JP2004352108A

JP2004352108A - Exoergic detecting device for track equipment

Info

Publication number: JP2004352108A
Application number: JP2003152963A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Abe; 一美阿部
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exoergic detecting device for track equipment which is constituted in such a manner that an accurate temperature value can always be detected from a thermal image without being affected by the accuracy of the thermal image which is output from an infrared camera. <P>SOLUTION: This exoergic detecting device for the track equipment is constituted by providing the infrared camera 11, at least one target member 12 and a processing device 15 on a track travelling vehicle (a measurement vehicle) 20 which has steel wheels on the car body, and can travel on the track. In this case, the infrared camera 11 is arranged on the car body of the measuring vehicle 20 in a manner to photograph track equipment (a wire) K extending along the track R, and detects the thermal image of the track equipment K. The target member 12 is arranged in a manner to be always photographed by the infrared camera 11. The processing device 15 outputs the temperature value corresponding to the thermal image by processing the thermal image from the infrared camera 11. The processing device 15 has a temperature setting apparatus 14 which sets the surface temperature of the target member 12, and is constituted in such a manner that the temperature value corresponding to the thermal image detected by the infrared camera 11 may be output by using the thermal image of the target member 12 detected by the infrared camera 11 and the surface temperature of the target member 12 which is set by the temperature setting apparatus 14. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体に鉄輪を有し軌道上を走行可能な軌道走行車両に設けられ、この軌道に沿って延びる軌道設備の発熱を検出する軌道設備の発熱検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気動力によって走行する電気車に電力を供給する電車線路は、き電線、き電分岐線、主回路（トロリ線）等から構成されており、変電所から送り出された電流はき電線、き電分岐線、トロリ線等を経て、電気車に設けられトロリ線に接触する集電装置（パンタグラフ）から集電される。この電車線路を含め軌道上に配設される軌道設備に接続不良や損傷が生じた場合には、早急に補修を行う必要があるため、定期的に目視による外観の点検を行っている。しかし、き電線、き電分岐線、トロリ線等の電車線路は外観の点検のみでは内在的な接続不良や損傷の点検を行うことができない。
【０００３】
ここで、このような電車線路に接続不良や損傷が生ずると、その部分の電気抵抗が増えるため電流が流れると発熱し、他の正常な部分に比べてその接続不良等が生じた部分の温度が高くなる。このため、この軌道設備を赤外線カメラ等で熱画像として撮像して、その熱画像から所定温度以上に上昇した箇所を検出することにより接続不良等が生じた異常箇所として検出する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１６７７７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、赤外線カメラ等で撮像された熱画像から、その熱画像として撮像された軌道設備の表面温度を正確に検出するためには、赤外線カメラにおいて、軌道設備等の被撮像体から放射される赤外線エネルギーの検出値を表面温度に換算して熱画像にするための換算に対する温度校正を行う必要がある。赤外線カメラ自体が温度校正機能を有するものもあるが、外的要因（周囲温度等）に影響される場合があり、精度の高い温度校正が難しいという課題があった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、赤外線カメラから出力される熱画像の精度に影響されず、この熱画像から常に正確な温度値が検出可能なように構成した軌道設備の発熱検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、第１の本発明に係る軌道設備の発熱検出装置は、車体に鉄輪を有し軌道上を走行可能な軌道走行車両に設けられるものであって、軌道に沿って延びる軌道設備（例えば、実施形態における架線Ｋ）を撮像するように車体に配置され軌道設備の熱画像を撮像する熱画像検出手段（例えば、実施形態における赤外線カメラ１１）と、熱画像検出手段で常に撮像されるように配置された少なくとも一つのターゲット部材と、ターゲット部材の表面温度の温度値を設定する温度設定手段（例えば、実施形態における温度設定器１４）と、熱画像検出手段からの熱画像を処理してこの熱画像に対応する温度値を出力する処理装置とを有して構成される。そして、この処理装置が、熱画像検出手段で検出したターゲット部材の熱画像と温度設定手段で設定したターゲット部材の表面温度の温度値とを用いて、熱画像検出手段で検出した熱画像に対応する温度値を出力するように構成される。
【０００８】
このような構成によれば、ターゲット部材の熱画像と設定された表面温度の温度値からこの処理装置において熱画像から被撮像体の表面温度（温度値）を求める換算の温度校正をすることができるため、熱画像検出手段で検出される軌道設備等の被撮像体の表面温度と熱画像の関係に影響されずに、正確な温度値を得ることができる。また、熱画像から温度値を出力する測温機能のない赤外線カメラでも、このターゲット部材の熱画像を用いて出力強度の比較をすることにより、熱画像として撮像された軌道設備の温度の推定が可能となる。
【０００９】
あるいは、第２の本発明に係る軌道設備の発熱検出装置は、車体に鉄輪を有し軌道上を走行可能な軌道走行車両に設けられるものであって、軌道に沿って延びる軌道設備を撮像するように車体に配置され軌道設備の熱画像を撮像する熱画像検出手段と、熱画像検出手段で常に撮像されるように配置された少なくとも一つのターゲット部材と、ターゲット部材の表面温度の温度値を検出する温度検出手段（例えば、実施形態における温度設定器１７）と、熱画像検出手段からの熱画像を処理してこの熱画像に対応する温度値を出力する処理装置とを有して構成される。そして、この処理装置が、熱画像検出手段で検出したターゲット部材の熱画像と温度検出手段で検出したターゲット部材の表面温度の温度値とを用いて、熱画像検出手段で検出した熱画像に対応する温度値を出力するように構成される。
【００１０】
このような構成によれば、温度検出手段によりターゲット部材の正確な表面温度を得ることができるため、熱画像から温度値を求めるための換算の温度校正をより正確に行うことができる。
【００１１】
なお、ターゲット部材の少なくとも一つが、ターゲット部材の表面温度を所定の温度に保つ温度調節器を有するように構成することが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、ターゲット部材の表面温度を常に一定に保つことができるため、外的要因に影響されずに熱画像から温度値を求めるための換算の温度校正を行うことができる。また、複数のターゲット部材の表面温度を異なる温度に設定することができるので、温度の異なる複数のターゲット部材の熱画像を用いて、より正確に温度校正を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明に係る軌道設備の発熱検出装置を軌道走行車両に搭載した場合について示している。発熱検出装置１０は、軌道（鉄道レール）Ｒ上を走行可能な軌道走行車両２０（以下、「検測車２０」と呼ぶ）に配設されており、赤外線カメラ１１と、ターゲット部材１２と、このターゲット部材１２を所定の位置に保持する保持部材１３と、温度設定器１４と、処理装置１５及びディスプレイ１６とから構成されている。
【００１４】
赤外線カメラ１１は、図１に示すように検測車２０の上部に取付けられており、軌道Ｒ上に延びる軌道設備（例えば、トロリ線や吊架線で構成される架線Ｋ）を撮像するように配置されている。なお、図１では赤外線カメラ１１を検測車２０の上部に取付けた場合を示しているが、車両の前部や後部に取付けることも可能である。この赤外線カメラ１１は、その撮像方向を自由に設定できるように構成されている。
【００１５】
赤外線カメラ１１はその撮像面に赤外線センサーを有して構成されている。物体から放射される赤外線エネルギーの強度はその物体の表面温度と相関関係を有している。そのため、赤外線カメラ１１は赤外線センサーで検出した赤外線エネルギーの強度分布を物体表面の温度分布に換算して画像として出力している（この画像を以降の説明では「熱画像」と呼ぶ）。熱画像はカラー画像として温度の差を色の違いで表現したものや、白黒画像として温度の差を輝度（出力強度）の違いで表現したものがある。
【００１６】
したがって、例えば、温度の高い部分を輝度の高い白黒画像として表現する熱画像を用いた場合、上述の通り軌道設備のうち接続不良等が生じている異常部分は周囲より温度が高いため、熱画像の対応する部分は周囲より輝度が高くなっている。処理装置１５は、赤外線カメラ１１から出力される熱画像を受けて、熱画像の輝度から撮像された軌道設備の各部の温度を求める。そして、この熱画像をディスプレイ１６に出力するとともに、この熱画像から所定の温度より高い部分が検出されれば、その旨をディスプレイ１６に出力する。
【００１７】
そのため、上述の赤外線カメラ１１において被撮像体から放射される赤外線エネルギーの強度を検出する赤外線センサーの出力値に誤差があると、その赤外線エネルギーの強度の検出値から換算される熱画像にも誤差が生じる。よって、処理装置１５でこの熱画像の輝度から換算する温度値も誤差を有することになる。しかし、被撮像体の放出する赤外線エネルギーの強度と赤外線カメラ１１の赤外線センサーで検出した赤外線エネルギーの強度は、周囲温度等の外的要因に影響されるため、赤外線カメラ１１から出力される熱画像は誤差を有することになる。そのため、内部にキャリブレーション機能を有し、赤外線カメラ１１から出力される熱画像の温度校正が可能なように構成された温度校正機能付きの赤外線カメラもあるが、その精度は、処理装置１５において熱画像から軌道設備の表面温度を検出するためには十分ではない。
【００１８】
ターゲット部材１２は赤外線カメラ１１で常に撮像されるように保持部材１３で保持されて配設されており、赤外線カメラ１１の撮像方向に関わりなく、赤外線カメラ１１から出力される熱画像の所定の位置にこのターゲット部材１２の熱画像が位置するように構成されている。また、ターゲット部材１２の表面温度は、温度設定器１４により設定されて処理装置１５に渡される。このターゲット部材１２の表面温度は、温度設定器１４に接続されたキーボードを用いて設定することもできるし、後述するように、温度設定器１４の代わりに温度検出器１７を用いて処理装置１５に渡すように構成することも可能である。処理装置１５は、ターゲット部材１２の熱画像と温度設定器１４で設定されたターゲット部材１２の表面温度の温度値を用いて赤外線カメラ１１の熱画像から温度値への換算を校正して正しい温度値を出力するように構成されている（熱画像から温度値を求めるための換算に対する校正方法については、後述する）。
【００１９】
以上に説明したように、本発明に係る軌道設備の発熱検出システム１０では、赤外線カメラ１１で、熱画像における輝度と表面温度の関係の基準となるターゲット部材１２を常に所定の位置に撮像できるようにして、このターゲット部材１２を用いて熱画像からの温度値の換算の温度校正を行うように処理装置１５が構成されている。このターゲット部材１２を用いた温度校正について、図２を用いて説明する。なお、図２ではターゲット部材１２の表面温度を温度検出器１７で検出して、ターゲット部材１２の熱画像と温度検出器１７で検出した温度値とから温度校正するように構成した場合を示している。
【００２０】
図２では、２個のターゲット部材１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を用いて温度校正を行う場合について示している。なお、図２においては、検測車２０や軌道設備（架線Ｋ）は図示していない。赤外線カメラ１１は軌道設備を撮像する方向に向けられているが、図１に示すようにターゲット部材１２は保持部材１３で常に熱画像の所定の位置に撮像されるように保持されている。例えば、図３に示すように、２個のターゲット部材１２Ｌ，１２Ｒの熱画像１９Ｌ，１９Ｒが、赤外線カメラ１１で撮像された熱画像の下部の左右両端に撮像されるように配置する。通常、撮像対象となる軌道設備は熱画像の中央付近に撮像されるため、熱画像として周辺部の情報量は少なく、軌道設備の撮像に干渉しないのでこの部分にターゲット部材１２を配置している。なお、熱画像の他の部分（例えば、上部や左右の両側部）にターゲット部材１２が撮像されるように構成することも可能である。
【００２１】
ターゲット部材１２Ｌ，１２Ｒには、それぞれの表面温度を測定するために温度センサー１７Ｌ，１７Ｒが配設されている。この温度センサー１７Ｌ，１７Ｒの出力は温度検出器１７にて各ターゲット部材１２Ｌ，１２Ｒの表面温度に換算され、処理装置１５に渡される。なお、本実施例では一方のターゲット部材１２Ｒに温度調節器１８を有している。この温度調節器１８は、例えばヒータ１８ａを用いてターゲット部材１２Ｒを所定の表面温度に維持するように構成されている。
【００２２】
以上のようにターゲット部材１２Ｌ，１２Ｒを構成すると、一方のターゲット部材１２Ｌは表面温度が常温（例えば、１７℃）になり、他方のターゲット部材１２Ｒは表面温度が高温（例えば、５０℃）に維持される。
【００２３】
図３は熱画像を横６４０ドット、縦４８０ドットのディスプレイ１６に表示した場合を示している。図３に示すように、赤外線カメラ１１で撮像された熱画像の下部の左右両端には、ターゲット部材１２Ｌ，１２Ｒの熱画像１９Ｌ，１９Ｒが撮影されている。このターゲット部材１２Ｌ，１２Ｒは上述のように保持部材１３で保持されているため、常に熱画像の同じ位置に表示されている。よって、処理装置１５ではこのターゲット部材の熱画像１９Ｌ，１９Ｒの輝度をこの熱画像から得ることができる（この図３の例では、処理装置１５において、中心部の３点Ｌ１〜Ｌ３とＲ１〜Ｒ３の輝度から平均値を求め、この平均値をターゲット部材の熱画像１９Ｌ，１９Ｒの輝度とする場合を示している）。そして、各ターゲット部材１２Ｌ，１２Ｒの熱画像１９Ｌ，１９Ｒの輝度と温度センサー１７Ｌ，１７Ｒから検出され温度検出器１７より得られた各ターゲット部材１２Ｌ，１２Ｒの表面温度の温度値から、熱画像の輝度と表面温度の関係を求めて、熱画像から温度値を求める換算を校正することで、正確な温度値を得ることができる。
【００２４】
熱画像の輝度と表面温度の関係は図４に示されるグラフのようになる。この場合、基準となる熱画像の輝度と表面温度の関係は赤外線カメラ１１の特性等から決定されてテーブル又は演算式として処理装置１５に格納されているため、このターゲット部材１２Ｌ，１２Ｒの熱画像１９Ｌ，１９Ｒと温度センサー１７Ｌ，１７Ｒから出力されたターゲット部材１２Ｌ，１２Ｒの表面温度の温度値からこのテーブル又は演算式を校正する。このように、ターゲット部材１２を用いることにより、赤外線カメラ１１で検出される赤外線エネルギーの強度と熱画像の換算の状態に影響されることなく、処理装置１５において赤外線カメラ１１から出力される熱画像の輝度から表面温度を求めることができるため、正確な温度値を得ることができる。また、本実施例のように温度の異なる複数のターゲット部材１２（１２Ｌ，１２Ｒ）を用いると、熱画像の輝度と表面温度の関係を有するテーブルまたは演算式を複数の状態（輝度と表面温度との関係）から校正できるため、より正確な温度値を得ることができる。
【００２５】
なお、上述の実施例ではターゲット部材１２を２個用いて温度校正をした場合について説明したが、１個のターゲット部材で構成することも可能であるし、３個以上のターゲット部材を用いて温度校正をすることも可能である。また、２個のターゲット部材１２（１２Ｌ，１２Ｒ）の両方に温度センサー１７Ｌ，１７Ｒを設けて表面温度を測定するように構成したが、温度調節器１８が配設されたターゲット部材１２Ｒの表面温度はそのターゲット部材１２Ｒに取付けられた温度調節器１８の設定値であるので、温度センサー１７Ｒを設置せずに、温度設定器１４を温度調節器１８の設定温度を図１に示す温度設定器１４により直接設定するようにして構成することも可能である。
【００２６】
以上の実施例では、軌道を走行可能な軌道走行車両（検測車）２０に本発明に係る軌道設備の発熱検出システム１０を搭載した場合について説明を行ったが、本発明がこの実施例に限定されるわけではない。例えば、トラック車両をベースに切り替え可能な鉄輪を備え、地上はトラック車両が有する車輪で走行し、軌道上は鉄輪を用いて走行可能なように構成された軌陸作業車に搭載することも可能である。この場合、軌陸作業車にはその車体上に高所作業装置等を有しているため、発熱検出装置１０で検出した軌道設備の異常箇所を、この軌陸作業車の有する高所作業装置を用いて作業者が点検・補修することができ、作業の効率化を図ることができる。この場合、赤外線カメラ１１は、軌陸作業車の運転キャビン上部等に配設される。
【００２７】
また、以上の実施例では、熱画像検出手段として赤外線カメラ１１を用いて実現した場合について説明を行ったが、サーモグラフィー等のように被撮像体の表面温度の分布を熱画像として出力可能なものであれば、同様の構成で同様の効果を得ることができる。
【００２８】
さらに、以上の実施例では赤外線カメラ１１が、その赤外線センサーで検出した赤外線エネルギーの強度分布を被撮像体表面の温度分布に換算して熱画像として出力する測温機能を有した場合について説明したが、そのような測温機能を有しない赤外線カメラに対しても、上記に説明した温度校正用のターゲット部材を用いた方法は有効である。例えば、温度調節器１８でターゲット部材１２の温度を所定の温度に維持した状態で軌道設備を撮像した場合、作業者がディスプレイ１６に表示された熱画像を見て、軌道設備の熱画像の輝度（出力強度）とターゲット部材１２の輝度を比較することで、温度の推定が可能となる。この場合、温度の違うターゲット部材１２を複数用いれば、温度の推定がより容易となる。
【００２９】
なお、上述の実施例では、軌道設備の発熱検出装置１０として、赤外線カメラ１１から出力された熱画像から温度値を求める部分について説明を行ったが、この赤外線カメラ１１で撮像した熱画像を記憶する記憶手段を有するように構成することにより、異常発熱部位が検出された異常箇所の検索を容易に行うことができる。また、軌道走行車両２０にＧＰＳ等の位置検出装置を設けて、上記熱画像と共に走行中の位置を位置検出装置から得て記憶することにより、異常発熱部位の熱画像から異常箇所を速やかに特定することが可能となり、作業の効率化を図ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、第１の本発明に係る軌道設備の発熱検出装置によれば、熱画像検出手段に対して常に所定の位置に撮像されるように少なくとも一つのターゲット部材を配置し、このターゲット部材の熱画像と表面温度の温度値を用いて熱画像から温度値を求めるための温度校正をするように構成することにより、熱画像検出手段における軌道設備等の被撮像体の表面温度（赤外線エネルギー）から熱画像へ換算する際の換算精度に影響されずに、この熱画像検出手段から出力された熱画像を用いて常に正確な温度値を得ることができる。また、熱画像から温度値を出力する測温機能のない赤外線カメラでも、このターゲット部材の熱画像を用いて出力強度の比較をすることにより、熱画像として撮像された軌道設備の温度の推定が可能となる。
【００３１】
また、第２の本発明に係る軌道設備の発熱検出装置によれば、ターゲット部材の表面温度を検出する温度検出手段を有し、この温度検出手段で検出したターゲット部材の表面温度の温度値とターゲット部材の熱画像とを用いて熱画像から温度値を求めるための温度校正をするように構成するため、より正確な温度値を得ることができる。
【００３２】
なお、ターゲット部材の少なくとも一つがこのターゲット部材の表面温度を所定の温度に保つ温度調節器を有するように構成すると、ターゲット部材の表面温度の変化が無くなり、外的要因に影響されずに熱画像から温度値を求めるための温度校正ができるため、より正確になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る軌道設備の発熱検出装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る軌道設備の発熱検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る軌道設備の発熱検出装置のディスプレイに表示される熱画像の一例を示している。
【図４】熱画像と表面温度の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０発熱検出装置
１１赤外線カメラ（熱画像検出手段）
１２ターゲット部材
１３補助部材
１４温度設定器（温度設定手段）
１５処理装置
１６ディスプレイ
１７温度検出器（温度検出手段）
１８温度調節器
２０検測車（軌道走行車両）
Ｒ軌道
Ｋ架線（軌道設備）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a track equipment heat generation detection device provided in a track traveling vehicle having a steel wheel on a vehicle body and capable of traveling on a track, and detecting heat generation of track equipment extending along the track.
[0002]
[Prior art]
A train line that supplies electric power to an electric vehicle traveling by electric power is composed of a feeder line, a feeder branch line, a main circuit (trolley line), and the like. The current sent from the substation is a feeder line, a feeder line. Power is collected from a current collector (pantograph) provided on the electric vehicle and coming into contact with the trolley wire via a branch line, a trolley wire, and the like. In the event that poor connection or damage occurs to the track equipment installed on the track, including the train track, it is necessary to immediately repair it. However, it is not possible to check for internal connection failures and damages only by inspecting the appearance of train lines such as feeder wires, feeder branch lines, and trolley wires.
[0003]
Here, if such poor connection or damage occurs in the train line, the electric resistance of that portion increases, so that when a current flows, heat is generated, and the temperature of the portion where the poor connection or the like occurs in comparison with other normal portions. Will be higher. For this reason, a method has been disclosed in which this track equipment is imaged as a thermal image with an infrared camera or the like, and a location where the temperature has risen above a predetermined temperature is detected from the thermal image to detect an abnormal location where a connection failure or the like has occurred. (For example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-16777 [0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to accurately detect the surface temperature of the track equipment captured as the thermal image from the thermal image captured by the infrared camera or the like, an infrared camera radiated from an object to be imaged such as the track equipment using the infrared camera. It is necessary to perform temperature calibration for conversion to convert a detected value of energy to a surface temperature to obtain a thermal image. Although some infrared cameras themselves have a temperature calibration function, there is a case where it is affected by external factors (such as ambient temperature), and there is a problem that it is difficult to perform accurate temperature calibration.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and is not affected by the accuracy of a thermal image output from an infrared camera, and has a track facility which is configured to always detect an accurate temperature value from this thermal image. An object of the present invention is to provide a heat generation detecting device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a heat generation detecting device for track equipment according to a first aspect of the present invention is provided in a track traveling vehicle having an iron wheel on a vehicle body and capable of traveling on a track, and is provided along a track. A thermal image detecting means (for example, the infrared camera 11 in the embodiment) which is arranged on the vehicle body so as to capture the extending track equipment (for example, the overhead wire K in the embodiment) and captures a thermal image of the track equipment; At least one target member arranged so as to be constantly imaged, temperature setting means for setting a temperature value of the surface temperature of the target member (for example, the temperature setting device 14 in the embodiment), and heat from the thermal image detecting means. And a processing device for processing the image and outputting a temperature value corresponding to the thermal image. The processing apparatus uses the thermal image of the target member detected by the thermal image detecting means and the temperature value of the surface temperature of the target member set by the temperature setting means to correspond to the thermal image detected by the thermal image detecting means. It is configured to output a temperature value.
[0008]
According to such a configuration, it is possible to perform a temperature calibration of a conversion for obtaining the surface temperature (temperature value) of the object from the thermal image in the processing apparatus from the thermal image of the target member and the temperature value of the set surface temperature. Therefore, an accurate temperature value can be obtained without being affected by the relationship between the surface temperature of the object to be imaged such as track equipment detected by the thermal image detecting means and the thermal image. In addition, even with an infrared camera that does not have a temperature measurement function that outputs a temperature value from a thermal image, it is possible to estimate the temperature of the track equipment captured as a thermal image by comparing the output intensity using the thermal image of the target member. It becomes possible.
[0009]
Alternatively, the heat detection device for track equipment according to the second aspect of the present invention is provided in a track running vehicle having an iron wheel on a vehicle body and capable of running on a track, and images track equipment extending along the track. Thermal image detecting means arranged on the vehicle body to capture a thermal image of the track equipment, at least one target member arranged so as to always be captured by the thermal image detecting means, and a temperature value of the surface temperature of the target member. It comprises a temperature detecting means for detecting (for example, the temperature setting device 17 in the embodiment) and a processing device for processing a thermal image from the thermal image detecting means and outputting a temperature value corresponding to the thermal image. You. The processing apparatus uses the thermal image of the target member detected by the thermal image detecting means and the temperature value of the surface temperature of the target member detected by the temperature detecting means to correspond to the thermal image detected by the thermal image detecting means. It is configured to output a temperature value.
[0010]
According to such a configuration, since the accurate surface temperature of the target member can be obtained by the temperature detecting means, the conversion temperature calibration for obtaining the temperature value from the thermal image can be performed more accurately.
[0011]
It is preferable that at least one of the target members has a temperature controller that keeps the surface temperature of the target member at a predetermined temperature.
[0012]
According to such a configuration, since the surface temperature of the target member can be always kept constant, it is possible to perform conversion temperature calibration for obtaining a temperature value from a thermal image without being affected by external factors. Further, since the surface temperatures of the plurality of target members can be set to different temperatures, the temperature calibration can be performed more accurately using the thermal images of the plurality of target members having different temperatures.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a case where the heat generation detecting device for track equipment according to the present invention is mounted on a track traveling vehicle. The heat generation detecting device 10 is disposed on a track traveling vehicle 20 (hereinafter, referred to as an “inspection vehicle 20”) capable of traveling on a track (railroad rail) R, and includes an infrared camera 11, a target member 12, It comprises a holding member 13 for holding the target member 12 at a predetermined position, a temperature setting device 14, a processing device 15, and a display 16.
[0014]
The infrared camera 11 is attached to the upper part of the inspection vehicle 20 as shown in FIG. 1, and captures an image of a track facility (for example, a wire K composed of a trolley wire or a suspension wire) extending on the track R. Are located. Although FIG. 1 shows the case where the infrared camera 11 is mounted on the upper part of the inspection vehicle 20, it is also possible to mount it on the front part or the rear part of the vehicle. The infrared camera 11 is configured so that the imaging direction can be freely set.
[0015]
The infrared camera 11 has an infrared sensor on its imaging surface. The intensity of the infrared energy emitted from an object has a correlation with the surface temperature of the object. Therefore, the infrared camera 11 converts the intensity distribution of the infrared energy detected by the infrared sensor into a temperature distribution on the surface of the object and outputs the image as an image (hereinafter, this image is referred to as a "thermal image"). The thermal image includes a color image in which a temperature difference is represented by a color difference and a black and white image in which a temperature difference is represented by a luminance (output intensity) difference.
[0016]
Therefore, for example, when using a thermal image expressing a high-temperature portion as a high-brightness black-and-white image, as described above, the abnormal portion of the track equipment in which a connection failure or the like has occurred has a higher temperature than the surroundings. Are higher in brightness than the surroundings. The processing device 15 receives the thermal image output from the infrared camera 11, and obtains the temperature of each part of the track equipment captured from the luminance of the thermal image. Then, the thermal image is output to the display 16, and if a portion higher than a predetermined temperature is detected from the thermal image, the fact is output to the display 16.
[0017]
Therefore, if there is an error in the output value of the infrared sensor that detects the intensity of the infrared energy radiated from the imaging object in the infrared camera 11, the thermal image converted from the detected value of the intensity of the infrared energy also has an error. Occurs. Therefore, the temperature value converted from the luminance of the thermal image in the processing device 15 also has an error. However, the intensity of the infrared energy emitted from the object to be imaged and the intensity of the infrared energy detected by the infrared sensor of the infrared camera 11 are affected by external factors such as the ambient temperature. Will have an error. For this reason, there is an infrared camera with a temperature calibration function that has a calibration function inside and is configured to be able to calibrate the temperature of the thermal image output from the infrared camera 11. It is not enough to detect the surface temperature of track equipment from thermal images.
[0018]
The target member 12 is held by the holding member 13 so as to be constantly imaged by the infrared camera 11, and is disposed at a predetermined position of the thermal image output from the infrared camera 11 regardless of the imaging direction of the infrared camera 11. The thermal image of the target member 12 is located at the position. Further, the surface temperature of the target member 12 is set by the temperature setting device 14 and passed to the processing device 15. The surface temperature of the target member 12 can be set using a keyboard connected to the temperature setting device 14, or, as described later, a processing device 15 using a temperature detector 17 instead of the temperature setting device 14. It is also possible to configure to pass to. The processing device 15 uses the thermal image of the target member 12 and the temperature value of the surface temperature of the target member 12 set by the temperature setting device 14 to calibrate the conversion from the thermal image of the infrared camera 11 to the temperature value to correct the temperature. It is configured to output a value (a calibration method for conversion for obtaining a temperature value from a thermal image will be described later).
[0019]
As described above, in the heat generation detection system 10 for track equipment according to the present invention, the infrared camera 11 can always capture an image of the target member 12, which is a reference for the relationship between the luminance and the surface temperature in the thermal image, at a predetermined position. The processing device 15 is configured to perform temperature calibration for converting a temperature value from a thermal image using the target member 12. The temperature calibration using the target member 12 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a case where the surface temperature of the target member 12 is detected by the temperature detector 17 and the temperature is calibrated from the thermal image of the target member 12 and the temperature value detected by the temperature detector 17. I have.
[0020]
FIG. 2 shows a case where temperature calibration is performed using two target members 12 (12L, 12R). In addition, FIG. 2 does not show the inspection vehicle 20 or the track equipment (the overhead wire K). Although the infrared camera 11 is oriented in the direction of imaging the track equipment, as shown in FIG. 1, the target member 12 is held by the holding member 13 so as to be always imaged at a predetermined position of the thermal image. For example, as shown in FIG. 3, the thermal images 19L and 19R of the two target members 12L and 12R are arranged so as to be captured on both left and right lower portions of the thermal image captured by the infrared camera 11. Usually, the track equipment to be imaged is imaged in the vicinity of the center of the thermal image, so that the amount of information in the peripheral part as the thermal image is small and does not interfere with the imaging of the track equipment, so the target member 12 is arranged in this portion. . Note that the target member 12 may be configured to be imaged at another portion (for example, the upper portion or both right and left sides) of the thermal image.
[0021]
The target members 12L and 12R are provided with temperature sensors 17L and 17R for measuring the respective surface temperatures. The outputs of the temperature sensors 17L, 17R are converted by the temperature detector 17 into the surface temperatures of the respective target members 12L, 12R and passed to the processing device 15. In this embodiment, one target member 12R has a temperature controller 18. The temperature controller 18 is configured to maintain the target member 12R at a predetermined surface temperature using, for example, a heater 18a.
[0022]
When the target members 12L and 12R are configured as described above, the surface temperature of one of the target members 12L is normal temperature (for example, 17 ° C.), and the surface temperature of the other target member 12R is high (for example, 50 ° C.). Is done.
[0023]
FIG. 3 shows a case where the thermal image is displayed on the display 16 having 640 dots in width and 480 dots in height. As shown in FIG. 3, thermal images 19L and 19R of the target members 12L and 12R are photographed at the lower left and right ends of the thermal image captured by the infrared camera 11. Since the target members 12L and 12R are held by the holding member 13 as described above, they are always displayed at the same position in the thermal image. Therefore, the processing device 15 can obtain the brightness of the thermal images 19L and 19R of the target member from the thermal images (in the example of FIG. 3, the processing device 15 has three central points L1 to L3 and R1 to R1). An example is shown in which an average value is obtained from the luminance of R3, and this average value is used as the luminance of the thermal images 19L and 19R of the target member.) Then, based on the brightness of the thermal images 19L and 19R of the target members 12L and 12R and the temperature values of the surface temperatures of the target members 12L and 12R detected by the temperature sensors 17L and 17R and obtained by the temperature detector 17, a thermal image is obtained. An accurate temperature value can be obtained by obtaining the relationship between the luminance and the surface temperature and correcting the conversion for obtaining the temperature value from the thermal image.
[0024]
The relationship between the brightness of the thermal image and the surface temperature is as shown in the graph of FIG. In this case, since the relationship between the brightness of the thermal image serving as a reference and the surface temperature is determined from the characteristics of the infrared camera 11 and stored in the processing device 15 as a table or an arithmetic expression, the thermal images of the target members 12L and 12R are obtained. This table or arithmetic expression is calibrated from the temperature values of the surface temperatures of the target members 12L, 12R output from the temperature sensors 19L, 19R and the temperature sensors 17L, 17R. As described above, by using the target member 12, the thermal image output from the infrared camera 11 in the processing device 15 is not affected by the intensity of infrared energy detected by the infrared camera 11 and the state of conversion of the thermal image. Since the surface temperature can be obtained from the luminance of the image, an accurate temperature value can be obtained. When a plurality of target members 12 (12L, 12R) having different temperatures are used as in the present embodiment, a table having a relationship between the luminance of the thermal image and the surface temperature is calculated in a plurality of states (the luminance, the surface temperature and the temperature). ), A more accurate temperature value can be obtained.
[0025]
In the above-described embodiment, the case where the temperature calibration is performed by using two target members 12 has been described. However, the temperature calibration may be performed by using one target member, or by using three or more target members. Calibration is also possible. Although the temperature sensors 17L and 17R are provided on both of the two target members 12 (12L and 12R) to measure the surface temperature, the surface temperature of the target member 12R provided with the temperature controller 18 is measured. Is the set value of the temperature controller 18 attached to the target member 12R. Therefore, without setting the temperature sensor 17R, the temperature setter 14 is set to the temperature setter 14 shown in FIG. It is also possible to configure such that it is directly set.
[0026]
In the above-described embodiment, the case where the track-moving vehicle (inspection vehicle) 20 capable of traveling on the track is equipped with the track-facility heat generation detection system 10 according to the present invention is described, but the present invention is applied to this embodiment. It is not limited. For example, it can be mounted on a track-and-rail work vehicle configured to be able to run using wheels that the truck vehicle has on the ground and to be able to travel using the iron wheels on the ground with a switchable iron wheel based on a truck vehicle. is there. In this case, since the track-and-ground work vehicle has an aerial work device and the like on its body, the abnormal location of the track equipment detected by the heat detection device 10 is determined using the aerial work device of the track-and-work vehicle. The operator can perform inspections and repairs, and work efficiency can be improved. In this case, the infrared camera 11 is disposed above the driving cabin of the track and land vehicle.
[0027]
Further, in the above embodiment, the case where the infrared camera 11 is used as the thermal image detecting means has been described. However, a device capable of outputting the distribution of the surface temperature of the imaging target as a thermal image, such as thermography, etc. Then, a similar effect can be obtained with a similar configuration.
[0028]
Further, in the above embodiment, the case where the infrared camera 11 has the temperature measurement function of converting the intensity distribution of the infrared energy detected by the infrared sensor into the temperature distribution on the surface of the imaging target and outputting it as a thermal image has been described. However, the method using the target member for temperature calibration described above is also effective for an infrared camera having no such temperature measurement function. For example, when the track equipment is imaged while the temperature of the target member 12 is maintained at a predetermined temperature by the temperature controller 18, the operator looks at the thermal image displayed on the display 16 and determines the brightness of the thermal image of the track equipment. By comparing the (output intensity) and the luminance of the target member 12, the temperature can be estimated. In this case, if a plurality of target members 12 having different temperatures are used, the temperature can be more easily estimated.
[0029]
In the above-described embodiment, the description has been given of the part for obtaining the temperature value from the thermal image output from the infrared camera 11 as the heat detection device 10 of the track equipment. However, the thermal image captured by the infrared camera 11 is stored. With such a configuration, it is possible to easily search for an abnormal part where an abnormal heat generation part is detected. Further, by providing a position detecting device such as a GPS in the track traveling vehicle 20 and obtaining and storing the traveling position together with the thermal image from the position detecting device, the abnormal location can be quickly identified from the thermal image of the abnormal heat generating portion. Can be performed, and work efficiency can be improved.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the heat generation detecting device for track equipment according to the first aspect of the present invention, at least one target member is arranged so that an image is always captured at a predetermined position with respect to the thermal image detecting means. By using the thermal image of the target member and the temperature value of the surface temperature to calibrate the temperature to obtain the temperature value from the thermal image, the surface temperature of the object to be imaged such as track equipment in the thermal image detecting means ( An accurate temperature value can always be obtained by using the thermal image output from the thermal image detection unit without being affected by the conversion accuracy when converting the infrared image into a thermal image. In addition, even with an infrared camera that does not have a temperature measurement function that outputs a temperature value from a thermal image, it is possible to estimate the temperature of the track equipment captured as a thermal image by comparing the output intensity using the thermal image of the target member. It becomes possible.
[0031]
Further, according to the heat generation detecting device for track equipment according to the second aspect of the present invention, the track detecting device has a temperature detecting means for detecting a surface temperature of the target member, and a temperature value of the surface temperature of the target member detected by the temperature detecting means. Since the temperature is calibrated to obtain the temperature value from the thermal image using the thermal image of the target member, a more accurate temperature value can be obtained.
[0032]
When at least one of the target members is configured to have a temperature controller for keeping the surface temperature of the target member at a predetermined temperature, the surface temperature of the target member does not change, and the thermal image is not affected by external factors. The temperature can be calibrated to obtain a temperature value from the data.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a heat generation detecting device for track equipment according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a heat generation detecting device for track equipment according to the present invention.
FIG. 3 shows an example of a thermal image displayed on a display of the heat generation detecting device for track equipment according to the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a thermal image and a surface temperature.
[Explanation of symbols]
10 heat generation detecting device 11 infrared camera (thermal image detecting means)
12 Target member 13 Auxiliary member 14 Temperature setting device (temperature setting means)
15 Processing unit 16 Display 17 Temperature detector (temperature detecting means)
18 Temperature controller 20 Inspection vehicle (track running vehicle)
R track K overhead wire (track equipment)

Claims

A heat generation detection device for track equipment, which is provided in a track traveling vehicle having an iron wheel on a vehicle body and capable of traveling on a track,
Thermal image detecting means arranged on the vehicle body so as to image the track equipment extending along the track, and a thermal image of the track equipment;
At least one target member arranged so as to be always imaged by the thermal image detecting means,
Temperature setting means for setting a temperature value of the surface temperature of the target member,
A processing device that processes the thermal image from the thermal image detection unit and outputs a temperature value corresponding to the thermal image,
The processing device, using a thermal image of the target member detected by the thermal image detecting means and a temperature value of the surface temperature of the target member set by the temperature setting means, the thermal image detected by the thermal image detecting means A heat generation detecting device for track equipment, wherein the temperature value corresponding to a thermal image is output.

A heat generation detection device for track equipment, which is provided in a track traveling vehicle having an iron wheel on a vehicle body and capable of traveling on a track,
Thermal image detecting means arranged on the vehicle body so as to image the track equipment extending along the track, and a thermal image of the track equipment;
At least one target member arranged so as to be always imaged by the thermal image detecting means,
Temperature detection means for detecting a temperature value of the surface temperature of the target member,
A processing device that processes the thermal image from the thermal image detection unit and outputs a temperature value corresponding to the thermal image,
The processing device, using the thermal image of the target member detected by the thermal image detecting means and the temperature value of the surface temperature of the target member detected by the temperature detector, the thermal image detected by the thermal image detecting means A heat generation detecting device for track equipment, wherein the temperature value corresponding to a thermal image is output.

3. The heat generation detecting device for track equipment according to claim 1, wherein at least one of the target members has a temperature controller for maintaining a surface temperature of the target member at a predetermined temperature.