JP2005094952A - 集電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 架線位置を精度良く把握できる、トロリーバス用の集電装置を提供する。
【解決手段】 枠体１０は、トロリーバスの上部に対して回動可能なように取り付けられた下枠１１と、この下枠１１に対して回動可能なように取り付けられた上枠１２とを備える。上枠１２の先端部近傍には、集電部２０が取り付けられている。トロリーバスの上部には、カメラ３０が取り付けられる。カメラ３０は、集電部２０の下方から集電部２０に向けて配置される。画像処理部４０は、カメラ３０で取得された画像を解析することにより、集電部２０と架線との位置関係を算出する。アクチュエータ６０は、枠体１０に取り付けられており、下枠１１および上枠１２を回動させることにより、集電部２０を上昇または降下させる構成となっている。制御部５０は、画像処理部４０の出力に基づいて、アクチュエータ６０を動作させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、トロリーバス用の集電装置に関するものである。

トロリーバスは、図１に示すように、バス本体１と、その上部に設置された２本のトロリーポール２とを備えている。トロリーポール２の先端は、空中に配置された２本の架線３にそれぞれ接触している。電車の場合は、架線と線路とで電気的な閉回路を形成できるので、架線は１本でよい。トロリーバスは、ゴムタイヤにより、路面と電気的に絶縁されているため、２本の架線３を用いて閉回路を構成している。これにより、架線３からバス本体１へ給電することができる。なお、本明細書においてトロリーバスとは、架線からの給電により自走する、無軌道の車両をいい、人員輸送用でも貨物輸送用でもよい。

ところで、トロリーバスにおいては、運転操作ミス、車両の異常挙動、架線の分岐点通過などの原因により、その走行中に、トロリーポールが架線から外れることがある。外れた場合は、運転手が手動でトロリーポールの位置を調整し、架線に接触させている。

そこで、図１に示されるように、トロリーポール２の下方にカメラ４を取り付け、得られた画像に基づいて架線とポール先端の位置を算出し、自動的にポールの位置を調整しようとする提案がなされている。

しかしながら、この提案では、ポール先端の位置が水平方向にも移動するため、カメラのレンズに起因する画像の歪みが生じ、架線とポール先端との位置関係を正確に算出することが難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、架線位置を精度良く把握できる集電装置を提供しようとするものである。

本発明に係るトロリーバス用の集電装置は、枠体と、集電部と、カメラと、画像処理部と、制御部と、アクチュエータとを備えている。

前記枠体は、前記トロリーバスの上部に対して回動可能なように取り付けられた下枠と、この下枠に対して回動可能なように取り付けられた上枠とを備えている。

前記集電部は、前記上枠の先端部近傍に取り付けられている。

前記カメラは、前記トロリーバスの上部に取り付けられており、かつ、前記集電部の下方から前記集電部に向けて配置されている。

前記画像処理部は、前記カメラで取得された画像を解析することにより、前記集電部または前記集電部が接触する架線の位置を算出する構成となっている。

前記アクチュエータは、前記枠体に取り付けられて、前記下枠および上枠を回動させることにより、前記集電部をほぼ鉛直方向に上昇または降下させる構成となっている。

前記制御部は、前記画像処理部の出力に基づいて、前記アクチュエータを動作させるようになっている。

前記集電部は、進行方向にほぼ直交し、かつ水平な方向に延長された二つの舟体と、この舟体の上面にそれぞれ取り付けられたすり板とを備えていてもよい。前記二つの舟体は、その延長方向において互いに離間して配置されていることが好ましい。

前記舟体およびすり板の長さは、前記集電部が接触する２本の架線の間隔よりも狭いことが好ましい。

前記舟体およびすり板の長さは、例えば、前記集電部が接触する２本の架線の間隔の２／３〜４／５とすることができる。

本発明の集電装置によれば、架線位置を精度良く把握することが可能となる。

（実施形態の構成）
以下、本発明の一実施形態に係る集電装置を、添付の図面を参照して説明する。この集電装置は、トロリーバス用のものであって、枠体１０と、集電部２０と、カメラ３０と、画像処理部４０と、制御部５０と、アクチュエータ６０とを備えている（図４参照）。なお、本実施形態の説明においては、図１に示すトロリーバスと基本的に共通する構成要素については、図１と同一符号を用いる。

枠体１０は、下枠１１と上枠１２と舟支え１３とを備えている（図２および図３参照）。下枠１１は、トロリーバスのバス本体１の上部に対して回動可能なように取り付けられている。上枠１２は、下枠１１に対して回動可能なように取り付けられている。舟支え１３は、上枠１２の先端から、水平方向に延長されている。下枠１１と上枠１２とを用いた枠体の構成は、電車で用いられている、シングルアーム形のパンタグラフと基本的に同様である。下枠１１と上枠１２の、リンクとしての長さは、同じとされている。枠体１０は、下枠１１をアクチュエータ６０によって回転させることによって、周知のリンク機構（図示せず）により、上枠１２の先端位置をほぼ鉛直方向に移動させるようになっている。本実施形態では、下枠１１および上枠１２の回動角度を検出できる検出機構（図示せず）が取り付けられており、この角度に基づいて、集電部２０の高さ方向における位置を算出できるようになっている。なお、図５には、枠体１０のさらに具体的な構成の例を図示している。

集電部２０は、二つの舟体２１と、各舟体２１の上部に取り付けられたすり板２２とを備えている（図４参照）。二つの舟体２１は、舟支え１３の両端上部にそれぞれ取り付けられている（図２および図３参照）。これにより、集電部２０は、上枠１２の先端部近傍に取り付けられたものとなっている。各舟体２１は、水平方向でかつ、車両の進行方向にほぼ直交する方向に延長されている。舟体２１およびすり板２２の長さは、２本の架線３の間隔よりも狭いものとなっている。より具体的には、舟体２１およびすり板２２の長さは、２本の架線３の間隔に比較して、その２／３〜４／５となっている。

カメラ３０は、バス本体１の上部に取り付けられている（図４参照）。より具体的には、カメラ３０は、集電部２０の移動方向における下方に配置されている。さらに、カメラ３０は、集電部２０の下方から集電部２０に向けて配置されている。カメラ３０としては、例えば、適宜なレンズを備えたＣＣＤカメラを用いることができる。

画像処理部４０は、カメラ３０で取得された画像を解析することにより、集電部２０および架線３の、水平面内における位置を算出する構成となっている。より具体的には、本実施形態の画像処理部４０は、得られた画像に基づいて、２本の架線３における中間線の位置を推定するようになっている。さらに、画像処理部４０は、この中間線が、二つの舟体２１の間における特定の領域内にあるかどうかを判別するようになっている。特定の領域とは、例えば、二つの舟体２１における離間距離の２／３であって、かつ、両舟体２１の中心線において略線対称な領域である。画像処理部４０は、適宜なコンピュータハードウエアおよびソフトウエアを用いて構成することができる。位置推定や判別のためのあるゴリズムは、周知のものを利用できるので、それについての詳しい説明は省略する。

制御部５０は、画像処理部４０の出力に基づいて、アクチュエータを動作させるように構成されている。制御部５０も、適宜なコンピュータハードウエアおよびソフトウエアヲ用いて構成することができる。

アクチュエータ６０は、枠体１０に取り付けられている。アクチュエータ６０は、下枠１１および上枠１２を回動させることにより、集電部２０を、ほぼ鉛直方向に沿って上昇または降下させる構成となっている。より具体的には、アクチュエータ６０は、この実施形態では、下枠１１に取り付けられている。上枠１２は、周知のリンク機構（図示せず）により、下枠１１の回動方向と逆方向に、同じ角度だけ回動するようになっている。

（実施形態の動作）
つぎに、前記のように構成された本実施形態の集電装置の動作について説明する。トロリーバスの走行時には、集電部２０は、架線３に接触している（図４参照）。このとき、カメラ３０は、集電部２０の下方から集電部２０と架線３の画像を取得し、画像処理部４０に画像データを継続的に送る。画像処理部４０は、前記したように、架線３に対する中間線が、二つの舟体２１の間における特定の領域内にあるかどうかを判別している。

トロリーバスの走行中に、架線３の中間線が、二つの舟体２１の間における特定の領域内から外れると、制御部５０は、アクチュエータ６０を動作させ、下枠１１および上枠１２を回動させる。これにより、集電部２０を自動的に下降させることができる。

さらに、トロリーバスが移動して、架線３の中間線が、二つの舟体２１の間における特定の領域内に復帰すると、制御部５０は、アクチュエータ６０を動作させ、下枠１１および上枠１２を逆方向に回動させる。これにより、集電部２０を既定の高さまで上昇させて、架線３に接触させることができる。なお、トロリーバスに、無給電での走行を可能にする充電器または発動機が装備されている場合は、一時的に給電が断たれても自走が可能である。

したがって、本実施形態の集電装置によれば、架線３と集電部２０との位置関係に基づいて集電部２０を上下させることができる。

さらに、本実施形態の集電装置によれば、集電部２０をほぼ鉛直方向に移動させることができるので、カメラ３０により取得した画像に歪みが少なく、集電部２０と架線３との位置関係を比較的正確に算出することができる。したがって、集電部２０の昇降動作を正確に行うことができるという利点がある。

また、本実施形態の集電装置では、舟体２１とすり板２２とを用いているので、架線３に対して集電部２０が多少位置ずれを生じても支障を生じないという利点がある。

さらに、本実施形態では、舟体２１およびすり板２２の長さを、２本の架線３の間隔よりも狭くした（例えば２／３〜４／５とした）ので、舟体２１またはすり板２２により２本の架線３が短絡することを防止できる。

なお、本発明の集電装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
また、前記実施形態を実現するための画像処理部および制御部の具体的手段は、ハードウエア、ソフトウエア、ネットワーク、これらの組み合わせ、その他の任意の手段を用いることができる。さらに、これらの機能ブロックが複合して一つの機能ブロックに集約されても良い。また、一つの機能ブロックの機能が複数の機能ブロックの協働により実現されても良い。

従来のトロリーバスの概略的な構成を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係る集電装置の概略的な構成を示す斜視図である。 図２に示す集電装置の概略的な正面図である。 図３の側面図である。 枠体および集電部のみを具体的に示す説明図である。

符号の説明

１ バス本体
３ 架線
１０ 枠体
１１ 下枠
１２ 上枠
２０ 集電部
２１ 舟体
２２ すり板
３０ カメラ
４０ 画像処理部
５０ 制御部
６０ アクチュエータ

Claims (4)

1. トロリーバス用の集電装置であって、枠体と、集電部と、カメラと、画像処理部と、制御部と、アクチュエータとを備え、
   前記枠体は、前記トロリーバスの上部に対して回動可能なように取り付けられた下枠と、この下枠に対して回動可能なように取り付けられた上枠とを備えており、
   前記集電部は、前記上枠の先端部近傍に取り付けられており、
   前記カメラは、前記トロリーバスの上部に取り付けられており、かつ、前記集電部の下方から前記集電部に向けて配置されており、
   前記画像処理部は、前記カメラで取得された画像を解析することにより、前記集電部または前記集電部が接触する架線の位置を算出する構成となっており、
   前記アクチュエータは、前記枠体に取り付けられて、前記下枠および上枠を回動させることにより、前記集電部をほぼ鉛直方向に上昇または降下させる構成となっており、
   前記制御部は、前記画像処理部の出力に基づいて、前記アクチュエータを動作させることを特徴とする集電装置。
2. 前記集電部は、進行方向にほぼ直交し、かつ水平な方向に延長された二つの舟体と、この舟体の上面にそれぞれ取り付けられたすり板とを備えており、前記二つの舟体は、その延長方向において互いに離間して配置されていることを特徴とする請求項１記載の集電装置。
3. 前記舟体およびすり板の長さは、前記集電部が接触する２本の架線の間隔よりも狭いことを特徴とする請求項２記載の集電装置。
4. 前記舟体およびすり板の長さは、前記集電部が接触する２本の架線の間隔の２／３〜４／５であることを特徴とする請求項２記載の集電装置。
   

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