JP2011209026A - Train speed measuring system - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、列車において、車両に搭載した画像や映像を用いて対地速度の計測を行うことを目的とした列車速度計測システムに関するものである。 The present invention relates to a train speed measurement system for the purpose of measuring a ground speed using an image or video mounted on a vehicle in a train.
一般に列車速度の計測は、駆動軸に取り付けられた速度発電機によって行う方法が主流であり、また改良された列車速度検出方法が特許文献1に記載されている。この特許文献1によれば、速度発電機とは別に、モータの駆動制御で使用している速度情報を用いることによりモータの回転数から列車の速度を検出するというものである。 In general, the method of measuring the train speed is mainly performed by a speed generator attached to the drive shaft, and an improved train speed detection method is described in Patent Document 1. According to Patent Document 1, the speed of a train is detected from the number of rotations of a motor by using speed information used in motor drive control separately from a speed generator.
従来の列車速度計測システムにおいては、特許文献1に記載されているように、モータの駆動制御で使用している速度情報や、駆動軸に取り付けられた速度発電機からの情報を用いて、列車の対地速度を計測するものであった。このような計測システムにおいては、通常走行時には、列車のモータや速度発電機と直結した車軸がレールとかみ合っており、モータや速度発電機からの情報は正しく対地速度を示すことになるが、急ブレーキ時など、車軸が空転した場合には、正確な対地速度が得られないという問題点があった。 In the conventional train speed measurement system, as described in Patent Document 1, the speed information used in the drive control of the motor and the information from the speed generator attached to the drive shaft are used to train Was to measure the ground speed. In such a measurement system, during normal driving, the axle directly connected to the train motor and speed generator meshes with the rail, and the information from the motor and speed generator correctly indicates the ground speed. There was a problem that an accurate ground speed could not be obtained when the axle was idled during braking.
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、カメラを使用して映像を取得しマッチング処理することによって、通常走行時はもとより、車軸空転時にも、より正確な対地速度を計測することのできる列車速度計測システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. By acquiring a video using a camera and performing a matching process, the ground is more accurate not only during normal driving but also when the axle is idle. It aims at obtaining the train speed measurement system which can measure speed.
この発明に係る列車速度計測システムは、線路に設けられた基準マークを撮影するカメラと、このカメラにより撮影された画像又は映像をマッチング処理して上記基準マークを抽出する画像処理部と、この画像処理部により抽出した基準マークに基づき得られる距離情報及びカメラによる撮影フレームの時間情報によって列車速度を演算する演算部とを備えたものである。 A train speed measurement system according to the present invention includes a camera that captures a reference mark provided on a track, an image processing unit that performs matching processing on an image or video captured by the camera and extracts the reference mark, and the image And a calculation unit that calculates a train speed based on distance information obtained based on the reference mark extracted by the processing unit and time information of a photographing frame by the camera.
この発明によれば、カメラにより撮影された画像又は映像をマッチング処理して上記基準マークを抽出し、基準マークに基づき得られる距離情報及びカメラによる撮影フレームの時間情報によって列車速度を演算するので、車軸空転時にも、より正確に対地速度を計測することができる。 According to this invention, the image or video captured by the camera is subjected to matching processing to extract the reference mark, and the train speed is calculated based on the distance information obtained based on the reference mark and the time information of the captured frame by the camera. The ground speed can be measured more accurately even when the axle is idle.
実施の形態1 Embodiment 1
この発明の実施の形態1に係る列車速度計測システムを図1乃至図3を用いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1に係る列車速度計測システムの構成を表す機能ブロック図である。図1において、1は車両、2は線路上に設けた基準マーク、3は演算部、4は画像処理部、5はカメラである。基準マーク2は、基準位置を示す線上の印と、一意に振られた番号で構成される。
A train speed measurement system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a train speed measurement system according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a vehicle, 2 is a reference mark provided on a track, 3 is a calculation unit, 4 is an image processing unit, and 5 is a camera. The
図2はこの発明の実施の形態1にかかる基準マーク2の拡大図である。線路上に設けたれた基準マーク2は、レール7の下に敷かれる枕木6の上に設ける。図3はこの発明の実施の形態1にかかる基準マーク2の一つの具体例を示している。基準マーク2は、列車進行方向に並行な線、進行方向に対し垂直な線、および数字から構成している。この例では、基準マーク2はごく単純化しており、カメラ5によって撮像している基準マーク2とその前後の基準マーク2との差異は、基準マーク2に付与した識別符号によって判別されることになる。
FIG. 2 is an enlarged view of the
つぎに、列車速度計測システムの動作について説明する。車両1には、基準マーク2を撮影するためのカメラ5が搭載されている。このカメラ5は、車両1の底面に真下を向くように搭載されており、線路上に設けた基準マーク2を撮影する。撮影はフレームごとの極短時間の一定間隔で実施する。このカメラ5の上位装置として、カメラ5から出力される信号を入力し、画像処理する画像処理部4を搭載している。画像処理部4では、画像マッチング処理などの画像処理を行うことで、基準マーク2の情報を抽出する。いま、低速で車両1が走行しており、複数回の撮影にわたって、フレーム内に同一の基準マーク2がフレームインして撮影される場合には、この複数回の撮影によって、基準マーク2の移動量d(距離情報)とその移動に要する時間s(時間情報)を取得することができ、これらによって車両1の対地速度v=d/sを演算部3において算出することができる。
Next, the operation of the train speed measurement system will be described. The vehicle 1 is equipped with a
また、車両1が高速で走行し、連続する撮影における前後のフレーム内に同一の基準マーク2がフレームインしない場合には、各フレームごとに基準マーク2に付された識別符号を画像処理部4で判読して車両1の対地速度を演算することができる。即ち、カメラ5は各フレームを一定間隔で撮影しているので、ある基準マーク2が撮影されたフレームから、それに隣接する基準マーク2が撮影されたフレームまでのフレーム数をカウントをしておくことにより、2つの隣接する基準マーク2の撮影時間間隔としての時間情報sを演算することができる。ここで隣接する基準マーク2間の距離L(距離情報)は、それらの基準マーク2を設置したときに既知となっているので、これらによって車両1の対地速度v(=L/s)を演算部3において算出することができる。
In addition, when the vehicle 1 travels at a high speed and the
上記のように、カメラ5で撮影する各フレームでの基準マーク2を画像処理部4で判読し、各フレームにおける基準マーク2のフレーム内での位置、及び認識した基準マーク2の識別符号を演算部3へ出力し、演算部3は、列車速度が遅いために撮影フレーム間で同一の識別符号が入力されてくるときには対地速度をv=d/sにより求め、列車速度が速いために撮影フレーム間で異なる識別符号が入力されてくるときには対地速度をv=L/sにより求める。このような列車速度の計測によれば、通常走行時はもとより、車軸空転時にも、より正確に対地速度を計測することができる。
As described above, the
実施の形態2
この発明の実施の形態2に係る列車速度計測システムを図4により説明する。図4はこの発明の実施の形態2に係る列車速度計測システムの構成を表す機能ブロック図である。図4に示す列車速度計測システムは複数の計測系統を有している。具体的には、第1の系統は、演算部3−1、画像処理部4−1、カメラ5−1で構成され、第2の系統は、演算部3−2、画像処理部4−2、カメラ5−2で構成されている。
A train speed measurement system according to
各計測系統の演算部3−1及び3−2で求めた列車速度は、平均化部10に入力され、平均化部10で2系統から得た列車速度を平均化することによって、より正確な列車速度を求めることができる。なお、図4では、演算部3及び画像処理部4を分散配置しているが、これらの装置の処理能力を上げることによって、カメラ5部分のみを分散配置するようにしてもよい。
The train speed obtained by the calculation units 3-1 and 3-2 of each measurement system is input to the averaging unit 10, and by averaging the train speeds obtained from the two systems by the averaging unit 10, more accurate Train speed can be determined. In FIG. 4, the calculation unit 3 and the image processing unit 4 are distributed, but only the
実施の形態3 Embodiment 3
この発明の実施の形態3に係る列車速度計測システムを図5乃至図7により説明する。図5はこの発明の実施の形態3に係る列車速度計測システムの構成を表す機能ブロック図である。図5に示す列車速度計測システムは複数の計測系統を有しており、このうち1つ又は複数の計測系統に赤外線を検出する赤外線カメラ11を用いるものである。図6はこの発明の実施の形態3に係る基準マークの拡大図であり、基準マーク20には発光素材を使用しているものである(基準マーク自体の形態は実施の形態1と同様)。
A train speed measurement system according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a functional block diagram showing the configuration of the train speed measurement system according to the third embodiment of the present invention. The train speed measurement system shown in FIG. 5 has a plurality of measurement systems, and uses an
赤外線カメラ11及び発光素材による基準マーク20を用いることにより、悪天候や夜間においても基準マーク20を明確に識別することができ、画像処理部4において画像マッチング処理などの画像処理を実施することができる。
By using the
尚、実施の形態1に示す1系統による列車速度計測システムにおいても、カメラ5を赤外線カメラ11とし、基準マーク2を発光素材による基準マーク20によるものとしてもよい。
In the train speed measurement system using one system shown in the first embodiment, the
また、この発明の実施の形態1乃至3に係る基準マークを図7に示すような基準マーク21とすることもできる。図7は基準マークの別の具体例であり、線路位置に対する固有の情報、例えば線路の特定区間ごとに定めたマーキング(“A”の文字)を付すことにより、これを画像処理部4で抽出して、列車位置情報を得ることができるものである。
Further, the reference mark according to the first to third embodiments of the present invention may be a
また、図1、図4、図5に示す列車速度計測システムにおいて、基準マーク2や基準マーク20の代わりに、線路に敷設された枕木の幅(列車進行方向)を用いて速度を検出するようにしてもよい。すなわち、枕木の縁(枕木のへり)の部分の画像上での移動を撮影したフレームから画像処理部4により検出し、その移動量とフレーム速度の関係から列車速度を求めることができる。
In addition, in the train speed measurement system shown in FIGS. 1, 4, and 5, the speed is detected using the width of the sleepers laid on the track (train traveling direction) instead of the
1 車両
2、20、21 基準マーク
3 演算部
4 画像処理部
5 カメラ
6 枕木
7 レール
10 平均化部
11 赤外線カメラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
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JP2010075432A JP2011209026A (en) | 2010-03-29 | 2010-03-29 | Train speed measuring system |
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2010
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