JP2021181730A - Track inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軌道検測装置に関し、より詳細には軌道の狂い量の検測作業に係る労力と時間を大幅に低減することが可能な軌道検測装置に関する。 The present invention relates to an orbital inspection device, and more particularly to an orbital inspection device capable of significantly reducing the labor and time required for the inspection work of the amount of deviation of the orbit.
列車の軌道は、列車の走行、加速、減速あるいは急停止等に係る様々な荷重を日々受けている。荷重が軌道の弾性限界値を超える場合、軌道は左右方向又は上下方向に塑性変形を生じ始める。軌道の変形は、列車の走行を不安定にすると共に乗り心地を不快にし、最悪の場合、列車が脱線することが起こり得る。 The track of a train receives various loads related to the running, acceleration, deceleration, sudden stop, etc. of the train every day. When the load exceeds the elastic limit value of the trajectory, the trajectory begins to undergo plastic deformation in the left-right direction or the up-down direction. Deformation of the track makes the train run unstable and uncomfortable to ride, and in the worst case, the train can derail.
従って、軌道を保守・管理する者は、軌道の変形を定量的にチェックする必要がある。上記軌道の変形は、軌道の狂い量として、具体的には(1)通り狂い:レール側面の長手方向のうねり(凹凸)をいい、一般的には長さ10mの糸をレール側面に張り、その中央部におけるレールと糸との間の水平距離と基本寸法との差を通り狂い量としている。(2)高低狂い:レール頂面に沿った方向のうねり(凹凸)をいい、一般的には長さ10mの糸をレール頂面に張りその中央部におけるレールと糸との間の垂直距離と基本寸法との差を高低狂い量としている。(3)軌間狂い:軌間寸法の基本寸法との間の差をいい、一般的には基本寸法との間の差を軌間狂い量としている。(4)水準狂い:軌間の基本寸法当たりの左右レールの高さの差をいい、一般的には基本寸法との間の差を水準狂い量としている。(5)平面性狂い:軌道の平面に対する狂い量をいい、一定間隔下の2点の水準狂いの代数差により表わし、基本寸法との間の差を平面性狂い量としている。 Therefore, the person who maintains and manages the orbit needs to quantitatively check the deformation of the orbit. The deformation of the track is the amount of deviation of the track, specifically (1) deviation: undulations (unevenness) in the longitudinal direction of the side surface of the rail, and generally, a thread having a length of 10 m is stretched on the side surface of the rail. The difference between the horizontal distance between the rail and the thread in the central part and the basic dimension is taken as the amount of deviation. (2) High / low deviation: A swell (unevenness) in the direction along the top surface of the rail. Generally, a thread having a length of 10 m is stretched on the top surface of the rail and the vertical distance between the rail and the thread at the center thereof. The difference from the basic dimensions is the amount of deviation. (3) Gauge deviation: The difference between the gauge dimension and the basic dimension is generally used as the gauge deviation amount. (4) Level deviation: The difference in height between the left and right rails per the basic dimension of the gauge, and generally the difference from the basic dimension is the level deviation amount. (5) Flatness deviation: The amount of deviation of the orbit with respect to the plane is expressed by the algebraic difference of the level deviation of two points under a certain interval, and the difference from the basic dimension is defined as the amount of flatness deviation.
特に、上記通り狂いの水平距離、又は上記高低狂いの垂直距離は、10m弦正矢量によって検測され、検測は2人の作業員が10mの糸の両端を手でレールにあて、もう1人の作業員が糸中央からレールまでの距離を定規で測定することにより行われている。 In particular, the horizontal distance of the deviation as described above or the vertical distance of the deviation of the height is measured by the amount of the 10m string ruler, and the inspection is performed by two workers putting both ends of the 10m thread on the rail by hand and another one. This is done by a human worker measuring the distance from the center of the thread to the rail with a ruler.
また、上記軌道狂い量を光学式測距装置(トータルステーション)によって自動的に計測する軌道検測装置も知られている(例えば、特許文献1を参照。)。この軌道検測装置は、レール頭頂面を回動するローラーと、レール頭側面を回動するローラーとを備えた2つのL形構体が連結板材によって連結され、全体としてT形状を成す移動台車によって構成されている。軌道の検測には2つの移動台車が必要とされる。即ち、第1移動台車には、自動追尾機能を有するトータルステーションが与えられる一方、第2移動台車には、トータルステーションからの測距光を受光する2つのターゲットミラー(プリズム)と、連結部材の傾きを計測する2つの傾斜センサが与えられる。なお、第2移動台車の各プリズムは軌道上に位置するようにL形構体に取り付けられている。 Further, there is also known an orbital inspection device that automatically measures the amount of orbital deviation by an optical range measuring device (total station) (see, for example, Patent Document 1). In this track inspection device, two L-shaped structures including a roller that rotates on the top surface of the rail and a roller that rotates on the side surface of the rail are connected by a connecting plate material, and a moving carriage that forms a T shape as a whole is used. It is configured. Two mobile trolleys are required for track inspection. That is, the first mobile trolley is provided with a total station having an automatic tracking function, while the second mobile trolley has two target mirrors (prisms) that receive the ranging light from the total station and the inclination of the connecting member. Two tilt sensors to measure are given. Each prism of the second moving carriage is attached to the L-shaped structure so as to be located on the track.
検測は、作業員が第1移動台車と第2移動台車を交互に相対移動させることにより行われる。最初に第1移動台車のトータルステーションが第2移動台車のプリズムを視準しながら、第2移動台車は第1移動台車から離れて所定の位置に停止する。次に第2移動台車が停止した状態で、第1移動台車のトータルステーションが第2移動台車のもう一方のプリズムを視準しながら、第1移動台車が第2移動台車に近付いて所定の位置に停止する。このようにして取得されたターゲットミラーの3次元座標は、コンピュータに送信され、コンピュータによって軌道の3次元座標に変換され、その軌道の3次元座標に基づいて軌道の狂い量が算出されることとしている。 The inspection is performed by the worker alternately moving the first mobile trolley and the second mobile trolley relative to each other. First, the total station of the first mobile trolley collimates the prism of the second mobile trolley, while the second mobile trolley moves away from the first mobile trolley and stops at a predetermined position. Next, with the second mobile trolley stopped, the total station of the first mobile trolley collimates the other prism of the second mobile trolley, and the first mobile trolley approaches the second mobile trolley to a predetermined position. Stop. The three-dimensional coordinates of the target mirror obtained in this way are transmitted to the computer, converted into the three-dimensional coordinates of the orbit by the computer, and the amount of deviation of the orbit is calculated based on the three-dimensional coordinates of the orbit. There is.
上記特許文献1に記載の軌道検測装置は、総重量が60kgを超えるため、軌道への装着・脱着は容易ではない。そのため、検測作業を実施する際は線路を閉鎖する必要がある。
Since the orbital inspection device described in
また、各レールに係合するL形構体を連結する連結部材はその長さが一定なので、標準軌、それより軌間の短い狭軌に対し個別に装置を準備する必要があった。 Further, since the length of the connecting member connecting the L-shaped structure engaged with each rail is constant, it is necessary to prepare a device individually for the standard gauge and the narrow gauge having a shorter gauge than the standard gauge.
一方、従来の糸張りによる検測作業は、測定が簡単ではあるが、3人の作業員によって行われるため、糸張り具合(弛み)や人の目測による人的誤差が測定値に含まれるという問題がある。さらに作業員は糸に対し定規を直角に当てる必要があり、測定に際しある程度の技能・経験が要求されるという問題がある。また、測定に多くの時間が必要となり、作業性にも問題がある。 On the other hand, the conventional inspection work using thread tension is easy to measure, but since it is performed by three workers, the measurement value includes the thread tension (slack) and human error due to human visual measurement. There's a problem. Furthermore, the worker needs to hit the ruler at a right angle to the thread, and there is a problem that some skill and experience are required for the measurement. In addition, a lot of time is required for measurement, and there is a problem in workability.
そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は軌道への装着・脱着が容易であると共に、軌道の狂い量の検測作業に係る労力と時間を大幅に低減することが可能な軌道検測装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is that it can be easily attached to and detached from the orbit, and the labor and time required for the inspection work of the amount of deviation of the orbit are greatly increased. It is an object of the present invention to provide an orbital inspection device capable of reducing the number of orbital inspections.
上記目的を達成するための本発明に係る軌道検測装置は、軌道の頭頂面に当接する第1ローラー(22)並びに軌道の頭側面に当接する第2ローラー(23)を回転自在に支持するL形構体(21)から構成される移動台車(20)と、前記L形構体(21)に取り付けられるプリズム(30)と、前記プリズム(30)に測距光(10a)を照射して軌道の座標を計測する測距装置(10)と、前記測距装置(10)から得られる軌道の座標(X,Y,Z)から成る全体座標群(U、U’)を基にして、軌道の狂い量を算出する演算装置(40)とを備えた軌道検測装置であって、前記演算装置(40)は、前記全体座標群(U、U’)に対し所定の区間距離(d)および所定のピッチ(d/2)で部分座標群(Di、Di’)を抽出し、前記部分座標群(Di、Di’)について座標成分毎に校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)をそれぞれ求め、前記校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)に基づいて全ての前記部分座標群(Di、Di’)の代表座標(Xi,Yi,Zi)をそれぞれ求め、前記代表座標(Xi,Yi,Zi)を逐次連結した校正座標ライン(L2)を生成することを特徴とする。 The orbital inspection device according to the present invention for achieving the above object rotatably supports a first roller (22) that abuts on the crown surface of the orbit and a second roller (23) that abuts on the head side surface of the orbit. The moving carriage (20) composed of the L-shaped structure (21), the prism (30) attached to the L-shaped structure (21), and the prism (30) are irradiated with the ranging light (10a) to orbit. Orbit based on the whole coordinate group (U, U') consisting of the distance measuring device (10) for measuring the coordinates of the above and the coordinates (X, Y, Z) of the orbit obtained from the distance measuring device (10). A trajectory inspection device including a calculation device (40) for calculating the amount of deviation of the above, wherein the calculation device (40) has a predetermined section distance (d) with respect to the overall coordinate group (U, U'). Then, a partial coordinate group (Di, Di') is extracted at a predetermined pitch (d / 2), and a calibration straight line (Lxi, Lyi, Lzi) is obtained for each coordinate component of the partial coordinate group (Di, Di'). , The representative coordinates (Xi, Yi, Zi) of all the partial coordinate groups (Di, Di') are obtained based on the calibration straight line (Lxi, Lyi, Lzi), and the representative coordinates (Xi, Yi, Zi) are obtained. It is characterized in that a calibration coordinate line (L2) in which is sequentially connected is generated.
上記構成では、全体座標群(U、U’)から抽出した部分座標群(Di、Di’)に対し上記校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)を求めることにより、上記部分座標群(Di、Di’)に含まれる測定誤差、ひいては上記全体座標群(U、U’)に含まれる測定誤差を最小化することができる。従って、上記部分座標群(Di、Di’)から得られる代表座標(Xi,Yi,Zi)を逐次連結することにより、計測対象である軌道について、始点からの距離(キロ程)とそのキロ程における軌道の座標を、校正座標ライン(L2)によって精度良く表すことができる。 In the above configuration, the calibration straight line (Lxi, Lyi, Lzi) is obtained from the partial coordinate group (Di, Di') extracted from the total coordinate group (U, U') to obtain the partial coordinate group (Di, Di'). It is possible to minimize the measurement error included in') and, by extension, the measurement error included in the overall coordinate group (U, U'). Therefore, by sequentially connecting the representative coordinates (Xi, Yi, Zi) obtained from the above partial coordinate group (Di, Di'), the distance (about km) from the starting point and the kilometer thereof are about the orbit to be measured. The coordinates of the orbit in the above can be accurately represented by the calibration coordinate line (L2).
本発明に係る軌道検測装置の第2の特徴は、前記演算装置(40)は、前記部分座標群(Di、Di’)を各成分座標群(Dxi、Dyi,Dzi)にそれぞれ分解し、各成分座標群(Dxi、Dyi,Dzi)について縦軸を座標値と横軸を区間距離(d)とする2次元平面上において前記校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)をそれぞれ求め、前記校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)上の縦軸成分を前記代表座標(Xi,Yi,Zi)の座標成分とすることである。 The second feature of the orbital inspection device according to the present invention is that the arithmetic unit (40) decomposes the partial coordinate group (Di, Di') into each component coordinate group (Dxi, Dyi, Dzi). For each component coordinate group (Dxi, Dyi, Dzi), the calibration straight line (Lxi, Lyi, Lzi) is obtained on a two-dimensional plane whose vertical axis is the coordinate value and the horizontal axis is the section distance (d), and the calibration straight line is obtained. The vertical axis component on (Lxi, Lyi, Lzi) is to be the coordinate component of the representative coordinates (Xi, Yi, Zi).
上記構成では、各成分座標群(Dxi、Dyi,Dzi)について上記2次元平面上において校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)をそれぞれ求めることによって、上記部分座標群(Di、Di’)に含まれる測定誤差、ひいては上記全体座標群(U、U’)に含まれる測定誤差を最小化することができる。それに加え、校正直線上の点として、例えば縦軸の切片値を採用することにより、代表座標(Xi,Yi,Zi)を算出する際の計算過程が単純化されることになる。 In the above configuration, each component coordinate group (Dxi, Dyi, Dzi) is included in the partial coordinate group (Di, Di') by obtaining a calibration straight line (Lxi, Lyi, Lzi) on the two-dimensional plane. The measurement error, and thus the measurement error included in the whole coordinate group (U, U'), can be minimized. In addition, by adopting, for example, the intercept value on the vertical axis as a point on the calibration straight line, the calculation process for calculating the representative coordinates (Xi, Yi, Zi) is simplified.
本発明に係る軌道検測装置の第3の特徴は、前記演算装置(40)は最小二乗法により前記校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)を求めることである。 A third feature of the orbital inspection device according to the present invention is that the arithmetic unit (40) obtains the calibration straight line (Lxi, Lyi, Lzi) by the least squares method.
上記構成では、各成分座標群(Dxi、Dyi,Dzi)についての校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)を容易に得ることが出来る。 With the above configuration, calibration lines (Lxi, Lyi, Lzi) for each component coordinate group (Dxi, DIY, Dzi) can be easily obtained.
本発明に係る軌道検測装置の第4の特徴は、前記演算装置(40)は、前記校正座標ライン(L2)上の始点(C1)から基準距離の倍数に相当する基準点(Ci)を前記校正座標ライン(L2)上に設定することである。 The fourth feature of the trajectory inspection device according to the present invention is that the arithmetic unit (40) has a reference point (Ci) corresponding to a multiple of the reference distance from the start point (C1) on the calibration coordinate line (L2). It is set on the calibration coordinate line (L2).
上記構成では、始点(C1)からの軌道の長さ(距離)の基準(キロ程)を示す各基準点(Ci)に座標情報を付加することができる。これにより、基準距離又はその倍数の仮想弦長によって軌道の狂い量を測定することができる。 In the above configuration, coordinate information can be added to each reference point (Ci) indicating a reference (about a kilometer) of the length (distance) of the orbit from the start point (C1). This makes it possible to measure the amount of orbital deviation by the reference distance or a virtual chord length that is a multiple thereof.
本発明に係る軌道検測装置の第5の特徴は、前記演算装置(40)は、前記基準点(Ci)を中心点に持ち且つ前記基準距離を半径とする球面(Si)と前記校正座標ライン(L2)との交点(Ci+1)を次の基準点に設定することである。 The fifth feature of the orbital inspection device according to the present invention is that the arithmetic unit (40) has a spherical surface (Si) having the reference point (Ci) as a center point and having the reference distance as a radius, and the calibration coordinates. The intersection (Ci + 1 ) with the line (L2) is set as the next reference point.
上記構成では、上記球面(Si)と校正座標ライン(L2)との交点(Ci+1)によって、校正座標ライン(L2)上に始点(C1)から基準距離の倍数に相当する距離の基準点(Ci)を容易に設定することができる。 In the above configuration, the reference point (Ci + 1 ) at the intersection (Ci + 1) between the spherical surface (Si) and the calibration coordinate line (L2) is a reference point (C1) at a distance corresponding to a multiple of the reference distance from the start point (C1) on the calibration coordinate line (L2). Ci) can be easily set.
本発明に係る軌道検測装置の第6の特徴は、前記演算装置(40)は、前記校正座標ライン(L2)上の前記基準点(Ci)から伸びた垂線(Hi)が他の軌道についての前記校正座標ライン(L2’)と交わる交点(Ci’)を、前記基準点(Ci)と対を成す対応点(Ci’)として設定することである。 The sixth feature of the orbital inspection device according to the present invention is that the arithmetic unit (40) has a perpendicular line (Hi) extending from the reference point (Ci) on the calibration coordinate line (L2) for another orbit. The intersection (Ci') intersecting with the calibration coordinate line (L2') is set as a corresponding point (Ci') paired with the reference point (Ci).
上記構成では、基準点(Ci)と対応点(Ci’)に基づいて軌道の狂い量を簡便に算出することができる。 In the above configuration, the amount of orbital deviation can be easily calculated based on the reference point (Ci) and the corresponding point (Ci').
本発明に係る軌道検測装置の第7の特徴は、前記移動台車(20)のL形構体(21)は、前記軌道の頭頂面および頭側面に対向する各部位(26、27)にマグネットを内蔵していることである。 The seventh feature of the track inspection device according to the present invention is that the L-shaped structure (21) of the mobile carriage (20) has magnets on each portion (26, 27) facing the top surface and the side surface of the track. Is built-in.
上記構成では、第1ローラー(22)が横方向に変位しようとする場合、頭側面に対向する部位(27)のマグネットによって制動される一方、第2ローラー(23)が縦方向に変位しようとする場合、頭頂面に対向する部位(26)のマグネットによって制動されることになる。このように、2つの部位(26、27)のマグネットは、移動台車(20)の横揺れ又は縦揺れを制動するように作用する。従って、プリズム(30)の座標値と軌道の座標値が1対1に対応することになる。 In the above configuration, when the first roller (22) tries to be displaced in the lateral direction, it is braked by the magnet of the portion (27) facing the head surface, while the second roller (23) tries to be displaced in the vertical direction. If this is the case, the brake will be applied by the magnet at the portion (26) facing the crown surface. In this way, the magnets at the two parts (26, 27) act to brake the rolling or pitching of the moving carriage (20). Therefore, the coordinate value of the prism (30) and the coordinate value of the orbit have a one-to-one correspondence.
本発明に係る軌道検測装置の第8の特徴は、前記移動台車(20)は傾斜センサを備えていることである。 The eighth feature of the track inspection device according to the present invention is that the mobile carriage (20) is provided with a tilt sensor.
上記構成では、軌道が傾いている場合であっても、プリズム(30)の座標から軌道の座標(X,Y,Z)を正確に求めることができる。 In the above configuration, the coordinates (X, Y, Z) of the orbit can be accurately obtained from the coordinates of the prism (30) even when the orbit is tilted.
本発明に係る軌道検測装置の第9の特徴は、前記測距装置(10)は軌道外に据え付けられ且つ前記移動台車(20)は片方の軌道を走行することである。 A ninth feature of the track inspection device according to the present invention is that the distance measuring device (10) is installed outside the track and the moving carriage (20) travels on one track.
上記構成では、測距装置(10)は軌道外に据え付けられるため、作業者が一人で容易に取り付け/取り外しできる程度に移動台車(20)を軽量にすることができる。また、片レール毎に計測が行われるため、線路閉鎖なしで計測作業が可能となる。さらに、標準軌又は狭軌の何れに対しても計測作業が可能となる。 In the above configuration, since the distance measuring device (10) is installed outside the track, the weight of the mobile carriage (20) can be reduced to such an extent that the operator can easily attach / detach it by himself / herself. Moreover, since the measurement is performed for each rail, the measurement work can be performed without closing the rail. Furthermore, measurement work can be performed on either standard gauge or narrow gauge.
本発明の軌道検測装置によれば、軌道の狂い量の検測作業に係る労力と時間を大幅に低減すると共に、計測値に含まれる人的誤差を大幅に低減することが可能となる。 According to the orbital inspection device of the present invention, it is possible to significantly reduce the labor and time required for the inspection work of the amount of deviation of the orbit, and to significantly reduce the human error included in the measured value.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1から図3は、本発明の一実施形態に係る軌道検測装置100を示す説明図である。なお、図1は軌道検測装置100の構成を表し、図2は移動台車20の斜視図を表し、図3は移動台車20が軌道(以下「レール」という。)に装着した状態を表している。
1 to 3 are explanatory views showing an
この軌道検測装置100は、片方のレール上に装着された移動台車20を作業員が走行させる場合、レール外に据え付けられた測量機10が移動台車20上に固定されたプリズム30を自動で追尾し、測量機10とプリズム30との間の距離・角度情報を取得し、取得した距離・角度情報からレール測点についての3次元座標(X,Y,Z)をリアルタイムで取得し、取得した3次元座標データから任意の弦長におけるレールの狂い量を検測するものである。従って、作業員が移動台車20を片方のレールずつ両方のレールに渡って走行させることにより、5項目全てのレールの狂い量(軌間、高低、通り、水準、平面性)を検測することができる。また、移動台車20はレールに対し容易に取り付け/取り外しができるように軽量に構成され、且つ走行中にレールから分離せずに密に当接するように構成されている。このように、軌道検測装置100は、最小限の人数(マンパワー)でレールの狂い量(軌間、高低、通り、水準、平面性)を短時間で精度良く測定することができるように構成されている。
In this
そのための構成として、プリズム30の3次元座標を計測する測量機10と、プリズム30を支持しながら片方のレール上を走行する移動台車20と、測量機10のターゲットミラーとなるプリズム30と、測量機10によって取得されたプリズム30の三次元座標データに基づいて軌道の狂い量を算出するコンピュータ40とを具備して構成される。以下各構成について説明する。
As a configuration for that purpose, a surveying
測量機10は、プリズム30を捉えることができるレール外の任意の位置に精密三脚11によって据え付けられる。測量機10は自動的に基準座標系の設定を行う機能を有している。従って、作業員が測量機10の電源を投入すると、測量機10は自動整準を行い、計測可能状態になる。
The surveying
また、測量機10はプリズム30を自動的に追尾して計測を行う自動追尾機能を有している。従って、作業員がコンピュータ40に格納されている計測プログラムを起動させて、計測プログラムの表示画面上で計測開始のボタンを押すことにより、測量機10はプリズム30との間の距離・角度情報を自動的に計測する。
Further, the surveying
また、測量機10はWi−Fi(登録商標)またはBluetooth(登録商標)等の無線通信機能を備えている。従って、測量機10によって計測された測量機10とプリズム30との間の距離・角度情報は、例えばWi−Fi(登録商標)を介してコンピュータ40にリアルタイムで送信されることになる。
Further, the surveying
コンピュータ40に送信された測量機10とプリズム30との間の距離・角度情報は、レール測点に係る3次元座標(X,Y,Z)に変換される。変換された3次元座標(X,Y,Z)は、所定のデータ処理が施され、レールの狂い量(軌間、高低、通り、水準、平面性)が測定されることになる。このデータ処理については図6から図13を参照しながら後述する。
The distance / angle information between the surveying
図2に示されるように、移動台車20は、第1ローラー22及び第2ローラー23を支持しプリズム30を固定するL形構体21と、レール頭頂面に当接して回動する4個の第1ローラー22と、レール頭側面に当接して回動する4個の第2ローラー23と、作業員が本体を持ち運びするための取っ手24と、作業員が移動台車20を押して走行させるための押し棒25とから構成される。
As shown in FIG. 2, the
L形構体21は、第1ローラー22を回転自在に収容すると共にレールから分離せずに密に当接する為のマグネットを内蔵した水平板26と、水平板26に直交して取り付けられレールから分離せずに密に当接する為のマグネットを内蔵した垂直板27とを有している。
The L-shaped
第1ローラー22は、軸が水平板26の長手方向に直交する方向に設けられている。一方、第2ローラー23は、軸が第1ローラー22に対応する位置で水平板26に直交して設けられている。第1ローラー22は、例えばシリコンから作られたシリコン製ローラーを使用することができる。第2ローラー23は、例えばウレタンから作られたウレタン製ローラーを使用することができる。要するにローラーは絶縁材で作られていれば良い。
The
図3に示されるように、水平板26のマグネットが内蔵されている部位であってレールに対向する面には、水平板26による線路間の短絡を防止するために、絶縁板26aが取り付けられている。なお、図2に示されるように、絶縁板26aは水平板26のレールに対向しない面にも取り付けられている。これはマグネットの磁力がレールに対向しない他の側にも作用しないように(磁力線がレールに対向しない他の側に漏洩しないように)するためである。
As shown in FIG. 3, an insulating plate 26a is attached to a portion of the
図3に戻って、同様に垂直板27のマグネットが内蔵されている部位であってレールに対向する面には、垂直板27による線路間の短絡を防止するために、絶縁板27aが取り付けられている。また、垂直板27のレールに対向しない面にも絶縁板27aは取り付けられている。更に垂直板27とレールとの隙間が小さくなるように、垂直板27と絶縁板27aとの間にはスペーサ27bが取り付けられている。
Returning to FIG. 3, an insulating
第1ローラー22は、水平板26に内蔵されているマグネットの磁力によって垂直方向(縦方向)に対する変動を抑制されるのと同時に、垂直板27に内蔵されているマグネットの磁力線によって水平方向(横方向)に対する変動を抑制されることになる。同様に、第2ローラー23は、垂直板27に内蔵されているマグネットの磁力線によって水平方向(横方向)に対する変動を抑制されるのと同時に、水平板26に内蔵されているマグネットの磁力によって垂直方向(縦方向)に対する変動を抑制されることになる。
The
従って、移動台車20がレール上を走行している間、第1ローラー22はレール頭頂面に密に当接し、第2ローラー23はレール頭側面に密に当接した状態となる。その結果、プリズム30の3次元座標とレール測点の3次元座標が1対1に対応することになる。なお、本実施形態におけるレール測点は、レール頭頂面における接線T1とレール頭側面における接線T2との交点に設定されている。
Therefore, while the moving
図2に戻って水平板26の長手方向の側面には、プリズム30を固定する為のつまみ28が設けられている。つまみ28の足部(雄ねじ部)には雄ねじ部が形成されており、つまみ28を時計方向に回転させることにより、つまみ28の足部(雄ねじ部)がプリズム30の足部(雌ねじ部)にねじ結合してプリズム30が水平板26上に固定されることになる。
Returning to FIG. 2, a
他方、水平板26の短辺方向の側面には、押し棒25が係合する球面凸部26bが両側面に設けられている。なお、押し棒25の下端25aは、球面凸部26bに嵌合する球面凹部(図示せず)が形成されている。
On the other hand, on the side surface of the
プリズム30としては、例えば360°プリズムを使用することができる。
As the
コンピュータ40は、測量機10から送信される距離・角度情報を受信し、レール測点に係る3次元座標(X,Y,Z)を算出し、その3次元座標を基に所定の演算処理を実行する。この演算処理については図6から図13を参照しながら後述する。コンピュータ40は、好ましくはタブレット又はノートパソコン等の携帯型情報端末である。以下に、測量機10によって測定されたレールの3次元座標データに対するデータ処理について説明する。
The
図4は、軌道検測装置100によるデータ計測の手順を示すフロー図である。
FIG. 4 is a flow chart showing a procedure for data measurement by the
先ず、ステップS0では、測量機10を据え付ける。据え付ける場所としては、移動台車20上に取り付けられたプリズム40を視準することができるレール外の場所であればどこでも良い。
First, in step S0, the surveying
ステップS1では、移動台車20を基準レールに取り付ける。作業員が第1ローラー22をレール頭頂面に置くことにより、水平板26に内蔵されたマグネットの磁力によって、第1ローラー22はレール頭頂面に当接する。一方、垂直板27に内蔵されたマグネットの磁力によって、第2ローラー23はレール頭側面に当接する。なお、説明の都合上、検査対象である2つのレールの内の何れか一方を「基準レール」とし、他方を「相対レール」としている。「基準レール」とは、始点からの距離(長さ)を示す基準点(垂線の始点)が設定されたレールを意味している。「相対レール」とは、基準レールの基準点に対応する点であって、基準点から伸びた垂線が交わる交点が設定されたレールを意味している。計測は基準レールから開始し、次に相対レールについて開始することにする。
In step S1, the moving
次に、ステップS2では、測量機10及びコンピュータ40を起動する。作業員が測量機10の電源を投入することにより、測量機10は自動整準を行い、計測可能状態になる。また、作業員がコンピュータ40の電源を投入することにより、コンピュータ40のオペレーティングシステム(OS)が起動する。作業員は計測プログラムを立ち上げる。
Next, in step S2, the surveying
次に、ステップS3では、計測プログラムのサーチ開始ボタンと計測開始ボタンを押す。作業員がサーチ開始ボタンを押すことにより、測量機10が自動追尾を開始する。作業員が計測開始ボタンを押すことにより、測量機10は移動台車20上に搭載されたプリズム30を自動追尾して、測量機10とプリズム30との間の距離・角度データを計測し始める。
Next, in step S3, the search start button and the measurement start button of the measurement program are pressed. When the worker presses the search start button, the surveying
次に、ステップS4では、移動台車20を基準レールに沿って移動させる。作業員が基準レールに沿って移動させることにより、測量機10が基準レールの所定区間についての距離・角度データを取得する。なお、取得した距離・角度データはコンピュータ40上で3次元座標に変換される。
Next, in step S4, the moving
次に、ステップS5では、計測プログラムの計測停止ボタンを押す。作業員が計測停止ボタンを押すことにより、基準レールについての距離・角度データの取得を停止する。 Next, in step S5, the measurement stop button of the measurement program is pressed. When the worker presses the measurement stop button, the acquisition of the distance / angle data for the reference rail is stopped.
次に、ステップS6では、移動台車20を相対レールに移し変える。作業員は移動台車20を基準レールから相対レールに移し変える。移動台車20は重量が約1kgであり、更に取っ手24を備えるため、容易にレール間を相互に移し変えることができる。
Next, in step S6, the moving
次に、ステップS7では、計測プログラムの計測開始ボタンを押す。これはステップS3と同じである。なお、測量機10がプリズム30をロストしてしまった場合は、自動でサーチを開始する。
Next, in step S7, the measurement start button of the measurement program is pressed. This is the same as step S3. If the surveying
次に、ステップS8では、移動台車20を相対レールに沿って逆方向に移動させる。作業員が相対レールに沿って逆方向に移動させることにより、測量機10が相対レールの所定区間についての距離・角度データを取得する。
Next, in step S8, the moving
ステップS9では、計測プログラムの計測停止ボタンを押す。作業員が計測停止ボタンを押すことにより、相対レールについての距離・角度データの取得を停止する。 In step S9, the measurement stop button of the measurement program is pressed. When the worker presses the measurement stop button, the acquisition of distance / angle data for the relative rail is stopped.
上記ステップS0からS9に示される通り、測量機10によって取得された距離・角度データについては、Wi−Fi(登録商標)を介してコンピュータ40に送信され、コンピュータ40上で3次元座標に変換される。変換された3次元座標はコンピュータ40の記憶装置に保存される。なお、極座標から3次元座標への変換については、図5を参照しながら後述する。
As shown in steps S0 to S9 above, the distance / angle data acquired by the surveying
図5に示されるように、測量機10は中心点(「器械点」とも言われ、計測座標系の原点に相当する点。)IPを有し、計測結果として測量機10からプリズム30までの直線距離S、直線距離Sの水平面への水平距離HDとN軸との成す水平角度θ、及び直線距離S(測距光10aの照射方向)とH軸との成す鉛直角度φを取得する。この場合、中心点IPに対するプリズム30の相対座標(N,E,H)は、以下の通り一意的に算出される。
式1:N=HD×cosθ=S×cos(φ−π/2)×cosθ=S×sinφ×cosθ
式2:E=HD×sinθ=S×cos(φ−π/2)×sinθ=S×sinφ×sinθ
式3:H=S×sin(φ−π/2)=S×cosφ
なお、測量機10の計測座標系は、北方向(以下「N軸」という。)を水平面(接地面)における一の基準軸とし、東方向(以下「E軸」という。)を水平面における他の基準軸とし、測量機10の中心点IPを通る鉛直方向(以下「H軸」という。)を高さ方向の基準軸としている。従って、NEHの3軸直交座標系に対し、平行移動又は回転等の操作を施すことにより、所望のXYZの3軸直交座標系を設定することができる。
As shown in FIG. 5, the surveying
Equation 1: N = HD × cosθ = S × cos (φ−π / 2) × cosθ = S × sinφ × cosθ
Equation 2: E = HD × sinθ = S × cos (φ−π / 2) × sinθ = S × sinφ × sinθ
Equation 3: H = S × sin (φ−π / 2) = S × cos φ
In the measurement coordinate system of the surveying
保存された全ての全体座標群(3次元座標の集合)は、所定のデータ処理方法によって直線近似される。以下に、レールの全体座標群についての直線近似の処理方法について説明する。 All the stored total coordinates (set of three-dimensional coordinates) are linearly approximated by a predetermined data processing method. The processing method of linear approximation for the whole coordinate group of the rail will be described below.
図6は、レールの全体座標群についての直線近似の処理方法を示すフロー図である。 FIG. 6 is a flow chart showing a processing method of linear approximation for the entire coordinate group of the rail.
先ず、ステップS0’では、基準レール及び相対レールの全体座標群U,U’を取得する。図7に示されるように、コンピュータ40は、ステップS4又はS8で取得された基準レール又は相対レールの3次元座標を時系列順に記憶装置から読み出して基準レール又は相対レールについての全体座標群U,U’を生成する。図7に示される黒丸(●)は、基準レール又は相対レールの各3次元座標を表している。
First, in step S0', the entire coordinate group U, U'of the reference rail and the relative rail is acquired. As shown in FIG. 7, the
次に、ステップS1’では、基準レール及び相対レールの全体座標群U,U’から測定座標ラインL1,L1’を生成する。図8に示されるように、コンピュータ40は、取得した3次元座標を時系列順に結んだ測定座標ラインL1,L1’を生成する。コンピュータ40は、3次元座標間の距離を算出し、その距離の合計をキロ程情報として3次元座標情報に付加する。
Next, in step S1', the measurement coordinate lines L1 and L1'are generated from the total coordinate groups U and U'of the reference rail and the relative rail. As shown in FIG. 8, the
次に、ステップS2’では、キロ程情報が付与された全体座標群U,U’から所定の第i部分座標群Di,Di’を所定のピッチで抽出する。図9に示されるように、第i部分座標群Di(i=1、2、・・・)とは、基準レールの全体座標群Uの内で、始点Ai(m)(i=1、2、・・・)から所定のキロ程d(m)、例えば0.5mのキロ程(m)内に存在する3次元座標の集合体を意味している。また、全体座標群Uから第i部分座標群Diを分割するピッチとは、第i部分座標群Diの先頭のキロ程Aiと、第(i+1)部分座標群Di+1の先頭のキロ程Ai+1との差(=Ai+1−Ai)を意味し、本実施形態では例えば区間距離dの1/2(=0.25m)としている。 Next, in step S2', a predetermined i-part coordinate group Di, Di'is extracted at a predetermined pitch from the whole coordinate group U, U'to which the kilometer information is added. As shown in FIG. 9, the i-th partial coordinate group Di (i = 1, 2, ...) Is the starting point Ai (m) (i = 1, 2) in the whole coordinate group U of the reference rail. , ...) Means a collection of three-dimensional coordinates existing within a predetermined kilometer d (m), for example, about 0.5 m kilometer (m). Further, the pitch of dividing the i-th partial coordinate group Di from across the coordinate group U, A i + 1 and Ai as the head of kilometers of the i part coordinate group Di, as the (i + 1) -th head of kilometers portions coordinate group D i + 1 It means the difference (= Ai + 1 −Ai) from the above, and in the present embodiment, it is, for example, 1/2 (= 0.25 m) of the section distance d.
また、ここで言う「キロ程(m)」とは、3次元座標を逐次連結して得られた測定座標ラインL1の始点(A2)からの距離を意味している。なお、上記のことは相対レールに対してもそのまま当てはまる。 Further, the "kilometer (m)" referred to here means the distance from the start point (A2) of the measurement coordinate line L1 obtained by sequentially connecting the three-dimensional coordinates. The above applies to relative rails as it is.
次に、ステップS3’では、第i部分座標群Diの代表座標Pi(Xi,Yi,Zi)を算出する。図10に示されるように、第i部分座標群Diの代表座標Pi(Xi,Yi,Zi)は、第i部分座標群Diに含まれる座標を、座標成分毎の部分座標群Dxi,Dyi,Dziにそれぞれ分割し、各部分座標群について回帰直線をそれぞれ算出する。なお、回帰直線は、縦軸を座標値と横軸をキロ程(m)とする2次元平面上において最小二乗法によって算出することができる。 Next, in step S3', the representative coordinates Pi (Xi, Yi, Zi) of the i-th partial coordinate group Di are calculated. As shown in FIG. 10, the representative coordinates Pi (Xi, Yi, Zi) of the i-th partial coordinate group Di are the coordinates included in the i-th partial coordinate group Di, and the partial coordinate group Dxi, Dyi, for each coordinate component. It is divided into Dzi, and a regression line is calculated for each partial coordinate group. The regression line can be calculated by the least squares method on a two-dimensional plane having a coordinate value on the vertical axis and a kilometer (m) on the horizontal axis.
そして、第i部分X座標群Dxiについての回帰直線Lxiと縦軸との交点であるX切片値を第i部分座標群DiのX座標Xiとする。同様に、第i部分Y座標群Dyiについての回帰直線Lyiと縦軸との交点であるY切片値を第i部分座標群DiのY座標Yiとする。同様に、第i部分Z座標群Dziについての回帰直線Lziと縦軸との交点であるZ切片値を第i部分座標群DiのZ座標Ziとする。 Then, the X-intercept value which is the intersection of the regression line Lxi and the vertical axis for the i-part X coordinate group Dxi is set as the X-coordinate Xi of the i-part coordinate group Di. Similarly, the Y-intercept value at the intersection of the regression line Lyi and the vertical axis for the i-part Y-coordinate group Dyi is defined as the Y-coordinate Yi of the i-part Y-coordinate group Di. Similarly, the Z-intercept value at the intersection of the regression line Lzi and the vertical axis for the i-part Z-coordinate group Dzi is defined as the Z-coordinate Zi of the i-part Z-coordinate group Di.
そして、全ての第i部分座標群Di(i=1、2、・・・)について代表座標Pi(Xi,Yi,Zi)(i=1、2、・・・)を算出することにより、基準レールについての新たな座標群が生成されることになる。なお、上記のことは相対レールに対してもそのまま当てはまる。 Then, by calculating the representative coordinates Pi (Xi, Yi, Zi) (i = 1, 2, ...) For all the i-th partial coordinate groups Di (i = 1, 2, ...), the reference is obtained. A new set of coordinates will be generated for the rail. The above applies to relative rails as it is.
以上をまとめると、図11(a)に示されるように、測量機10の自動追尾モードがオンの状態で、作業者が移動台車20を基準レール上に沿って移動させることによって、基準レールの3次元座標から構成される全体座標群Uが得られる。
Summarizing the above, as shown in FIG. 11A, the operator moves the moving
図11(b)に示されるように、コンピュータ40は3次元座標を時系列順に結ぶことによって、3次元座標間の距離を算出する。コンピュータ40はその距離の合計をキロ程情報として3次元座標情報に付加する。さらに、コンピュータ40は、基準レールの全体座標群Uから第i部分座標群Di(i=1、2、・・・)を、計測開始点から0.5mの区間距離かつ0.25mのピッチで抽出する。
As shown in FIG. 11B, the
図11(c)に示されるように、コンピュータ40は、抽出した第i部分座標群Diについて座標成分毎の座標群Dxi,Dyi,Dziにそれぞれ分解し、分解したX座標群Dxi、Y座標群Dyi、Z座標群Dziについて最小二乗法によって回帰直線Lxi,Lyi,Lziをそれぞれ算出する。コンピュータ40は、各回帰直線Lxi,Lyi,Lziと縦軸との交点である各切片値を算出することにより、第i部分座標群Diの代表座標Pi(Xi,Yi,Zi)を算出する。なお、黒丸(●)は基準レールの3次元座標を表し、白丸(○)は第i部分座標群Diの代表座標Pi(Xi,Yi,Zi)を表している。コンピュータ40は、全ての第i部分座標群Di(i=1、2、・・・)について代表座標P1、P2、・・・を算出する。
As shown in FIG. 11 (c), the
図11(d)に示されるように、コンピュータ40は、基準レールの全体座標群Uを消去することにより代表座標P1、P2、P3、・・・から成る基準レールについての代表座標群Vを生成する。コンピュータ40は、上記プロセスと全く同一のプロセスを実施することによって、相対レールの全体座標群U’から代表座標群V’を生成する。
As shown in FIG. 11 (d), the
再び図6に戻って、ステップS4’では、校正座標ラインL2を生成する。図12(a)に示されるように、コンピュータ40は、全ての第i部分座標群Di(i=1、2、・・・)の代表座標P1、P2、・・・を順に結んで基準レールについての校正座標ラインL2を生成する。
Returning to FIG. 6 again, in step S4', the calibration coordinate line L2 is generated. As shown in FIG. 12A, the
次に、ステップS5’では、計測開始点から所定距離の倍数に位置する校正座標ラインL2上の点を求める。図12(a)に示されるように、コンピュータ40は、校正座標ラインL2上の最初の点P1を中心としてP1から次のP2に到る距離を半径とした球と校正座標ラインL2との交点に相当する点C1を最初の中心として、半径1mの球面S1を生成する。次に、コンピュータ40は、球面S1と校正座標ラインL2との交点C2を中心として、半径1mの球面S2を生成する。次に、コンピュータ40は、球面S2と校正座標ラインL2との交点C3を中心として、半径1mの球面S3を生成する。次に、コンピュータ40は、球面S3と校正座標ラインL2との交点C4を中心として半径1mの球面S4を生成する。以下、同様にしてコンピュータは校正座標ラインL2上に球面Si(i=5、6、・・・)を生成する。図上の黒丸(●)は、半径1mの球面Siと校正座標ラインL2との交点Ciを表している。図上の白丸(○)は第i部分座標群Diの代表座標Piを表している。なお、最後の点は「最後の球の中心点」から最後の点に到るまでの距離を半径とした球と校正座標ラインL2の交点として求められる。
Next, in step S5', a point on the calibration coordinate line L2 located at a multiple of a predetermined distance from the measurement start point is obtained. As shown in FIG. 12A, the
なお、球面Siの半径については、例えば、糸張り法において使用される弦長の1/2を採用することができる。従って、弦長が2mの場合は、球面の半径としては1mを採用することができる。また、球面Siの中心Ciについては、校正座標ラインL2と1つ前の球面Si−1との交点として規定することができる。 As the radius of the spherical Si, for example, 1/2 of the chord length used in the thread tensioning method can be adopted. Therefore, when the chord length is 2 m, 1 m can be adopted as the radius of the spherical surface. Further, the center Ci of the spherical surface Si can be defined as the intersection of the calibration coordinate line L2 and the immediately preceding spherical surface Si -1.
従って、交点Ci(i=1、2、・・・)は、校正座標ラインL2上の点であり、交点Ciと交点Ci+1とを結んだ線分の長さは、1mに等しくなる。 Therefore, the intersection Ci (i = 1, 2, ...) Is a point on the calibration coordinate line L2, and the length of the line segment connecting the intersection Ci and the intersection Ci + 1 is equal to 1 m.
再び図6に戻って、ステップS6’では、距離基準ラインL3を生成する。図12(b)に示されるように、交点C2は、始点C1から1mの距離に位置する校正座標ラインL2上の点である。同様に、交点C3は、始点C1から1mの2倍の距離に位置する校正座標ラインL2上の点である。同様に、交点C4は、始点C1から1mの3倍の距離に位置する校正座標ラインL2上の点である。このように、交点Ci(i=1、2、・・・)は、始点C1からの軌道の長さ(距離)の基準(キロ程)を示す基準点となる。従って、コンピュータ40は、交点Ci(i=1、2、・・・)を順に連結することにより、距離基準ラインL3を生成する。また、コンピュータ40は、交点Ci(i=1、2、・・・)に座標情報と共にキロ程情報を付加する。なお、以降においてこれら交点Ci(i=1、2、・・・)を距離基準点と呼ぶことにする。
Returning to FIG. 6 again, in step S6', the distance reference line L3 is generated. As shown in FIG. 12B, the intersection C2 is a point on the calibration coordinate line L2 located at a distance of 1 m from the start point C1. Similarly, the intersection C3 is a point on the calibration coordinate line L2 located at a distance of twice 1 m from the start point C1. Similarly, the intersection C4 is a point on the calibration coordinate line L2 located at a distance of 3
ステップS7’では、軌間・水準・通り・高低を求める。図13(a)に示されるように、コンピュータ40は、基準レールの校正座標ラインL2の距離基準点Ci(i=1、2、・・・)から相対レールの校正座標ラインL2’へ垂線Hi(i=1、2、・・・)を伸ばして、垂線Hiと校正座標ラインL2’との交点Ci’(i=1、2、・・・)を求める。
In step S7', the gauge, level, street, and height are obtained. As shown in FIG. 13A, the
コンピュータ40は、Ci−Ci’の軌間として、距離基準点Ciの座標(xi,yi,zi)と交点Ci’の座標(xi’,yi’,zi’)を基にして、下記式1によって点間距離を算出する。
(式1):Ci−Ci’の軌間=[(xi−xi’)2+(yi−yi’)2+(zi−zi’)2]0.5
The
(Equation 1): Gauge of Ci-Ci'= [(xi-xi') 2 + (y-yi') 2 + (zi-zi') 2 ] 0.5
また、コンピュータ40は、Ci−Ci’の水準として、下記式2によってZ座標の差分を算出する。
(式2):Ci−Ci’の水準=zi−zi
Further, the
(Equation 2): Level of Ci-Ci'= zi-zi
また、図13(b)に示されるように、0mの距離基準点C1と2mの距離基準点C3とを結んだ線分は仮想2m弦と見なすことができる。従って、コンピュータ40は、1mの距離基準点C2から仮想2m弦に下ろした垂線の足Fの座標(x4,y4,z4)を求める。図13(c)に示されるように、コンピュータ40は、距離基準点C2における高低として、下記式3によってZ座標の差分を算出する。
(式3):距離基準点C2における高低=z2ーz4
Further, as shown in FIG. 13B, the line segment connecting the distance reference point C1 at 0 m and the distance reference point C3 at 2 m can be regarded as a virtual 2 m string. Therefore, the
(Equation 3): High / low at distance reference point C2 = z2-z4
また、コンピュータ40は、距離基準点C2における通りとして、「垂線Hの長さ」と「距離基準点C2における高低」を用いて下記式4によって算出する。
(式4):距離基準点C2における通り=[(垂線Hの長さ)2ー(距離基準点C2における高低)2]0.5
Further, the
(Equation 4): Street at the distance reference point C2 = [(length of perpendicular line H) 2- (high / low at the distance reference point C2) 2 ] 0.5
以上の通り、本発明の一実施形態に係る軌道検測装置100によれば、校正座標ラインL2,L2’によってレールの距離基準点Ci,Ci’における座標情報を得ることができ、距離基準ラインL3によって始点C1から各距離基準点Ciに到る距離(長さ)の基準となるレールのキロ程情報を得ることができる。
As described above, according to the
更に、校正座標ラインL2,L2’は、コンピュータ40が基準レール又は相対レールの全体座標群U,U’から所定の区間距離(=d)及び所定のピッチ(=d/2)で部分座標群Di,Di’を抽出し、部分座標群Di,Di’を座標成分毎にそれぞれ分解し、分解したX座標群Dxi、Y座標群Dyi、Z座標群Dziについて最小二乗法によって回帰直線Lxi,Lyi,Lziをそれぞれ算出することによって生成される。これにより、距離基準点Ci,Ci’における精度の高い座標情報とキロ程情報を得ることができると共に、これらの情報を利用することにより、レールの狂い量を少ない負荷で且つ精度良く算出することが可能となる。
Further, the calibration coordinate lines L2 and L2'are a partial coordinate group in which the
また、測量機10はプリズム30を視準することができるレール外の任意の位置に据え付けられ、プリズム30が取り付けられた移動台車20は片方のレールずつ走行される。これにより、線路閉鎖なしで計測作業が可能となる共に、標準軌又は狭軌の何れに対しても計測作業が可能となる。また、移動台車20は主にプリズム30をレールに沿って移動させる為のものであるため、作業者が一人で容易に取り付け/取り外しできる程度に軽量にすることができる。その結果、レールの狂い量の検測作業に係る労力と時間を大幅に低減すると共に、計測値に含まれる人的誤差を大幅に低減することが可能となる。
Further, the surveying
以上、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の実施形態は上記だけに限定されない。すなわち、本発明の技術的範囲内において種々の修正・改良を追加することが可能である。例えば、部分座標群Di,Di’の代表座標として、各回帰直線Lxi,Lyi,Lziと縦軸との交点である各切片値を採用しているが、各回帰直線Lxi,Lyi,Lzi上のその他の点を採用しても良い。 Although one embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the embodiment of the present invention is not limited to the above. That is, it is possible to add various modifications and improvements within the technical scope of the present invention. For example, as the representative coordinates of the partial coordinate group Di, Di', each section value which is the intersection of each regression line Lxi, Ly, Lzi and the vertical axis is adopted, but on each regression line Lxi, Lyi, Lzi. Other points may be adopted.
10 測量機
11 精密三脚
20 移動台車
21 L形構体
22 第1ローラー
23 第2ローラー
23a 軸
24 取っ手
25 押し棒
26 水平板
26a 絶縁板
26b 球面凸部
27 垂直板
27a 絶縁板
28 つまみ
30 プリズム
40 コンピュータ
100 軌道検測装置
10
Claims (9)
前記L形構体(21)に取り付けられるプリズム(30)と、
前記プリズム(30)に測距光(10a)を照射して軌道の座標を計測する測距装置(10)と、
前記測距装置(10)から得られる軌道の座標(X,Y,Z)から成る全体座標群(U、U’)を基にして、軌道の狂い量を算出する演算装置(40)とを備えた軌道検測装置であって、
前記演算装置(40)は、前記全体座標群(U、U’)に対し所定の区間距離(d)および所定のピッチ(d/2)で部分座標群(Di、Di’)を抽出し、
前記部分座標群(Di、Di’)について座標成分毎に校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)をそれぞれ求め、
前記校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)に基づいて全ての前記部分座標群(Di、Di’)の代表座標(Xi,Yi,Zi)をそれぞれ求め、
前記代表座標(Xi,Yi,Zi)を逐次連結した校正座標ライン(L2)を生成する
ことを特徴とする軌道検測装置。 A mobile carriage (20) composed of an L-shaped structure (21) that rotatably supports a first roller (22) that abuts on the top surface of the track and a second roller (23) that abuts on the head surface of the track.
A prism (30) attached to the L-shaped structure (21) and
A ranging device (10) that irradiates the prism (30) with a ranging light (10a) to measure the coordinates of the orbit.
An arithmetic unit (40) that calculates the amount of deviation of the orbit based on the whole coordinate group (U, U') consisting of the coordinates (X, Y, Z) of the orbit obtained from the distance measuring device (10). It is a equipped orbit inspection device,
The arithmetic unit (40) extracts a partial coordinate group (Di, Di') at a predetermined section distance (d) and a predetermined pitch (d / 2) with respect to the overall coordinate group (U, U').
For the partial coordinate group (Di, Di'), calibration lines (Lxi, Ly, Lzi) are obtained for each coordinate component, respectively.
The representative coordinates (Xi, Yi, Zi) of all the partial coordinate groups (Di, Di') are obtained based on the calibration straight line (Lxi, Lyi, Lzi), respectively.
An orbital inspection device characterized by generating a calibration coordinate line (L2) in which the representative coordinates (Xi, Yi, Zi) are sequentially connected.
前記演算装置(40)は、前記部分座標群(Di、Di’)を各成分座標群(Dxi、Dyi,Dzi)にそれぞれ分解し、
各成分座標群(Dxi、Dyi,Dzi)について縦軸を座標値と横軸を区間距離(d)とする2次元平面上において前記校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)をそれぞれ求め、
前記校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)上の縦軸成分を前記代表座標(Xi,Yi,Zi)の座標成分とする
ことを特徴とする軌道検測装置。 In the track inspection device according to claim 1,
The arithmetic unit (40) decomposes the partial coordinate group (Di, Di') into each component coordinate group (Dxi, Dii, Dzi), respectively.
For each component coordinate group (Dxi, Dyi, Dzi), the calibration straight line (Lxi, Lyi, Lzi) is obtained on a two-dimensional plane whose vertical axis is the coordinate value and the horizontal axis is the section distance (d).
An orbital inspection device characterized in that the vertical axis component on the calibration straight line (Lxi, Lyi, Lzi) is the coordinate component of the representative coordinates (Xi, Yi, Zi).
前記演算装置(40)は最小二乗法により前記校正直線(Lxi、Lyi、Lzi)を求める
ことを特徴とする軌道検測装置。 In the track inspection device according to claim 1 or 2.
The arithmetic unit (40) is an orbital inspection device for obtaining the calibration straight line (Lxi, Lyi, Lzi) by the least squares method.
前記演算装置(40)は、前記校正座標ライン(L2)上の始点(C1)から基準距離の倍数に相当する基準点(Ci)を前記校正座標ライン(L2)上に設定する
ことを特徴とする軌道検測装置。 In the track inspection device according to any one of claims 1 to 3,
The arithmetic unit (40) is characterized in that a reference point (Ci) corresponding to a multiple of the reference distance from the start point (C1) on the calibration coordinate line (L2) is set on the calibration coordinate line (L2). Orbit inspection device.
前記演算装置(40)は、前記基準点(Ci)を中心点に持ち且つ前記基準距離を半径とする球面(Si)と前記校正座標ライン(L2)との交点(Ci+1)を次の基準点に設定する
ことを特徴とする軌道検測装置。 In the track inspection device according to claim 4,
The arithmetic unit (40) uses the intersection (Ci + 1 ) of the spherical surface (Si) having the reference point (Ci) as the center point and the reference distance as the radius and the calibration coordinate line (L2) as the next reference. An orbital inspection device characterized by being set at a point.
前記演算装置(40)は、前記校正座標ライン(L2)上の前記基準点(Ci)から伸びた垂線(Hi)が他の軌道についての前記校正座標ライン(L2’)と交わる交点(Ci’)を、前記基準点(Ci)と対を成す対応点(Ci’)として設定する
ことを特徴とする軌道検測装置。 In the track inspection device according to claim 4 or 5.
The arithmetic unit (40) has an intersection (Ci') where a perpendicular line (Hi) extending from the reference point (Ci) on the calibration coordinate line (L2) intersects with the calibration coordinate line (L2') for another orbit. ) Is set as a corresponding point (Ci') paired with the reference point (Ci).
前記移動台車(20)のL形構体(21)は、前記軌道の頭頂面および頭側面に対向する各部位(26、27)にマグネットを内蔵している
ことを特徴とする軌道検測装置。 In the track inspection device according to claim 1,
The L-shaped structure (21) of the moving carriage (20) is a track inspection device characterized in that magnets are built in each portion (26, 27) facing the top surface and the side surface of the track.
前記移動台車(20)は傾斜センサを備えている
ことを特徴とする軌道検測装置。 In the track inspection device according to claim 1 or 7.
The moving carriage (20) is a track inspection device characterized by having a tilt sensor.
前記測距装置(10)は軌道外に据え付けられ且つ前記移動台車(20)は片方の軌道を移動する
ことを特徴とする軌道検測装置。 In the orbital inspection device according to any one of claims 1, 7 and 8.
The distance measuring device (10) is installed outside the track, and the moving carriage (20) moves on one track.
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JP2016205058A (en) * | 2015-04-27 | 2016-12-08 | 東日本旅客鉄道株式会社 | Track inspection method and device thereof |
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