JP2018144781A - トロリ線の摺動面幅検出装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ラインセンサで撮影したトロリ線の摺動面の画像信号から第1のラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成部と、
前記第1のラインセンサ画像上の前記トロリ線の中心位置を検出するトロリ線中心位置検出部と、
前記第1のラインセンサ画像上の前記トロリ線を、前記中心位置を基準とする複数の局所領域に区切ると共に、各々の前記局所領域に対して2値化処理を行うことにより、前記摺動面を識別する第1の2値化ラインセンサ画像を作成する局所2値化処理部と、
前記第1の2値化ラインセンサ画像から前記摺動面のエッジを検出することで、第1のエッジデータを取得する第1のエッジ検出部と、
前記ラインセンサから前記トロリ線までの高さのデータであるトロリ線高さデータと前記第1のエッジデータとに基づいて、前記トロリ線の摺動面幅の計算を行うトロリ線摺動面幅計算部と
を有する
ことを特徴とする。
上記第1の発明に記載のトロリ線の摺動面幅検出装置において、
前記第1のラインセンサ画像の画像全体を明るくして、第2のラインセンサ画像を作成する明るさ調整部と、
前記第2のラインセンサ画像に対して2値化処理を行うことにより、前記トロリ線を識別する第2の2値化ラインセンサ画像を作成する2値化処理部と、
前記第2の2値化ラインセンサ画像から前記トロリ線のエッジを検出することで、第2のエッジデータを取得する第2のエッジ検出部と、
を有し、
前記トロリ線中心位置検出部は、前記第2のエッジデータに基づいて、両端の前記エッジの中心の位置を前記中心位置として検出する
ことを特徴とする。
上記第1又は第2の発明に記載のトロリ線の摺動面幅検出装置において、
前記局所領域の前記トロリ線の径方向における幅は、前記トロリ線の直径と同じ幅であり、前記中心位置を中心とする
ことを特徴とする。
上記第1から第3のいずれか1つの発明に記載のトロリ線の摺動面幅検出装置において、
前記局所領域の前記トロリ線の長さ方向における幅は、前記ラインセンサの前記画像信号の1つ分である
ことを特徴とする。
ラインセンサで撮影したトロリ線の摺動面の画像信号から第1のラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成工程と、
前記第1のラインセンサ画像上の前記トロリ線の中心位置を検出するトロリ線中心位置検出工程と、
前記第1のラインセンサ画像上の前記トロリ線を、前記中心位置を基準とする複数の局所領域に区切ると共に、各々の前記局所領域に対して2値化処理を行うことにより、前記摺動面を識別する第1の2値化ラインセンサ画像を作成する局所2値化処理工程と、
前記第1の2値化ラインセンサ画像から前記摺動面のエッジを検出することで、第1のエッジデータを取得する第1のエッジ検出工程と、
前記ラインセンサから前記トロリ線までの高さのデータであるトロリ線高さデータと前記第1のエッジデータとに基づいて、前記トロリ線の摺動面幅の計算を行うトロリ線摺動面幅計算工程と
を有する
ことを特徴とする。
上記第5の発明に記載のトロリ線の摺動面幅検出方法において、
前記第1のラインセンサ画像の画像全体を明るくして、第2のラインセンサ画像を作成する明るさ調整工程と、
前記第2のラインセンサ画像に対して2値化処理を行うことにより、前記トロリ線を識別する第2の2値化ラインセンサ画像を作成する2値化処理工程と、
前記第2の2値化ラインセンサ画像から前記トロリ線のエッジを検出することで、第2のエッジデータを取得する第2のエッジ検出工程と、
を有し、
前記トロリ線中心位置検出工程は、前記第2のエッジデータに基づいて、両端の前記エッジの中心の位置を前記中心位置として検出する
ことを特徴とする。
上記第5又は第6の発明に記載のトロリ線の摺動面幅検出方法において、
前記局所領域の前記トロリ線の径方向における幅は、前記トロリ線の直径と同じ幅であり、前記中心位置を中心とする
ことを特徴とする。
上記第5から第7のいずれか1つの発明に記載のトロリ線の摺動面幅検出方法において、
前記局所領域の前記トロリ線の長さ方向における幅は、前記ラインセンサの前記画像信号の1つ分である
ことを特徴とする。
本実施例のトロリ線の摺動面幅検出装置の構成を説明する。ここで、図1は、本実施例のトロリ線の摺動面幅検出装置を示す模式図である。また、図2は、図1に示したトロリ線の摺動面幅検出装置を説明するブロック図である。
照明13から光が照射されたトロリ線16をラインセンサ11で撮影し、ラインセンサ11で撮影して得られた画像信号D1をラインセンサ画像作成部201に送る。1つの画像信号D1が1つのラインとなる。そして、ラインセンサ画像作成部201において、画像信号D1を時系列に並べて平面のラインセンサ画像D2(第1のラインセンサ画像)を作成し、メモリ202に保存する。メモリ202に保存したラインセンサ画像D2は伝送線路203を介してメモリ204に保存する。このようにして、ラインセンサ画像D2を取得する。ここでは、ラインセンサ画像D2として、図8に示すように、トロリ線16の摺動面が局所的に暗く写るような画像が取得された場合を考える。
明るさ調整部211において、メモリ204に保存したラインセンサ画像D2をガンマ補正などの明るさ調整処理により画像全体を明るくし、それにより得られた明るさ調整後ラインセンサ画像D3(第2のラインセンサ画像)をメモリ204に保存する。ここでは、明るさ調整後ラインセンサ画像D3として、図10に示すように、トロリ線全体を明るくしたような画像が得られる。
2値化処理部212において、メモリ204に保存した明るさ調整後ラインセンサ画像D3に2値化処理を施し、それにより得られた2値化ラインセンサ画像D4(第2の2値化ラインセンサ画像)をメモリ204に保存する。ここでは、2値化ラインセンサ画像D4として、図11に示すような画像が得られる。このときに得られる2値化ラインセンサ画像D4では、図11に示すように、摺動面だけでなく、非摺動面まで検出して、トロリ線16を識別することになるが、後述するステップS6(トロリ線中心位置検出部215)において、トロリ線16の中心位置を求めるためだけに使用するため、実際の摺動面より太く検出されていても問題はない。
ノイズ除去処理部213において、メモリ204に保存した2値化ラインセンサ画像D4にノイズ除去処理を施し、それにより得られたノイズ除去処理済みの2値化ラインセンサ画像D5をメモリ204に保存する。ノイズ除去処理では、膨張処理及び収縮処理を行うことでノイズを除去している。これは、2値化処理後の2値化ラインセンサ画像D4には、トロリ線16の摺動面の傷や背景部分の状態により、細かな点々状のノイズが含まれる場合があるためである。なお、状況によっては、ノイズが極めて少ない場合、又は、無い場合もあり、その場合には、このノイズ除去処理を省略しても良い。
エッジ検出部214において、メモリ204に保存したノイズ除去処理済みの2値化ラインセンサ画像D5にエッジ検出処理を施し、それにより得られたエッジデータD6(第1のエッジデータ)をメモリ204に保存する。エッジ検出処理では、ラインセンサ11の1つのラインに対して走査方向に検査して、アップエッジ(黒から白へ変化する点)とダウンエッジ(白から黒へ変化する点)を検出しており、ここでは、例えば、図11を参照して説明すると、白で表されているトロリ線16の両側のエッジを検出して、エッジデータD6を取得している。
トロリ線中心位置検出部215において、メモリ204に保存したエッジデータD6に中心位置検出処理を施して、ラインセンサ11の各ラインで両端のエッジの中心の位置を求め、それにより得られた中心の位置をトロリ線中心位置D7としてメモリ204に保存する。このとき、図11に示すように、ラインセンサ11の全ラインで摺動面が検出された画像を使用しているため、全ラインでトロリ線16の中心位置を求めることができる。一方、図9のような画像だと、中央で欠損しているため、全ラインでトロリ線16の中心位置を求めることができない。
局所2値化処理部216において、メモリ204に保存してある当初のラインセンサ画像D2に対して、メモリ204に保存したトロリ線中心位置D7を基準とする複数の局所領域に区切り、局所領域ごとに局所2値化処理を行い、それにより得られた2値化ラインセンサ画像D8(第1の2値化ラインセンサ画像)をメモリ204に保存する。局所領域としては、例えば、横幅(トロリ線16の径方向の幅)をトロリ線16の直径と同じ幅又はこれより少し大きい幅、縦幅(トロリ線16の長さ方向の幅)をラインセンサ11の任意のライン数とする。横幅をトロリ線16の直径と同じ幅とする場合には、トロリ線中心位置D7を中心とし、この中心から両方の横幅方向にトロリ線16の半径と同じ幅を設定すれば良い。例えば、図4中に示す破線で囲まれた領域が、このように設定された局所領域である。この局所2値化処理により、2値化ラインセンサ画像D8として、図5に示すような画像が得られ、トロリ線16の摺動面が白、背景部分が黒で表されて、摺動面を識別しており、検出対象の摺動面のみが検出できている。
再び、ノイズ除去処理部213において、メモリ204に保存した2値化ラインセンサ画像D8にノイズ除去処理を施し、それにより得られたノイズ除去処理済みの2値化ラインセンサ画像D9をメモリ204に保存する。なお、ここでも、状況によっては、ノイズが極めて少ない場合、又は、無い場合もあり、その場合には、このノイズ除去処理を省略しても良い。
再び、エッジ検出部214において、メモリ204に保存したノイズ除去処理済みの2値化ラインセンサ画像D9にエッジ検出処理を施し、それにより得られたエッジデータD10(第2のエッジデータ)をメモリ204に保存する。ここでは、例えば、図5を参照して説明すると、白で表されているトロリ線16の摺動面の両側のエッジを検出して、エッジデータD10を取得している。
トロリ線摺動面幅計算部217において、メモリ204に保存したエッジデータD10にトロリ線摺動面幅計算処理を施し、それにより得られたトロリ線摺動面幅データD12をメモリ204に保存する。トロリ線摺動面幅計算処理では、例えば、ラインセンサ11の1つのライン上にある両側のエッジ間距離をトロリ線の摺動面の画像上の幅として計算している。
11 ラインセンサ
13 照明
16 トロリ線
20 処理装置
201 ラインセンサ画像作成部
202、204 メモリ
211 明るさ調整部
212 2値化処理部
213 ノイズ除去処理部
214 エッジ検出部
215 トロリ線中心位置検出部
216 局所2値化処理部
217 トロリ線摺動面幅計算部
Claims (8)
- ラインセンサで撮影したトロリ線の摺動面の画像信号から第1のラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成部と、
前記第1のラインセンサ画像上の前記トロリ線の中心位置を検出するトロリ線中心位置検出部と、
前記第1のラインセンサ画像上の前記トロリ線を、前記中心位置を基準とする複数の局所領域に区切ると共に、各々の前記局所領域に対して2値化処理を行うことにより、前記摺動面を識別する第1の2値化ラインセンサ画像を作成する局所2値化処理部と、
前記第1の2値化ラインセンサ画像から前記摺動面のエッジを検出することで、第1のエッジデータを取得する第1のエッジ検出部と、
前記ラインセンサから前記トロリ線までの高さのデータであるトロリ線高さデータと前記第1のエッジデータとに基づいて、前記トロリ線の摺動面幅の計算を行うトロリ線摺動面幅計算部と
を有する
ことを特徴とするトロリ線の摺動面幅検出装置。 - 請求項1に記載のトロリ線の摺動面幅検出装置において、
前記第1のラインセンサ画像の画像全体を明るくして、第2のラインセンサ画像を作成する明るさ調整部と、
前記第2のラインセンサ画像に対して2値化処理を行うことにより、前記トロリ線を識別する第2の2値化ラインセンサ画像を作成する2値化処理部と、
前記第2の2値化ラインセンサ画像から前記トロリ線のエッジを検出することで、第2のエッジデータを取得する第2のエッジ検出部と、
を有し、
前記トロリ線中心位置検出部は、前記第2のエッジデータに基づいて、両端の前記エッジの中心の位置を前記中心位置として検出する
ことを特徴とするトロリ線の摺動面幅検出装置。 - 請求項1又は請求項2に記載のトロリ線の摺動面幅検出装置において、
前記局所領域の前記トロリ線の径方向における幅は、前記トロリ線の直径と同じ幅であり、前記中心位置を中心とする
ことを特徴とするトロリ線の摺動面幅検出装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1つに記載のトロリ線の摺動面幅検出装置において、
前記局所領域の前記トロリ線の長さ方向における幅は、前記ラインセンサの前記画像信号の1つ分である
ことを特徴とするトロリ線の摺動面幅検出装置。 - ラインセンサで撮影したトロリ線の摺動面の画像信号から第1のラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成工程と、
前記第1のラインセンサ画像上の前記トロリ線の中心位置を検出するトロリ線中心位置検出工程と、
前記第1のラインセンサ画像上の前記トロリ線を、前記中心位置を基準とする複数の局所領域に区切ると共に、各々の前記局所領域に対して2値化処理を行うことにより、前記摺動面を識別する第1の2値化ラインセンサ画像を作成する局所2値化処理工程と、
前記第1の2値化ラインセンサ画像から前記摺動面のエッジを検出することで、第1のエッジデータを取得する第1のエッジ検出工程と、
前記ラインセンサから前記トロリ線までの高さのデータであるトロリ線高さデータと前記第1のエッジデータとに基づいて、前記トロリ線の摺動面幅の計算を行うトロリ線摺動面幅計算工程と
を有する
ことを特徴とするトロリ線の摺動面幅検出方法。 - 請求項5に記載のトロリ線の摺動面幅検出方法において、
前記第1のラインセンサ画像の画像全体を明るくして、第2のラインセンサ画像を作成する明るさ調整工程と、
前記第2のラインセンサ画像に対して2値化処理を行うことにより、前記トロリ線を識別する第2の2値化ラインセンサ画像を作成する2値化処理工程と、
前記第2の2値化ラインセンサ画像から前記トロリ線のエッジを検出することで、第2のエッジデータを取得する第2のエッジ検出工程と、
を有し、
前記トロリ線中心位置検出工程は、前記第2のエッジデータに基づいて、両端の前記エッジの中心の位置を前記中心位置として検出する
ことを特徴とするトロリ線の摺動面幅検出方法。 - 請求項5又は請求項6に記載のトロリ線の摺動面幅検出方法において、
前記局所領域の前記トロリ線の径方向における幅は、前記トロリ線の直径と同じ幅であり、前記中心位置を中心とする
ことを特徴とするトロリ線の摺動面幅検出方法。 - 請求項5から請求項7のいずれか1つに記載のトロリ線の摺動面幅検出方法において、
前記局所領域の前記トロリ線の長さ方向における幅は、前記ラインセンサの前記画像信号の1つ分である
ことを特徴とするトロリ線の摺動面幅検出方法。
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JP2006250776A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Meidensha Corp | 画像処理によるトロリー線の磨耗状態測定装置 |
JP2008165705A (ja) * | 2007-01-05 | 2008-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像処理装置及び画像処理方法 |
JP2010127746A (ja) * | 2008-11-27 | 2010-06-10 | Meidensha Corp | 画像処理によるトロリ線の摩耗および偏位測定装置 |
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