JP3261199B2 - Pantograph frame deformation inspection device - Google Patents
Pantograph frame deformation inspection deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、電気車両のパンタグ
ラフ枠組の変形の検査装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for inspecting the deformation of a pantograph framework of an electric vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は新幹線などで使用されているパン
タグラフの一例を示し、パンタグラフ1は複数の直線ア
ームa,b,c……が組合わされた枠組11と、その上端
に取り付けられた舟体12よりなり、4アームの下部が碍
子13を介在して電気車両2の屋根上に固定されている。
トロリー線3に対して舟体12が摺動接触して受電し、車
両2が走行する。トロリー線3は区間または場所により
高さが変化するので、各アームはそれぞれの交点pが関
節となり、高さ変化に対応して屈曲する。トロリー線3
に故障や障害物の付着などの異常事態が発生したとき
は、走行中の車両2のパンタグラフ1が衝撃を受けて舟
体12または枠組11が変形することがあり、トロリー線3
よりの受電に支障する。パンタグラフ1は検修車庫にお
いて定期的または不定期に検査され、変形部分があれば
修理される。従来におけるこれらの変形の検査は、専ら
目視による外観検査であって必ずしも正確にはなされ
ず、また検査は屋根上作業のため危険かつ非能率である
など欠点が多く、安全正確で効率的な自動検査方式が要
望されている。上記の舟体12の変形に対しては、この発
明の発明者らにより光学式の変形検査システムが開発さ
れ、「パンタグラフ舟体の変形検測システム」が特許出
願されている。該システムにおいては、検修車庫内にI
TVカメラを設けて進入中の車両の舟体12を撮像し、画
像処理技術を応用して変形を解析する方式であって、変
形が正確に検査できるとともに検査作業の安全化と省力
化が期待されている。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows an example of a pantograph used in a Shinkansen or the like. A pantograph 1 has a frame 11 in which a plurality of linear arms a, b, c... Are combined, and a boat attached to the upper end thereof. The lower part of the four arms is fixed on the roof of the electric vehicle 2 with insulators 13 interposed therebetween.
The boat 12 slides into contact with the trolley wire 3 to receive power, and the vehicle 2 runs. Since the trolley wire 3 changes in height depending on the section or location, each arm becomes a joint at each intersection point p and bends in accordance with the change in height. Trolley wire 3
When an abnormal situation such as failure or adhesion of obstacles occurs in the vehicle, the pantograph 1 of the running vehicle 2 may be shocked and the hull 12 or the framework 11 may be deformed, and the trolley wire 3
Power reception. The pantograph 1 is inspected regularly or irregularly in the inspection garage, and if there is a deformed portion, it is repaired. Inspection of these deformations in the past is exclusively visual inspection and is not always accurate.Inspection is dangerous and inefficient due to work on the roof, and has many disadvantages, such as safe, accurate and efficient automatic inspection. An inspection method is desired. With respect to the deformation of the hull 12, an optical deformation inspection system has been developed by the inventors of the present invention, and a "pantograph hull deformation detection and measurement system" has been filed for a patent. In this system, I
This system uses a TV camera to image the hull 12 of the vehicle entering, and analyzes the deformation by applying image processing technology. It is possible to accurately inspect the deformation and to expect safer and labor-saving inspection work. Have been.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記した舟体12の変形
検査システムに引きつづいて、枠組11の変形検査の自動
化が課題である。この場合もITVカメラを検修車庫内
に設け、進入する車両2を停止することなく枠組11を撮
像するが、この撮像にはいくつかの必要条件がある。第
1条件は枠組11の各アームが重なり合わないように撮像
する必要があり、第2条件としては、車庫内には照明設
備があってかなりの明るさがあり、これにかかわらず明
瞭に撮像することである。次に、枠組11の変形量は基準
データに比較して求められるが、比較のためには所定の
位置に正確に位置決めされた枠組の画像データが必要で
ある。しかし枠組は停止することなく車両2とともに移
動して連続的に撮像されるので、このような画像データ
を得るための制御方法が必要であり、これが第3条件で
ある。上記の第1条件については、枠組11に対してIT
Vカメラの撮像方向を適切に設定し、第2条件に対して
は照明方法を工夫する。第3条件については、ITVカ
メラにより所定の位置で撮像された画像データを、適切
なタイミングで画像処理部に転送する、などによ各条件
を満たすことができる。この発明は、ITVカメラによ
り上記の各条件を満たして枠組を撮像し、その画像デー
タを画像処理して変形を検査する検査装置を提供するこ
とを目的とする。An object of the present invention is to automate the deformation inspection of the framework 11 following the above-described deformation inspection system for the boat body 12. Also in this case, an ITV camera is provided in the inspection garage, and the framework 11 is imaged without stopping the approaching vehicle 2, but this imaging has some necessary conditions. The first condition is that images must be taken so that the arms of the framework 11 do not overlap, and the second condition is that there is a considerable amount of brightness in the garage due to the presence of lighting equipment. It is to be. Next, the amount of deformation of the framework 11 is determined by comparison with the reference data. For comparison, image data of the framework accurately positioned at a predetermined position is required. However, since the framework moves together with the vehicle 2 without stopping and is continuously imaged, a control method for obtaining such image data is necessary, and this is the third condition. Regarding the above first condition, IT
The imaging direction of the V camera is set appropriately, and the illumination method is devised for the second condition. The third condition can be satisfied by, for example, transferring image data captured at a predetermined position by the ITV camera to the image processing unit at an appropriate timing. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an inspection apparatus that captures a frame by using an ITV camera while satisfying the above-described conditions, performs image processing on the image data, and inspects deformation.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】この発明はパンタグラフ
枠組の変形検査装置であって、検修車庫の両側の内壁に
それぞれ対向して配設され、進入する車両のパンタグラ
フの舟体を検出する投光器および受光器よりなる舟体検
出部と、パンタグラフの背景として白色光を照射する照
明ボード、および白色光が照射されたパンタグラフの枠
組のシルエットを撮像するITVカメラよりなる枠組撮
像部とを、車両の進入方向に適当な間隔をなして設置す
る。また車庫内の適当な箇所に設置され、ITV制御部
と画像処理部とメモリおよび比較判定部よりなるデータ
処理装置を具備する。舟体検出部により検出された舟体
の検出信号をITV制御部に入力し、検出信号の継続時
間より舟体の移動速度を算出し、制御タイミングを求め
てITVカメラに対して制御信号を出力し、撮像された
枠組のシルエットの画像データを画像処理部に転送す
る。画像処理により、枠組の各アームの実効長、および
左右の各1交点で交る各アームのなす各2交角をそれぞ
れ算出し、比較部において、メモリに記録された正常な
枠組の各アームの長さおよび各2交角にそれぞれ比較
し、枠組の変形量を求めて良否を検査する。上記におい
て、画像処理部に転送された枠組のシルエットの画像デ
ータを、画像処理により2値化した後、輪郭追跡して各
アームの輪郭線を抽出し、最小二乗法により各輪郭線の
近似直線を算出してそれぞれの直線方程式を作成する。
各直線方程式により各近似直線の交点の座標を求めて各
アームの実効長を算出する。さらに、左右の各1交点で
交る各3近似直線に対する各直線方程式により、それぞ
れの2交角を算出するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a deformation inspection apparatus for a pantograph frame, which is disposed opposite to inner walls on both sides of an inspection garage, and detects a hull of a pantograph of an approaching vehicle. And a hull detecting unit including a light receiving device, a lighting board that irradiates white light as a background of the pantograph, and a framework image capturing unit including an ITV camera that captures a silhouette of the framework of the pantograph illuminated with white light. Install at appropriate intervals in the approach direction. Further, it is provided at an appropriate place in the garage and includes a data processing device including an ITV control unit, an image processing unit, a memory, and a comparison and determination unit. The detection signal of the hull detected by the hull detection unit is input to the ITV control unit, the speed of the hull is calculated from the duration of the detection signal, the control timing is obtained, and the control signal is output to the ITV camera. Then, the image data of the captured silhouette of the framework is transferred to the image processing unit. By the image processing, the effective length of each arm of the framework and each of the two intersection angles formed by the arms intersecting at each of the left and right intersections are calculated, and the comparison unit calculates the length of each arm of the normal framework recorded in the memory. Then, each of the two intersection angles is compared with each other, and the amount of deformation of the framework is determined to check the quality. In the above, after the image data of the silhouette of the framework transferred to the image processing unit is binarized by image processing, the outline is traced to extract the outline of each arm, and the approximate straight line of each outline is obtained by the least square method. Is calculated to create respective linear equations.
The effective length of each arm is calculated by obtaining the coordinates of the intersection of each approximate line using each linear equation. Further, each of the two intersection angles is calculated by each linear equation with respect to each of the three approximate straight lines intersecting at each of the left and right intersections.
【0005】[0005]
【作用】上記の枠組変形検査装置においては、検修車庫
に進入する車両のパンタグラフの舟体が舟体検出部によ
り検出され、その検出信号がデータ処理装置のITV制
御部に入力し、検出信号の継続時間より舟体の移動速度
が算出されて制御タイミングが求められ、ITVカメラ
に対して制御信号が出力される。一方、車両とともにパ
ンタグラフが照明ボードの位置に移動して背景の白色光
が照射され、枠組のシルエットがITVカメラにより連
続して撮像されており、入力した制御信号により所定の
撮像位置の画像データが画像処理部に転送される。その
画像処理により枠組の各アームの実効長、および左右の
各1交点で交る各アームのなす各2交角がそれぞれ算出
され、ついで比較部において、メモリに記録された正常
な枠組の各アームの長さおよび各2交角にそれぞれ比較
されて、枠組の変形量が求められ良否が検査される。こ
こで各アームの長さについて改めて説明すると、正常な
アームの長さは変形すると両端の間隔が短くなるので、
単に長さといっても意味が不明確である。そこで本稿に
おいては、正常なアームの長さに対して、変形したアー
ムの両端の間隔を実効長とよんで区別する。上記の画像
処理部に転送された画像データは、画像処理により2値
化された後、輪郭追跡されて各アームの輪郭線が抽出さ
れる。各輪郭線は最小二乗法により近似直線が算出さ
れ、それぞれの直線方程式が作成される。各直線方程式
により各近似直線の交点の座標が求められ、これらの各
座標の差分を算出することにより各アームの実効長が求
められる。また、左右の各1交点で交る3近似直線に対
する各直線方程式により、それぞれのなす2交角が算出
される。以上により、枠組の変形量が非接触で正確に自
動検査され、従来の検査方法が安全かつ効率化される。In the above-mentioned frame deformation inspection apparatus, the hull of the pantograph of the vehicle entering the inspection garage is detected by the hull detection unit, and the detection signal is input to the ITV control unit of the data processing device, and the detection signal is output. Is calculated based on the continuation time, the control timing is obtained, and a control signal is output to the ITV camera. On the other hand, the pantograph moves to the position of the lighting board together with the vehicle, the background white light is irradiated, the silhouette of the framework is continuously imaged by the ITV camera, and the image data of the predetermined imaging position is obtained by the input control signal. It is transferred to the image processing unit. By the image processing, the effective length of each arm of the framework and each two intersection angles formed by each arm intersecting at each of the left and right intersections are calculated, and then, in the comparing unit, each arm of the normal framework recorded in the memory is compared. The length of the frame is compared with each of the two intersection angles to determine the amount of deformation of the framework, and the quality is checked. Here, the length of each arm will be explained anew. If the length of the normal arm is deformed, the distance between both ends will be shortened.
The meaning is unclear even if it is simply length. Therefore, in this paper, the distance between both ends of the deformed arm is distinguished from the normal arm length by the effective length. The image data transferred to the image processing unit is binarized by image processing, followed by contour tracing to extract the contour of each arm. An approximate straight line is calculated for each contour line by the least square method, and each straight line equation is created. The coordinates of the intersection of each approximate straight line are obtained by each straight line equation, and the effective length of each arm is obtained by calculating the difference between these coordinates. Further, the two intersection angles formed by the respective straight line equations with respect to the three approximate straight lines intersecting at each of the left and right one intersections are calculated. As described above, the deformation amount of the framework is automatically and accurately inspected without contact, and the conventional inspection method is made safe and efficient.
【0006】[0006]
【実施例】図1〜図5はこの発明の一実施例を示す。図
1は舟体検出部5と枠組撮像部6、およびデータ処理装
置7の配置図を示し、車庫4の両側の内壁41a,41b に、
投光器51と受光器52を対向して配設して舟体検出部5を
構成し、同様に照明ボード61とITVカメラ62を配設し
て枠組撮像部6を構成し、両者を間隔D1 をなして設置
する。照明ボード61はパンタグラフ1の枠組11よりやや
大きい面積の乳白色のプラスチック板と、その裏側に配
列された光源よりなり、白色光LT を枠組11の背面に照
射する。ITVカメラ62は枠組11のすべてのアームを撮
像できる方向に、例えば、枠組11の中心部に対して斜め
右側でやや下向きとして配置される。ただし、後側のア
ームは撮像できない部分が生じてもやむをえない。デー
タ処理装置7を車庫4内の適当な箇所に配置し、図示し
ないケーブルにより舟体検出部5と枠組撮像部6にそれ
ぞれ接続する。図2はデータ処理装置7の概略のブロッ
ク構成を示し、速度算出回路711 および制御信号発生回
路712 よりなるITV制御部71と、画像処理部721 とメ
モリ722 および比較判定部723 よりなる変形検査部72と
により構成される。1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an arrangement diagram of the hull detection unit 5, the frame imaging unit 6, and the data processing device 7, and the inner walls 41a, 41b on both sides of the garage 4
The light emitting device 51 and the light receiving device 52 are arranged to face each other to constitute the boat body detecting unit 5, and similarly, the illumination board 61 and the ITV camera 62 are arranged to constitute the frame imaging unit 6, and the two are spaced D 1. And install it. Illumination board 61 is a milky white plastic plate slightly larger area than the framework 11 of the pantograph 1, made from a light source arranged on the back side, irradiates the white light L T to the back of the framework 11. The ITV camera 62 is arranged in a direction in which all the arms of the framework 11 can be imaged, for example, slightly downward on the diagonally right side with respect to the center of the framework 11. However, the rear arm is unavoidable even if a portion where imaging is not possible occurs. The data processing device 7 is arranged at an appropriate place in the garage 4 and connected to the hull detecting unit 5 and the frame imaging unit 6 by cables (not shown). FIG. 2 shows a schematic block configuration of the data processing device 7, an ITV control unit 71 including a speed calculation circuit 711 and a control signal generation circuit 712, and a deformation inspection unit including an image processing unit 721, a memory 722, and a comparison determination unit 723. 72.
【0007】図3は、舟体検出部5と枠組撮像部6の連
携動作を説明するもので、いま舟体12の長さをD0 、進
入する車両2の速度をV(必ずしも一定ではない)とす
る。投光器51よりの検出光KL は車両2の移動により長
さD0 の間遮断され、受光器52の受光量が時間t0 の間
低下する。この低下時間t0 を示す検出信号が速度算出
回路711 に入力してD0 /t0 =Vが求められ、ついで
制御信号発生回路712により、枠組11がITVカメラ62
に対応する所定の位置に到達する制御タイミングD1 /
V=t1 が算出され、制御タイミングt1 で出力される
制御信号により、ITVカメラ62に撮像されている枠組
11のシルエットの画像データが、データ処理装置7のメ
モリ722 に転送されて一旦記憶され、逐次読出されて画
像処理される。FIG. 3 illustrates the cooperative operation of the hull detecting unit 5 and the frame image pickup unit 6, where the length of the hull 12 is D 0 , and the speed of the entering vehicle 2 is V (not necessarily constant). ). Detection light K L than the light projector 51 is blocked between the length D 0 by movement of the vehicle 2, the amount of light received by the light receiver 52 is lowered during the time t 0. The detection signal indicating the decrease time t 0 is input to the speed calculation circuit 711 to obtain D 0 / t 0 = V.
The control timing D 1 /
V = t 1 is calculated, the control signal output by the control timing t 1, the framework being imaged to ITV camera 62
The image data of the eleventh silhouette is transferred to the memory 722 of the data processing device 7, temporarily stored, read out sequentially, and subjected to image processing.
【0008】図4により、画像処理部721 における画像
データの処理方法を説明する。図4(a) は枠組11のシル
エットの原画像を示し、枠組11はアームa,b,c,d
よりなる左枠11Lと、アームe,f,g,hよりなる右
枠11R、および両枠を斜めに連結する連結アームi,j
の10本により構成され、各アームは8個の交点p1 〜
p8 で交っている。ただし、点線で示す交点p1,p5 の
部分は舟体12に遮蔽されて撮像されていない。さて、前
記したように枠組11は車庫内の照明設備により照明され
るため、シルエットは全体が真っ黒でなく、部分的に明
るいところが混在する。この画像データの明るさ対す
る、ITVカメラ62の受光画素の個数分布を測定すると
(b) に示す曲線がえられる。横軸の明るさの小さい範囲
に集中している個数の大きい部分は枠組11に相当し、明
るさの大きい範囲に分散した個数は背景の照明ボード61
の白色光によるものである。そこで、両者の中間のLs
を閾値として画像データを2値化すると明確な画像デー
タがえられる。これを輪郭追跡して各アーム(a〜j)
の輪郭線rを抽出する。(c) は抽出された輪郭線rの一
部を示し、いま輪郭線rの両側線をr1,r2 とし、それ
ぞれに最小二乗法を適用して最も近似した直線R1,R2
を算出し、さらに両者の中心に対する近似直線Rc を求
める。ただし両輪郭線r1,r2 が非常に接近していると
きは、一方の直線R1 を近似直線Rcとしてよい。各ア
ーム(a〜j)に対する近似直線を(a0 〜j0 )とす
ると、(d) に示すスケルトン画像が出来上がる。つぎに
各近似直線(a0 〜j0 )に対する直線方程式を作成
し、各直線方程式により各近似直線の8交点(p1 〜p
8 )の座標を求め、各座標の差分をとると各近似直線の
長さ、すなわち各アームの実効長が算出される。また、
左右の枠11L,11Rの各交点p2,p8 をとり、ここで交
る各3本の近似直線(a0,b0,i0)と(g0,h0,j0)に
対する各直線方程式より、それぞれの2交角[θab,θ
bh]と[θgh,θhj]を算出する。以上によりえられた
各アームの実効長および各2交角は、比較判定部723 に
おいて、予め計測されてメモリ722 に記憶されている正
常な枠組11の各アームの長さおよび各2交角に対してそ
れぞれ比較され、それぞれの差分、すなわち変化量の大
きさの程度により、変形が許容されるか否かが判定さ
れ、許容できるときは良好(OK)信号が、否のときは
不良(NG)信号が出力される。なお、枠組11の変形は
各アームの実効長と、最低限、各2交角のそれぞれの変
化量により判断することができるので、交角は左右の交
点p1,p5 の2交角でも構わない。Referring to FIG. 4, a method of processing image data in the image processing section 721 will be described. FIG. 4A shows an original image of the silhouette of the framework 11, and the framework 11 includes arms a, b, c, and d.
Left frame 11L, right frame 11R including arms e, f, g, h, and connecting arms i, j for connecting the two frames obliquely.
, And each arm has eight intersections p 1 to
They are bought at p 8. However, the intersections p 1 and p 5 indicated by the dotted lines are shielded by the hull 12 and are not imaged. As described above, since the framework 11 is illuminated by the lighting equipment in the garage, the silhouette is not entirely black, and some bright places are mixed. When the number distribution of the light receiving pixels of the ITV camera 62 with respect to the brightness of the image data is measured,
The curve shown in (b) is obtained. The large number of portions concentrated on the small range of brightness on the horizontal axis corresponds to the framework 11, and the number dispersed on the large range of brightness is the lighting board 61 of the background.
Of white light. Therefore, L s between the two
When the image data is binarized with a threshold value, clear image data can be obtained. This is followed by contour tracking, and each arm (a to j)
Is extracted. (c) shows a part of the extracted contour line r. Now, let both sides of the contour line r be r 1 and r 2, and apply the least squares method to each of them to obtain the most approximated straight lines R 1 and R 2.
Is calculated, and an approximate straight line Rc with respect to the center between the two is calculated. However when both contour r 1, r 2 are very close may be one of the straight lines R 1 and the approximate straight line R c. If the approximate straight line for each arm (a to j) is (a 0 to j 0 ), the skeleton image shown in (d) is completed. Next, a straight line equation for each approximate straight line (a 0 to j 0 ) is created, and the eight intersection points (p 1 to p 1)
The coordinates of 8 ) are obtained, and the difference between the coordinates is calculated to calculate the length of each approximate straight line, that is, the effective length of each arm. Also,
The intersection points p 2 and p 8 of the left and right frames 11L and 11R are taken, and each of the three approximate straight lines (a 0 , b 0 , i 0 ) and (g 0 , h 0 , j 0 ) From the linear equation, the two intersection angles [θ ab , θ
bh ] and [θ gh , θ hj ]. The effective length and the two intersection angles of each arm obtained as described above are compared with the length of each arm and each two intersection angle of the normal framework 11 measured in advance and stored in the memory 722 by the comparison determination unit 723. It is compared with each other, and it is determined whether or not the deformation is allowed, based on the difference, that is, the magnitude of the amount of change. When the deformation is allowed, a good (OK) signal is given, and when the deformation is not allowed, a bad (NG) signal is given. Is output. Since the deformation of the framework 11 can be determined by the effective length of each arm and, at a minimum, the amount of change of each of the two intersection angles, the intersection angle may be the two intersection angles of the left and right intersections p 1 and p 5 .
【0009】図5は、上記の変形検査装置の検査手順に
対する概略のフローチャートを示す。まず車庫4に車両
2が進入し、舟体検出部5により舟体12が検出され、
ITV制御部71より制御信号が出力される。ITVカ
メラ62は連続して撮像しており、所定の位置に枠組11が
来たとき制御信号が入力し、その時点の画像データがメ
モリ722 に転送されて一旦記憶される。画像処理部72
1 においてはメモリにより画像データを読出し、閾値L
s を算出して2値化し、ついで各アームの輪郭線rが
抽出されて、各近似直線Rc が算出され、さらに各
近似直線Rc に対する直線方程式が作成される。各直
線方程式により8交点p1 〜p8 の座標を求め、各2
交点の座標の差分より各近似直線の長さ、すなわち各ア
ームの実効長が算出されてメモリ722 に記憶される。
また、左右の各1交点p2,p8 の各2交角[θab,
θbh]と[θgh,θhj]が算出され、メモリ722 に記憶
される(10)。算出された各データは、比較判定部723 お
いて正常な各データとそれぞれ比較され、変形量が算出
されて良否が判定され(11)、判定結果のOKまたはNG
信号が出力される(12)。FIG. 5 is a schematic flowchart showing an inspection procedure of the above-described deformation inspection apparatus. First, the vehicle 2 enters the garage 4 and the hull 12 is detected by the hull detecting unit 5.
A control signal is output from the ITV control unit 71. The ITV camera 62 continuously captures an image. When the frame 11 comes to a predetermined position, a control signal is input, and the image data at that time is transferred to the memory 722 and temporarily stored. Image processing unit 72
1, the image data is read out from the memory and the threshold L
calculates s binarized, then extracted contour line r of each arm, each approximate straight line R c is calculated, the linear equation is created more for each approximate line R c. The coordinates of the eight intersection points p 1 to p 8 are obtained from each linear equation,
The length of each approximate straight line, that is, the effective length of each arm is calculated from the difference between the coordinates of the intersections, and stored in the memory 722.
Each 2 crossing angle [theta ab each of right and left first intersection p 2, p 8,
θ bh ] and [θ gh , θ hj ] are calculated and stored in the memory 722 (10). Each of the calculated data is compared with each of the normal data in the comparison / determination unit 723, and the amount of deformation is calculated to determine the quality (11).
A signal is output (12).
【0010】[0010]
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による枠
組変形検査装置においては、検修車庫に進入する車両の
パンタグラフの舟体を検出し、その検出信号により適切
なタイミングの制御信号を発生してITVカメラを制御
し、所定の位置において撮像された、背景の白色光によ
る枠組のシルエットの画像データを画像処理して、枠組
の各アームの実効長、および左右の各1交点で交る各ア
ームのなす各2交角をそれぞれ算出し、算出された各デ
ータを、予め計測された正常な各アームの長さおよび交
角のデータにそれぞれ比較し、枠組の変形量を求めて良
否を検査するもので、画像処理方法が詳細に開示されて
おり、進入中の車両の枠組の変形が非接触で安全、かつ
正確に自動検査され、パンタグラフ検査作業の省力化に
寄与するところには大きいものがある。As described above, in the frame deformation inspection apparatus according to the present invention, a pantograph hull of a vehicle entering an inspection garage is detected, and a control signal at an appropriate timing is generated based on the detection signal. And controls the ITV camera to process image data of the silhouette of the framework with white background light, which is imaged at a predetermined position, and processes the effective length of each arm of the framework and each intersection at each of the left and right intersections. A method for calculating each of the two intersection angles formed by the arms, comparing the calculated data with the data of the normal length and the intersection angle of each of the normal arms, respectively, and obtaining a deformation amount of the framework to inspect the quality. The image processing method is disclosed in detail, and the deformation of the framework of the entering vehicle is safely and accurately and automatically inspected in a non-contact manner, contributing to labor saving in pantograph inspection work. There is a larger.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 この発明の一実施例における、変形検査装置
の各部の配置図を示す。FIG. 1 shows an arrangement diagram of each part of a deformation inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】 データ処理装置7の概略のブロック構成を示
す。FIG. 2 shows a schematic block configuration of a data processing device 7;
【図3】 舟体検出部5と枠組撮像部6の連携動作の説
明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a cooperative operation between the hull detecting unit 5 and the frame imaging unit 6.
【図4】 画像処理部721 の画像データの処理方法の説
明図を示し、(a) は枠組11のシルエットの原画像、(b)
は閾値Ls の決定方法の説明図、(c) は輪郭線rと、そ
の近似直線Rc の算出方法の説明図、(d) は枠組11に対
するスケルトン画像をそれぞれ示す。4A and 4B are explanatory diagrams of a method of processing image data by an image processing unit 721, wherein FIG. 4A is an original image of a silhouette of a framework 11, and FIG.
Respectively and contour r illustration of the method of determining the threshold value L s, (c) is a diagram depicting the method for calculating the approximate straight line R c, the skeleton image for (d) of the framework 11.
【図5】 変形検査手順の概略のフローチャートの一実
施例を示す。FIG. 5 shows an embodiment of a schematic flowchart of a deformation inspection procedure.
【図6】 新幹線などで使用されているパンタグラフの
一例を示す外観図である。FIG. 6 is an external view showing an example of a pantograph used in a bullet train or the like.
1…パンタグラフ、11…枠組、11L…左枠、11R…右
枠、12…舟体、13…碍子 2…電気車両、単に車両、3…トロリー線、4…検修車
庫、単に車庫、41a,41b …両側の内壁、5…舟体検出
部、51…投光器、52…受光器、6…枠組撮像部、61…照
明ボード、62…ITVカメラ、7…データ処理装置、71
…ITV制御部、711 …速度算出回路、712 …制御信号
発生回路、72…変形検査部、721 …画像処理部、722 …
メモリ 723 …比較判定部、KL …検出光、D1 …舟体検出部と
枠組撮像部の間隔、D0 …舟体の長さ、V…車両の進入
速度、t0 …継続時間、t1 …制御タイミング、a〜j
…各アーム、Rc …近似直線、a0 〜j0 …各アームの
近似直線、p1 〜p8 …各アームまたは各近似直線の交
点、θ…交点においてアームまたは近似直線のなす交
角。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pantograph, 11 ... Frame, 11L ... Left frame, 11R ... Right frame, 12 ... Hull, 13 ... Insulator 2 ... Electric vehicle, simply vehicle, 3 ... Trolley line, 4 ... Inspection garage, simply garage, 41a, 41b ... inner walls on both sides, 5 ... boat detector, 51 ... light emitter, 52 ... light receiver, 6 ... frame imaging unit, 61 ... lighting board, 62 ... ITV camera, 7 ... data processing device, 71
… ITV control unit, 711… speed calculation circuit, 712… control signal generation circuit, 72… deformation inspection unit, 721… image processing unit, 722…
Memory 723: comparison / determination unit, K L : detection light, D 1 : interval between the hull detection unit and the frame imaging unit, D 0 : length of the hull, V: vehicle approach speed, t 0 : duration, t 1 ... control timing, a to j
... each arm, R c ... approximate line, a 0 to j 0 ... approximate line of each arm, p 1 ~p 8 ... each arm or intersection of the approximate line, theta ... arm or approximate line forming the intersection angle at the intersection.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹中 泰雄 東京都千代田区大手町二丁目6番2号 日立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 金谷 晴夫 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目1番4 号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 山本 勝雄 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目1番4 号 東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者 丹羽 稔 愛知県名古屋市中村区名駅一丁目1番4 号 東海旅客鉄道株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−177208(JP,A) 特開 昭62−115591(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 Yasuo Takenaka 2-6-2 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Within Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Haruo Kanaya 1-1-1, Meieki, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi Prefecture No. 4 Tokai Passenger Railway Co., Ltd. (72) Katsuo Yamamoto 1-4-1 Meiji Station, Nakamura-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Tokai Passenger Railway Co., Ltd. (72) Inventor Minoru Niwa, Nakamura-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Station No. 1-4, Tokai Passenger Railway Co., Ltd. (56) References JP-A-60-177208 (JP, A) JP-A-62-115591 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. . 7, DB name) G01B 11/00 - 11/30
Claims (2)
て配設された、進入する車両のパンタグラフの舟体を検
出する投光器および受光器よりなる舟体検出部と、該パ
ンタグラフの背景として白色光を照射する照明ボード、
および該白色光が照射されたパンタグラフの枠組のシル
エットを撮像するITVカメラよりなる枠組撮像部と
を、該車両の進入方向に適当な間隔をなして設置し、前
記車庫内の適当な箇所に設置され、ITV制御部と画像
処理部とメモリおよび比較判定部よりなるデータ処理装
置を具備し、前記舟体検出部により検出された舟体の検
出信号を前記ITV制御部に入力し、該検出信号の継続
時間より該舟体の移動速度を算出し、制御タイミングを
求めて前記ITVカメラに対して制御信号を出力し、撮
像された前記枠組のシルエットの画像データを前記画像
処理部に転送して画像処理し、前記枠組の各アームの実
効長、および左右の各1交点で交る各アームのなす各2
交角をそれぞれ算出し、前記比較部において、前記メモ
リに記録された正常な枠組の各アームの長さおよび各2
交角にそれぞれ比較し、前記枠組の変形量を求めて良否
を検査することを特徴とする、パンタグラフ枠組の変形
検査装置。1. A hull detecting unit, which is disposed opposite to the inner walls on both sides of an inspection garage and comprises a projector and a photodetector for detecting a hull of a pantograph of an approaching vehicle, and as a background of the pantograph. Lighting board that emits white light,
And a frame image pickup unit composed of an ITV camera for picking up a silhouette of the pantograph frame irradiated with the white light, at an appropriate interval in the approach direction of the vehicle, and installed at an appropriate place in the garage. A data processing device including an ITV control unit, an image processing unit, a memory, and a comparison / determination unit; a detection signal of the hull detected by the hull detection unit is input to the ITV control unit; Calculating the moving speed of the hull from the continuation time, obtaining a control timing, outputting a control signal to the ITV camera, and transferring the captured image data of the silhouette of the framework to the image processing unit. Image processing, the effective length of each of the arms of the framework, and each of the two of each of the arms intersecting at each of the left and right intersections
Each intersection angle is calculated, and in the comparing section, the length of each arm of the normal framework recorded in the memory and each 2
A deformation inspection apparatus for a pantograph framework, wherein each of the intersection angles is compared with each other to determine the amount of deformation of the framework and inspect the quality.
エットの画像データを、画像処理により2値化した後、
輪郭追跡して前記各アームの輪郭線を抽出し、最小二乗
法により該各輪郭線の近似直線を算出してそれぞれの直
線方程式を作成し、該各直線方程式により各近似直線の
交点の座標を求めて前記各アームの実効長を算出し、か
つ、前記左右の各1交点で交る各3近似直線に対する該
各直線方程式により前記各2交角を算出することを特徴
とする、請求項1記載のパンタグラフ枠組の変形検査装
置。2. After binarizing the image data of the silhouette of the framework transferred to the image processing unit by image processing,
The contours are traced to extract the contours of the respective arms, approximate straight lines of the respective contours are calculated by the least squares method, and respective straight line equations are created, and the coordinates of the intersections of the respective approximate straight lines are calculated by the respective straight line equations. 2. The method according to claim 1, further comprising calculating an effective length of each of the arms, and calculating each of the two intersection angles by using each of the straight line equations with respect to each of the three approximate straight lines intersecting at each of the left and right intersections. Pantograph framework deformation inspection device.
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