JP2008008651A - 鉄道車両の出来形寸法の計測方法および計測システム、並びにその計測方法に用いられるターゲット、並びにその計測システムを具えた鉄道車両の出来形寸法検査システム - Google Patents

Abstract

【課題】計測作業の効率を高め、人的誤差の発生を防止し、レールレベルからの台枠高さや屋根高さ計測における真値を計測可能にする。
【解決手段】レールＲＬを挟むように配置した少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラ１〜４をそれぞれ固定し、レール上の所定位置に計測対象の鉄道車両ＲＶを配置した際および、その後鉄道車両をレール上で所定距離移動させる毎に、レール上の車両の一部を、デジタルカメラで車両の長手方向の斜め方向から撮影して、車両の複数箇所に設けたターゲットを撮像し、各ターゲットの画像データを基に画像処理および演算処理をすることによって、車両全体に設けた複数のターゲットの各々の撮影位置での３次元座標値を算出し、各ターゲットの撮影位置での３次元座標値と、車両の移動距離との組み合わせから車両の出来形寸法を算出する、鉄道車両用出来形寸法計測方法。
【選択図】図２

Description

この発明は、鉄道車両製作工場において完成した鉄道車両の出来形寸法の計測方法および計測システム、並びにその計測方法に用いられるターゲット、並びにその計測システムを具えた鉄道車両の出来形寸法検査システムに関するものである。

鉄道車両は、台車とその台車上に搭載された車体とを具える、幅および高さが３０００ｍｍ前後で長さが２００００ｍｍ前後の大きな構造物であり、鉄道車両製作工場における完成車両の出来形検査を行う手法としては、従来は以下のようなものがある。
（１）専用のデジタルノギスを用いて、左右ドア位置でドアを開けた状態で車体を挟みこんで車両幅を計測する。
（２）工場内に常設された水盛り式高さ計を用いて車体の長手方向両端部および中央部の下面の台枠高さを計測し、その計測値を利用してキャンバー値を算出する。
（３）両端に高さを計測できるメジャーを設置した棒を車体の屋根上にのせ、左右の高さの平均から屋根高さを算出する。

しかしながら上記従来の手法では、以下の如き課題がある。
（１）計測対象毎に使用する計測機器が異なるため作業効率が悪い。
（２）作業担当者による手計測のため、作業担当者間で人的誤差が発生する。
（３）水盛り式高さ計では、レールレベルからの台枠高さが計測できない。
（４）屋根高さ計測においては、左右の平均高さとしているため、真値が得られない。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、この発明の鉄道車両用出来形寸法計測方法は、計測場所に設置したレールを挟むように配置した少なくとも四箇所の所定位置に少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラをそれぞれ固定し、前記レール上の所定位置に計測対象の鉄道車両を配置した際および、その後前記鉄道車両を前記レール上で所定距離移動させる毎に、前記レール上の前記鉄道車両の一部を、前記少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラでその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して、その鉄道車両の前記一部の複数箇所の所定位置に設けたターゲットを撮像し、次いで前記レール上で前記鉄道車両を所定距離移動させる、という作業を繰り返し、前記各ターゲットについて前記少なくとも四台のうちの少なくとも二台の一部撮影用デジタルカメラの画像データを基に画像処理および幾何学的演算処理をすることによって、前記鉄道車両全体に設けた複数の前記ターゲットの各々の、前記撮影位置での３次元座標値を算出し、前記各ターゲットの前記撮影位置での３次元座標値と、前記鉄道車両の移動距離との組み合わせから前記鉄道車両の出来形寸法を算出することを特徴とするものである。

また、この発明の鉄道車両用出来形寸法計測システムは、計測場所に設置されたレールを挟むように位置する少なくとも四箇所の所定位置にそれぞれ固定された少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラと、前記レール上の所定位置に配置および移動された前記鉄道車両の各部を、前記少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラがその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して出力した、その鉄道車両の前記各部の複数箇所の所定位置に設けられたターゲットを含む画像データから、前記各ターゲットについて前記少なくとも四台のうちの少なくとも二台の一部撮影用デジタルカメラの画像データを基に画像処理および幾何学的演算処理をすることによって、前記鉄道車両全体に設けた複数の前記ターゲットの各々の、前記撮影位置での３次元座標値を算出するターゲット座標値算出手段と、前記各ターゲットの前記撮影位置での３次元座標値と、前記鉄道車両の移動距離との組み合わせから前記鉄道車両の出来形寸法を算出して出力する出来形寸法算出手段と、を具えてなるものである。

かかるこの発明の計測方法によれば、計測場所に設置したレールを挟むように配置した少なくとも四箇所の所定位置に少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラをそれぞれ固定し、前記レール上に計測対象の鉄道車両を載置し、前記レール上の前記鉄道車両の一部を、前記少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラでその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して、その鉄道車両の前記一部の複数箇所の所定位置に設けたターゲットを撮像し、次いで前記レール上で前記鉄道車両を所定距離移動させる、という作業を繰り返し、前記各ターゲットについて前記少なくとも四台のうちの少なくとも二台の一部撮影用デジタルカメラの画像データを基に画像処理および幾何学的演算処理をすることによって、前記鉄道車両全体に設けた複数の前記ターゲットの各々の、前記撮影位置での３次元座標値を算出し、前記各ターゲットの前記撮影位置での３次元座標値と、前記鉄道車両の移動距離との組み合わせから前記鉄道車両の出来形寸法を算出することから、一度の計測作業で鉄道車両の各部の寸法を一度に取得し得て計測作業の作業効率を高めることができ、しかも鉄道車両の各部に設けたターゲットについてのデジタルカメラの画像データから写真測量の原理に基づき鉄道車両の各部の寸法を幾何学的に求めるので作業担当者間での人的誤差が発生することがない。さらに、鉄道車両の各部に設けたターゲットの三次元座標値を求めるので、従来は計測できなかったレールレベルからの台枠高さが計測でき、また屋根高さ計測においても従来は計測できなかった真値を得ることができる。

また、この発明の計測システムによれば、計測場所に設置されたレールを挟むように位置する少なくとも四箇所の所定位置にそれぞれ固定された少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラが、前記レール上で移動された計測対象の鉄道車両の各部をその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して出力し、移動距離計測手段が、前記レール上で移動された計測対象の鉄道車両の移動距離を計測し、ターゲット座標値算出手段が、前記レール上の所定位置に配置および移動された前記鉄道車両の各部を、前記少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラがその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して出力した、その鉄道車両の前記各部の複数箇所の所定位置に設けられたターゲットを含む画像データから、前記各ターゲットについて前記少なくとも四台のうちの少なくとも二台の一部撮影用デジタルカメラの画像データを基に画像処理および幾何学的演算処理をすることによって、前記鉄道車両全体に設けた複数の前記ターゲットの各々の、前記撮影位置での３次元座標値を算出し、そして出来形寸法算出手段が、前記各ターゲットの前記撮影位置での３次元座標値と、前記鉄道車両の移動距離との組み合わせから前記鉄道車両の出来形寸法を算出するので、この発明の計測方法の実施に用いることができる。

なお、この発明の計測方法においては、前記レールを挟むように配置した二箇所の所定位置に二台の側部全体撮影用デジタルカメラをそれぞれ固定し、前記レール上の前記鉄道車両の両側部全体を、前記二台の側部全体撮影用デジタルカメラでその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して、前記鉄道車両全体に設けた複数の前記ターゲットのうちその鉄道車両の両側部のその長手方向に沿う複数箇所の台枠付近の所定位置に設けたターゲットを一緒に撮像し、前記台枠付近に設けた各ターゲットの、前記求めた３次元座標値における前記鉄道車両の長手方向の位置と、前記一緒に撮像した画像データを基に画像処理および幾何学的演算処理をすることによって算出した高さ方向位置とから前記鉄道車両の台枠のキャンバー値を算出することとしても良く、このようにすれば、鉄道車両の両側部のその長手方向に沿う複数箇所の台枠付近の所定位置に設けたターゲットを一緒に撮像した画像データに基づくので、より正確にキャンバー値を求めることができる。

また、この発明の計測システムにおいては、前記レールを挟むように位置する二箇所の所定位置にそれぞれ固定された二台の側部全体撮影用デジタルカメラと、前記レール上の前記鉄道車両の両側部全体を、前記二台の側部全体撮影用デジタルカメラがその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して出力した、前記鉄道車両全体に設けた複数の前記ターゲットのうちその鉄道車両の両側部のその長手方向に沿う複数箇所の台枠付近の所定位置に設けたターゲットを一緒に含む画像データを基に、画像処理および幾何学的演算処理をすることによって、前記台枠付近に設けた各ターゲットの高さ方向位置を算出し、前記台枠付近に設けた各ターゲットの、前記求めた３次元座標値における前記鉄道車両の長手方向の位置と、前記算出した高さ方向位置とから前記鉄道車両の台枠のキャンバー値を算出して出力するキャンバー値算出手段と、を具えていても良く、このようにシステムを構成すれば、上記この発明の計測方法の実施に用い得て、より正確にキャンバー値を求めることができる。

一方、この発明の鉄道車両用出来形寸法計測方法用ターゲットは、この発明の鉄道車両用出来形寸法計測方法に用いられ、前記計測対象の鉄道車両の車体に固定される前記ターゲットであって、所定のターゲット図形を描いた部材と、前記部材を前記車体に固定するための吸盤と、を具えることを特徴とするものであり、一般に写真測量用のターゲットはマグネットによって対象物に固定される場合が多い処、近年の鉄道車両の車体は主としてステンレスで構成されるためマグネットが使用できず、しかも計測対象の鉄道車両は出荷前製品であるため接着剤のような跡の残るものも使用できないのに対し、かかるこの発明のターゲットによれば、鉄道車両のステンレス製の車体にターゲットを、跡を残さずに固定することができる。

また、この発明の鉄道車両用出来形寸法検査システムは、この発明の鉄道車両用出来形寸法計測システムと、前記鉄道車両用出来形寸法計測システムが算出した出来形寸法とあらかじめ入力された設計データとを比較してその比較結果を出力するとともに、前記鉄道車両用出来形寸法計測システムが算出した出来形寸法とあらかじめ入力された設計データの限界値との差から限界余裕値を求めてその限界余裕値を出力する帳票出力手段と、を具えてなるものであり、かかるこの発明の鉄道車両用出来形寸法検査システムによれば、計測作業の効率を高めることができ、しかも作業担当者間での人的誤差が発生することがなく、さらに、従来は計測できなかったレールレベルからの台枠高さや屋根高さの真値を計測することができ、加えて、それらの計測値と設計データとの比較結果を限界余裕値と共に自動的に出力するので、鉄道車両の出来形寸法検査の効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１は、この発明の鉄道車両用出来形寸法計測方法の一実施例の実施に用いられる、この発明の鉄道車両用出来形寸法計測システムの一実施例を含む、この発明の鉄道車両用出来形寸法検査システムの一実施例の構成を示す略線図、図２（ａ），（ｂ）は、上記実施例の鉄道車両用出来形寸法検査システムにおける六台のデジタルカメラの配置を示す平面図および側面図、図３（ａ），（ｂ）は、鉄道車両の計測位置を示す平面図および側面図、図４は、上記実施例の検査システムを用いた、上記実施例の鉄道車両用出来形寸法計測方法の実施手順を示すフローチャート、そして図５は、上記実施例の検査システムによる、検査結果の帳票の出力例を示す説明図である。

この実施例の鉄道車両用出来形寸法検査システムは、完成した鉄道車両を六台のデジタルカメラで撮影し、カメラ計測技術を利用して完成車両の出来形検査を精度±1mm以下で行うもので、図１に示すように、一部撮影用デジタルカメラとしての、各々デジタルスチルカメラからなる四台のデジタルカメラ１〜４と、側部全体撮影用デジタルカメラとしての、各々デジタルスチルカメラからなる二台のデジタルカメラ５，６とを具えており、これらのデジタルカメラ１〜６は各々、外部を撮影可能にカメラカバー７内に収納されて、半固定雲台８で撮影方向調整可能に支持されている。

さらにこの実施例の鉄道車両用出来形寸法検査システムは、五台のカメラ制御用ＰＣ（パーソナルコンピュータ）９〜１３と、カメラ制御用を兼ねる一台の計測用ＰＣ１４とを具えており、これらのＰＣ９〜１４はデジタルカメラ１〜６にそれぞれ、二台のＵＳＢ延長器１５，１６およびそれらを繋ぐＵＳＢ信号線１７を介して接続されている。ＰＣ９〜１４はまた、ＨＵＢ（ハブ）１８を介して互いに信号伝達可能に接続されるとともに、ＵＰＳ（総合電源システム）１９を介して一次電源（商用電源）からそれぞれ電源を供給され、またデジタルカメラ１〜６はそれぞれ、ブレーカー２０を介して一次電源（商用電源）からそれぞれ電源を供給されている。

六台のデジタルカメラ１〜６は、図２に示すように、計測対象ひいては検査対象とする完成した鉄道車両ＲＶを移動可能に搭載するために計測場所に敷設された二本のレールＲＬを囲むように配置されており、具体的には、二本のレールＲＬの左側（図２（ａ）では下側）の、鉄道車両ＲＶの下部を撮影可能な高さにデジタルカメラ１、同じ側の、鉄道車両ＲＶの上部を撮影可能な高さにデジタルカメラ２、二本のレールＲＬの右側（図２（ａ）では上側）の、鉄道車両ＲＶの上部を撮影可能な高さにデジタルカメラ３、同じ側の、鉄道車両ＲＶの下部を撮影可能な高さにデジタルカメラ４がそれぞれ配置され、またそれらのデジタルカメラ１〜４よりも内側で二本のレールＲＬを挟むように、二本のレールＲＬの左側（図２（ａ）では下側）の、鉄道車両ＲＶの下部を撮影可能な高さにデジタルカメラ５、二本のレールＲＬの右側（図２（ａ）では上側）の、鉄道車両ＲＶの下部を撮影可能な高さにデジタルカメラ６がそれぞれ配置されて固定されている。

デジタルカメラ１〜６の前方の、二本のレールＲＬの左右両側には標識柱２１が立設されており、それらの標識柱２１にはデジタルカメラ１〜６に向く向きに、鉄道車両ＲＶの下部の高さ、中央部の高さ、および上端部の高さに対応させて、それぞれ基準点２２が設けられている。そして一部撮影用デジタルカメラとしてのデジタルカメラ１〜４はそれぞれ、鉄道車両ＲＶの全長の概略１／４の長さの部分が一画面中に含まれるように水平画角θ，垂直画角φおよび向きを設定され、また側部全体撮影用デジタルカメラとしてのデジタルカメラ５，６はそれぞれ、鉄道車両ＲＶの全長に亘ってその鉄道車両ＲＶの下部が一画面中に含まれるように水平画角θ，垂直画角φおよび向きを設定されている。

この実施例の検査システムではこれら六台のデジタルカメラ１〜６が、図２（ａ），（ｂ）に示すように、複数の計測箇所に鉄道車両専用のターゲット２３〜２５を取り付けられた鉄道車両ＲＶを撮影し、カメラ制御用ＰＣ９〜１３がその取り込んだ画像データを計測用ＰＣ１４に送り、計測用ＰＣ１４がその画像データを基に画像処理することによって各ターゲット２３〜２５の３次元座標値を計測する。ここに、ターゲット２３は、鉄道車両ＲＶの車体の左右側面の概略中央高さに水平に延在する溝状部に固定される車両幅計測用ターゲットであり、ターゲット２４は、鉄道車両ＲＶの車体の屋根の幅方向中央部、クーラー中央部およびパンタグラフの幅方向中央部に固定される高さ計測用ターゲットであり、ターゲット２５は、鉄道車両ＲＶの車体の左右側面の下端部に固定される台枠高さ計測用ターゲットである。

そして計測用ＰＣ１４は、各ターゲット２３〜２５の３次元座標値の組み合わせから、以下の表１に示す計測項目および図３（ａ），（ｂ）に示す鉄道車両ＲＶの車体幅、台枠高さ、屋根高さ、クーラー高さ、パンタグラフ高さ、およびキャンバー値を算出する。さらに計測用ＰＣ１４は、設計データを取り込むことで、限界余裕や設計値との差を算出する。

具体的には、この実施例の検査システムを用いての鉄道車両ＲＶの出来形の計測および検査は、図４に示す手順で行う。すなわちここでは、準備保守作業として、各デジタルカメラ１〜６について、先ずステップＳ１で、計測用ＰＣ１４が、例えば焦点距離、ＣＣＤ撮像素子の縦横の大きさ、およびＣＣＤ撮像素子の画素数等からカメラ内部標定要素の算出を行い、次いでステップＳ２で、デジタルカメラの前方に立体定規を設置し、続くステップＳ３で、計測用ＰＣ１４が、その立体定規を撮影した画像から、例えば計測座標系でのカメラ座標系の位置および傾き等のカメラ検定値（カメラ外部標定要素）を算出する。なお、準備保守作業は、初期設置時および定期メンテナンス時に実施する。

次に日常計測作業として、ステップＳ４で、各デジタルカメラ１〜６との位置関係があらかじめ求められている標識柱２１の基準点２２を各デジタルカメラ１〜６が撮影し、計測用ＰＣ１４が、それらの画像データによりカメラ補正を行い、次のステップＳ５で、完成した鉄道車両ＲＶを、先ず段階１の、図２に示す位置に牽引車で引いて移動させる。

次のステップＳ６では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、検査対象の鉄道車両ＲＶの車体の各計測位置に鉄道車両専用のターゲット２３〜２５を取り付ける。なお、鉄道車両ＲＶの車体は主としてステンレスで構成されるため、マグネットを使用してターゲットを取り付けることはできない。また鉄道車両ＲＶは出荷前製品であるため、接着剤のような跡の残るものも使用できない。そのためターゲット２３〜２５の取り付けは、例えばプラスチックの板の両端に吸盤を取り付け、このプラスチックの板で、ターゲット２３〜２５のターゲット図形（例えば白丸）が描かれた板状部材の、Ｌ字状に折曲された脚部を車体に押さえつけるようにして行う。

次のステップＳ７では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、検査対象の鉄道車両ＲＶを撮影する。なお、工場内の計測場所には、屋根整備用の足場等、撮影における障害物が多数存在する。そのためこの検査システムでは、鉄道車両ＲＶを一回の撮影毎に移動させ、後述の表２に示すように、鉄道車両ＲＶの全体を計四回に分けて撮影し、各計測値は、一回の撮影で写る範囲の物はその撮影画像のみで計測できるものとする。すなわち、段階１では、一部撮影用デジタルカメラとしてのデジタルカメラ１〜４がそれぞれ、鉄道車両ＲＶの例えばパンタグラフ設置側の端部を撮影するとともに、側部全体撮影用デジタルカメラとしてのデジタルカメラ５，６がそれぞれ、鉄道車両ＲＶの全長に亘ってその鉄道車両ＲＶの側部をその下部が一画面中に含まれるように撮影し、段階２以降では、一部撮影用デジタルカメラとしてのデジタルカメラ１〜４がそれぞれ、鉄道車両ＲＶのパンタグラフ設置側の端部に近い中間部、パンタグラフ設置側の端部から遠い中間部、そしてパンタグラフ設置側と反対の側の端部を撮影する。

次のステップＳ８では、計測用ＰＣ１４が、撮影した画像内のターゲット２３〜２５に対し、以下の表２に示すようにナンバリング（識別番号付け）を行い、ターゲット２３〜２５の各々の意味（車体幅計測用なのか高さ計測用なのか、右側なのか、左側なのか等）を設定する。

次のステップＳ９では、計測用ＰＣ１４が、上記カメラ内部標定要素およびカメラ検定値を用い、既存技術であるカメラ計測技術によって、少なくとも二台のデジタルカメラが撮影した画像から、それらの画像内のナンバリングされたターゲット２３〜２５の各々の３次元座標値を算出する。すなわち、ナンバリング後、画像処理により各ターゲットを抽出し、画像内での２次元座標値を取得する。この２次元座標値を用いて、一般に写真測量で行われている空間後方交会を適用し、三角測量法を基本原理として各測点の３次元座標値を求める。ここにおける計測座標系は、Ｘ座標軸をレールＲＬと垂直に、Ｙ座標軸を高さ方向に、Ｚ座標軸をレールＲＬと平行になるように設定する。ここで、Ｚ座標については、鉄道車両ＲＶを移動させて計測を行うため、移動量分の補正を行う。

次のステップＳ１０では、計測用ＰＣ１４が、ターゲット２３〜２５の各々について得られた３次元座標値から、車両幅Ｗ１Ｒ，Ｌ〜Ｗ４Ｒ，Ｌ、台枠高さＦＲ１Ｒ，Ｌ〜ＦＲ７Ｒ，Ｌ、屋根高さＲ１〜Ｒ４、クーラー高さＣ１、パンタグラフ高さＰ１，Ｐ２（図２ではＰ２のみ）を算出する。ここで、車体幅であれば左右の２点間距離、高さであれば高さ計測用の各ターゲット２４の高さを算出する。この際、ターゲット２４の脚部からターゲット図形の芯までの距離分を差し引く補正を行う。また、台枠高さの、車両長手方向両端部と中央部の三点の高さから、台枠のキャンバー値を算出する。

次のステップＳ１１では、計測用ＰＣ１４が、段階４まで終了したか否かを判断し、段階４まで終了していなければステップＳ５へ戻って次の段階への鉄道車両ＲＶの移動を行い、段階４まで終了していれば、ステップＳ１２へ進んで、計測用ＰＣ１４が、台枠高さの計測で得られたＺ座標値を用いて、各台枠高さについてさらに、物体距離が既知の場合の３次元座標値算出処理を行う。そのための画像は段階１の車両初期位置で、鉄道車両ＲＶの台枠高さ計測用のターゲット２５が全て撮影範囲に入るよう設置したデジタルカメラ５，６が撮影したものを用いる。

次のステップＳ１３では、計測用ＰＣ１４が、予め取り込んでおいた設計データと、上記計測で得た計測データとの値の比較を行い、その結果を算出する。また、設計データに示された限界値と上記計測で得た計測データの値との差から各計測項目の限界余裕値も算出する。この結果をもって、完成した鉄道車両ＲＶの出来形検査の結果とし、最後のステップＳ１４で、計測用ＰＣ１４が、その計測データを含む、例えば図５に示す如き帳票と、ＣＳＶ形式のデータとを出力する。このようにＣＳＶ形式でデータを出力することで、設計担当者に完成車両の出来形データをフィードバックすることができる。

従って、ステップＳ１からステップＳ１３までは上記実施例の計測システムを構成し、それらのステップにステップＳ１４を含めると上記実施例の検査システムを構成することになり、この実施例の計測システムおよび検査システムを用いたこの実施例の計測方法によれば、一度の計測作業で鉄道車両ＲＶの各部の寸法を一度に取得し得て計測作業の作業効率を高めることができ、しかも鉄道車両ＲＶの各部に設けたターゲット２３〜２５についてのデジタルカメラ１〜４の画像データから写真測量の原理に基づき鉄道車両の各部の寸法を幾何学的に求めるので作業担当者間での人的誤差が発生することがない。さらに、鉄道車両の各部に設けたターゲット２３〜２５の３次元座標値を求めるので、従来は計測できなかったレールレベルからの台枠高さが計測でき、また屋根高さ計測においても従来は計測できなかった真値を得ることができる。

さらに、この実施例の計測方法によれば、レールＲＬを挟むように配置した二箇所の所定位置に二台の側部全体撮影用デジタルカメラ５，６をそれぞれ固定し、レールＲＬ上の鉄道車両ＲＶの両側部全体を、それら二台の側部全体撮影用デジタルカメラ５，６でその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して、鉄道車両全体に設けた複数のターゲット２３〜２５のうちその鉄道車両の両側部のその長手方向に沿う複数箇所の台枠付近の所定位置に設けたターゲット２５を一緒に撮像し、台枠付近に設けた各ターゲット２５の、先に求めた３次元座標値における鉄道車両ＲＶの長手方向の位置と、上記一緒に撮像した画像データを基に画像処理および幾何学的演算処理をすることによって算出した高さ方向位置とから鉄道車両ＲＶの台枠のキャンバー値を再度算出するので、より正確にキャンバー値を求めることができる。

また、この実施例の計測システムおよび検査システムによれば、上記実施例の計測方法に用い得て、上記実施例の計測方法の作用効果をもたらすことができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、上記例では一部撮影用デジタルカメラとして四台のデジタルカメラ１〜４を用いたが、一部撮影用デジタルカメラの台数はさらに増やしても良い。また、上記例では四段階に分けて鉄道車両の全体を撮影したが、この段階の数は所要に応じて増減しても良い。

また、デジタルカメラ１〜６の少なくとも一つは、デジタルスチルカメラでなくデジタルビデオカメラとしても良い。

かくしてこの発明の方法およびシステムによれば、一度の計測作業で鉄道車両の各部の寸法を一度に取得し得て計測作業の作業効率を高めることができ、しかも鉄道車両の各部に設けたターゲットについてのデジタルカメラの画像データから写真測量の原理に基づき鉄道車両の各部の寸法を幾何学的に求めるので作業担当者間での人的誤差の発生を防止することができ、鉄道車両の各部に設けたターゲットの三次元座標値を求めるので、従来は計測できなかったレールレベルからの台枠高さや屋根高さ計測における真値を計測することができる。

この発明の鉄道車両用出来形寸法計測方法の一実施例の実施に用いられる、この発明の鉄道車両用出来形寸法計測システムの一実施例を含む、この発明の鉄道車両用出来形寸法検査システムの一実施例の構成を示す略線図である。 （ａ），（ｂ）は、上記実施例の鉄道車両用出来形寸法検査システムにおける六台のデジタルカメラの配置を示す平面図および側面図である。 （ａ），（ｂ）は、鉄道車両の計測位置を示す平面図および側面図である。 上記実施例の検査システムを用いた、上記実施例の鉄道車両用出来形寸法計測方法の実施手順を示すフローチャートである。 上記実施例の検査システムによる、検査結果の帳票の出力例を示す説明図である。

符号の説明

１〜６ デジタルカメラ
７ カメラカバー
８ 半固定雲台
９〜１３ カメラ制御用ＰＣ
１４ 計測用ＰＣ
１５，１６ ＵＳＢ延長器
１７ ＵＳＢ信号線
１８ ＨＵＢ
１９ ＵＰＳ
２０ ブレーカー
２１ 標識柱
２２ 基準点
２３〜２５ ターゲット
ＲＬ レール
ＲＶ 鉄道車両

Claims (6)

1. 計測場所に設置したレールを挟むように配置した少なくとも四箇所の所定位置に少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラをそれぞれ固定し、
   前記レール上の所定位置に計測対象の鉄道車両を配置した際および、その後前記鉄道車両を前記レール上で所定距離移動させる毎に、前記レール上の前記鉄道車両の一部を、前記少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラでその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して、その鉄道車両の前記一部の複数箇所の所定位置に設けたターゲットを撮像し、
   前記各ターゲットについて前記少なくとも四台のうちの少なくとも二台の一部撮影用デジタルカメラの画像データを基に画像処理および幾何学的演算処理をすることによって、前記鉄道車両全体に設けた複数の前記ターゲットの各々の、前記撮影位置での３次元座標値を算出し、
   前記各ターゲットの前記撮影位置での３次元座標値と、前記鉄道車両の移動距離との組み合わせから前記鉄道車両の出来形寸法を算出することを特徴とする、鉄道車両用出来形寸法計測方法。
2. 前記レールを挟むように配置した二箇所の所定位置に二台の側部全体撮影用デジタルカメラをそれぞれ固定し、
   前記レール上の前記鉄道車両の両側部全体を、前記二台の側部全体撮影用デジタルカメラでその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して、前記鉄道車両全体に設けた複数の前記ターゲットのうちその鉄道車両の両側部のその長手方向に沿う複数箇所の台枠付近の所定位置に設けたターゲットを一緒に撮像し、
   前記台枠付近に設けた各ターゲットの、前記求めた３次元座標値における前記鉄道車両の長手方向の位置と、前記一緒に撮像した画像データを基に画像処理および幾何学的演算処理をすることによって算出した高さ方向位置とから前記鉄道車両の台枠のキャンバー値を算出することを特徴とする、請求項１記載の鉄道車両用出来形寸法計測方法。
3. 計測場所に設置されたレールを挟むように位置する少なくとも四箇所の所定位置にそれぞれ固定された少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラと、
   前記レール上で移動された計測対象の鉄道車両の移動距離を計測する移動距離計測手段と、
   前記レール上の所定位置に配置および移動された前記鉄道車両の各部を、前記少なくとも四台の一部撮影用デジタルカメラがその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して出力した、その鉄道車両の前記各部の複数箇所の所定位置に設けられたターゲットを含む画像データから、前記各ターゲットについて前記少なくとも四台のうちの少なくとも二台の一部撮影用デジタルカメラの画像データを基に画像処理および幾何学的演算処理をすることによって、前記鉄道車両全体に設けた複数の前記ターゲットの各々の、前記撮影位置での３次元座標値を算出するターゲット座標値算出手段と、
   前記各ターゲットの前記撮影位置での３次元座標値と、前記鉄道車両の移動距離との組み合わせから前記鉄道車両の出来形寸法を算出して出力する出来形寸法算出手段と、
   を具えてなる、鉄道車両用出来形寸法計測システム。
4. 前記レールを挟むように位置する二箇所の所定位置にそれぞれ固定された二台の側部全体撮影用デジタルカメラと、
   前記レール上の前記鉄道車両の両側部全体を、前記二台の側部全体撮影用デジタルカメラがその鉄道車両の長手方向の斜め方向から撮影して出力した、前記鉄道車両全体に設けた複数の前記ターゲットのうちその鉄道車両の両側部のその長手方向に沿う複数箇所の台枠付近の所定位置に設けたターゲットを一緒に含む画像データを基に、画像処理および幾何学的演算処理をすることによって、前記台枠付近に設けた各ターゲットの高さ方向位置を算出し、前記台枠付近に設けた各ターゲットの、前記求めた３次元座標値における前記鉄道車両の長手方向の位置と、前記算出した高さ方向位置とから前記鉄道車両の台枠のキャンバー値を算出して出力するキャンバー値算出手段と、
   を具えることを特徴とする、請求項３記載の鉄道車両用出来形寸法計測システム。
5. 請求項１または２記載の鉄道車両用出来形寸法計測方法に用いられ、前記計測対象の鉄道車両の車体に固定される前記ターゲットであって、
   所定のターゲット図形を描いた部材と、
   前記部材を前記車体に固定するための吸盤と、
   を具えることを特徴とする、鉄道車両用出来形寸法計測方法用ターゲット。
6. 請求項３または４記載の鉄道車両用出来形寸法計測システムと、
   前記鉄道車両用出来形寸法計測システムが算出した出来形寸法とあらかじめ入力された設計データとを比較してその比較結果を出力するとともに、前記鉄道車両用出来形寸法計測システムが算出した出来形寸法とあらかじめ入力された設計データの限界値との差から限界余裕値を求めてその限界余裕値を出力する帳票出力手段と、
   を具えてなる、鉄道車両用出来形寸法検査システム。
   
   

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