JP2012208095A - Trolley wire measuring method and device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate an influence of structure except a trolley wire to exactly measure a deviation amount of the trolley wire.SOLUTION: A trolley wire measuring device measures the outer shape of a trolley wire by projecting light toward the trolley wire and receiving its reflected light. When the outer shape of the trolley wire is measured, it is difficult to exactly measure the outer shape of the trolley wire since there is much noise from a rigid part and an ear part in a rigid train section. Then, the trolley wire measuring device photographs images of the trolley wire and train line facilities (the rigid part and the ear part) in its vicinity of the rigid train section, measures deviation of the train line facilities based on the photographed images, and reflects measurement results on measurement of the outer shape of the trolley wire.

Description

本発明は、トロリ線の摩耗量や偏位量を測定するトロリ線測定方法及び装置に関する。   The present invention relates to a trolley wire measurement method and apparatus for measuring the amount of wear and displacement of a trolley wire.

従来の多眼式トロリ線摩耗偏位検出装置は、レール横断方向に配列された単色光光源複数個によりスリット状の投光光を生成して、トロリ線の摺動面にその投光光を照射する投光ユニットを備えており、この投光ユニットを所定の周期でパルス駆動することで投光光をパルス状の光としてトロリ線の摺動面に照射している。そして、この投光光が照射されたときとそうでないときのトロリ線からの反射光に対応した受光信号の差に基づいて摺動面についての検出信号を得るようにしたものが、特許文献1に記載されている。   A conventional multi-lens trolley wire wear deviation detection device generates slit-like light projections by a plurality of monochromatic light sources arranged in the rail transverse direction, and applies the light projections to the sliding surface of the trolley wires. A light projecting unit for irradiating is provided, and the light projecting light is irradiated as pulsed light onto the sliding surface of the trolley wire by pulse driving the light projecting unit with a predetermined period. Patent Document 1 discloses a detection signal for a sliding surface based on a difference between light reception signals corresponding to reflected light from a trolley wire when the projection light is irradiated and when it is not. It is described in.

特開2010−243275号公報JP 2010-243275 A

従来の多眼式トロリ線摩耗偏位検出装置では、丸型トロリ線剛体電車線(剛体と呼ばれるT字型の導電材に丸型トロリ線を取り付けた電車線設備)区間は剛体部やイヤー部(トロリ線の溝に引っ掛けて剛体部で支持する金具)からのノイズが多いため、トロリ線の受光信号の検出が困難となる場合があることが判明した。すなわち、投光ユニットから投光光をトロリ線の摺動面へ照射し、トロリ線の摺動面の受光信号を検出する際に、トロリ線以外の剛体やイヤーなどが検出され、それによってトロリ線の摺動面幅データが誤検出されるおそれがあった。   In a conventional multi-lens trolley wire wear displacement detector, a round trolley wire rigid train line (a train line facility in which a round trolley wire is attached to a T-shaped conductive material called a rigid body) is a rigid body part or an ear part. It has been found that there is a case where it is difficult to detect the light reception signal of the trolley wire because there is a lot of noise from the (metal fitting hooked on the trolley wire groove and supported by the rigid body portion). That is, when projecting light is emitted from the light projecting unit to the sliding surface of the trolley wire and a light reception signal of the sliding surface of the trolley wire is detected, a rigid body or an ear other than the trolley wire is detected, thereby detecting the trolley wire. There is a possibility that the sliding surface width data of the line is erroneously detected.

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、トロリ線以外の構造物の影響を無くし、トロリ線の偏位量を正確に測定することのできるトロリ線測定方法及び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 points, and provides a trolley wire measurement method and apparatus capable of accurately measuring the amount of deflection of the trolley wire without the influence of structures other than the trolley wire. For the purpose.

本発明に係るトロリ線測定方法の第1の特徴は、トロリ線に向けて光を投光し、その反射光を受光することによって前記トロリ線の外形を測定するトロリ線測定方法において、剛体電車線区間で前記トロリ線及びその近傍の電車線設備の画像を撮影し、撮影画像に基づいて前記電車線設備の偏位を測定し、その測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させることにある。トロリ線の外形を測定する際に、剛体電車線区間では剛体部やイヤー部からのノイズが多く正確に測定することは困難である。そこで、この発明では、剛体電車線区間でトロリ線及びその近傍の電車線設備(剛体部及びイヤー部)の画像を撮影し、撮影された画像に基づいて電車線設備の偏位を測定し、その測定結果をトロリ線の外形の測定に反映させるようにした。   A first feature of the trolley wire measurement method according to the present invention is a trolley wire measurement method for measuring the outer shape of the trolley wire by projecting light toward the trolley wire and receiving the reflected light. Taking an image of the trolley line and nearby train line equipment in the line section, measuring the deviation of the train line equipment based on the photographed image, and reflecting the measurement result on the measurement of the outer shape of the trolley line It is in. When measuring the outer shape of the trolley wire, it is difficult to measure accurately in the rigid train line section because there is a lot of noise from the rigid body part and the ear part. Therefore, in the present invention, an image of the trolley line and the nearby train line equipment (rigid part and ear part) is taken in the rigid train line section, and the deviation of the train line equipment is measured based on the taken image, The measurement result was reflected in the measurement of the outer shape of the trolley wire.

本発明に係るトロリ線測定方法の第2の特徴は、前記第1の特徴に記載のトロリ線測定方法において、前記反射光の受光信号を所定の閾値で二値化した二値化信号を生成し、前記二値化信号を構成するパルス波形の隣接するもののエンドエッジとスタートエッジとの間のパルス間距離が所定値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅に基づいて摺動面幅データ又はノイズデータとし、前記パルス間距離が前記所定値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形と前記スタートエッジを含むパルス波形を合成して新たなパルス波形とし、前記新たなパルス波形に隣接するパルス波形との間で同様の処理を行うことによって前記二値化信号を前記ノイズデータと前記摺動面幅データに分類し、前記摺動面幅データに分類された前記二値化信号に基づいて前記トロリ線の外形を求めることことにある。これは、二値化信号のパルス波形のエンジエッジ(立ち下がり時点)から次のパルス波形のスタートエッジ(立ち上がり時点)までの距離を所定値と比較し、所定値以上の場合はエンドエッジを含むパルス波形をその幅に基づいて摺動面幅データ又はノイズデータとし、所定値よりも小さい場合は両パルス波形を合成し新たなパルス波形として次のパルス波形との間で同様の処理を行い、二値化信号をノイズデータと摺動面幅データに順次分類し、その分類結果に基づいてトロリ線の外形を求めるようにした。   A second feature of the trolley wire measurement method according to the present invention is that in the trolley wire measurement method according to the first feature, a binarized signal is generated by binarizing the light reception signal of the reflected light with a predetermined threshold value. If the distance between the end edge and the start edge of the adjacent ones of the pulse waveform constituting the binarized signal is equal to or greater than a predetermined value, sliding is performed based on the width of the pulse waveform including the end edge. When the distance between the pulses is smaller than the predetermined value, the pulse width including the end edge and the pulse waveform including the start edge are combined to form a new pulse waveform. The binarized signal is classified into the noise data and the sliding surface width data by performing the same processing between the pulse waveforms adjacent to the pulse waveform, and the sliding surface width data is classified into the sliding surface width data. Lies in determining the contour of the trolley wire on the basis of the kind has been the binarized signal. This compares the distance from the edge of the pulse waveform of the binarized signal (at the time of falling) to the start edge (at the time of rising) of the next pulse waveform with a predetermined value. Based on the width of the pulse waveform as sliding surface width data or noise data, if it is smaller than the predetermined value, both pulse waveforms are synthesized and the same processing is performed between the next pulse waveform as a new pulse waveform, The binarized signal was sequentially classified into noise data and sliding surface width data, and the outer shape of the trolley wire was obtained based on the classification result.

本発明に係るトロリ線測定方法の第3の特徴は、前記第2の特徴に記載のトロリ線測定方法において、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記摺動面幅データとし、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記ノイズデータとすることにある。これは、パルス波形をその幅に基づいて摺動面幅データ又はノイズデータに分類する際に、パルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値以上の場合は摺動面幅データに、これよりも小さい場合はノイズデータに分類するようにした。   A third feature of the trolley wire measurement method according to the present invention is the trolley wire measurement method according to the second feature, wherein the width of the pulse waveform including the end edge is greater than or equal to a value that can be recognized as a trolley wire. If the pulse waveform including the end edge is the sliding surface width data and the width of the pulse waveform including the end edge is smaller than a value that can be recognized as a trolley line, the pulse waveform including the end edge is converted to the noise. It is in data. This is because when the pulse waveform is classified into sliding surface width data or noise data based on its width, if the pulse waveform width is greater than or equal to a value that can be recognized as a trolley line, If it is too small, it is classified as noise data.

本発明に係るトロリ線測定方法の第4の特徴は、前記第2の特徴又は第3の特徴に記載のトロリ線測定方法において、今回検出された摺動面幅データと前回検出された摺動面幅データとの偏位を比較し、前回の摺動面幅データの偏位に最も近いものをトロリ線の外形とすることにある。これは、前回の摺動面幅データに最も近いものを今回の摺動面幅データとすることによってトロリ線の外形のみを出力するようにした。   A fourth feature of the trolley wire measurement method according to the present invention is the trolley wire measurement method according to the second feature or the third feature, wherein the sliding surface width data detected this time and the sliding detected last time are used. The deviation from the surface width data is compared, and the one closest to the deviation of the previous sliding surface width data is taken as the outer shape of the trolley line. This is to output only the outline of the trolley wire by using the closest sliding surface width data as the previous sliding surface width data.

本発明に係るトロリ線測定方法の第5の特徴は、前記第1の特徴から第4の特徴までのいずれか1に記載のトロリ線測定方法において、前記電車線設備として、前記撮影画像に基づいてパターンマッチング法にて、前記トロリ線取り付け用の剛体部及びイヤー部の偏位を測定し、その測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させることにある。これは、剛体電車線区間における電車線設備としてトロリ線取り付け用の剛体部とイヤー部の偏位を測定し、その測定結果であるイヤー部の偏位をトロリ線の外形の測定に反映することによってトロリ線の外形を正確に検出するようにしたものである。すなわち、撮影画像に基づいたパターンマッチング法では、トロリ線の両側のイヤー部が測定されるので、このイヤー部の偏位を測定することによってトロリ線の偏位を正確に求めることができる。   A fifth feature of the trolley wire measurement method according to the present invention is the trolley wire measurement method according to any one of the first feature to the fourth feature, wherein the train line equipment is based on the captured image. Then, the pattern matching method is used to measure the displacement of the rigid body portion and the ear portion for attaching the trolley wire, and to reflect the measurement result in the measurement of the outer shape of the trolley wire. This is to measure the deviation of the rigid part and the ear part for attaching the trolley wire as the train line equipment in the rigid train line section, and reflect the deviation of the ear part which is the measurement result in the measurement of the outer shape of the trolley line. Is used to accurately detect the outer shape of the trolley wire. That is, in the pattern matching method based on the photographed image, the ear portions on both sides of the trolley line are measured. Therefore, the deviation of the trolley line can be accurately obtained by measuring the deviation of the ear portion.

本発明に係るトロリ線測定装置の第1の特徴は、トロリ線に向けて光を投光する投光手段と、前記投光手段が前記トロリ線に向けて投光した光の反射光を受光し、その受光に対応した信号を出力する受光手段と、剛体電車線区間で前記トロリ線及びその近傍の電車線設備の画像を撮影する撮像手段と、前記撮像手段によって撮影された画像に基づいて前記電車線設備の偏位を測定する第1の測定手段と、前記受光手段からの信号に基づいて前記トロリ線の外形を測定するものであって、前記剛体電車線区間では前記第1の測定手段の測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させる第2の測定手段と備えたことにある。これは、前記トロリ線測定方法の第1の特徴に記載に対応したトロリ線測定装置の発明である。   The first feature of the trolley wire measuring device according to the present invention is that light projecting means for projecting light toward the trolley wire, and reflected light of the light projected by the light projecting device toward the trolley wire are received. And a light receiving means for outputting a signal corresponding to the light reception, an image pickup means for taking an image of the trolley line and a nearby train line facility in a rigid train line section, and an image taken by the image pickup means. A first measuring means for measuring a deviation of the train line equipment, and an outer shape of the trolley line based on a signal from the light receiving means, wherein the first measurement is performed in the rigid train line section. The second measurement means for reflecting the measurement result of the means in the measurement of the outer shape of the trolley wire is provided. This is an invention of a trolley wire measuring device corresponding to the first feature of the trolley wire measuring method.

本発明に係るトロリ線測定装置の第2の特徴は、前記第1の特徴に記載のトロリ線測定装置において、前記第1の測定手段が前記受光手段からの信号を所定の閾値で二値化し、その二値化信号を出力する二値化手段と、前記二値化手段から出力される前記二値化信号を構成するパルス波形の隣接するもののエンドエッジとスタートエッジとの間のパルス間距離が所定値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅に基づいて摺動面幅データ又はノイズデータとし、前記パルス間距離が前記所定値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形と前記スタートエッジを含むパルス波形を合成して新たなパルス波形とし、前記新たなパルス波形に隣接するパルス波形との間で同様の処理を行うことによって前記二値化信号を前記ノイズデータと前記摺動面幅データに分類し、前記摺動面幅データに分類された前記二値化信号に基づいて前記トロリ線の外形を求める演算手段とを備えたことにある。これは、前記トロリ線測定方法の第2の特徴に記載に対応したトロリ線測定装置の発明である。   A second feature of the trolley wire measuring apparatus according to the present invention is the trolley wire measuring device according to the first feature, wherein the first measuring means binarizes a signal from the light receiving means with a predetermined threshold value. , A binarizing means for outputting the binarized signal, and an inter-pulse distance between an end edge and a start edge of adjacent ones of the pulse waveform constituting the binarized signal output from the binarizing means Is a sliding surface width data or noise data based on the width of the pulse waveform including the end edge when the value is equal to or greater than a predetermined value, and the pulse including the end edge when the distance between the pulses is smaller than the predetermined value. The binarized signal is obtained by synthesizing a waveform and a pulse waveform including the start edge into a new pulse waveform, and performing the same processing between the pulse waveform adjacent to the new pulse waveform. It said noise data and classified into the sliding surface width data, in that an arithmetic means for said classified into sliding surface width data based on the binary signal determining the outer shape of the contact wire. This is an invention of a trolley wire measuring device corresponding to the second feature of the trolley wire measuring method.

本発明に係るトロリ線測定装置の第3の特徴は、前記第2の特徴に記載のトロリ線測定装置において、前記演算手段が前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記摺動面幅データとし、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記ノイズデータとすることことにある。これは、前記トロリ線測定方法の第3の特徴に記載に対応したトロリ線測定装置の発明である。   A third feature of the trolley wire measurement device according to the present invention is the trolley wire measurement device according to the second feature, wherein the arithmetic means recognizes a pulse waveform width including the end edge as a trolley wire. If there is the above, the pulse waveform including the end edge is used as the sliding surface width data. If the width of the pulse waveform including the end edge is smaller than a value that can be recognized as a trolley line, the pulse including the end edge is included. The waveform is used as the noise data. This is an invention of a trolley wire measuring device corresponding to the third feature of the trolley wire measuring method.

本発明に係るトロリ線測定装置の第4の特徴は、前記第2又は第3の特徴に記載のトロリ線測定装置において、前記演算手段が、今回検出された摺動面幅データと前回検出された摺動面幅データとの偏位を比較し、前回の摺動面幅データの偏位に最も近いものをトロリ線の外形とすることにある。これは、前記トロリ線測定方法の第4の特徴に記載に対応したトロリ線測定装置の発明である。   A fourth feature of the trolley wire measurement device according to the present invention is that, in the trolley wire measurement device according to the second or third feature, the arithmetic means detects the sliding surface width data detected this time and the previous time. The deviation with the sliding surface width data is compared, and the one closest to the deviation of the previous sliding surface width data is used as the outer shape of the trolley wire. This is an invention of a trolley wire measuring device corresponding to the fourth feature of the trolley wire measuring method.

本発明に係るトロリ線測定装置の第5の特徴は、前記第1の特徴から第4の特徴までのいずれか1に記載のトロリ線測定装置において、前記第1の測定手段が前記電車線設備として、前記撮影画像に基づいてパターンマッチング法にて、前記トロリ線取り付け用の剛体部及びイヤー部の偏位を測定し、前記第2の測定手段が前記第1の測定手段の測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させることにある。これは、前記トロリ線測定方法の第5の特徴に記載に対応したトロリ線測定装置の発明である。   A fifth feature of the trolley wire measuring apparatus according to the present invention is the trolley wire measuring device according to any one of the first feature to the fourth feature, wherein the first measuring means is the train line equipment. As described above, the pattern matching method is used to measure the displacement of the rigid body part and the ear part for attaching the trolley wire, and the second measuring unit displays the measurement result of the first measuring unit as It is to be reflected in the measurement of the outer shape of the trolley wire. This is an invention of a trolley wire measuring device corresponding to the fifth feature of the trolley wire measuring method.

本発明によれば、トロリ線以外の構造物の影響を無くし、トロリ線の偏位量を正確に測定することができる。   According to the present invention, it is possible to eliminate the influence of a structure other than the trolley wire and accurately measure the amount of displacement of the trolley wire.

本発明に係るトロリ線測定装置の原理を示す図であり、測定光学系の概略を示している。It is a figure which shows the principle of the trolley wire measuring apparatus which concerns on this invention, and has shown the outline of the measurement optical system. 図1に示す測定光学系を用いたトロリ線測定装置を搭載する架線検測車を側面から見た図である。It is the figure which looked at the overhead wire inspection vehicle carrying the trolley wire measuring apparatus using the measurement optical system shown in FIG. 1 from the side. 図2のトロリ線測定装置の天板を外してその内部構造を上側から見た平面概要図である。It is the plane schematic diagram which removed the top plate of the trolley wire measuring device of Drawing 2, and looked at the internal structure from the upper part. 剛体用カメラが丸型トロリ線剛体電車線区間で撮影したトロリ線の画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image of the trolley line which the camera for rigid bodies image | photographed in the round-shaped trolley line rigid train line area. 図2に示す測定光学系を構成する投光ユニットの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the light projection unit which comprises the measurement optical system shown in FIG. 本発明の一実施の形態に係るトロリ線測定装置10の別の実施例のトロリ線測定用投光装置を搭載する架線検測車を側面から見た図である。It is the figure which looked at the overhead wire inspection vehicle carrying the trolley wire measurement light projection apparatus of another Example of the trolley wire measurement apparatus 10 which concerns on one embodiment of this invention from the side. 図6のトロリ線測定装置10の天板を外して内部構造を示す平面概要図である。It is a plane schematic diagram which removes the top plate of the trolley wire measuring apparatus 10 of FIG. 6 and shows an internal structure. 図6及び図7の発光ダイオード投光器の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the light emitting diode projector of FIG.6 and FIG.7. 演算装置及び測定装置が実行するトロリ線の摺動面幅データ算出処理の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sliding surface width data calculation process of the trolley wire which an arithmetic unit and a measurement apparatus perform. 演算装置が実行するトロリ線偏位追随処理の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the trolley line deviation follow-up process which an arithmetic unit performs. 演算装置が剛体部やイヤー部からのノイズを除去する場合の処理の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a process in case an arithmetic unit removes the noise from a rigid body part or an ear part. ステップS96のトロリ線偏位追随処理及びステップS97のノイズ除去処理の詳細の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detail of the trolley line deviation tracking process of step S96, and the noise removal process of step S97. 図12のエッジ検出処理の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the edge detection process of FIG.

図1は、本発明に係るトロリ線測定装置の原理を示す図であり、測定光学系の概略を示している。トロリ線測定装置の測定光学系は、投光ユニット2、結像レンズ3、受光ユニット4、剛体用カメラ41、パルス駆動回路5、及び受光信号処理部6を含んで構成される。投光ユニット2は、赤外光の範囲にある特定の波長の単色光を、集束レンズ3aを介してトロリ線20に照射するものである。受光ユニット4は、トロリ線20からの反射光を、結像レンズ3を通して受光する。図1において、右上斜めに向かう矢印線L1は、投光ユニット2の投光光を模式的に示すものである。投光ユニット2から出射される単色光の波長は、例えば、λ=850[nm]である。また、右下斜めに向かう矢印線L2は、トロリ線20の摺動面20aからの反射光を模式的に示すものである。以下、投光光L1、反射光L2と表現する。   FIG. 1 is a diagram showing the principle of a trolley wire measurement apparatus according to the present invention, and shows an outline of a measurement optical system. The measuring optical system of the trolley wire measuring device includes a light projecting unit 2, an imaging lens 3, a light receiving unit 4, a rigid body camera 41, a pulse driving circuit 5, and a light receiving signal processing unit 6. The light projecting unit 2 irradiates the trolley wire 20 with monochromatic light having a specific wavelength in the range of infrared light through the focusing lens 3a. The light receiving unit 4 receives the reflected light from the trolley wire 20 through the imaging lens 3. In FIG. 1, an arrow line L <b> 1 obliquely toward the upper right indicates schematically the light projected from the light projecting unit 2. The wavelength of the monochromatic light emitted from the light projecting unit 2 is, for example, λ = 850 [nm]. Moreover, the arrow line L2 which goes to the lower right diagonally shows the reflected light from the sliding surface 20a of the trolley wire 20 typically. Hereinafter, they are expressed as the projection light L1 and the reflected light L2.

受光ユニット4は、CCDラインセンサで構成される受光器であり、CCDの光感度特性の全光波長領域で反射光L2を受光する。その全光波長領域は、通常、300nm〜1000nmの範囲でゆるやかな山型のピーク特性を持ち、可視光領域をカバーし、赤外光領域に達する。剛体用カメラ41は、トロリ線20を下側から撮影し、その撮影画像(剛体画像)を測定装置19に出力する。パルス駆動回路5は、投光ユニット2をパルス駆動して投光ユニット2の投光光L1を所定の周期でON/OFFしてパルス状の光として発生させる。そして、所定の周期に対応するパルス駆動用の同期信号SYNを受光信号処理部6に送出する。なお、ここでは投光ユニット2をパルス駆動することによってパルス状の光を発生させているが、投光ユニット2の直前にシャッタ機構を設けて、これを開閉制御することによって投光光L1をパルス状の光を発生するようにしてもよい。受光信号処理部6は、A/D変換回路16、波形データメモリ17、及び演算装置18から構成される。演算装置18により算出されたトロリ線摺動面の検出信号は、デジタル値として測定装置19に送出される。   The light receiving unit 4 is a light receiver constituted by a CCD line sensor, and receives the reflected light L2 in the entire light wavelength region of the photosensitivity characteristic of the CCD. The entire light wavelength region usually has a gentle mountain-shaped peak characteristic in the range of 300 nm to 1000 nm, covers the visible light region, and reaches the infrared light region. The rigid body camera 41 captures the trolley wire 20 from below and outputs the captured image (rigid body image) to the measuring device 19. The pulse driving circuit 5 drives the light projecting unit 2 in pulses to turn on / off the light L1 emitted from the light projecting unit 2 at a predetermined cycle to generate pulsed light. Then, a synchronization signal SYN for pulse driving corresponding to a predetermined cycle is sent to the received light signal processing unit 6. Here, pulsed light is generated by pulse driving the light projecting unit 2, but a shutter mechanism is provided immediately before the light projecting unit 2, and the light projecting light L1 is controlled by opening / closing the shutter mechanism. Pulsed light may be generated. The received light signal processing unit 6 includes an A / D conversion circuit 16, a waveform data memory 17, and an arithmetic device 18. The detection signal of the trolley wire sliding surface calculated by the arithmetic device 18 is sent to the measuring device 19 as a digital value.

図2は、図1に示す測定光学系を用いたトロリ線測定装置を搭載する架線検測車を側面から見た図である。図2において、トロリ線測定装置10は、架線検測車22の車両屋根の上面23に設置されている。トロリ線測定装置10は、図1示すような測定光学系、トロリ線高さ検出機構7、及び測定光学系制御部8から構成される。測定光学系は、投光ユニット2、結像レンズ3、受光ユニットとして機能するラインセンサカメラ9、パルス駆動回路の機能を備えた測定光学系制御部8、及び受光信号処理部とから構成される。   FIG. 2 is a side view of an overhead wire inspection vehicle equipped with a trolley wire measurement device using the measurement optical system shown in FIG. In FIG. 2, the trolley wire measurement device 10 is installed on the upper surface 23 of the vehicle roof of the overhead wire inspection vehicle 22. The trolley wire measurement device 10 includes a measurement optical system, a trolley wire height detection mechanism 7 and a measurement optical system controller 8 as shown in FIG. The measurement optical system includes a light projecting unit 2, an imaging lens 3, a line sensor camera 9 functioning as a light receiving unit, a measurement optical system control unit 8 having a function of a pulse drive circuit, and a light reception signal processing unit. .

投光ユニット2は、図1に示すように、レール21の横断方向(紙面の奥行き方向)に複数n個配列された単色光光源(発光ダイオード群)2a,2b,・・・,2nから構成される。この単色光光源2a,2b,・・・,2nは、赤外領域の単色光をスリット状の投光光として断続的に生成する。投光ユニット2の投光光L1は、昼間の太陽光の赤外領域の光強度より強い反射光をトロリ線20の摺動面20aに発生させるものである。通常、昼間の太陽光の赤外領域の光強度は大きくないので、トロリ線20と投光ユニット2の距離を2m程度とすれば、単色光LEDを用いることでそれが可能になる。   As shown in FIG. 1, the light projecting unit 2 includes a plurality of n monochromatic light sources (light emitting diode groups) 2a, 2b,..., 2n arranged in the transverse direction of the rail 21 (the depth direction of the paper surface). Is done. These monochromatic light sources 2a, 2b,..., 2n intermittently generate monochromatic light in the infrared region as slit-shaped projection light. The projecting light L1 of the projecting unit 2 generates reflected light on the sliding surface 20a of the trolley wire 20 that is stronger than the light intensity in the infrared region of daytime sunlight. Usually, since the light intensity in the infrared region of sunlight during the daytime is not high, if the distance between the trolley wire 20 and the light projecting unit 2 is about 2 m, this can be achieved by using a monochromatic light LED.

この受光ユニットは、CCDラインセンサを内蔵して構成されるラインセンサカメラ9から構成される。結像レンズ3は、ラインセンサカメラ9の手前に設けられている。この受光ユニットとなるラインセンサカメラ9を構成するCCDラインセンサの各受光器の配列ラインは、投光ユニット2と同様に、レール21の横断方向(紙面の奥行き方向)に沿っている。図2のトロリ線測定装置では、トロリ線20の摺動面20aからの反射光をラインセンサカメラ9まで導入するための受光光学系を備えている。この受光光学系は、回転ミラー12と、入射方向に反射光を戻す折り返し反射ミラー13a,13bと、折り返し反射ミラー13a,13bを前後(紙面の左右方向)に移動させるミラー移動機構14とから構成される。この受光光学系は、トロリ線20の高さに応じて変化する摺動面20aからの反射光L2の変化をラインセンサカメラ9に導くように反射光L2の反射角度に応じて制御されるようになっている。なお、投光ユニット2も回転テーブル15上に搭載されており、その投光光L1がトロリ線20の高さに応じて変化する摺動面20aの高さに追従するようにその入射角度が制御されるようになっている。   This light receiving unit is composed of a line sensor camera 9 configured to incorporate a CCD line sensor. The imaging lens 3 is provided in front of the line sensor camera 9. Similar to the light projecting unit 2, the array line of the light receivers of the CCD line sensor constituting the line sensor camera 9 serving as the light receiving unit is along the transverse direction of the rail 21 (the depth direction of the paper surface). The trolley wire measuring device of FIG. 2 includes a light receiving optical system for introducing reflected light from the sliding surface 20 a of the trolley wire 20 to the line sensor camera 9. The light receiving optical system includes a rotating mirror 12, folding reflection mirrors 13a and 13b that return reflected light in the incident direction, and a mirror moving mechanism 14 that moves the folding reflection mirrors 13a and 13b back and forth (in the horizontal direction of the paper surface). Is done. This light receiving optical system is controlled according to the reflection angle of the reflected light L2 so as to guide the change of the reflected light L2 from the sliding surface 20a that changes according to the height of the trolley wire 20 to the line sensor camera 9. It has become. The light projecting unit 2 is also mounted on the rotary table 15, and the incident angle thereof is adjusted so that the light projecting light L1 follows the height of the sliding surface 20a that changes according to the height of the trolley wire 20. To be controlled.

図3は、図2のトロリ線測定装置の天板を外してその内部構造を上側から見た平面概要図である。なお、図3に示す受光光学系は、図2と異なり、ラインセンサカメラ9の分割受光の関係を説明する都合上から折り返し反射ミラー13a,13b及びミラー移動機構14を省略してあり、トロリ線20からの反射光L2を折り返すことなく、反射光L2の先にラインセンサカメラ9(9a,9b,9c)を設けて直接受光するような形で示してある。   FIG. 3 is a schematic plan view of the trolley wire measuring device of FIG. 2 with the top plate removed and its internal structure viewed from above. The light receiving optical system shown in FIG. 3 differs from FIG. 2 in that the reflection mirrors 13a and 13b and the mirror moving mechanism 14 are omitted for convenience of explaining the relationship of the divided light reception of the line sensor camera 9, and the trolley line The line sensor camera 9 (9a, 9b, 9c) is provided at the tip of the reflected light L2 and is directly received without reflecting the reflected light L2 from 20.

図3に示されるように、図2に示す投光ユニット2は、単色発光の多数の単色光光源(発光ダイオード・LED発光器)2a,2b,・・・,2nをレール21の横断方向(図3紙面の上下方向)に配列してあり、スリット状の光束Lを発生するように構成されている。レール21の横断方向(図3の紙面の上下方向)におけるその幅は、トロリ線20への投光光L1がトロリ線20の偏位範囲(約700[mm])をカバーするように構成されている。単色光光源(LED発光器)2a,2b,・・・,2nからの発光光は、スリット整形用集光レンズ2Pを介してスリット状の光束Lとしてトロリ線20に照射される。   As shown in FIG. 3, the light projecting unit 2 shown in FIG. 2 includes a plurality of monochromatic light sources (light emitting diodes / LED light emitters) 2 a, 2 b,. 3 is arranged so as to generate a slit-like light beam L. The width of the rail 21 in the transverse direction (vertical direction in FIG. 3) is configured such that the projection light L1 to the trolley line 20 covers the deviation range (about 700 [mm]) of the trolley line 20. ing. The light emitted from the monochromatic light sources (LED light emitters) 2a, 2b,..., 2n is applied to the trolley wire 20 as a slit-shaped light beam L through the slit shaping condenser lens 2P.

受光光学系の回転ミラー12は、トロリ線20の偏位範囲(約700[mm])の反射光L2を受光するためにレール21の横断方向(図3の紙面の上下方向)に反射光L2を受光可能な長さを持つミラーとして設置されている。図では回転ミラー12の回転駆動機構は図示されていないが、回転ミラー12の背面に回転軸12aが固定され、その回転軸12aがステッピングモータなどの駆動手段によって駆動されるようになっている。図3において、ラインセンサカメラ9は、3台のラインセンサカメラ9a,9b,9cから構成される。3台のラインセンサカメラ9a,9b,9cによってトロリ線20の摺動面20aからの反射光L2は、それぞれ3分割されて受光されている。なお、各ラインセンサカメラ9a,9b,9c間において相互の受光境界領域はオーバーラップしている。このように、トロリ線20の偏位範囲の視野を3台のラインセンサカメラ9a,9b,9cでカバーすることができるように構成されている。なお、この分割受光のカメラの台数は、複数台設けられればよく、3台に限定されるものではない。   The rotating mirror 12 of the light receiving optical system reflects the reflected light L2 in the transverse direction of the rail 21 (up and down direction in FIG. 3) in order to receive the reflected light L2 in the deflection range (about 700 [mm]) of the trolley wire 20. It is installed as a mirror with a length that can receive light. In the drawing, the rotation driving mechanism of the rotating mirror 12 is not shown, but the rotating shaft 12a is fixed to the back surface of the rotating mirror 12, and the rotating shaft 12a is driven by a driving means such as a stepping motor. In FIG. 3, the line sensor camera 9 includes three line sensor cameras 9a, 9b, and 9c. The reflected light L2 from the sliding surface 20a of the trolley wire 20 is received by being divided into three parts by the three line sensor cameras 9a, 9b, 9c. In addition, the mutual light receiving boundary regions overlap between the line sensor cameras 9a, 9b, and 9c. In this way, the field of view of the displacement range of the trolley wire 20 can be covered with the three line sensor cameras 9a, 9b, 9c. Note that the number of divided light receiving cameras may be a plurality, and is not limited to three.

図2において、トロリ線高さ検出機構7は、トロリ線20に接触するローラ式接触子7aと、2本のアームのリンク結合によって構成された曲折支持可能な回動アーム7bと、この回動アーム7bの根本側のリンクの垂直方向における回動角をポテンションメータによって検出する角度検出器7cとから構成される。なお、この種のポテンションメータを用いて回動アーム7bの角度に基づいてトロリ線20の高さを検出するように構成された高さ検出器としては、例えば、特開平7−120228号等に記載されるようなものがあるので、ここではその詳細な説明は省略する。   In FIG. 2, the trolley wire height detection mechanism 7 includes a roller contact 7 a that contacts the trolley wire 20, a turning arm 7 b that is formed by link connection of two arms, and this turning arm. The angle detector 7c detects the rotation angle in the vertical direction of the link on the root side of the arm 7b by a potentiometer. As a height detector configured to detect the height of the trolley wire 20 based on the angle of the rotating arm 7b using this type of potentiometer, for example, JP-A-7-120228, etc. The detailed description is omitted here.

図2において、投光ユニット2からトロリ線20への投光光L1は、トロリ線測定装置10の屋根フレーム10aに設けられたガラス窓10bを介してトロリ線20の摺動面20aに照射される。トロリ線20からの反射光L2は、ガラス窓10bを介して回転ミラー12、折り返し反射ミラー13a,13bを経て、ラインセンサカメラ9(図3に示す3台のラインセンサカメラ9a,9b,9c)のいずれかの視野内に取り込まれ、トロリ線20の摺動面20aを含む画像(一次元波形データ)として受像されることになる。なお、ガラス窓10bは、トロリ線測定装置10の屋根フレーム10aの水平面に対して約10°程度の角度を持たせて屋根フレーム10aに取付けられている。屋根フレーム10aの高さは、実際は、トロリ線20が上下に偏位する下限高さよりも十分に低い位置にある。これによりガラス窓10bの位置が低くなり、トロリ線測定装置10は、車両の屋根等の高さにほとんど影響を与えることなく設置することができるようになる。   In FIG. 2, the projection light L <b> 1 from the light projecting unit 2 to the trolley wire 20 is applied to the sliding surface 20 a of the trolley wire 20 through the glass window 10 b provided on the roof frame 10 a of the trolley wire measuring device 10. The The reflected light L2 from the trolley wire 20 passes through the glass window 10b, passes through the rotating mirror 12 and the folding reflecting mirrors 13a and 13b, and then the line sensor camera 9 (three line sensor cameras 9a, 9b and 9c shown in FIG. 3). Are received in one of the visual fields and received as an image (one-dimensional waveform data) including the sliding surface 20a of the trolley wire 20. The glass window 10b is attached to the roof frame 10a at an angle of about 10 ° with respect to the horizontal plane of the roof frame 10a of the trolley wire measuring device 10. The height of the roof frame 10a is actually at a position sufficiently lower than the lower limit height at which the trolley wire 20 is displaced up and down. As a result, the position of the glass window 10b is lowered, and the trolley wire measuring device 10 can be installed with little effect on the height of the roof of the vehicle.

図2において、測定光学系制御部8は、トロリ線高さ検出機構7の角度検出器7cから出力されるトロリ線高さ信号を受けて、投光ユニット2の回転テーブル15と、回転ミラー12と、ミラー移動機構14を制御して、トロリ線20の高さが変化してもラインセンサカメラ9の視野内にトロリ線20の画像(一次元波形データ)が採取されるように、トロリ線20の高さに応じた追従制御を行なっている。測定光学系制御部8には、トロリ線20の高さに対する追従制御のための制御データ用テーブル8aが設けられている。この制御データ用テーブル8aは、角度検出器7cの検出値に対応して回転テーブル15の角度値、回転ミラー12の角度値、そしてミラー移動機構14の移動量がそれぞれ制御値として格納されている。これらの各制御値は、あらかじめ、トロリ線20の高さに応じて回転テーブル15と回転ミラー12の各角度値とミラー移動機構14の移動量とが分析されて得られたものである。   In FIG. 2, the measurement optical system control unit 8 receives the trolley line height signal output from the angle detector 7 c of the trolley line height detection mechanism 7, and receives the rotary table 15 of the light projecting unit 2 and the rotary mirror 12. Then, the trolley line is controlled so that the image (one-dimensional waveform data) of the trolley line 20 is collected in the field of view of the line sensor camera 9 even if the mirror moving mechanism 14 is controlled to change the height of the trolley line 20. Follow-up control according to the height of 20 is performed. The measurement optical system control unit 8 is provided with a control data table 8a for follow-up control with respect to the height of the trolley wire 20. In the control data table 8a, the angle value of the rotary table 15, the angle value of the rotary mirror 12, and the amount of movement of the mirror moving mechanism 14 are stored as control values corresponding to the detection values of the angle detector 7c. . These control values are obtained in advance by analyzing the angle values of the rotary table 15 and the rotary mirror 12 and the movement amount of the mirror moving mechanism 14 in accordance with the height of the trolley wire 20.

回転テーブル15、回転ミラー12、及びミラー移動機構14は、現在の角度及び移動位置を検出するエンコーダ(図示せず)をそれぞれ内蔵しており、それぞれがステッピングモータ(図示せず)により駆動制御されるようになっている。各エンコーダの信号はそれぞれ測定光学系制御部8に入力される。測定光学系制御部8は、制御データ用テーブル8aを参照して回転テーブル15、回転ミラー12、及びミラー移動機構14をそれぞれ制御して、トロリ線20の高さの変化に関係なく、ラインセンサカメラ9(3台のラインセンサカメラ9a,9b,9c)の視野内にトロリ線20の摺動面20aの画像(一次元波形データ)が受像されるように制御している。   The rotary table 15, the rotary mirror 12, and the mirror moving mechanism 14 each incorporate an encoder (not shown) that detects the current angle and moving position, and each is driven and controlled by a stepping motor (not shown). It has become so. Each encoder signal is input to the measurement optical system controller 8. The measurement optical system control unit 8 controls the rotary table 15, the rotary mirror 12, and the mirror moving mechanism 14 with reference to the control data table 8a, so that the line sensor is controlled regardless of the change in the height of the trolley wire 20. Control is performed so that an image (one-dimensional waveform data) of the sliding surface 20a of the trolley wire 20 is received within the field of view of the camera 9 (three line sensor cameras 9a, 9b, 9c).

ラインセンサカメラ9(3台のラインセンサカメラ9a,9b,9c)は、内部にA/D変換器を備えたデジタルカメラで構成されている。従って、図1の受光信号処理部に必要であったA/D変換回路16は図3では省略されている。3台のラインセンサカメラ9a,9b,9Cから出力される一次元イメージのデジタル値は、それぞれパラレルに読み出され、さらに各ラインセンサカメラ9を構成する2つのCCDが同期して同時にかつシリアルに順次出力され、その読出処理は連続的に繰り返される。3台のラインセンサカメラ9a,9b,9cの一次元イメージのデジタル値は、波形データメモリ17に出力され、それぞれに波形データメモリ17の各領域に一次元イメージデータとしてそれぞれ記憶される。なお、波形データメモリ17には、書込/読出等を行うコントローラが内蔵され、記憶されたデータをプッシュダウンして最新の波形データを先頭に記憶するプッシュダウンバッファメモリとして機能する。従って、一定量が一時的に記憶され、最後の記憶位置からオーバーフローした古い過去の一次元イメージのデジタル値は順次破棄される。その一時的な記憶容量は、演算装置18の処理時間に関係して設定されている。   The line sensor camera 9 (three line sensor cameras 9a, 9b, 9c) is composed of a digital camera having an A / D converter therein. Therefore, the A / D conversion circuit 16 necessary for the received light signal processing unit in FIG. 1 is omitted in FIG. The digital values of the one-dimensional images output from the three line sensor cameras 9a, 9b, and 9C are read in parallel, and the two CCDs constituting each line sensor camera 9 are simultaneously and serially synchronized. The data are sequentially output, and the reading process is continuously repeated. The digital values of the one-dimensional images of the three line sensor cameras 9a, 9b, and 9c are output to the waveform data memory 17 and stored in the respective areas of the waveform data memory 17 as one-dimensional image data. The waveform data memory 17 has a built-in controller for writing / reading, and functions as a push-down buffer memory that pushes down stored data and stores the latest waveform data at the head. Accordingly, a fixed amount is temporarily stored, and the digital values of the old one-dimensional image that overflowed from the last storage position are sequentially discarded. The temporary storage capacity is set in relation to the processing time of the arithmetic device 18.

波形データメモリ17に記憶された各一次元のイメージの波形データは、DSP等で構成される演算装置18によって古いものから順次読出されて処理され、処理後に順次消去される。3台のラインセンサカメラ9a,9b,9cで3分割受光された反射光L2における摺動面20aの画像(一次元イメージデータ)は、波形データとして処理され、そのピーク値が検出され、ピークレベルの実質的に1/2のレベルが算出される。算出された1/2のレベルを基準として、これ以上のレベルを「1」とし、それ未満のレベルを「0」とする、二値化処理が行なわれ、波形データはデジタル値のデータとして算出される。その結果は演算装置18の内部メモリ(図示せず)に記憶される。デジタル値のデータの中で、「1」が連続する部分の画素数に基づいて、距離に換算されたトロリ線摺動面20aの幅が算出されて、トロリ線摺動面20aの幅がデジタル値として測定装置19へ出力される。測定装置19は、内部にMPU、メモリ等を有しており、MPUによりメモリに記憶された所定の処理プログラムが実行されて演算装置18で算出されたトロリ線摺動面20aの幅、及び剛体用カメラ41からの画像に基づいてトロリ線20の偏位及び摩耗量を算出する。   The waveform data of each one-dimensional image stored in the waveform data memory 17 is sequentially read out and processed by the arithmetic unit 18 constituted by a DSP or the like, and is erased sequentially after the processing. The image (one-dimensional image data) of the sliding surface 20a in the reflected light L2 received in three divisions by the three line sensor cameras 9a, 9b, 9c is processed as waveform data, its peak value is detected, and the peak level A level that is substantially ½ of is calculated. With the calculated half level as a reference, binarization processing is performed in which a level higher than this is set to “1” and a level lower than that is set to “0”, and the waveform data is calculated as digital value data. Is done. The result is stored in an internal memory (not shown) of the arithmetic unit 18. In the digital value data, the width of the trolley wire sliding surface 20a converted to the distance is calculated based on the number of pixels where “1” continues, and the width of the trolley wire sliding surface 20a is digital. A value is output to the measuring device 19. The measuring device 19 has an MPU, a memory, and the like inside, the width of the trolley wire sliding surface 20a calculated by the arithmetic device 18 by executing a predetermined processing program stored in the memory by the MPU, and a rigid body Based on the image from the camera 41, the displacement of the trolley wire 20 and the amount of wear are calculated.

剛体用カメラ41(2台の2次元カメラ41a,41b)は、内部にA/D変換器を備えたデジタルカメラで構成されている。2台の2次元カメラ41a,41bから出力される2次元の剛体画像は、測定装置19に出力され、画像データメモリにそれぞれ記憶される。図4は、剛体用カメラが丸型トロリ線剛体電車線区間で撮影したトロリ線の画像の一例を示す図である。図4(A)は、剛体用カメラ41によって撮影された画像を示し、図4(B)はその画像からパターンマッチング法にて剛体部20b,20cとイヤー部20d,20eを抽出した画像の一例を示す。図4に示すように、丸型トロリ線剛体電車線区間では、剛体用カメラ41に剛体部とイヤー部が鮮明に撮影される。この実施の形態では、測定装置19は、図4(B)の画像に示すように剛体部20b,20cとイヤー部20d,20eを予め記憶しておいたパターンと比較することによって抽出する。剛体部20b,20cとイヤー部20d,20eとでは、横方向の幅及びその表示位置がそれぞれ異なるので容易に分別することができる。また、イヤー部20d,20eを示す四角形のほぼ中央付近に、トロリ線20が存在することを意味する。測定装置19は、このイヤー部20d,20eを示す四角形のほぼ中央付近をトロリ線20としてその偏位を検出する。   The rigid body camera 41 (two two-dimensional cameras 41a and 41b) is a digital camera provided with an A / D converter. The two-dimensional rigid images output from the two two-dimensional cameras 41a and 41b are output to the measuring device 19 and stored in the image data memory. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an image of a trolley line taken by a rigid body camera in a round trolley line rigid train line section. 4A shows an image taken by the rigid body camera 41, and FIG. 4B shows an example of an image obtained by extracting the rigid body portions 20b and 20c and the ear portions 20d and 20e from the image by the pattern matching method. Indicates. As shown in FIG. 4, in the round trolley line rigid train line section, the rigid body part and the ear part are clearly photographed by the rigid body camera 41. In this embodiment, the measuring device 19 extracts the rigid body portions 20b and 20c and the ear portions 20d and 20e by comparing them with a previously stored pattern as shown in the image of FIG. The rigid body portions 20b and 20c and the ear portions 20d and 20e can be easily separated because the width in the horizontal direction and the display position thereof are different. Further, it means that the trolley wire 20 exists in the vicinity of the center of the quadrangle indicating the ear portions 20d and 20e. The measuring device 19 detects the deviation of the trolley wire 20 around the approximate center of the quadrangle indicating the ear portions 20d and 20e.

図5は、図2に示す測定光学系を構成する投光ユニットの概略構成を示す図である。図5(A)は、投光ユニットの全体構成の斜視図を示し、図5(B)は、図5(A)の投光ユニットの横断面形状を示すと共に投光光の集光状態の様子を模式的に示す図である。投光ユニット2は、スリット状の投光光を照射する投光光学系を構築するものであり、直方体形状の筐体24と、この筐体24内に設けられた単色光源実装基板25と、筐体24の前面すなわち投光光出射側面に設けられた集光レンズ群26a〜26n,27a〜27nと、これらの集光レンズ群26a〜26n,27a〜27nを筐体24の前面部で保持するレンズホルダ群28a〜28n,29a〜29nとから構成されている。単色光源実装基板25は、レール横断方向(図5(A)の紙面の左右方向、図5(B)の紙面の奥行き方向))に沿って少なくとも上下方向に2列分配列された発光ダイオード群2a〜2nを片側表面部に実装している。これらの2列分配列の発光ダイオード群2a〜2nのそれぞれから出射する光をトロリ線摺動面20aに集光すると共に、隣接する2列分の発光ダイオード群2a〜2nから出射する光をトロリ線摺動面20aの所定位置(照射範囲A1)に集約するものであり、レンズホルダ群28a〜28n,29a〜29nによってそれぞれの対応する発光ダイオード群2a〜2nの直前に設けられている。   FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a light projecting unit constituting the measurement optical system shown in FIG. FIG. 5A shows a perspective view of the overall configuration of the light projecting unit, and FIG. 5B shows a cross-sectional shape of the light projecting unit of FIG. It is a figure which shows a mode typically. The light projecting unit 2 constructs a light projecting optical system that irradiates slit-shaped light, and includes a rectangular parallelepiped housing 24, a monochromatic light source mounting board 25 provided in the housing 24, The condensing lens groups 26 a to 26 n and 27 a to 27 n provided on the front surface of the housing 24, that is, the projection light emitting side surface, and the condensing lens groups 26 a to 26 n and 27 a to 27 n are held by the front surface portion of the housing 24. Lens holder groups 28a to 28n and 29a to 29n. The monochromatic light source mounting substrate 25 is a group of light emitting diodes arranged in at least two rows in the vertical direction along the rail crossing direction (left and right direction of the paper surface of FIG. 5A, depth direction of the paper surface of FIG. 5B). 2a to 2n are mounted on one surface portion. Light emitted from each of the light emitting diode groups 2a to 2n arranged in two rows is condensed on the trolley wire sliding surface 20a, and light emitted from the light emitting diode groups 2a to 2n for two adjacent rows is trolleyed. It is collected at a predetermined position (irradiation range A1) of the line sliding surface 20a, and is provided immediately before the corresponding light emitting diode groups 2a to 2n by lens holder groups 28a to 28n and 29a to 29n.

図5(B)に示すように、単色光源実装基板25上にレール横断方向(図5(B)の紙面の奥行き方向))に沿って2列分配列された単色光光源となる発光ダイオード群2a〜2nから照射され光は、その前面に設けられた集光レンズ群26a〜26n,27a〜27nによって照射範囲A1に集約される。上段列の発光ダイオード群2a〜2nに対応した集光レンズ群26a〜26nの光軸D1は、上段列の発光ダイオード群2a〜2nの光軸C1よりも下側にずれた位置にあり、上段列の発光ダイオード群2a〜2nから照射された光は、照射範囲A1をカバーするように集約される。一方、下段列の発光ダイオード群2a〜2nに対応した集光レンズ群27a〜27nの光軸D2は、下段列の発光ダイオード群2a〜2nの光軸C2よりも上側にずれた位置にあり、下段列の発光ダイオード群2a〜2nから照射された光は、照射範囲A1をカバーするように集約される。すなわち、上段列及び下段列の発光ダイオード群2a〜2nと集光レンズ群26a〜26n,27a〜27nとの配置関係は、それぞれの単色光源である上段列の発光ダイオード群2a〜2nによる照射範囲L3、及び下段列の発光ダイオード群2a〜2nによる照射範囲L4がそれぞれトロリ線摺動面20aにおける照射範囲A1に収まるように、それぞれの上段列及び下段列の発光ダイオード群2a〜2nの光軸C1,C2と集光レンズ群26a〜26n,27a〜27nの光軸D1,D2とは、互いに上下方向にずらして配置してある。また、図5(A)に示すように、上段列の発光ダイオード群2a〜2nの光軸間に下段列の発光ダイオード群2a〜2nの光軸が位置するようになっており、上段列及び下段列の発光ダイオード群2a〜2nはそれぞれ各光軸間の光を補うように構成されている。   As shown in FIG. 5 (B), a group of light emitting diodes serving as a monochromatic light source arranged on the monochromatic light source mounting board 25 in two rows along the rail crossing direction (the depth direction of the paper surface of FIG. 5 (B)). The light irradiated from 2a to 2n is collected in the irradiation range A1 by the condenser lens groups 26a to 26n and 27a to 27n provided on the front surface thereof. The optical axes D1 of the condenser lens groups 26a to 26n corresponding to the light emitting diode groups 2a to 2n in the upper row are at positions shifted downward from the optical axes C1 of the light emitting diode groups 2a to 2n in the upper row. The light emitted from the light emitting diode groups 2a to 2n in the column is collected so as to cover the irradiation range A1. On the other hand, the optical axes D2 of the condenser lens groups 27a to 27n corresponding to the light emitting diode groups 2a to 2n in the lower row are at positions shifted upward from the optical axes C2 of the light emitting diode groups 2a to 2n in the lower row, The light emitted from the light emitting diode groups 2a to 2n in the lower row is collected so as to cover the irradiation range A1. That is, the arrangement relationship between the upper and lower row light emitting diode groups 2a to 2n and the condenser lens groups 26a to 26n and 27a to 27n is the irradiation range of the upper row light emitting diode groups 2a to 2n that are the respective monochromatic light sources. L3 and the optical axes of the light emitting diode groups 2a to 2n in the upper row and the lower row so that the irradiation range L4 by the light emitting diode groups 2a to 2n in the lower row is within the irradiation range A1 on the trolley wire sliding surface 20a. C1 and C2 and the optical axes D1 and D2 of the condenser lens groups 26a to 26n and 27a to 27n are shifted from each other in the vertical direction. Further, as shown in FIG. 5A, the optical axes of the lower light emitting diode groups 2a to 2n are positioned between the optical axes of the upper light emitting diode groups 2a to 2n. The light emitting diode groups 2a to 2n in the lower row are each configured to supplement light between the optical axes.

図6は、本発明の一実施の形態に係るトロリ線測定装置10の別の実施例のトロリ線測定用投光装置を搭載する架線検測車を側面から見た図である。図7は、図6のトロリ線測定装置10の天板を外して内部構造を示す平面概要図である。図6及び図7において、図2及び図3と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。図8は、図6及び図7の発光ダイオード投光器の概略構成を示す図であり、図8(a)は全体構成を示す斜視図であり、図8(b)は発光ダイオード投光器の短手方向の配光イメージを示す側面図である。図6及び図7のトロリ線測定装置10が図2のものと異なる点は、面発光の単色光源である発光ダイオード群2a〜2nの光をコリメートレンズ65a〜65nとリニアフレネルレンズ60にてトロリ線検出位置61で集光点を持たせて測定するようにした点である。これ以外に、図6及び図7のトロリ線測定装置10が図2のものと異なる点は、投光ユニット2を発光ダイオード投光器50と投光角度調整ミラー51とで構成し、投光角度調整ミラー51を測定光学系制御部8で制御するようにした点、反射光L2に含まれる外光波長をカットする外光フィルタ55を結像レンズ3の手前に設け、反射光L2を測定しやすくした点である。投光角度調整ミラー51は、投光光L1がトロリ線20の高さに応じて変化する摺動面20aの高さに追従するように、その入射角度が測定光学系制御部8にて制御されるようになっている。   FIG. 6 is a side view of an overhead wire inspection vehicle equipped with a trolley wire measurement light projecting device of another example of the trolley wire measurement device 10 according to one embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic plan view showing the internal structure of the trolley wire measuring apparatus 10 of FIG. 6 with the top plate removed. 6 and 7, the same components as those in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the light-emitting diode projector of FIGS. 6 and 7, FIG. 8A is a perspective view showing the overall configuration, and FIG. 8B is a short direction of the light-emitting diode projector. It is a side view which shows the light distribution image. The trolley wire measuring device 10 of FIGS. 6 and 7 is different from that of FIG. 2 in that light from the light emitting diode groups 2a to 2n, which are surface emitting monochromatic light sources, is trolleyed by collimating lenses 65a to 65n and a linear Fresnel lens 60. This is a point that is measured with a condensing point at the line detection position 61. In addition to this, the trolley wire measuring device 10 in FIGS. 6 and 7 is different from that in FIG. The mirror 51 is controlled by the measurement optical system controller 8, and an external light filter 55 that cuts off the external light wavelength included in the reflected light L2 is provided in front of the imaging lens 3 so that the reflected light L2 can be easily measured. This is the point. The incident angle of the projection angle adjusting mirror 51 is controlled by the measurement optical system control unit 8 so that the projection light L1 follows the height of the sliding surface 20a that changes according to the height of the trolley line 20. It has come to be.

発光ダイオード投光器50は、スリット状の投光光を照射する投光光学系を構築するものであり、単色光源(赤外LED)である発光ダイオード群2a〜2nを片側表面部に実装した実装基板69と、発光ダイオード群2a〜2nの発熱を逃がすためのヒートシンク63と、集光のための発光ダイオード群2a〜2nをそれぞれ覆うように実装基板69に設けられたコリメートレンズ65a〜65nと、リニアフレネルレンズ60とから構成されている。コリメートレンズ65a〜65nの拡がり角度は約10度とし、リニアフレネルレンズ60の焦点距離(f値)は約270[mm]とする。これによって、図8(b)に示すように、実装基板69上の単色光源である発光ダイオード群2a〜2nから出射した面発光光は、コリメートレンズ65a〜65nにて平行光束に変換され、さらにリニアフレネルレンズ60によって、トロリ線摺動面20a付近(距離約1700[mm]付近)に集光ウエストを持つ光線束(投光光)L1となる。これによって、単色光源である発光ダイオードを用いて、昼間の太陽光の光強度より強い反射光をトロリ線摺動面から発生させることができる。   The light-emitting diode projector 50 constructs a light-projecting optical system that irradiates slit-shaped light, and is a mounting substrate in which light-emitting diode groups 2a to 2n that are monochromatic light sources (infrared LEDs) are mounted on one surface portion. 69, a heat sink 63 for releasing heat generated by the light emitting diode groups 2a to 2n, collimating lenses 65a to 65n provided on the mounting board 69 so as to cover the light emitting diode groups 2a to 2n for condensing, and linear And a Fresnel lens 60. The divergence angle of the collimating lenses 65a to 65n is about 10 degrees, and the focal length (f value) of the linear Fresnel lens 60 is about 270 [mm]. As a result, as shown in FIG. 8B, the surface emitting light emitted from the light emitting diode groups 2a to 2n, which are monochromatic light sources on the mounting substrate 69, is converted into a parallel light beam by the collimating lenses 65a to 65n. The linear Fresnel lens 60 provides a light bundle (projected light) L1 having a condensing waist near the trolley wire sliding surface 20a (distance of about 1700 [mm]). Accordingly, it is possible to generate reflected light stronger than daytime sunlight intensity from the trolley wire sliding surface using a light emitting diode which is a monochromatic light source.

この実施の形態によれば、投光ユニット2又は発光ダイオード投光器50を小型でかつ光量を増加することができるという効果がある。特に、発光ダイオード群2a〜2nとして赤外領域の単色光を使用すれば、太陽光の強度との差が大きくなり、強いレーザ光を発生する光源を設ける必要がなくなる。しかも、トロリ線の偏位範囲に亙ってトロリ線に単色光を照射する場合にはレール横断方向にその光源を複数個配列するだけで済み、単色光光源の光軸方向にレンズを複数使用することが無いため、ポリゴンミラー等による回転走査光学系が不要となり、投光系を小型化できる。その結果、トロリ線摩耗量検出光学系を車両の屋根上にも搭載することが可能になる。投光光が昼間の太陽光の光強度より強い反射光をトロリ線摺動面に発生させるものである。また、車両の動揺等によって発生する傾きが、トロリ線摺動面とトロリ線測定光学系の配置関係に傾きによる影響にも対応することができる。   According to this embodiment, there is an effect that the light projecting unit 2 or the light emitting diode projector 50 can be reduced in size and the amount of light can be increased. In particular, if infrared light monochromatic light is used as the light emitting diode groups 2a to 2n, the difference from the intensity of sunlight increases, and there is no need to provide a light source that generates strong laser light. Moreover, when irradiating monochromatic light to the trolley wire over the range of deflection of the trolley wire, it is only necessary to arrange multiple light sources in the rail transverse direction, and use multiple lenses in the optical axis direction of the monochromatic light source. Therefore, there is no need for a rotary scanning optical system such as a polygon mirror, and the projection system can be downsized. As a result, the trolley wire wear amount detection optical system can be mounted on the roof of the vehicle. Reflected light whose projected light is stronger than the light intensity of sunlight during the daytime is generated on the trolley wire sliding surface. In addition, the inclination generated by the vehicle shake or the like can cope with the influence of the inclination on the arrangement relationship between the trolley line sliding surface and the trolley line measurement optical system.

なお、図2及び図3の実施の形態では、単色光源である発光ダイオードを上下2列分配置する場合について説明したが、1列又は3列以上の複数列配置するようにしてもよい。また、図6及び図7の実施の形態では、単色光源である発光ダイオードを1列分配置する場合について説明したが、2列以上の複数列配置するようにしてもよい。これによって、照射光の光量を上げることが可能になる。さらに、上述の実施の形態では、ラインセンサカメラ9を3台のラインセンサカメラ9a,9b,9cで構成し、剛体用カメラ41を2台の2次元カメラ41a,41bで構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、これ以外の台数のカメラで構成してもよい。図示した単色光源である発光ダイオードの数は一例であり、単色光源と照射範囲との距離などに応じてその個数等は適宜変更してもよい。   In the embodiment of FIGS. 2 and 3, the case where the light emitting diodes that are monochromatic light sources are arranged in two upper and lower rows has been described. However, one row or a plurality of rows of three or more rows may be arranged. In the embodiment of FIGS. 6 and 7, the case where light emitting diodes that are monochromatic light sources are arranged for one row has been described, but a plurality of rows of two or more rows may be arranged. This makes it possible to increase the amount of irradiation light. Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the line sensor camera 9 is configured by the three line sensor cameras 9a, 9b, and 9c and the rigid body camera 41 is configured by the two two-dimensional cameras 41a and 41b has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be configured by a number of cameras other than this. The number of light-emitting diodes that are monochromatic light sources shown in the figure is an example, and the number of the light-emitting diodes may be appropriately changed according to the distance between the monochromatic light source and the irradiation range.

図9は、演算装置及び測定装置が実行するトロリ線の摺動面幅データ算出処理の一例を示す図である。以下、各ステップについて説明する。
ステップS91では、演算装置18及び測定装置19は、現在走行中の区間が剛体区間であるか否かの判定を行い、剛体(丸型トロリ線剛体電車線)区間(yes)の場合はステップS92に進み、剛体区間でない(no)の場合はステップS96に進む。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the sliding surface width data calculation process of the trolley wire executed by the arithmetic device and the measurement device. Hereinafter, each step will be described.
In step S91, the calculation device 18 and the measurement device 19 determine whether or not the currently traveling section is a rigid section, and in the case of a rigid body (round trolley line rigid train line) section (yes), step S92. If it is not a rigid body section (no), the process proceeds to step S96.

ステップS92では、演算装置18は、剛体用カメラ41(2台の2次元カメラ41a,41b)からの画像を取得する。
ステップS93では、演算装置18は画像データメモリに記憶されている2次元の剛体画像に対してパターンマッチング判定処理にて剛体部20b,20cとイヤー部20d,20eを抽出する。
ステップS94では、抽出された剛体部20b,20cとイヤー部20d,20eの偏位を抽出する。
ステップS95では、演算装置18は、このイヤー部20d,20eの偏位を追随する剛体偏位追随処理を行う。すなわち、イヤー部20d,20eを示す四角形のほぼ中央付近にトロリ線20が存在することが分かっているので、剛体偏位追随処理を行うことによって、今回検出されたイヤー部20d,20eと前回検出されたイヤー部20d,20eとの間の偏位を比較し、前回のイヤー部20d,20eの偏位に最も近いものを剛体偏位データとする。測定装置19は、イヤー部20d,20eを示す四角形のほぼ中央付近をトロリ線20の偏位データとして利用する。
In step S92, the arithmetic unit 18 acquires images from the rigid body camera 41 (two two-dimensional cameras 41a and 41b).
In step S93, the arithmetic unit 18 extracts the rigid body portions 20b and 20c and the ear portions 20d and 20e by pattern matching determination processing on the two-dimensional rigid body image stored in the image data memory.
In step S94, deviations of the extracted rigid body portions 20b and 20c and ear portions 20d and 20e are extracted.
In step S95, the arithmetic unit 18 performs a rigid body displacement tracking process for tracking the displacement of the ear portions 20d and 20e. That is, since it is known that the trolley wire 20 exists in the vicinity of the center of the quadrangle indicating the ear portions 20d and 20e, the detected ear portions 20d and 20e detected this time and the previous detection are performed by performing rigid body displacement tracking processing. The deviations between the ear parts 20d and 20e are compared, and the one closest to the deviation of the previous ear parts 20d and 20e is used as rigid body deviation data. The measuring device 19 uses the vicinity of the center of the quadrangle indicating the ear portions 20 d and 20 e as the displacement data of the trolley wire 20.

ステップS96では、演算装置18はトロリ線偏位追随処理を実行する。図10は、演算装置が実行するトロリ線偏位追随処理の概要を示す図である。図10(A)に示すよう、演算装置18は、受光ユニットのCCDラインセンサカメラ9から出力されるCCD映像波形信号(検出信号)を二値化判定レベル(信号を二値化するための閾値)に基づいて二値化する。即ち、検出信号の中で二値化判定レベル以上の信号は“1”とし、二値化判定レベルより下の信号は“0”とする。二値化された検出信号は複数のパルス波形として、演算装置18内のエッジ検出メモリ(図示せず)に送出され、そこに一時的に記憶される。演算装置18は、エッジ検出メモリに記憶されている二値化検出信号(パルス波形群)に基づいて、リアルタイムにそのパルス波形の立ち下がりエッジ部分と次のパルス波形の立ち上がりエッジ部分を検出し、エッジ部分の距離及びトロリ線直径に基づいて、トロリ線摺動面20aを判別する。すなわち、トロリ線摺動面20aの摺面幅は下記の式(1)によって算出される。
摺面幅データ=(二値化判定END)−(二値化判定START)…(1)
ここで、このトロリ線の偏位は、この摺面幅の真ん中の画素位置をパンタグラフのトロリ線位置に換算したものとする。
In step S96, the arithmetic unit 18 executes a trolley line deviation tracking process. FIG. 10 is a diagram showing an outline of the trolley line deviation tracking process executed by the arithmetic device. As shown in FIG. 10A, the arithmetic unit 18 converts the CCD video waveform signal (detection signal) output from the CCD line sensor camera 9 of the light receiving unit into a binarization determination level (a threshold for binarizing the signal). ) Based on binarization. That is, in the detection signal, a signal equal to or higher than the binarization determination level is set to “1”, and a signal lower than the binarization determination level is set to “0”. The binarized detection signals are sent as a plurality of pulse waveforms to an edge detection memory (not shown) in the arithmetic unit 18 and temporarily stored therein. Based on the binarization detection signal (pulse waveform group) stored in the edge detection memory, the arithmetic unit 18 detects the falling edge portion of the pulse waveform and the rising edge portion of the next pulse waveform in real time, The trolley wire sliding surface 20a is determined based on the distance of the edge portion and the trolley wire diameter. That is, the sliding surface width of the trolley wire sliding surface 20a is calculated by the following equation (1).
Sliding surface width data = (binarization determination END) − (binarization determination START) (1)
Here, it is assumed that the displacement of the trolley line is obtained by converting the pixel position in the middle of the sliding surface width into the trolley line position of the pantograph.

図10(B)は、演算装置18が実行するトロリ線偏位追随処理の概要をパンタグラフの舟体の位置に対応付けて示す図である。図10(B)中において、黒く塗りつぶした丸(黒丸、●)は追随中の偏位データ(本線)を、塗りつぶしていない丸(白丸、○)は疑似データを、デルタ(Δ、δ)は入力された偏位データをそれぞれ示す。図10(B)において、状態C1から状態C7には、パンタグラフの船体を表示して、黒丸、白丸及びデルタがパンタグラフの船体の位置に対して、どの位置にあるかを視覚的に表示している。 FIG. 10B is a diagram showing an outline of the trolley line deviation tracking process executed by the arithmetic device 18 in association with the position of the hull of the pantograph. In FIG. 10 (B), the black circles (black circles, ●) are the displacement data (main line) that are being followed, the unfilled circles (white circles, ○) are the pseudo data, and the deltas (Δ, δ) are Each input deviation data is shown. In FIG. 10 (B), from state C1 to state C7, the hull of the pantograph is displayed, and the black circle, the white circle and the delta are visually displayed with respect to the position of the pantograph hull. Yes.

状態C1において、追随中の偏位データはパンタグラフの船体のほぼ中央に存在する。黒丸の両側に示した矢印は、サーチするときの幅(サーチ幅)である。サーチ幅は、本線を中心として左右に等しい幅に設定される。サーチ幅の最大幅を縦棒で表示する。この縦棒の間で挟まれた領域をサーチ範囲とする。本線は、このサーチ範囲で測定される。なお、以降の図においては、矢印を省略してこの縦棒のみを表示する。このサーチ幅は、本線の測定結果により広げたり狭めたりされ、これによって本線の測定範囲を変化させる。デルタΔは、第1の入力された偏位データであり、パンタグラフの船体の中央よりも右側、かつ、サーチ範囲の右側よりも外側に存在する。 In the state C1, the displacement data that is being tracked is present at approximately the center of the pantograph hull. The arrows shown on both sides of the black circle are the width when searching (search width). The search width is set to a width equal to the left and right with the main line as the center. The maximum search width is displayed as a vertical bar. A region sandwiched between the vertical bars is set as a search range. The main line is measured in this search range. In the following drawings, only the vertical bar is displayed with the arrow omitted. This search width is widened or narrowed according to the measurement result of the main line, thereby changing the measurement range of the main line. Delta Δ is the first input displacement data and exists on the right side of the center of the hull of the pantograph and on the outside of the right side of the search range.

状態C2において、追随中の偏位データはパンタグラフの船体のほぼ中央に存在する。サーチ幅は、追随中の偏位データの位置から左右に等しい状態C1と同じ幅であり、サーチ範囲も同じである。第1の入力された偏位データΔは追随中の偏位データの左側に、第2の入力された偏位データδは、追随中の偏位データの右側にある。第1の入力された偏位データΔと第2の入力された偏位データδは、共にサーチ範囲内に存在している。このとき、第1の入力された偏位データΔと第2の入力された偏位データδとが、追随中の偏位データに対してどちらに近いかを判断する。ここでは、第1の入力された偏位データΔが、第2の入力された偏位データδよりも本線に近いと仮定する。 In the state C2, the displacement data that is being tracked exists at the approximate center of the hull of the pantograph. The search width is the same width as the state C1 that is equal to the left and right from the position of the displacement data being followed, and the search range is also the same. The first inputted deviation data Δ is on the left side of the deviation data being followed, and the second inputted deviation data δ is on the right side of the deviation data being followed. Both the first input displacement data Δ and the second input displacement data δ are within the search range. At this time, it is determined which of the first inputted deviation data Δ and the second inputted deviation data δ is closer to the following deviation data. Here, it is assumed that the first input displacement data Δ is closer to the main line than the second input displacement data δ.

状態C3は、状態C2で第1の入力された偏位データΔが、追随中の偏位データとして測定される場合を示す。このときのサーチ範囲は、状態C1と同じサーチ範囲である。第1の入力された偏位データΔは、サーチ範囲よりも左側の外側に存在する。一方、第2の入力された偏位データδは、追随中の偏位データの左側にあって、サーチ範囲の内側に存在する。したがって、第2の入力された偏位データδが次の測定の追随中の偏位データとなる。 The state C3 indicates a case where the first input displacement data Δ in the state C2 is measured as the displacement data being followed. The search range at this time is the same search range as in the state C1. The first input deviation data Δ exists outside the search range on the left side. On the other hand, the second input deviation data δ is on the left side of the deviation data being followed and exists inside the search range. Accordingly, the second input deviation data δ becomes the deviation data being followed in the next measurement.

状態C4は、状態C3における第2の入力された偏位データδが追随中の偏位データとなった場合を示す。第1の入力された偏位データΔは、サーチ範囲よりも左側の外側に存在する。また、第2の入力された偏位データδも存在しないことから、サーチ範囲内に入力された偏位データは全く存在しないことになる。 The state C4 shows a case where the second input displacement data δ in the state C3 becomes the displacement data being followed. The first input deviation data Δ exists outside the search range on the left side. Further, since there is no second input displacement data δ, there is no displacement data input within the search range.

状態C5は、状態C4においてサーチ範囲内に入力された偏位データは全く存在しないので、状態C4の追随中の偏位データを疑似データとするときの場合を示す。何らかの追随中の偏位データが存在しないため、前回測定したときの追随中の偏位データを、今回の追随中の偏位データとして測定する。そのため、状態C5の追随中の偏位データは、疑似データとなる。疑似データとして測定するとき、サーチ幅は追随中の偏位データのときのサーチ幅よりも広くする。これは、入力された偏位データがサーチ範囲内に入るようにするためである。入力された偏位データを次の測定の追随中の偏位データとするので、入力された偏位データがサーチ範囲内に入らない状態が続くと、測定精度が低下してしまうおそれがある。サーチ範囲を広げることで、これを防ぐことができる。第1の入力された偏位データΔは、サーチ範囲を広げたことで、疑似データの左側のサーチ範囲内に存在する。 The state C5 indicates a case in which the deviation data input in the search range in the state C4 does not exist at all, and the deviation data being followed in the state C4 is set as pseudo data. Since there is no displacement data being tracked, the displacement data being tracked at the time of the previous measurement is measured as the displacement data being tracked this time. For this reason, the deviation data being followed in the state C5 is pseudo data. When measuring as pseudo data, the search width is made wider than the search width for displacement data being followed. This is to make the input deviation data fall within the search range. Since the input deviation data is used as the deviation data being followed in the next measurement, if the inputted deviation data does not fall within the search range, the measurement accuracy may be lowered. This can be prevented by expanding the search range. The first input deviation data Δ exists in the search range on the left side of the pseudo data by expanding the search range.

状態C6は、状態C5において第1の入力された偏位データΔがサーチ範囲内に存在するので、第1の入力された偏位データΔを追随中の偏位データとして測定する場合を示したものである。状態C5において偏位データがサーチ範囲内に存在したことから、広範囲のサーチ範囲を使用する必要がない。そのため、サーチ幅を状態C1と同じ幅にして、サーチ範囲を狭めて測定する。この測定では、第1の入力された偏位データΔは、追随中の偏位データの右側でサーチ範囲内に存在する。もし、状態C5において、第1の入力された偏位データΔがまだ存在しないときは、疑似データはそのままで使用する。また、サーチ幅は状態C5よりももっと広いサーチ幅に変更する。入力された偏位データがサーチ範囲内に入るように、さらにサーチ幅を広げる。 The state C6 shows the case where the first input displacement data Δ is measured as the displacement data being followed because the first input displacement data Δ exists in the search range in the state C5. Is. Since the deviation data exists in the search range in the state C5, it is not necessary to use a wide search range. Therefore, the search width is made the same as that in the state C1, and the search range is narrowed for measurement. In this measurement, the first input deviation data Δ exists in the search range on the right side of the deviation data being followed. If the first input displacement data Δ does not yet exist in the state C5, the pseudo data is used as it is. Also, the search width is changed to a wider search width than in the state C5. The search width is further expanded so that the input deviation data falls within the search range.

状態C7は、状態C6における第1の入力された偏位データを追随中の偏位データとする場合を示す。サーチ幅は状態C1と同じ幅にして、同じサーチ範囲を測定する。第1の入力された偏位データΔが追随中の偏位データの右側でサーチ範囲内に存在する。
また、上述の算出式(1)が適用可能なのは、現在走行中の区間が剛体区間でなく、CCD映像波形信号(検出信号)にノイズなどが混入していない場合である。通常はトロリ線の黒化箇所等の影響で摩耗波形が乱れ摺面幅データが分割されて入力されてくることが多い。また、剛体区間では、剛体部やイヤー部からのノイズが多いため、トロリ線自体の受光信号を検出することが困難となる場合が多い。従って、この実施の形態では、ノイズ除去処理を行っている。
The state C7 shows a case where the first input displacement data in the state C6 is the displacement data being followed. The search width is the same as that in the state C1, and the same search range is measured. The first input deviation data Δ exists in the search range on the right side of the deviation data being followed.
The above calculation formula (1) can be applied when the currently traveling section is not a rigid section and no noise or the like is mixed in the CCD video waveform signal (detection signal). Usually, the wear waveform is disturbed due to the influence of the blackened portion of the trolley wire and the sliding surface width data is often divided and input. Further, in the rigid body section, there are many noises from the rigid body part and the ear part, so that it is often difficult to detect the light reception signal of the trolley wire itself. Therefore, in this embodiment, noise removal processing is performed.

ステップS97では、演算装置18はCCD映像波形信号(検出信号)に含まれるノイズ除去処理を行う。まず、トロリ線の黒化箇所等の影響で摩耗波形が乱れ摺面幅データが分割された場合に、演算装置18が行うノイズ除去処理について説明する。図10(A)に示すように、トロリ線20の摺動面20bから反射した光は、受光ユニットのCCDラインセンサカメラ9によってCCD映像波形信号(検出信号)に変換され、演算装置18に出力される。図10(A)のCCD映像波形信号において、縦軸は明るさ(受光レベル)を示し、横軸はCCDラインセンサが配列されるライン方向(レール(トロリ線)の横断方向)を示す。図10(A)のCCD映像波形信号に示すようなトロリ線20の検出信号は、二値化処理によって図に示すような3個の二値化された信号(分割されたパルス波形群)として認識される。 In step S97, the arithmetic unit 18 performs noise removal processing included in the CCD video waveform signal (detection signal). First, the noise removal process performed by the arithmetic unit 18 when the wear waveform is disturbed due to the influence of the blackened portion of the trolley line and the sliding surface width data is divided will be described. As shown in FIG. 10A, the light reflected from the sliding surface 20 b of the trolley wire 20 is converted into a CCD video waveform signal (detection signal) by the CCD line sensor camera 9 of the light receiving unit and output to the arithmetic unit 18. Is done. In the CCD video waveform signal of FIG. 10A, the vertical axis indicates the brightness (light reception level), and the horizontal axis indicates the line direction (cross direction of the rail (trolley line)) in which the CCD line sensors are arranged. The detection signal of the trolley line 20 as shown in the CCD video waveform signal in FIG. 10A is converted into three binarized signals (divided pulse waveform groups) as shown in the figure by binarization processing. Be recognized.

演算装置18は、この二値化信号に基づいて、それぞれのパルス波形の立ち上がりエッジ部分と立ち下がりエッジ部分を、二値化判定1START、二値化判定1END、二値化判定2START、二値化判定2END、二値化判定3START、二値化判定3ENDとして検出する。演算装置18は、最初の二値化判定1STARTから立ち下がりエッジ部分(二値化判定1END、二値化判定2END、二値化判定3END)までの距離を測定し、その距離がトロリ線直径内に存在する場合は、それらの立ち下がりエッジ部分の信号は同一トロリ線における検出信号とみなす。従って、図10(A)のCCD映像波形信号の場合、トロリ線摺動面幅データは次の式(1)のようにして求められる。
摺動面幅データ=(二値化判定3END−二値化判定1START)<トロリ線直径…(1)
Based on this binarization signal, the arithmetic unit 18 converts the rising edge portion and the falling edge portion of each pulse waveform into binarization determination 1 START, binarization determination 1END, binarization determination 2START, binarization. Detection is performed as determination 2END, binarization determination 3START, and binarization determination 3END. The arithmetic unit 18 measures the distance from the first binarization determination 1START to the falling edge portion (binarization determination 1END, binarization determination 2END, binarization determination 3END), and the distance is within the trolley line diameter. , The signals of those falling edge portions are regarded as detection signals on the same trolley line. Therefore, in the case of the CCD video waveform signal of FIG. 10A, the trolley line sliding surface width data is obtained as in the following equation (1).
Sliding surface width data = (binarization determination 3END−binarization determination 1START) <trolley wire diameter (1)

次に、剛体部やイヤー部からのノイズがCCD映像波形信号(検出信号)に含まれる場合に演算装置18が行うノイズ除去処理について説明する。図11は、演算装置18が剛体部やイヤー部からのノイズを除去する場合の処理の一例を示す図である。二値化信号のエッジとトロリ線の直径に基づいて摺動面幅を算出することができるのは、図10(A)に示すCCD映像波形信号ように、剛体部やイヤー部などからの反射光がノイズ信号として検出信号に混入していない場合である。しかしながら、剛体区間では、剛体部やイヤー部からのノイズが検出信号に含まれている。例えば、図11の二値化信号に示すようにトロリ線を示すデータの前後近傍にノイズ(剛体部やイヤー部などからの反射光)を示す二値化信号B0,B4,B5,B9がデータとして混入している。そのため、図11に示すような二値化信号を上述の式(1),(2)に基づいてトロリ線摺動面幅データを得たとしても、それは図11に示すような誤検出摺動面幅データとなり、本来検出されるべき摺動面幅データのような正確なトロリ線直径を検出することはできない。 Next, the noise removal process performed by the arithmetic unit 18 when noise from the rigid body part or the ear part is included in the CCD video waveform signal (detection signal) will be described. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of processing in the case where the arithmetic device 18 removes noise from the rigid body portion and the ear portion. The sliding surface width can be calculated on the basis of the edge of the binarized signal and the diameter of the trolley wire. The CCD image waveform signal shown in FIG. This is a case where light is not mixed in the detection signal as a noise signal. However, in the rigid section, noise from the rigid body part and the ear part is included in the detection signal. For example, as shown in the binarized signal of FIG. 11, binarized signals B0, B4, B5, and B9 indicating noise (reflected light from a rigid body portion, an ear portion, etc.) in the vicinity of the data indicating the trolley line are data. It is mixed as. Therefore, even if the binarized signal as shown in FIG. 11 is obtained from the trolley wire sliding surface width data based on the above formulas (1) and (2), it is the false detection sliding as shown in FIG. It becomes surface width data, and an accurate trolley wire diameter such as sliding surface width data that should be detected cannot be detected.

そこで、ステップS97のノイズ除去処理では、剛体部やイヤー部からのノイズ対策として二値化信号の立ち下がりエッジ部分から次の立ち上がりエッジ部分までの距離、すなわちエッジ間の離が2.0[mm]以上離れている場合には、別のトロリ線又はノイズ信号と認識することによって、ノイズによる誤検出を低減させている。なお、この2.0[mm]という値は一例であり、検出状態に応じて適宜変更することが可能である。 Therefore, in the noise removal processing in step S97, the distance from the falling edge portion of the binarized signal to the next rising edge portion, that is, the separation between the edges is 2.0 [mm] as a noise countermeasure from the rigid body portion and the ear portion. In the case where the distance is more than the above, erroneous detection due to noise is reduced by recognizing it as another trolley line or a noise signal. Note that the value of 2.0 [mm] is merely an example, and can be appropriately changed according to the detection state.

図11の誤検出摺動面幅データにおいて、二値化信号B0の立ち下がりエッジ部分から二値化信号B2の立ち下がりエッジ部分までの距離はトロリ線直径以内であるが、二値化信号B0の立ち下がりエッジ部分から二値化信号B1の立ち上がりエッジ部分までの距離ES01は、2.0[mm]以上あるので、別のトロリ線と判定される。同様にして、二値化信号B3の立ち下がりエッジ部分から二値化信号B4の立ち上がりエッジ部分までの距離ES34、二値化信号B5の立ち下がりエッジ部分から二値化信号B6の立ち上がりエッジ部分までの距離ES56、二値化信号B8の立ち下がりエッジ部分から二値化信号B9の立ち上がりエッジ部分までの距離ES89は全て2.0[mm]以上であるので別のトロリ線と判定される。ここで、前回トロリ線偏位位置に最も近い信号D1,D2をトロリ線と判定し、図11に示すような本来検出されるべき摺動面幅データが検出され、正確なトロリ線直径を検出することが可能となる。 In the erroneously detected sliding surface width data of FIG. 11, the distance from the falling edge portion of the binarized signal B0 to the falling edge portion of the binarized signal B2 is within the trolley line diameter, but the binarized signal B0. Since the distance ES01 from the falling edge portion of the binary signal B1 to the rising edge portion of the binarized signal B1 is 2.0 [mm] or more, it is determined as another trolley line. Similarly, the distance ES34 from the falling edge portion of the binarized signal B3 to the rising edge portion of the binarized signal B4, and from the falling edge portion of the binarized signal B5 to the rising edge portion of the binarized signal B6 Since the distance ES89 from the falling edge portion of the binarized signal B8 to the rising edge portion of the binarized signal B9 is all 2.0 mm or more, it is determined as another trolley line. Here, the signals D1 and D2 that are closest to the previous trolley wire deflection position are determined as trolley wires, and sliding surface width data that should be detected as shown in FIG. 11 is detected, and an accurate trolley wire diameter is detected. It becomes possible to do.

図12は、上述したステップS96のトロリ線偏位追随処理及びステップS97のノイズ除去処理の詳細の一例を示す図である。以下、各ステップについて説明する。
ステップS121では、演算装置18がエッジ検出メモリに記憶されているn個のパルスデータに基づいて、それぞれのパルスデータの立ち上がりエッジ部分と立ち下がりエッジ部分の位置を検出する。
図13は、図12のステップS121のエッジ検出処理の一例を示す図である。
ステップS131では、エッジ検出メモリに記憶されているパルスデータを順次読み込む。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the details of the trolley line deviation tracking process in step S96 and the noise removal process in step S97. Hereinafter, each step will be described.
In step S121, the arithmetic unit 18 detects the positions of the rising edge portion and the falling edge portion of each pulse data based on the n pieces of pulse data stored in the edge detection memory.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the edge detection process in step S121 of FIG.
In step S131, the pulse data stored in the edge detection memory is sequentially read.

ステップS132では、読み込まれたパルスデータは立ち上がりエッジ部分か否かを判定し、yesの場合は次のステップS133に進み、noの場合はステップS134にジャンプする。
ステップS133では、パルスデータの立ち上がりエッジ部分の位置をスタートエッジとして検出する。
ステップS134では、読み込まれたパルスデータは立ち下がりエッジ部分か否かを判定し、yesの場合は次のステップS135に進み、noの場合はステップS136にジャンプする。
ステップS135では、パルスデータの立ち下がりエッジ部分の位置をエンドエッジとして検出する。
In step S132, it is determined whether or not the read pulse data is a rising edge portion. If yes, the process proceeds to the next step S133, and if no, the process jumps to step S134.
In step S133, the position of the rising edge portion of the pulse data is detected as the start edge.
In step S134, it is determined whether or not the read pulse data is a falling edge portion. If yes, the process proceeds to the next step S135, and if no, the process jumps to step S136.
In step S135, the position of the falling edge portion of the pulse data is detected as an end edge.

ステップS136では、エッジ検出メモリに格納されている全てのパルスデータ(n個)を読み込んだか否かを判定し、yesの場合は次のステップS137に進み、noの場合はステップS131にリターンする。
ステップS137では、エッジ検出メモリに格納されている全てのパルスデータのエッジ検出が終了したので、それを各パルスデータ毎に格納して、図12のステップS122に進む。上述の処理によって、図11のようなノイズ信号B0,B4,B5,B9を含む二値化信号が抽出される。
In step S136, it is determined whether or not all pulse data (n) stored in the edge detection memory has been read. If yes, the process proceeds to the next step S137, and if no, the process returns to step S131.
In step S137, since the edge detection of all the pulse data stored in the edge detection memory is completed, it is stored for each pulse data, and the process proceeds to step S122 in FIG. By the above processing, a binarized signal including noise signals B0, B4, B5, and B9 as shown in FIG. 11 is extracted.

ステップS122では、各パルスデータのスタートエッジ及びエンドエッジを上述の式(1)に代入して摺動面幅データを算出する。
ステップS123では、エッジ検出メモリに格納されている全てのパルスデータ(n個)に対して摺動面幅データを算出したか否かを判定し、yesの場合は次のステップS124に進み、noの場合はステップS122にリターンし、全てのパルスデータ(n個)に対して摺動面幅データの算出処理を行う。図11に示すようにトロリ線を示すデータの近傍にノイズ(剛体部やイヤー部などからの反射光)を示す二値化信号B0,B4,B5,B9がデータとして混入しているので、これらのノイズ信号を除去する必要がある。
In step S122, the sliding edge width data is calculated by substituting the start edge and end edge of each pulse data into the above-described equation (1).
In step S123, it is determined whether or not sliding surface width data has been calculated for all (n) pulse data stored in the edge detection memory. If yes, the process proceeds to the next step S124, and no. In this case, the process returns to step S122, and sliding surface width data calculation processing is performed on all the pulse data (n pieces). As shown in FIG. 11, binary signals B0, B4, B5, and B9 indicating noise (reflected light from a rigid body portion, an ear portion, etc.) are mixed as data in the vicinity of data indicating a trolley line. It is necessary to remove the noise signal.

ステップS124では、パルスデータのエンドエッジから次のパルスデータのスタートエッジまでの距離(パルス間距離)が所定値X[mm]以上であるか否かの判定を行い、noの場合はステップS125に進み、yesの場合はステップS126に進み、なお、この実施の形態では、X=2[mm]とする。
ステップS125では、前のステップS124でパルスデータのパルス間距離が所定値X[mm]よりも小さいと判定されたので、両パルスデータを合成したものを新たな摺動面幅データとして登録し、次の判定処理に使用する。
In step S124, it is determined whether or not the distance from the end edge of the pulse data to the start edge of the next pulse data (inter-pulse distance) is a predetermined value X [mm] or more. If no, the process proceeds to step S125. If YES, the process proceeds to step S126. In this embodiment, X = 2 [mm].
In step S125, since it was determined in the previous step S124 that the inter-pulse distance of the pulse data is smaller than the predetermined value X [mm], a combination of both pulse data is registered as new sliding surface width data, Used for the next judgment process.

ステップS126では、パルスデータの摺動面幅データがトロリ線データとして認識可能な値(新線直径)Y[mm]以下であるか否かの判定を行い、yesの場合はステップS127に進み、noの場合はステップS129に進む。なお、この実施の形態では、Y=15.49[mm]とする。
ステップS127では、前回の摺動面幅データの偏位に最も近い偏位データであるか否かを判定する。最も近い偏位データである場合(yesの場合)はステップS128に進み、最も近い偏位データでない場合(noの場合)はステップS129に進む。
ステップS128では、ステップS124でパルスデータのパルス間距離が所定値X[mm]以上であると判定され、ステップS126で摺動面幅データが所定値Y[mm]以下であると判定され、ステップS127で前回偏位データに最も近い偏位データであると判定されたので、そのパルスデータをトロリ線データとして登録する。
In step S126, it is determined whether or not the sliding surface width data of the pulse data is equal to or smaller than a value (new line diameter) Y [mm] that can be recognized as trolley line data. If yes, the process proceeds to step S127. If no, the process proceeds to step S129. In this embodiment, Y = 15.49 [mm].
In step S127, it is determined whether or not the deviation data is closest to the deviation of the previous sliding surface width data. When it is the nearest deviation data (in the case of yes), the process proceeds to step S128, and when it is not the nearest deviation data (in the case of no), the process proceeds to step S129.
In step S128, it is determined in step S124 that the inter-pulse distance of the pulse data is equal to or greater than the predetermined value X [mm], and in step S126, it is determined that the sliding surface width data is equal to or smaller than the predetermined value Y [mm]. Since it is determined in S127 that the deviation data is closest to the previous deviation data, the pulse data is registered as trolley line data.

ステップS129では、ステップS124でパルスデータのパルス間距離が所定値X[mm]以上であると判定されたが、ステップS126で摺動面幅データが所定値Y[mm]より大きいと判定され、または、ステップS127で前回偏位データに最も近い偏位データでないと判定されたので、そのパルスデータをノイズデータとして登録する。
ステップS130では、全てのパルスデータ(n個)に対してステップS124〜ステップS129の処理を行ったか否かを判定し、noの場合はステップS124にリターンし、全てのパルスデータ(n個)をトロリ線データ又はノイズデータとして登録する処理を繰り返し、yesの場合は摺動面幅データ算出処理を終了する。上述の処理によって、図11のような本来検出されるべき摺動面幅データの中からノイズ信号B0,B4,B5,B9を含む摺動面幅データは除去され、トロリ線の直径を示す摺動面幅データのみが抽出される。
In step S129, it was determined in step S124 that the inter-pulse distance of the pulse data is equal to or greater than the predetermined value X [mm], but in step S126, it is determined that the sliding surface width data is greater than the predetermined value Y [mm]. Alternatively, since it is determined in step S127 that the deviation data is not closest to the previous deviation data, the pulse data is registered as noise data.
In step S130, it is determined whether or not the processing in steps S124 to S129 has been performed on all the pulse data (n pieces). If no, the process returns to step S124, and all the pulse data (n pieces) are stored. The process of registering as trolley line data or noise data is repeated, and if yes, the sliding surface width data calculation process is terminated. By the above-described processing, the sliding surface width data including the noise signals B0, B4, B5, and B9 is removed from the sliding surface width data that should be detected as shown in FIG. Only moving surface width data is extracted.

ステップS98では、測定装置19は、上述のトロリ線偏位追随処理及びノイズ除去処理、並びに剛体区間の場合はステップS95の剛体偏位追随処理によって検出されたトロリ線の偏位及び剛体の偏位に基づいて、トロリ線20の摺動面幅データを算出し、それをここでも前回検出された摺動面幅データの偏位と比較して、前回の摺動面幅データの偏位に最も近いものを偏位データ、すなわちトロリ線摺動面幅データとする。   In step S98, the measuring device 19 detects the trolley wire displacement and the rigid body displacement detected by the above-described trolley wire displacement tracking processing and noise removal processing, and, in the case of the rigid section, the rigid body displacement tracking processing in step S95. Based on the above, the sliding surface width data of the trolley wire 20 is calculated, and this is also compared with the deviation of the sliding surface width data detected last time. The near data is the displacement data, that is, the trolley wire sliding surface width data.

上述の実施の形態によれば、投光ユニットより投光光をトロリ線の摺動面へ照射し、トロリ線からの反射光を受光ユニットで受光したときに、剛体部やイヤー部からのノイズの影響無くトロリ線摩耗偏位を検測できる。また、丸型トロリ線剛体電車線区間においては、その剛体部及びイヤー部の撮影画像に基づいてその偏位を測定しているので、剛体部及びイヤー部の影響による誤検出が少なくなり、剛体トロリ線の検測の信頼性を向上することができる。
なお、図9の摺動面幅データ算出処理では、剛体区間か否かを判定して処理を分岐する場合について説明したが、この判定を省略し、全ての区間でステップS92〜S95の処理を実行するようにしてもよい。また、剛体区間でノイズが発生することが分かっているので、ステップS98のノイズ除去処理をステップS95の処理の直後に移動して剛体区間だけノイズ除去処理を行うようにしてもよい。
According to the above-described embodiment, when light projected from the light projecting unit is irradiated onto the sliding surface of the trolley wire and the reflected light from the trolley wire is received by the light receiving unit, noise from the rigid body part or the ear part is generated. It is possible to measure the trolley wire wear deviation without the influence of. In addition, in the round trolley line rigid train line section, since the displacement is measured based on the images of the rigid body part and the ear part, there is less false detection due to the influence of the rigid body part and the ear part. The reliability of trolley wire inspection can be improved.
In the sliding surface width data calculation process of FIG. 9, the case where it is determined whether or not the section is a rigid section and the process branches is described. However, this determination is omitted, and the processes of steps S92 to S95 are performed in all sections. You may make it perform. Further, since it is known that noise is generated in the rigid body section, the noise removal process in step S98 may be moved immediately after the process in step S95 to perform the noise removal process only in the rigid body section.

10…トロリ線測定装置、
10a…屋根フレーム、
10b…ガラス窓、
12…回転ミラー、
12a…回転軸
13a…反射ミラー、
14…ミラー移動機構、
15…回転テーブル、
16…A/D変換回路、
17…波形データメモリ、
18…演算装置、
19…測定装置、
2…投光ユニット、
20…トロリ線、
20a…トロリ線摺動面、
20b,20c…剛体部、
20d,20e…イヤー部、
21…レール、
22…架線検測車、
24…筐体
25…単色光源実装基板
26a〜26n,27a〜27n…集光レンズ群
28a〜28n,29a〜29n…レンズホルダ群
2a〜2n…発光ダイオード群、
2P…スリット整形用集光レンズ
3…結像レンズ、
3a…集束レンズ、
4…受光ユニット、
41…剛体用カメラ、
41a,41b…2次元カメラ、
5…パルス駆動回路、
50…発光ダイオード投光器、
51…投光角度調整ミラー、
55…外光フィルタ、
6…受光信号処理部、
60…リニアフレネルレンズ、
61…トロリ線検出位置、
63…ヒートシンク、
65a〜65n…コリメートレンズ
69…実装基板、
7…トロリ線高さ検出機構、
7a…ローラ式接触子、
7b…回動アーム、
7c…角度検出器、
8…測定光学系制御部、
8a…制御データ用テーブル、
9…CCDラインセンサカメラ、
9,9a,9b,9c…ラインセンサカメラ
10 ... Trolley wire measuring device,
10a ... roof frame,
10b ... Glass window,
12 ... Rotating mirror,
12a ... rotating shaft 13a ... reflecting mirror,
14 ... Mirror moving mechanism,
15 ... rotating table,
16 ... A / D conversion circuit,
17 ... Waveform data memory,
18 ... arithmetic device,
19: Measuring device,
2 ... Floodlight unit,
20 ... Trolley wire
20a ... Trolley wire sliding surface,
20b, 20c ... rigid body part,
20d, 20e ... ear part,
21 ... Rail,
22 ... Overhead inspection vehicle,
24 ... Housing 25 ... Monochromatic light source mounting boards 26a-26n, 27a-27n ... Condensing lens groups 28a-28n, 29a-29n ... Lens holder groups 2a-2n ... Light-emitting diode groups,
2P ... Slit shaping condenser lens 3 ... Imaging lens,
3a: focusing lens,
4. Light receiving unit,
41 ... Rigid camera,
41a, 41b ... two-dimensional camera,
5 ... Pulse drive circuit,
50. Light emitting diode projector,
51 ... Projection angle adjustment mirror,
55. Ambient light filter,
6 ... Received light signal processing unit,
60 ... Linear Fresnel lens,
61 ... trolley wire detection position,
63 ... heat sink,
65a-65n ... collimating lens 69 ... mounting substrate,
7 ... Trolley wire height detection mechanism,
7a: Roller contact,
7b ... rotating arm,
7c: angle detector,
8: Measurement optical system controller,
8a ... control data table,
9 ... CCD line sensor camera,
9, 9a, 9b, 9c ... line sensor camera

Claims (10)

トロリ線に向けて光を投光し、その反射光を受光することによって前記トロリ線の外形を測定するトロリ線測定方法において、
剛体電車線区間で前記トロリ線及びその近傍の電車線設備の画像を撮影し、撮影画像に基づいて前記電車線設備の偏位を測定し、その測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させることを特徴とするトロリ線測定方法。
In the trolley wire measurement method for measuring the outer shape of the trolley wire by projecting light toward the trolley wire and receiving the reflected light,
Take an image of the trolley line and the nearby train line equipment in the rigid train line section, measure the deviation of the train line equipment based on the photographed image, and reflect the measurement result to the measurement of the outer shape of the trolley line A trolley wire measurement method characterized in that
請求項1に記載のトロリ線測定方法において、前記反射光の受光信号を所定の閾値で二値化した二値化信号を生成し、前記二値化信号を構成するパルス波形の隣接するもののエンドエッジとスタートエッジとの間のパルス間距離が所定値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅に基づいて摺動面幅データ又はノイズデータとし、前記パルス間距離が前記所定値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形と前記スタートエッジを含むパルス波形を合成して新たなパルス波形とし、前記新たなパルス波形に隣接するパルス波形との間で同様の処理を行うことによって前記二値化信号を前記ノイズデータと前記摺動面幅データに分類し、前記摺動面幅データに分類された前記二値化信号に基づいて前記トロリ線の外形を求めることを特徴とするトロリ線測定方法。   2. The trolley wire measurement method according to claim 1, wherein a binarized signal obtained by binarizing the light reception signal of the reflected light with a predetermined threshold is generated, and an end of an adjacent one of a pulse waveform constituting the binarized signal is generated. When the inter-pulse distance between the edge and the start edge is a predetermined value or more, sliding surface width data or noise data is obtained based on the width of the pulse waveform including the end edge, and the inter-pulse distance is more than the predetermined value. Is smaller, the pulse waveform including the end edge and the pulse waveform including the start edge are combined to form a new pulse waveform, and the same processing is performed between the pulse waveform adjacent to the new pulse waveform. The binarized signal is classified into the noise data and the sliding surface width data, and the outside of the trolley wire is classified based on the binarized signal classified into the sliding surface width data. Trolley wire measuring method characterized by determining the. 請求項2に記載のトロリ線測定方法において、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記摺動面幅データとし、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記ノイズデータとすることを特徴とするトロリ線測定方法。   In the trolley line measurement method according to claim 2, when the width of the pulse waveform including the end edge is greater than or equal to a value recognizable as a trolley line, the pulse waveform including the end edge is used as the sliding surface width data, The trolley line measurement method characterized by using the pulse waveform including the end edge as the noise data when the width of the pulse waveform including the end edge is smaller than a value recognizable as a trolley line. 請求項2又は3に記載のトロリ線測定方法において、今回検出された摺動面幅データと前回検出された摺動面幅データとの偏位を比較し、前回の摺動面幅データの偏位に最も近いものをトロリ線の外形とすることを特徴とするトロリ線測定方法。   The trolley wire measurement method according to claim 2 or 3, wherein the deviation of the sliding surface width data detected this time and the sliding surface width data detected last time are compared, and the deviation of the previous sliding surface width data is compared. A method for measuring a trolley wire, characterized in that the outer shape of the trolley wire is the one closest to the position. 請求項1から4までのいずれか1に記載のトロリ線測定方法において、前記電車線設備として、前記撮影画像に基づいてパターンマッチング法にて、前記トロリ線取り付け用の剛体部及びイヤー部の偏位を測定し、その測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させることを特徴とするトロリ線測定方法。   5. The trolley wire measurement method according to claim 1, wherein, as the train line equipment, the trolley wire mounting rigid body portion and the ear portion are biased by a pattern matching method based on the captured image. A trolley wire measuring method, wherein the position is measured and the measurement result is reflected in the measurement of the outer shape of the trolley wire. トロリ線に向けて光を投光する投光手段と、
前記投光手段が前記トロリ線に向けて投光した光の反射光を受光し、その受光に対応した信号を出力する受光手段と、
剛体電車線区間で前記トロリ線及びその近傍の電車線設備の画像を撮影する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮影された画像に基づいて前記電車線設備の偏位を測定する第1の測定手段と、
前記受光手段からの信号に基づいて前記トロリ線の外形を測定するものであって、前記剛体電車線区間では前記第1の測定手段の測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させる第2の測定手段と
を備えたことを特徴とするトロリ線測定装置。
A light projecting means for projecting light toward the trolley wire;
A light receiving means for receiving the reflected light of the light projected toward the trolley line by the light projecting means, and outputting a signal corresponding to the received light;
An imaging means for capturing an image of the trolley line and a nearby train line facility in a rigid train line section;
First measuring means for measuring deviation of the train line equipment based on an image taken by the imaging means;
A second measuring unit configured to measure an outer shape of the trolley line based on a signal from the light receiving unit, and to reflect a measurement result of the first measuring unit in the measurement of the outer shape of the trolley line in the rigid train line section; A trolley wire measuring device comprising:
請求項6に記載のトロリ線測定装置において、前記第1の測定手段が前記受光手段からの信号を所定の閾値で二値化し、その二値化信号を出力する二値化手段と、前記二値化手段から出力される前記二値化信号を構成するパルス波形の隣接するもののエンドエッジとスタートエッジとの間のパルス間距離が所定値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅に基づいて摺動面幅データ又はノイズデータとし、前記パルス間距離が前記所定値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形と前記スタートエッジを含むパルス波形を合成して新たなパルス波形とし、前記新たなパルス波形に隣接するパルス波形との間で同様の処理を行うことによって前記二値化信号を前記ノイズデータと前記摺動面幅データに分類し、前記摺動面幅データに分類された前記二値化信号に基づいて前記トロリ線の外形を求める演算手段とを備えたことを特徴とするトロリ線測定装置。   7. The trolley wire measuring apparatus according to claim 6, wherein the first measuring unit binarizes a signal from the light receiving unit with a predetermined threshold value, and outputs the binarized signal. The width of the pulse waveform including the end edge when the pulse-to-pulse distance between the end edge and the start edge of adjacent ones of the pulse waveform constituting the binarized signal output from the binarizing means is equal to or greater than a predetermined value If the distance between pulses is smaller than the predetermined value, the pulse waveform including the end edge and the pulse waveform including the start edge are combined to form a new pulse waveform. By classifying the binarized signal into the noise data and the sliding surface width data by performing the same processing between the pulse waveform adjacent to the new pulse waveform, Trolley wire measuring device characterized by comprising a calculating means for obtaining a profile of the contact wire based on the classified the binarized signal to the sliding surface width data. 請求項7に記載のトロリ線測定装置において、前記演算手段が前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値以上ある場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記摺動面幅データとし、前記エンドエッジを含むパルス波形の幅がトロリ線として認識可能な値よりも小さい場合は、前記エンドエッジを含むパルス波形を前記ノイズデータとすることを特徴とするトロリ線測定装置。   8. The trolley wire measurement apparatus according to claim 7, wherein when the width of a pulse waveform including the end edge is greater than or equal to a value that can be recognized as a trolley line, the arithmetic means displays the pulse waveform including the end edge as the sliding surface. An apparatus for measuring a trolley line, characterized in that if the width of the pulse waveform including the end edge is smaller than a value recognizable as a trolley line, the pulse waveform including the end edge is used as the noise data. 請求項7又は8に記載のトロリ線測定装置において、前記演算手段が今回検出された摺動面幅データと前回検出された摺動面幅データとの偏位を比較し、前回の摺動面幅データの偏位に最も近いものをトロリ線の外形とすることを特徴とするトロリ線測定装置。   The trolley wire measuring device according to claim 7 or 8, wherein the arithmetic means compares the deviation between the sliding surface width data detected this time and the sliding surface width data detected last time, and the previous sliding surface. A trolley wire measuring device characterized in that the trolley wire outer shape is the one closest to the deviation of the width data. 請求項6から9までのいずれか1に記載のトロリ線測定装置において、前記第1の測定手段が前記電車線設備として、前記撮影画像に基づいてパターンマッチング法にて、前記トロリ線取り付け用の剛体部及びイヤー部の偏位を測定し、前記第2の測定手段が前記第1の測定手段の測定結果を前記トロリ線の外形の測定に反映させることを特徴とするトロリ線測定装置。   The trolley wire measuring device according to any one of claims 6 to 9, wherein the first measuring means is the train line equipment for attaching the trolley wire by a pattern matching method based on the photographed image. An apparatus for measuring a trolley wire, wherein the displacement of a rigid body portion and an ear portion is measured, and the second measurement means reflects the measurement result of the first measurement means in the measurement of the outer shape of the trolley wire.
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