JP2019118201A - Arc discharge determination device - Google Patents

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幸太郎 中村
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Hiroki Shimoyama
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Abstract

To determine whether or not arc discharge is generated between a pantagraph and an overhead power line even if an ultraviolet ray of the sunlight is made incident in a camera.SOLUTION: An arc discharge determination device of the embodiment comprises an imaging part, a high luminance region extraction part and an arc generation determination part. The imaging part is mounted on a vehicle, and receives a visible light ray from the periphery of a pantagraph of the vehicle. The high luminance region extraction part extracts a high luminance region of higher luminance than preset luminance in a visible light image provided by imaging of the imaging part. The arc generation determination part determines whether or not arc discharge is generated between the pantagraph and an overhead power line based on whether or not the area of the high luminance region is a first threshold value or more.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、アーク放電判定装置に関する。   Embodiments of the present invention relate to an arc discharge determination device.

紫外線カメラを用いてパンタグラフと架線間において発生するアーク放電を撮像する技術がある。また、すり板と架線との接触点の明るさの検出結果と、照度センサによるパンタグラフの周囲の明るさの検出結果とを用いて、パンタグラフと架線間においてアーク放電が発生したか否かを判定する技術がある。   There is a technique of imaging an arc discharge generated between a pantograph and an overhead wire using an ultraviolet camera. Also, using the detection result of the brightness of the contact point between the ground plate and the overhead wire and the detection result of the brightness around the pantograph by the illuminance sensor, it is determined whether or not arcing has occurred between the pantograph and the overhead wire Have the technology to

特許第3793928号公報Patent No. 3793928 gazette 特開2010−122102号公報JP, 2010-122102, A 特許第4415330号公報Patent No. 4415330

しかしながら、紫外線カメラを用いてアーク放電を撮像する技術においては、特殊な紫外線カメラを用いる必要がある。また、すり板と架線との接触点の明るさの検出結果と、照度センサによるパンタグラフの周囲の明るさの検出結果とを用いて、アーク放電が発生したか否かを判定する技術は、すり板と架線との接触点の明るさの検出に用いる可視光カメラに対して、太陽光が入射した場合に、アーク放電の発生を誤判定する可能性がある。   However, in the technology of imaging an arc discharge using an ultraviolet camera, it is necessary to use a special ultraviolet camera. In addition, the technology that determines whether or not arcing has occurred using the detection result of the brightness of the contact point between the ground plate and the overhead wire and the detection result of the brightness around the pantograph by the illuminance sensor When sunlight is incident on the visible light camera used to detect the brightness of the contact point between the plate and the overhead wire, there is a possibility that the occurrence of arc discharge may be erroneously determined.

実施形態のアーク放電判定装置は、撮像部と、高輝度領域抽出部と、アーク発生判定部と、を備える。撮像部は、車両に搭載され、かつ車両のパンタグラフの周囲からの可視光線を受光する。高輝度領域抽出部は、撮像部の撮像により得られる可視光画像において、予め設定された輝度より高い輝度の高輝度領域を抽出する。アーク発生判定部は、高輝度領域の面積が第1閾値以上であるか否かに基づいて、パンタグラフと架線間においてアーク放電が発生したか否かを判定する。   The arc discharge determination apparatus according to the embodiment includes an imaging unit, a high brightness area extraction unit, and an arc occurrence determination unit. The imaging unit is mounted on the vehicle and receives visible light from the periphery of the pantograph of the vehicle. The high brightness area extraction unit extracts a high brightness area having a brightness higher than a preset brightness in a visible light image obtained by imaging by the imaging unit. The arc occurrence determination unit determines whether or not an arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire based on whether or not the area of the high luminance region is equal to or greater than the first threshold.

図1は、第1の実施形態にかかる車両に搭載されるアーク放電判定装置の構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of an arc discharge determination device mounted on a vehicle according to a first embodiment. 図2は、第1の実施形態にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態にかかる画像処理装置におけるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus according to the first embodiment. 図4は、変形例1にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus according to the first modification. 図5は、変形例1にかかる画像処理装置によるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of arc generation determination processing by the image processing apparatus according to the first modification. 図6は、変形例1にかかる画像処理装置におけるアーク放電発生頻度の算出処理の一例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of calculation processing of the arc discharge occurrence frequency in the image processing apparatus according to the first modification. 図7は、第2の実施形態にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a block diagram showing an example of the functional arrangement of an image processing apparatus according to the second embodiment. 図8は、第2の実施形態にかかる画像処理装置におけるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus according to the second embodiment. 図9は、変形例2にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus according to the second modification. 図10は、変形例2にかかる画像処理装置によるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the flow of arc generation determination processing by the image processing apparatus according to the second modification. 図11は、変形例2にかかる画像処理装置によるアーク発生判定処理の一例を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an example of arc generation determination processing by the image processing apparatus according to the second modification. 図12は、変形例3にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus according to the third modification. 図13は、変形例3にかかる画像処理装置によるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of the flow of arc generation determination processing by the image processing apparatus according to the third modification. 図14は、変形例4にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus according to the fourth modification. 図15は、変形例4にかかる画像処理装置におけるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus according to the fourth modification. 図16は、第3の実施形態にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 16 is a block diagram showing an example of the functional arrangement of an image processing apparatus according to the third embodiment. 図17は、第3の実施形態にかかる画像処理装置におけるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart showing an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus according to the third embodiment. 図18は、第4の実施形態にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。FIG. 18 is a block diagram showing an example of the functional arrangement of an image processing apparatus according to the fourth embodiment. 図19は、第4の実施形態にかかる画像処理装置におけるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。FIG. 19 is a flowchart showing an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus according to the fourth embodiment.

以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかるアーク放電判定装置を適用した電気車等の車両について説明する。   Hereinafter, vehicles, such as an electric car to which an arc discharge judging device concerning this embodiment is applied, are explained using an attached drawing.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態にかかる車両に搭載されるアーク放電判定装置の構成の一例を示す図である。図1を用いて、本実施形態にかかる車両に搭載されるアーク放電判定装置の概略構成の一例について説明する。本実施形態では、アーク放電判定装置は、カメラ101と、画像処理装置102と、ログ記録装置103と、車内モニタ104と、を有する。本実施形態では、アーク放電判定装置は、ログ記録装置103および車内モニタ104を有しているが、少なくとも、カメラ101および画像処理装置102を有していれば良い。
First Embodiment
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of an arc discharge determination device mounted on a vehicle according to a first embodiment. An example of a schematic configuration of the arc discharge determination device mounted on a vehicle according to the present embodiment will be described using FIG. 1. In the present embodiment, the arc discharge determination device includes a camera 101, an image processing device 102, a log recording device 103, and an in-vehicle monitor 104. In the present embodiment, the arc discharge determination device has the log recording device 103 and the in-vehicle monitor 104, but it may have at least the camera 101 and the image processing device 102.

カメラ101(撮像部の一例)は、可視光を撮像可能なカメラ(所謂、可視光カメラ)等であり、車両に搭載され、車両のパンタグラフ2を撮像可能である。具体的には、カメラ101は、車両のパンタグラフ2の周囲からの可視光線を受光して、パンタグラフ2を撮像する。本実施形態では、カメラ101は、パンタグラフ2を下方から撮像可能に設けられている。また、本実施形態では、カメラ101は、車両の進行方向において、パンタグラフ2よりも前方に設けられているが、これに限定するものではなく、車両の進行方向において、パンタグラフ2よりも後方に設けられていても良い。   The camera 101 (an example of an imaging unit) is a camera capable of capturing visible light (so-called visible light camera) or the like, is mounted on a vehicle, and can capture the pantograph 2 of the vehicle. Specifically, the camera 101 receives visible light from the periphery of the pantograph 2 of the vehicle and captures an image of the pantograph 2. In the present embodiment, the camera 101 is provided so as to be able to image the pantograph 2 from below. Furthermore, in the present embodiment, the camera 101 is provided in front of the pantograph 2 in the traveling direction of the vehicle, but the present invention is not limited to this. The camera 101 is provided behind the pantograph 2 in the traveling direction of the vehicle. It may be done.

画像処理装置102は、カメラ101によりパンタグラフ2を撮像して得られる可視光画像に基づいて、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを判定する。そして、画像処理装置102は、アーク放電が発生したか否かの判定結果をログ記録装置103に保存する。ログ記録装置103は、HDD(Hard Disk Drive)等であり、アーク放電が発生したか否かの判定結果等の各種情報を記憶する記憶部である。本実施形態では、ログ記録装置103は、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かの判定結果を、アーク放電が発生したと判定された時刻(すなわち、可視光画像が得られた時刻)等、当該判定結果を識別可能な情報とともに記憶する。本実施形態では、画像処理装置102は、車両に搭載されるログ記録装置103に対して、アーク放電判定結果を保存しているが、これに限定するものではなく、車両の外部の記憶装置(例えば、地上側のシステムが有する記憶装置)に対して、アーク放電が発生したか否かの判定結果を保存しても良い。   The image processing apparatus 102 determines whether or not an arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L based on a visible light image obtained by imaging the pantograph 2 with the camera 101. Then, the image processing apparatus 102 stores the determination result as to whether or not the arc discharge has occurred in the log recording apparatus 103. The log recording device 103 is an HDD (Hard Disk Drive) or the like, and is a storage unit that stores various information such as the determination result of whether or not arc discharge has occurred. In the present embodiment, the log recording device 103 determines whether or not arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L as a result of determination as to whether or not arc discharge has occurred (that is, a visible light image is obtained). And the like, and stores the determination result together with identifiable information. In the present embodiment, the image processing apparatus 102 stores the arc discharge determination result with respect to the log recording apparatus 103 mounted on the vehicle, but the present invention is not limited to this. For example, the result of determination as to whether or not arcing has occurred may be stored in the storage device of the system on the ground side.

車内モニタ104は、LCD(Liquid Crystal Display)等であり、アーク放電が発生したか否かの判定結果等の各種情報を表示する表示部である。本実施形態では、画像処理装置102は、車両に搭載される車内モニタ104に対して、アーク放電が発生したか否かの判定結果を表示させているが、これに限定するものではなく、車両の外部の表示装置(例えば、地上側のシステムが有する表示部)に対して、アーク放電判定結果を表示させても良い。   The in-vehicle monitor 104 is an LCD (Liquid Crystal Display) or the like, and is a display unit that displays various information such as a determination result as to whether or not an arc discharge has occurred. In the present embodiment, the image processing apparatus 102 causes the in-vehicle monitor 104 mounted on the vehicle to display the determination result as to whether or not arcing has occurred. However, the present invention is not limited to this. The arc discharge determination result may be displayed on an external display device (e.g., a display unit of a system on the ground side).

図2は、第1の実施形態にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。図3は、第1の実施形態にかかる画像処理装置におけるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。次に、図2および図3を用いて、本実施形態にかかる画像処理装置102におけるアーク発生判定処理の流れの一例について説明する。本実施形態では、画像処理装置102は、図2に示すように、画像取得部201、高輝度領域抽出部202、高輝度領域面積算出部203、およびアーク発生判定部204を有する。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 is a flowchart showing an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus according to the first embodiment. Next, an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus 102 according to the present embodiment will be described using FIGS. 2 and 3. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the image processing apparatus 102 includes an image acquisition unit 201, a high brightness area extraction unit 202, a high brightness area area calculation unit 203, and an arc occurrence determination unit 204.

画像取得部201は、カメラ101から、当該カメラ101によってパンタグラフ2を撮像して得られる可視光画像を取得する(ステップS301)。高輝度領域抽出部202は、画像取得部201により取得した可視光画像において、予め設定された輝度より高い輝度の領域(以下、高輝度領域と言う)を抽出する(ステップS302)。ここで、予め設定された輝度は、架線Lとパンタグラフ2間においてアーク放電が発生した際の可視光画像の輝度である。アーク放電により発生するアーク光は、高輝度である。よって、可視光画像の画素値が0〜255がとり得る場合、アーク光が発生した際の可視光画像の画素値は、255となることが多い。よって、本実施形態では、高輝度領域抽出部202は、可視光画像において、画素値が255を示す画素により構成される領域を高輝度領域として抽出する。   The image acquiring unit 201 acquires, from the camera 101, a visible light image obtained by imaging the pantograph 2 by the camera 101 (step S301). In the visible light image acquired by the image acquisition unit 201, the high luminance area extraction unit 202 extracts an area having a luminance higher than that set in advance (hereinafter, referred to as a high luminance area) (step S302). Here, the preset brightness is the brightness of the visible light image when the arc discharge occurs between the overhead line L and the pantograph 2. Arc light generated by arc discharge has high brightness. Therefore, when the pixel value of the visible light image can be 0 to 255, the pixel value of the visible light image when arc light is generated is often 255. Therefore, in the present embodiment, the high luminance area extraction unit 202 extracts an area constituted by pixels whose pixel value is 255 in the visible light image as a high luminance area.

高輝度領域面積算出部203は、高輝度領域抽出部202により抽出される高輝度領域の面積を算出する(ステップS303)。本実施形態では、高輝度領域面積算出部203は、高輝度領域の画素数を計数し、計数した画素数に対して、1画素当りの面積を乗算した値を、高輝度領域の面積として算出する。アーク発生判定部204は、高輝度領域面積算出部203により算出される高輝度領域の面積が閾値TH1以上であるか否かに基づいて、パンタグラフ2と架線L間でアーク放電が発生したか否かを判定する(ステップS304)。本実施形態では、アーク発生判定部204は、高輝度領域の面積が閾値TH1以上である場合に、パンタグラフ2と架線L間でアーク放電が発生したと判定する。   The high brightness area area calculation unit 203 calculates the area of the high brightness area extracted by the high brightness area extraction unit 202 (step S303). In the present embodiment, the high brightness area area calculation unit 203 counts the number of pixels in the high brightness area, and calculates the value obtained by multiplying the counted number of pixels by the area per pixel as the area of the high brightness area. Do. The arc occurrence determination unit 204 determines whether an arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L based on whether the area of the high brightness area calculated by the high brightness area area calculation unit 203 is equal to or larger than the threshold TH1. It is determined (step S304). In the present embodiment, the arc generation determination unit 204 determines that an arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L when the area of the high luminance region is equal to or larger than the threshold TH1.

このように、第1の実施形態にかかるアーク放電判定装置によれば、紫外線カメラを用いずに、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電の発生を検出できるので、太陽光の紫外線がカメラ101に入射したとしても、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かの判定が可能となる。また、特殊な紫外線カメラや複数のカメラを用いずに、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電の発生を検出できるので、アーク放電判定装置の実現に要するコストを削減できる。   As described above, according to the arc discharge determination apparatus according to the first embodiment, the occurrence of arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L can be detected without using the ultraviolet camera. Even if the light is incident, it can be determined whether or not an arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L. Further, since the occurrence of arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L can be detected without using a special ultraviolet camera or a plurality of cameras, the cost required to realize the arc discharge determination device can be reduced.

(変形例1)
本変形例は、可視光画像を用いて、パンタグラフと架線間でのアーク放電の発生頻度を求め、当該アーク放電の発生頻度に基づいて、パンタグラフと架線間においてアーク放電が発生したか否かを判定する例である。以下の説明では、第1の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
(Modification 1)
In this modification, the frequency of occurrence of arc discharge between the pantograph and the overhead wire is determined using a visible light image, and whether or not arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire based on the frequency of occurrence of the arc discharge. It is an example of determination. In the following description, the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted.

図4は、変形例1にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。図5は、変形例1にかかる画像処理装置によるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図6は、変形例1にかかる画像処理装置におけるアーク放電発生頻度の算出処理の一例を説明するための図である。図4〜6を用いて、本変形例にかかる画像処理装置400が有する各部によるアーク発生判定処理の流れについて説明する。図5のステップS301〜ステップS303までの処理は、第1の実施形態と同様である。また、本変形例では、画像処理装置400は、図4に示すように、画像取得部201、高輝度領域抽出部202、高輝度領域面積算出部203、およびアーク発生判定部401を有する。また、アーク発生判定部401は、第1アーク発生判定部402、アーク発生頻度算出部403、および第2アーク発生判定部404を有する。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus according to the first modification. FIG. 5 is a flowchart showing an example of the flow of arc generation determination processing by the image processing apparatus according to the first modification. FIG. 6 is a diagram for explaining an example of calculation processing of the arc discharge occurrence frequency in the image processing apparatus according to the first modification. The flow of the arc generation determination process by each part of the image processing apparatus 400 according to the present modification will be described with reference to FIGS. The processing from step S301 to step S303 in FIG. 5 is the same as that in the first embodiment. Further, in the present modification, as illustrated in FIG. 4, the image processing apparatus 400 includes an image acquisition unit 201, a high brightness area extraction unit 202, a high brightness area area calculation unit 203, and an arc occurrence determination unit 401. Further, the arc occurrence determination unit 401 includes a first arc occurrence determination unit 402, an arc occurrence frequency calculation unit 403, and a second arc occurrence determination unit 404.

第1アーク発生判定部402は、高輝度領域の面積が閾値TH1以上であるか否かを判定する第1アーク発生判定処理を実行する(ステップS501)。アーク発生頻度算出部403は、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電の発生頻度(以下、アーク放電発生頻度と言う)を算出する(ステップS502)。具体的には、アーク発生頻度算出部403は、図6に示すように、予め設定された時間内に得られるN枚の可視光画像のうち、アーク放電が発生したと判定される可視光画像の数(A枚)を計数する。次いで、アーク発生頻度算出部403は、予め設定された時間内に得られる可視光画像の枚数(N枚)に対する、アーク放電が発生したと判定されるA枚の可視光画像の割合(A/N)を、アーク放電発生頻度Rとして算出する。ここで、アーク放電が発生したと判定される可視光画像は、高輝度領域の面積が閾値TH1以上と判定された可視光画像である。または、アーク発生頻度算出部403は、図6に示すように、予め設定されたフレーム数Nの可視光画像のうち、アーク放電が発生したと判定されるA枚の可視光画像の割合(A/N)を、アーク放電発生頻度Rとして算出する。   The first arc occurrence determining unit 402 executes a first arc occurrence determining process of determining whether the area of the high luminance region is equal to or greater than the threshold TH1 (step S501). The arc occurrence frequency calculation unit 403 calculates the occurrence frequency of the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L (hereinafter referred to as the arc discharge occurrence frequency) (step S502). Specifically, as shown in FIG. 6, among the N visible light images obtained within a preset time, the arc occurrence frequency calculation unit 403 determines that a visible light image is determined to have generated an arc discharge. Count the number of (A sheet). Next, the arc occurrence frequency calculation unit 403 determines the ratio (A / A) of the visible light images of the A sheet determined to cause the arc discharge to the number (N sheets) of visible light images obtained within a preset time. N) is calculated as the arc discharge occurrence frequency R. Here, the visible light image determined to have generated an arc discharge is a visible light image determined to have the area of the high luminance region equal to or greater than the threshold TH1. Alternatively, as illustrated in FIG. 6, the arc occurrence frequency calculation unit 403 determines the ratio of the visible light images of A sheets determined to have generated the arc discharge among the visible light images of the preset frame number N (A Calculate / N) as the arc discharge occurrence frequency R.

図5に戻り、第2アーク発生判定部404は、アーク発生頻度算出部403により算出されるアーク放電発生頻度が閾値TH1a以上である場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと第2アーク発生判定処理を実行する(ステップS503)。ここで、閾値TH1aは、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定するアーク放電発生頻度の下限である。これにより、パンタグラフ2と架線L間において発生するアーク放電以外の影響によって可視光画像が含む高輝度領域の面積が閾値TH1以上となった場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したことを誤判定することを防止できる。   Returning to FIG. 5, the second arc occurrence determining unit 404 determines that an arc occurs between the pantograph 2 and the overhead wire L when the arc occurrence frequency calculated by the arc occurrence frequency calculating unit 403 is equal to or greater than the threshold TH1a. The second arc occurrence determination processing is executed (step S503). Here, the threshold value TH1a is the lower limit of the arc discharge occurrence frequency that determines that arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L. Thus, when the area of the high-brightness region included in the visible light image becomes equal to or greater than the threshold TH1 due to an influence other than the arc discharge generated between the pantograph 2 and the overhead wire L, an arc discharge is generated between the pantograph 2 and the overhead wire L It is possible to prevent the wrong judgment of things.

本変形例では、第2アーク発生判定部404は、アーク放電発生頻度が閾値TH1a以上である場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定しているが、これに限定するものではない。例えば、第2アーク発生判定部404は、アーク放電発生頻度が所定のアーク放電発生頻度範囲内である場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定しても良い。ここで、所定のアーク放電発生頻度範囲は、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定するアーク放電発生頻度の範囲である。本変形例では、所定のアーク放電発生頻度範囲は、閾値TH1a以上かつ閾値TH1b以下である。ここで、閾値TH1bは、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定するアーク放電発生頻度の上限である。   In the present modification, the second arc occurrence determining unit 404 determines that arcing has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L when the arc occurrence frequency is equal to or higher than the threshold TH1a, but this is limited to this It is not a thing. For example, the second arc generation determination unit 404 may determine that arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L when the arc discharge frequency is within a predetermined arc discharge frequency range. Here, the predetermined arc discharge occurrence frequency range is a range of the arc discharge occurrence frequency that determines that arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L. In the present modification, the predetermined arc discharge occurrence frequency range is equal to or higher than the threshold TH1a and equal to or lower than the threshold TH1b. Here, the threshold value TH1 b is the upper limit of the arc discharge occurrence frequency that determines that arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L.

昼間にカメラ101に対して太陽光が直射した際やトンネルから外に車両が出た際、自動露光制御によってカメラ101の露出の制御が完了するまでの間、可視光画像には、白とびが発生することが多い。その場合も、可視光画像に高輝度領域が発生し続ける状態となるため(すなわち、アーク放電発生頻度が1.0となり続けるため)、アーク放電の発生を誤判定する可能性がある。そこで、本変形例では、アーク放電が発生したと判定するアーク放電発生頻度の範囲に上限(閾値TH1b)を加える。これにより、昼間にカメラ101に対して太陽光が直射した際やトンネルから外に車両が出た際に、カメラ101の自動露光制御に時間がかかり、可視光画像の白とびが続くことによってアーク放電発生頻度が高くなった場合でも、アーク放電の発生を誤判定することを防止できる。   In the daytime, when the sunlight is directed to the camera 101 or the vehicle comes out from the tunnel, the visible light image has white spots while the control of the exposure of the camera 101 is completed by the automatic exposure control. It often occurs. Also in this case, since a high luminance region continues to be generated in the visible light image (that is, since the arc discharge occurrence frequency continues to be 1.0), the occurrence of the arc discharge may be erroneously determined. Therefore, in the present modification, an upper limit (threshold TH1 b) is added to the range of arc discharge occurrence frequency in which it is determined that arc discharge has occurred. As a result, it takes time for the automatic exposure control of the camera 101 when the sunlight is exposed to the camera 101 in the daytime or when the vehicle comes out from the tunnel during the daytime, and the overexposure of the visible light image continues. Even when the frequency of occurrence of discharge increases, it is possible to prevent an erroneous determination of the occurrence of arc discharge.

このように、変形例1にかかるアーク放電判定装置によれば、パンタグラフ2と架線L間において発生するアーク放電以外の影響によって可視光画像が含む高輝度領域の面積が閾値TH1以上となった場合に、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電の発生を誤判定することを防止できる。   As described above, according to the arc discharge determination apparatus according to the first modification, when the area of the high luminance region included in the visible light image becomes equal to or more than the threshold TH1 due to influences other than the arc discharge generated between the pantograph 2 and the overhead wire L. In addition, it is possible to prevent the erroneous determination of the occurrence of the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L.

(第2の実施形態)
本実施形態は、異なる時刻にカメラによって得られる可視光画像が含む高輝度領域の面積の変化量を用いて、パンタグラフと架線間においてアーク放電が発生したか否かを判定する例である。以下の説明では、上述の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
Second Embodiment
The present embodiment is an example of determining whether or not an arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire, using the amount of change in the area of the high luminance region included in the visible light image obtained by the camera at different times. In the following description, the description of the same configuration as that of the above-described embodiment will be omitted.

図7は、第2の実施形態にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。図8は、第2の実施形態にかかる画像処理装置におけるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図7および図8を用いて、本実施形態にかかる画像処理装置700が有する各部によるアーク発生判定処理の流れについて説明する。図8のステップS301〜ステップS302までの処理は、第1の実施形態と同様である。本実施形態にかかる画像処理装置700は、図7に示すように、画像取得部201、高輝度領域抽出部202、面積変化量算出部701、およびアーク発生判定部702を有する。   FIG. 7 is a block diagram showing an example of the functional arrangement of an image processing apparatus according to the second embodiment. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus according to the second embodiment. The flow of the arc generation determination process by each unit of the image processing apparatus 700 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The process from step S301 to step S302 in FIG. 8 is the same as that in the first embodiment. As shown in FIG. 7, the image processing apparatus 700 according to the present embodiment includes an image acquisition unit 201, a high luminance area extraction unit 202, an area change amount calculation unit 701, and an arc occurrence determination unit 702.

面積変化量算出部701は、予め設定された時刻(第1時刻の一例)に得られる可視光画像(例えば、1つ前のフレーム)が含む高輝度領域の面積S0を基準として、最新の可視光画像(第2時刻に得られる可視光画像の一例)が含む高輝度領域の面積S1の変化量である面積変化量D(=|S1−S0|)を算出する(ステップS801)。本実施形態では、面積変化量算出部701は、面積S1から面積S0を減算した値の絶対値を面積変化量Dとして算出しているが、可視光画像が含む高輝度領域の面積が増えた場合のみ(すなわち、面積S1から面積S0を減算した値が正数の場合のみ)、面積変化量Dを用いてアーク放電が発生したか否かを判定しても良い。   The area change amount calculation unit 701 uses the area S0 of the high-luminance area included in the visible light image (for example, the immediately preceding frame) obtained at a preset time (an example of the first time) to be the latest visible. An area change amount D (= | S1−S0 |) which is a change amount of the area S1 of the high luminance region included in the light image (an example of the visible light image obtained at the second time) is calculated (step S801). In the present embodiment, the area change amount calculation unit 701 calculates the absolute value of the value obtained by subtracting the area S0 from the area S1 as the area change amount D, but the area of the high luminance region included in the visible light image is increased. Only in the case (that is, only when the value obtained by subtracting the area S0 from the area S1 is a positive number), it may be determined whether the arc discharge has occurred using the area change amount D.

アーク発生判定部702は、面積変化量算出部701により算出される面積変化量Dが閾値TH2以上であるか否かに基づいて、パンタブラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを判定するアーク判定処理を実行する(ステップS802)。パンタグラフ2と架線L間において発生するアーク放電は、高輝度でありかつ可視光画像が含む高輝度領域の面積を時間変化させるため(可視光画像が点滅しているように見えるため)、面積変化量Dが大きくなる。一方、カメラ101の撮像範囲に太陽光が入って、可視光画像に高輝度領域が常に発生し続ける状態となった場合は、可視光画像の点滅が発生せず、面積変化量Dは、閾値TH2より小さい値となる。また、トンネルから外に車両が出た際に、自動露光制御によってカメラ101の露出の制御が完了するまでの間、可視光画像には、白とびが発生することが多い。その場合も、カメラ101の撮像範囲に太陽光が入った場合と同様に、可視光画像に高輝度領域が発生し続ける状態となり、面積変化量Dは、閾値TH2より小さい値となる。   Arc generation determination unit 702 determines whether arc discharge has occurred between Pantab Rough 2 and overhead wire L based on whether area change amount D calculated by area change amount calculation unit 701 is equal to or larger than threshold value TH2. An arc determination process to determine is performed (step S802). The arc discharge generated between the pantograph 2 and the overhead wire L has a high luminance and changes the area of the high luminance region included in the visible light image with time (because the visible light image looks like it is blinking), so the area change The amount D becomes large. On the other hand, when sunlight enters the imaging range of the camera 101 and a high brightness area is continuously generated in the visible light image, blinking of the visible light image does not occur, and the area change amount D is a threshold The value is smaller than TH2. Also, when the vehicle leaves the tunnel, overexposure often occurs in the visible light image until the exposure control of the camera 101 is completed by the automatic exposure control. Also in that case, as in the case where sunlight enters the imaging range of the camera 101, a high brightness area continues to be generated in the visible light image, and the area change amount D becomes a value smaller than the threshold TH2.

そこで、本実施形態では、アーク発生判定部702は、面積変化量Dが閾値TH2以上である場合に、アーク放電が発生したと判定する。これにより、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電以外の要因によって、可視光画像に高輝度領域が発生した場合に、誤ってアーク放電が発生したと誤判定することを防止できるので、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かの判定精度を向上させることができる。   Therefore, in the present embodiment, when the area change amount D is equal to or greater than the threshold value TH2, the arc occurrence determination unit 702 determines that arcing has occurred. Thus, when a high brightness area is generated in the visible light image due to a factor other than the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L, it is possible to prevent the erroneous determination that the arc discharge is generated. It is possible to improve the determination accuracy as to whether or not arc discharge has occurred between the overhead wires L.

このように、第2の実施形態にかかる画像処理装置700によれば、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かの判定精度を向上させることができる。   As described above, according to the image processing apparatus 700 according to the second embodiment, it is possible to improve the determination accuracy as to whether or not the arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L.

本実施形態では、アーク発生判定部702は、1つのカメラ101の撮像により得られる可視光画像を用いて、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを判定しているが、これに限定するものではなく、複数のカメラ101(例えば、車両の進行方向において、パンタグラフ2の前方に設けられるカメラ101およびパンタグラフ2の後方に設けられるカメラ101)の撮像により得られる可視光画像を用いて、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを判定しても良い。   In the present embodiment, the arc occurrence determination unit 702 determines whether or not arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L using a visible light image obtained by imaging by one camera 101. The present invention is not limited to this, and visible light images obtained by imaging a plurality of cameras 101 (for example, the camera 101 provided in front of the pantograph 2 and the camera 101 provided behind the pantograph 2 in the traveling direction of the vehicle) It may be used to determine whether or not arcing has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L.

具体的には、アーク発生判定部702は、複数のカメラ101の撮像により得られる可視光画像のうち先に得られる可視光画像から順に、当該可視光画像が含む高輝度領域の面積変化量Dが閾値TH2以上であるか否かに基づいて、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを判定する。これにより、アーク放電が発生したか否かの判定処理の時間分解能を高めることができるので、より短い時間で発生するアーク放電の発生を検出することが可能となる。   Specifically, the arc generation determination unit 702 sequentially changes the area change amount D of the high-brightness region included in the visible light image from the visible light image obtained first among the visible light images obtained by imaging of the plurality of cameras 101. It is determined whether arcing has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L based on whether or not the threshold value TH2 is equal to or greater than the threshold value TH2. As a result, the time resolution of the process of determining whether or not arcing has occurred can be enhanced, so that the occurrence of arcing occurring in a shorter time can be detected.

(変形例2)
本変形例は、可視光画像が含む高輝度領域の面積変化量を用いてアーク放電発生頻度を算出し、当該アーク放電発生頻度に基づいて、パンタグラフと架線間においてアーク放電が発生したか否かを判定する例である。以下の説明では、第2の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
(Modification 2)
In this modification, the arc discharge occurrence frequency is calculated using the area change amount of the high luminance region included in the visible light image, and based on the arc discharge occurrence frequency, whether the arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire Is an example of determining In the following description, the description of the same configuration as that of the second embodiment will be omitted.

図9は、変形例2にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。図10は、変形例2にかかる画像処理装置によるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図11は、変形例2にかかる画像処理装置によるアーク発生判定処理の一例を説明するための図である。図9〜11を用いて、本変形例にかかる画像処理装置900が有する各部によるアーク発生判定処理の流れについて説明する。図10のステップS301〜ステップS801までの処理は、第2の実施形態と同様である。本変形例では、画像処理装置900は、図9に示すように、画像取得部201、高輝度領域抽出部202、面積変化量算出部701、およびアーク発生判定部901を有する。アーク発生判定部901は、第1アーク発生判定部902、アーク発生頻度算出部903、および第2アーク発生判定部904を有する。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus according to the second modification. FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the flow of arc generation determination processing by the image processing apparatus according to the second modification. FIG. 11 is a diagram for explaining an example of arc generation determination processing by the image processing apparatus according to the second modification. The flow of the arc generation determination process by each part of the image processing apparatus 900 according to the present modification will be described with reference to FIGS. 9 to 11. The process from step S301 to step S801 in FIG. 10 is the same as that in the second embodiment. In the present modification, as shown in FIG. 9, the image processing apparatus 900 includes an image acquisition unit 201, a high brightness area extraction unit 202, an area change amount calculation unit 701, and an arc occurrence determination unit 901. The arc generation determination unit 901 includes a first arc generation determination unit 902, an arc generation frequency calculation unit 903, and a second arc generation determination unit 904.

第1アーク発生判定部902は、面積変化量Dが閾値TH2以上であるか否かを判定する第1アーク発生判定処理を実行する(ステップS1001)。アーク発生頻度算出部903は、予め設定されたフレーム数の可視光画像のうちアーク放電が発生したと判定される可視光画像の割合をアーク放電発生頻度として算出する(ステップS1002)。ここで、アーク放電が発生したと判定される可視光画像は、面積変化量Dが閾値TH2以上となった可視光画像である。具体的には、アーク発生頻度算出部903は、図11に示すように、予め設定されたフレーム数Nの可視光画像のうち、アーク放電が発生したと判定される可視光画像の数(A枚)を計数する。次いで、アーク発生頻度算出部903は、予め設定されたフレーム数Nに対する、アーク放電が発生したと判定される可視光画像の数(A枚)の割合を(A/N)を、アーク放電発生頻度Rとして算出する。または、アーク放電発生頻度算出部903は、予め設定された時間のうちアーク放電が発生したと判定される可視光画像が得られた時間の割合をアーク放電発生頻度Rとして算出しても良い。   The first arc occurrence determining unit 902 executes a first arc occurrence determining process of determining whether the area change amount D is equal to or larger than the threshold TH2 (step S1001). The arc occurrence frequency calculation unit 903 calculates, as an arc discharge occurrence frequency, a ratio of visible light images determined to have generated arc discharge among visible light images of a preset number of frames (step S1002). Here, the visible light image determined to have generated an arc discharge is a visible light image in which the area change amount D is equal to or greater than the threshold TH2. Specifically, as shown in FIG. 11, the arc occurrence frequency calculation unit 903 determines the number of visible light images determined to be arc discharge out of the visible light images of the preset frame number N (A Count). Next, the arc occurrence frequency calculation unit 903 generates an arc discharge (A / N) as a ratio of the number (A sheet) of visible light images determined to cause arc discharge to the preset frame number N. Calculated as frequency R. Alternatively, the arc discharge occurrence frequency calculation unit 903 may calculate, as the arc discharge occurrence frequency R, the proportion of the time in which the visible light image in which the arc discharge is determined to be generated is obtained among the preset times.

図10に戻り、第2アーク発生判定部904は、アーク発生頻度算出部903により算出されるアーク放電発生頻度が閾値TH2a以上である場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定する第2アーク発生判定処理を実行する(ステップS1003)。ここで、閾値TH2aは、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定するアーク放電発生頻度Rの下限である。これにより、パンタグラフ2と架線L間において発生するアーク放電以外の影響(例えば、可視光画像に含まれるノイズ)によって面積変化量Dが一時的に閾値TH2以上となった場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと誤判定することを防止できるので、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電の発生の判定精度を向上させることができる。   Referring back to FIG. 10, the second arc occurrence determining unit 904 determines that an arc occurs between the pantograph 2 and the overhead wire L when the arc occurrence frequency calculated by the arc occurrence frequency calculating unit 903 is equal to or higher than the threshold TH2a. The second arc occurrence determination processing to be determined is executed (step S1003). Here, the threshold value TH2a is the lower limit of the arc discharge occurrence frequency R that determines that arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L. Thus, when the area change amount D temporarily exceeds the threshold value TH2 due to an influence (for example, noise included in the visible light image) other than the arc discharge generated between the pantograph 2 and the overhead wire L, the pantograph 2 and the overhead wire Since it is possible to prevent an erroneous determination that an arc discharge has occurred between L, the determination accuracy of the occurrence of the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L can be improved.

このように、変形例2かかる画像処理装置900によれば、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かの判定精度を向上させることができる。   As described above, according to the image processing apparatus 900 according to the second modification, it is possible to improve the determination accuracy as to whether or not the arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L.

(変形例3)
本変形例は、面積変化量が大きくなる時間間隔を算出し、当該時間間隔の算出結果の多様性が大きい場合に、パンタグラフと架線間においてアーク放電が発生したと判定する例である。以下の説明では、第2の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
(Modification 3)
The present modification is an example in which a time interval in which the area change amount is large is calculated, and it is determined that an arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire when the calculation result of the time interval is large. In the following description, the description of the same configuration as that of the second embodiment will be omitted.

図12は、変形例3にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。図13は、変形例3にかかる画像処理装置によるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図12および図13を用いて、本変形例にかかる画像処理装置1200によるアーク発生判定処理の流れについて説明する。図13のステップS301〜ステップS801までの処理は、第2の実施形態と同様である。本変形例にかかる画像処理装置1200は、図12に示すように、画像取得部201、高輝度領域抽出部202、面積変化量算出部701、およびアーク発生判定部1201を有する。アーク発生判定部1201は、第1アーク発生判定部1202、アーク発生間隔算出部1203、多様性算出部1204、および第2アーク発生判定部1205を有する。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus according to the third modification. FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of the flow of arc generation determination processing by the image processing apparatus according to the third modification. The flow of arc generation determination processing by the image processing apparatus 1200 according to the present modification will be described with reference to FIGS. 12 and 13. The process from step S301 to step S801 in FIG. 13 is the same as that in the second embodiment. The image processing apparatus 1200 according to the present modification includes an image acquisition unit 201, a high luminance area extraction unit 202, an area change amount calculation unit 701, and an arc occurrence determination unit 1201, as shown in FIG. The arc generation determination unit 1201 has a first arc generation determination unit 1202, an arc generation interval calculation unit 1203, a diversity calculation unit 1204, and a second arc generation determination unit 1205.

第1アーク発生判定部1202は、面積変化量Dが閾値TH2以上であるか否かを判定する第1アーク発生判定処理を実行する(ステップS1301)。アーク発生間隔算出部1203は、面積変化量Dが閾値TH2以上となる時間間隔をアーク発生間隔として算出する(ステップS1302)。具体的には、アーク発生間隔算出部1203は、X番目にアーク放電が発生している可能性があると判定された最新の可視光画像が得られた時刻IXと、X−1番目にアーク放電が発生している可能性があると判定された可視光画像が得られた時刻IX1と、のアーク発生間隔T1(=IX−IX1)を求める。ここで、アーク放電が発生している可能性があると判定する可視光画像は、面積変化量Dが閾値TH2以上となった可視光画像とする。また、アーク発生間隔算出部1203は、時刻IX1と、X−2番目にアーク放電が発生している可能性があると判定された可視光画像が得られた時刻IX2と、のアーク発生間隔T2(=IX1−IX2)を求める。このようにして、アーク発生間隔算出部1203は、複数のアーク発生間隔T(=T1,T2,...,TN)を求める。   The first arc occurrence determining unit 1202 executes a first arc occurrence determining process of determining whether the area change amount D is equal to or larger than the threshold TH2 (step S1301). The arc generation interval calculation unit 1203 calculates, as an arc generation interval, a time interval at which the area change amount D is equal to or larger than the threshold value TH2 (step S1302). Specifically, the arc generation interval calculation unit 1203 calculates the X-th arc at the time IX when the latest visible light image determined to have the possibility of arc discharge being generated and the X-1st arc. An arc generation interval T1 (= IX-IX1) of time IX1 at which a visible light image determined to have the possibility of occurrence of discharge is obtained is determined. Here, the visible light image determined to have the possibility that arc discharge has occurred is a visible light image in which the area change amount D is equal to or greater than the threshold TH2. In addition, the arc generation interval calculation unit 1203 calculates an arc generation interval T2 between time IX1 and time IX2 at which the visible light image determined to have the possibility of arc discharge at the X-2nd position is obtained. Find (= IX1-IX2). Thus, the arc generation interval calculation unit 1203 obtains a plurality of arc generation intervals T (= T1, T2,..., TN).

多様性算出部1204は、求めた複数のアーク発生間隔T(=T1,T2,...,TN)の多様性Vを算出する(ステップS1303)。例えば、多様性算出部1204は、求めた複数のアーク発生間隔Tの標準偏差を、当該複数のアーク発生間隔Tの多様性Vとして算出する。第2アーク発生判定部1205は、多様性算出部1204により算出される多様性Vが閾値TH2b以上である場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定する第2アーク発生判定処理を実行する(ステップS1304)。パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電は、その発生間隔がランダムになる可能性が高い。また、カメラ101に対して太陽光が直射した状態で車両が鉄橋を渡る場合も、鉄橋の柱によって太陽光が遮られて、可視光画像が含む高輝度領域の面積変化量Dが増加および減少を繰り返すことが考えられる。しかし、鉄橋の柱によって太陽光が遮られた場合、面積変化量Dは、周期的に、増加および減少を繰り返すことになるため、アーク発生間隔の多様性は小さくなる。   The diversity calculation unit 1204 calculates the diversity V of the plurality of arc generation intervals T (= T1, T2,..., TN) thus determined (step S1303). For example, the diversity calculation unit 1204 calculates the standard deviation of the plurality of arc generation intervals T obtained as the diversity V of the plurality of arc generation intervals T. The second arc occurrence determination unit 1205 determines that an arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L when the diversity V calculated by the diversity calculation unit 1204 is equal to or greater than the threshold TH 2 b. The process is executed (step S1304). The arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L is likely to have a random occurrence interval. Also, even when the vehicle crosses an iron bridge in a state where sunlight is direct with respect to the camera 101, the pillars of the iron bridge block sunlight and an increase and decrease in area change amount D of a high luminance region included in a visible light image It is conceivable to repeat the However, when sunlight is blocked by the columns of the iron bridge, the area change amount D periodically repeats increase and decrease, so that the diversity of the arc generation intervals decreases.

そこで、本変形例では、多様性算出部1204は、アーク発生間隔Tの多様性Vが閾値TH2b以上である場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定する。これにより、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電以外の要因(例えば、鉄橋の柱による太陽光の遮蔽および非遮蔽)によって面積変化量Dが大きくなった場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと誤判定することを防止できるので、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電の発生の判定精度を向上させることができる。   Therefore, in the present modification, the diversity calculation unit 1204 determines that an arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L when the diversity V of the arc generation interval T is equal to or greater than the threshold TH2b. Thereby, when the area change amount D becomes large due to factors other than the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L (for example, shielding and non-shielding of sunlight by columns of iron bridge), an arc between the pantograph 2 and the overhead wire L Since the erroneous determination that the discharge has occurred can be prevented, the determination accuracy of the occurrence of the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L can be improved.

このように、変形例3にかかる画像処理装置1200によれば、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電の発生の判定精度を向上させることができる。   As described above, according to the image processing apparatus 1200 according to the third modification, the determination accuracy of the occurrence of the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L can be improved.

(変形例4)
本変形例は、可視光画像が含む高輝度領域の面積変化量の算出結果の多様性が大きい場合に、パンタグラフと架線間においてアーク放電が発生したと判定する例である。以下の説明では、第2の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
(Modification 4)
The present modification is an example in which it is determined that an arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire when the calculation result of the area change amount of the high luminance region included in the visible light image is highly diverse. In the following description, the description of the same configuration as that of the second embodiment will be omitted.

図14は、変形例4にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。図15は、変形例4にかかる画像処理装置におけるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図14および図15を用いて、本変形例にかかる画像処理装置1400が有する各部によるアーク発生判定処理の流れについて説明する。図15のステップS301〜ステップS801までの処理は、第2の実施形態と同様である。本変形例では、画像処理装置1400は、図14に示すように、画像取得部201、高輝度領域抽出部202、面積変化量算出部701、およびアーク発生判定部1401を有する。アーク発生判定部1401は、変化量多様性算出部1402、およびアーク発生判定部1403を有する。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the image processing apparatus according to the fourth modification. FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus according to the fourth modification. The flow of the arc generation determination process by each unit of the image processing apparatus 1400 according to the present modification will be described with reference to FIGS. 14 and 15. The process from step S301 to step S801 in FIG. 15 is the same as that in the second embodiment. In the present modification, as illustrated in FIG. 14, the image processing apparatus 1400 includes an image acquisition unit 201, a high luminance area extraction unit 202, an area change amount calculation unit 701, and an arc occurrence determination unit 1401. The arc occurrence determination unit 1401 includes a variation diversity calculation unit 1402 and an arc occurrence determination unit 1403.

変化量多様性算出部1402は、面積変化量算出部701により算出される面積変化量Dの多様性Vを算出する(ステップS1501)。例えば、変化量多様性算出部1402は、最新の複数の面積変化量D(=D1,D2,...,DN)の標準偏差を、面積変化量Dの多様性Vとして算出する。そして、アーク発生判定部1403は、変化量多様性算出部1402により算出される多様性Vが大きい場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定するアーク発生判定処理を実行する(ステップS1502)。本実施形態では、アーク発生判定部1403は、変化量多様性算出部1402により算出される多様性Vが閾値TH2c以上である場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定する。   The variation diversity calculator 1402 calculates the diversity V of the area variation D calculated by the area variation calculator 701 (step S1501). For example, the variation diversity calculator 1402 calculates the standard deviation of the latest plurality of area variation D (= D1, D2,..., DN) as the diversity V of the area variation D. Then, the arc occurrence determination unit 1403 executes an arc occurrence determination process that determines that arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L when the diversity V calculated by the variation diversity calculation unit 1402 is large. (Step S1502). In the present embodiment, the arc occurrence determination unit 1403 determines that an arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L when the diversity V calculated by the variation diversity calculation unit 1402 is equal to or greater than the threshold TH2c. .

パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電の発生による高輝度領域の面積は、ランダムに変化することが多いため、面積変化量Dの多様性Vが大きくなる可能性が高い。一方、カメラ101に対して太陽光が直射した状態で車両が鉄橋を渡る際に、鉄橋の柱によって太陽光が遮られる場合は、面積変化量Dが一定になることが多いため、その多様性Vが小さくなる可能性が高い。そこで、本実施形態では、アーク発生判定部1403は、変化量多様性算出部1402により算出される多様性Vが閾値TH2c以上である場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと判定する。これにより、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電以外の要因(例えば、鉄橋の柱による太陽光の遮蔽および非遮蔽)によって面積変化量Dが大きくなった場合に、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したと誤判定することを防止できるので、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電の発生の判定精度を向上させることができる。   The area of the high luminance region due to the occurrence of the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L often changes randomly, so the possibility that the variety V of the area change amount D becomes large is high. On the other hand, when the sunlight is blocked by the columns of the iron bridge when the vehicle passes the iron bridge in a state where the sunlight is direct to the camera 101, the area change amount D is often constant, so the diversity V is likely to be small. Therefore, in the present embodiment, the arc occurrence determination unit 1403 determines that an arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L when the diversity V calculated by the variation diversity calculation unit 1402 is equal to or greater than the threshold TH2c. judge. Thereby, when the area change amount D becomes large due to factors other than the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L (for example, shielding and non-shielding of sunlight by columns of iron bridge), an arc between the pantograph 2 and the overhead wire L Since the erroneous determination that the discharge has occurred can be prevented, the determination accuracy of the occurrence of the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L can be improved.

このように、変形例4にかかる画像処理装置1400によれば、パンタグラフ2と架線L間におけるアーク放電の発生の判定精度を向上させることができる。   As described above, according to the image processing apparatus 1400 according to the fourth modification, the determination accuracy of the occurrence of the arc discharge between the pantograph 2 and the overhead wire L can be improved.

(第3の実施形態)
本実施形態は、パンタグラフと架線間においてアーク放電が発生していないと判定された可視光画像の輝度に基づいて、アーク放電が発生したと判定する高輝度領域の面積の閾値を決定する例である。以下の説明では、第1の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
Third Embodiment
The present embodiment is an example in which the threshold value of the area of the high luminance region determined to be arc discharge is determined based on the luminance of the visible light image determined to be arc discharge not occurring between the pantograph and the overhead wire. is there. In the following description, the description of the same configuration as that of the first embodiment is omitted.

図16は、第3の実施形態にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。図17は、第3の実施形態にかかる画像処理装置におけるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図16および図17を用いて、本実施形態にかかる画像処理装置1600が有する各部によるアーク発生判定処理の流れについて説明する。図17に示すステップS301〜ステップS303までの処理は、第1の実施形態と同様である。本実施形態では、画像処理装置1600は、図16に示すように、画像取得部201、高輝度領域抽出部202、高輝度領域面積算出部203、およびアーク発生判定部1601を有する。アーク発生判定部1601は、アーク発生判定部1602、および面積閾値決定部1603を有する。   FIG. 16 is a block diagram showing an example of the functional arrangement of an image processing apparatus according to the third embodiment. FIG. 17 is a flowchart showing an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus according to the third embodiment. The flow of the arc generation determination process by each unit of the image processing apparatus 1600 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 16 and 17. The process from step S301 to step S303 shown in FIG. 17 is the same as that of the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 16, the image processing apparatus 1600 includes an image acquisition unit 201, a high brightness area extraction unit 202, a high brightness area area calculation unit 203, and an arc occurrence determination unit 1601. The arc generation determination unit 1601 includes an arc generation determination unit 1602 and an area threshold determination unit 1603.

アーク発生判定部1602は、高輝度領域の面積が閾値TH1以上であるか否かに基づいて、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを判定するアーク発生判定処理を実行する(ステップS1701)。面積閾値決定部1603は、アーク発生判定部1602によってアーク放電が発生していないと判定された可視光画像の輝度に基づいて、閾値TH1を決定する面積閾値決定処理を実行する(ステップS1702)。本実施形態では、面積閾値決定部1603は、アーク発生判定部1602によってアーク放電が発生していないと判定された場合、可視光画像の輝度に基づいて、閾値TH1を変更する。一方、面積閾値決定部1603は、アーク発生判定部1602によってアーク放電が発生していると判定された場合、閾値TH1を変更しない。   Arc generation determination unit 1602 executes arc generation determination processing to determine whether or not arc discharge has occurred between pantograph 2 and overhead wire L based on whether or not the area of the high luminance region is equal to or greater than threshold value TH1. (Step S1701). The area threshold value determination unit 1603 executes an area threshold value determination process of determining the threshold value TH1 based on the luminance of the visible light image determined by the arc occurrence determination unit 1602 that arc discharge has not occurred (step S1702). In the present embodiment, the area threshold value determination unit 1603 changes the threshold value TH1 based on the luminance of the visible light image when it is determined by the arc occurrence determination unit 1602 that no arc discharge has occurred. On the other hand, the area threshold value determination unit 1603 does not change the threshold value TH1 when the arc occurrence determination unit 1602 determines that the arc discharge is occurring.

可視光画像の輝度の平均M(以下、平均輝度と言う)は、夜間には輝度M1未満となり、昼間には輝度M1以上でありかつ輝度M1より大きい輝度M2未満となり、太陽光がカメラ101に直射した場合には輝度M2以上となる。そこで、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生していないと判定され、かつ最新の可視光画像の平均輝度Mが輝度M1以下である場合、面積閾値決定部1603は、閾値TH1を、当該閾値TH1に設定可能な閾値候補のうち、最も大きい閾値TH1−1に決定する。   The average M of the luminance of the visible light image (hereinafter referred to as the average luminance) is less than the luminance M1 at night, and is more than the luminance M1 and less than the luminance M2 in the daytime. In the case of direct exposure, the luminance is M2 or more. Therefore, when it is determined that arcing has not occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L, and the average luminance M of the latest visible light image is equal to or lower than the luminance M1, the area threshold determination unit 1603 determines the threshold TH1. Among the threshold candidates that can be set as the threshold TH1, the largest threshold TH1-1 is determined.

また、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生していないと判定され、かつ最後に得られた可視光画像の平均輝度Mが輝度M1以上かつ輝度M2未満である場合、面積閾値決定部1603は、閾値TH1を、閾値候補のうち、閾値TH1−1より小さい閾値TH1−2に決定する。さらに、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生していないと判定され、かつ最後に得られた可視光画像の平均輝度Mが輝度M2以上である場合、面積閾値決定部1603は、閾値TH1を、閾値候補のうち、閾値TH1−2より小さい閾値TH1−3に決定する。   If it is determined that arcing has not occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L, and the average luminance M of the finally obtained visible light image is greater than M1 and less than M2, the area threshold value determination unit 1603 The threshold value TH1 is determined as the threshold value TH1-2 smaller than the threshold value TH1-1 among the threshold value candidates. Furthermore, when it is determined that arcing has not occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L, and the average luminance M of the finally obtained visible light image is equal to or higher than the luminance M2, the area threshold determination unit 1603 determines the threshold TH1. Among the threshold candidates, the threshold TH1-3 which is smaller than the threshold TH1-2 is determined.

ここで、平均輝度Mが高くなるに従って閾値TH1を小さくしているのは、同じ強度のアーク放電であっても、昼間の明るい環境で発生した場合と夜間等の暗い環境で発生した場合とでは、可視光画像に含まれる高輝度領域の面積が異なるからである。具体的には、夜間等の暗い環境でアーク放電が発生した場合には、可視光画像に含まれる高輝度領域の面積は大きくなるため、閾値TH1を大きくする。一方、昼間の明るい環境でアーク放電が発生した場合には、可視光画像に含まれる高輝度領域の面積が小さくなるため、閾値TH1を小さくする。   Here, the reason why the threshold TH1 is made smaller as the average luminance M becomes higher is that it occurs in the bright environment of daytime and in the dark environment such as nighttime even with arc discharge of the same intensity. This is because the area of the high luminance region included in the visible light image is different. Specifically, when an arc discharge occurs in a dark environment such as nighttime, the area of the high luminance region included in the visible light image becomes large, so the threshold TH1 is increased. On the other hand, when the arc discharge occurs in a bright environment during the daytime, the area of the high luminance region included in the visible light image decreases, so the threshold TH1 is reduced.

その後、高輝度領域面積算出部203によって新たな可視光画像が含む高輝度領域の面積が算出されると、アーク発生判定部1602は、算出される高輝度領域の面積が、面積閾値決定部1603により決定された最新の閾値TH1以上であるか否かに基づいて、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを判定する。これにより、パンタグラフ2と架線Lの周囲環境に応じて、閾値TH1を、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを適切に判定可能な閾値に変更可能となるので、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かの判定精度を向上させることができる。   Thereafter, when the area of the high luminance area included in the new visible light image is calculated by the high luminance area area calculation unit 203, the arc occurrence determination unit 1602 determines that the area of the high luminance area to be calculated is the area threshold determination unit 1603. It is determined whether or not arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L based on whether or not it is the latest threshold value TH1 or more determined by the above. As a result, the threshold TH1 can be changed to a threshold that can appropriately determine whether or not arcing has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L according to the surrounding environment of the pantograph 2 and the overhead wire L. It is possible to improve the determination accuracy as to whether or not arcing has occurred between the wire L and the overhead wire L.

本実施形態では、面積閾値決定部1603は、可視光画像の平均輝度Mに基づいて、閾値TH1を決定しているが、これに限定するものではなく、可視光画像が含む高輝度領域の面積に従って、閾値TH1を決定しても良い。例えば、面積閾値決定部1603は、可視光画像が含む高輝度領域の面積が大きいほど、パンタグラフ2と架線Lの周囲が暗いと判定できるため、高輝度領域の面積が大きくなるに従い、閾値TH1を大きくする。   In the present embodiment, the area threshold value determination unit 1603 determines the threshold value TH1 based on the average luminance M of the visible light image, but the present invention is not limited to this. The area of the high luminance area included in the visible light image The threshold TH1 may be determined according to For example, the area threshold value determination unit 1603 can determine that the area around the overhead line L and the pantograph 2 is darker as the area of the high luminance area included in the visible light image is larger. Therefore, as the area of the high luminance area increases, the threshold TH1 is increased. Enlarge.

このように、第3の実施形態にかかる画像処理装置1600によれば、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かの判定精度を向上させることができる。   As described above, according to the image processing apparatus 1600 according to the third embodiment, it is possible to improve the determination accuracy as to whether or not the arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L.

(第4の実施形態)
本実施形態は、パンタグラフと架線間においてアーク放電が発生していないと判定された可視光画像の輝度に基づいて、アーク放電が発生したと判定する面積変化量の閾値を決定する例である。以下の説明では、第2の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
Fourth Embodiment
The present embodiment is an example of determining the threshold value of the area change amount that determines that the arc discharge has occurred, based on the luminance of the visible light image that has been determined that the arc discharge has not occurred between the pantograph and the overhead wire. In the following description, the description of the same configuration as that of the second embodiment will be omitted.

図18は、第4の実施形態にかかる画像処理装置の機能構成の一例を示す図である。図19は、第4の実施形態にかかる画像処理装置におけるアーク発生判定処理の流れの一例を示すフローチャートである。図18および図19を用いて、本実施形態にかかる画像処理装置1800が有する各部によるアーク発生判定処理の流れについて説明する。図19のステップS301〜ステップS801までの処理は、第2の実施形態と同様である。本実施形態では、画像処理装置1800は、図18に示すように、画像取得部201、高輝度領域抽出部202、面積変化量算出部701、およびアーク発生判定部1801を有する。アーク発生判定部1801は、アーク発生判定部1802、および面積変化量閾値決定部1803を有する。   FIG. 18 is a block diagram showing an example of the functional arrangement of an image processing apparatus according to the fourth embodiment. FIG. 19 is a flowchart showing an example of the flow of arc generation determination processing in the image processing apparatus according to the fourth embodiment. The flow of the arc generation determination process by each unit of the image processing apparatus 1800 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 18 and 19. The processing from step S301 to step S801 in FIG. 19 is the same as that in the second embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 18, the image processing apparatus 1800 includes an image acquisition unit 201, a high luminance area extraction unit 202, an area change amount calculation unit 701, and an arc occurrence determination unit 1801. The arc generation determination unit 1801 includes an arc generation determination unit 1802 and an area change amount threshold determination unit 1803.

アーク発生判定部1802は、面積変化量Dが閾値TH2以上であるか否かに基づいて、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを判定するアーク発生判定処理を実行する(ステップS1901)。面積変化量閾値決定部1803は、アーク発生判定部1802によってアーク放電が発生していないと判定された可視光画像の輝度に基づいて、閾値TH2を決定する(ステップS1902)。本実施形態では、面積変化量閾値決定部1803は、アーク発生判定部1802によってアーク放電が発生していないと判定された場合、可視光画像の輝度に基づいて、閾値TH2を変更する。一方、面積変化量閾値決定部1803は、アーク発生判定部1802によってアーク放電が発生していると判定された場合、閾値TH3を変更しない。   Arc generation determination unit 1802 executes arc generation determination processing to determine whether or not arc discharge has occurred between pantograph 2 and overhead wire L based on whether or not area change amount D is equal to or greater than threshold value TH (( Step S1901). The area change amount threshold value determination unit 1803 determines the threshold value TH2 based on the luminance of the visible light image determined by the arc generation determination unit 1802 to be not generating the arc discharge (step S1902). In the present embodiment, the area change amount threshold determination unit 1803 changes the threshold TH2 based on the luminance of the visible light image when it is determined by the arc occurrence determination unit 1802 that no arc discharge has occurred. On the other hand, the area change amount threshold value determination unit 1803 does not change the threshold value TH3 when it is determined by the arc occurrence determination unit 1802 that arc discharge is occurring.

可視光画像の平均輝度Mは、夜間には輝度M1未満となり、昼間には輝度M1以上でありかつ輝度M1より大きい輝度M2未満となり、太陽光がカメラ101に直射した場合には輝度M2以上となる。そこで、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生していないと判定され、かつ最後に得られた可視光画像の平均輝度Mが輝度M1以下である場合、面積変化量閾値決定部1803は、閾値TH2を、当該閾値TH2に設定可能な閾値候補のうち、最も大きい閾値TH2−1に決定する。   The average brightness M of the visible light image is less than the brightness M1 at night, less than the brightness M1 and more than the brightness M1 in the daytime, and less than the brightness M1. Become. Therefore, if it is determined that arcing has not occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L, and the average luminance M of the visible light image obtained last is less than or equal to the luminance M1, the area change amount threshold determination unit 1803 The threshold TH2 is determined to be the largest threshold TH2-1 among the threshold candidates that can be set to the threshold TH2.

また、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生していないと判定され、かつ最後に得られた可視光画像の平均輝度Mが輝度M1以上かつ輝度M2未満である場合、面積変化量閾値決定部1803は、閾値TH2を、閾値候補のうち、閾値TH2−1より小さい閾値TH2−2に決定する。さらに、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生していないと判定され、かつ最後に得られた可視光画像の平均輝度Mが輝度M2以上である場合、面積変化量閾値決定部1803は、閾値TH2を、閾値候補のうち、閾値TH2−2より小さい閾値TH2−3に決定する。   In addition, if it is determined that arcing has not occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L, and the average luminance M of the visible light image obtained last is greater than or equal to the luminance M1 and less than the luminance M2, the area change amount threshold determination is made. The unit 1803 determines the threshold TH2 to be a threshold TH2-2 smaller than the threshold TH2-1 among the threshold candidates. Furthermore, when it is determined that no arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L, and the average luminance M of the visible light image obtained last is equal to or higher than the luminance M2, the area change amount threshold determination unit 1803 The threshold TH2 is determined to be a threshold TH2-3 smaller than the threshold TH2-2 among the threshold candidates.

ここで、平均輝度Mが高くなるに従って閾値TH2を小さくしているのは、同じ強度のアーク放電であっても、昼間の明るい環境で発生した場合と夜間等の暗い環境で発生した場合とでは、可視光画像に含まれる高輝度領域の面積変化量Dが異なるからである。具体的には、夜間等の暗い環境でアーク放電が発生した場合には、可視光画像に含まれる高輝度領域の面積変化量Dは大きくなるため、閾値TH2を大きくする。一方、昼間の明るい環境でアーク放電が発生した場合には、可視光画像に含まれる高輝度領域の面積変化量Dが小さくなるため、閾値TH2を小さくする。   Here, the reason why the threshold TH2 is decreased as the average brightness M increases is that the arc discharge of the same intensity occurs in the daytime bright environment and in the dark environment such as the nighttime. This is because the area change amount D of the high luminance area included in the visible light image is different. Specifically, when the arc discharge occurs in a dark environment such as night, the area change amount D of the high luminance region included in the visible light image becomes large, so the threshold value TH2 is increased. On the other hand, when the arc discharge occurs in a bright environment during the daytime, the area change amount D of the high luminance region included in the visible light image decreases, so the threshold value TH2 is decreased.

その後、面積変化量算出部701によって新たな可視光画像が含む高輝度領域の面積変化量Dが算出されると、アーク発生判定部1802は、算出される面積変化量Dが、面積変化量閾値決定部1803により決定された最新の閾値TH2以上であるか否かに基づいて、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを判定する。これにより、パンタグラフ2と架線Lの周囲環境に応じて、閾値TH2を、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを適切に判定可能な閾値に変更可能となるので、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かの判定精度を向上させることができる。   Thereafter, when the area change amount calculation unit 701 calculates the area change amount D of the high luminance region included in the new visible light image, the arc occurrence determination unit 1802 determines that the calculated area change amount D is the area change amount threshold. It is determined whether or not arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead line L based on whether or not it is equal to or more than the latest threshold value TH2 determined by the determination unit 1803. As a result, the threshold TH2 can be changed to a threshold that can appropriately determine whether or not arcing has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L, depending on the surrounding environment of the pantograph 2 and the overhead wire L. It is possible to improve the determination accuracy as to whether or not arcing has occurred between the wire L and the overhead wire L.

本実施形態では、面積変化量閾値決定部1803は、可視光画像の平均輝度Mに基づいて、閾値TH2を決定しているが、これに限定するものではなく、可視光画像が含む高輝度領域の面積変化量Dに従って、閾値TH2を決定しても良い。例えば、面積変化量閾値決定部1803は、可視光画像が含む高輝度領域の面積変化量Dが大きいほど、パンタグラフ2と架線Lの周囲が暗いと判定できるため、高輝度領域の面積変化量Dが大きくなるに従い、閾値TH2を大きくする。   In the present embodiment, the area change amount threshold determination unit 1803 determines the threshold TH2 based on the average luminance M of the visible light image, but the present invention is not limited to this, and a high luminance region included in the visible light image The threshold value TH2 may be determined according to the area change amount D of For example, the area change amount threshold determination unit 1803 can determine that the area around the pantograph 2 and the overhead line L is darker as the area change amount D in the high luminance area included in the visible light image is larger. As the increases, the threshold TH2 is increased.

このように、第4の実施形態にかかる画像処理装置1800によれば、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かの判定精度を向上させることができる。   As described above, according to the image processing apparatus 1800 according to the fourth embodiment, it is possible to improve the determination accuracy as to whether or not the arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L.

以上説明したとおり、第1から第4の実施形態によれば、太陽光の紫外線がカメラ101に入射したとしても、パンタグラフ2と架線L間においてアーク放電が発生したか否かを判定可能となる。   As described above, according to the first to fourth embodiments, it is possible to determine whether or not arc discharge has occurred between the pantograph 2 and the overhead wire L even if ultraviolet rays of sunlight enter the camera 101. .

なお、本実施形態の画像処理装置102,400,700,900,1200,1400,1600,1800で実行されるプログラムは、ROM(Read Only Memory)等に予め組み込まれて提供される。   The programs executed by the image processing apparatuses 102, 400, 700, 900, 1200, 1400, 1600, and 1800 of the present embodiment are provided by being incorporated in advance in a ROM (Read Only Memory) or the like.

本実施形態の画像処理装置102,400,700,900,1200,1400,1600,1800で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。   The programs executed by the image processing apparatuses 102, 400, 700, 900, 1200, 1400, 1600, and 1800 according to the present embodiment are files in an installable format or an executable format, such as a CD-ROM or a flexible disk (FD). It may be configured to be recorded and provided in a computer readable recording medium such as a CD-R, a DVD (Digital Versatile Disk), or the like.

さらに、本実施形態の画像処理装置102,400,700,900,1200,1400,1600,1800で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の画像処理装置102,400,700,900,1200,1400,1600,1800で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。   Furthermore, the program executed by the image processing apparatus 102, 400, 700, 900, 1200, 1400, 1600, and 1800 of the present embodiment is stored on a computer connected to a network such as the Internet and downloaded via the network. May be configured to provide. Further, the programs executed by the image processing apparatuses 102, 400, 700, 900, 1200, 1400, 1600, and 1800 of the present embodiment may be configured to be provided or distributed via a network such as the Internet.

本実施形態の画像処理装置102,400,700,900,1200,1400,1600,1800で実行されるプログラムは、上述した各部(画像取得部201、高輝度領域抽出部202、高輝度領域面積算出部203、アーク発生判定部204,401,702,901,1201,1401,1601,1801、面積変化量算出部701)を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU(Central Processing Unit)等のプロセッサが上記ROMからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、画像取得部201、高輝度領域抽出部202、高輝度領域面積算出部203、アーク発生判定部204,401,702,901,1201,1401,1601,1801、面積変化量算出部701が主記憶装置上に生成されるようになっている。   The programs executed by the image processing apparatuses 102, 400, 700, 900, 1200, 1400, 1600, and 1800 according to the present embodiment are the units described above (the image acquisition unit 201, the high luminance area extraction unit 202, and the high luminance area area calculation The module configuration includes an arc generation determination unit 204, 401, 702, 901, 1201, 1401, 1601, and 1801 and an area change amount calculation unit 701). As an actual hardware, a CPU (Central Processing Unit) Etc. are read from the ROM and executed to load the above units onto the main storage device, and the image acquisition unit 201, high brightness area extraction unit 202, high brightness area area calculation unit 203, arc occurrence determination Sections 204, 401, 702, 901, 1201, 1401, 1601, 1801, and so on. An area change amount calculation unit 701 is generated on the main storage device.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

2…パンタグラフ、101…カメラ、102,400,700,900,1200,1400,1600,1800…画像処理装置、103…ログ記録装置、104…車内モニタ、201…画像取得部、202…高輝度領域抽出部、203…高輝度領域面積算出部、204,401,702,901,1201,1401,1601,1801…アーク発生判定部、701…面積変化量算出部。   2 ... pantograph, 101 ... camera, 102, 400, 700, 900, 1200, 1400, 1600, 1800 ... image processing device, 103 ... log recording device, 104 ... in-car monitor, 201 ... image acquisition unit, 202 ... high brightness area Extraction unit 203 High brightness area area calculation unit 204, 401, 702, 901, 1201, 1401, 1601, 1801 Arc generation determination unit 701, area change amount calculation unit

Claims (11)

車両に搭載され、かつ前記車両のパンタグラフの周囲からの可視光線を受光する撮像部と、
前記撮像部の撮像により得られる可視光画像において、予め設定された輝度より高い輝度の高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出部と、
前記高輝度領域の面積が第1閾値以上であるか否かに基づいて、前記パンタグラフと架線間においてアーク放電が発生したか否かを判定するアーク発生判定部と、
を備えるアーク放電判定装置。
An imaging unit mounted on a vehicle and receiving visible light from around the pantograph of the vehicle;
A high brightness area extraction section for extracting a high brightness area having a brightness higher than a preset brightness in a visible light image obtained by imaging of the imaging section;
An arc generation determination unit that determines whether or not arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire based on whether or not the area of the high luminance region is equal to or greater than a first threshold value;
Arc discharge determination apparatus comprising:
前記アーク発生判定部は、予め設定された時間内に得られる複数の前記可視光画像または予め設定されたフレーム数の前記可視光画像のうち、前記高輝度領域の面積が前記第1閾値以上となった前記可視光画像の割合をアーク放電発生頻度として算出し、前記アーク放電発生頻度が第2閾値以上である場合、若しくは前記アーク放電発生頻度が所定のアーク放電発生頻度範囲内である場合、前記パンタグラフと前記架線間においてアーク放電が発生したと判定する請求項1に記載のアーク放電判定装置。   The arc generation determination unit determines that the area of the high luminance region is equal to or more than the first threshold among a plurality of visible light images obtained within a preset time or a visible light image of a preset number of frames. The ratio of the visible light image that has become is calculated as the arc discharge occurrence frequency, and when the arc discharge occurrence frequency is equal to or higher than a second threshold, or when the arc discharge occurrence frequency is within a predetermined arc discharge occurrence frequency range, The arc discharge determination apparatus according to claim 1, wherein it is determined that arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire. 車両に搭載され、かつ前記車両のパンタグラフの周囲からの可視光線を受光する撮像部と、
前記撮像部の撮像により得られる可視光画像において、予め設定された輝度より高い輝度の高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出部と、
第1時刻に得られる前記可視光画像が含む前記高輝度領域の面積を基準として、前記第1時刻とは異なる第2時刻に得られる前記可視光画像が含む前記高輝度領域の面積の変化量を算出する変化量算出部と、
前記変化量が第3閾値以上であるか否かに基づいて、前記パンタグラフと前記架線間においてアーク放電が発生したか否かを判定するアーク発生判定部と、
を備えるアーク放電判定装置。
An imaging unit mounted on a vehicle and receiving visible light from around the pantograph of the vehicle;
A high brightness area extraction section for extracting a high brightness area having a brightness higher than a preset brightness in a visible light image obtained by imaging of the imaging section;
An amount of change in area of the high brightness area included in the visible light image obtained at a second time different from the first time, based on the area of the high brightness area included in the visible light image obtained at the first time A change amount calculation unit that calculates
An arc occurrence determination unit that determines whether or not arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire based on whether or not the change amount is equal to or greater than a third threshold value;
Arc discharge determination apparatus comprising:
前記アーク発生判定部は、予め設定された時間のうち前記変化量が前記第3閾値以上となった時間の割合、または予め設定されたフレーム数の前記可視光画像のうち前記変化量が前記第3閾値以上となった前記可視光画像の割合をアーク放電発生頻度として算出し、前記アーク放電発生頻度が第4閾値以上である場合に、前記パンタグラフと前記架線間においてアーク放電が発生したと判定する請求項3に記載のアーク放電判定装置。   The arc generation determination unit determines a ratio of time in which the change amount is equal to or more than the third threshold among preset times, or the change amount of the visible light image in the number of frames set in advance. The ratio of the visible light image having a threshold of 3 or more is calculated as the frequency of occurrence of arc discharge, and it is determined that arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire when the frequency of occurrence of arc discharge is 4 or more. The arc discharge determination apparatus according to claim 3. 前記アーク発生判定部は、前記変化量が前記第3閾値以上となる時間間隔を算出し、前記時間間隔の算出結果の多様性を算出し、当該多様性が大きい場合に、前記パンタグラフと前記架線間においてアーク放電が発生したと判定する請求項3に記載のアーク放電判定装置。   The arc occurrence determination unit calculates a time interval in which the change amount is equal to or more than the third threshold, calculates a diversity of calculation results of the time interval, and when the diversity is large, the pantograph and the overhead wire The arc discharge determination apparatus according to claim 3, wherein it is determined that arc discharge has occurred between the two. 前記アーク発生判定部は、前記変化量の算出結果の多様性を算出し、当該多様性が大きい場合に、前記パンタグラフにおいてアーク放電が発生したと判定する請求項3に記載のアーク放電判定装置。   The arc discharge determination apparatus according to claim 3, wherein the arc occurrence determination unit calculates a variety of calculation results of the change amount, and determines that arc discharge has occurred in the pantograph when the variation is large. 前記アーク発生判定部は、前記パンタグラフと前記架線間においてアーク放電が発生していないと判定された前記可視光画像の輝度に基づいて、前記第1閾値を決定する請求項1に記載のアーク放電判定装置。   The arc discharge determination unit according to claim 1, wherein the arc generation determination unit determines the first threshold value based on the luminance of the visible light image determined to have not generated arc discharge between the pantograph and the overhead wire. Judgment device. 前記アーク発生判定部は、前記パンタグラフと前記架線間においてアーク放電が発生していないと判定された前記可視光画像の輝度に基づいて、前記第3閾値を決定する請求項3に記載のアーク放電判定装置。   The arc discharge determination unit according to claim 3, wherein the arc generation determination unit determines the third threshold value based on the luminance of the visible light image determined to have not generated arc discharge between the pantograph and the overhead wire. Judgment device. 複数の前記撮像部を備え、
前記アーク発生判定部は、前記撮像部の撮像により先に得られる前記可視光画像から順に、当該可視光画像が含む前記高輝度領域の面積の前記変化量が前記第3閾値以上であるか否かに基づいて、前記パンタグラフと前記架線間においてアーク放電が発生したか否かを判定する請求項3に記載のアーク放電判定装置。
A plurality of the imaging units,
The arc generation determination unit determines whether the change amount of the area of the high brightness area included in the visible light image is equal to or more than the third threshold in order from the visible light image obtained by the imaging of the imaging unit. The arc discharge determination device according to claim 3, wherein it is determined whether or not arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire based on a scale.
前記パンタグラフと前記架線間においてアーク放電が発生したか否かの判定結果を、当該判定結果を識別可能な情報とともに記憶する記憶部をさらに備える請求項3に記載のアーク放電判定装置。   The arc discharge determination apparatus according to claim 3, further comprising: a storage unit that stores a determination result as to whether or not an arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire, together with information capable of identifying the determination result. 前記パンタグラフと前記架線間においてアーク放電が発生したか否かの判定結果を表示する表示部をさらに備える請求項3に記載のアーク放電判定装置。   The arc discharge determination device according to claim 3, further comprising a display unit that displays a determination result as to whether or not arc discharge has occurred between the pantograph and the overhead wire.
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