JP2009294033A - Horn monitor of pantograph - Google Patents

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pantograph
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Makoto Niwakawa
誠 庭川
Hiroyuki Kamiya
広幸 紙谷
Takashi Watanabe
崇 渡邊
Takafumi Tanaka
隆文 田中
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Central Japan Railway Co
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Central Japan Railway Co
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a horn monitor of a pantograph capable of monitoring the state of the abraded surface or flaw of a horn part difficult to monitor by another sensor containing an ultrasonic sensor or an image processing technique. <P>SOLUTION: The horn monitor of the pantograph is equipped with an imaging means installed above the pantograph 11 and imaging the image of the abraded surface 12a of the upper surface of the horn 12 of the pantograph 11 and an image processing means for monitoring the state of the abraded surface 12a or flaw 12b of the horn 12 by processing the image of the abraded surface 12a. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、パンタグラフのホーン監視装置に関する。   The present invention relates to a pantograph horn monitoring device.

パンタグラフは、電車の屋根上に設置された装置で、走行する車両から地上装置のトロリ線と接触しながら電力供給を受ける装置である。パンタグラフは、トロリ線と接触できるように車両の上方へ突出しているため、車両の中では地上設備と衝突する可能性が相対的に高く、これによりパンタグラフ破損などが起こる問題がある。   A pantograph is a device installed on the roof of a train, and receives power supply from a traveling vehicle while making contact with a trolley wire of a ground device. Since the pantograph protrudes above the vehicle so as to be in contact with the trolley wire, there is a relatively high possibility that the pantograph will collide with the ground equipment in the vehicle, which causes a problem such as breakage of the pantograph.

図９は、一般的なパンタグラフの構造を示した図である。
図９に示すように、パンタグラフ２０は、すり板２１部分とアーク状部分（以下、ホーン２２と言う）とで構成されている。そして、このパンタグラフ２０の検査方法には、以下のような検査方法がある。 FIG. 9 is a diagram showing the structure of a general pantograph.
As shown in FIG. 9, the pantograph 20 includes a sliding plate 21 portion and an arc-shaped portion (hereinafter referred to as a horn 22). In addition, the inspection method of the pantograph 20 includes the following inspection methods.

１．目視による検査方法：
車両がホームに停車している際や、車両基地に車両が留置される際に、パンタグラフ２０のすり板２１やホーン２２の外観を目視で検査がなされている。
２．超音波センサによる検査方法：
パンタグラフ２０の真上に設置した超音波センサを、パンタグラフ２０のすり板２１に向けて照射し、パンタグラフ２０のすり板２１の摩耗量や、欠けの有無が検査されている。（下記特許文献１参照）
３．画像処理による検査方法：
通過するパンタグラフ２０の映像をカメラで撮影し、画像処理によってパンタグラフ２０の形状検査がされている。（下記特許文献２参照） 1. Visual inspection method:
When the vehicle is stopped at the home or when the vehicle is detained at the vehicle base, the appearance of the sliding plate 21 and the horn 22 of the pantograph 20 is visually inspected.
2. Inspection method using ultrasonic sensor:
An ultrasonic sensor installed directly above the pantograph 20 is irradiated toward the sliding plate 21 of the pantograph 20, and the wear amount of the sliding plate 21 of the pantograph 20 and the presence or absence of chipping are inspected. (See Patent Document 1 below)
3. Inspection method by image processing:
The video of the pantograph 20 passing through is photographed with a camera, and the shape of the pantograph 20 is inspected by image processing. (See Patent Document 2 below)

村越、吉田、「パンタグラフすり板自動計測装置の更新のための研究開発」、ＪＲ ＥＡＳＴ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ、Ｎｏ．２、ｐ．１８−２６Murakoshi, Yoshida, “Research and Development for Updating Pantograph Sliding Plate Automatic Measuring Device”, JR EAST Technical Review, No. 2, p. 18-26 特許第３４０３３８５号公報Japanese Patent No. 3403385

しかしながら、上述した従来の検査方法には、以下の問題がある。
１．目視による検査方法における問題：
ホーム上の車両は電力が加圧されており、パンタグラフ２０から離れての確認となるので、微細な傷の検査が難しい。車両基地の車両は、車両台数が多く、かつ、パンタグラフ２０が点在するため、人の目による判断は煩雑である。
２．超音波センサによる検査方法における問題：
超音波センサは平坦な面を計測できる。しかし、ホーン２２は円形断面であるため、ホーン２２の計測が困難である。
３．画像処理による検査方法における問題：
本方式は、斜め下方からパンタグラフ２０をカメラで撮影し、画像処理によってパンタグラフ２０のすり板２１を検査する方式である。パンタグラフ２０のシルエットを利用する方式であるため、すり板２１の摩耗検査には適しているが、ホーン２２の微細な傷の検査が難しい。 However, the conventional inspection method described above has the following problems.
1. Problems with visual inspection methods:
Since the vehicle on the home is pressurized and it is confirmed that it is away from the pantograph 20, it is difficult to inspect fine scratches. The number of vehicles in the vehicle base is large, and the pantograph 20 is scattered, so that judgment by human eyes is complicated.
2. Problems with ultrasonic sensor inspection methods:
The ultrasonic sensor can measure a flat surface. However, since the horn 22 has a circular cross section, it is difficult to measure the horn 22.
3. Problems with inspection methods using image processing:
This system is a system in which the pantograph 20 is photographed with a camera obliquely from below, and the sliding plate 21 of the pantograph 20 is inspected by image processing. Since the system uses the silhouette of the pantograph 20, it is suitable for the wear inspection of the sliding plate 21, but it is difficult to inspect the horn 22 for fine scratches.

以上のことから、本発明は、超音波センサを含む他のセンサや画像処理手法では難しい、ホーン部分の摩耗面や傷の状態を監視できるパンタグラフのホーン監視装置を提供することを目的とする。   In view of the above, an object of the present invention is to provide a pantograph horn monitoring device that can monitor the wear surface and scratched state of the horn part, which is difficult with other sensors including an ultrasonic sensor and image processing techniques.

上記の課題を解決するための第１の発明に係るパンタグラフのホーン監視装置は、
パンタグラフ上方に設置され、前記パンタグラフのホーンの上面の摩耗面の画像を撮像する撮像手段と、
前記画像を画像処理することで前記ホーンの摩耗面や傷の状態を監視する画像処理手段とを備える
ことを特徴とする。 The pantograph horn monitoring device according to the first invention for solving the above-mentioned problems is
An imaging means that is installed above the pantograph and that captures an image of the wear surface of the upper surface of the horn of the pantograph;
And image processing means for monitoring the worn surface and scratched state of the horn by performing image processing on the image.

上記の課題を解決するための第２の発明に係るパンタグラフのホーン監視装置は、第１の発明に係るパンタグラフのホーン監視装置において、
前記画像処理手段は、さらに、該画像処理手段に別途入力する車両情報により、異なる時刻において同一部分の前記画像を取得し、前記ホーンの異なる時刻における摩耗面を比較して該摩耗面の変化を検査する
ことを特徴とする。 A pantograph horn monitoring device according to a second aspect of the present invention for solving the above problems is the pantograph horn monitoring device according to the first aspect of the invention.
The image processing means further acquires the image of the same part at different times according to vehicle information separately input to the image processing means, and compares the wear surfaces of the horn at different times to change the wear surface. It is characterized by inspecting.

上記の課題を解決するための第３の発明に係るパンタグラフのホーン監視装置は、第１の発明又は第２の発明に係るパンタグラフのホーン監視装置において、
前記撮像手段は、ラインセンサであって、該ラインセンサはスキャン方向が前記パンタグラフの前記ホーンと平行になるように設置される
ことを特徴とする。 A pantograph horn monitoring device according to a third aspect of the present invention for solving the above problems is the pantograph horn monitoring device according to the first aspect of the invention or the second aspect of the invention.
The imaging means is a line sensor, and the line sensor is installed so that a scanning direction is parallel to the horn of the pantograph.

上記の課題を解決するための第４の発明に係るパンタグラフのホーン監視装置は、第１の発明から第２の発明のいずれかひとつに係るパンタグラフのホーン監視装置において、
前記画像処理手段は、前記ホーンに塗装された対象色を前記画像中から色抽出処理によって抽出し、前記画像中の前記ホーンの位置を検出する
ことを特徴とする。 A pantograph horn monitoring device according to a fourth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is the pantograph horn monitoring device according to any one of the first to second aspects of the invention,
The image processing means extracts a target color painted on the horn from the image by color extraction processing, and detects the position of the horn in the image.

第１の発明によれば、超音波センサを含む他のセンサや画像処理手法では難しい、ホーン部分の摩耗面や傷の状態を監視できるという利点がある。
第２の発明によれば、さらに、超音波センサを含む他のセンサや画像処理手法では難しい、ホーン部分の摩耗面や傷の変化を検出できるという利点がある。
第３の発明によれば、さらに、ラインセンサを使用することにより、微細なホーンの傷などを監視できるという利点がある。
第４の発明によれば、さらに、単色で塗装されたホーンが映った画像中から、ホーンの位置を単純に検出できるという利点がある。 According to the first invention, there is an advantage that the worn surface of the horn portion and the state of scratches can be monitored, which is difficult with other sensors including an ultrasonic sensor and image processing techniques.
According to the second invention, there is an advantage that it is possible to detect a change in the wear surface and scratches of the horn part, which is difficult with other sensors including an ultrasonic sensor and an image processing method.
According to the third aspect of the present invention, there is an advantage that a fine horn scratch or the like can be monitored by using the line sensor.
According to the fourth invention, there is an advantage that the position of the horn can be simply detected from the image in which the horn painted with a single color is reflected.

本発明に係るパンタグラフのホーン監視装置の種々の実施例について、図１〜図８を用いて説明する。なお、図１は本発明の第１の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成を示した図、図２は本発明の第１の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置のパンタグラフの構成を示した図、図３は本発明の第１の実施例に係るホーンの摩耗状態の例を示した図、図４は本発明の第２の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成を示した図、図５は本発明の第３の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成を示した図、図６は本発明の第１の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置における画像処理の手順を示した図、図７は本発明の第２の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置における画像処理の手順を示した図、図８は本発明の第４の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置における画像処理の手順を示した図である。   Various embodiments of a pantograph horn monitoring device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a pantograph horn monitoring device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a configuration of a pantograph horn monitoring device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing an example of a worn state of the horn according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a configuration of a pantograph horn monitoring device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a pantograph horn monitoring device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram of image processing in the pantograph horn monitoring device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram showing the procedure, FIG. 7 is a diagram showing a procedure of image processing in the pantograph horn monitoring device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a pantograph horn according to the fourth embodiment of the present invention. Procedure of image processing in monitoring device It is a diagram showing.

以下、本発明の第１の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置について説明する。本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置は、パンタグラフのホーン上面に帯状の摩耗面ができるという特徴を利用し、パンタグラフ上方に設置したカメラでホーン上面の摩耗面を撮影し、この画像を処理してホーンの状態を監視することを特徴とする。   A pantograph horn monitoring device according to a first embodiment of the present invention will be described below. The pantograph horn monitoring device according to the present embodiment uses the feature that a band-shaped wear surface is formed on the top surface of the pantograph horn. And monitoring the state of the horn.

次に、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成について説明する。図１に示すように、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置は、主に、カメラ１と、このカメラ１で撮像した画像を画像処理する画像処理部２とにより構成されている。カメラ１は鉄道車両１０の屋根上に設置されるパンタグラフ１１の上方に位置するように設置され、さらに、トロリ線１４と接するパンタグラフ１１のホーン１２上面を撮像できるように設置されている。なお、画像処理部２は、画像処理等を実行する汎用的な演算処理装置や、入力した画像等を記憶する汎用的な記憶装置等を備えている。   Next, the configuration of the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment mainly includes a camera 1 and an image processing unit 2 that performs image processing on an image captured by the camera 1. The camera 1 is installed so that it may be located above the pantograph 11 installed on the roof of the railway vehicle 10, and is further installed so that the upper surface of the horn 12 of the pantograph 11 in contact with the trolley wire 14 can be imaged. The image processing unit 2 includes a general-purpose arithmetic processing device that executes image processing and the like, a general-purpose storage device that stores input images and the like.

ここで、パンタグラフ１１のホーン１２上面の摩耗について説明する。図２に示すように、パンタグラフ１１は、主にすり板１３やホーン１２により構成されている。図３に示すように、ホーン１２は丸い断面となっており、表面は塗装が施された塗装面１２ｃとなっている。   Here, the abrasion of the upper surface of the horn 12 of the pantograph 11 will be described. As shown in FIG. 2, the pantograph 11 is mainly composed of a sliding plate 13 and a horn 12. As shown in FIG. 3, the horn 12 has a round cross section, and the surface is a painted surface 12c on which coating has been performed.

そして、このホーン１２上面には、車両１０の平常走行によるトロリ線１４（図１参照）との接触によって、図３中にＡで示す所定の摩耗幅の帯状の摩耗面１２ａができる。これに対し、ホーン１２がトロリ線１４以外の地上設備と接触した場合には、図３に示すようにホーン１２に傷１２ｂが残り、図３中にＢで示す所定の幅より広い幅の異常な摩耗幅となる。   Then, a belt-like wear surface 12a having a predetermined wear width indicated by A in FIG. 3 is formed on the upper surface of the horn 12 by contact with the trolley wire 14 (see FIG. 1) by normal running of the vehicle 10. On the other hand, when the horn 12 comes into contact with ground equipment other than the trolley wire 14, the scratch 12 b remains on the horn 12 as shown in FIG. 3 and an abnormality having a width wider than a predetermined width indicated by B in FIG. 3. Wear width.

そこで、図１に示した本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置では、ホーン１２の摩耗を監視するために、パンタグラフ１１の側方の上方にカメラ１を設置し、通過する車両１０のホーン１２の画像を取得する。図２に示すように、カメラ１は、ホーン１２側方の上方に設置する。なお、カメラ１の視野は、図２中にＣで示すようになるようにカメラ１を設置すればよいので、カメラ１の姿勢や位置についての厳密な制約はない。   Therefore, in the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment shown in FIG. 1, the camera 1 is installed above the side of the pantograph 11 in order to monitor the wear of the horn 12, and the horn 12 of the vehicle 10 passing therethrough. Get the image. As shown in FIG. 2, the camera 1 is installed above the horn 12 side. In addition, since the camera 1 should just be installed so that the visual field of the camera 1 may become as shown by C in FIG. 2, there is no strict restriction on the posture and position of the camera 1.

次に、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置におけるホーン監視処理の画像処理の手順について説明する。
図６に示すように、始めに、ステップｓ１０において、画像処理部２は、カメラ１により撮像した画像を画像処理部２に入力し、かつ、入力した画像を画像処理部２に記録する。画像処理部２は、ステップｓ１０における処理の終了後、ステップｓ１１を実行する。 Next, an image processing procedure of horn monitoring processing in the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 6, first, in step s <b> 10, the image processing unit 2 inputs an image captured by the camera 1 to the image processing unit 2 and records the input image in the image processing unit 2. The image processing unit 2 executes Step s11 after completing the process in Step s10.

ステップｓ１１において、画像処理部２は、入力した画像中からホーン１２（図２参照）を検出する。画像処理部２は、ステップｓ１１における処理の終了後、ステップｓ１２を実行する。
ステップｓ１２において、画像処理部２は、ホーン１２を検出した画像に２値化処理を施し、ホーン１２上面の摩耗面１２ａ（図３参照）を抜き出す。摩耗面１２ａはホーン１２の塗装面１２ｃ（図３参照）に比べて白く反射するという特徴があるため、２値化処理により摩耗面１２ａを抽出することができる。画像処理部２は、ステップｓ１２における処理の終了後、ステップｓ１３を実行する。 In step s11, the image processing unit 2 detects the horn 12 (see FIG. 2) from the input image. The image processing unit 2 executes Step s12 after the processing in Step s11 is completed.
In step s12, the image processing unit 2 performs binarization processing on the image in which the horn 12 is detected, and extracts the wear surface 12a (see FIG. 3) on the top surface of the horn 12. Since the wear surface 12a is characterized by being reflected whiter than the painted surface 12c (see FIG. 3) of the horn 12, the wear surface 12a can be extracted by binarization processing. The image processing unit 2 executes Step s13 after the processing in Step s12 is completed.

ステップｓ１３において、画像処理部２は、摩耗面１２ａの幅を図３中にＡで示す所定の摩耗幅として計測し、図３中にＢで示す所定の幅より広い幅の異常な摩耗幅の有無を監視する。すなわち、ホーン監視装置内で機能する画像処理部２によって摩耗面１２ａの幅を監視する。画像処理部２は、ステップｓ１３における処理の終了後、ステップｓ１４を実行する。   In step s13, the image processing unit 2 measures the width of the wear surface 12a as a predetermined wear width indicated by A in FIG. 3, and has an abnormal wear width wider than the predetermined width indicated by B in FIG. Monitor for presence. That is, the width of the wear surface 12a is monitored by the image processing unit 2 that functions in the horn monitoring device. The image processing unit 2 executes Step s14 after the processing in Step s13 is completed.

最後に、ステップｓ１４において、画像処理部２は、現在時刻があらかじめ設定しておいた所定の時刻であるか判断する。画像処理部２は、現在時刻が所定の時刻である場合はホーン監視処理を終了し、現在時刻が所定の時刻で無い場合は次の画像を入力してステップｓ１０を実行する。   Finally, in step s14, the image processing unit 2 determines whether the current time is a predetermined time set in advance. If the current time is a predetermined time, the image processing unit 2 ends the horn monitoring process. If the current time is not the predetermined time, the image processing unit 2 inputs the next image and executes step s10.

以上のように、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置によれば、超音波センサを含む他のセンサや画像処理手法では難しい、ホーン１２の摩耗面１２ａや傷１２ｂ（図３参照）の状態を監視できるという利点がある。   As described above, according to the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment, the state of the worn surface 12a and the scratch 12b (see FIG. 3) of the horn 12, which is difficult with other sensors and image processing methods including an ultrasonic sensor. There is an advantage that can be monitored.

以下、本発明の第２の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置について説明する。本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置は、同一の車両がカメラの前を通過する鉄道車両の特徴を利用し、同一ホーンの画像を取得し、このホーンの摩耗面を比較することにより、摩耗面の異常な変化を検知し、傷の発生区間を限定することを特徴とする。   Hereinafter, a pantograph horn monitoring device according to a second embodiment of the present invention will be described. The pantograph horn monitoring device according to the present embodiment uses the characteristics of a railroad vehicle in which the same vehicle passes in front of the camera, acquires an image of the same horn, and compares the wear surface of the horn to reduce wear. It is characterized by detecting an abnormal change in the surface and limiting a flaw generation section.

次に、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成について説明する。本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成は、実施例１に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成とほぼ同様であるが、同一の車両１０を特定するために、図４中にＤで示すように、画像処理部２に別途入力する列車情報（ＰＩＣ：旅客案内情報処理装置）等で同一の車両１０のパンタグラフ１１の画像を取得するようにする点と、これにより同一のホーン１２の異なる時刻における摩耗面１２ａを比較する点が異なる。   Next, the configuration of the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment will be described. The configuration of the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment is substantially the same as the configuration of the pantograph horn monitoring device according to the first embodiment, but in order to identify the same vehicle 10, it is indicated by D in FIG. As described above, an image of the pantograph 11 of the same vehicle 10 is acquired by train information (PIC: passenger guide information processing apparatus) or the like separately input to the image processing unit 2, and the same horn 12 is thereby different. The point which compares the wear surface 12a in time differs.

次に、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置におけるホーン監視処理の画像処理の手順について説明する。
図７に示すように、始めに、ステップｓ２０において、画像処理部２は、カメラ１により撮像した画像を画像処理部２に入力し、かつ、入力した画像を画像処理部２に記録する。画像処理部２は、ステップｓ２０における処理の終了後、ステップｓ２１を実行する。 Next, an image processing procedure of horn monitoring processing in the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 7, first, in step s20, the image processing unit 2 inputs an image captured by the camera 1 to the image processing unit 2 and records the input image in the image processing unit 2. The image processing unit 2 executes Step s21 after the processing in Step s20 is completed.

ステップｓ２１において、画像処理部２は、入力した画像が同一のパンタグラフ１１の画像であるか判断する。画像処理部２は、入力した画像が同一のパンタグラフ１１の画像である場合は、ステップｓ２２を実行し、入力した画像が同一のパンタグラフ１１の画像でない場合は、次の画像を入力してステップｓ２０を実行する。   In step s21, the image processing unit 2 determines whether the input images are the same pantograph 11 images. If the input image is the same pantograph 11 image, the image processing unit 2 executes step s22. If the input image is not the same pantograph 11 image, the image processing unit 2 inputs the next image and executes step s20. Execute.

ステップｓ２２において、画像処理部２は、入力した画像中からホーン１２を検出する。画像処理部２は、ステップｓ２２における処理の終了後、ステップｓ２３を実行する。
ステップｓ２３において、画像処理部２は、ホーン１２を検出した画像に２値化処理を施し、ホーン１２上面の摩耗面１２ａ（図３参照）を抜き出す。摩耗面１２ａはホーン１２の塗装面１２ｃ（図３参照）に比べて白く反射するという特徴があるため、２値化処理で摩耗面１２ａを抽出することができる。画像処理部２は、ステップｓ２３における処理の終了後、ステップｓ２４を実行する。 In step s22, the image processing unit 2 detects the horn 12 from the input image. The image processing unit 2 executes Step s23 after the processing in Step s22 is completed.
In step s23, the image processing unit 2 performs binarization processing on the image in which the horn 12 is detected, and extracts the wear surface 12a (see FIG. 3) on the top surface of the horn 12. Since the wear surface 12a is characterized by being reflected whiter than the painted surface 12c (see FIG. 3) of the horn 12, the wear surface 12a can be extracted by binarization processing. The image processing unit 2 executes Step s24 after the processing in Step s23 is completed.

ステップｓ２４において、画像処理部２は、摩耗面１２ａの幅を図３中にＡで示す所定の摩耗幅として計測し、図３中にＢで示す所定の幅より広い幅の異常な摩耗幅の有無を監視する。すなわち、ホーン監視装置内で機能する画像処理部２によって摩耗面１２ａの幅を監視する。画像処理部２は、ステップｓ２４における処理の終了後、ステップｓ２５を実行する。   In step s24, the image processing unit 2 measures the width of the wear surface 12a as a predetermined wear width indicated by A in FIG. 3, and has an abnormal wear width wider than the predetermined width indicated by B in FIG. Monitor for presence. That is, the width of the wear surface 12a is monitored by the image processing unit 2 that functions in the horn monitoring device. The image processing unit 2 executes Step s25 after the processing in Step s24 is completed.

ステップｓ２５において、画像処理部２は、同一のホーン１２の異なる時刻における画像を比較して摩耗面１２ａや傷１２ｂ（図３参照）の変化を検出する。画像処理部２は、ステップｓ２５における処理の終了後、ステップｓ２６を実行する。   In step s25, the image processing unit 2 compares the images of the same horn 12 at different times to detect changes in the wear surface 12a and the scratch 12b (see FIG. 3). The image processing unit 2 executes Step s26 after the processing in Step s25 is completed.

最後に、ステップｓ２６において、画像処理部２は、現在時刻があらかじめ設定しておいた所定の時刻であるか判断する。画像処理部２は、現在時刻が所定の時刻である場合はホーン監視処理を終了し、現在時刻が所定の時刻で無い場合は次の画像を入力してステップｓ２０を実行する。   Finally, in step s26, the image processing unit 2 determines whether the current time is a predetermined time set in advance. If the current time is a predetermined time, the image processing unit 2 ends the horn monitoring process. If the current time is not the predetermined time, the image processing unit 2 inputs the next image and executes step s20.

以上のように、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置によれば、超音波センサを含む他のセンサや画像処理手法では難しい、ホーン１２部分の摩耗面１２ａや傷１２ｂの変化を検出できるという利点がある。   As described above, according to the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment, it is possible to detect changes in the wear surface 12a and the scratches 12b of the horn 12 portion, which are difficult with other sensors including an ultrasonic sensor and an image processing method. There are advantages.

以下、本発明の第３の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置について説明する。本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置は、実施例１及び実施例２に係るパンタグラフのホーン部分に、検査において鉄道車両が一定速度でカメラの前を通過するという特徴を利用し、ラインセンサのスキャン方向をパンタグラフのホーンと平行に向けて設置することにより、一次元の画像しか取得できないラインセンサで、平面的で高細精なホーンの画像を取得することを特徴とする。   Hereinafter, a pantograph horn monitoring device according to a third embodiment of the present invention will be described. The pantograph horn monitoring device according to the present embodiment uses the feature that the railway vehicle passes through the front of the camera at a constant speed in the horn portion of the pantograph according to the first and second embodiments. By setting the scanning direction parallel to the pantograph horn, a line sensor that can acquire only a one-dimensional image is used to acquire a flat and highly detailed horn image.

次に、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成について説明する。なお、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成は実施例１及び実施例２に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成とほぼ同様であるが、ラインセンサで取得した高細精な画像を処理して、ホーンの摩耗面と傷とを監視する点が異なる。   Next, the configuration of the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment will be described. The configuration of the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment is almost the same as the configuration of the pantograph horn monitoring device according to the first and second embodiments, but a high-definition image acquired by the line sensor is processed. The difference is that the wear surface and scratches of the horn are monitored.

図５に示すように、ラインセンサ３は、ラインセンサ３のスキャン方向がホーン１２と平行になるように設置する。なお、ラインセンサ３の画像中にホーン１２が映ればよいので、ラインセンサ３の設置位置やラインセンサ３の姿勢について厳密な制約は不要である。   As shown in FIG. 5, the line sensor 3 is installed so that the scanning direction of the line sensor 3 is parallel to the horn 12. In addition, since the horn 12 should just be reflected in the image of the line sensor 3, a strict restriction | limiting is unnecessary about the installation position of the line sensor 3, and the attitude | position of the line sensor 3. FIG.

以上のように、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置によれば、ラインセンサ３を使用することにより、ホーン１２の微細な傷１２ｂ（図３参照）などを監視できるという利点がある。   As described above, the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment has an advantage that the fine scratches 12b (see FIG. 3) of the horn 12 can be monitored by using the line sensor 3.

以下、本発明の第４の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置について説明する。本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置は、パンタグラフのホーンが単色で塗装されるという特徴を利用し、対象色の色抽出処理によって、画像中のホーンの位置を検出することを特徴とする。   A pantograph horn monitoring device according to a fourth embodiment of the present invention will be described below. The pantograph horn monitoring device according to the present embodiment uses the feature that the pantograph horn is painted in a single color, and detects the position of the horn in the image by color extraction processing of the target color.

次に、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置におけるホーン監視処理の画像処理の手順について説明する。なお、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成は実施例１、実施例２及び実施例３に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成とほぼ同様であるためここでの説明は省略する。   Next, an image processing procedure of horn monitoring processing in the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment will be described. The configuration of the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment is substantially the same as the configuration of the pantograph horn monitoring device according to the first, second, and third embodiments, and thus description thereof is omitted here.

図８に示すように、始めに、ステップｓ３０において、画像処理部２は、カメラ１により撮像した画像を画像処理部２に入力し、かつ、入力した画像を画像処理部２に記録する。画像処理部２は、ステップｓ３０における処理の終了後、ステップｓ３１を実行する。   As shown in FIG. 8, first, in step s30, the image processing unit 2 inputs an image captured by the camera 1 to the image processing unit 2, and records the input image in the image processing unit 2. The image processing unit 2 executes Step s31 after the processing in Step s30 is completed.

ステップｓ３１において、画像処理部２は、入力した画像が同一のパンタグラフ１１の画像であるか判断する。画像処理部２は、入力した画像が同一のパンタグラフ１１の画像である場合は、ステップｓ３２を実行し、入力した画像が同一のパンタグラフ１１の画像でない場合は、次の画像を入力してステップｓ３０を実行する。   In step s31, the image processing unit 2 determines whether the input images are the same pantograph 11 images. If the input image is the same pantograph 11 image, the image processing unit 2 executes step s32. If the input image is not the same pantograph 11 image, the image processing unit 2 inputs the next image and executes step s30. Execute.

ステップｓ２２において、画像処理部２は、入力した画像中から色抽出処理によりホーン１２を検出する。すなわち、パンタグラフ１１のホーン１２部分の検査において、色抽出処理によって、対象とする色が多く分布する箇所を特定し、この箇所を画像中のホーン１２の位置とする。画像処理部２は、ステップｓ３２における処理の終了後、ステップｓ３３を実行する。   In step s22, the image processing unit 2 detects the horn 12 from the input image by color extraction processing. That is, in the inspection of the horn 12 portion of the pantograph 11, a location where a lot of target colors are distributed is specified by color extraction processing, and this location is set as the position of the horn 12 in the image. The image processing unit 2 executes Step s33 after the processing in Step s32 is completed.

ステップｓ３３において、画像処理部２は、ホーン１２を検出した画像に２値化処理を施し、ホーン１２上面の摩耗面１２ａ（図３参照）を抜き出す。摩耗面１２ａはホーン１２の塗装面１２ｃに比べて白く反射するという特徴があるため、２値化処理で摩耗面１２ａを抽出することができる。画像処理部２は、ステップｓ３３における処理の終了後、ステップｓ３４を実行する。   In step s33, the image processing unit 2 performs binarization processing on the image in which the horn 12 is detected, and extracts the wear surface 12a (see FIG. 3) on the top surface of the horn 12. Since the wear surface 12a is characterized in that it reflects whiter than the painted surface 12c of the horn 12, the wear surface 12a can be extracted by binarization processing. The image processing unit 2 executes Step s34 after the processing in Step s33 is completed.

ステップｓ３４において、画像処理部２は、摩耗面１２ａの幅を図３中にＡで示す所定の摩耗幅として計測し、図３中にＢで示す所定の幅より広い幅の異常な摩耗幅の有無を監視する。すなわち、ホーン監視装置内で機能する画像処理部２によって摩耗面１２ａの幅を監視する。画像処理部２は、ステップｓ３４における処理の終了後、ステップｓ３５を実行する。   In step s34, the image processing unit 2 measures the width of the wear surface 12a as a predetermined wear width indicated by A in FIG. 3, and has an abnormal wear width wider than the predetermined width indicated by B in FIG. Monitor for presence. That is, the width of the wear surface 12a is monitored by the image processing unit 2 that functions in the horn monitoring device. The image processing unit 2 executes Step s35 after the processing in Step s34 is completed.

ステップｓ３５において、画像処理部２は、同一のホーン１２の異なる時刻の画像を比較して摩耗面１２ａや傷１２ｂの変化を検出する。画像処理部２は、ステップｓ３５における処理の終了後、ステップｓ３６を実行する。   In step s35, the image processing unit 2 compares the images of the same horn 12 at different times and detects changes in the wear surface 12a and the scratches 12b. The image processing unit 2 executes Step s36 after the processing in Step s35 is completed.

最後に、ステップｓ３６において、画像処理部２は、現在時刻があらかじめ設定しておいた所定の時刻であるか判断する。画像処理部２は、現在時刻が所定の時刻である場合はホーン監視処理を終了し、現在時刻が所定の時刻で無い場合は次の画像を入力してステップｓ３０を実行する。   Finally, in step s36, the image processing unit 2 determines whether the current time is a predetermined time set in advance. If the current time is a predetermined time, the image processing unit 2 ends the horn monitoring process. If the current time is not the predetermined time, the image processing unit 2 inputs the next image and executes step s30.

以上のように、本実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置によれば、単色で塗装されたホーン１２が映った画像から、ホーン１２の位置を単純に検出できるという利点がある。   As described above, the pantograph horn monitoring device according to the present embodiment has an advantage that the position of the horn 12 can be simply detected from an image in which the horn 12 painted in a single color is reflected.

本発明は、例えば、画像処理によって電車のパンタグラフの異常を監視する分野に利用することが可能であり、特に、パンタグラフの画像を取得し、画像処理によってホーン部分の傷を検知する分野に利用することが可能である。   The present invention can be used, for example, in the field of monitoring a pantograph abnormality of a train by image processing. In particular, the present invention is used in a field of acquiring a pantograph image and detecting a flaw in a horn portion by image processing. It is possible.

本発明の第１の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成を示した図The figure which showed the structure of the horn monitoring apparatus of the pantograph which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第１の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置のパンタグラフの構成を示した図The figure which showed the structure of the pantograph of the horn monitoring apparatus of the pantograph which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第１の実施例に係るホーンの摩耗状態の例を示した図The figure which showed the example of the abrasion state of the horn which concerns on 1st Example of this invention 本発明の第２の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成を示した図The figure which showed the structure of the horn monitoring apparatus of the pantograph which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第３の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置の構成を示した図The figure which showed the structure of the horn monitoring apparatus of the pantograph which concerns on 3rd Example of this invention. 本発明の第１の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置における画像処理の手順を示した図The figure which showed the procedure of the image process in the horn monitoring apparatus of the pantograph which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第２の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置における画像処理の手順を示した図The figure which showed the procedure of the image process in the horn monitoring apparatus of the pantograph which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第４の実施例に係るパンタグラフのホーン監視装置における画像処理の手順を示した図The figure which showed the procedure of the image process in the horn monitoring apparatus of the pantograph which concerns on 4th Example of this invention. 一般的なパンタグラフの構造を示した図Diagram showing the structure of a typical pantograph

符号の説明Explanation of symbols

１ カメラ
２ 画像処理部
３ ラインセンサ
１０ 鉄道車両
１１ パンタグラフ
１２ ホーン
１２ａ 摩耗面
１２ｂ 傷
１２ｃ 塗装面
１３ すり板
１４ トロリ線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Camera 2 Image processing part 3 Line sensor 10 Railway vehicle 11 Pantograph 12 Horn 12a Wear surface 12b Scratch 12c Paint surface 13 Grinding plate 14 Trolley wire

Claims (4)

パンタグラフ上方に設置され、前記パンタグラフのホーンの上面の摩耗面の画像を撮像する撮像手段と、
前記画像を画像処理することで前記ホーンの摩耗面や傷の状態を監視する画像処理手段と
を備える
ことを特徴とするパンタグラフのホーン監視装置。 An imaging means that is installed above the pantograph and that captures an image of the wear surface of the upper surface of the horn of the pantograph;
A pantograph horn monitoring device, comprising: an image processing means for monitoring a worn surface or a flaw state of the horn by performing image processing on the image. 請求項１に記載のパンタグラフのホーン監視装置において、
前記画像処理手段は、さらに、該画像処理手段に別途入力する車両情報により、異なる時刻において同一部分の前記画像を取得し、前記ホーンの異なる時刻における摩耗面を比較して該摩耗面の変化を検査する
ことを特徴とするパンタグラフのホーン監視装置。 In the pantograph horn monitoring device according to claim 1,
The image processing means further obtains the image of the same part at different times based on vehicle information separately input to the image processing means, and compares the wear surfaces of the horn at different times to change the wear surfaces. A pantograph horn monitoring device characterized by inspecting. 請求項１又は請求項２に記載のパンタグラフのホーン監視装置において、
前記撮像手段は、ラインセンサであって、該ラインセンサはスキャン方向が前記パンタグラフの前記ホーンと平行になるように設置される
ことを特徴とするパンタグラフのホーン監視装置。 In the pantograph horn monitoring device according to claim 1 or 2,
The pantograph horn monitoring device, wherein the imaging means is a line sensor, and the line sensor is installed so that a scanning direction is parallel to the horn of the pantograph. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のパンタグラフのホーン監視装置において、
前記画像処理手段は、前記ホーンに塗装された対象色を前記画像中から色抽出処理によって抽出し、前記画像中の前記ホーンの位置を検出する
ことを特徴とするパンタグラフのホーン監視装置。 In the pantograph horn monitoring device according to any one of claims 1 to 3,
The pantograph horn monitoring device, wherein the image processing means extracts a target color painted on the horn from the image by color extraction processing and detects the position of the horn in the image.
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