JP2019043460A - Electric pole distance measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電柱距離測定装置に関する。 The present invention relates to a utility pole distance measuring device.
電車のトロリ線を支える電柱は電車が走行する建築限界の外側に位置する必要がある。従来、電柱が建築限界の外にあるかどうかを判断するため、車両に搭載したレーザー距離計により、当該車両の走行中に電柱までの水平距離を検出することが行われている。 The utility pole supporting the trolley wire of the train needs to be located outside the construction limit where the train runs. Conventionally, in order to determine whether a telephone pole is out of the construction limit, a horizontal distance to the telephone pole is detected during traveling of the vehicle by a laser distance meter mounted on the vehicle.
また、下記特許文献1には、列車前方にカメラを搭載し、カメラで撮影された画像中から電柱を検出する車両前方電柱位置検査装置が記載されている。
Further,
しかしながら、上述したように、レーザー距離計を用いて走行中の車両から線路横にある電柱までの水平距離を測定する場合、次のような問題点があった。
(1)車両の速度によって走査間隔にばらつきが生じるため、レーザー距離計によって取得したデータに基づいて作成される電柱の走査像が不定になり、走査像から電柱を抽出することが困難である。
(2)電柱が円柱の場合、レーザー距離計の走査間隔によって電柱までの水平距離が最短となる箇所で必ずしも測定できるとは限らず、精度が低下する可能性がある。精度を向上させるためには、前後の測定データを数学的手法により補完する(例えば、電柱の形状の近似式を求める等)必要があるが、電柱の走査像が不定であるため、このような補完を行うことが難しく、電柱までの最短の水平距離を求めることが困難である。
However, as described above, there are the following problems when measuring the horizontal distance from a traveling vehicle to a utility pole on the side of a track using a laser range finder.
(1) Since the scanning interval varies depending on the speed of the vehicle, the scanned image of the utility pole created based on the data acquired by the laser rangefinder becomes unstable, and it is difficult to extract the utility pole from the scanned image.
(2) When the utility pole is a cylinder, it can not always be measured at a place where the horizontal distance to the utility pole is shortest by the scanning interval of the laser distance meter, and the accuracy may be lowered. In order to improve the accuracy, it is necessary to complement the measurement data before and after (for example, to obtain an approximate expression of the shape of the utility pole) by a mathematical method, but since the scanning image of the utility pole is indefinite, such It is difficult to complement and it is difficult to find the shortest horizontal distance to the utility pole.
また、上述した特許文献1のように、カメラを用いて走行中の車両から線路横にある電柱までの水平距離を測定する場合、次のような問題があった。
(1)夜間はカメラ映像が暗くなるため、映像から電柱を特定することが難しく、測定できない。
Further, as described in
(1) The camera image becomes dark at night, so it is difficult to identify the utility pole from the image, and it can not be measured.
このようなことから本発明は、昼夜に関わらず電柱までの最短の水平距離を高精度に検出することが可能な電柱距離測定装置を提供することを目的とする。 Thus, the present invention has an object to provide a utility pole distance measuring device capable of detecting the shortest horizontal distance to the utility pole with high accuracy regardless of day and night.
上記の課題を解決するための第1の発明に係る電柱距離測定装置は、車両の走行中に、当該車両と線路横に設置された電柱との間の最短の水平距離を求める電柱距離測定装置であって、前記車両から当該車両の側方を通過する構造物までの水平距離を測定する測域センサーと、前記車両の直上を通過する構造物を検出する光電センサーと、前記測域センサーによって取得した前記構造物までの水平距離と、前記光電センサーによって取得した前記車両の直上を通過する構造物の情報とから前記電柱までの最短の水平距離を求める画像処理部とを備えることを特徴とする。 A power pole distance measuring device according to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is a power pole distance measuring device for obtaining the shortest horizontal distance between the vehicle and a power pole installed beside the track while the vehicle is traveling. A range-finding sensor measuring a horizontal distance from the vehicle to a structure passing the side of the vehicle, a photoelectric sensor detecting a structure passing immediately above the vehicle, and the range-finding sensor And an image processing unit for obtaining a shortest horizontal distance to the utility pole from the acquired horizontal distance to the structure and the information on the structure passing immediately above the vehicle acquired by the photoelectric sensor. Do.
また、上記の課題を解決するための第2の発明に係る電柱距離測定装置は、第1の発明において、前記画像処理部は、前記測域センサーの測定誤差を平滑化して、前記測域センサーによって取得した前記電柱までの複数の測定点に基づいて前記電柱の近似円を推定し、前記測定点を補完して前記最短距離を求めることを特徴とする。 Further, in the power pole distance measuring device according to a second aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in the first aspect, the image processing unit smoothes the measurement error of the range detection sensor The approximate circle of the utility pole is estimated based on a plurality of measurement points up to the utility pole acquired by the above, and the shortest distance is determined by complementing the measurement points.
また、上記の課題を解決するための第3の発明に係る電柱距離測定装置は、第1または第2の発明において、前記画像処理部は、前記測域センサーによって取得した前記車両から前記構造物までの水平距離に基づいて走査像を作成する走査像作成部を備えることを特徴とする。 Further, in the power pole distance measuring device according to a third aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in the first or second aspect, the image processing unit may generate the structure from the vehicle acquired by the range measuring sensor. The apparatus is characterized by comprising a scanned image creation unit that creates a scanned image based on the horizontal distance up to.
また、上記の課題を解決するための第4の発明に係る電柱距離測定装置は、第3の発明において、前記画像処理部は、前記光電センサーによって取得した前記車両の直上を通過する構造物の情報に基づいて前記走査像中に存在する電柱像を抽出する電柱像特定部を備えることを特徴とする。 Further, in the power pole distance measuring device according to a fourth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in the third aspect, the image processing unit is a structure passing immediately above the vehicle acquired by the photoelectric sensor. A telephone pole image specifying unit for extracting a telephone pole image present in the scanned image based on information is characterized.
また、上記の課題を解決するための第5の発明に係る電柱距離測定装置は、第4の発明において、前記画像処理部は、前記電柱像に基づき前記車両から前記電柱までの最短の水平距離を求める電柱距離抽出部を備えることを特徴とする。 In the utility pole distance measuring device according to a fifth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in the fourth aspect, the image processing unit determines the shortest horizontal distance from the vehicle to the utility pole based on the utility pole image. It comprises the telephone pole distance extraction part which calculates | requires.
また、上記の課題を解決するための第6の発明に係る電柱距離測定装置は、第1から第5のいずれか一つの発明において、前記画像処理部は、前記光電センサーにより前記車両の直上を通過する構造物を検出したときに前記電柱が存在すると判断して前記走査像から前記電柱を抽出することを特徴とする。 In the utility pole distance measuring device according to a sixth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in the first to fifth aspect of the present invention, the image processing unit may be arranged directly above the vehicle by the photoelectric sensor. When a passing structure is detected, it is judged that the power pole is present, and the power pole is extracted from the scanning image.
本発明に係る電柱距離測定装置によれば、昼夜に関わらず高精度に電柱までの最短の水平距離を検出することができる。 According to the utility pole distance measuring device according to the present invention, the shortest horizontal distance to the utility pole can be detected with high accuracy regardless of day and night.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る電柱距離測定装置について説明する。
本発明は、電気鉄道において、走行している車両から、路線構造物で線路横に立っている電柱までの最短の水平距離を、測域センサーと光電センサーを用いて測定するものである。
Hereinafter, the utility pole distance measuring device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The present invention measures, in an electric railway, the shortest horizontal distance from a traveling vehicle to a utility pole standing next to a railway track by using a range finding sensor and a photoelectric sensor.
図1から図7を用いて本発明の実施例に係る電柱距離測定装置の詳細を説明する。
図1に示すように、本実施例に係る電柱距離測定装置は、車両1の屋根上に設置された測域センサー11および光電センサー12と、車両1の内部に設置された画像処理部(コンピューター)13とを備えている。
The details of the utility pole distance measuring apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
As shown in FIG. 1, in the power pole distance measuring device according to the present embodiment, a
測域センサー11は、車両1の屋根上の側方に、枕木方向外側へ向けて走査方向が水平となるように設置されている。測域センサー11は、サンプリング周波数に従って、走行中の車両1の側方を通過する路線構造物までの水平距離を測定する。具体的には、測域センサー11を中心に線路方向に±L[mm]、枕木方向にS[mm]の範囲内にある路線構造物までの距離を測定する。測域センサー11によって取得した路線構造物までの距離のデータ(以下、距離データ)は、画像処理部13に入力される。
The
光電センサー12は、測域センサー11の近傍に、鉛直上方に向けて設置される。光電センサー12は、走行中の車両1の側方を通過する電柱2の上部から路線内側に延びて架線4を支持する架線支持物(水平梁)3を検出するために設けられる。すなわち、鉛直上方に向けて投光した光の架線支持物3による反射光を検知することにより架線支持物3を検出する。光電センサー12によって取得した架線支持物3の有無のデータは、電柱位置検出信号として画像処理部13に入力される。
The
画像処理部13は、測域センサー11および光電センサー12によって取得したデータを統合して、図2に示すような測域センサー11から電柱2までの最短の水平距離Dを求める。画像処理部13は、図3に示すように、走査像作成部13aと、電柱像特定部13bと、電柱距離抽出部13cと、メモリ13dとを備えている。
The
走査像作成部13aは、測域センサー11から入力された距離データに基づいて、図4に示すような路線構造物の走査像を作成する。なお、図4において、G1およびG2は電柱2以外の路線構造物の走査像、G3は電柱2の走査像、G4は測域センサー11の周辺の車両構造物の走査像を示す。
The scanned
電柱像特定部13bは、走査像作成部13aによって作成した路線構造物の走査像(図4に示す例ではG1〜G4。以下同様)および光電センサー12から入力された電柱位置検出信号に基づいて走査像から図5に示すような電柱像を抽出する。電柱2は測域センサー11に面している箇所しか走査されない(測域センサー11に対向する箇所のみセンシングされる)ため、電柱2が円柱である場合、電柱像は図5に示すように測定点が円弧状(概ね半円状)に分布したものとなる。
The utility pole
電柱距離抽出部13cは、電柱像特定部13bにより抽出した電柱像に基づいて電柱2までの最短距離を求める。具体的には、図6に示すように、測域センサー11のサンプリング周波数(走査ピッチ)により、測域センサー11で測定した測定点Pから必ずしも電柱2までの最短距離が得られるとは限らない。例えば、図6に示す例では、真の最短距離Dに対し、測定点Pから得られる最短距離D’が異なっていることが分かる。また、測域センサー11自体の測定誤差によって生じるばらつきも測定値に含まれる。そこで、電柱距離抽出部13cでは数学的手法によって測定誤差を平滑化して図5に示すような電柱2の近似円Cを推定し、測定点Pを補完した上で、電柱2までの最短距離を求める。
The utility pole
メモリ13dは、測域センサー11から入力される距離データ、光電センサー12から入力される電柱位置検出信号、走査像作成部13aにおいて作成された路線構造物の走査像、電柱像特定部13bにおいて抽出した電柱像、電柱距離抽出部13cにより求めた電柱2までの最短距離等を記憶する。
The
続いて、図7を用いて本実施例に係る電柱距離測定装置による電柱2までの最短距離の測定処理の流れを簡単に説明する。
Then, the flow of measurement processing of the shortest distance to the
図7に示すように、本実施例において電柱2までの最短距離を測定する場合は、まず、ステップS1Aで光電センサー12により車両1の直上を通過する架線支持物3のセンシングを行いつつ、ステップS1B−1で測域センサー11により線路横にある路線構造物のセンシングを行い、ステップS1B−2で走査像作成部13aにより測域センサー11によって取得した距離データに基づき路線構造物の走査像を作成する。
As shown in FIG. 7, in the case of measuring the shortest distance to the
ステップS1AおよびステップS1B−2に続いては、ステップS2で光電センサー12により取得した電柱位置検出信号に基づいて電柱2の位置が検出されたか否かを判断する。ステップS2で電柱2の位置を検出したと判断した場合(YES)、ステップS3で電柱像特定部13bにより走査像から電柱像を抽出する。一方、ステップS2で電柱2の位置を検出していないと判断した場合(NO)、ステップS1A及びステップS1B−1に戻る。
Subsequent to step S1A and step S1B-2, it is determined whether or not the position of the
ステップS3に続いては、ステップS4で電柱距離抽出部13cによりステップS3で抽出した電柱像に基づき上述したように測域センサー11から電柱2までの最短距離を求めてこれを出力する。その後、ステップS5で測定を継続する場合(YES)はステップS1A,S1B−1に戻り、測定を継続しない場合(NO)は一連の処理を終了する。
Following step S3, in step S4, the pole
このように構成される本実施例に係る電柱距離測定装置によれば、測域センサー11によって取得した距離データから作成した路線構造物の走査像と、光電センサー12によって取得した電柱検出信号とに基づいて、走行中の車両1の側方を通過する電柱2のみを正確に抽出することができる。
According to the power pole distance measuring device according to the present embodiment configured as described above, the scanning image of the route structure created from the distance data acquired by the
また、電柱距離抽出部13cにおいて測定誤差を平滑化し、電柱2の近似円を推定し、測定点Pを補完するようにしたことにより、車両1から電柱2までの最短の水平距離を高精度に求めることができる。さらに、カメラを用いず測域センサー11を用いることにより、昼夜に関係なく測定を行うことができる。
In addition, the measurement error is smoothed in the utility pole
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、上述した実施例では、測域センサー11を一台設ける例を示したが、測域センサー11を車両1の進行方向に対して左右に一台ずつ設けて、走行中の車両1の左右側方を通過する路線構造物までの距離を測定してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the example which provides one
1 車両
2 電柱
3 架線支持物
4 架線
11 測域センサー
12 光電センサー
13 画像処理部
13a 走査像作成部
13b 電柱像特定部
13c 電柱距離抽出部
13d メモリ
C 近似円
P 測定点
G1〜G4 走査像
Claims (6)
前記車両から当該車両の側方を通過する構造物までの水平距離を測定する測域センサーと、
前記車両の直上を通過する構造物を検出する光電センサーと、
前記測域センサーによって取得した前記構造物までの水平距離と、前記光電センサーによって取得した前記車両の直上を通過する構造物の情報とから前記電柱までの最短の水平距離を求める画像処理部と
を備えることを特徴とする電柱距離測定装置。 A power pole distance measuring device for obtaining a shortest horizontal distance between a vehicle and a power pole installed beside the track while the vehicle is traveling,
A range-finding sensor which measures a horizontal distance from the vehicle to a structure passing the side of the vehicle;
A photoelectric sensor for detecting a structure passing immediately above the vehicle;
An image processing unit for obtaining the shortest horizontal distance to the utility pole from the horizontal distance to the structure acquired by the range measurement sensor and the information of the structure passing immediately above the vehicle acquired by the photoelectric sensor Electric pole distance measuring device characterized by having.
ことを特徴とする請求項1記載の電柱距離測定装置。 The image processing unit smoothes a measurement error of the range measurement sensor, estimates an approximate circle of the pole based on a plurality of measurement points up to the pole obtained by the range sensor, and complements the measurement point. The electric pole distance measuring device according to claim 1, wherein the shortest distance is determined.
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の電柱距離測定装置。 3. The image processing unit according to claim 1, further comprising: a scanned image creation unit configured to create a scanned image based on a horizontal distance from the vehicle acquired by the range measurement sensor to the structure. Telephone pole distance measuring device.
ことを特徴とする請求項3記載の電柱距離測定装置。 The image processing unit includes a utility pole image specifying unit that extracts a utility pole image existing in the scanned image based on information of a structure passing immediately above the vehicle acquired by the photoelectric sensor. The power pole distance measuring device according to Item 3.
ことを特徴とする請求項4記載の電柱距離測定装置。 The power pole distance measuring device according to claim 4, wherein the image processing unit includes a power pole distance extraction unit for obtaining a shortest horizontal distance from the vehicle to the power pole based on the power pole image.
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一つに記載の電柱距離測定装置。 2. The image processing unit according to claim 1, wherein the image processing unit extracts the power pole from the scanning image by determining that the power pole is present when the photoelectric sensor detects a structure passing immediately above the vehicle. The pole distance measuring device according to any one of claims 5 to 10.
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