それ程大きな記憶容量を持たせる必要は無い。
【００７４】
なお、ビデオカメラ１による画像の取込みについては、上記した距離Ｌの値が異なるだけで、ビデオカメラ２、３の場合と同じであり、従って、その詳しい説明については割愛する。また、このことは、ビデオカメラ２７〜２９についても同じである。
【００７５】
ところで、上記実施形態では、図４に示すように、サンプリング信号Ｓによる画像Ｆの取込みに時間差εが生じる場合があり、この時間差εは、画像Ｆの位置とキロ程Ｋの位置について誤差となる。しかも、この図４では、この時間差εが各画像Ｆ毎にほぼ同じ程度になっているが、実際には時々刻々変化することが多い。
【００７６】
これは、ビデオカメラ１〜３（２７〜２９）による撮像動作が車両２４の走行と無関係に行われていることに由来する。すなわち、ビデオカメラ１〜３は、上記したように、３０フレーム／秒のレートで１フレーム２フィールド方式により、パルスＰ、ひいてはサンプリング信号Ｓの発生周期とは独立に、撮像動作しているからである。
【００７７】
そこで、この時間差εを小さくするには、ビデオカメラ１〜３として、３０フレーム／秒のレートではなく、例えば１００フレーム／秒などの高速度カメラを使用すればよい。また、このときインターレース方式ではなく、単純なノンインターレース方式にしてやれば、上記した解像度の低下を甘受する必要はない。
【００７８】
しかし、この場合でも、時間差εは小さくできるものの、いくら高速度のカメラを用いても、時間差εを常時０にすることは原理的にできない。但しビデオオンデマンド付きカメラを使用すれば、この時間差εを０にすることができる。
【００７９】
ここで、このビデオオンデマンド付きカメラとは、高速度で連続撮像が可能なスチルカメラ（静止画カメラ）の一種と考えることができるもので、外部から供給される信号（トリガ信号）に同期して順次、フレーム単位の画像が１枚ずつ取得できるようにしたカメラのことである。
【００８０】
従って、このビデオオンデマンド付きカメラを用い、サンプリング信号Ｓをトリガ信号として供給してやれば、時間差が無く（ε＝０）、各画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、……に対して正確に位置が一致したキロ程Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６、……を組合わせることができる。
【００８１】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００８２】
上記したように、本発明が対象としている軌道検測車の場合、その計測項目の一種に軌道狂いの計測がある。
【００８３】
そして、これに対応して、図１の実施形態では、軌道狂い検出装置５が設けてあり、これにより軌道検測車が走行中、常時、軌道狂い検出信号Ｅを検出して、軌道狂い計測データが記録されてゆくようになっていることは既に説明した通りである。
【００８４】
そこで、以下に説明する実施形態は、この軌道狂い検出信号Ｅが検出されたときの位置をキロ程Ｋにより算定し、当該キロ程Ｋに対応したフレーム単位又はフィールド単位からなる１枚の画像Ｆを選択し、この画像Ｆを、このときの軌道狂いデータと対応付けして記録するようにしたものである。
【００８５】
次に、この実施形態の動作について更に具体的に説明すると、まず、ここにいう軌道狂いとは、主としてレール３０の曲り、つまり本来の位置からの横方向のずれのことであり、従って、車両２５（図１）が走行した場合、横方向の加速度として検出することができることになる。
【００８６】
しかし、この場合、短時間の加速度だけで曲りを判定したのでは、単なる振動や動揺と区別できない。そこで、実用的には、ある程度の距離、走行したときの加速度から曲りを判定するようになっている。そして、このときの走行距離は２０ｍ程度あれば良いことが経験的に知られている。
【００８７】
そこで、この実施形態では、車両の走行速度が例えば１３０ｋｍ／ｈのとき、図８に論理和処理Ｃで示したように、軌道狂い検出信号Ｅが検出された位置から１００ｍ前のキロ程Ｋ（この場合はキロ程Ｋ１）に相当する画像Ｆ（この場合は画像Ｆ−２）を画像記録装置７から取込み、このときの軌道狂いデータに対応付けた上で、ＭＯ装置１１〜１４の何れかに転送し、記録するのである。
【００８８】
このとき、この実施形態では、該当する画像Ｆ（この場合は画像Ｆ−２）だけではなく、更に、その前後に複数枚の画像、例えば前方には約３０ｍ分、後方には約２０ｍ分の画像を対応付けして記録するようになっている。
【００８９】
これは、何らかの理由、例えば車両速度の変動などによるずれに際しても確実に当該箇所の画像が記録されるようにすると共に、誤検出に際して当該位置の前後が確認できるようにするためである。
【００９０】
ここで、上記したように、画像Ｆは走行距離４ｍ毎に１枚ずつ取り込まれるようになっている。そこで、この場合は、画像Ｆ−２ の前には８枚の画像が、そして、後には５枚の画像がそれぞれ一緒に記録されることになる。
【００９１】
従って、この実施形態によれば、後で軌道狂いが発生した地点の画像が簡単に再生できるので、当該地点での軌道狂いデータの解析に画像が利用できることになり、信頼性の高い軌道狂い検出を容易に得ることができる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、画像の撮像位置に正確に一致したキロ程が組合わせられるので、画像によるキロ程の確認が容易になり、且つ、キロ程から画像を容易に検索することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像情報記録装置の一実施形態を示す機器配置図である。
【図２】本発明による画像情報記録装置の一実施形態を示すシステム系統図である。
【図３】本発明の一実施形態による検査部のシステム系統図である。
【図４】本発明の一実施形態における画像取込み処理を説明するためのタイミング図である。
【図５】本発明の一実施形態における画像とキロ程の組合せ処理を説明するためのタイミング図である。
【図６】従来技術における画像とキロ程の組合せ処理を説明するためのタイミング図である。
【図７】本発明の一実施形態により得られる画像とキロ程の組合せの一例を示す説明図である。
【図８】本発明の他の一実施形態における画像取込み処理を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
Ｏ 軌道（鉄道線路）
１〜３ ビデオカメラ（前進方向撮像用）
４ カメラ制御装置
５ 軌道狂い検出装置
６ キロ程検出装置
７ 画像記録装置
８ 車上子
９ 地上子
１０ ビデオモニタ
１１〜１４ ＭＯ装置（光磁気記憶装置）
１１ａ〜１４ａ ＭＯディスク（光磁気ディスク：Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ）
１６ 画像保存装置（画像保存制御装置
１７ ＵＳＢ−ＨＵＢ（選択装置）
１８ 切換器
１９ ディスプレイ
２０ キーボード
２１ 運転士
２２ 速度発電機（パルス発生器）
２３ 車輪
２４〜２６ 車両（軌道検測車）
２７〜２９ ビデオカメラ（後進方向撮像用）
３０ レール（軌条）
３１ 窓（ガラス窓）
３２ パソコン
３３ ディスプレイ
３４ キーボード
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道線路の保全管理のための情報記録技術に係り、特に軌道検測車用の画像情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
公共性が高く完璧な安全性が要求され、保全管理が欠かせない軌道（鉄道線路）や橋梁、或いはトンネルなどの建造物では、それらの路面や壁面、構造体などがどのような状態にあるのかを常に正確に把握しておく必要がある。
【０００３】
ここで、このような建造物で検査対象となる計測項目としては、軌道の場合はレール（軌条）の歪みの程度やクラックの有無、バラストの状態などであり、その他、橋梁の場合は本体の歪みや梁の腐食の程度など、トンネルの場合は壁面のクラックの有無や程度、漏水の有無などがあり、それぞれ定期的、或いは適宜、検査が必要である。
【０００４】
また、このときは、目視による観察が極めて有効で、このため、上記した検査と並行して、ビデオカメラ（テレビジョンカメラ）により構造物を撮像し、こうして得た画像を所定の記録装置に記録し、後日、計測したデータの解析に際して比較参照する手法が従来からとられている。
【０００５】
ところで、軌道のような長大な構造物を監視対象とした場合、対象となる構造物に沿って移動しながら連続的に計測し、各画像を取得してゆくのが効率的であり、このため、移動手段として鉄道車両を用い、これに計測装置やビデオカメラを搭載し、移動しながら計測し撮像するという、いわゆる軌道検測車による方法が従来から用いられ、保全管理の信頼性向上に大いに貢献している。
【０００６】
そして、この場合は、ビデオカメラを軌道検測車の走行方向の前方にある軌道面に向け、走行に伴って順次、軌道面と、その周辺を撮像し、画像を取り込んで記録してゆくようにしている。
【０００７】
ところで、このように移動しながらの計測には、計測データや各画像を取り込んだ位置の特定が不可欠なデータとなる。そこで、従来技術では、例えば軌道検測車の場合、軌道上の位置をキロ程と呼ばれているデータを用いて記録し、計測データや各画像に関連付けている。
【０００８】
ここで、このキロ程とは距離程とも呼ばれ、軌道上の位置を、当該軌道の特定の位置に設定してある基準点からの距離で表わしたもので、その名称は、このときの距離の単位にキロ（ｋｍ）を用いたことに由来する。そして、これは、通常、軌道に沿って逐次、配設してある地上子の検出により、算定されるのが通例である。
【０００９】
上記のような技術に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１及び非特許文献１を参照。
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−００５５２１号公報
【００１１】
【非特許文献１】
平成８年鉄道連合シンポジウム（Ｊ−ＲＡＩＬ ’９５）講演論文集
社団法人 土木学会発行、平成８年７月１０日、Ｐ２９３−２９４、３Ａ−０２
「列車巡回ビデオ検査システムの開発」
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、ビデオカメラにより撮像された各画像と軌道上での位置の関連付けに配慮がされているとはいえず、各画像の位置の確定に問題があった。
【００１３】
従来の装置では、取り込んだ画像に表示されるキロ程や、画像と関連付けられるキロ程が、当該画像を取り込んだ場所の実際のキロ程と異なっていて、これらの間に誤差がある。
【００１４】
このため、従来技術では、画像を検査する際、オペレータが常に誤差を意識して判断する必要があり、操作性が悪い、精度が低いなどの問題があった。
【００１５】
上記したように、キロ程から算定される軌道検測車の位置は、当該軌道検測車に搭載されているキロ程計測用の車上子により、軌道に配置してある地上子が検出されときを基準位置として逐次算定される。
【００１６】
一方、軌道検測車を用いて軌道を撮像するようにした場合、ビデオカメラによる撮像位置（視野）は当該軌道検測車の前方になり、従って、このビデオカメラの撮像位置の上に車上子を設置することはできず、離れた位置に設置せざるを得ない。
【００１７】
この結果、ビデオカメラから画像を取り込んだ位置と車上子の検出結果から算定したキロ程による位置に差が生じ、同一の時間に取り込んだビデオカメラの画像とキロ程を関連付けても、実際の画像位置にはならない。
【００１８】
従来技術は、同一時間に取り込んだビデオカメラの画像と、キロ程を関連付けていた。また、このように、位置に差があっても、そのまま画像に文字表示でキロ程を合成していた。
【００１９】
このため、従来技術では、画像とキロ程の組合わせに誤差を含み、この誤差をオペレータが判断して画像を選択操作する必要があり、従って、各画像の位置の確定に問題があり、操作性の悪化や精度の低下を生じてしまうのである。
【００２０】
本発明の目的は、各画像の実際の取り込み位置がキロ程から算定した位置により正確に決定できるようにした軌道検測車用の画像情報記録装置を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、軌道狂いが検出された位置に対応付けした画像が得られるようにした軌道検測車用の画像情報記録装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、検査対象となる軌道に沿って走行する移動手段にビデオカメラを設置し、当該ビデオカメラで撮像した画像を記録する方式の画像情報記録装置において、前記ビデオカメラで撮像した画像を、前記移動手段の走行に応じてフィールド毎またはフレーム毎に抜き取って、前記移動手段の走行に応じて算出されるキロ程と共に一時保存してゆく記録手段を設け、前記記録手段から前記フィールド毎またはフレーム毎の画像と前記キロ程を読出す際、これらフィールド毎またはフレーム毎の画像の撮像位置に一致したキロ程を組合わせて読出すようにして達成される。
【００２３】
同じく上記目的は、検査対象となる軌道に沿って走行する移動手段にビデオカメラを設置し、当該ビデオカメラで撮像した画像を記録する方式の画像情報記録装置において、前記ビデオカメラで撮像した画像を、前記移動手段の走行に応じてフィールド単位又はフレーム単位からなる１枚毎に抜き取って、前記移動手段の走行に応じて算出されるキロ程と共に一時保存し、これら１枚毎の画像の撮像位置に一致したキロ程を組合わせ上で一時保存してゆく記録手段と、前記移動手段に搭載された軌道狂い手段とを備え、前記軌道狂い検出手段により軌道狂いが検出されたとき、当該軌道狂いが検出されたときの前記キロ程に対応する前記画像を前記軌道狂い検出手段による軌道狂いデータに対応付けして記録するようにしても達成される。
【００２４】
このとき、前記ビデオカメラがビデオオンデマンド機能を備え、前記キロ程に同期して前記フィールド毎またはフレーム単位の画像が取り込まれるようにしても上記目的が達成される。
【００２５】
本発明によれば、ビデオカメラから得られた映像信号を一時保存し、画像を取り込んだ時点でキロ程基準位置があった位置から、カメラ画像位置まで移動手段が進んだ時、その位置のキロ程とその画像を組合わせて、画像に文字表示で合成したり、画像データとキロ程データを関連付けを行うことができる。
【００２６】
また、本発明によれば、軌道狂い計測データを、当該軌道狂いが検出された地点の画像に対応付けすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による画像情報記録装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。ここで、まず、図１は、本発明の一実施形態を軌道検測車に搭載された状態で示した構成図で、図２はシステム系統図である。
【００２８】
そして、このとき、図示のように、軌道検測車として、３両連結された車両２４〜２６を用い、これに６台のビデオカメラ１〜３、２７〜２９を搭載し、監視対象となる軌道Ｏに沿って走行させ、計測を行うようにしてある。
【００２９】
そして、これら６台のビデオカメラの中で、ビデオカメラ１〜３の３台は、図では左端にある車両２４に搭載され、主として左方向（ここでは前進方向）に進むときに使用され、残りの３台のビデオカメラ２７〜２９は、右端にある車両２６に搭載されていて、同じく右方向（ここでは後進方向）に進むときに主として使用される。
【００３０】
ここで、まずビデオカメラ１（２７）は運転室窓３１から軌道Ｏの前方にある部分の周辺を撮像し、ビデオカメラ２（２８）とビデオカメラ３（２９）は、同じく運転室窓３１から、軌道Ｏの前方で両側にあるレール３０の各々を撮像する働きをする。
【００３１】
そして、これらのビデオカメラ３〜５、２７〜２９はカメラ制御装置４により制御され、撮像された映像信号Ｄは、カメラ制御装置４を経由して画像記録装置７に供給され、フレーム単位で並んだ画像Ｆとして記録される。なお、映像信号Ｄはフレーム単位で供給され記録される必要は無く、フィールド単位など、所定のサイズの１枚の画像として供給、記録されていればよい。
【００３２】
このとき、カメラ制御装置４にはビデオモニタ１０が接続してあり、これにより映像信号Ｄによる画像を表示させ、撮像状況がリアルタイム（実時間）でオペレータにより確認できるようにしてある。
【００３３】
なお、この実施形態の場合、このビデオモニタ１０は主に車上での撮像状況の確認用に過ぎず、線路状況の検査は後刻、別の場所で行うのが原則であり、従って、このモニタ１０は可搬型の小型のモニタでよく、機器の据付及び調整時のみ搬入して使用するようにしてもよい。
【００３４】
次に、車両２４には、ビデオカメラの外にも軌道狂い検出装置５とキロ程検出装置６が設置してあり、これらから出力される軌道狂い検出信号Ｅと車両速度Ｖ及びキロ程データＫも画像記録装置７に記録されるようになっている。
【００３５】
ここで、軌道狂い検出装置５はレーザ距離測定装置や加速度センサを備え、レールの曲りやクラックなどにより車両２４に現れる加速度から軌道Ｏの狂いの程度を演算し、軌道狂い検出信号Ｅを発生する働きをする。
【００３６】
また、キロ程検出装置６は、車輪２３の車軸に取付けてある速度発電機２２から出力されるパルスＰと、車上子８から出力される地上子信号Ｇを取込み、車両速度Ｖとキロ程Ｋを算出する働きをする。
【００３７】
このとき、まず、速度発電機２２は、車両２４が走行し、車輪２３が回転することによりパルスＰを発生するもので、この結果、車両２４が所定の距離、例えば２５ｃｍ移動する毎に１個のパルスＰを発生する働きをする。
【００３８】
次に、地上子９は信号発振器の一種で、基準駅（基準点）から予め決められている距離毎に、軌道Ｏの脇やレールの間などに設置され、その近傍を車上子８が通過したとき、例えば電磁誘導方式により当該地上子のキロ程を表わすデータが車上子８により検出されるようにする働きをする。
【００３９】
このため、車上子８は、地上子９から発信されている信号を受信する働きをするものであるが、この電磁誘導方式の場合は磁界検出用のコイルで構成されることになる。
【００４０】
従って、キロ程検出装置６は、車上子８により、地上子９のキロ程が検出されてくる毎に、そのキロ程を基準にしてパルスＰをカウントすることにより、この場合は、２５ｃｍ刻みでキロ程Ｋを算出することができる。
【００４１】
次に、画像保存装置１６は、画像記録装置７とＵＳＢ−ＨＵＢ（選択装置）１７を制御する働きをするもので、このため、切換器１８を介して接続されたキーボード２０などの入力インターフェースとディスプレイ１９を備え、所定のプログラムが格納されたコンピュータなどで構成されている。
【００４２】
そして、これにより、画像保存装置１６は、画像記録装置７に記憶された画像Ｆとキロ程Ｋを組合わせて読出し、複数台のＭＯ装置（光磁気記憶装置）１１〜１４の中からＵＳＢ−ＨＵＢ１７により選択した１台に供給し、各々のＭＯディスク（光磁気ディスク：Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ）１１ａ〜１４ａの何れかに記録させるのに必要な制御処理を実行する。
【００４３】
このとき、キーボード２０など入力インターフェースの操作と、モニタ１０による監視は、図示してない所定のオペレータにより行われ、複数台のＭＯ装置１１〜１４の選択も、オペレータにより行われる。
【００４４】
ここで、複数台（この場合は４台）のＭＯ装置１１〜１４を備え、ＵＳＢ−ＨＵＢ１７により選択して使用できるようにしてある理由は、検査対象となる軌道Ｏの種別に応じて、各々独立したＭＯディスクに画像やデータが記憶できるようにするためであり、ここで、軌道の種別とは、例えば本線と支線、線路名、保線区などの区別のことである。
【００４５】
そこで、この３台の車両２４〜２６からなる軌道検測車を、運転士２１が所定の速度で所定の区間にわたり走行させることにより、ＭＯディスク１１ａ〜１４ａには、検査対象である軌道Ｏの種別毎に、その軌道Ｏの周辺を撮像した画像と各レール３０を撮像した画像、それにキロ程程検出装置６から出力される速度Ｖとキロ程データＫが情報として組合わされて記録されることになる。
【００４６】
図３は、この実施形態において、地上に設置される線路状況監視システムの一例で、パソコン３２で制御される再生用ＭＯドライブ１５とディスプレイ３３を備え、図示してない所定の検査場所に設けられている。
【００４７】
そして、ＭＯディスク１１ａ〜１４ａの何れかを再生用ＭＯドライブ１５に装着（ロード）した上で、キーボード３４を用いてパソコン３２を操作してやれば再生動作が開始し、後述するように、各画像Ｆの撮像位置とキロ程Ｋによる走行位置が正確に一致した画像がディスプレイ３３に表示され、従って、この実施形態によれば、後述するように、信頼性に富んだ検査を容易に行うことができる。
【００４８】
次に、この実施形態における画像の記録処理と、記録した各画像とキロ程の組合わせ処理について説明する。
【００４９】
まず、画像の記録処理について説明すると、ここで、一般的なビデオカメラの場合、通常は例えばＮＴＳＣ方式などに準拠し、３０フレーム／秒のレートで１フレーム２フィールドによるフィールドインターレース撮像方式が採用されている。
【００５０】
しかし、このような軌道検測車用の画像情報記録装置の場合、記録データ量を抑えるため、ビデオカメラで連続的に撮像されている画像をそのまま記録してゆくのではなく、所定の距離、例えば数メートル移動する毎に、例えばフレーム単位又はフィールド単位からなる１枚（１コマ分）の画像を記録してゆく、いわゆるコマ落し記録方式が従来から用いられている。
【００５１】
そこで、この実施形態の場合も、このコマ落し記録方式を用い、このとき、画像の取り込みを軌道検測車の移動距離で管理し、キロ程情報Ｋに基づき車両が４ｍ走行する毎にフレーム単位又はフィールド単位からなる１枚の画像Ｆを取り込み、順次、画像記録装置７に記録されてゆくようにしてある。
【００５２】
このため、速度発電機２２として、図４（ａ）に示すように、車両２４が２５ｃｍ走行する毎にパルスＰを発生するパルス発生器を用い、キロ程検出装置６は、図４（ｂ）に示すように、パルスＰを１６カウントし、走行距離４ｍ毎にサンプリング信号Ｓを生成する。
【００５３】
そして、このサンプリング信号Ｓを使用し、この信号Ｓが発生したタイミングで、図４（ｃ）に示すように、画像信号Ｇから順次１枚分ずつ画像Ｆを取り込み、画像記録装置７に記録されてゆくようにする。
【００５４】
ここで、この図４は、車両２４が或る一定の速度、すなわち画像信号Ｇが４フィールド現れる期間（４／６０秒＝１／１５秒）に４ｍ走行する速度（＝１５ｍ／秒：５４ｋｍ／時間）で走行している場合を示したものである。
【００５５】
従って、画像記録装置７には、車両２４の走行に伴って、それが４ｍ走行する毎に１フィールド分の画像データが１枚の画像Ｆとして順次記録されてゆくことになる。
【００５６】
なお、１フレーム分で１枚の画像Ｆにするのではなくて１フィールド分の画像にしてある理由は、フレーム期間にすると、インターレースによる２フィールド分の画像データが１枚の画像Ｆとして取り込まれてしまい、被写体が移動している場合、異なった画像が重畳された結果、不鮮明な画像になってしまう虞れがあるからである。
【００５７】
すなわち、走行中の車両等の移動体から撮像するため、通常のテレビジョン方式のフレーム分の画像では、１／６０秒のブレが発生するので、フィールド分の画像を利用する。但し、この場合、画素数の減少による解像度の低下は甘受するしかない。
【００５８】
ここで、フィールドインターレース撮像方式ではなく、１フレームで１枚の画像とするフルフレームシャッターカメラであればフレーム単位の画像であってもブレなく取得することができるため、この解像度の低下は、フルフレームシャッターカメラを使用することにより解決することができる。
【００５９】
そうすると、このとき画像記録装置７に記録されてゆく各画像Ｆは、図５（ａ）に示すように、画像Ｆ１、Ｆ２、……と時系列順に配列されたものとなる。
【００６０】
一方、このときは、キロ程Ｋも、図５（ｂ）に示すように、車両２４の走行に伴って時系列的に順次、キロ程検出装置６により算出され、画像記録装置７に記録されている。
【００６１】
そこで、まず、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、或る画像Ｆ１が記録された時刻と同じ時点で算出されたキロ程Ｋをキロ程Ｋ１とする。そして以下、同様に、各画像Ｆ２、Ｆ３、……と、これらと同じ時刻のキロ程Ｋを各々キロ程Ｋ２、Ｋ３、……とする。
【００６２】
次に、ここで或る画像Ｆ１と、これと同時刻に算出されたキロ程Ｋ１についてみると、これらは同一の時刻に撮像され算出されたものではあるが、軌道Ｏ上の位置でみると、異なった位置で撮像され算出されたものとなっている。
【００６３】
すなわち、図１を見れば明らかなように、このときの画像Ｆ１の撮像位置は、ビデオカメラ１〜３の場合、車両２４の前方に離れた位置にあり、一方、キロ程Ｋ１の算出位置、つまり車上子８が設置されている位置は、車両２４の中ほどにあるからである。
【００６４】
次に、これら各画像Ｆとキロ程Ｋの組合わせ処理について説明すると、まず、ここでビデオカメラ２、３（ビデオカメラ１については後述する）による撮像位置をＭ、車上子８の設置位置をＮとする。
【００６５】
そうすると、これら撮像位置Ｍと設置位置Ｎの間の距離は、図示のように、Ｌとなる。ここで、撮像位置Ｍについては、車両２４の前端から５〜６ｍ先のところに取るのが一般的であり、この場合、距離Ｌは１０ｍ以上になる。
【００６６】
そこで、いま、距離Ｌ＝１６ｍとすると、或る画像Ｆ１が撮像された位置は、キロ程Ｋ１が算出された位置よりも１６ｍ先になり、以下、画像Ｆ２、Ｆ３、……とキロ程Ｋ２、Ｋ３、……の関係も同じで、それぞれ１６ｍ異なった位置になってしまう。
【００６７】
この場合、従来技術では、図６に論理和処理Ｃとして示したように、同一の時刻で得られた各画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、……と各キロ程Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、……同士をそのまま組合わせている。
【００６８】
なお、このことは、従来技術の場合、各画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、……が撮像されたとき、これと同時に算出されるのは各キロ程Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、……しか無いからであり、そして、このことが従来技術で上記した問題が生じてしまう理由である。
【００６９】
そこで、この実施形態の場合、画像保存装置１６は、画像記録装置７に記憶された画像Ｆとキロ程Ｋを組合わせて読出すとき、同一時刻同士の画像Ｆとキロ程Ｋを直ちに組合せるのではなく、図５に論理和処理Ｃとして示したように、車両２４が更に距離Ｌ（このときはＬ＝１６ｍ）走行した後の時刻で算出されたキロ程Ｋを組合わせて読出すのである。
【００７０】
この場合、図４で説明したように、４ｍ走行する毎に画像Ｆを取込んでいるので、１６ｍ走行した後のキロ程Ｋは、図５に示すように、４回後に算出したものが対応する。つまり、この場合は、各画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、……に対して、各４回後のキロ程Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６、……が夫々対応することになり、これらを夫々組合わすのである。
【００７１】
この結果、図７に示すように、各画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、……に対して、正しいキロ程Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６、……を組合わせた画像データが、複数台のＭＯ装置１１〜１４の中からＵＳＢ−ＨＵＢ１７により選択した１台に記録されることになる。
【００７２】
従って、この実施形態によれば、各画像Ｆの実際の取り込み位置、つまり実際の撮像位置がキロ程から算定した位置に正確に一致して得られ、この結果、操作性悪化や精度低下の虞れが無く、常に高精度で信頼性の高い監視を容易に行うことができる。
【００７３】
ここで、このことは、画像記録装置７に画像Ｆとキロ程Ｋを夫々所定の期間にわたって記録（一時記録）させていることに由来する。なお、このため、画像記録装置７には、それ程大きな記憶容量を持たせる必要は無い。
【００７４】
なお、ビデオカメラ１による画像の取込みについては、上記した距離Ｌの値が異なるだけで、ビデオカメラ２、３の場合と同じであり、従って、その詳しい説明については割愛する。また、このことは、ビデオカメラ２７〜２９についても同じである。
【００７５】
ところで、上記実施形態では、図４に示すように、サンプリング信号Ｓによる画像Ｆの取込みに時間差εが生じる場合があり、この時間差εは、画像Ｆの位置とキロ程Ｋの位置について誤差となる。しかも、この図４では、この時間差εが各画像Ｆ毎にほぼ同じ程度になっているが、実際には時々刻々変化することが多い。
【００７６】
これは、ビデオカメラ１〜３（２７〜２９）による撮像動作が車両２４の走行と無関係に行われていることに由来する。すなわち、ビデオカメラ１〜３は、上記したように、３０フレーム／秒のレートで１フレーム２フィールド方式により、パルスＰ、ひいてはサンプリング信号Ｓの発生周期とは独立に、撮像動作しているからである。
【００７７】
そこで、この時間差εを小さくするには、ビデオカメラ１〜３として、３０フレーム／秒のレートではなく、例えば１００フレーム／秒などの高速度カメラを使用すればよい。また、このときインターレース方式ではなく、単純なノンインターレース方式にしてやれば、上記した解像度の低下を甘受する必要はない。
【００７８】
しかし、この場合でも、時間差εは小さくできるものの、いくら高速度のカメラを用いても、時間差εを常時０にすることは原理的にできない。但しビデオオンデマンド付きカメラを使用すれば、この時間差εを０にすることができる。
【００７９】
ここで、このビデオオンデマンド付きカメラとは、高速度で連続撮像が可能なスチルカメラ（静止画カメラ）の一種と考えることができるもので、外部から供給される信号（トリガ信号）に同期して順次、フレーム単位の画像が１枚ずつ取得できるようにしたカメラのことである。
【００８０】
従って、このビデオオンデマンド付きカメラを用い、サンプリング信号Ｓをトリガ信号として供給してやれば、時間差が無く（ε＝０）、各画像Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、……に対して正確に位置が一致したキロ程Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６、……を組合わせることができる。
【００８１】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００８２】
上記したように、本発明が対象としている軌道検測車の場合、その計測項目の一種に軌道狂いの計測がある。
【００８３】
そして、これに対応して、図１の実施形態では、軌道狂い検出装置５が設けてあり、これにより軌道検測車が走行中、常時、軌道狂い検出信号Ｅを検出して、軌道狂い計測データが記録されてゆくようになっていることは既に説明した通りである。
【００８４】
そこで、以下に説明する実施形態は、この軌道狂い検出信号Ｅが検出されたときの位置をキロ程Ｋにより算定し、当該キロ程Ｋに対応したフレーム単位又はフィールド単位からなる１枚の画像Ｆを選択し、この画像Ｆを、このときの軌道狂いデータと対応付けして記録するようにしたものである。
【００８５】
次に、この実施形態の動作について更に具体的に説明すると、まず、ここにいう軌道狂いとは、主としてレール３０の曲り、つまり本来の位置からの横方向のずれのことであり、従って、車両２５（図１）が走行した場合、横方向の加速度として検出することができることになる。
【００８６】
しかし、この場合、短時間の加速度だけで曲りを判定したのでは、単なる振動や動揺と区別できない。そこで、実用的には、ある程度の距離、走行したときの加速度から曲りを判定するようになっている。そして、このときの走行距離は２０ｍ程度あれば良いことが経験的に知られている。
【００８７】
そこで、この実施形態では、車両の走行速度が例えば１３０ｋｍ／ｈのとき、図８に論理和処理Ｃで示したように、軌道狂い検出信号Ｅが検出された位置から１００ｍ前のキロ程Ｋ（この場合はキロ程Ｋ１）に相当する画像Ｆ（この場合は画像Ｆ−２）を画像記録装置７から取込み、このときの軌道狂いデータに対応付けた上で、ＭＯ装置１１〜１４の何れかに転送し、記録するのである。
【００８８】
このとき、この実施形態では、該当する画像Ｆ（この場合は画像Ｆ−２）だけではなく、更に、その前後に複数枚の画像、例えば前方には約３０ｍ分、後方には約２０ｍ分の画像を対応付けして記録するようになっている。
【００８９】
これは、何らかの理由、例えば車両速度の変動などによるずれに際しても確実に当該箇所の画像が記録されるようにすると共に、誤検出に際して当該位置の前後が確認できるようにするためである。
【００９０】
ここで、上記したように、画像Ｆは走行距離４ｍ毎に１枚ずつ取り込まれるようになっている。そこで、この場合は、画像Ｆ−２ の前には８枚の画像が、そして、後には５枚の画像がそれぞれ一緒に記録されることになる。
【００９１】
従って、この実施形態によれば、後で軌道狂いが発生した地点の画像が簡単に再生できるので、当該地点での軌道狂いデータの解析に画像が利用できることになり、信頼性の高い軌道狂い検出を容易に得ることができる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、画像の撮像位置に正確に一致したキロ程が組合わせられるので、画像によるキロ程の確認が容易になり、且つ、キロ程から画像を容易に検索することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像情報記録装置の一実施形態を示す機器配置図である。
【図２】本発明による画像情報記録装置の一実施形態を示すシステム系統図である。
【図３】本発明の一実施形態による検査部のシステム系統図である。
【図４】本発明の一実施形態における画像取込み処理を説明するためのタイミング図である。
【図５】本発明の一実施形態における画像とキロ程の組合せ処理を説明するためのタイミング図である。
【図６】従来技術における画像とキロ程の組合せ処理を説明するためのタイミング図である。
【図７】本発明の一実施形態により得られる画像とキロ程の組合せの一例を示す説明図である。
【図８】本発明の他の一実施形態における画像取込み処理を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
Ｏ 軌道（鉄道線路）
１〜３ ビデオカメラ（前進方向撮像用）
４ カメラ制御装置
５ 軌道狂い検出装置
６ キロ程検出装置
７ 画像記録装置
８ 車上子
９ 地上子
１０ ビデオモニタ
１１〜１４ ＭＯ装置（光磁気記憶装置）
１１ａ〜１４ａ ＭＯディスク（光磁気ディスク：Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ）
１６ 画像保存装置（画像保存制御装置
１７ ＵＳＢ−ＨＵＢ（選択装置）
１８ 切換器
１９ ディスプレイ
２０ キーボード
２１ 運転士
２２ 速度発電機（パルス発生器）
２３ 車輪
２４〜２６ 車両（軌道検測車）
２７〜２９ ビデオカメラ（後進方向撮像用）
３０ レール（軌条）
３１ 窓（ガラス窓）
３２ パソコン
３３ ディスプレイ
３４ キーボード
Claims (3)
- 検査対象となる軌道に沿って走行する移動手段にビデオカメラを設置し、当該ビデオカメラで撮像した画像を記録する方式の画像情報記録装置において、
前記ビデオカメラで撮像した画像を、前記移動手段の走行に応じてフィールド単位又はフレーム単位からなる１枚毎に抜き取って、前記移動手段の走行に応じて算出されるキロ程と共に一時保存してゆく記録手段を設け、
前記記録手段から前記１枚毎の画像と前記キロ程を読出す際、これら１枚毎の画像の撮像位置に一致したキロ程を組合わせて読出すように構成したことを特徴とする画像情報記録装置。 - 検査対象となる軌道に沿って走行する移動手段にビデオカメラを設置し、当該ビデオカメラで撮像した画像を記録する方式の画像情報記録装置において、
前記ビデオカメラで撮像した画像を、前記移動手段の走行に応じてフィールド単位又はフレーム単位からなる１枚毎に抜き取って、前記移動手段の走行に応じて算出されるキロ程と共に一時保存し、これら１枚毎の画像の撮像位置に一致したキロ程を組合わせた上で一時保存してゆく記録手段と、
前記移動手段に搭載された軌道狂い検出手段とを備え、
前記軌道狂い検出手段により軌道狂いが検出されたとき、当該軌道狂いが検出されたときの前記キロ程に対応する前記画像を前記軌道狂い検出手段による軌道狂いデータに対応付けして記録するように構成したことを特徴とする画像情報記録装置。 - 請求項１又は請求項ふに記載の発明の何れかにおいて、
前記ビデオカメラがビデオオンデマンド機能を備え、
前記キロ程に同期して前記１枚毎の画像が取り込まれるように構成されていることを特徴とする画像情報記録装置。
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