JP2019066275A - Traffic route facility inspection device and inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザー光を用いて交通路設備の形状、位置等を検測する交通路設備の検測装置及び検測方法に係り、特に、円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている交通路設備の検測を行うのに好適な交通路設備の検測装置及び検測方法に関する。なお、本発明において、交通路設備とは、交通機関の交通路を構成する設備をいう。 The present invention relates to an inspection apparatus and inspection method for traffic road equipment that inspects the shape, position, etc. of traffic road equipment using laser light, and in particular, a part of the surface formed by a circular arc is a structure. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a traffic route equipment inspection apparatus and inspection method suitable for inspecting shielded road equipment. In the present invention, the traffic route equipment means equipment that constitutes a traffic route of a transportation system.
例えば、鉄道の線路には、車両が走行するレール(軌道)、給電用の架線又はサードレール(第三軌条)等の交通路設備が設けられている。鉄道の安全な運行を行うためには、これらの交通路設備の保守・点検が必要である。 For example, the railway track is provided with transportation facilities such as a rail (track) on which the vehicle travels, an overhead wire for power feeding or a third rail (third rail). In order to operate the railway safely, maintenance and inspection of these transportation facilities are required.
従来から、レールや架線の点検の際、レール又は架線の形状、位置等を検測する検測装置には、レーザー変位計等の2次元センサーが用いられている。例えば、軌道の形状を検測する方法として、特許文献1には、2次元センサーを用いて、軌道のプロファイルデータを取得する技術が開示されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a two-dimensional sensor such as a laser displacement gauge has been used as a inspection apparatus for inspecting the shape, position, and the like of a rail or an overhead wire at the time of inspection of the rail or the overhead wire. For example, as a method of detecting the shape of a trajectory,
レールや架線の表面は、カバー等の構造物で覆われていないのに対し、給電用のサードレールの周囲には、サードレールを風雨等から保護し、また保守作業時や人が線路に転落した際の感電事故等を防止するため、カバーが設けられており、サードレールの表面の大部分は、カバーで遮蔽されている。そのため、レーザー光を用いてサードレールの形状、位置等を検測しようとすると、カバーで遮蔽された部分のプロファイルデータに欠落が生じ、またレーザー光がカバーで散乱された散乱光がノイズの原因となって、サードレールの形状、位置等を精度良く検測できないという問題があった。 The surface of the rail and the wire is not covered with a structure such as a cover, but the third rail is protected from the wind and rain around the third rail for feeding, and a person falls on the track during maintenance work or In order to prevent an electric shock accident etc. at the time of carrying out, the cover is provided and most of the surface of the third rail is shielded by the cover. Therefore, when trying to measure the shape, position, etc. of the third rail using a laser beam, the profile data of the part shielded by the cover is missing, and the scattered light from the laser beam is a cause of noise As a result, there has been a problem that the shape, position, etc. of the third rail can not be measured accurately.
本発明の課題は、円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている交通路設備の位置を、高精度に検出することである。 An object of the present invention is to detect with high accuracy the position of a roadway installation in which a part of the surface formed by an arc is shielded by a structure.
本発明の交通路設備の検測装置は、円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている交通路設備へ、レーザー光を照射するレーザー光源と、レーザー光が交通路設備で散乱された散乱光を受光して、画像信号を出力するセンサーと、センサーから出力された画像信号をプロファイルデータとして処理して、交通路設備の位置を検出する処理装置とを備え、処理装置が、プロファイルデータから、円の最小二乗法を用いて、交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算し、演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径と同じ半径を有する円の中心点の座標を算出し、算出した中心点の座標を座標軸の各軸方向に段階的に変位させて、プロファイルデータから算出した半径と、規格で規定された円弧の円の半径との誤差の二乗の総和が最小となる座標をそれぞれ選出し、選出した座標から交通路設備の位置を検出する演算回路を有することを特徴とする。 The inspection device for traffic road equipment according to the present invention comprises a laser light source for irradiating the laser light to the traffic road equipment where a part of the surface formed by the arc is shielded by the structure, and the laser light A processing apparatus comprising: a sensor that receives scattered light and outputs an image signal; and a processing device that processes the image signal output from the sensor as profile data to detect the position of a traffic facility. , From the profile data, using the least squares method of the circle, calculate the coordinates and radius of the circle center point of the arc constituting the curved portion of the cross section of the traffic facility, and the circle having the coordinates and radius of the center point calculated The coordinates of the center point of a circle having the same radius as the radius of the circle of the arc specified by the traffic route equipment standard are calculated through the two points on the circumference of the circle, and the calculated coordinates of the center point Stepwise displacement in the direction, Arithmetic circuit that selects the coordinates that minimize the sum of squares of errors between the radius calculated from the profile data and the radius of the circle specified by the standard, and detects the position of the traffic facility from the selected coordinates. It is characterized by having.
また、本発明の交通路設備の検測方法は、円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている交通路設備へ、レーザー光源からレーザー光を照射し、レーザー光が交通路設備で散乱された散乱光をセンサーにより受光し、センサーから出力された画像信号をプロファイルデータとして処理し、プロファイルデータから、円の最小二乗法を用いて、交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算し、演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径と同じ半径を有する円の中心点の座標を算出し、算出した中心点の座標を座標軸の各軸方向に段階的に変位させて、プロファイルデータから算出した半径と、規格で規定された円弧の円の半径との誤差の二乗の総和が最小となる座標をそれぞれ選出し、選出した座標から交通路設備の位置を検出することを特徴とする。 Further, according to the inspection method of traffic road equipment of the present invention, the laser light is irradiated from the laser light source to the traffic road equipment where a part of the surface formed by the arc is shielded by the structure, and the laser light is the traffic road Scattered light scattered by the facility is received by the sensor, the image signal output from the sensor is processed as profile data, and the curve part of the cross section of the traffic facility is configured from the profile data using the least squares method of the circle Calculate the coordinates and radius of the center point of the circle of arcs, and pass through the two points on the circumference of the circle with the coordinates and radius of the calculated center point, the radius of the circle of the arc specified in the traffic facility standard Calculate the coordinates of the center point of a circle with the same radius as above, shift the calculated coordinates of the center point stepwise in each axis direction of the coordinate axes, and calculate the radius calculated from the profile data and the arc specified by the standard. With the radius of the circle Coordinates sum of the squares of the error is minimized by selecting respectively, and detects the position of the traffic line facilities from selected coordinates.
従来は、プロファイルデータから、3点を通る円の方程式を用いて、交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算し、演算した中心点の座標及び半径から、交通路設備の位置を検出していた。しかしながら、交通路設備の円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている場合、構造物で遮蔽された部分のプロファイルデータの欠落が原因で、交通路設備の位置が精度良く検出されなかった。本発明では、円の最小二乗法を用いて演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径と同じ半径を有する円の中心点の座標を算出する。そして、算出した中心点の座標を座標軸の各軸方向に段階的に変位させて、プロファイルデータから算出した半径と、規格で規定された円弧の円の半径との誤差の二乗の総和が最小となる座標をそれぞれ選出する。プロファイルデータに欠落があっても、交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径を用い、交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標が、精度良く求まる。そして、選出した座標から交通路設備の位置を検出するので、円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている交通路設備の位置が、高精度に検出される。 Conventionally, the coordinates and radius of the central point of the circle of the arc forming the curved portion of the cross section of the traffic facility are calculated from the profile data using the equation of the circle passing through three points, From the radius, the location of the traffic facility was detected. However, when a part of the surface formed by the arc of the traffic facility is shielded by the structure, the position of the traffic facility can be detected accurately due to the lack of profile data of the part shielded by the structure It was not done. In the present invention, passing through two points on the circumference of a circle having the coordinates of the center point and the radius calculated using the least squares method of the circle, the same radius as that of the circle of the arc specified in the traffic facility standard. Calculate the coordinates of the center point of the circle with. Then, the calculated coordinates of the central point are displaced stepwise in each axis direction of the coordinate axes, and the sum of squares of errors between the radius calculated from the profile data and the radius of the circle of the arc specified by the standard is minimum Each coordinate is chosen. Even if the profile data is missing, the coordinates of the center point of the circle of the arc forming the curved portion of the cross section of the traffic facility can be accurately determined using the radius of the circle of the arc specified by the traffic facility standard. . Then, since the position of the traffic facility is detected from the selected coordinates, the position of the traffic facility in which a part of the surface formed by the arc is shielded by the structure is detected with high accuracy.
さらに、本発明の交通路設備の検測装置及び検測方法は、円の最小二乗法を用いて、交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算する前に、プロファイルデータから、レーザー光が構造物で散乱された散乱光によるノイズ成分を除去し、ノイズ成分を除去したプロファイルデータを用いて、以後の処理を行うことを特徴とする。交通路設備の周囲の構造物からの散乱光によるノイズ成分の影響が排除され、円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている交通路設備の位置が、さらに高精度に検出される。 Furthermore, the inspection apparatus and inspection method for traffic facility according to the present invention calculate the coordinates and radius of the center point of the circle of the arc that constitutes the curved portion of the cross section of the traffic facility using the least squares method of the circle. Before the processing, it is characterized in that, from the profile data, noise components due to the scattered light of the laser light scattered by the structure are removed, and the subsequent processing is performed using the profile data from which the noise components have been removed. The effects of noise components from light scattered from structures around the traffic facility are eliminated, and the position of the traffic facility where a part of the surface formed by the arc is shielded by the structure is detected with higher accuracy Be done.
さらに、本発明の交通路設備の検測装置及び検測方法は、演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点として、プロファイルデータの近傍で、Y座標が中心点と同じ点と、当該点を中心点に対して−30°から−90°の間の任意の角度だけ回転させた位置の点とを用いることを特徴とする。 Furthermore, according to the inspection apparatus and inspection method for traffic facility of the present invention, the Y coordinate represents the center point in the vicinity of the profile data as two points on the circumference of a circle having the coordinates and radius of the calculated center point. It is characterized in that the same point and a point at a position obtained by rotating the point by an arbitrary angle between -30 ° and -90 ° with respect to the central point are used.
さらに、本発明の交通路設備の検測装置及び検測方法は、算出した中心点の座標を座標軸の各軸方向に段階的に変位させる際、センサーの分解能が低い軸方向の座標を、センサーの分解能が高い軸方向の座標よりも広範囲に変位させることを特徴とする。センサーの分解能が低い軸方向の半径の誤差が、センサーの分解能が高い軸方向の半径の誤差よりも多く算出され、それらに基づき、センサーの分解能の軸方向の相違に応じて、中心点の座標の選出が適切に行われる。 Furthermore, in the inspection apparatus and inspection method for traffic facility according to the present invention, when the calculated coordinates of the central point are stepwise displaced in each axial direction of the coordinate axes, the coordinate in the axial direction of low resolution of the sensor is detected Is characterized in that the resolution of Y.sup.2 is displaced in a wider range than the coordinates in the direction of high axis. The error in the axial radius of the low resolution sensor is calculated more than the error of the high radial radius of the sensor resolution, and based on them the coordinates of the center point according to the axial difference of the resolution of the sensor Election is properly conducted.
あるいは、本発明の交通路設備の検測装置は、円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている交通路設備へ、レーザー光を照射するレーザー光源と、レーザー光が交通路設備で散乱された散乱光を受光して、画像信号を出力するセンサーと、センサーから出力された画像信号をプロファイルデータとして処理して、交通路設備の位置を検出する処理装置とを備え、処理装置が、プロファイルデータから、円の最小二乗法を用いて、交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算し、演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径と同じ半径を有する円の中心点の座標を算出し、算出した中心点の座標から交通路設備の位置を検出する演算回路を有することを特徴とする。 Alternatively, according to the traffic road facility inspection apparatus of the present invention, a laser light source for irradiating the laser beam to the traffic road facility where a part of the surface formed by the arc is shielded by the structure, and the laser beam A sensor that receives scattered light scattered by equipment and outputs an image signal, and a processing device that processes the image signal output from the sensor as profile data to detect the position of traffic road equipment The apparatus calculates the coordinates and radius of the center point of the circle of the arc that constitutes the curved portion of the cross section of the traffic facility using the least squares method of the circle from the profile data, and calculates the coordinates and radius of the calculated center point The coordinates of the center point of a circle that has the same radius as the radius of the circle of the arc specified by the traffic route facility standard are calculated through the two points on the circumference of the circle that you have, and the traffic route is calculated from the coordinates of the calculated center point Detect the location of equipment Characterized in that it has a calculation circuit.
また、本発明の交通路設備の検測方法は、円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている交通路設備へ、レーザー光源からレーザー光を照射し、レーザー光が交通路設備で散乱された散乱光をセンサーにより受光し、センサーから出力された画像信号をプロファイルデータとして処理し、プロファイルデータから、円の最小二乗法を用いて、交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算し、演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径と同じ半径を有する円の中心点の座標を算出し、算出した中心点の座標から交通路設備の位置を検出することを特徴とする。 Further, according to the inspection method of traffic road equipment of the present invention, the laser light is irradiated from the laser light source to the traffic road equipment where a part of the surface formed by the arc is shielded by the structure, and the laser light is the traffic road Scattered light scattered by the facility is received by the sensor, the image signal output from the sensor is processed as profile data, and the curve part of the cross section of the traffic facility is configured from the profile data using the least squares method of the circle Calculate the coordinates and radius of the center point of the circle of arcs, and pass through the two points on the circumference of the circle with the coordinates and radius of the calculated center point, the radius of the circle of the arc specified in the traffic facility standard The coordinates of the central point of a circle having the same radius as that of the above are calculated, and the position of the traffic facility is detected from the calculated coordinates of the central point.
本発明によれば、円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている交通路設備の位置を、高精度に検出することができる。 According to the present invention, it is possible to detect with high accuracy the position of a roadway installation in which a part of the surface formed by a circular arc is shielded by a structure.
さらに、円の最小二乗法を用いて、交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算する前に、プロファイルデータから、レーザー光が構造物で散乱された散乱光によるノイズ成分を除去し、ノイズ成分を除去したプロファイルデータを用いて、以後の処理を行うことにより、交通路設備の周囲の構造物からの散乱光によるノイズ成分の影響を排除して、円弧で形成された表面の一部が構造物で遮蔽されている交通路設備の位置を、さらに高精度に検出することができる。 Furthermore, laser light is scattered by the structure from the profile data before using the circle least squares method to calculate the coordinates and radius of the circle center point of the arc that constitutes the curved portion of the traffic facility section. The noise component due to the scattered light is removed, and the profile data from which the noise component is removed is used for the subsequent processing to eliminate the influence of the noise component due to the scattered light from the structure around the traffic facility. The position of the roadway installation in which a part of the surface formed by the arc is shielded by the structure can be detected with high accuracy.
さらに、演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点として、プロファイルデータの近傍で、Y座標が中心点と同じ点と、当該点を中心点に対して−30°から−90°の間の任意の角度だけ回転させた位置の点とを用いることにより、2点を通り、交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径と同じ半径を有する円の中心点の座標を算出する際、算出される中心点の座標の精度をさらに向上させることができる。 Furthermore, as two points on the circumference of a circle having the coordinates and radius of the calculated center point, in the vicinity of profile data, the Y coordinate is the same point as the center point, and the point from -30 ° to the center point The center point of a circle that has the same radius as that of the circle of an arc specified by the traffic facility standard, passing through two points by using a point rotated by an arbitrary angle between -90 ° When calculating the coordinates of x, the accuracy of the calculated coordinates of the central point can be further improved.
さらに、算出した中心点の座標を座標軸の各軸方向に段階的に変位させる際、センサーの分解能が低い軸方向の座標を、センサーの分解能が高い軸方向の座標よりも広範囲に変位させることにより、センサーの分解能の軸方向の相違に応じて、中心点の座標の選出を適切に行うことができる。 Furthermore, when displacing the calculated center point coordinates stepwise in each axis direction of the coordinate axis, by displacing the coordinate in the axial direction of low resolution of the sensor to a wider range than the coordinate in the axial direction of high resolution of the sensor. According to the difference in the axial direction of the resolution of the sensor, it is possible to appropriately select the coordinates of the center point.
あるいは、算出した中心点の座標を座標軸の各軸方向に段階的に変位させて、プロファイルデータから算出した半径と、規格で規定された円弧の円の半径との誤差の二乗の総和が最小となる座標をそれぞれ選出する処理を省略することにより、精度を向上させることができる。 Alternatively, the calculated coordinates of the central point are displaced stepwise in each axis direction of the coordinate axes, and the sum of squares of errors between the radius calculated from the profile data and the radius of the circle of the arc specified by the standard is minimum The accuracy can be improved by omitting the process of selecting the respective coordinates.
[検測装置の構成]
図1は、本発明の一実施の形態による交通路設備の検測装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、鉄道の線路に敷設された給電用のサードレールの形状、位置等を検測する検測装置の例を示している。検測装置100は、センサーユニット10、制御装置20、距離パルス発生器23、及び処理装置30を含んで構成されている。センサーユニット10は、検測車両や営業車両の床下に設置されている。制御装置20、距離パルス発生器23、及び処理装置30は、検測車両や営業車両に搭載されている。なお、以下の説明では、検測車両を例として説明する。
[Configuration of inspection device]
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a traffic road equipment inspection and measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. The present embodiment shows an example of a inspection and measurement device that inspects the shape, position, and the like of a third rail for power supply laid on a railroad track. The
センサーユニット10は、レーザー光源11、シリンドリカルレンズ12、集光レンズ13、及びセンサー14を含んで構成されている。レーザー光源11は、例えばレーザーダイオード等からなり、レーザービームを発生する。レーザー光源11から発生したレーザービームは、シリンドリカルレンズ12により拡散されて、センサーユニット10から照射される。
The
図2は、センサーユニットの動作を説明する図である。地下鉄の線路等では、枕木1上に敷設されたレール2の一方の脇に、給電用のサードレール3が、所定の高さに敷設されている。検測車両5及び営業車両の床下の台車の側面には、図示しない集電用のコレクターシュー(集電靴)が取り付けられており、コレクターシューが通電されたサードレール3に接触することによって、検測車両5及び営業車両への電気の供給が行われる。サードレール3の近傍には、カバー4が、サードレール3に近接して設置されている。センサーユニット10は、検測車両5の床下の台車に設置されている。センサーユニット10から照射されたレーザー光は、サードレール3へ照射される。そして、照射されたレーザー光がサードレール3により散乱されて、散乱光が発生する。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the sensor unit. In a subway track or the like, a
図1において、サードレールにより散乱されたレーザー光は、集光レンズ13で集光されて、センサー14の受光面で受光される。センサー14は、例えばCCDラインセンサー等からなり、受光した散乱光の強度に応じた画像信号を出力する。
In FIG. 1, the laser light scattered by the third rail is condensed by the condensing
図3は、サードレールの一例を示す図である。サードレール3の本体は、例えば、アルミニウム等の電気伝導性の良い金属からなる。サードレール3の上部又は下部の、コレクターシューが接触する接触面には、ステンレス鋼からなる保護板3a,3bが取り付けられており、接触面の摩耗が防止されている。本実施の形態では、サードレール3の保護板3bの表面の曲線部分を形成する円弧の円の半径の値が、「R」ミリメートルであると、サードレール3の規格で規定されているものとする。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a third rail. The main body of the
図1において、制御装置20は、制御回路21及びメモリ22を含んで構成されている。距離パルス発生器23は、検測車両が所定の距離を走行する度に、検測車両の走行方向の位置情報を示す距離パルスを発生する。制御回路21は、センサー14から出力された画像信号を、距離パルス発生器23から発生された距離パルスと共に収集して、メモリ22に記憶する。
In FIG. 1, the
処理装置30は、例えばパーソナルコンピュータ(PC)等からなり、CPU31、メモリ32、及び演算回路33を含んで構成されている。メモリ32には、制御装置20のメモリ22に記憶された距離パルス及び画像信号が転送される。CPU31は、メモリ32に記憶された距離パルスから、メモリ32に記憶された画像信号が、検測車両の走行方向のどの位置のものであるかを判別し、各画像信号をその位置のプロファイルデータとしてメモリ32に記憶する。演算回路33は、CPU31の制御により、メモリ32に記憶されたプロファイルデータに対し、以下に説明する処理を行って、サードレール3の位置を検出する。
The
なお、本実施の形態では、プロファイルデータのX座標は、図2の図面横方向の位置を示し、プロファイルデータのY座標は、図2の図面縦方向(被検測物であるサードレール3のZ軸方向)の位置を示している。図2に示す様に、サードレール3は、ほとんどの部分がカバー4で覆われており、本実施の形態では、サードレール3の下部の接触面のカバー4で覆われていない部分についてのみ、プロファイルデータが取得される。
In the present embodiment, the X coordinate of the profile data indicates the position in the lateral direction of the drawing of FIG. 2, and the Y coordinate of the profile data indicates the longitudinal direction of the drawing of FIG. The position of Z axis direction is shown. As shown in FIG. 2, the
[演算回路の動作]
(第1の実施の形態)
図4は、本発明の一実施の形態による演算回路の動作を示すフローチャートである。まず、演算回路33は、サードレール3のプロファイルデータから、レーザー光がカバー4で散乱された散乱光によるノイズ成分を除去する(ステップ101)。次に、演算回路33は、ステップ101でノイズ成分を除去したプロファイルデータに対し、円の最小二乗法による処理を行って、サードレール3の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算する(ステップ102)。続いて、演算回路33は、ステップ102で演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、サードレール3の規格で規定された円弧の円の半径Rと同じ半径を有する円の中心点の座標を算出して、中心点の位置を補正する(ステップ103)。さらに、演算回路33は、ステップ103で算出した中心点の座標を座標軸の各軸方向に段階的に変位させて、ステップ101でノイズ成分を除去したプロファイルデータから算出した半径と、規格で規定された円弧の円の半径との誤差の二乗の総和が最小となる座標をそれぞれ選出するフィッティング処理を行う(ステップ104)。そして、演算回路33は、ステップ104で選出した中心点の座標から、サードレール3の位置を検出する(ステップ105)。以下、各ステップの処理について、詳述する。
[Operation of arithmetic circuit]
First Embodiment
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the arithmetic circuit according to one embodiment of the present invention. First, the
(ノイズ成分の除去)
図5は、図4のステップ101における、ノイズ成分の除去を説明する図である。まず、演算回路33は、サードレール3のプロファイルデータから、次に説明する円の最小二乗法による処理と同様に処理をして、サードレール3の断面の曲線部分を構成する円弧の円の仮想中心点の座標と仮想半径r’とを演算する。次に、演算回路33は、演算した仮想半径r’に対し、プロファイルデータの誤差の許容範囲±dを決めて、仮想中心点に中心を有する、半径「r’−d」の円と、半径「r’+d」の円とを定める。図5において、一点鎖線は、仮想半径r’の円の円弧を示し、破線は、半径「r’−d」の円の円弧、及び半径「r’+d」の円の円弧を示している。また、仮想中心点以外の黒丸は、プロファイルデータを示している。
(Removal of noise component)
FIG. 5 is a diagram for explaining the removal of noise components in step 101 of FIG. First, the
演算回路33は、各プロファイルデータが、半径「r’−d」の円の円弧と、半径「r’+d」の円の円弧との間に位置するか否かを確認する。そして、演算回路33は、それらの2つの円弧の外側に位置する、誤差の許容範囲±dから外れたプロファイルデータP1,P2を、カバー4で散乱された散乱光によるノイズ成分として除去する。サードレール3の周囲のカバー4からの散乱光によるノイズ成分の影響が排除されるので、以後の処理によるサードレール3の位置の検出が、さらに高精度に行われる。
The
(円の最小二乗法による処理)
図6〜図8は、図4のステップ102における、円の最小二乗法による処理を説明する図である。図6において、円の中心点の座標(a,b)、円の半径rとすると、円周上の任意の点の座標(x,y)について、(1)の式が成り立つ。(1)の式を=0になるように変形して、各辺の二乗の総和を求めると、(2)の式となる。(2)の式の左辺を展開して、(4),(5),(6)の各式で示す通りにA,B,Cを置くと、(3)の式が得られる。(3)の式に関して、A,B,Cについてそれぞれ偏微分すると、図7の(7),(8),(9)の式が得られる。そして、(7),(8),(9)の式を行列を用いて解くと、図8の(10),(11)の式が得られる。
(Processing by the circle least squares method)
6 to 8 are diagrams for explaining the process by the least squares method of the circle in step 102 of FIG. In FIG. 6, assuming the coordinates (a, b) of the center point of the circle and the radius r of the circle, the equation (1) holds for the coordinates (x, y) of any point on the circumference. When the equation (1) is modified to be 0 and the sum of squares of the sides is obtained, the equation (2) is obtained. If the left side of the equation (2) is expanded and A, B, C are placed as shown by the equations (4), (5), (6), the equation (3) is obtained. When equations (3), (B) and (C) are partially differentiated, equations (7), (8) and (9) in FIG. 7 are obtained. Then, equations (7), (8) and (9) are solved using a matrix to obtain the equations (10) and (11) in FIG.
演算回路33は、ステップ101でノイズ成分を除去したプロファイルデータの各値を(11)の式に適用して、A,B,Cの値を算出し、算出したA,B,Cの値と図6の(4),(5),(6)の式とから、円の中心点の座標(a,b)、及び円の半径rを演算する。
The
(中心点位置の補正)
図9〜図11は、図4のステップ103における、中心点位置の補正を説明する図である。まず、演算回路33は、図4のステップ102で演算した円の中心点の座標(a,b)、及び円の半径rを用い、図9の(12)〜(15)の各式から、中心点の座標(a,b)及び半径rを有する円の円周上の任意の2点の座標(x1,y1)、(x2,y2)を算出する。そして、算出した2点の座標(x1,y1)、(x2,y2)を用い、図10の(16)〜(19)の式から、これら2点を円周上に含む、サードレール3の規格で規定された円弧の円の半径Rを有する円の中心点の座標(a’,b’)を算出して、中心点の位置を補正する。
(Correction of center point position)
9 to 11 are diagrams for explaining the correction of the center point position in step 103 of FIG. First, using the coordinates (a, b) of the center point of the circle calculated in step 102 of FIG. 4 and the radius r of the circle, the
このとき、図9に示す(12)〜(15)の各式において、θ1=0°、θ2=−45°とすると、cosθ1=1、sinθ1=0、cosθ2=1/√2、sinθ2=−1/√2となって、計算が容易となる。即ち、円周上の2点として、プロファイルデータの近傍で、Y座標が中心点と同じ点と、当該点を中心点に対して−45°回転させた位置の点とを用いると、図10の(16)〜(19)の式から、サードレール3の規格で規定された円弧の円の半径Rと同じ半径を有する円の中心点の座標(a’,b’)を算出する際、計算が容易になって、処理速度が向上する。
At this time, assuming that θ1 = 0 ° and θ2 = −45 ° in the respective equations (12) to (15) shown in FIG. 9, cos θ1 = 1, sin θ1 = 0, cos θ2 = 1 // 2, sin θ2 = − The calculation becomes easy as 1 / 計算 2. That is, if two points on the circumference are used in the vicinity of the profile data, a point having the same Y coordinate as the central point and a point at which the point is rotated by -45 ° with respect to the central point are used. When calculating the coordinates (a ′, b ′) of the center point of a circle having the same radius as the radius R of the circle specified by the
なお、図10の(16)〜(19)の式は、次の様にして求められる。まず、図10において、円周上の座標(x1,y1)の点と座標(x2,y2)の点との距離をLとすると、(16)の式が成り立つ。 The equations (16) to (19) in FIG. 10 can be obtained as follows. First, in FIG. 10, assuming that the distance between the point on the circumferential coordinates (x1, y1) and the point on the coordinates (x2, y2) is L, the equation (16) holds.
次に、図11において、半径Rの円の中心点O、円周上の2点E,Fに対し、直線EFの中間点Gの座標を(m,n)とする。三角形OGEは直角三角形であり、各辺の長さをs、L/2、Rとすると、(20)の式が成り立つ。また、直線OGの式を、点Eの座標(x1,y1)及び点Fの座標(x2,y2)から求めると、(21)の式となり、これに中心点Oの座標(a’,b’)を代入すると、(22)の式となる。一方、直線OGを斜辺とする、破線で示す直角三角形OHGの各辺の長さは、「n−b’」、「m−a’」、sであり、これらと(20)の式とから、(23)の式が成り立つ。(23)の式に(22)の式を代入して、a’を求めると、(24)の式が得られる。これに、m=(x1+x2)/2を代入すると、(25)の式となり、図10の(17)の式の通りにkを置くと、(18)の式が得られる。また、(22)の式に、(18)の式と、m=(x1+x2)/2、及びn=(y1+y2)/2を代入すると、(19)の式が得られる。 Next, in FIG. 11, with respect to the center point O of the circle of radius R and the two points E and F on the circumference, the coordinates of the midpoint G of the straight line EF are set to (m, n). The triangle OGE is a right triangle, and assuming that the length of each side is s, L / 2, R, the equation (20) holds. Further, when the formula of the straight line OG is obtained from the coordinates (x1, y1) of the point E and the coordinates (x2, y2) of the point F, it becomes the formula of (21). Substituting ') results in the expression (22). On the other hand, the length of each side of the right-angled triangle OHG indicated by a broken line, which has a straight line OG as an oblique side, is “n−b ′”, “m−a ′”, s, and from these and the equation of (20) The equation of (23) holds. Substituting the equation of (22) into the equation of (23) to obtain a ', the equation of (24) is obtained. Substituting m = (x1 + x2) / 2 into this gives the equation (25), and putting k as in the equation (17) of FIG. 10 gives the equation (18). Further, when the equation (18), m = (x1 + x2) / 2 and n = (y1 + y2) / 2 are substituted into the equation (22), the equation (19) is obtained.
(フィッティング処理)
図12は、図4のステップ104における、フィッティング処理を説明する図である。図4のステップ103で算出した中心点のX座標a’について、X軸方向の変位dxを、例えば、−1から+1まで0.05刻みに段階的に変化させて、ステップ101でノイズ成分を除去したプロファイルデータから算出した半径と、規格で規定された円弧の円の半径Rとの誤差drxを算出し、誤差drxの二乗の総和を算出する。そして、誤差drxの二乗の総和が最小となる変位の時の座標「a’+dx」を、X座標として選出する。
(Fitting process)
FIG. 12 is a diagram for explaining the fitting process in step 104 of FIG. For the X coordinate a 'of the central point calculated in step 103 of FIG. 4, the displacement dx in the X axis direction is stepwise changed from -1 to +1 in steps of 0.05, for example. The error drx between the radius calculated from the removed profile data and the radius R of the circle specified by the standard is calculated, and the sum of squares of the error drx is calculated. Then, the coordinate “a ′ + dx” at the displacement at which the sum of squares of the error drx is minimum is selected as the X coordinate.
また、図4のステップ103で算出した中心点のY座標b’について、Z軸方向の変位dyを、例えば、+3から−3からまで−0.05刻みに段階的に変化させて、ステップ101でノイズ成分を除去したプロファイルデータから算出した半径と、規格で規定された円弧の円の半径Rとの誤差dryを算出し、誤差dryの二乗の総和を算出する。そして、誤差dryの二乗の総和が最小となる変位の時の座標「b’+dy」を、Y座標として選出する。 Further, for the Y coordinate b 'of the central point calculated in step 103 of FIG. 4, the displacement dy in the Z axis direction is stepwise changed from +3 to -3 to -0.05, for example, and step 101 The error dry between the radius calculated from the profile data from which the noise component has been removed and the radius R of the circular arc specified by the standard is calculated, and the sum of the squares of the error dry is calculated. Then, the coordinate "b '+ dy" at the displacement at which the sum of squares of the error dry is minimized is selected as the Y coordinate.
本実施の形態で使用するセンサー14は、Z軸(Y座標)方向の分解能が、X軸方向よりも低い。そこで、本実施の形態では、上述したフィッティング処理を行う際、センサーの分解能が低いZ軸方向の座標を、センサーの分解能が高いX軸方向の座標よりも広範囲に変位させる。これにより、図12に示す誤差dryが、誤差drxよりも多く算出され、それらに基づき、センサー14の分解能の軸方向の相違に応じて、中心点の座標の選出が適切に行われる。
The
(サードレールの位置検出)
図13及び図14は、図4のステップ105における、サードレールの位置検出を説明する図である。まず、演算回路33は、ステップ104で選出した中心点の座標(a’+dx,b’+dy)と、規格で規定された円弧の円の半径Rとを用い、サードレール3の断面の曲線部分の頂点の座標を算出する。図13において、座標(a’+dx,b’+dy)の中心点から、X軸方向に半径Rだけ離れた点が、サードレール3の断面の曲線部分の頂点である。そして、演算回路33は、算出したサードレール3の断面の曲線部分の頂点の座標と、レール2用の検測装置を用いて別途検出したレール2の頭部側面の位置とから、図14に示す、レール2とサードレール3との距離Dを算出して、レール2の位置を基準としたサードレール3の位置を検出する。
(Position detection of third rail)
13 and 14 are diagrams for explaining the position detection of the third rail in step 105 of FIG. First, the
図4のステップ103,104において、ステップ102で演算した円の中心点の座標を補正する処理を行うので、プロファイルデータに欠落があっても、サードレール3の規格で規定された円弧の円の半径を用い、サードレール3の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標が、精度良く求まる。そして、ステップ105において、補正後の中心点の座標からサードレール3の位置を検出するので、ステップ102で演算した円の中心点の座標及び半径からサードレール3の位置を検出する場合に比べて、円弧で形成された表面の一部がカバー4で遮蔽されているサードレール3の位置が、高精度に検出される。
Since the coordinates of the center point of the circle calculated in step 102 are corrected in steps 103 and 104 in FIG. 4, even if there is a drop in the profile data, the circle of the arc specified by the
(第1の実施の形態の効果)
以上説明した実施の形態によれば、円弧で形成された表面の一部がカバー4で遮蔽されているサードレール3の位置を、高精度に検出することができる。
(Effect of the first embodiment)
According to the embodiment described above, it is possible to detect with high accuracy the position of the
さらに、図4のステップ101において、プロファイルデータから、レーザー光がカバー4で散乱された散乱光によるノイズ成分を除去し、ノイズ成分を除去したプロファイルデータを用いて、以後の処理を行うことにより、サードレール3の周囲のカバー4からの散乱光によるノイズ成分の影響を排除し、円弧で形成された表面の一部がカバー4で遮蔽されているサードレール3の位置を、さらに高精度に検出することができる。
Furthermore, in step 101 of FIG. 4, noise components due to the scattered light of the laser light scattered by the
さらに、図4のステップ103で中心点の位置を補正する際、ステップ102で演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点として、プロファイルデータの近傍で、Y座標が中心点と同じ点と、当該点を中心点に対して任意の角度だけ回転させた位置の点とを用いることにより、さらに精度を向上させることができる。なお、本実施の形態では、Y座標が中心点と同じ点と、当該点を中心点に対して−45°回転させた位置の点とを用いる場合について説明したが、回転角度は−45°に限らず、−30°から−90°の間の任意の角度であればよい。 Furthermore, when correcting the position of the center point in step 103 of FIG. 4, the Y coordinate is the center in the vicinity of the profile data as two points on the circumference of a circle having the coordinates and radius of the center point calculated in step 102. The accuracy can be further improved by using the same point as the point and the point at which the point is rotated by an arbitrary angle with respect to the central point. In this embodiment, the case where the Y coordinate is the same as the center point and the point at the position where the point is rotated by -45 ° with respect to the center point is described, but the rotation angle is -45 °. The angle may be any angle between -30 ° and -90 °.
さらに、図4のステップ104でフィッティング処理を行う際、センサーの分解能が低いZ軸方向の座標を、センサーの分解能が高いX軸方向の座標よりも広範囲に変位させることにより、センサーの分解能の軸方向の相違に応じて、中心点の座標の選出を適切に行うことができる。 Furthermore, when performing fitting processing in step 104 of FIG. 4, the sensor resolution axis is displaced by displacing the coordinates in the Z-axis direction with low sensor resolution more broadly than the coordinates in the X-axis direction with high sensor resolution. Depending on the difference in direction, the coordinates of the center point can be appropriately selected.
(第2の実施の形態)
図15は、本発明の他の実施の形態による演算回路の動作を示すフローチャートである。本実施の形態による演算回路の動作は、図4に示した第1の実施の形態における、ステップ104のフィッティング処理を省略したものである。
Second Embodiment
FIG. 15 is a flowchart showing the operation of the arithmetic circuit according to another embodiment of the present invention. The operation of the arithmetic circuit according to the present embodiment is the one in which the fitting process of step 104 in the first embodiment shown in FIG. 4 is omitted.
演算回路33は、サードレール3のプロファイルデータから、レーザー光がカバー4で散乱された散乱光によるノイズ成分を除去する(ステップ201)。次に、演算回路33は、ステップ201でノイズ成分を除去したプロファイルデータに対し、円の最小二乗法による処理を行って、サードレール3の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算する(ステップ202)。続いて、演算回路33は、ステップ202で演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、サードレール3の規格で規定された円弧の円の半径Rと同じ半径を有する円の中心点の座標を算出して、中心点の位置を補正する(ステップ203)。そして、演算回路33は、ステップ203で算出した中心点の座標から、サードレール3の位置を検出する(ステップ204)。ステップ201〜203の処理は、図4のステップ101〜103の処理と同様である。
The
(サードレールの位置検出)
図16は、図15のステップ204における、サードレールの位置検出を説明する図である。演算回路33は、ステップ203で算出した中心点の座標(a’,b’)と、規格で規定された円弧の円の半径Rとを用い、サードレール3の断面の曲線部分の頂点の座標を算出する。図16において、座標(a’,b’)の中心点から、X軸方向に半径Rだけ離れた点が、サードレール3の断面の曲線部分の頂点である。そして、演算回路33は、算出したサードレール3の断面の曲線部分の頂点の座標と、レール2用の検測装置を用いて別途検出したレール2の頭部側面の位置とから、レール2とサードレール3との距離を算出して、レール2の位置を基準としたサードレール3の位置を検出する。
(Position detection of third rail)
FIG. 16 is a diagram for explaining position detection of the third rail in step 204 of FIG. The
(第2の実施の形態の効果)
以上説明した第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態における、図4のステップ104のフィッティング処理を省略することにより、処理速度を向上させることができる。
(Effect of the Second Embodiment)
According to the second embodiment described above, the processing speed can be improved by omitting the fitting process of step 104 of FIG. 4 in the first embodiment.
本発明は、鉄道の線路のサードレールに限らず、カバー等の構造物が近接して設置されている各種の交通路設備の検測に適用することができる。また、本発明は、鉄道や道路のトンネルの形状を検測する際に、標識や照明設備等の構造物により、円弧で形成されたトンネル表面の一部が遮蔽されている箇所の検測にも適用することができる。また、以上説明した実施の形態では、センサーユニットを検測車両の床下に設置した例について説明したが、検測対象によっては、センサーユニットを床下以外の場所、例えば屋根等に設置してもよい。 The present invention can be applied not only to the third rail of railroad tracks, but also to inspection of various types of transportation facilities in which structures such as covers are installed in close proximity. Further, the present invention is used for inspection of a portion where a part of the tunnel surface formed by a circular arc is shielded by a structure such as a sign or lighting equipment when inspecting the shape of a railway or a road tunnel. Can also be applied. In the embodiment described above, an example in which the sensor unit is installed under the floor of the inspection vehicle has been described, but depending on the inspection object, the sensor unit may be installed in a place other than the floor, such as a roof .
1 枕木
2 レール
3 サードレール
3a,3b 保護板
4 カバー
5 検測車両
10 センサーユニット
11 レーザー光源
12 シリンドリカルレンズ
13 集光レンズ
14 センサー
20 制御装置
21 制御回路
22 メモリ
23 距離パルス発生器
30 処理装置
31 CPU
32 メモリ
33 演算回路
100 検測装置
DESCRIPTION OF
32
Claims (14)
前記レーザー光が前記交通路設備で散乱された散乱光を受光して、画像信号を出力するセンサーと、
前記センサーから出力された前記画像信号をプロファイルデータとして処理して、前記交通路設備の位置を検出する処理装置とを備え、
前記処理装置は、
前記プロファイルデータから、円の最小二乗法を用いて、前記交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算し、演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、前記交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径と同じ半径を有する円の中心点の座標を算出し、算出した中心点の座標を座標軸の各軸方向に段階的に変位させて、前記プロファイルデータから算出した半径と、規格で規定された円弧の円の半径との誤差の二乗の総和が最小となる座標をそれぞれ選出し、選出した座標から前記交通路設備の位置を検出する演算回路を有する
ことを特徴とする交通路設備の検測装置。 A laser light source for irradiating a laser beam to a roadway facility in which a part of the surface formed by an arc is shielded by a structure;
A sensor for receiving the scattered light scattered by the traffic path facility by the laser light and outputting an image signal;
And a processing device for processing the image signal output from the sensor as profile data to detect the position of the traffic facility.
The processing unit
From the profile data, using the least squares method of the circle, the coordinates and radius of the circle center point of the arc constituting the curved portion of the section of the traffic facility are calculated, and the coordinates and radius of the center point are calculated The coordinates of the center point of a circle having the same radius as the radius of the circle of the arc specified by the standard of the traffic road facility are calculated through two points on the circumference of the circle, and the coordinates of the calculated center point Coordinates are selected in which the sum of squares of errors between the radius calculated from the profile data and the radius of the circular arc specified by the standard is minimized by stepwise displacement in each axial direction, and the selected coordinates are selected. And an arithmetic circuit for detecting the position of the traffic facility from the above.
ことを特徴とする請求項1に記載の交通路設備の検測装置。 The arithmetic circuit may use the least squares method of the circle to calculate the coordinates and radius of the center point of the circle of the arc that constitutes the curved portion of the cross section of the transportation facility, the laser light from the profile data The traffic route equipment inspection according to claim 1, wherein the subsequent processing is performed using the profile data from which the noise component due to the scattered light scattered by the structure is removed and the noise component is removed. apparatus.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の交通路設備の検測装置。 The arithmetic circuit sets two points on the circumference of a circle having coordinates and a radius of the calculated central point, in the vicinity of the profile data, with respect to the central point and a point having the same Y coordinate as the central point. The inspection device for traffic facility according to claim 1 or 2, wherein a point at a position rotated by an arbitrary angle between -30 ° and -90 ° is used.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の交通路設備の検測装置。 When the arithmetic circuit displaces the calculated center point coordinates stepwise in each axis direction of the coordinate axis, the coordinate in the axial direction of the low resolution of the sensor is wider than the coordinate in the axial direction of the high resolution of the sensor. The inspection apparatus for traffic route equipment according to any one of claims 1 to 3, wherein the inspection equipment for the roadway equipment is displaced.
前記レーザー光が前記交通路設備で散乱された散乱光をセンサーにより受光し、
前記センサーから出力された画像信号をプロファイルデータとして処理し、
前記プロファイルデータから、円の最小二乗法を用いて、前記交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算し、
演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、前記交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径と同じ半径を有する円の中心点の座標を算出し、
算出した中心点の座標を座標軸の各軸方向に段階的に変位させて、前記プロファイルデータから算出した半径と、規格で規定された円弧の円の半径との誤差の二乗の総和が最小となる座標をそれぞれ選出し、
選出した座標から前記交通路設備の位置を検出する
ことを特徴とする交通路設備の検測方法。 The laser light source irradiates the laser light from the laser light source to the roadway facility where a part of the surface formed by the arc is shielded by the structure,
The laser light receives scattered light scattered by the traffic route facility by a sensor,
Processing an image signal output from the sensor as profile data;
From the profile data, using the least squares method of a circle, the coordinates and radius of the center point of the circle of the arc that constitutes the curved portion of the section of the traffic facility are calculated;
The coordinates of the center point of a circle having the same radius as the radius of the circle of the arc specified by the standard of the traffic facility are calculated by passing through two points on the circumference of the circle having the coordinates and the radius of the calculated center point. ,
The calculated coordinates of the central point are displaced stepwise in each axis direction of the coordinate axes, and the sum of squares of errors between the radius calculated from the profile data and the radius of the circle of the arc specified by the standard is minimized. Pick the coordinates respectively,
A method of detecting traffic route equipment, comprising: detecting the position of the traffic route equipment from selected coordinates.
ノイズ成分を除去したプロファイルデータを用いて、以後の処理を行う
ことを特徴とする請求項5に記載の交通路設備の検測方法。 From the profile data, the laser light is the structure before the coordinates and the radius of the circle center point of the arc forming the curved portion of the section of the traffic facility are calculated using the circle least squares method. Remove noise components from scattered light,
The inspection method of traffic road equipment according to claim 5, wherein the subsequent processing is performed using profile data from which noise components are removed.
ことを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の交通路設備の検測方法。 As the two points on the circumference of a circle having the coordinates and radius of the calculated center point, in the vicinity of the profile data, a point having the same Y coordinate as the center point, and the point concerned from -30 ° to the center point The method according to claim 5 or 6, wherein the point of the position rotated by an arbitrary angle between 90 ° is used.
ことを特徴とする請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載の交通路設備の検測方法。 When stepwise displacing the calculated coordinates of the central point in the axial directions of the coordinate axes, it is possible to displace the coordinate in the axial direction of the low resolution of the sensor to a wider range than the coordinate in the axial direction of the high resolution of the sensor. The inspection method of traffic route equipment according to any one of claims 5 to 7, characterized in that:
前記レーザー光が前記交通路設備で散乱された散乱光を受光して、画像信号を出力するセンサーと、
前記センサーから出力された前記画像信号をプロファイルデータとして処理して、前記交通路設備の位置を検出する処理装置とを備え、
前記処理装置は、
前記プロファイルデータから、円の最小二乗法を用いて、前記交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算し、演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、前記交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径と同じ半径を有する円の中心点の座標を算出し、算出した中心点の座標から前記交通路設備の位置を検出する演算回路を有する
ことを特徴とする交通路設備の検測装置。 A laser light source for irradiating a laser beam to a roadway facility in which a part of the surface formed by an arc is shielded by a structure;
A sensor for receiving the scattered light scattered by the traffic path facility by the laser light and outputting an image signal;
And a processing device for processing the image signal output from the sensor as profile data to detect the position of the traffic facility.
The processing unit
From the profile data, using the least squares method of the circle, the coordinates and radius of the circle center point of the arc constituting the curved portion of the section of the traffic facility are calculated, and the coordinates and radius of the center point are calculated The coordinates of the center point of a circle having the same radius as the radius of the circle of the arc specified by the standard of the traffic road facility are calculated through the two points on the circumference of the circle, and the traffic is calculated from the coordinates of the calculated center point An inspection device for a traffic facility, comprising an arithmetic circuit for detecting the position of the road facility.
ことを特徴とする請求項9に記載の交通路設備の検測装置。 The arithmetic circuit may use the least squares method of the circle to calculate the coordinates and radius of the center point of the circle of the arc that constitutes the curved portion of the cross section of the transportation facility, the laser light from the profile data 10. The traffic route equipment inspection according to claim 9, characterized in that the following processing is performed using the profile data from which the noise component due to the scattered light scattered by the structure is removed and the noise component is removed. apparatus.
ことを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の交通路設備の検測装置。 The arithmetic circuit sets two points on the circumference of a circle having coordinates and a radius of the calculated central point, in the vicinity of the profile data, with respect to the central point and a point having the same Y coordinate as the central point. The inspection apparatus for traffic facility according to claim 9 or 10, wherein the point of the position rotated by an arbitrary angle between -30 ° and -90 ° is used.
前記レーザー光が前記交通路設備で散乱された散乱光をセンサーにより受光し、
前記センサーから出力された画像信号をプロファイルデータとして処理し、
前記プロファイルデータから、円の最小二乗法を用いて、前記交通路設備の断面の曲線部分を構成する円弧の円の中心点の座標及び半径を演算し、
演算した中心点の座標及び半径を有する円の円周上の2点を通り、前記交通路設備の規格で規定された円弧の円の半径と同じ半径を有する円の中心点の座標を算出し、
算出した中心点の座標から前記交通路設備の位置を検出する
ことを特徴とする交通路設備の検測方法。 The laser light source irradiates the laser light from the laser light source to the roadway facility where a part of the surface formed by the arc is shielded by the structure,
The laser light receives scattered light scattered by the traffic route facility by a sensor,
Processing an image signal output from the sensor as profile data;
From the profile data, using the least squares method of a circle, the coordinates and radius of the center point of the circle of the arc that constitutes the curved portion of the section of the traffic facility are calculated;
The coordinates of the center point of a circle having the same radius as the radius of the circle of the arc specified by the standard of the traffic facility are calculated by passing through two points on the circumference of the circle having the coordinates and the radius of the calculated center point. ,
A method of inspecting a traffic facility, comprising detecting the position of the traffic facility from the calculated coordinates of the central point.
ノイズ成分を除去したプロファイルデータを用いて、以後の処理を行う
ことを特徴とする請求項12に記載の交通路設備の検測方法。 From the profile data, the laser light is the structure before the coordinates and the radius of the circle center point of the arc forming the curved portion of the section of the traffic facility are calculated using the circle least squares method. Remove noise components from scattered light,
The traffic route equipment inspection method according to claim 12, wherein the subsequent processing is performed using profile data from which noise components have been removed.
ことを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の交通路設備の検測方法。 As the two points on the circumference of a circle having the coordinates and radius of the calculated center point, in the vicinity of the profile data, a point having the same Y coordinate as the center point, and the point concerned from -30 ° to the center point The method according to claim 12 or 13, wherein the point of the position rotated by an arbitrary angle between 90 ° is used.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110567381A (en) * | 2019-10-09 | 2019-12-13 | 上海中车瑞伯德智能系统股份有限公司 | method for measuring outer circumference and maximum and minimum diameter of cylindrical workpiece |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05141947A (en) * | 1991-11-21 | 1993-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | Ultrasonic rail size measuring device |
JPH0682221A (en) * | 1992-09-04 | 1994-03-22 | Toshiba Corp | Third rail measuring apparatus |
JP2012173254A (en) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Hitachi High-Technologies Corp | Inspection measurement method and apparatus |
CN102897192A (en) * | 2012-10-18 | 2013-01-30 | 成都唐源电气有限责任公司 | Detection system for urban railway traffic contact rail and detection method thereof |
JP2013136352A (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Displacement detection device for railroad rail |
CN103863357A (en) * | 2014-03-21 | 2014-06-18 | 杭州海聚动力科技有限公司 | Rail transit contact track measuring device and measuring method |
CN104359444A (en) * | 2014-11-10 | 2015-02-18 | 上海同儒机电科技有限公司 | Rail outline detection method and system |
JP2016061630A (en) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 三菱電機株式会社 | Track gauge measurement device and track gauge measurement method |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10313191A1 (en) * | 2003-03-25 | 2004-10-07 | Gutehoffnungshütte Radsatz Gmbh | Method for contactless, dynamic detection of the profile of a solid |
CN104296682A (en) * | 2014-10-28 | 2015-01-21 | 电子科技大学 | Contour registration method used in train guide rail contour measurement based on machine vision |
-
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05141947A (en) * | 1991-11-21 | 1993-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | Ultrasonic rail size measuring device |
JPH0682221A (en) * | 1992-09-04 | 1994-03-22 | Toshiba Corp | Third rail measuring apparatus |
JP2012173254A (en) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Hitachi High-Technologies Corp | Inspection measurement method and apparatus |
JP2013136352A (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Displacement detection device for railroad rail |
CN102897192A (en) * | 2012-10-18 | 2013-01-30 | 成都唐源电气有限责任公司 | Detection system for urban railway traffic contact rail and detection method thereof |
CN103863357A (en) * | 2014-03-21 | 2014-06-18 | 杭州海聚动力科技有限公司 | Rail transit contact track measuring device and measuring method |
JP2016061630A (en) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 三菱電機株式会社 | Track gauge measurement device and track gauge measurement method |
CN104359444A (en) * | 2014-11-10 | 2015-02-18 | 上海同儒机电科技有限公司 | Rail outline detection method and system |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110567381A (en) * | 2019-10-09 | 2019-12-13 | 上海中车瑞伯德智能系统股份有限公司 | method for measuring outer circumference and maximum and minimum diameter of cylindrical workpiece |
CN110567381B (en) * | 2019-10-09 | 2020-11-24 | 上海中车瑞伯德智能系统股份有限公司 | Method for measuring outer circumference and maximum and minimum diameter of cylindrical workpiece |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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