JP3001665B2 - Track inspection device - Google Patents

Track inspection device

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JP3001665B2
JP3001665B2 JP3119952A JP11995291A JP3001665B2 JP 3001665 B2 JP3001665 B2 JP 3001665B2 JP 3119952 A JP3119952 A JP 3119952A JP 11995291 A JP11995291 A JP 11995291A JP 3001665 B2 JP3001665 B2 JP 3001665B2
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賢治 小野
雅彦 与本
展孝 畑田
清一郎 大井
和久 河野
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East Japan Railway Co
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East Japan Railway Co
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、走行する軌道車両から
地上に敷設された軌道の検査を行うための軌道検査に関
し、さらに詳しくは、軌道上の構造物の存在の検出結果
に基づいて検査対象物の画像を撮影する軌道検査装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a track inspection for inspecting a track laid on the ground from a running track vehicle, and more particularly, to an inspection based on a detection result of a structure on a track. The present invention relates to a trajectory inspection device that captures an image of an object.

【0002】[0002]

【従来の技術】鉄道の軌道は、一般に過酷な条件で使用
されるため、車両の安全走行を維持するための軌道管理
が不可欠であり、軌道の各構造物を全数監視する必要が
ある。従来の軌道の検査は、レールの軌間や水準、高
低、平面性等の軌道狂い検査などの一部の例を除いて、
人間が軌道上を実際に歩行しながら目視又は測定器等を
用いることによって行われていた。
2. Description of the Related Art Since railroad tracks are generally used under severe conditions, track management for maintaining safe running of vehicles is indispensable, and it is necessary to monitor all structures of the tracks. Conventional track inspections, except for some examples such as track irregularity inspections such as rail gauge, level, height, flatness, etc.
It has been performed by using a human eye or a measuring device while actually walking on a track.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の測定方法では、人間が軌道上を歩行するため、多
大の労力と時間が必要であるという問題点があった。
However, the conventional measuring method as described above has a problem that a great deal of labor and time are required because a human walks on a track.

【0004】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、走行する車両から必要な検査対象物のみを撮影
し、撮影した画像に基づいて軌道を検査することのでき
る軌道検査装置を提供することを目的とするものであ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a track inspection apparatus capable of photographing only a required inspection object from a traveling vehicle and inspecting a track based on the photographed image. It is intended to do so.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的のため本発明で
は、軌道上にエネルギービームを照射する送信手段と、
軌道上から反射されてくるエネルギービームを受ける受
信手段と、該受信手段による受信信号から前記軌道上の
特定の構造物の存在を検出する検出手段と、該検出手段
による前記軌道上の特定の構造物が検出された信号に基
づいて前記軌道上の画像を取り入れるための撮像手段
と、該撮像手段のための照明光を供給する照明手段を有
する軌道検査装置を採用する。そして、前記照明手段
は、一対の発光部を有し、該一対の発光部をレール長手
方向に配置した暗視野照明手段であり、前記撮像手段
は、前記暗視野照明手段の内側中心部に配置され、かつ
前記送信手段及び前記受信手段は、前記撮像手段をはさ
んでそれぞれ反対側に配置されている。
According to the present invention, there is provided a transmitting means for irradiating an energy beam on an orbit,
Receiving means for receiving an energy beam reflected from the orbit, detecting means for detecting the presence of a specific structure on the orbit from a signal received by the receiving means, and a specific structure on the orbit by the detecting means A trajectory inspection device having an imaging unit for taking in an image on the trajectory based on a signal from which an object is detected and an illumination unit for supplying illumination light for the imaging unit is employed. The illuminating means is a dark-field illuminating means having a pair of light-emitting parts, and the pair of illuminating parts are arranged in a rail longitudinal direction, and the imaging means is arranged at a central portion inside the dark-field illuminating means. The transmitting means and the receiving means are arranged on opposite sides of the imaging means.

【0006】[0006]

【作用】上記の如き本発明においては、軌道上にある構
造物にエネルギービームを照射し、軌道上から反射され
てくるエネルギービームを受信する。軌道上からの反射
エネルギービームからの受信信号が特定の構造物からの
ものであることを検出手段により検出し、軌道上の特定
の構造物の存在を検出する。そして、この検出信号に基
づいて、撮像手段と暗視野照明手段とによって、軌道上
の被検査対象物の画像を撮影する。検出手段によって検
知される軌道上の特定の構造物と画像として撮影される
検査対象とは、両者の位置関係がほぼ一定であることが
必要であり、同一のものであってもよい。すなわち、例
えばレールの遊間を検出することによって、レールの遊
間そのものを検査対象物として撮影することも可能であ
るし、レール遊間の近傍にほぼ一定の方向及びほぼ一定
の距離に位置するレール継ぎ目板等を検査対象物として
撮影することも可能である。
According to the present invention as described above, an energy beam is applied to a structure on an orbit and an energy beam reflected from the orbit is received. The detection means detects that the received signal from the reflected energy beam from the orbit is from a specific structure, and detects the presence of the specific structure on the orbit. Then, based on the detection signal, an image of the inspection object on the track is photographed by the imaging means and the dark-field illumination means. The positional relationship between the specific structure on the track detected by the detection means and the inspection target captured as an image needs to be substantially constant, and may be the same. That is, for example, by detecting the play of the rail, the play of the rail itself can be photographed as an object to be inspected, and the rail joint plate located in a substantially constant direction and at a substantially constant distance near the play of the rail. Can be taken as an inspection object.

【0007】このため、軌道上の検査対象物がランダム
に多数あり、かつ軌道検査装置を搭載した車両が高速で
走行している場合であっても、検査対象物が軌道上の特
定の構造物と一定の位置関係にある限り、確実に全ての
検査対象物の画像を撮影することができる。撮影した画
像は、その場で又は持ち帰った後に画像処理装置を通す
ことによって検査対象物体の良否を自動的に判定するこ
とができるし、人間がこの撮影した画像を見ることによ
って、良否判定を行ってもよい。
For this reason, even when there are a large number of inspection objects on the track at random and the vehicle equipped with the track inspection device is running at high speed, the inspection object is on a specific structure on the track. As long as there is a certain positional relationship, images of all the inspection objects can be reliably taken. The quality of the object to be inspected can be automatically determined by passing the captured image through the image processing device on the spot or after bringing it back, and the quality is determined by viewing the captured image by a human. You may.

【0008】また本発明の実施例においては、一対の棒
状ストロボを、エネルギービームを照射する送信手段及
び軌道上からの反射エネルギービームを受ける受信手段
の外側に配置し、かつ軌道上の検査対象物と一対の棒状
ストロボとの開き角を大きくとることにより、暗視野照
明によって、軌道上の検査対象物を照明する。そして撮
像手段によって、軌道上の検査対象物の画像を撮影す
る。撮像手段によって撮影される軌道上の検査対象物の
エッジ部は、暗視野照明により、他の撮影領域と比べて
コントラストが高められるので、画像処理による軌道上
の検査対象物の大きさを算出する処理速度を高めること
が可能である。
In an embodiment of the present invention, a pair of rod-shaped strobes are arranged outside a transmitting means for irradiating an energy beam and a receiving means for receiving a reflected energy beam from an orbit, and an inspection object on the orbit is provided. By increasing the opening angle between the camera and the pair of rod-shaped strobes, the inspection object on the track is illuminated by dark field illumination. Then, an image of the inspection object on the track is photographed by the imaging means. Since the contrast of the edge portion of the inspection object on the trajectory photographed by the imaging means is enhanced by dark field illumination compared with the other imaging regions, the size of the inspection object on the trajectory by image processing is calculated. It is possible to increase the processing speed.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて本発明を説
明する。本実施例は、レール継ぎ目遊間の検査に関係す
るもので、走行している車両から継ぎ目遊間の画像を自
動的に撮影する装置を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. The present embodiment relates to the inspection of the rail joint play and shows an apparatus for automatically taking an image of the seam play from a running vehicle.

【0010】図1は本発明の実施例の構成を示す断面図
であり、レールの伸長方向に対して平行な方向に切断し
た概略構成を示す。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of an embodiment of the present invention, and shows a schematic configuration cut in a direction parallel to a direction in which a rail extends.

【0011】また、図2は、図1に示した構成の要部の
配置を分かり易く示した平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing the arrangement of the main parts of the configuration shown in FIG.

【0012】装置全体は走行している車両20の下部ま
たは側面に搭載される。送信手段1からレール11に向
って出射されるレーザ光は、レール11の面で反射され
た後、受信手段2の光検出器で受光される。レール上面
から見た平面図である図3に示すように、レーザ光12
は、送信手段内の光学系によって、レール11上にてレ
ール伸長方向に対して垂直な方向に伸びたスリット状の
光束として照射される。そして、車両の走行にともなっ
て、レーザ光12はレール11上を順次走査し、車両が
継ぎ目遊間13を横切るときレールからの反射光が一時
的に跡切れ、受信手段2で受光される反射光強度は、一
時的に低下する。この受光光量の一時的低下を検出手段
3で検出することにより、レール継ぎ目遊間13を検出
する。
The entire device is mounted on the lower or side of a running vehicle 20. The laser light emitted from the transmitting means 1 toward the rail 11 is reflected by the surface of the rail 11 and then received by the photodetector of the receiving means 2. As shown in FIG. 3, which is a plan view seen from above the rail,
Is irradiated on the rail 11 as a slit-like light beam extending in a direction perpendicular to the rail extending direction by the optical system in the transmitting means. As the vehicle travels, the laser light 12 sequentially scans the rails 11, and when the vehicle crosses the seam gap 13, the reflected light from the rail is temporarily cut off, and the reflected light received by the receiving means 2 The strength temporarily decreases. By detecting the temporary decrease in the amount of received light by the detecting means 3, the rail joint gap 13 is detected.

【0013】次に、この検出手段3によって得られた継
ぎ目遊間13の検出信号を、撮像手段に対応するTVカ
メラ4及び、照明手段に対応する一対の棒状ストロボ5
a、5bに入力することにより、検査対象物であるレー
ル継ぎ目遊間13の画像を自動的に撮影する。但し、継
ぎ目遊間の画像とレーザ光が同時にTVカメラによって
撮影されると遊間測定の精度に影響を及ぼすため、撮影
中はレーザ光を消灯するか、あるいはTVカメラ4の前
方に波長フィルタ10を装着することによって、レーザ
光をカットすることができる。レーザ光12として、例
えば赤外半導体レーザを用い、波長フィルタ10として
この赤外波長をカットするものを選べば、遊間画像を撮
影するために必要な可視領域の照明光量を減じることな
く、鮮明な遊間画像を得ることができる。
Next, a detection signal of the seam gap 13 obtained by the detection means 3 is converted into a TV camera 4 corresponding to the imaging means and a pair of rod-shaped strobes 5 corresponding to the illumination means.
By inputting the values into a and 5b, an image of the rail joint play 13 which is an inspection object is automatically taken. However, if the image of the seam and the laser light are simultaneously photographed by the TV camera, the accuracy of the play measurement is affected, so the laser light is turned off during the photographing, or the wavelength filter 10 is attached in front of the TV camera 4. By doing so, laser light can be cut. If, for example, an infrared semiconductor laser is used as the laser beam 12 and a filter that cuts off this infrared wavelength is selected as the wavelength filter 10, a clear image can be obtained without reducing the amount of illumination in the visible region necessary for capturing a play image. A play image can be obtained.

【0014】ここで、図1及び図2に示すようにTVカ
メラ4は一対の棒状ストロボ5a、5bの内側中心部に
配置され、また送信手段1と受信手段2は、一対の棒状
ストロボ5a、5bの内側で、TVカメラ4をはさんで
それぞれ反対側に配置される。このような配置にする
と、以下のような働らきを重視した装置を構成すること
ができる。棒状ストロボ5a、5bをレール伸長方向に
配置し、かつ軌道上の検査対象物に対して一対の棒状ス
トロボ5a、5bが張る開き角を大きくとることによっ
て、軌道上の検査対象物に対して暗視野照明される。す
なわち、撮影される軌道上の検査対象物のエッジ部は、
他の撮影領域と比べて明るく照明される。これを詳述す
る。撮影手段としてのTVカメラ4の撮影領域を図4に
て示す。TVカメラ4によって撮影される被写体の画像
処理時間を短縮させるため、TVカメラ4は、TVカメ
ラ4の走査線方向をレール伸長方向に一致させるように
配置されている。装置全体は、走行している車両下部又
は側面に搭載されるため、レール伸長方向に対して垂直
な方向の車両の振動、横振れなどが生じる。画像処理精
度を上げるためには、被測定物をできるだけ拡大して撮
影する必要があるが、この場合は車両の振動、横振れに
よって被測定物の画面からの外れが問題になる。従っ
て、振動、横振れなどによる被写体の撮影取り逃しがな
いように、TVカメラ4の撮影領域では、車両の振動、
横振れなども考慮されている。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the TV camera 4 is disposed at the center inside a pair of rod-shaped strobes 5a, 5b, and the transmitting means 1 and the receiving means 2 are composed of a pair of rod-shaped strobes 5a, 5a. 5b, they are arranged on opposite sides of the TV camera 4 respectively. With such an arrangement, it is possible to configure a device that emphasizes the following functions. By disposing the rod-shaped strobes 5a and 5b in the rail extension direction and increasing the opening angle between the pair of rod-shaped strobes 5a and 5b with respect to the inspection object on the track, the darkness of the inspection object on the track is increased. The field of view is illuminated. That is, the edge of the inspection object on the track to be photographed is
It is brightly illuminated as compared with other photographing areas. This will be described in detail. FIG. 4 shows a photographing area of the TV camera 4 as a photographing means. In order to shorten the image processing time of a subject photographed by the TV camera 4, the TV camera 4 is arranged so that the scanning line direction of the TV camera 4 matches the rail extension direction. Since the entire device is mounted on a lower portion or a side surface of a running vehicle, the vehicle vibrates in a direction perpendicular to a rail extending direction, a lateral shake, and the like occur. In order to increase the accuracy of image processing, it is necessary to photograph the object under magnification as much as possible. In this case, however, there is a problem in that the object to be measured deviates from the screen due to vibration and lateral vibration of the vehicle. Accordingly, in order to prevent the subject from being missed due to vibration, lateral shake, or the like, in the shooting area of the TV camera 4, the vehicle vibration,
Lateral swing is also taken into account.

【0015】レールの幅をW、被測定物の最大横変位量
をX、レール伸長方向に対して垂直な方向の、TVカメ
ラ4の撮影領域の長さをLとすると、次式が成立する。 L=W+2X (1)
Assuming that the width of the rail is W, the maximum lateral displacement of the object to be measured is X, and the length of the shooting area of the TV camera 4 in the direction perpendicular to the rail extension direction is L, the following equation is established. . L = W + 2X (1)

【0016】レール伸長方向に対して垂直な方向のTV
カメラ4の撮影領域の長さをLとすると、レール伸長方
向の撮影領域の長さは、垂直方向の長さLに画面の縦横
比定数aが乗じられ、その長さはaLとなる。
TV in a direction perpendicular to the rail extension direction
Assuming that the length of the shooting area of the camera 4 is L, the length of the shooting area in the rail extension direction is the length L in the vertical direction multiplied by the aspect ratio a of the screen, and the length is aL.

【0017】一対の光源5a、5bから構成される照明
手段の配置を図5にて示す。同図において、5c、5d
はレール11の表面を鏡面として仮定したときの光源5
a、5bの各虚像とし、撮影手段としてのTVカメラ4
の撮影範囲の半画角をθ1 、TVカメラ4からレール1
1の表面までの距離をRとすると次式が成り立つ。 θ1 =arctan(aL/2R) (2)
FIG. 5 shows an arrangement of illumination means composed of a pair of light sources 5a and 5b. In the figure, 5c, 5d
Is the light source 5 when the surface of the rail 11 is assumed to be a mirror surface.
a, 5b, each virtual image, and a TV camera 4 as a photographing means
Is the half angle of view of the shooting range of θ 1 ,
Assuming that the distance to the surface of No. 1 is R, the following equation holds. θ 1 = arctan (aL / 2R) (2)

【0018】光源5a、5bの虚像5c、5dがTVカ
メラ4に対して張る開き角をθ2 とすると、本照明手段
では、θ2 がTVカメラ4の撮影画角2θ1 より大きく
なるように、光源5a、5bが配置されている。すなわ
ち、 θ2 >2θ1 (3) の条件を満たすことによって、レール面での正反射光が
TVカメラに入射することなく、レール継ぎ目遊間など
のエッジからの散乱光のみが入射するので、良好な暗視
野照明がなされる。
Assuming that the opening angle formed by the virtual images 5c and 5d of the light sources 5a and 5b with respect to the TV camera 4 is θ 2 , the present illuminating means allows θ 2 to be larger than the photographic field angle 2θ 1 of the TV camera 4. , Light sources 5a and 5b. That is, by satisfying the condition of θ 2 > 2θ 1 (3), the specular reflection light on the rail surface does not enter the TV camera, but only the scattered light from the edge such as the gap between the rail joints enters. Dark field illumination.

【0019】この照明手段の内側中心部にTVカメラ4
を配置することによって、この照明された撮影領域を真
上の方向から撮影することができる。一方、送信手段1
から出射するレーザ光の光軸方向と、受信手段2に入射
するレーザ光の光軸方向とは、図1に示すようにレール
面に対して正反射の関係にあるため、レールからの反射
光を効率よく受光することができる。また、送信手段1
によってレール上に照射されるレーザ光は、TVカメラ
4で撮影するレールの領域の中央付近に位置しているか
ら、検出手段3によって継ぎ目遊間が検出されてから、
TVカメラ4によってレール画像が撮影されるまでの時
間が十分短ければ、継ぎ目遊間は、走行車両の速度にか
かわりなく、ほぼ画面中央部に撮影されることになる。
継ぎ目遊間の画像が真上の方向から、常に画面中央部に
撮影されることは、画像が毎回異なった位置にある場合
の画像検索に時間を要する場合に比べ画像の位置検索に
時間を要さないので後の画像処理の過程を簡単化でき、
全体としての画像処理時間を短くすることができる。
A TV camera 4 is provided at the center of the inside of the lighting means.
Is arranged, the illuminated shooting area can be shot from directly above. On the other hand, transmission means 1
The direction of the optical axis of the laser beam emitted from the laser beam and the direction of the optical axis of the laser beam incident on the receiving means 2 are specularly reflected with respect to the rail surface as shown in FIG. Can be received efficiently. Transmission means 1
Since the laser light irradiated on the rail by the TV camera 4 is located near the center of the area of the rail photographed by the TV camera 4, after the detecting means 3 detects the seam gap,
If the time until the rail image is captured by the TV camera 4 is sufficiently short, during the joint play, the image is captured almost at the center of the screen regardless of the speed of the traveling vehicle.
The fact that the image of the seam is always photographed from the top right in the center of the screen means that it takes more time to search for the position of the image than when it takes time to search for an image at a different position each time. Because there is no, the process of the subsequent image processing can be simplified,
The image processing time as a whole can be shortened.

【0020】また、送信手段1と受信手段2はレール上
面から見た図6(A)、図6(B)の各平面図と、送信
手段1によってレール表面に結像するスリット状光束を
示した図7(A)及び図7(B)に示すように、レーザ
光12は、送信手段1内の光学系(レーザ光源14、コ
リメータ16、シリンドリカルレンズ17から成る)に
よってレール11面上にてレール伸長方向に対して垂直
な方向に伸びたスリット状の光束として照射される。こ
の送信手段1と受信手段2を配置する実施例として、図
6(A)のようにレール伸長方向に配置する場合と、図
6(B)のようにレール11をはさんで反対側に配置す
る場合の二通りが考えられる。図6(B)の配置の場
合、図7(B)に示すように送信手段内の光学系(レー
ザ光源14、コリメータ16、シリンドリカルレンズ1
7から成る)によって、スリット状の光束(レーザ光1
2)がレール11面上に対して傾いて結像するため、ス
リット状光束の巾が全体的に太くなり継ぎ目遊間13の
検出効率を下げる要因となる。一方、図6(A)の場合
には、図7(A)に示すように、スリット状の光束(レ
ーザ光12)がレール11面上に傾かないで結像するた
め、スリット状の光束幅は細くほぼ均一となるので継ぎ
目遊間13の検出効率を下げる要因としては小さい。し
たがって、送信手段1と受信手段2を図6(A)のよう
にレール伸長方向に配置することが有効である。
The transmitting means 1 and the receiving means 2 show the respective plan views of FIGS. 6A and 6B as viewed from the top of the rail, and the slit light beam imaged on the rail surface by the transmitting means 1. As shown in FIGS. 7A and 7B, the laser light 12 is transmitted on the rail 11 by an optical system (including a laser light source 14, a collimator 16, and a cylindrical lens 17) in the transmitting means 1. The light is emitted as a slit-like light beam extending in a direction perpendicular to the rail extending direction. As an embodiment in which the transmitting means 1 and the receiving means 2 are arranged, a case where the transmitting means 1 and the receiving means 2 are arranged in the rail extending direction as shown in FIG. 6A and a case where the rail 11 is interposed therebetween as shown in FIG. There are two ways to do this. In the case of the arrangement of FIG. 6B, as shown in FIG. 7B, the optical system (laser light source 14, collimator 16, cylindrical lens 1)
7), a slit-shaped light beam (laser light 1)
2) forms an image inclined with respect to the surface of the rail 11, so that the width of the slit-shaped light beam becomes large as a whole, which causes a reduction in the detection efficiency of the seam gap 13. On the other hand, in the case of FIG. 6A, as shown in FIG. 7A, the slit-shaped light beam (laser beam 12) forms an image without tilting on the rail 11 surface, so that the slit-shaped light beam width Is narrow and almost uniform, and is a small factor in lowering the detection efficiency of the seam gap 13. Therefore, it is effective to arrange the transmitting means 1 and the receiving means 2 in the rail extending direction as shown in FIG.

【0021】なお、レールの継ぎ目遊間13を検出する
ためにレール面上に投射されるスリット状光束について
も、車両の振動、横振れ量によってTVカメラ4の撮影
範囲を決定したのと同様に受信手段2の受光量が車両の
振動、横振れ量によって減少しないような、スリット状
光束の長さとすることが望ましい。
The slit-shaped light beam projected on the rail surface to detect the rail gap 13 is received in the same manner as when the shooting range of the TV camera 4 is determined based on the amount of vibration and lateral vibration of the vehicle. It is desirable that the length of the slit-shaped light beam is set so that the amount of light received by the means 2 does not decrease due to the amount of vibration or lateral vibration of the vehicle.

【0022】そして本実施例においては、TVカメラ
4、送信手段1、受信手段2等を、粉塵、水滴等から保
護するため、装置全体が筐体7の中に収納され、レーザ
光の反射、入射及びレール継ぎ目遊間画像の撮影は、透
明な窓8を通して行なわれる。図1に示すように、筐体
7を囲んで下方に伸びた日除けカバー9がある。このカ
バーは以下のような働らきをする。本実施例でストロボ
を使用している理由は、その発光時間が十分短く、かつ
その発光強度が十分強いため、高速走行の車両からもブ
レのない継ぎ目遊間画像が撮れるようにしたためであ
る。しかしながら撮影する対象物のレール部分に直射日
光が当たっている場合、もしもその照度がストロボによ
る寄与と同等以上であれば、継ぎ目遊間画像のブレの要
因となる。従って、撮影するレール部分に当たる直射日
光を遮る必要があり、カバー9によって遮っている。た
だし、日除けカバー9は、レールの伸長方向に平行な、
車両側の面にも設けられている。
In this embodiment, in order to protect the TV camera 4, the transmitting means 1, the receiving means 2 and the like from dust, water droplets, etc., the whole apparatus is housed in a housing 7, and the reflection of laser light, Shooting of the images of the entrance and rail seam play is performed through the transparent window 8. As shown in FIG. 1, there is a sunshade cover 9 extending downward around the housing 7. This cover works as follows. The reason why the strobe is used in the present embodiment is that the light emission time is sufficiently short and the light emission intensity is sufficiently strong, so that a seamless play image can be taken even from a high-speed running vehicle. However, when the rail portion of the object to be photographed is exposed to direct sunlight, if the illuminance is equal to or greater than the contribution of the strobe, it causes blurring of the seam play image. Therefore, it is necessary to block direct sunlight hitting the rail portion to be photographed, and is blocked by the cover 9. However, the sunshade cover 9 is parallel to the extension direction of the rail,
It is also provided on the vehicle side surface.

【0023】本実施例では、静止画像を得るために、継
ぎ目遊間検出信号によって、レールを瞬間的に照明する
ストロボ光源を一対の棒状ストロボから成る暗視野照明
手段として使用したが、本発明においてはこれに限られ
るものではない。棒状光源を点光源とするか、または連
続的に照明する棒状及び点光源とし、高速シャッタを有
するTVカメラを用い、継ぎ目遊間の検出信号を高速シ
ャッタTVカメラに入力することによって、静止画像を
得るようにしてもよい。但し、この場合に遊間値の測定
に十分な静止画像を得るためには、車両の走行速度に対
して、TVカメラのシャッタ速度が十分に短い必要があ
る。このようにして得られた継ぎ目遊間の画像は、画像
メモリ6に記録される。そしてこの画像をその場で又は
持ち帰った後に画像処理装置を通すことによって、その
遊間値を自動的に測定することができる。また、人間が
この画像を見ることによって大まかな良否判定を行うこ
ともできる。
In the present embodiment, in order to obtain a still image, a strobe light source for instantaneously illuminating the rails with a seam play detection signal is used as dark-field illuminating means comprising a pair of rod-shaped strobes. However, it is not limited to this. A still image is obtained by using a rod-shaped light source as a point light source or a rod-shaped and point light source that illuminates continuously, using a TV camera having a high-speed shutter, and inputting a detection signal between seam play to the high-speed shutter TV camera. You may do so. However, in this case, in order to obtain a still image sufficient for measuring the play value, the shutter speed of the TV camera needs to be sufficiently shorter than the running speed of the vehicle. The image of the seam gap thus obtained is recorded in the image memory 6. Then, the play value can be automatically measured by passing this image through an image processing device on the spot or after bringing it back. In addition, it is also possible for a human to make a rough judgment of quality by looking at this image.

【0024】ところで、レールの遊間値測定の際にはレ
ール温度も同時に測定する必要があり、放射温度計を使
用すれば、継ぎ目遊間画像撮影と平行して非接触で温度
測定を行うことができる。図8には、レールの伸長方向
に対して垂直方向の面内における断面図を示した。ここ
に示した如く、放射温度計15、15′が、前記した軌
道検査装置を収容する筐体7の両側部に配置されてい
る。この放射温度計15、15′は反対側のレール1
1′、11それぞれの側面の温度を測定している。レー
ル側面の温度を測定する理由は、レール上面は鏡面に近
いため、放射率が殆んど零になって精度のよい測定がで
きないためである。このような配置にすれば、放射温度
計を含めて、装置全体をコンパクトに構成することがで
きる。また、継ぎ目遊間検出信号を放射温度計に入力し
て、温度を測定するようにすれば、各継ぎ目遊間測定時
に、その場所に対応したレール温度を得ることができ
る。
By the way, when measuring the play value of the rail, it is necessary to measure the rail temperature at the same time. If a radiation thermometer is used, the temperature can be measured in a non-contact manner in parallel with the photographing of the seam play image. . FIG. 8 shows a cross-sectional view in a plane perpendicular to the direction in which the rail extends. As shown here, the radiation thermometers 15 and 15 'are arranged on both sides of the housing 7 accommodating the above-mentioned trajectory inspection device. The radiation thermometers 15 and 15 'are connected to the rail 1 on the opposite side.
The temperature of each side surface of each of 1 'and 11 is measured. The reason for measuring the temperature on the side surface of the rail is that the emissivity is almost zero and accurate measurement cannot be performed because the upper surface of the rail is close to a mirror surface. With such an arrangement, the entire apparatus including the radiation thermometer can be made compact. Further, by inputting the seam play detection signal to the radiation thermometer and measuring the temperature, the rail temperature corresponding to the location can be obtained at the time of each seam play measurement.

【0025】上記の説明においては、レール継ぎ目遊間
検査について述べてきたが、本発明の軌道検査装置はこ
れに限定されるものでなく、レール継ぎ目板の検査、レ
ール締結装置の検査等にも利用することができる。ま
た、軌道上の特定の構造物を検出するのに光学式の構成
を示したが、これに限定されるわけではなく、軌道上の
特定の構造物の検出には、超音波等の他のエネルギービ
ームを使用してもよい。
In the above description, the inspection of the gap between the rail joints has been described. However, the track inspection device of the present invention is not limited to this, and can be used for inspection of a rail joint plate, inspection of a rail fastening device, and the like. can do. In addition, although the optical configuration has been described for detecting a specific structure on the orbit, the present invention is not limited to this. An energy beam may be used.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の如き本発明の軌道検査装置によれ
ば、軌道上にエネルギービームを照射し、軌道上から反
射されてくるエネルギービームを受信し、この受信信号
に基づいて軌道上の特定の構造物の存在の検出を行っ
て、軌道上の検査対象物の画像を撮影するので、検査対
象物が軌道上の特定の構造物と一定の位置関係にある限
り、軌道上の検査対象物がランダムに多数あって、しか
も軌道検査装置を搭載した車両が高速で走行している場
合でも、確実に全ての検査対象物の画像を撮影すること
ができる。
According to the orbit inspection apparatus of the present invention as described above, the energy beam is irradiated on the orbit, the energy beam reflected from the orbit is received, and the orbit is specified based on the received signal. Detects the existence of the structure on the orbit and takes an image of the inspection object on the orbit, so long as the inspection object has a certain positional relationship with the specific structure on the orbit, the inspection object on the orbit Even if there are many at random and a vehicle equipped with a track inspection device is running at high speed, it is possible to reliably capture images of all inspection objects.

【0027】そして、撮像手段を暗視野照明手段の内側
中心部に配置し、また送信手段と受信手段とを暗視野照
明手段の内側部に、撮像手段をはさんで各々反対側に配
置することによって、軌道上の検査対象物の検出率及び
検査精度を高めることができる。
[0027] Then, the imaging means is arranged at the center inside the dark-field illumination means, and the transmission means and the reception means are arranged on the inner part of the dark-field illumination means, and the imaging means are arranged on opposite sides of the imaging means. Thereby, the detection rate and the inspection accuracy of the inspection object on the track can be improved.

【0028】そして、かかる軌道検査装置を走行車両に
搭載して軌道検査を行うことによって、短時間に多くの
軌道検査を正確に行うことができ、軌道の保守管理を従
来に比べて大幅に効率化することができる。
By mounting such a track inspection device on a traveling vehicle and performing a track inspection, a large number of track inspections can be accurately performed in a short period of time, and track maintenance management is significantly more efficient than in the past. Can be

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例の構成を示す断面図であり、レ
ールの伸長方向に対して平行な方向に切断した概略構成
を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an embodiment of the present invention, showing a schematic configuration cut in a direction parallel to a direction in which a rail extends.

【図2】図1に示した構成の要部の配置を分かり易く示
した平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing an arrangement of a main part of the configuration shown in FIG. 1 for easy understanding.

【図3】レーザ光によるレール継ぎ目遊間検出の様子を
示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a state of detection of a gap between rail joints by a laser beam.

【図4】図1におけるTVカメラの撮影領域の説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a shooting area of the TV camera in FIG. 1;

【図5】本発明の暗視野照明手段の配置の説明図であ
る。
FIG. 5 is an explanatory view of the arrangement of the dark field illumination means of the present invention.

【図6】(A)及び(B)は送信手段と受信手段のレー
ル伸長方向に対する配置方向を説明する平面図である。
FIGS. 6A and 6B are plan views illustrating the arrangement direction of the transmission means and the reception means with respect to the rail extension direction.

【図7】(A)及び(B)は、図6(A)と図6(B)
の送信手段の配置方向に対応する、レール面付近に結像
するスリット状光束の傾きを説明する概略図である。
7 (A) and (B) are FIGS. 6 (A) and 6 (B)
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the inclination of a slit-like light beam that forms an image near the rail surface, corresponding to the arrangement direction of the transmission means.

【図8】放射温度計を有する本発明装置全体の構成を示
す概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing the configuration of the entire device of the present invention having a radiation thermometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送信手段 2 受信手段 3 検出手段 4 撮像手段 5a、5b 暗視野照明手段 12 エネルギービーム(レーザ光) 13 特定の構造物(継ぎ目遊間) Reference Signs List 1 transmitting means 2 receiving means 3 detecting means 4 imaging means 5a, 5b dark field illuminating means 12 energy beam (laser beam) 13 specific structure (seam gap)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑田 展孝 東京都品川区西大井1丁目6番3号 株 式会社ニコン 大井製作所内 (72)発明者 大井 清一郎 東京都千代田区丸の内1丁目6番5号 東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 河野 和久 東京都千代田区丸の内1丁目6番5号 東日本旅客鉄道株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−85704(JP,A) 特開 昭64−404(JP,A) 特開 昭57−23809(JP,A) 特開 平2−190707(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Nobutaka Hatada 1-6-3 Nishioi, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Nikon Oi Works (72) Inventor Seiichiro Ooi 1-6-5 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. East Japan Railway Company Co., Ltd. (72) Inventor Kazuhisa Kono 1-6-5 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo East Japan Railway Company Co., Ltd. (56) References JP-A-2-85704 (JP, A) JP-A Sho 64-404 (JP, A) JP-A-57-23809 (JP, A) JP-A-2-190707 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01B 11/00 -11/30

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 軌道上にエネルギービームを照射する送
信手段と、該軌道上から反射されてくるエネルギービー
ムを受ける受信手段と、該受信手段による受信信号から
前記軌道上の特定の構造物の存在を検出する検出手段
と、該検出手段による前記軌道上の特定の構造物が検出
された信号に基づいて前記軌道上の画像を取り入れるた
めの撮像手段と、該撮像手段のための照明光を供給する
照明手段とを有する軌道検査装置において、該照明手段
は、一対の発光部を有し、該一対の発光部をレール長手
方向に配置した暗視野照明手段であり、前記撮像手段
は、前記暗視野照明手段の内側中心部に配置され、かつ
前記送信手段及び前記受信手段は、前記撮像手段をはさ
んでそれぞれ反対側に配置されていることを特徴とす
る、軌道検査装置。
1. A transmitting means for irradiating an energy beam on an orbit, a receiving means for receiving an energy beam reflected from the orbit, and the presence of a specific structure on the orbit from a signal received by the receiving means. Supply means for detecting an image on the orbit based on a signal indicating detection of a specific structure on the orbit by the detection means, and illumination light for the imaging means A lighting device having a pair of light-emitting portions, and the pair of light-emitting portions are arranged in the longitudinal direction of the rail. A trajectory inspection apparatus, which is arranged at a central portion inside a field illumination means, and wherein the transmission means and the reception means are respectively arranged on opposite sides of the imaging means.
【請求項2】 レール表面を鏡面と仮定したとき、一対
の発光部のそれぞれの虚像が撮像手段に対して張る開き
角をθ2 、該撮像手段の撮影範囲の半画角をθ1 とする
とき、前記一対の発光部は、条件 θ2 >2θ1 を満たすように配置されていることを特徴とする、請求
項1に記載の軌道検査装置。
2. Assuming that the rail surface is a mirror surface, the opening angle between each virtual image of the pair of light-emitting portions with respect to the imaging means is θ 2 , and the half angle of view of the imaging range of the imaging means is θ 1 . 2. The trajectory inspection device according to claim 1, wherein the pair of light emitting units are arranged so as to satisfy a condition θ 2 > 2θ 1 .
【請求項3】 エネルギービームはレーザ光であること
を特徴とする、請求項1に記載の軌道検査装置。
3. The trajectory inspection device according to claim 1, wherein the energy beam is a laser beam.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101921512B1 (en) * 2017-01-04 2018-11-27 한국수력원자력 주식회사 Device and method for assembling and disassembling coupling

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