JP2009040215A - Trolley wire detecting device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a trolley wire detecting device capable of surely detecting a trolley wire contacting with a pantograph, with an installation position of a camera less restricted. <P>SOLUTION: In this trolley wire detecting device, the vicinity of the pantograph irradiated with the light is imaged (Step S1), the edge of a pickup image is detected, a plurality of straight lines are detected (Step S2), the reflected light from the trolley wire projected on the pantograph is detected from the pickup image, and the trolley wire contacting with the pantograph is detected by extracting the straight line having the detected reflected light from the plurality of detected straight lines (Step S3). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電車線に接触するトロリ線を、画像処理により検出するトロリ線検出装置に関する。   The present invention relates to a trolley line detection device that detects a trolley line in contact with a train line by image processing.

トロリ線は、電気車へ電力を供給する設備線であり、検測車や車両限界計測車等と呼ばれる専用の計測車両が一定周期毎に電車線を走行することにより、この位置が計測される。計測項目には、トロリ線の高さやパンタグラフ上での偏位があり、これらの計測値が安全な管理値内かどうかを診断することにより、設備保全が実施される。   A trolley line is an equipment line that supplies electric power to an electric vehicle, and this position is measured by a dedicated measurement vehicle called a test vehicle or vehicle limit measurement vehicle that runs on the train line at regular intervals. . The measurement items include the height of the trolley wire and the deviation on the pantograph, and equipment maintenance is carried out by diagnosing whether these measured values are within safe control values.

トロリ線の位置を計測する方式としては、レーザ計測方式や画像処理計測方式があり、画像処理計測方式の中にも各種の方式がある。   As a method for measuring the position of the trolley line, there are a laser measurement method and an image processing measurement method, and there are various types of image processing measurement methods.

(1)レーザ計測方式は、車両の屋根上に取り付けたレーザ投光器をトロリ線に向け、その反射波によりトロリ線の位置を計測する方式である(非特許文献2)。 (1) The laser measurement method is a method in which a laser projector mounted on the roof of a vehicle is directed toward a trolley line, and the position of the trolley line is measured by the reflected wave (Non-Patent Document 2).

(2)画像処理計測方式は、車両の屋根上に取り付けた照明をトロリ線に向け、カメラで撮影した画像からトロリ線の位置を計測する方式である(非特許文献3、4)。 (2) The image processing measurement method is a method of measuring the position of the trolley line from the image taken by the camera with the illumination mounted on the roof of the vehicle directed to the trolley line (Non-Patent Documents 3 and 4).

画像中に写る吊架線やき電線等は、設備保全管理上あまり重要視されるものではないが、パンタグラフと接触するトロリ線の位置は重要視されるものである。このトロリ線を検出する方式としては、以下の方式がある。   Suspension wires and feeders that appear in the image are not so important for facility maintenance management, but the position of the trolley wire in contact with the pantograph is important. As a method for detecting the trolley wire, there are the following methods.

(2−1)パンタグラフの影を利用する方式(非特許文献3)
パンタグラフに向けて照明を投光し、パンタグラフ付近の画像を取得する。取得した画像から複数の架線を検出し、パンタグラフの影の無い架線をパンタグラフと接触するトロリ線とし、影の有る架線をそれ以外の吊架線とし、影の有る架線を排除することにより、トロリ線を検出している。
(2-1) A system that uses the shadow of a pantograph (Non-Patent Document 3)
Light is projected toward the pantograph, and an image near the pantograph is acquired. By detecting a plurality of overhead lines from the acquired images, the overhead line without the shadow of the pantograph is the trolley line that contacts the pantograph, the overhead line with the shadow is the other suspension line, and the overhead line with the shadow is eliminated. Is detected.

(2−2)2台のカメラを使用する方式(非特許文献4)
パンタグラフへ向けて照明を投光し、枕木方向に並べて設置された2台のカメラによって、パンタグラフ付近の画像を取得する。そして、この2台のカメラの画像を照合して、接触するトロリ線と非接触の架線とを見分ける。接触するトロリ線の見分け方について説明すると、パンタグラフとトロリ線の交点を2台のカメラ両方で検出し、接触するトロリ線の場合、交点は、パンタグラフ上の座標が2台のカメラ画像間で同じ座標になるが、接触しない場合、架線の交点は、パンタグラフ上の座標が2台のカメラ画像間で異なる座標になる。この交点の座標の違いによって、接触するトロリ線と接触しない架線を区別することができる。
(2-2) Method using two cameras (Non-Patent Document 4)
Illumination is projected toward the pantograph, and images near the pantograph are acquired by two cameras arranged side by side in the sleeper direction. Then, the images of the two cameras are collated to distinguish between the trolley line that comes into contact with the non-contact overhead line. Explaining how to distinguish the trolley line that touches, the intersection of the pantograph and trolley line is detected by both cameras, and in the case of the trolley line that touches, the intersection point is the same between the two camera images on the pantograph If the coordinates are not touched, the intersection of the overhead lines is different in coordinates on the pantograph between the two camera images. Due to the difference in the coordinates of the intersection, it is possible to distinguish between a trolley line that contacts and an overhead line that does not contact.

電気学会編、電気鉄道における教育調査専門委員会編、“最新電気鉄道工学”、コロナ社、2000年9月、126-129頁The Institute of Electrical Engineers, Educational Research Committee on Electric Railways, “Latest Electric Railway Engineering”, Corona, September 2000, pp. 126-129 佐藤 裕樹 他、“新幹線電気軌道総合検測車電力測定装置の開発”、平成14年電気学会産業応用部門大会、2002年、1407-1410頁Hiroki Sato et al., “Development of Shinkansen Electric Track General Inspection Vehicle Power Measurement Device”, 2002 IEEJ Industrial Application Conference, 2002, 1407-1410 吉田 洋 他、“画像処理を利用した電車線の偏位測定法について”、近鉄技報 Vol.24、1993年、77-81頁Hiroshi Yoshida et al., “A method for measuring deflection of train lines using image processing”, Kintetsu Technical Report Vol.24, 1993, pp. 77-81 特開2003−341389号公報JP 2003-341389 A

上述したように、トロリ線の位置を計測する方式としては、レーザ計測方式や画像処理計測方式があるが、これらの方式には、以下の問題がある。   As described above, methods for measuring the position of the trolley line include a laser measurement method and an image processing measurement method, but these methods have the following problems.

(1)レーザ計測方式は、計測値の異常値を検知できるが、グラフ等に異常値が記録されているだけなので、異常値になった原因や、現象の解析が難しい。又、レーザ照射のための高周波電源装置等の装置が大きいため、車両の屋根上に設置することが難しい。 (1) The laser measurement method can detect an abnormal value of a measured value, but since the abnormal value is only recorded in a graph or the like, it is difficult to analyze the cause of the abnormal value or the phenomenon. Moreover, since devices such as a high-frequency power supply device for laser irradiation are large, it is difficult to install them on the roof of a vehicle.

(2)パンタグラフの影を利用する画像処理計測方式は、パンタグラフと接触するトロリ線を誤検出する問題がある。例えば、図9に示すように、照明35からパンタグラフ34の方向へ光を照射し、カメラ36により撮像する場合、補助吊架線33は、パンタグラフ34に近いため、パンタグラフ34の影が補助吊架線33にできる。しかしながら、吊架線32は、パンタグラフ34と離れているため、パンタグラフ34の影が広がり薄い影しかできない。これにより、パンタグラフ34から一定距離以上離れた架線は、パンタグラフ34の影ができない問題がある。したがって、影の有無だけで架線がパンタグラフ34と接触するか否か判断できない問題がある。 (2) The image processing measurement method using the shadow of the pantograph has a problem of erroneously detecting a trolley line that contacts the pantograph. For example, as shown in FIG. 9, when light is emitted from the illumination 35 in the direction of the pantograph 34 and the image is captured by the camera 36, the auxiliary suspension line 33 is close to the pantograph 34. Can be. However, since the suspension line 32 is separated from the pantograph 34, the shadow of the pantograph 34 spreads and only a thin shadow is possible. As a result, there is a problem that an overhead line separated from the pantograph 34 by a certain distance cannot shadow the pantograph 34. Therefore, there is a problem that it cannot be determined whether or not the overhead line contacts the pantograph 34 only by the presence or absence of a shadow.

(3)2台のカメラを使用する画像処理計測方式は、枕木方向ヘカメラ2台を設置する必要があり、カメラの設置位置に制約がある。 (3) In the image processing measurement method using two cameras, it is necessary to install two cameras in the sleeper direction, and there are restrictions on the installation positions of the cameras.

本発明は上記課題に鑑みなされたもので、カメラの設置位置の制約が小さく、確実にパンタグラフに接触するトロリ線を検出できるトロリ線検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a trolley line detection device that can detect a trolley line that is surely in contact with a pantograph and that has little restrictions on the installation position of the camera.

上記課題を解決する第1の発明に係るトロリ線検出装置は、
パンタグラフに向かって光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段により光が照射された前記パンタグラフの近傍を撮像する1つの撮像手段と、
前記撮像手段に撮像された画像を記録すると共に当該画像の画像処理を行うことにより、前記パンタグラフに接触するトロリ線を検出する画像処理手段とを有するトロリ線検出装置において、
前記画像処理手段は、
前記画像のエッジ検出を行うことにより、複数の直線を検出し、
前記パンタグラフに投影されるトロリ線からの反射光を前記画像から検出し、
検出した前記複数の直線の中から、前記反射光がある直線を抽出することにより、パンタグラフに接触するトロリ線を検出することを特徴とする。
A trolley wire detection device according to a first invention for solving the above-mentioned problems is
Light irradiation means for irradiating light toward the pantograph;
One imaging means for imaging the vicinity of the pantograph irradiated with light by the light irradiation means;
In the trolley line detection device having an image processing means for detecting a trolley line in contact with the pantograph by recording an image picked up by the image pickup means and performing image processing of the image.
The image processing means includes
By performing edge detection of the image, a plurality of straight lines are detected,
Detecting reflected light from the trolley line projected on the pantograph from the image;
A trolley line in contact with the pantograph is detected by extracting a straight line with the reflected light from the detected plurality of straight lines.

上記課題を解決する第2の発明に係るトロリ線検出装置は、
パンタグラフに向かって光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段により光が照射された前記パンタグラフの近傍を撮像する1つの撮像手段と、
前記撮像手段に撮像された画像を記録すると共に当該画像の画像処理を行うことにより、前記パンタグラフに接触するトロリ線を検出する画像処理手段とを有するトロリ線検出装置において、
前記画像処理手段は、
前記画像のエッジ検出を行うことにより、複数の直線を検出し、
前記パンタグラフに投影されるトロリ線からの反射光を前記画像から検出し、
検出した前記反射光を生成する光の入射角度を算出すると共に、前記反射光の反射角度を算出して、前記入射角度と前記反射角度とを照合し、
検出した前記複数の直線の中から、前記反射光があり、かつ、前記入射角度と前記反射角度が同じとなる直線を抽出することにより、パンタグラフに接触するトロリ線を検出することを特徴とする。
A trolley wire detection device according to a second invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
Light irradiation means for irradiating light toward the pantograph;
One imaging means for imaging the vicinity of the pantograph irradiated with light by the light irradiation means;
In the trolley line detection device having an image processing means for detecting a trolley line in contact with the pantograph by recording an image picked up by the image pickup means and performing image processing of the image.
The image processing means includes
By performing edge detection of the image, a plurality of straight lines are detected,
Detecting reflected light from the trolley line projected on the pantograph from the image;
While calculating the incident angle of the light that generates the detected reflected light, calculating the reflection angle of the reflected light, collate the incident angle and the reflection angle,
A trolley line in contact with the pantograph is detected by extracting a straight line having the reflected light and having the same incident angle and the same reflection angle from the detected plurality of straight lines. .

上記課題を解決する第3の発明に係るトロリ線検出装置は、
パンタグラフに向かって光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段により光が照射された前記パンタグラフの近傍を撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段に撮像された画像を各々記録すると共に当該画像の画像処理を行うことにより、前記パンタグラフに接触するトロリ線を検出する画像処理手段とを有するトロリ線検出装置において、
前記画像処理手段は、
異なる撮像手段に撮像された前記画像を、投影変換を行うことにより同じ座標軸の画像に変換し、
投影変換された前記画像のエッジ検出を各々行うことにより、複数の直線を検出し、
前記パンタグラフに投影されるトロリ線からの反射光を、投影変換された前記画像から各々検出し、
投影変換された前記画像各々において、検出した前記反射光を生成する光の入射角度を算出すると共に、前記反射光の反射角度を算出して、前記入射角度と前記反射角度とを照合し、検出した複数の直線の中から、前記反射光があり、かつ、前記入射角度と前記反射角度が同じとなる直線を抽出し、
投影変換された異なる撮像手段による前記画像同士において、抽出した前記直線と前記パンタグラフとの接触点の座標を互いに照合し、
抽出した前記直線の中から、前記接触点の座標が同じとなる直線を更に抽出することにより、パンタグラフに接触するトロリ線を検出することを特徴とする。
A trolley wire detection device according to a third invention for solving the above-mentioned problems is
Light irradiation means for irradiating light toward the pantograph;
A plurality of imaging means for imaging the vicinity of the pantograph irradiated with light by the light irradiation means;
In the trolley line detection device having an image processing means for detecting a trolley line in contact with the pantograph by recording each image picked up by the plurality of image pickup means and performing image processing of the image,
The image processing means includes
The image captured by different imaging means is converted into an image of the same coordinate axis by performing projection conversion,
A plurality of straight lines are detected by performing edge detection on each of the projected images.
The reflected light from the trolley line projected on the pantograph is detected from each of the projected and converted images,
In each of the projection-converted images, the incident angle of the light that generates the detected reflected light is calculated, the reflection angle of the reflected light is calculated, and the incident angle and the reflection angle are collated and detected. A straight line having the reflected light and having the same incident angle and the same reflection angle is extracted from the plurality of straight lines,
In the images by different imaging means that have undergone projection conversion, the coordinates of the contact points between the extracted straight line and the pantograph are collated with each other,
A trolley line in contact with the pantograph is detected by further extracting a straight line having the same coordinates of the contact point from the extracted straight line.

上記課題を解決する第4の発明に係るトロリ線検出装置は、
パンタグラフに向かって光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段により光が照射された前記パンタグラフの近傍を撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段に撮像された画像を各々記録すると共に当該画像の画像処理を行うことにより、前記パンタグラフに接触するトロリ線を検出する画像処理手段とを有するトロリ線検出装置において、
前記画像処理手段は、
異なる撮像手段に撮像された前記画像を、投影変換を行うことにより同じ座標軸の画像に変換し、
投影変換された前記画像のエッジ検出を各々行うことにより、複数の直線を検出し、
前記パンタグラフに投影されるトロリ線からの反射光を、投影変換された前記画像から各々検出し、
投影変換された前記画像各々において、検出した前記反射光を生成する光の入射角度を算出すると共に、前記反射光の反射角度を算出して、前記入射角度と前記反射角度とを照合し、検出した複数の直線の中から、前記反射光があり、かつ、前記入射角度と前記反射角度が同じとなる直線を抽出し、
投影変換された異なる撮像手段による前記画像同士において、抽出した前記直線における前記反射角度同士を互いに照合し、
抽出した前記直線の中から、前記前記反射角度が同じとなる直線を更に抽出することにより、パンタグラフに接触するトロリ線を検出することを特徴とする。
A trolley wire detection device according to a fourth invention for solving the above-mentioned problems is
Light irradiation means for irradiating light toward the pantograph;
A plurality of imaging means for imaging the vicinity of the pantograph irradiated with light by the light irradiation means;
In the trolley line detection device having an image processing means for detecting a trolley line in contact with the pantograph by recording each image picked up by the plurality of image pickup means and performing image processing of the image,
The image processing means includes
The image captured by different imaging means is converted into an image of the same coordinate axis by performing projection conversion,
A plurality of straight lines are detected by performing edge detection on each of the projected images.
The reflected light from the trolley line projected on the pantograph is detected from each of the projected and converted images,
In each of the projection-converted images, the incident angle of the light that generates the detected reflected light is calculated, the reflection angle of the reflected light is calculated, and the incident angle and the reflection angle are collated and detected. A straight line having the reflected light and having the same incident angle and the same reflection angle is extracted from the plurality of straight lines,
In the images by the different imaging means subjected to projection conversion, the reflection angles in the extracted straight line are collated with each other,
A trolley line contacting the pantograph is detected by further extracting a straight line having the same reflection angle from the extracted straight lines.

第1の発明によれば、トロリ線検出の信頼性を高くすることができると共に、カメラ等の撮像手段の設置位置の制約を少なくすることができる。又、録画された画像により、異常状況を視認することができる。   According to the first aspect of the invention, it is possible to increase the reliability of detecting the trolley line and reduce restrictions on the installation position of the imaging means such as a camera. Also, the abnormal situation can be visually recognized from the recorded image.

第2の発明によれば、トロリ線検出の信頼性を、第1の発明より向上させることができる。   According to the second invention, the reliability of the trolley wire detection can be improved as compared with the first invention.

第3、第4の発明によれば、トロリ線検出の信頼性を、第2の発明より更に向上させることができる。   According to the third and fourth inventions, the reliability of trolley wire detection can be further improved than in the second invention.

以下、図1〜図8を参照して、本発明に係るトロリ線検出装置の実施形態例を説明する。   Hereinafter, with reference to FIGS. 1-8, the embodiment example of the trolley wire detection apparatus which concerns on this invention is described.

図1は、本発明に係るトロリ線検出装置の実施形態の一例を示す概略図であり、図2は、図1に示す本発明に係るトロリ線検出装置で得られた画像を示す図であり、図3は、図1に示す本発明に係るトロリ線検出装置において、その実施形態の一例となるトロリ線の検出方法を示すフローチャートである。   FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of a trolley wire detection device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an image obtained by the trolley wire detection device according to the present invention shown in FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a trolley wire detection method as an example of an embodiment of the trolley wire detection apparatus according to the present invention shown in FIG.

図1に示すように、車両(電車6)へ電力を供給するためのトロリ線1は、吊架線2に吊されると共に、電柱3に設けられた振止金具4(又は曲引金具)に支持されて、各電柱3間に架設されるものである。   As shown in FIG. 1, a trolley wire 1 for supplying electric power to a vehicle (train 6) is suspended from a suspension wire 2 and attached to a brace 4 (or bent metal fitting) provided on a utility pole 3. It is supported and installed between each power pole 3.

そして、本実施例におけるトロリ線検出装置は、図1に示すように、レール5上を走行可能な電車6の上部(屋根上)に、パンタグラフ7に向かって下方側から光を照射する投光器8(光照射手段)と、パンタグラフ7の近傍を下方側から撮像する1つのカメラ9(撮像手段)とを有するものである。つまり、カメラ9は、投光器8により光が照射されたパンタグラフ7の近傍を視野9aとしており、この視野9aを撮像することになる。更に、電車6の車内には、カメラ9で撮像した画像信号を画像として記録する画像記録部と記録した画像の画像処理を行う画像処理部とを有する画像処理装置10(画像処理手段)を設けている。   As shown in FIG. 1, the trolley wire detection device in the present embodiment projects a light from the lower side toward the pantograph 7 on the upper part (on the roof) of the train 6 that can travel on the rail 5. (Light irradiating means) and one camera 9 (imaging means) that images the vicinity of the pantograph 7 from the lower side. That is, the camera 9 has a visual field 9a in the vicinity of the pantograph 7 irradiated with light by the projector 8, and images the visual field 9a. Further, an image processing apparatus 10 (image processing means) having an image recording unit that records an image signal captured by the camera 9 as an image and an image processing unit that performs image processing of the recorded image is provided in the train 6. ing.

本実施例のトロリ線検出装置のカメラ9では、投光器8からの光が照射されたパンタグラフ7の近傍を撮像することにより、図2に示すような画像が撮像される。図2からわかるように、パンタグラフ7と接触しない架線(吊架線2)からは、その反射光がパンタグラフ7に投影されることはない。一方、パンタグラフ7と接触する架線(トロリ線1)からは、その反射光1aがパンタグラフ7に投影されることになる。そして、図2に示すように、この反射光1aは、カメラ9からは、パンタグラフ7と架線(トロリ線1)が交差する部分に見えることになる。このことから、パンタグラフ7に投影された反射光1aがある架線を、パンタグラフ7と接触するトロリ線1として検出することができる。   In the camera 9 of the trolley line detection device of the present embodiment, an image as shown in FIG. 2 is captured by capturing the vicinity of the pantograph 7 irradiated with light from the projector 8. As can be seen from FIG. 2, the reflected light is not projected onto the pantograph 7 from the overhead line that does not contact the pantograph 7 (suspended line 2). On the other hand, the reflected light 1 a is projected onto the pantograph 7 from the overhead line (trolley line 1) in contact with the pantograph 7. As shown in FIG. 2, the reflected light 1 a is seen from the camera 9 at a portion where the pantograph 7 and the overhead line (trolley line 1) intersect. From this, the overhead line with the reflected light 1 a projected onto the pantograph 7 can be detected as the trolley line 1 in contact with the pantograph 7.

ここで、図1、図2も参照しながら、図3に示すフローチャートを用いて、トロリ線の検出方法を説明する。   Here, a method for detecting a trolley wire will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and a flowchart shown in FIG.

最初に、カメラ9により、投光器8からの光が照射されたパンタグラフ7の近傍を撮像し、その画像信号を画像処理装置10へ送信する。つまり、図2に示すような画像をカメラ9で撮像して、画像処理装置10へ画像入力することになる(ステップS1)。   First, the vicinity of the pantograph 7 irradiated with light from the projector 8 is imaged by the camera 9, and the image signal is transmitted to the image processing apparatus 10. That is, an image as shown in FIG. 2 is captured by the camera 9 and input to the image processing apparatus 10 (step S1).

次に、画像処理装置10において、入力された画像を画像処理することにより、エッジ検出を行い、複数の直線を検出する。つまり、トロリ線の候補となる直線を、画像処理により検出することになる(ステップS2)。   Next, the image processing apparatus 10 performs edge processing by performing image processing on the input image, and detects a plurality of straight lines. That is, a straight line that is a trolley line candidate is detected by image processing (step S2).

次に、図2で説明したように、パンタグラフ7に投影されるトロリ線1からの反射光1aを検出すると共に、ステップS2で検出した複数の直線の中から、この反射光1aがある直線を抽出することにより、つまり、反射光1aの投影位置に対応する直線を抽出することにより、パンタグラフ7に接触するトロリ線1を検出する(ステップS3)。   Next, as described with reference to FIG. 2, the reflected light 1a from the trolley line 1 projected on the pantograph 7 is detected, and the straight line with the reflected light 1a is selected from the plurality of straight lines detected in step S2. By extracting, that is, by extracting a straight line corresponding to the projection position of the reflected light 1a, the trolley line 1 in contact with the pantograph 7 is detected (step S3).

そして、測定対象区間の架線への測定が終了するまで、上記ステップS1〜S3の手順を複数繰り返して行う(ステップS4)。つまり、測定対象区間の架線に対して、画像を複数回撮像し、撮像した各々の画像おいて、パンタグラフ7に接触するトロリ線1を検出することになる。   And the procedure of said step S1-S3 is repeated in multiple times until the measurement to the overhead wire of a measurement object area is complete | finished (step S4). That is, an image is captured a plurality of times with respect to the overhead line of the measurement target section, and the trolley line 1 that contacts the pantograph 7 is detected in each captured image.

なお、本実施例において、投光器8、カメラ9の配置位置は、特に大きな制約はないが、反射光1aの検出のためには、パンタグラフ7の真下を避けて、上面視において、パンタグラフ7に正対する位置に投光器8、カメラ9を配置すればよい。本実施例では、一例として、図1に示すように、車両6上におけるパンタグラフ7と直交する直線6a上に、距離を置いて投光器8、カメラ9を配置している。一方、後述の図6に示すカメラ21、22のように、上面視において、パンタグラフ7に正対する位置ではなく、パンタグラフ7に対して斜めとなる位置にカメラ9を配置する場合には、後述の図7で説明するように、投影変換により正面画像に変換してから、上記ステップS12以降の処理を行えばよい。   In the present embodiment, the arrangement positions of the projector 8 and the camera 9 are not particularly limited. However, in order to detect the reflected light 1a, the position of the projector 8 and the camera 9 is not directly below the pantograph 7 and is normal to the pantograph 7 in a top view. What is necessary is just to arrange | position the projector 8 and the camera 9 in the position with respect. In this embodiment, as an example, as shown in FIG. 1, a projector 8 and a camera 9 are arranged at a distance on a straight line 6 a orthogonal to the pantograph 7 on the vehicle 6. On the other hand, when the camera 9 is arranged at a position oblique to the pantograph 7 in a top view as shown in FIGS. As described with reference to FIG. 7, the process from step S12 onward may be performed after the front image is converted by projection conversion.

上述したように、本実施例のトロリ線検出装置は、車両6に設置した投光器8、カメラ9を用いて、パンタグラフ7付近の画像を撮影し、パンタグラフ7に投影されるトロリ線1からの反射光1aを検出することにより、パンタグラフ7と接触するトロリ線1を検出することができるものである。そして、本実施例のトロリ線検出装置には、以下に示すような利点がある。   As described above, the trolley line detection device of the present embodiment takes an image near the pantograph 7 using the projector 8 and the camera 9 installed in the vehicle 6, and reflects from the trolley line 1 projected on the pantograph 7. By detecting the light 1a, the trolley line 1 in contact with the pantograph 7 can be detected. And the trolley wire detection apparatus of a present Example has the following advantages.

(1)レーザ計測方式では、計測値が記録されるだけであり、異常値以外の情報が乏しいが、本実施例のトロリ線検出装置は、画像が画像処理装置10に録画されるため、録画された画像で異常状況を視認することができる。
(2)パンタグラフの影を利用する画像処理計測方式では、パンタグラフから離れたトロリ線を、誤ってトロリ線と誤検出することがあったが、本実施例のトロリ線検出装置では、パンタグラフ7に投影されるトロリ線1からの反射光1aを用いており、パンタグラフ7から離れた架線からは反射光が無くなり、パンタグラフ7に接触する架線からは必ず反射光ができることから、トロリ線検出の信頼性を高くすることができる。
(3)2台のカメラを利用する画像処理計測方式に比べ、1台のカメラでトロリ線1を検出できるため、カメラの設置位置の制約を少なくすることができる。
(1) In the laser measurement method, only a measurement value is recorded, and information other than an abnormal value is scarce. However, the trolley line detection device of this embodiment records an image on the image processing device 10, so that the recording is performed. The abnormal situation can be visually recognized with the displayed image.
(2) In the image processing measurement method using the shadow of the pantograph, a trolley line far from the pantograph may be erroneously detected as a trolley line. In the trolley line detection device of this embodiment, the pantograph 7 Since the reflected light 1a from the projected trolley line 1 is used, the reflected light disappears from the overhead line away from the pantograph 7, and the reflected light is always generated from the overhead line in contact with the pantograph 7, so that the reliability of trolley line detection is improved. Can be high.
(3) Since the trolley line 1 can be detected by a single camera as compared with an image processing measurement method using two cameras, restrictions on the installation position of the camera can be reduced.

図4は、図1に示す本発明に係るトロリ線検出装置において、実施形態の他の一例となるトロリ線の検出方法を示すフローチャートであり、図5は、図4に示すトロリ線の検出方法を説明する模式図である。   4 is a flowchart showing a trolley wire detection method as another example of the embodiment in the trolley wire detection apparatus according to the present invention shown in FIG. 1, and FIG. 5 is a trolley wire detection method shown in FIG. FIG.

本実施例のトロリ線検出装置は、装置構成としては、図1に示した実施例1のトロリ線検出装置と略同等の構成でよい。従って、ここでは、重複する装置構成の説明は省略する。   The trolley wire detection device according to the present embodiment may have a configuration substantially equivalent to that of the trolley wire detection device according to the first embodiment shown in FIG. Therefore, the description of the overlapping apparatus configuration is omitted here.

本実施例と上記実施例1とでは、その検出方法に相違点がある。具体的には、実施例1では、パンタグタフ7に投影されたトロリ線1の反射光1aを検出することにより、パンタグラフ7に接触するトロリ線1を検出するのに対して、本実施例では、それに加えて、その反射光1aの反射角度を照合することにより、パンタグラフ7に接触するトロリ線1を検出するようにしている。   This embodiment is different from the first embodiment in the detection method. Specifically, in the first embodiment, the reflected light 1a of the trolley line 1 projected on the pan tag tough 7 is detected to detect the trolley line 1 in contact with the pantograph 7, whereas in the present embodiment, In addition, the trolley line 1 in contact with the pantograph 7 is detected by collating the reflection angle of the reflected light 1a.

ここで、本実施例におけるトロリ線の検出方法について、図4、図5に加えて、前述した図1、図2も参照して説明を行う。   Here, the detection method of the trolley line in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 described above in addition to FIGS.

最初に、カメラ9により、投光器8からの光が照射されたパンタグラフ7の近傍を撮像し、図2に示すような画像を画像処理装置10へ画像入力する(ステップS11)。   First, the vicinity of the pantograph 7 irradiated with light from the projector 8 is imaged by the camera 9, and an image as shown in FIG. 2 is input to the image processing apparatus 10 (step S11).

次に、画像処理装置10において、入力された画像を画像処理することにより、エッジ検出を行い、トロリ線の候補となる複数の直線を検出する(ステップS12)。   Next, the image processing apparatus 10 performs edge processing by performing image processing on the input image, and detects a plurality of straight lines that are trolley line candidates (step S12).

次に、図2で説明したように、パンタグラフ7に投影されるトロリ線1からの反射光1aを検出する。そして、反射光1aを生成する光の入射角度及び反射光1aの反射角度を算出し、入射角度と反射角度とを照合し、反射光1aがあり、かつ、入射角度と反射角度が同じとなる直線を抽出することにより、ステップS12で検出した複数の直線の中から、パンタグラフ7に接触するトロリ線1を検出する(ステップS13)。   Next, as described in FIG. 2, the reflected light 1a from the trolley line 1 projected on the pantograph 7 is detected. Then, the incident angle of the light that generates the reflected light 1a and the reflected angle of the reflected light 1a are calculated, the incident angle and the reflected angle are collated, the reflected light 1a is present, and the incident angle and the reflected angle are the same. By extracting the straight line, the trolley line 1 in contact with the pantograph 7 is detected from the plurality of straight lines detected in step S12 (step S13).

ステップS13における入射角度及び反射角度の算出及び照合について、図5を用いて詳細に説明する。なお、本実施例のトロリ線検出装置のカメラ9においても、投光器8からの光が照射されたパンタグラフ7の近傍を撮像することにより、図2に示すような画像が撮像される。図5は、この図2の画像を視野9aとして模式的に表すと共に、投光器8との関係も模式的に表したものである。   Calculation and collation of the incident angle and the reflection angle in step S13 will be described in detail with reference to FIG. Note that the camera 9 of the trolley line detection device of the present embodiment also captures an image as shown in FIG. 2 by capturing the vicinity of the pantograph 7 irradiated with light from the projector 8. FIG. 5 schematically shows the image of FIG. 2 as a field of view 9a and also schematically shows the relationship with the projector 8.

通常、架線からの反射光は、パンタグラフ上に傾きを持って投影される。例えば、図5に示すように、パンタグラフ7と接触するトロリ線1からの反射光1aも、パンタグラフ7上に傾きを持って投影される。そして、視野9aにおけるトロリ線1とパンタグラフ7との接触点11を起点として、視野9aに垂線12を設定すると共に、この垂線12と反射光1aの延長線8bとの角度を求めることにより、反射光1aの反射角度θrを算出することができる。反射角度θrの算出は、視野9aにおける画像を画像処理することにより行われる。   Usually, the reflected light from the overhead line is projected with an inclination on the pantograph. For example, as shown in FIG. 5, the reflected light 1 a from the trolley line 1 that contacts the pantograph 7 is also projected onto the pantograph 7 with an inclination. Then, starting from the contact point 11 between the trolley line 1 and the pantograph 7 in the visual field 9a, a perpendicular line 12 is set in the visual field 9a, and the angle between the perpendicular line 12 and the extended line 8b of the reflected light 1a is obtained. The reflection angle θr of the light 1a can be calculated. The reflection angle θr is calculated by performing image processing on the image in the visual field 9a.

又、投光器8の位置は既知であることから、視野9aにおいて、投光器8の位置を設定することができ、視野9aにおける投光器8の位置から接触点11への直線を設定することにより、投光器8から接触点11への入射光8aを設定することができる。そして、この入射光8aと垂線12との角度を求めることにより、入射光8aの入射角度θiを簡単に算出することができる。   Since the position of the projector 8 is known, the position of the projector 8 can be set in the field of view 9a. By setting a straight line from the position of the projector 8 to the contact point 11 in the field of view 9a, the projector 8 can be set. The incident light 8a to the contact point 11 can be set. Then, by obtaining the angle between the incident light 8a and the perpendicular line 12, the incident angle θi of the incident light 8a can be easily calculated.

トロリ線1がパンタグラフ7と接触する場合には、反射光1aの基点(入射光8aと反射光1aの交点)が、視野9aにおける接触点11と一致するため、反射角度θrと入射角度θiは等しくなる。一方、架線がパンタグラフ7と接触しない場合には、その架線からの反射光1aの基点(入射光8aと反射光1aの交点)が、視野9aにおける接触点11と一致しないため、反射角度θrと入射角度θiは等しくならない。従って、視野9a中に検出された全ての反射光1aに対して、その反射角度θrと入射角度θiを算出し、その反射角度θrと入射角度θiと照合し、共に同じ角度であれば、パンタグラフ7に接触するトロリ線1であると判定することができ、異なる角度であれば、パンタグラフ7に接触するトロリ線1ではないと判定することができる。   When the trolley line 1 is in contact with the pantograph 7, the base point of the reflected light 1a (the intersection of the incident light 8a and the reflected light 1a) coincides with the contact point 11 in the visual field 9a, so the reflection angle θr and the incident angle θi are Will be equal. On the other hand, when the overhead line does not contact the pantograph 7, the base point of the reflected light 1a from the overhead line (the intersection of the incident light 8a and the reflected light 1a) does not coincide with the contact point 11 in the visual field 9a. Incident angles θi are not equal. Therefore, the reflection angle θr and the incident angle θi are calculated for all the reflected lights 1a detected in the field of view 9a, and the reflection angle θr and the incident angle θi are collated. 7, it can be determined that the trolley wire 1 is in contact with the pantograph 7, and it can be determined that the trolley wire 1 is not in contact with the pantograph 7 at different angles.

そして、測定対象区間の架線への測定が終了するまで、上記ステップS11〜S13の手順を複数繰り返して行う(ステップS14)。つまり、測定対象区間の架線に対して、画像を複数回撮像し、撮像した各々の画像おいて、パンタグラフ7に接触するトロリ線1を検出することになる。   And the procedure of said step S11-S13 is repeated in multiple times until the measurement to the overhead line of a measurement object area is complete | finished (step S14). That is, an image is captured a plurality of times with respect to the overhead line of the measurement target section, and the trolley line 1 that contacts the pantograph 7 is detected in each captured image.

なお、本実施例においても、投光器8、カメラ9の配置位置は、特に大きな制約はないが、反射光1aの検出のためには、パンタグラフ7の真下を避けて、上面視において、パンタグラフ7に正対する位置に投光器8、カメラ9を配置すればよい。例えば、図1に示すように、直線6a上に、距離を置いて投光器8、カメラ9を配置している。一方、後述の図6に示すカメラ21、22のように、上面視において、パンタグラフ7に正対する位置ではなく、パンタグラフ7に対して斜めとなる位置にカメラ9を配置する場合には、後述の図7で説明するように、投影変換により正面画像に変換してから、上記ステップS12以降の処理を行えばよい。   In the present embodiment, the arrangement positions of the projector 8 and the camera 9 are not particularly limited. However, in order to detect the reflected light 1a, the pantograph 7 is not viewed from directly below the pantograph 7 in the top view. What is necessary is just to arrange | position the light projector 8 and the camera 9 in the position which opposes. For example, as shown in FIG. 1, a projector 8 and a camera 9 are arranged on a straight line 6a at a distance. On the other hand, when the camera 9 is arranged at a position oblique to the pantograph 7 in a top view as shown in FIGS. As described with reference to FIG. 7, the process from step S12 onward may be performed after the front image is converted by projection conversion.

上述したように、本実施例のトロリ線検出装置は、車両6に設置した投光器8、カメラ9を用いて、パンタグラフ7付近の画像を撮影し、パンタグラフ7に投影されるトロリ線1からの反射光1aの反射角度θrとその入射角度θiとを更に照合することにより、パンタグラフ7と接触するトロリ線1を検出することができるものである。そして、本実施例のトロリ線検出装置では、トロリ線1からの反射光1aの反射角度θrとその入射角度θiとを更に照合するため、実施例1の利点に加え、トロリ線検出の信頼性を向上することができる。   As described above, the trolley line detection device of the present embodiment takes an image near the pantograph 7 using the projector 8 and the camera 9 installed in the vehicle 6, and reflects from the trolley line 1 projected on the pantograph 7. By further collating the reflection angle θr of the light 1a with the incident angle θi, the trolley wire 1 in contact with the pantograph 7 can be detected. In the trolley wire detection device of the present embodiment, the reflection angle θr of the reflected light 1a from the trolley wire 1 and the incident angle θi are further collated, so in addition to the advantages of the first embodiment, the reliability of the trolley wire detection Can be improved.

図6は、本発明に係るトロリ線検出装置の実施形態の他の一例を示す概略図であり、図7は、図6に示す本発明に係るトロリ線検出装置で得られた画像を投影変換する方法を説明する図であり、図8は、図6に示す本発明に係るトロリ線検出装置において、その実施形態の一例となるトロリ線の検出方法を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a schematic diagram showing another example of the embodiment of the trolley wire detection device according to the present invention, and FIG. 7 is a projection conversion of the image obtained by the trolley wire detection device according to the present invention shown in FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a trolley wire detection method as an example of the embodiment in the trolley wire detection apparatus according to the present invention shown in FIG. 6.

本実施例のトロリ線検出装置は、複数のカメラ21、22の構成及び画像処理装置10における検出方法を除いて、実施例1の図1に示したトロリ線検出装置と同等の構成である。従って、ここでは、重複する構成の説明は省略する。   The trolley wire detection device of the present embodiment has the same configuration as the trolley wire detection device shown in FIG. 1 of the first embodiment, except for the configuration of the plurality of cameras 21 and 22 and the detection method in the image processing device 10. Therefore, the description of the overlapping configuration is omitted here.

具体的な相違点は、実施例1の図1に示したトロリ線検出装置では、カメラ9は、上面視において、パンタグラフ7に正対する位置に配置されているが、本実施例のトロリ線検出装置では、カメラ21、22は、上面視において、パンタグラフ7に対して斜めとなる位置(直線6a上ではない位置)に配置されており、図6に示すように、枕木方向(レール5に垂直な水平方向)に横に並べて配置している。つまり、このような配置構成により、カメラ21、22をステレオカメラとしている。   A specific difference is that in the trolley line detection apparatus shown in FIG. 1 of the first embodiment, the camera 9 is arranged at a position facing the pantograph 7 in a top view. In the apparatus, the cameras 21 and 22 are arranged at positions oblique to the pantograph 7 (positions not on the straight line 6a) in a top view, and as shown in FIG. (Horizontal direction) side by side. That is, with such an arrangement, the cameras 21 and 22 are stereo cameras.

又、本実施例のトロリ線検出装置は、上記実施例2と同様に、トロリ線1からの反射光1aの反射角度を照合することにより、パンタグラフ7と接触するトロリ線1を検出しようとするものであるが、実施例2のように1つカメラ9に撮像された画像中の反射角度と入射角度を照合するだけではなく、複数のカメラ21、22に撮像された画像同士において、反射角度等を互いに照合するようにもしている。従って、これらの相違点により、パンタグラフ7と接触するトロリ線1の検出が、図8に示すフローチャートにより実施されることになる。   Further, the trolley wire detection device of the present embodiment tries to detect the trolley wire 1 in contact with the pantograph 7 by collating the reflection angle of the reflected light 1a from the trolley wire 1 as in the second embodiment. However, as in the second embodiment, not only the reflection angle and the incident angle in the image captured by one camera 9 are collated, but also in the images captured by the plurality of cameras 21 and 22, the reflection angle Etc. are also collated with each other. Therefore, due to these differences, the detection of the trolley line 1 in contact with the pantograph 7 is performed according to the flowchart shown in FIG.

ここで、本実施例におけるトロリ線の検出方法について、図6〜図8に加えて、前述した図5も参照して説明を行う。   Here, the detection method of the trolley line in the present embodiment will be described with reference to FIG. 5 described above in addition to FIGS.

最初に、カメラ21、22により、投光器8からの光が照射されたパンタグラフ7の近傍を撮像し、各々の画像を画像処理装置10へ画像入力する(ステップS21)。   First, the vicinity of the pantograph 7 irradiated with light from the projector 8 is imaged by the cameras 21 and 22, and each image is input to the image processing apparatus 10 (step S21).

次に、画像処理装置10において、入力された各画像を投影変換する(ステップS22)。この投影変換は、上面視においてパンタグラフ7に対して斜めとなる位置に配置されたカメラ21、22からの画像(図7(a))を、上面視においてパンタグラフ7に正対する位置に配置されたカメラからの画像(図7(b))へ変換するものである。つまり、異なる座標軸(座標系)の画像同士を、同じ座標軸(座標系)へ変換しており、このことにより、異なるカメラ21、22で撮像された画像同士において、後述する比較が可能となる。   Next, the input image is projected and converted in the image processing apparatus 10 (step S22). In this projection conversion, an image (FIG. 7A) from the cameras 21 and 22 arranged at an oblique position with respect to the pantograph 7 in the top view is arranged at a position facing the pantograph 7 in the top view. The image is converted into an image from the camera (FIG. 7B). That is, images with different coordinate axes (coordinate systems) are converted to the same coordinate axis (coordinate system), and this allows comparison of images captured by different cameras 21 and 22 to be described later.

この投影変換について説明する。上面視においてパンタグラフに対して斜めとなる位置に配置されたカメラ21、22からの画像では、図7(a)に示すように、上昇時のパンタグラフ、下降時のパンタグラフが、画像中で傾いて表示される。一方、上面視においてパンタグラフに対して正対する位置に配置されたカメラからの画像では、図7(b)に示すように、上昇時のパンタグラフ、下降時のパンタグラフが、画像中で水平に表示される。従って、図7(a)の画像から図7(b)の画像へ変換するためには、例えば、同一対象物について、図7(a)の画像、図7(b)の画像各々における座標を比較し、その座標を変換する行列式を求めればよい。   This projection conversion will be described. In the images from the cameras 21 and 22 arranged at an oblique position with respect to the pantograph in the top view, as shown in FIG. 7A, the pantograph when rising and the pantograph when falling are inclined in the image. Is displayed. On the other hand, in the image from the camera arranged at the position facing the pantograph in the top view, as shown in FIG. 7B, the pantograph when rising and the pantograph when descending are displayed horizontally in the image. The Therefore, in order to convert the image of FIG. 7A to the image of FIG. 7B, for example, the coordinates in the image of FIG. 7A and the image of FIG. What is necessary is just to calculate and the determinant which converts the coordinate.

従って、図7(a)においては、上昇時のパンタグラフの任意の2点、A点、B点と、下降時のパンタグラフにおける、A点、B点に対応するC点、D点とにより、四角形「ABCD」を形成し、A点、B点、C点、D点の座標を求め、又、図7(b)においては、上昇時のパンタグラフにおける、A点、B点に対応するA’点、B’点と、下降時のパンタグラフにおける、C点、D点に対応するC’点、D’点とにより、四角形「A’B’C’D’」を形成し、A’点、B’点、C’点、D’点の座標を求めておく。そして、四角形「ABCD」、四角形「A’B’C’D’」の座標を比較することにより、四角形「ABCD」から四角形「A’B’C’D’」へ変換する投影行列を予め求めることができる。この投影行列を用いることにより、図7(a)の画像から図7(b)の画像へ変換することが可能となる。   Accordingly, in FIG. 7 (a), an arbitrary two points of the pantograph at the time of rising, A point and B point, and C point and D point corresponding to the points A and B in the pantograph at the time of descent “ABCD” is formed, and the coordinates of point A, point B, point C, point D are obtained. In FIG. 7B, point A ′ corresponding to point A and point B in the ascending pantograph , B ′ and the C ′ point and D ′ point corresponding to the C point and D point in the descending pantograph form a square “A′B′C′D ′”. The coordinates of 'point, C' point and D 'point are obtained in advance. Then, by comparing the coordinates of the rectangle “ABCD” and the rectangle “A′B′C′D ′”, a projection matrix for converting the rectangle “ABCD” to the rectangle “A′B′C′D ′” is obtained in advance. be able to. By using this projection matrix, it is possible to convert the image of FIG. 7A to the image of FIG. 7B.

次に、画像処理装置10において、投影変換された各画像を画像処理することにより、エッジ検出を行い、トロリ線の候補となる複数の直線を検出する(ステップS23)。   Next, the image processing apparatus 10 performs edge processing by performing image processing on each of the projected and converted images, and detects a plurality of straight lines that are candidates for the trolley line (step S23).

次に、各画像において検出した複数の直線において、図5に示すような反射光1aを検出すると共に、その反射角度θr、入射角度θiを算出し、反射角度θrと入射角度θiとを照合することにより、反射光1aがあり、かつ、反射角度θr=入射角度θiとなる直線を抽出する(ステップS24)。なお、このステップS24における反射角度θr及び入射角度θiの算出、照合は、前述した図5において説明した方法と全く同様の方法である。従って、その詳細な説明は省略する。   Next, in a plurality of straight lines detected in each image, the reflected light 1a as shown in FIG. 5 is detected, the reflection angle θr and the incident angle θi are calculated, and the reflection angle θr and the incident angle θi are collated. As a result, a straight line with the reflected light 1a and with the reflection angle θr = incident angle θi is extracted (step S24). The calculation and collation of the reflection angle θr and the incident angle θi in step S24 are exactly the same as the method described in FIG. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.

次に、ステップS24で抽出された、反射光1aがあり、かつ、反射角度θr=入射角度θiとなる直線に対して、各カメラ21、22の画像間で照合を行うことにより、パンタグラフ7に接触するトロリ線1を検出する(ステップS25)。具体的には、投影変換された各カメラ21、22の画像において、ステップS24で抽出された、反射光1aがあり、かつ、反射角度θr=入射角度θiとなる直線における接触点11の座標を互いに照合し、接触点11の座標が共に同じであれば、パンタグラフ7に接触するトロリ線1と判定し、接触点11の座標が互いに異なれば、パンタグラフ7に接触するトロリ線1ではないと判定することにより、パンタグラフ7に接触するトロリ線1を検出している。   Next, by comparing the images of the cameras 21 and 22 with respect to the straight line having the reflected light 1a extracted in step S24 and having the reflection angle θr = incidence angle θi, the pantograph 7 is displayed. The contacting trolley wire 1 is detected (step S25). Specifically, the coordinates of the contact point 11 on the straight line where the reflected light 1a is extracted in step S24 and the reflection angle θr = incidence angle θi is extracted from the projected images of the cameras 21 and 22. If the coordinates of the contact points 11 are the same, the trolley line 1 that contacts the pantograph 7 is determined. If the coordinates of the contact points 11 are different from each other, the trolley line 1 that contacts the pantograph 7 is determined. By doing so, the trolley wire 1 in contact with the pantograph 7 is detected.

そして、測定対象区間の架線への測定が終了するまで、上記ステップS21〜S25の手順を複数繰り返して行う(ステップS26)。つまり、測定対象区間の架線に対して、画像を複数回撮像し、撮像した各々の画像おいて、パンタグラフ7に接触するトロリ線1を検出することになる。   And the procedure of said step S21-S25 is repeated in multiple times until the measurement to the overhead line of a measurement object area is complete | finished (step S26). That is, an image is captured a plurality of times with respect to the overhead line of the measurement target section, and the trolley line 1 that contacts the pantograph 7 is detected in each captured image.

本実施例においては、カメラ21、22をステレオカメラとして用いているが、各々投影変換を行っているので、投光器8の配置位置を含めて、カメラ21、22の配置位置も、特に大きな制約はない。望ましい配置位置としては、例えば、図6に示すように、反射光の検出のため、パンタグラフ7の真下を避けて、上面視において、パンタグラフ7に正対する位置に投光器8を配置すると共に、枕木方向にカメラ21、22を配置すればよい。   In this embodiment, the cameras 21 and 22 are used as stereo cameras. However, since the projection conversion is performed, the arrangement positions of the cameras 21 and 22 including the arrangement position of the projector 8 are not particularly limited. Absent. As a preferable arrangement position, for example, as shown in FIG. 6, in order to detect reflected light, the projector 8 is arranged at a position facing the pantograph 7 in a top view while avoiding directly below the pantograph 7, and the direction of the sleepers Cameras 21 and 22 may be arranged on the screen.

上述したように、本実施例のトロリ線検出装置は、車両6に設置した投光器8と複数のカメラ21、22を用いて、パンタグラフ7付近の画像を撮影し、パンタグラフ7に投影されるトロリ線1からの反射光1aの有無及びその反射角度θr、入射角度θiの照合をすると共に、カメラ21、22間で接触点11同士を照合することにより、パンタグラフ7と接触するトロリ線1を検出することができるものである。そして、本実施例のトロリ線検出装置では、トロリ線1からの反射光1aの有無及びその反射角度θr、入射角度θiの照合をすると共に、カメラ21、22間で接触点11同士を照合するため、トロリ線検出の信頼性を、実施例2より更に向上することができる。   As described above, the trolley line detection device according to the present embodiment uses the projector 8 installed in the vehicle 6 and the plurality of cameras 21 and 22 to capture an image near the pantograph 7 and is projected onto the pantograph 7. The trolley line 1 that contacts the pantograph 7 is detected by checking the presence / absence of the reflected light 1a from 1 and the reflection angle θr and the incident angle θi and checking the contact points 11 between the cameras 21 and 22. It is something that can be done. And in the trolley wire detection apparatus of a present Example, while collating the presence or absence of the reflected light 1a from the trolley wire 1, its reflection angle (theta) r, and incident angle (theta) i, the contact points 11 are collated between the cameras 21 and 22. FIG. Therefore, the reliability of the trolley wire detection can be further improved as compared with the second embodiment.

本発明に係るトロリ線検出装置は、パンタグラフと接触するトロリ線を画像処理によって検出する際に好適なものである。   The trolley line detection device according to the present invention is suitable for detecting a trolley line in contact with a pantograph by image processing.

本発明に係るトロリ線検出装置の実施形態の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of embodiment of the trolley wire detection apparatus which concerns on this invention. 図1に示す本発明に係るトロリ線検出装置で得られた画像を示す図である。It is a figure which shows the image obtained with the trolley wire detection apparatus based on this invention shown in FIG. 図1に示す本発明に係るトロリ線検出装置において、その実施形態の一例となるトロリ線の検出方法を示すフローチャートである。2 is a flowchart showing a trolley wire detection method as an example of an embodiment of the trolley wire detection device according to the present invention shown in FIG. 1. 図1に示す本発明に係るトロリ線検出装置において、実施形態の他の一例となるトロリ線の検出方法を示すフローチャートでる。3 is a flowchart showing a trolley wire detection method as another example of the embodiment in the trolley wire detection device according to the present invention shown in FIG. 1. 図4に示すトロリ線の検出方法を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the detection method of the trolley line shown in FIG. 本発明に係るトロリ線検出装置の実施形態の他の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of embodiment of the trolley wire detection apparatus which concerns on this invention. 図6に示す本発明に係るトロリ線検出装置で得られた画像を投影変換する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of carrying out the projection conversion of the image obtained with the trolley line detection apparatus which concerns on this invention shown in FIG. 図6に示す本発明に係るトロリ線検出装置において、その実施形態の一例となるトロリ線の検出方法を示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a trolley wire detection method as an example of the embodiment in the trolley wire detection apparatus according to the present invention shown in FIG. 6. パンタグラフの影を利用する従来の画像処理計測方式のトロリ線検出方法を説明する図である。It is a figure explaining the trolley line detection method of the conventional image processing measurement system using the shadow of a pantograph.

符号の説明Explanation of symbols

1 トロリ線
2 吊架線
5 レール
6 電車
7 パンタグラフ
8 投光器
9、21、22 カメラ
10 画像処理装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Trolley line 2 Suspension line 5 Rail 6 Train 7 Pantograph 8 Floodlight 9, 21, 22 Camera 10 Image processing apparatus

Claims (4)

パンタグラフに向かって光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段により光が照射された前記パンタグラフの近傍を撮像する1つの撮像手段と、
前記撮像手段に撮像された画像を記録すると共に当該画像の画像処理を行うことにより、前記パンタグラフに接触するトロリ線を検出する画像処理手段とを有するトロリ線検出装置において、
前記画像処理手段は、
前記画像のエッジ検出を行うことにより、複数の直線を検出し、
前記パンタグラフに投影されるトロリ線からの反射光を前記画像から検出し、
検出した前記複数の直線の中から、前記反射光がある直線を抽出することにより、パンタグラフに接触するトロリ線を検出することを特徴とするトロリ線検出装置。
Light irradiation means for irradiating light toward the pantograph;
One imaging means for imaging the vicinity of the pantograph irradiated with light by the light irradiation means;
In the trolley line detection device having an image processing means for detecting a trolley line in contact with the pantograph by recording an image picked up by the image pickup means and performing image processing of the image.
The image processing means includes
By performing edge detection of the image, a plurality of straight lines are detected,
Detecting reflected light from the trolley line projected on the pantograph from the image;
A trolley line detection device that detects a trolley line that contacts a pantograph by extracting a straight line with the reflected light from the detected plurality of straight lines.
パンタグラフに向かって光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段により光が照射された前記パンタグラフの近傍を撮像する1つの撮像手段と、
前記撮像手段に撮像された画像を記録すると共に当該画像の画像処理を行うことにより、前記パンタグラフに接触するトロリ線を検出する画像処理手段とを有するトロリ線検出装置において、
前記画像処理手段は、
前記画像のエッジ検出を行うことにより、複数の直線を検出し、
前記パンタグラフに投影されるトロリ線からの反射光を前記画像から検出し、
検出した前記反射光を生成する光の入射角度を算出すると共に、前記反射光の反射角度を算出して、前記入射角度と前記反射角度とを照合し、
検出した前記複数の直線の中から、前記反射光があり、かつ、前記入射角度と前記反射角度が同じとなる直線を抽出することにより、パンタグラフに接触するトロリ線を検出することを特徴とするトロリ線検出装置。
Light irradiation means for irradiating light toward the pantograph;
One imaging means for imaging the vicinity of the pantograph irradiated with light by the light irradiation means;
In the trolley line detection device having an image processing means for detecting a trolley line in contact with the pantograph by recording an image picked up by the image pickup means and performing image processing of the image.
The image processing means includes
By performing edge detection of the image, a plurality of straight lines are detected,
Detecting reflected light from the trolley line projected on the pantograph from the image;
While calculating the incident angle of the light that generates the detected reflected light, calculating the reflection angle of the reflected light, collate the incident angle and the reflection angle,
A trolley line in contact with the pantograph is detected by extracting a straight line having the reflected light and having the same incident angle and the same reflection angle from the detected plurality of straight lines. Trolley wire detection device.
パンタグラフに向かって光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段により光が照射された前記パンタグラフの近傍を撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段に撮像された画像を各々記録すると共に当該画像の画像処理を行うことにより、前記パンタグラフに接触するトロリ線を検出する画像処理手段とを有するトロリ線検出装置において、
前記画像処理手段は、
異なる撮像手段に撮像された前記画像を、投影変換を行うことにより同じ座標軸の画像に変換し、
投影変換された前記画像のエッジ検出を各々行うことにより、複数の直線を検出し、
前記パンタグラフに投影されるトロリ線からの反射光を、投影変換された前記画像から各々検出し、
投影変換された前記画像各々において、検出した前記反射光を生成する光の入射角度を算出すると共に、前記反射光の反射角度を算出して、前記入射角度と前記反射角度とを照合し、検出した複数の直線の中から、前記反射光があり、かつ、前記入射角度と前記反射角度が同じとなる直線を抽出し、
投影変換された異なる撮像手段による前記画像同士において、抽出した前記直線と前記パンタグラフとの接触点の座標を互いに照合し、
抽出した前記直線の中から、前記接触点の座標が同じとなる直線を更に抽出することにより、パンタグラフに接触するトロリ線を検出することを特徴とするトロリ線検出装置。
Light irradiation means for irradiating light toward the pantograph;
A plurality of imaging means for imaging the vicinity of the pantograph irradiated with light by the light irradiation means;
In the trolley line detection device having an image processing means for detecting a trolley line in contact with the pantograph by recording each image picked up by the plurality of image pickup means and performing image processing of the image,
The image processing means includes
The image captured by different imaging means is converted into an image of the same coordinate axis by performing projection conversion,
A plurality of straight lines are detected by performing edge detection on each of the projected images.
The reflected light from the trolley line projected on the pantograph is detected from each of the projected and converted images,
In each of the projection-converted images, the incident angle of the light that generates the detected reflected light is calculated, the reflection angle of the reflected light is calculated, and the incident angle and the reflection angle are collated and detected. A straight line having the reflected light and having the same incident angle and the same reflection angle is extracted from the plurality of straight lines,
In the images by different imaging means that have undergone projection conversion, the coordinates of the contact points between the extracted straight line and the pantograph are collated with each other,
A trolley line detection device for detecting a trolley line that contacts a pantograph by further extracting a straight line having the same coordinates of the contact point from the extracted straight line.
パンタグラフに向かって光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段により光が照射された前記パンタグラフの近傍を撮像する複数の撮像手段と、
前記複数の撮像手段に撮像された画像を各々記録すると共に当該画像の画像処理を行うことにより、前記パンタグラフに接触するトロリ線を検出する画像処理手段とを有するトロリ線検出装置において、
前記画像処理手段は、
異なる撮像手段に撮像された前記画像を、投影変換を行うことにより同じ座標軸の画像に変換し、
投影変換された前記画像のエッジ検出を各々行うことにより、複数の直線を検出し、
前記パンタグラフに投影されるトロリ線からの反射光を、投影変換された前記画像から各々検出し、
投影変換された前記画像各々において、検出した前記反射光を生成する光の入射角度を算出すると共に、前記反射光の反射角度を算出して、前記入射角度と前記反射角度とを照合し、検出した複数の直線の中から、前記反射光があり、かつ、前記入射角度と前記反射角度が同じとなる直線を抽出し、
投影変換された異なる撮像手段による前記画像同士において、抽出した前記直線における前記反射角度同士を互いに照合し、
抽出した前記直線の中から、前記前記反射角度が同じとなる直線を更に抽出することにより、パンタグラフに接触するトロリ線を検出することを特徴とするトロリ線検出装置。
Light irradiation means for irradiating light toward the pantograph;
A plurality of imaging means for imaging the vicinity of the pantograph irradiated with light by the light irradiation means;
In the trolley line detection device having an image processing means for detecting a trolley line in contact with the pantograph by recording each image picked up by the plurality of image pickup means and performing image processing of the image,
The image processing means includes
The image captured by different imaging means is converted into an image of the same coordinate axis by performing projection conversion,
A plurality of straight lines are detected by performing edge detection on each of the projected images.
The reflected light from the trolley line projected on the pantograph is detected from each of the projected and converted images,
In each of the projection-converted images, the incident angle of the light that generates the detected reflected light is calculated, the reflection angle of the reflected light is calculated, and the incident angle and the reflection angle are collated and detected. A straight line having the reflected light and having the same incident angle and the same reflection angle is extracted from the plurality of straight lines,
In the images by the different imaging means subjected to projection conversion, the reflection angles in the extracted straight line are collated with each other,
A trolley line detection device for detecting a trolley line in contact with a pantograph by further extracting a straight line having the same reflection angle from the extracted straight lines.
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