JP3283974B2 - レール断面積測定装置 - Google Patents
レール断面積測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、摩耗したレールの断
面積を測定する装置に関するものである。
面積を測定する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鉄道線路を構成するレールは、列車の運
行により漸次摩耗するので、レール探傷車などに摩耗測
定装置を搭載して走行中に摩耗量を測定し、摩耗限度に
達したものは交換など必要な措置がとられている。図４
はレールの断面とその摩耗の一例を示すもので、(a) の
レール１は摩耗してない規格上の直角断面を示し、車輪
のタイヤ面が接触する踏面111 と、車輪のフランジが接
触する側面112 、および踏面と側面が交差する円弧部分
113 があり、これらに囲まれた範囲をレール頭部11とい
う。(b) は摩耗したレールの縦中心線Ｃに対する右側の
半断面を示し、実線は摩耗部分を、点線は規格上の基準
線を示す。図示のように摩耗は踏面、側面および円弧部
分のいずれにも発生するが、円弧とその近傍が甚だし
い。従来の摩耗測定における測定箇所は、踏面111 の中
心、すなわち踏頂点c における摩耗量ｄと、踏面と側面
に対する基準線の交点ｐに対して４５°斜め下方におけ
る円弧113 の点ｑとの距離ｐｑが測定され、各測定値を
基準値に比較して摩耗量が判定されている。なお、測定
は車両の走行中にレールの一定距離間隔ごとになされ
る。また、摩耗は車輪が接触する頭部の内側部分に発生
するので、この部分の摩耗が限界に達すると両側のレー
ルが互いに振替られている。
行により漸次摩耗するので、レール探傷車などに摩耗測
定装置を搭載して走行中に摩耗量を測定し、摩耗限度に
達したものは交換など必要な措置がとられている。図４
はレールの断面とその摩耗の一例を示すもので、(a) の
レール１は摩耗してない規格上の直角断面を示し、車輪
のタイヤ面が接触する踏面111 と、車輪のフランジが接
触する側面112 、および踏面と側面が交差する円弧部分
113 があり、これらに囲まれた範囲をレール頭部11とい
う。(b) は摩耗したレールの縦中心線Ｃに対する右側の
半断面を示し、実線は摩耗部分を、点線は規格上の基準
線を示す。図示のように摩耗は踏面、側面および円弧部
分のいずれにも発生するが、円弧とその近傍が甚だし
い。従来の摩耗測定における測定箇所は、踏面111 の中
心、すなわち踏頂点c における摩耗量ｄと、踏面と側面
に対する基準線の交点ｐに対して４５°斜め下方におけ
る円弧113 の点ｑとの距離ｐｑが測定され、各測定値を
基準値に比較して摩耗量が判定されている。なお、測定
は車両の走行中にレールの一定距離間隔ごとになされ
る。また、摩耗は車輪が接触する頭部の内側部分に発生
するので、この部分の摩耗が限界に達すると両側のレー
ルが互いに振替られている。
【０００３】最近ではレールの摩耗管理をより厳格に行
うために、上記と同様に走行中に頭部11の断面積をも測
定することが必要とされている。図５はレールの直角断
面における頭部の測定範囲を示し、左右の側面112 は下
端の点ＳR とＳL で内側に湾曲しているので、点ＳR と
ＳL を結ぶ直線Ｓを基準線としてその上部を頭部と定義
し、その半断面積ＡRHまたは全断面積ＡR が測定対象と
されている。
うために、上記と同様に走行中に頭部11の断面積をも測
定することが必要とされている。図５はレールの直角断
面における頭部の測定範囲を示し、左右の側面112 は下
端の点ＳR とＳL で内側に湾曲しているので、点ＳR と
ＳL を結ぶ直線Ｓを基準線としてその上部を頭部と定義
し、その半断面積ＡRHまたは全断面積ＡR が測定対象と
されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】さて、物体の断面積を
測定する一般的な方法には光切断法があり、投光器より
帯状の光束を投射して物体を光切断し、物体の表面の反
射光を受像カメラにより受像して画像処理により断面積
を測定するものである。この方法をレールに適用する場
合、レールに対する光束の投射角度と反射光の受像角度
とが適切でないときは、受像された光切断面の画像が歪
曲して方向的に伸縮し、断面積の計算が不正確、または
困難となる。これに対して、受像カメラの方向を光切断
面に対して垂直とすれば歪曲が生ぜず、断面積を正確に
測定することができる。そこで問題は光切断面に対して
受像カメラを垂直方向とするための垂直条件と、これを
満足する投射角度と受像角度を求め、この角度に投光器
と受像カメラを設定することである。ただし、光切断面
はレールの直角断面に対して傾斜しているのでこの補正
が必要である。なお、車両に搭載された投光器と受像カ
メラが、走行中に動揺してレールに対する位置または間
隔が変動すると、レール断面の画像が画面上を移動し、
または画像の全体が伸縮して正確な測定ができないの
で、これらをレールに対して一定の位置間隔に保持する
ことが必要である。ただし、レール探傷車の場合はこの
ような保持ができる測定枠が既に設けてあるのでこれを
利用すればよい。この発明は、上記した垂直条件を満足
する投射角度と受像角度を求め、投光器と受像カメラを
これらの角度方向として車両の測定枠に取り付け、走行
中に一定距離間隔ごとにレールの直角断面に対する頭部
の半断面積または全断面積を正確に測定する装置を提供
することを目的とする。
測定する一般的な方法には光切断法があり、投光器より
帯状の光束を投射して物体を光切断し、物体の表面の反
射光を受像カメラにより受像して画像処理により断面積
を測定するものである。この方法をレールに適用する場
合、レールに対する光束の投射角度と反射光の受像角度
とが適切でないときは、受像された光切断面の画像が歪
曲して方向的に伸縮し、断面積の計算が不正確、または
困難となる。これに対して、受像カメラの方向を光切断
面に対して垂直とすれば歪曲が生ぜず、断面積を正確に
測定することができる。そこで問題は光切断面に対して
受像カメラを垂直方向とするための垂直条件と、これを
満足する投射角度と受像角度を求め、この角度に投光器
と受像カメラを設定することである。ただし、光切断面
はレールの直角断面に対して傾斜しているのでこの補正
が必要である。なお、車両に搭載された投光器と受像カ
メラが、走行中に動揺してレールに対する位置または間
隔が変動すると、レール断面の画像が画面上を移動し、
または画像の全体が伸縮して正確な測定ができないの
で、これらをレールに対して一定の位置間隔に保持する
ことが必要である。ただし、レール探傷車の場合はこの
ような保持ができる測定枠が既に設けてあるのでこれを
利用すればよい。この発明は、上記した垂直条件を満足
する投射角度と受像角度を求め、投光器と受像カメラを
これらの角度方向として車両の測定枠に取り付け、走行
中に一定距離間隔ごとにレールの直角断面に対する頭部
の半断面積または全断面積を正確に測定する装置を提供
することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するレール断面積測定装置であって、車両の床下に
懸架され、両側のレールに対して一定の位置間隔に保持
される測定枠に、両側のレールの頭部に対して斜め上方
より帯状の光束を投射して頭部を光切断する投光器と、
投光器とほぼ対称側の斜め上方で、レール頭部の反射光
を受像する受像カメラよりなる測定光学系をそれぞれ設
ける。鉛直面内における投光器の投射角度と受像カメラ
の受像角度をそれぞれα，β、水平面内における投射角
度と受像角度をそれぞれγ，δとし、光切断面ＡC に対
して受像カメラの方向が垂直となる次の各式の垂直条
件： α＋β＝π／２， ………(1) （γ＋δ）×ｃｏｓβ＝π／２， ………(2) π／２＞α，β，γ，δ＞０ ………(3) を満足する各角度α，β、γおよびδの方向に一致する
か、またはこれに対して光学的な測定許容範囲内に投光
器と受像カメラを設定する。さらに受像カメラを回転し
て踏面と側面の各画像をそれぞれ、受像面のＸおよびＹ
方向に一致させる。この一致した画像を一定の距離間隔
の距離パルスによりサンプリングして静止画像とし、こ
れを画像処理して光切断面ＡC における縦中心線に対す
る頭部の半断面積ＡCHを求める。さらにこれを次式： ＡRH＝ＡCH×ｃｏｓα・ｓｉｎγ ………(4) により換算して、両側レールの直角断面における摩耗し
た頭部の半断面積ＡRHをそれぞれ距離パルスごとに測定
する。上記において、両側レールのそれぞれに対応し
て、互いに対向する２組の測定光学系と、各対向した２
組の測定光学系の２個の受像カメラの半断面画像を全断
面画像に合成する画像合成回路とを設け、合成された全
断面画像により、両側レールの直角切断面における頭部
の全断面積ＡR をそれぞれ同時に測定するものである。
達成するレール断面積測定装置であって、車両の床下に
懸架され、両側のレールに対して一定の位置間隔に保持
される測定枠に、両側のレールの頭部に対して斜め上方
より帯状の光束を投射して頭部を光切断する投光器と、
投光器とほぼ対称側の斜め上方で、レール頭部の反射光
を受像する受像カメラよりなる測定光学系をそれぞれ設
ける。鉛直面内における投光器の投射角度と受像カメラ
の受像角度をそれぞれα，β、水平面内における投射角
度と受像角度をそれぞれγ，δとし、光切断面ＡC に対
して受像カメラの方向が垂直となる次の各式の垂直条
件： α＋β＝π／２， ………(1) （γ＋δ）×ｃｏｓβ＝π／２， ………(2) π／２＞α，β，γ，δ＞０ ………(3) を満足する各角度α，β、γおよびδの方向に一致する
か、またはこれに対して光学的な測定許容範囲内に投光
器と受像カメラを設定する。さらに受像カメラを回転し
て踏面と側面の各画像をそれぞれ、受像面のＸおよびＹ
方向に一致させる。この一致した画像を一定の距離間隔
の距離パルスによりサンプリングして静止画像とし、こ
れを画像処理して光切断面ＡC における縦中心線に対す
る頭部の半断面積ＡCHを求める。さらにこれを次式： ＡRH＝ＡCH×ｃｏｓα・ｓｉｎγ ………(4) により換算して、両側レールの直角断面における摩耗し
た頭部の半断面積ＡRHをそれぞれ距離パルスごとに測定
する。上記において、両側レールのそれぞれに対応し
て、互いに対向する２組の測定光学系と、各対向した２
組の測定光学系の２個の受像カメラの半断面画像を全断
面画像に合成する画像合成回路とを設け、合成された全
断面画像により、両側レールの直角切断面における頭部
の全断面積ＡR をそれぞれ同時に測定するものである。
【０００６】
【作用】上記の断面積測定装置においては、各測定光学
系の投光器と受像カメラは、検測車両の測定枠に取り付
けられて、検測車両の走行中、両側のレールに対してつ
ねに一定の間隔位置に保持される。両側のレールに対し
て各投光器より帯状の光束が各レールの頭部が光切断さ
れ、その反射光が受像カメラにより受像される。鉛直面
内における投光器の投射角度αと受像カメラの受像角度
β、水平面内における投射角度γと受像角度δが、次の
各式の垂直条件： α＋β＝π／２， ………(1) （γ＋δ）×ｃｏｓβ＝π／２， ………(2) π／２＞α，β，γ，δ＞０ ………(3) を満足する各角度に一致するか、または、これに対して
光学的な測定許容範囲内に投光器と受像カメラの方向が
設定される。ここで式(1) は鉛直面内における投光器の
投射方向と受像カメラの受像方向とを互いに直角とする
条件を示し、また式(2) は水平面内における投射角度γ
と受像角度δの和の、受像方向に対する投影角度（γ＋
δ）ｃｏｓβを直角とする条件を示し、両直角条件によ
り受像方向が光切断面ＡC に対して垂直となり、画像に
歪曲が生じない。この場合、各角度α，β，γおよびδ
には無数の組み合わせがあるが、測定枠に対する投光器
と受像カメラの取り付けを考慮して適当なものを選択す
ればよい。次に、上記によりえられた画像の踏面と側面
が受像カメラのＸＹ方向に対してズレているときは、受
像カメラを回転してＸＹ方向に一致させる。この画像を
一定の距離間隔の距離パルスによりサンプリングして静
止画像とし、これを画像処理して、光切断面ＡC におけ
る縦中心線に対する頭部の半断面積ＡCHを求める。次
に、上記によりえられたＡCHを次式： ＡRH＝ＡCH×ｃｏｓα・ｓｉｎγ ………(4) により直角断面に対する半断面積ＡRHに換算する。ここ
でｃｏｓα・ｓｉｎγは光切断面を直角断面に投影する
ときの投影係数である。以上により、両側レールの直角
断面における頭部の半断面積ＡRHがそれぞれ距離パルス
ごとに測定される。なお、上記の縦中心線のＸ座標値は
予め画像処理部に設定される。次に、両側レールのそれ
ぞれに対応し、互いに対向する２組の測定光学系の２個
の受像カメラによりえられる半断面画像は、画像合成回
路により全断面画像に合成され、上記と同様の処理によ
り両側レールの直角断面に対する頭部の全断面積ＡR が
それぞれ同時に測定される。
系の投光器と受像カメラは、検測車両の測定枠に取り付
けられて、検測車両の走行中、両側のレールに対してつ
ねに一定の間隔位置に保持される。両側のレールに対し
て各投光器より帯状の光束が各レールの頭部が光切断さ
れ、その反射光が受像カメラにより受像される。鉛直面
内における投光器の投射角度αと受像カメラの受像角度
β、水平面内における投射角度γと受像角度δが、次の
各式の垂直条件： α＋β＝π／２， ………(1) （γ＋δ）×ｃｏｓβ＝π／２， ………(2) π／２＞α，β，γ，δ＞０ ………(3) を満足する各角度に一致するか、または、これに対して
光学的な測定許容範囲内に投光器と受像カメラの方向が
設定される。ここで式(1) は鉛直面内における投光器の
投射方向と受像カメラの受像方向とを互いに直角とする
条件を示し、また式(2) は水平面内における投射角度γ
と受像角度δの和の、受像方向に対する投影角度（γ＋
δ）ｃｏｓβを直角とする条件を示し、両直角条件によ
り受像方向が光切断面ＡC に対して垂直となり、画像に
歪曲が生じない。この場合、各角度α，β，γおよびδ
には無数の組み合わせがあるが、測定枠に対する投光器
と受像カメラの取り付けを考慮して適当なものを選択す
ればよい。次に、上記によりえられた画像の踏面と側面
が受像カメラのＸＹ方向に対してズレているときは、受
像カメラを回転してＸＹ方向に一致させる。この画像を
一定の距離間隔の距離パルスによりサンプリングして静
止画像とし、これを画像処理して、光切断面ＡC におけ
る縦中心線に対する頭部の半断面積ＡCHを求める。次
に、上記によりえられたＡCHを次式： ＡRH＝ＡCH×ｃｏｓα・ｓｉｎγ ………(4) により直角断面に対する半断面積ＡRHに換算する。ここ
でｃｏｓα・ｓｉｎγは光切断面を直角断面に投影する
ときの投影係数である。以上により、両側レールの直角
断面における頭部の半断面積ＡRHがそれぞれ距離パルス
ごとに測定される。なお、上記の縦中心線のＸ座標値は
予め画像処理部に設定される。次に、両側レールのそれ
ぞれに対応し、互いに対向する２組の測定光学系の２個
の受像カメラによりえられる半断面画像は、画像合成回
路により全断面画像に合成され、上記と同様の処理によ
り両側レールの直角断面に対する頭部の全断面積ＡR が
それぞれ同時に測定される。
【０００７】
【実施例】図１はこの発明の一実施例における、(a) は
レールに対する測定光学系の配置、(b) は鉛直面内にお
ける投射角度αと受像角度β、(c) は水平面内における
投射角度γと受像角度δ、(d) は受像カメラの画像をそ
れぞれ示す。図１(a) において、測定光学系１０は投光
器２と受像カメラ３よりなり、投光器２はレール１の斜
め上方に設けられ、これより帯状の光束ＬT がレール頭
部11に投射され、踏面111 に光帯ＬTH、側面112 に光帯
ＬTSが投影され、これらの光帯により頭部が斜め方向に
光切断される。光切断面をＡC で示す。受像カメラ３は
レール１に対しやはり斜め上方で、投光器とほぼ対称的
な位置に設けられ、各光帯ＬTH，ＬTSを受像する。受像
カメラにおけるそれぞれの画像をＬRH，ＬRSとする。
(b) において、投射角度αと受像角度βとを、いずれも
同一の４５°に設定する。これにより前記した式(1) の
直角条件が満足される。(c) において、投射角度γと受
像角度δとして、例えば、７０°および５７．３°とす
ることにより、式(2) の直角条件が満足され、両直角条
件により受像カメラの方向が光切断面Ａｃに対して垂直
となる。なお、投射角度γと受像角度δは相反性がある
ので、これらを互いに入れ替えることができる。また、
先の角度は、さらに先の角度を中心として１度程度ずれ
た光学的な測定許容範囲内のものであってもよい。以上
により、光切断面ＡC における頭部11は(d) の点線で示
すように、受像カメラの画面31に歪曲せずに表示され
る。ただし、この画像のＬRHとＬRSが画面31のＸＹ方向
に対して傾斜しているときは、受像カメラを回転して実
線のようにＸＹの方向に一致させる。
レールに対する測定光学系の配置、(b) は鉛直面内にお
ける投射角度αと受像角度β、(c) は水平面内における
投射角度γと受像角度δ、(d) は受像カメラの画像をそ
れぞれ示す。図１(a) において、測定光学系１０は投光
器２と受像カメラ３よりなり、投光器２はレール１の斜
め上方に設けられ、これより帯状の光束ＬT がレール頭
部11に投射され、踏面111 に光帯ＬTH、側面112 に光帯
ＬTSが投影され、これらの光帯により頭部が斜め方向に
光切断される。光切断面をＡC で示す。受像カメラ３は
レール１に対しやはり斜め上方で、投光器とほぼ対称的
な位置に設けられ、各光帯ＬTH，ＬTSを受像する。受像
カメラにおけるそれぞれの画像をＬRH，ＬRSとする。
(b) において、投射角度αと受像角度βとを、いずれも
同一の４５°に設定する。これにより前記した式(1) の
直角条件が満足される。(c) において、投射角度γと受
像角度δとして、例えば、７０°および５７．３°とす
ることにより、式(2) の直角条件が満足され、両直角条
件により受像カメラの方向が光切断面Ａｃに対して垂直
となる。なお、投射角度γと受像角度δは相反性がある
ので、これらを互いに入れ替えることができる。また、
先の角度は、さらに先の角度を中心として１度程度ずれ
た光学的な測定許容範囲内のものであってもよい。以上
により、光切断面ＡC における頭部11は(d) の点線で示
すように、受像カメラの画面31に歪曲せずに表示され
る。ただし、この画像のＬRHとＬRSが画面31のＸＹ方向
に対して傾斜しているときは、受像カメラを回転して実
線のようにＸＹの方向に一致させる。
【０００８】図２はレール探傷車に上記の測定光学系１
０を装着した実施例を示す。レール探傷車４は２軸の駆
動車輪41を有し、ほぼ４０ｋｍ／Ｈの最高速度で走行す
る。走行による駆動車輪の回転により一定の距離間隔ご
とに距離パルスを発生する距離パルス発生器45が設けら
れている。次に、車体の床下には両側のレール１，１に
接触する４個の車輪43を有する測定枠42が設けられ、各
車輪43の接触により測定枠は両側のレールに対してつね
に一定の間隔をなす。測定枠42に対して適当な取り付け
板44を固定し、これに両側レールの内側に対する測定光
学系１０Ａ，１０Ｂを、また外側に対する測定光学系１
０Ｃ，１０Ｄをそれぞれ取り付ける。各測定光学系の投
光器２と受像カメラ３の角度方向は前記したところによ
る。なお、半断面測定の場合は内側に対する１０Ａ．１
０Ｂのみでよい。
０を装着した実施例を示す。レール探傷車４は２軸の駆
動車輪41を有し、ほぼ４０ｋｍ／Ｈの最高速度で走行す
る。走行による駆動車輪の回転により一定の距離間隔ご
とに距離パルスを発生する距離パルス発生器45が設けら
れている。次に、車体の床下には両側のレール１，１に
接触する４個の車輪43を有する測定枠42が設けられ、各
車輪43の接触により測定枠は両側のレールに対してつね
に一定の間隔をなす。測定枠42に対して適当な取り付け
板44を固定し、これに両側レールの内側に対する測定光
学系１０Ａ，１０Ｂを、また外側に対する測定光学系１
０Ｃ，１０Ｄをそれぞれ取り付ける。各測定光学系の投
光器２と受像カメラ３の角度方向は前記したところによ
る。なお、半断面測定の場合は内側に対する１０Ａ．１
０Ｂのみでよい。
【０００９】図３は図２に対する摩耗測定回路の概略構
成を示し、両図により摩耗測定方法を説明する。片側の
レール１に対する測定光学系１０Ａ，１０Ｃの投光器２
によりレール頭部は光切断され、それぞれの反射光が各
受像カメラ３により受像される。レール探傷車４の走行
に従って、各受像カメラにより受像された光切断面ＡC
におけるレール頭部の左右の半断面に対する画像信号
が、画像処理部５の画像合成回路51に入力して全断面画
像が合成され、距離パルス発生器45より供給される距離
パルスごとに静止画像が逐次に作成されて、その画像信
号がメモリ（ＭＥＭ）52に記憶される。記憶された画像
信号は画像処理回路53に取り込まれて画像処理され、さ
らに前記した投影係数ｃｏｓα・ｓｉｎγを乗じて、前
記の図５に示した直角断面における頭部11の全断面積Ａ
R が計算され、測定データは出力部54に出力される。な
お、上記の画像処理方法は公知であるから説明を省略す
る。以上は片側レールに対する摩耗測定であるが、反対
側のレールに対しても測定光学系１０Ｂ，１０Ｄと画像
処理部５により同様の摩耗測定がなされる。また、半断
面測定の場合は上記の画像合成回路51を設けず、縦中心
線Ｃに対する頭部11の内側の半断面積ＡRHが、両側レー
ルについてそれぞれ測定される。
成を示し、両図により摩耗測定方法を説明する。片側の
レール１に対する測定光学系１０Ａ，１０Ｃの投光器２
によりレール頭部は光切断され、それぞれの反射光が各
受像カメラ３により受像される。レール探傷車４の走行
に従って、各受像カメラにより受像された光切断面ＡC
におけるレール頭部の左右の半断面に対する画像信号
が、画像処理部５の画像合成回路51に入力して全断面画
像が合成され、距離パルス発生器45より供給される距離
パルスごとに静止画像が逐次に作成されて、その画像信
号がメモリ（ＭＥＭ）52に記憶される。記憶された画像
信号は画像処理回路53に取り込まれて画像処理され、さ
らに前記した投影係数ｃｏｓα・ｓｉｎγを乗じて、前
記の図５に示した直角断面における頭部11の全断面積Ａ
R が計算され、測定データは出力部54に出力される。な
お、上記の画像処理方法は公知であるから説明を省略す
る。以上は片側レールに対する摩耗測定であるが、反対
側のレールに対しても測定光学系１０Ｂ，１０Ｄと画像
処理部５により同様の摩耗測定がなされる。また、半断
面測定の場合は上記の画像合成回路51を設けず、縦中心
線Ｃに対する頭部11の内側の半断面積ＡRHが、両側レー
ルについてそれぞれ測定される。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明によるレ
ール断面積測定装置においては、測定光学系の投光器の
投射角度と受像カメラの受像角度を、垂直条件を示す式
により求めた各角度に設定し、光切断面に対して受像カ
メラの方向を垂直とすることにより受像カメラの画像を
無歪みとして断面積を正確に測定するもので、レール探
傷車などに搭載して走行中に、一定距離間隔で両側のレ
ールの直角断面における全断面積または半断面積が測定
され、従来以上に厳格なレール摩耗管理に寄与するとこ
ろには大きいものがある。
ール断面積測定装置においては、測定光学系の投光器の
投射角度と受像カメラの受像角度を、垂直条件を示す式
により求めた各角度に設定し、光切断面に対して受像カ
メラの方向を垂直とすることにより受像カメラの画像を
無歪みとして断面積を正確に測定するもので、レール探
傷車などに搭載して走行中に、一定距離間隔で両側のレ
ールの直角断面における全断面積または半断面積が測定
され、従来以上に厳格なレール摩耗管理に寄与するとこ
ろには大きいものがある。
【図１】 この発明の一実施例を示し、(a) は測定光学
系の配置、(b) は鉛直面内における投射角度αと受像角
度β、(c) は水平面内における投射角度γと受像角度
δ、(d) は受像カメラの画像をそれぞれ示す。
系の配置、(b) は鉛直面内における投射角度αと受像角
度β、(c) は水平面内における投射角度γと受像角度
δ、(d) は受像カメラの画像をそれぞれ示す。
【図２】 レール探傷車に測定光学系を装着した実施例
を示す。
を示す。
【図３】 図２に対する摩耗測定回路の概略構成と、摩
耗測定方法の説明図である。
耗測定方法の説明図である。
【図４】 (a) は摩耗してない規格上のレールの直角断
面を示し、(b) は摩耗したレールの縦中心線Ｃに対する
右側の半断面を示す。
面を示し、(b) は摩耗したレールの縦中心線Ｃに対する
右側の半断面を示す。
【図５】 レールの断面積測定における測定範囲を示
す。
す。
１…レール、11…頭部、111 …踏面、112 …側面、113
…円弧、円弧部分、２…投光器、３…受像カメラ、31…
画面、４…レール探傷車、41…駆動車輪、42…測定枠、
43…車輪、44…取り付け板、45…距離パルス発生器、５
…画像処理部、51…画像合成回路、52…メモリ（ＭＥ
Ｍ）、53…画像処理回路、54…出力部、１０，１０Ａ，
１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…測定光学系、ＬT …投射光
束、ＬR …反射光、ＡR …レールの直角断面における頭
部の全断面積、ＡRH…同半断面積、ＡC …レール頭部の
光切断面、ＡCH…同半断面積、α…鉛直面内の投射角
度、β…鉛直面内の受像角度、γ…水平面内の投射角
度、δ…水平面内の受像角度。
…円弧、円弧部分、２…投光器、３…受像カメラ、31…
画面、４…レール探傷車、41…駆動車輪、42…測定枠、
43…車輪、44…取り付け板、45…距離パルス発生器、５
…画像処理部、51…画像合成回路、52…メモリ（ＭＥ
Ｍ）、53…画像処理回路、54…出力部、１０，１０Ａ，
１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…測定光学系、ＬT …投射光
束、ＬR …反射光、ＡR …レールの直角断面における頭
部の全断面積、ＡRH…同半断面積、ＡC …レール頭部の
光切断面、ＡCH…同半断面積、α…鉛直面内の投射角
度、β…鉛直面内の受像角度、γ…水平面内の投射角
度、δ…水平面内の受像角度。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西川 博 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 加藤 俊一 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 杉山 芳隆 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 平４−86511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−156807（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−357406（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−144404（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−41306（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30
Claims (2)
- 【請求項１】 車両の床下に懸架され、両側のレールに
対して一定の位置間隔に保持される測定枠に、該両側の
レールの頭部に対して斜め上方より帯状の光束を投射し
て該頭部を光切断する投光器と、該投光器とほぼ対称側
の斜め上方で、該頭部の反射光を受像する受像カメラよ
りなる測定光学系をそれぞれ設け、鉛直面内における投
光器の投射角度と受像カメラの受像角度をそれぞれα，
β、水平面内における投射角度と受像角度をそれぞれ
γ，δとし、該受像カメラの受像方向が前記光切断され
た頭部の光切断面ＡC に垂直となる次の各式の垂直条
件： α＋β＝π／２， ………(1) （γ＋δ）×ｃｏｓβ＝π／２， ………(2) π／２＞α，β，γ，δ＞０ ………(3) を満足する各角度α，β、γおよびδの方向に一致する
か、またはこれに対して光学的な許容範囲内に前記投光
器と受像カメラを設定し、受像カメラを回転して踏面と
側面の各画像を受像面のＸおよびＹ方向に一致させ、一
致した画像を一定の距離間隔の距離パルスによりサンプ
リングして静止画像とし、該静止画像を画像処理して前
記光切断面ＡC における縦中心線に対する頭部の半断面
積ＡCHを求め、該半断面積ＡCHを次式： ＡRH＝ＡCH×ｃｏｓα・ｓｉｎγ ………(4) により換算して、前記両側レールの直角断面における摩
耗した頭部の半断面積ＡRHを、前記距離パルスごとにそ
れぞれ測定することを特徴とする、レール断面積測定装
置。 - 【請求項２】前記両側レールのそれぞれに対して、互い
に対向する２組の前記測定光学系と、各対向した２組の
測定光学系の２個の受像カメラの、前記半断面画像を全
断面画像に合成する画像合成回路とを設け、合成された
全断面画像により、両側レールの頭部の直角断面に対す
る全断面積ＡR をそれぞれ同時に測定する、請求項１記
載のレール断面積測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21333293A JP3283974B2 (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | レール断面積測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21333293A JP3283974B2 (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | レール断面積測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0749220A JPH0749220A (ja) | 1995-02-21 |
| JP3283974B2 true JP3283974B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=16637406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21333293A Expired - Lifetime JP3283974B2 (ja) | 1993-08-05 | 1993-08-05 | レール断面積測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3283974B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8610907B2 (en) | 2007-07-24 | 2013-12-17 | Samsung Electronics Co., Ltd | Image forming apparatus and method of controlling the same |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006258531A (ja) * | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Act Denshi Kk | レール断面測定方法及びそれに使用されるレール断面測定装置 |
| JP7231903B2 (ja) * | 2019-07-04 | 2023-03-02 | 東日本旅客鉄道株式会社 | レール摩耗量測定装置 |
| CN113776461A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-12-10 | 北京京东乾石科技有限公司 | 用于轨道表面检测的三维检测设备 |
-
1993
- 1993-08-05 JP JP21333293A patent/JP3283974B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8610907B2 (en) | 2007-07-24 | 2013-12-17 | Samsung Electronics Co., Ltd | Image forming apparatus and method of controlling the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0749220A (ja) | 1995-02-21 |
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