JP2012225846A - 線路周辺設備空間情報取得システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軌陸車本体2に架台3を設け、車上子・エンコーダ用台車20aを接続する。架台3に下方スキャン用レーザ11Aと上方スキャン用レーザ11BをV字状に固定し、左の角部に、左カメラ・照明部Lを固定し、かつ右の角部に右カメラ・照明部Rを固定し、コントローラ部30が、その内部タイマの時刻をレーザスキャナ11A,11Bに設定して、これらのレーザスキャナ11A,11Bからのレーザエンコーダデータを50Hzで収集し、両方のカメラ13L,13Rからの赤外線画像データを30Hzで取得し、200Hzの周期で、エンコーダ22からのエンコーダパルス、ATS検出信号を取得して内部タイマの時刻をそれぞれに付加してメモリに記憶する。
【選択図】図2
Description
前記レーザスキャナ部は、
レーザヘッドを所定のスキャン周期で回転させながら所定のピッチ角度で単一のレーザ光を発射し、このレーザ光に基づく反射強度と反射物までのレーザ距離とをレーザデータとして前記ピッチ角度毎に順次、出力するレーザ部と、
前記エンコーダパルスを入力し、この累積値を設定された第1の間隔(50Hz)で第1の累積カウント値として出力するレーザ付属情報出力部と、
前記レーザ光が前記鉄道線路に対して所定傾斜角度で発射されるように前記レーザ部を保持して前記移動体の荷台上に固定されたレーザ部支持部材と、
を備え、
前記コントローラ部は、
前レーザ付属情報出力手段に、前記レーザヘッドのスキャン周期(50Hz)として前記レーザ部に設定し、該スキャン周期を前記第1の間隔(50Hz)とし、該間隔毎に最終ピッチの前記レーザデータに前記第1の累積カウント値を付加させる制御情報を前記レーザ付属情報出力部に設定する手段と、
前記レーザデータが入力する毎に、このレーザデータを第1の記憶手段に順次記憶する手段と、
を備えたことを要旨とする。
前記コントローラ部は、カウンタボードを備え、
前記カウンタボードは、前記エンコーダからのエンコーダパルスを計数し、この累積値を第2の累積カウント値として第2の間隔(200Hz)で出力するカウント手段を備え、
さらに、前記コントローラ部は、
コントローラ部用の内部タイマを備え、
前記レーザ付属情報出力部のレーザ用の内部タイマに対して、現在時刻を設定する手段と、
前記カウンタボードに対して、前記スキャン周期以上の周期(200Hz)を前記第2の間隔として設定する手段と、
前記カウンタボードからの前記第2の間隔で前記第2の累積カウント値が出力される毎に、前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を該第2の累積カウント値に付加して第2の記憶手段に順次、記憶する手段と、
を備えたことを要旨とする。
前記コントローラ部は、前記撮影装置からの前記画像データに前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を付加して第3の記憶手段に記憶する手段を備えたことを要旨とする。
前記右用カメラ・照明部及び左用カメラ・照明部を有し、
前記右用カメラ・照明部は、
前記荷台の右部に、カメラの光軸中心が右線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した右赤外線画像又は右可視光線画像を出力する右用赤外線カメラと、
前記右用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記右線路のやや外側を向くように固定された右用赤外線照明器と、
を備え、
前記左用カメラ・照明部は、
前記荷台の左部に、カメラの光軸中心が左線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した左赤外線画像又は左可視光線画像を出力する左用赤外線カメラと、
前記左用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記左線路のやや外側を向くように固定された左用赤外線照明器と、
を備えていることを要旨とする。
また、レーザヘッドの1周期における撮影対象物までのレーザ距離とその反射強度とを含むレーザデータを順次記憶しているので、その撮影対象物を構成する画素を反射強度に対応した色で表現することが可能となる。
線路周辺設備空間情報取得装置10aと、車上子・エンコーダ用台車20a等で構成されている。
{197mm(車輪の直径)×π}÷100=6.1889375mm
であり、
1パルスあたりの距離は約6mm程度である(距離信号若しくはエンコーダパルスともいう)。
図9は本実施の形態のレーザスキャナ部LSの斜視図である。図9に示すように、レーザスキャナ部LSは、レーザ部11を構成する下方スキャン用レーザ11Aと、上方スキャン用レーザ11Bとが、レーザ部支持部材12によって支持されている。
以下に動作を説明する。
何らかの理由で、パルスのカウントや下方スキャン用レーザ11Aのタイマに障害があった場合に、全く他にセンサ間のデータを関連づける手がかりがないことになる。このため、レーザスキャナ用PC47の現在時刻Stiも同時に記録するのが好ましい。
3 架台
8 エンコーダ付き車輪部
TR 鉄道線路
10 線路周辺設備空間情報取得システム
10a 線路周辺設備空間情報取得装置
LS レーザスキャナ部
11(11A,11B) レーザ部
11A 第1のレーザスキャナ11A(下方スキャン用レーザ)
11B 第2のレーザスキャナ11B(上方スキャン用レーザ)
12 レーザ部支持部材
L 左カメラ・照明部
13L 左用赤外線カメラ
14L 左用赤外線照明器
15L 左用照明器支持部材
R 右カメラ・照明部
13R 右用赤外線カメラ
14R 右用赤外線照明器
15R 右用照明器支持部材
20 車上子部
20a 車上子・エンコーダ用台車
21 車上子
22 エンコーダ
65 ATS検出器
100 ATS(地上子)
Claims (13)
- 鉄道線路を移動する移動体に、レーザスキャナ部と、車軸の回転数に応じたエンコーダパルスを出力するエンコーダと、コントローラ部とを備えて、前記鉄道線路の周辺の空間情報を取得する線路周辺設備空間情報取得システムであって、
前記レーザスキャナ部は、
レーザヘッドを所定のスキャン周期で回転させながら所定のピッチ角度で単一のレーザ光を発射し、このレーザ光に基づく反射強度と反射物までのレーザ距離とをレーザデータとして前記ピッチ角度毎に順次、出力するレーザ部と、
前記エンコーダパルスを入力し、この累積値を設定された第1の間隔で第1の累積カウント値として出力するレーザ付属情報出力部と、
前記レーザ光が前記鉄道線路に対して所定傾斜角度で発射されるように前記レーザ部を保持して前記移動体の荷台上に固定されたレーザ部支持部材と、
を備え、
前記コントローラ部は、
前レーザ付属情報出力手段に、前記レーザヘッドのスキャン周期として前記レーザ部に設定し、該スキャン周期を前記第1の間隔とし、該間隔毎に最終ピッチの前記レーザデータに前記第1の累積カウント値を付加させる制御情報を前記レーザ付属情報出力部に設定する手段と、
前記レーザデータが入力する毎に、このレーザデータを第1の記憶手段に順次記憶する手段と、
を備えたことを特徴とする線路周辺設備空間情報取得システム。 - 前記レーザ付属情報出力部は、レーザ用の内部タイマを備え、
前記コントローラ部は、カウンタボードを備え、
前記カウンタボードは、前記エンコーダからのエンコーダパルスを計数し、この累積値を第2の累積カウント値として第2の間隔で出力するカウント手段を備え、
さらに、前記コントローラ部は、
コントローラ部用の内部タイマを備え、
前記レーザ付属情報出力部のレーザ用の内部タイマに対して、現在時刻を設定する手段と、
前記カウンタボードに対して、前記スキャン周期以上の周期を前記第2の間隔として設定する手段と、
前記カウンタボードからの前記第2の間隔で前記第2の累積カウント値が出力される毎に、前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を該第2の累積カウント値に付加して第2の記憶手段に順次、記憶する手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1記載の線路周辺設備空間情報取得システム。 - 前記荷台上に、前記鉄道線路の周辺の沿線設備を含んで撮影した画像データを前記スキャン周期以下の周期で出力する撮影装置を備え、
前記コントローラ部は、前記撮影装置からの前記画像データに前記コントローラ部用の内部タイマの現在時刻を付加して第3の記憶手段に記憶する手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の線路周辺設備空間情報取得システム。 - 前記レーザスキャナ部のレーザ付属情報出力部は、
前記エンコーダパルスの第1の累積カウント値が一定値になる毎に、この累積カウント値をリセットするものであり、
前記コントローラ部は、
前記レーザ付属情報出力部から前記スキャン周期毎の前記第1の累積カウント値が入力する毎に、前記コントローラ用の内部タイマの現在時刻を付加する手段を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。 - 前記レーザ部は、下方スキャン用レーザと、上方スキャン用レーザとからなり、
前記レーザ付属情報出力部は、前記下方スキャン用レーザと前記上方スキャン用レーザとに対応して各々設けられ、
前記レーザ部支持部材は、
前記下方スキャン用レーザの照射面が水平軸に対してマイナス角度となる傾斜角度(マイナス45度)で前記鉄道線路に向くように、かつ前記上方スキャン用レーザの照射面が水平軸に対してプラス角度となる傾斜角度で前記鉄道線路に向くように、両方をV字状に挟んで前記荷台上に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。 - 前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザのスキャン範囲は、0°〜270°の範囲であることを特徴とする請求項5記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
- 前記荷台上の前記撮像装置は、
前記右用カメラ・照明部及び左用カメラ・照明部を有し、
前記右用カメラ・照明部は、
前記荷台の右部に、カメラの光軸中心が右線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した右赤外線画像又は右可視光線画像を出力する右用赤外線カメラと、
前記右用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記右線路のやや外側を向くように固定された右用赤外線照明器と、
を備え、
前記左用カメラ・照明部は、
前記荷台の左部に、カメラの光軸中心が左線路に対して内側となる姿勢角で固定されて前記スキャン周期以下の周期で撮影した左赤外線画像又は左可視光線画像を出力する左用赤外線カメラと、
前記左用赤外線カメラの上に、光軸中心が前記左線路のやや外側を向くように固定された左用赤外線照明器と、
を備えていることを特徴とする請求項3に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。 - 前記右用カメラ・照明部は、
前記右用赤外線カメラを、その光軸中心を前記右線路に対して約30°内側で下方に約5°の姿勢で固定して、前記右用赤外線照射器を、この上に光軸中心を前記右線路の外側に約15°、水平軸に対して上方に約15°で固定し、
前記左用カメラ・照明部は、
前記左用赤外線カメラを、その光軸中心を前記左線路に対して約30°内側で下方に約5°の姿勢で固定し、この上に左用赤外線照射器を、この上に光軸中心を前記左線路の外側に約15°、水平軸に対して上方に約15°で固定していることを特徴とする請求項7に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。 - 前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザは、前記レーザ付属情報出力部を備え、
前記コントローラ部は、
前記レーザスキャナ用の第1のコントローラ部と、前記右用赤外線カメラ用及び左用赤外線カメラ用の第2のコントローラ部とからなり、それぞれのコントローラ部に前記コントローラ部用の内部タイマを備えて、いずれかの内部タイマの現在値を設定する手段を備え、
さらに、
前記第1のコントローラ部は、
前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザに前記コントローラ部用の第1の内部タイマの現在時刻を設定する手段と、
前記下方スキャン用レーザ及び上方スキャン用レーザに対して、前記レーザヘッドのスキャン範囲及び前記スキャン周期を設定する手段と、
前記下方スキャン用レーザからのレーザデータ、上方スキャン用レーザからのレーザデータが入力する毎に、これらのレーザデータを下方用と上方用とに区別して前記第1の記憶手段に順次記憶する手段と、を備え、
前記第2のコントローラ部は、
前記右用赤外線カメラからの右用赤外線画像データ、前記左用赤外線カメラからの左用赤外線画像データに内部タイマの現在時刻を付加して、これらを区別して前記第2の記憶手段に記憶する手段と、
を有することを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。 - 前記鉄道線路内に設置したATSを検出するためのATS検出部を備え、
前記カウンタボードは、
前記ATS検出部からのATS信号を入力し、前記第2の間隔(200Hz)で前記コントローラ部にATS検出の有無を示す出力信号を出力する手段を備え、
前記コントローラ部は、
前記カウンタボードからの前記ATS検出の有無を前記第2の間隔で読み込んで、これを前記第2の累積カウント値に付加して記憶する手段を有することを特徴とする請求項2乃至9のいずれか1項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。 - 前記ATS検出部は、車上子を備え、
前記エンコーダ及び前記車上子は、前記鉄道線路を走行可能な牽引車に搭載され、この牽引車は前記移動体に連結されていることを特徴とする請求項10に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。 - 前記レーザ部とレーザ付属情報出力部とは一体化されて前記レーザスキャナ部に設けられていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
- 前記レーザスキャナ部と前記撮像装置は、前記荷台上に設けられた平板又はフレーム上の支持部材によって水平に固定されていることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の線路周辺設備空間情報取得システム。
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