JP3615980B2

JP3615980B2 - 車輪測定装置

Info

Publication number: JP3615980B2
Application number: JP2000034945A
Authority: JP
Inventors: 俊繁永尾; 猛雄大竹
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2020-02-14
Also published as: FR2805038B1; FR2805038A1; JP2001227924A; KR20010081930A; KR100382577B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば鉄道車両の車輪を測定する車輪測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１７は、例えば特開平７−９１９１８公報に示された従来の車輪測定装置を示す構成図である。
【０００３】
図１７において、地上に設置されたレーザ光源１０から出射された細線状光線１０ａは、レール６上の車輪１のフランジ３および踏面４に照射される。地上に設置されたレーザ光源１１から照射された細線状光線１１ａは、車輪１の内側側面２に照射される。車輪１の踏面４に光が照射されている部分は、地上に設置された撮影装置１２により撮影され、車輪１の内側側面２の光が照射されている部分は、内側側面２から撮影装置１３により撮影される。
【０００４】
撮影装置１２および１３から出力される映像信号は、画像信号処理装置１５に送られる。画像信号処理装置１５は、入力された映像信号をディジタル変換し、その画像データに対して画像処理を行ない、フランジ厚さＦ、フランジ高さＨ、車輪径Ｄ、踏面勾配α、フランジ角度φ、フランジ先端寸法Ｓなどの寸法を算出する。
【０００５】
なお、レーザ光源１０、レーザ光源１１から照射される２本の細線状の光線１０ａ、１１ａは、車輪１の中心と踏面４を結ぶ直線上に一致しており、光電スイッチ１４により車輪１が検出されたタイミングに従い撮影装置１２、１３により映像入力が行なわれる。
【０００６】
図１８は、図１７で測定される車輪１の踏面４および内側側面２の輪郭を示したものである。車輪１の形状は、フランジ厚さＦ、フランジ高さＨ、車輪径Ｄ、踏面勾配α、フランジ角度φ、フランジ先端寸法Ｓによって表わされる。
【０００７】
図１８において、点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、点Ｕおよび点Ｖは測定基準位置であり、点Ｐはフランジ３の先端、点Ｒは内側側面２から車輪厚さ方向に所定寸法Ｂだけ離れた踏面４上の点、点Ｑは点Ｒから車輪径方向に所定寸法Ｋだけ離れたフランジ内側曲面上の点である。点Ｕは、車輪１が摩耗した場合に生じるフランジ内側の角であり、摩耗の少ない車輪では存在しない。点Ｖは、内側側面２に設けられた基準溝５の寸法基準となる壁の先端である。
【０００８】
そして、車輪径Ｄは点Ｒを通る車輪１の直径であり、フランジ厚さＦは点Ｂから内側側面２までの車輪厚さ方向の距離であり、フランジ高さＨは点Ｐから点Ｒまでの車輪径方向の距離である。また、踏面勾配αは点Ｒにおける踏面の勾配であり、フランジ角度φは点Ｑから点Ｕの間の直線に近い部分の勾配と内側側面２とのなす角度であり、フランジ先端寸法Ｓは点Ｐと点Ｓの間の車輪径方向の距離である。
【０００９】
撮影装置１２は図１８の範囲１６に、撮影装置１３は図１８の範囲１７に、それぞれ対応したレーザ光の反射像を含む映像を撮影する。撮影された映像は、画像信号処理装置１５によって画像データに変換した後、画像処理を行なってレーザ光像の形状から車輪各部の寸法を求める。
【００１０】
フランジ厚さＦ、フランジ高さＨ、踏面勾配α、フランジ角度φおよびフランジ先端寸法Ｓは、いずれも撮影装置１２により得られた図１８の範囲１６に対応する画像上で算出される。車輪径Ｄは次のようにして算出される。すなわち、撮影装置１３により得られた図１８の範囲１７に対応する画像上で、車輪１の内側側面２に彫り込まれた基準溝５の点Ｖからフランジ３先端Ｐまでの寸法Ｃを求め、既に得られているフランジ高さＨを減じた後、基準溝５の直径が既知であるとして車輪径Ｄを求めている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の車輪測定装置は以上のような構成と寸法の算出処理を行なっているので、レーザ光の像が図１８に示す断面形状の通りの明瞭な映像であればよいが、実際の車輪を撮影した画像においては、以下に示すような画像上の問題が発生するため、正しい寸法が算出できない場合があり、それに関する解決策は示されていない。
【００１２】
まず第１に、実際の車輪１では、レールとの接触によって、図１８に示す踏面４からフランジ内側Ｕ点付近までの範囲が研磨され鏡面に近い状態となり、光学的には乱反射より正反射に近い状態になっている。このような車輪１が対象でしかも周囲が明るい場合、撮影装置１２で撮影される車輪踏面画像は、図１９に示すような画像となる。図１９において、踏面１９およびフランジ内側部分２０のレーザ光反射映像は乱反射光であるため前記理由により光量が少なくなり、鏡面でないフランジ先端付近２１では光量が多くなりアンバランスとなる。また、周囲の明るい光が車輪１で正反射されて図１８に示すような外乱光の像が表われ、レーザ光との区別が困難となるため、対策を講じない限り外乱光１８の一部を誤って車輪断面形状と見なしてしまい、一部または全部の寸法計測が不能となったり大きな誤差が生じたりする。
【００１３】
第２に、実際の車輪１を撮影装置１３で撮影した画像は図２０に示すようになり、フランジ先端部２２の像は、汚れの付着に起因する反射率のむらがある場合に、図１８の先端点Ｐまでくっきりと見えないことがあり、この場合、図１８の寸法Ｃが実際より短く算出されてしまう。
【００１４】
第３に、光電スイッチ１４の検出タイミングの誤差により、車輪１の撮影位置ずれが発生すると、図１８の先端点Ｐが撮影装置１３から見えなくなる場合がある。この場合、図１８の寸法Ｃが実際より短く算出されてしまう。
【００１５】
第４に、基準溝５の寸法基準側（図１８のＶ点）の角の形状は、鋭利な直角ばかりでなく、車輪１の種類によってはわずかに面取りがなされている場合がある。面取りされた車輪１を撮影すると、図２０に符号２３で示すように、角が少し落ち込んだ形状となる。この場合、光像の落込みにかかわらず先端まで検出しなければ、基準側壁の位置を正しくとらえられない。
【００１６】
また汚れの激しい車輪１では、基準溝５の寸法基準側（図１８のＶ点）の角自体が直角であっても、汚れの付着によってそれだけ内側にせり出してしまう場合がある。このとき、図２０に符号２３で示すように、角が少し落ち込んだ形状として撮影されるが、光像の先端まで検出してしまうと、図１８の寸法Ｃが付着物の分だけ実際より長く算出されてしまう。このように、基準溝５の角の検出は、車輪１の種類や汚れの有無に応じて、それぞれ異なる方法でなされなければならない。
【００１７】
この発明は上述したような問題点を解消するためになされたもので、車輪の摩耗による影響を受けずに車輪の寸法の測定が行える車輪測定装置を提供することを目的とするものである。
本発明の他の目的は、撮影画像の画質に問題がある場合に、その影響を排除し車輪各部の寸法を正確に測定できる車輪測定装置を提供することである。
【００１８】
本発明の更に他の目的は、撮影画像への外乱光の写り込みを抑え、車輪各部の寸法を正確に測定できる車輪測定装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車軸に装着された左右一対の車輪のうち一方の車輪に対し、該車輪の前方または後方に配置され、該車輪の踏面とフランジとを含む範囲に細線状の光線を照射する光源と、上記光線により照射された上記範囲の像を撮影する撮影手段と、上記撮影手段の出力に基づいて演算を行なう演算手段と、を備え、上記演算手段において、上記撮影手段から得られた上記車輪の画像に対し、撮影時の位置関係と上記車輪の標準寸法を用いて踏面中央の探索点を定め、上記探索点を含む車軸方向（ｘ方向）に踏面全体の幅より狭い幅で、垂直な方向（ｙ方向）に充分長い幅の矩形領域をとり、上記矩形領域内で各ｙ位置ごとにｘ方向の領域幅内の輝度値を加算した値（ヒストグラム）を求め、上記ヒストグラムの値が最大となるｙ位置を踏面の寸法基準位置として上記車輪の少なくとも踏面に関する寸法を算出し、上記フランジをパターンマッチング法で探索するか又は像全体でｙ方向の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して最初に見出されたところをフランジ先端としてフランジ先端のｙ方向の座標を求め、上記フランジ先端から所定の距離だけｙ方向の車輪中心側に移動した点から車輪内面側に直線を引いたフランジの像との交点を求め、摩擦しない部分である上記交点を基準点として上記矩形領域を定めることを特徴とする車輪測定装置にある。
【００２０】
また、車軸に装着された左右一対の車輪のうち一方の車輪に対し、該車輪の前方または後方に配置され、該車輪の踏面とフランジとを含む範囲に細線状の光線を照射する光源と、上記光線により照射された上記範囲の像を撮影する撮影手段と、上記撮影手段の出力に基づいて演算を行なう演算手段と、を備え、上記演算手段において、上記撮影手段から得られた上記車輪の画像に対し、撮影時の位置関係と上記車輪の標準寸法とを用いて踏面中央の探索点を定め、上記探索点を含む車軸方向（ｘ方向）に踏面全体の幅より狭い幅で、垂直な方向（ｙ方向）に充分長い幅の矩形領域をとり、上記矩形領域内で各ｙ位置ごとにｘ方向の領域幅内の輝度値を加算した値（ヒストグラム）を求め、上記ヒストグラムの値が極大となるｙ位置のうち、該極大値をその半値幅で除した値が最大となるｙ位置を踏面の寸法基準位置として上記車輪の少なくとも踏面に関する寸法を算出し、上記フランジをパターンマッチング法で探索するか又は像全体でｙ方向の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して最初に見出されたところをフランジ先端としてフランジ先端のｙ方向の座標を求め、上記フランジ先端から所定の距離だけｙ方向の車輪中心側に移動した点から車輪内面側に直線を引いたフランジの像との交点を求め、摩擦しない部分である上記交点を基準点として上記矩形領域を定めることを特徴とする車輪測定装置にある。
【００２１】
また、車軸に装着された左右一対の車輪のうち一方の車輪に対し、該車輪の前方または後方に配置され、該車輪の踏面とフランジとを含む範囲に細線状の光を照射する光源と、上記光線により照射された上記範囲の像を撮影する撮影手段と、上記撮影手段の出力に基づいて演算を行なう演算手段と、を備え、上記演算手段において、上記撮影手段から得られた上記車輪の画像に対し、撮影時の位置関係と上記車輪の標準寸法を用いて踏面中央の探索点を定め、上記探索点を含む車軸方向（ｘ方向）に踏面全体の幅より狭い幅で、垂直な方向（ｙ方向）に充分長い幅の第１の矩形領域をとり、上記第１の矩形領域内で各ｙ位置ごとにｘ方向の領域幅内の輝度値を加算した値（ヒストグラム）を求め、上記ヒストグラムの値が最大となるｙ位置を求めた後、上記ｙ位置を含みｙ方向およびｘ方向共に狭い幅の第２の矩形領域を新たに定め、上記第２の矩形領域において所定のレベルで２値化を行なって得られた２値化画像に対して、上記第２の矩形領域内でのｙ方向平均位置を算出し、上記算出されたｙ位置を踏面の寸法基準位置として上記車輪の少なくとも踏面に関する寸法を算出し、上記フランジをパターンマッチング法で探索するか又は像全体でｙ方向の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して最初に見出されたところをフランジ先端としてフランジ先端のｙ方向の座標を求め、上記フランジ先端から所定の距離だけｙ方向の車輪中心側に移動した点から車輪内面側に直線を引いたフランジの像との交点を求め、摩擦しない部分である上記交点を基準点として上記第１の矩形領域を定めることを特徴とする車輪測定装置にある。
【００２２】
また、車軸に装着された左右一対の車輪のうち一方の車輪に対し、該車輪の前方または後方に配置され、該車輪の踏面とフランジとを含む範囲に細線状の光線を照射する光源と、上記光線により照射された上記範囲の像を撮影する撮影手段と、上記撮影手段の出力に基づいて演算を行なう演算手段と、を備え、上記演算手段において、上記撮影手段から得られた上記車輪の画像に対し、上記画像の少なくともフランジのレール側面と接触するフランジ内面を含む範囲を第１の対象領域として、上記フランジ内面の少なくとも一部が検出できる第１の２値化レベルで２値化処理を行ない、得られた２値化画像において上記フランジ内面部分の検出できなかった部分を直線または曲線で補間して連続した輪郭線を得た後、上記輪郭線から所定距離内の範囲を第２の対象領域として、上記撮影手段から得られた元の踏面画像の上記第２の対象領域内に対して、上記第１の２値化レベルより低い第２の２値化レベルで２値化処理を行なって上記フランジ内面の輪郭線を再度求めることにより上記車輪の寸法を算出し、上記フランジをパターンマッチング法で探索するか又は像全体で垂直な方向（ｙ方向）の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して最初に見出されたところをフランジ先端としてフランジ先端のｙ方向の座標を求め、上記フランジ先端から所定の距離だけｙ方向の車輪中心側に移動した点から車輪内面側に直線を引いたフランジの像との交点を求め、摩擦しない部分である上記交点を基準点として上記第１の対象領域を定めることを特徴とする車輪測定装置にある。
【００２３】
また、車軸に装着された左右一対の車輪のうち一方の車輪に対し、該車輪の前方または後方に配置され、該車輪の踏面とフランジとを含む範囲に細線状の光線を照射する光源と、上記光線により照射された上記範囲の像を撮影する撮影手段と、上記撮影手段の出力に基づいて演算を行なう演算手段と、を備え、上記演算手段において、上記撮影手段から得られた上記車輪の画像のフランジ先端周辺部の像に対し、上記フランジをパターンマッチング法で探索するか又は像全体で垂直な方向（ｙ方向）の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して最初に見出されたところをフランジ先端としてフランジ先端のｙ方向の座標を求めることによりフランジの位置を特定し、上記フランジ先端から所定の距離だけｙ方向の車輪中心側に移動した点から車輪内面側に直線を引いたフランジの像との交点を求め、摩擦しない部分である上記交点を基準点としてフランジのレール側面と接触するフランジ内面を含む範囲を定め、上記範囲を対象領域として、所定の２値化レベルで２値化処理を行なって上記フランジ内面の輪郭線を求めることにより上記車輪の寸法を算出することを特徴とする車輪測定装置にある。
【００２４】
本発明のさらに他の態様においては、上記光源と上記撮影手段の設置された位置から、上記車輪に対して上記光源と上記撮影手段のある側の少なくとも上記踏面に反射されて上記撮影手段に写る範囲の先までに対して、車輪の通過する線路の少なくとも片側の横に上記車輪の中心軸より上の高さまで遮光板を設置したことを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の更にまた他の態様においては、上記光源と上記撮影手段の設置された位置から、上記車輪に対して上記光源と上記撮影手段とのある側の少なくとも上記踏面に反射されて上記撮影手段に写る範囲の先までに対して、車輪の通過する線路上および線路横の物体を反射率の低い物質で構成するか、或いはその物体の線路側の表面を反射率の低い物質で被覆したことを特徴とするものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面により本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車輪測定装置の各構成要素の配置を概略的に示している。図１において、車輪１、車輪内面２、フランジ３、踏面４、基準溝５、レール６、細線状レーザ光源１０、１１、撮影装置１２、１３、光電スイッチ１４および画像信号処理装置１５は、上述した従来例と同じものである。但し、レーザ光源１１により照射されて撮影装置１３により撮影される車輪内面２の位置は、レール６と車輪１の接触点の真横になっている。なお、この実施の形態１では、説明を簡単にするため、レール６が水平に設置されたものとして説明する。
【００２８】
画像信号処理装置１５は、図２に示すように構成されており、撮影装置１２のカメラ２６および撮影装置１３のカメラ２７からの映像信号をそれぞれ入力して、Ａ／Ｄ変換器１５ａおよび１５ｂでディジタル画像データに変換し、演算手段としてのＣＰＵ１５ｃに読み込んでメモリ１５ｄに格納しておき、必要に応じて取り出して、ＣＰＵ１５ｃで画像処理演算を行なう。
【００２９】
画像および処理結果は、ディスプレイインターフェイス１５ｅを介してディスプレイ２４に表示される。ＣＰＵ１５ｃは入出力インターフェイス１５ｆを介して外部装置２５に接続され、データの授受を行なう。
【００３０】
図３は、レーザ光源１１、撮影装置１３と車輪１との位置関係を示すために車輪１の進行方向から見た断面図である。図３に示すように、レーザ光源１１は車輪１のフランジ３より下方に設置され、直線３２ａと３２ｂの範囲内に細線状のレーザ光を出射し、車輪１のフランジ３から基準溝５を含む範囲を照射する。
【００３１】
撮影装置１３は、図１に示すように、レーザ光源１１に対して上方から見た角度θ2だけ斜め横に設置されている。また、図３の断面図に示すように、撮影装置１３の内部はカメラ２７と受光レンズ２８とから構成され、受光レンズ２８の光学的中心２９が、フランジ３の先端Ｐ点を通る水平面３０を通る位置に配置され、光軸中心線３１はフランジ先端３と基準溝５の中間に向けて設置されている。
【００３２】
受光レンズ２８の光学的中心２９をフランジ先端３の高さに一致させることにより、フランジ先端３が過不足無く見える位置から撮影できる。
【００３３】
また、通過する車輪１は常にレール６と踏面４とが接触しているため、フランジ先端３の高さ方向の位置は通過速度や撮影タイミング差に影響されることなくほぼ安定している。車輪１のフランジ高さＨの違いによって、車輪１ごとにフランジ３の先端Ｐ点が少々上下するが、一般にフランジ高さＨの差は数ｍｍ程度に管理されているため、影響はほとんどない。
【００３４】
撮影装置１３により撮影される視野範囲は、光軸中心線３１を中心に左右均等な範囲３１ａに広がっているため、光軸中心線３１をフランジ先端３と基準溝５との中間に向けて設置すると、撮影対象であるフランジ３と基準溝５ともに視野範囲に入れつつ、最大限に拡大して撮影できるので、画像処理の分解能を上げることができる。
【００３５】
以上、レール６が水平に設置されたものとして説明したが、レール６が水平でない場合、上記説明の「水平面」や「高さ」の基準をレール上面に置き換えて考えればよい。
【００３６】
実施の形態２．
図４は、図１において撮影装置１２から画像信号処理装置１５に入力された画像である。図４において、３２は光源１０のレーザ光１０ａが車輪１で乱反射した像であり、３３はその像のうち踏面４部分である。３４は車輪１の周囲の物体や背景などから発せられた光（以下、外乱光と称する）が車輪踏面４で主に正反射した像である。
【００３７】
フランジ高さＨ、車輪直径Ｄなどの寸法を測定するためには、図１８に示す踏面４中央の点Ｒのｙ方向位置を正確に求める必要があるが、図４の画像では、踏面像３３が外乱光３４に埋もれてしまっている。
【００３８】
そこで本実施の形態２は、図２の演算手段としてのＣＰＵ１５ｃにおいて、外乱光３４に埋もれた踏面像３３の位置を正確に求める方法を提示する。
【００３９】
図４において、踏面像３３が必ず含まれるようなｙ方向に長い矩形領域を探索領域３５として設定する。この探索領域３５のｘ方向（車軸方向）の位置は、別途、車軸方向測定手段、例えば図１におけるレーザ光源１１と撮影装置１３により決定された結果を用いて決める。
【００４０】
この探索領域３５内で、各ｙ位置においてｘ方向に画像の輝度値を加算した値（ヒストグラム）を計算し、ｙの関数として表わすと、図４の右端のような分布が得られる。図４において、３６は外乱光３４に対応し、３７は踏面像３３に対応している。そこで、輝度ヒストグラムが最大となる３７をとれば、踏面像のｙ位置を確定することができる。
【００４１】
実施の形態３．
図５は、設置条件等により外乱光の大きさと位置が異なる場合を示したもので、踏面像３３の近傍にかなり強く現われたものを示す。前記実施の形態２と同様、この領域内で輝度ヒストグラムとると、図５に符号３８で示すような分布となり、外乱光３４が明るいために、ヒストグラムの最大値は、踏面像３３のところではなく外乱光３４の方に現われる。本実施の形態３は、ＣＰＵ１５ｃにおいて次の処理を行うことにより、このような現象を改善するものである。
【００４２】
ヒストグラムは、外乱光３４と踏面像３３に対応する箇所にそれぞれ極大を示すので、それぞれの極大値ｗと半値幅ｈを求め、それらの比ｈ／ｗの値を算出する。レーザ光による踏面像３３は細線状のためｈ／ｗの値が大きく、外乱光３４は広がっているためｈ／ｗの値は小さい。そこで現われた極大のうち、ｈ／ｗの最大のものをとれば踏面像３３のｙ位置を確定することができる。勿論、この方法は図４の実施の形態２の場合にも適用可能である。
【００４３】
実施の形態４．
図６は、異なるパターンの外乱を示したもので、踏面像３３にほぼ重なっているが、探索領域３５のｘ方向中央以外の部分では重ならずに近接してかなり強い外乱光３９がある場合である。
【００４４】
このヒストグラムは、図６の右端に示すような分布となり、明るい外乱光３９が強くしかも近接しているために、極大を１つだけ生じその中心は明るい外乱光３９の中心４１と踏面像３３の中心４３の間となってしまい、そのまま踏面像の位置とすると誤差が大きい。
【００４５】
そこで、本実施の形態４では、ＣＰＵ１５ｃにおいて次の処理を行う。すなわち、得られた極大位置を中心として、ｘ方向の幅を半分程度に狭めｙ方向幅をこの極大位置を含む程度に絞った、図６の符号４２で示すような矩形領域からなる第２の探索領域を定め、この探索領域４２内の画像に対して含まれる外乱光３９と踏面像３３との中間レベルで２値化する。その結果、第２の探索領域４２内には強い外乱光が含まれないため、２値化された踏面像３３だけが現われる。この踏面像３３のｙ方向の位置を全画素の平均等の方法により計算すれば、踏面像３３のｙ位置を確定することができる。この方法は、図４および図５に示した実施の形態２および３の場合にも適用可能である。
【００４６】
実施の形態５．
上記実施の形態２〜４では、探索領域３５を設定するとき、ｘ方向（車軸方向）の位置を別途車軸方向測定手段により求めるものとしたが、フランジ高さＨ等の踏面寸法だけ測定する目的の装置では、踏面撮影用のレーザ光源１０と撮影装置１２による撮影画像だけから寸法算出しなければならない。
【００４７】
そこで、本実施の形態５は、１つの画像から探索領域３５を決定する方法を提供するもので、ＣＰＵ１５ｃにおいて、次の処理を行う。
【００４８】
図７は、上記実施の形態２〜４と同様、撮影装置１２から画像信号処理装置１５に入力された画像を表している。まず、この画像上でフランジ先端３のｙ座標を求める。具体的には、踏面像３３のうち矩形状の枠４４で囲まれた形状すなわちフランジ部分をパターンマッチング法で探索した後、先端３のｙ座標を求めるか、または画像全体でｙ軸の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して、最初に見出されたところを先端３とするなどの方法による。
【００４９】
次に、先端３から所定の距離ａだけ車輪中心方向（ｙ）に移動した点から車輪内面側に直線を引き、フランジ像３２との交点を求める。この交点のｘ座標と先に求めたフランジ先端３のｙ座標を持つ点４５をこの車輪１の基準点とし、ここから所定のｘｙ寸法だけ離れた点を基準として探索領域３５を定める。なお、交点４５は通常は摩耗しない部分から決定しているので、摩耗によって変動することがない。
【００５０】
実施の形態６．
本実施の形態６は、図１において撮影装置１２から画像信号処理装置１５に入力された画像において、外乱光がある場合にフランジ厚さＦを測定するためのフランジ内面の輪郭線を求める方法を提供するもので、このため、ＣＰＵ１５ｃにおいて次に述べるような処理を行う。
【００５１】
図８は、上記実施の形態２〜５と同様、撮影装置１２から画像信号処理装置１５に入力された画像を表している。図８において、５０は外乱光、領域４７はフランジ内面を含む矩形状の探索領域である。４９はレーザ光の踏面像３３のうち、フランジ内面の反射率が低いために受光量が小さく暗くなっている部分である。
【００５２】
探索領域４７は、フランジ内面部以外の外乱光をできるだけ含まないようにするため、正確に決定する必要がある。このため、上記実施の形態５と同様に、明るいフランジ部分から基準点４５を求め、ここから所定のｘｙ寸法だけ離れた点を基準として探索領域４７を定める。
【００５３】
この探索領域４７内にある外乱光５０の輝度は、暗い踏面像４９より大きいため、領域全体で一律に２値化処理すると両者を区別することが困難である。そこで、まず外乱光５０の輝度より高い２値化レベルで探索領域４７内を２値化し、図９左上のように、外乱光のない２値化画像を得る。このとき、踏面像の暗い部分は図９に符号５１で示すように消えてしまう。
【００５４】
次に、残った像から消えた部分を直線で補間することにより、図９右上の輪郭線５２を得る。補間された部分は真のフランジ形状に一致していないので、このまま寸法測定に使用すると誤差が生じる。そこで、２値化された輪郭線５２から両側に所定の距離だけ離れた範囲５３をとり、この領域を原画像に当てはめる（図９右下）。
【００５５】
この領域には外乱光が含まれないので、暗い部分４９より低い２値化レベルで２値化を行なうと、図９右下のようにフランジ内面の輪郭全体が連続した曲線として抽出される。
【００５６】
参考例１．
本参考例１は、車輪内面の基準溝の角の形状に差がある場合に、その影響を受けずに位置を検出する方法を提供するもので、ＣＰＵ１５ｃにおいて、次に述べるような処理を行う。
【００５７】
図１０は、図１において撮影装置１３から画像信号処理装置１５に入力された画像のうち、車輪内面２の基準溝（図１８の５）付近を拡大したものであり、５４は車輪内面２の平坦部分の像、５は基準溝部分である。
【００５８】
基準溝５の角５５の部分の形状は、車輪の種類あるいは車輪個々の個体差によって角が直角のものと面取りされたものがある。角が直角のものは車輪内面から基準溝の直前まで直線となった画像として撮影されるが、角が面取りされた基準溝の場合には、図１０に示すように、わずかに落込んだ形状の画像として撮影される。
【００５９】
車輪直径Ｄを算出するのに必要な図１８のＣ寸法を測定するためには、基準溝５の基準側端（点Ｖ）の位置を正確に決めることが重要であり、図１０の撮影画像において角５５の形状にかかわらず、角５５の先端（Ｐ1で示す点）を検出する必要がある。
【００６０】
そこで、本参考例１では、以下の方法により常に角５５の先端を検出できるようにする。
【００６１】
図１０において、車輪内面の像５４の上にｙ座標の間隔がΔｙである３点（Ｐ0、Ｐ1、Ｐ2）をとり、Ｐ0とＰ1間のｘ座標の差ｘ1、Ｐ1とＰ2間のｘ座標の差ｘ2をそれぞれ求める。ｙ座標の間隔Δｙの大きさは、面取りのｙ方向の大きさ程度が適当である。
【００６２】
このような３点（Ｐ0、Ｐ1、Ｐ2）を、まず基準溝５より車輪中心側（図１０では上側）例えば５６ａに示す位置にとり、３点のｙ座標を１画素ずつ車輪外周方向（図１０では下方向）へ変えながら移動させたとき、定数ａ、ｂに対して最初にｘ1＜ａかつｘ2＞ｂとなったときの点Ｐ1の位置を基準溝５の基準側端と判断する。この位置を５６ｂに示す。
【００６３】
ａは画像上での基準溝５の深さ（ｘ方向）より少し小さい値、ｂは画像上での面取り部分のｘ方向寸法より少し大きい値とするとよい。このようにして検出されたＰ1の位置は、角５５の落込み有無にかかわらず必ず基準側端になる。
【００６４】
参考例２．
本参考例２は、車輪の基準溝の角が直角であって溝に異物が付着した場合に、その影響を受けずに位置を検出する方法を提供するもので、このためＣＰＵ１５ｃにおいて次の処理を行う。
【００６５】
基準溝の角自体が直角でも走行中に汚れやゴミなどの異物が付着すると、撮影画像は図１１のようになる。像の形状は図１０と類似しているが、この場合は点Ｐ2で示す部分が車輪自体の角にあたり、落込んだように見える５７の部分は付着した異物による反射による像である。
【００６６】
そこで、本参考例２では、異物の付着の有無によらず、基準溝５の基準側端（Ｐ2で示す点）を検出する。
【００６７】
図１１において、まず前記参考例１による方法で基準溝５の端点Ｐ1の位置を検出し、次に点Ｐ1を端として車輪外周側にｙ座標の間隔がΔｙである２点（Ｐ1、Ｐ2）をとり、Ｐ1とＰ2間のｘ座標の差を求める。ｙ座標の間隔Δｙの大きさは、前記参考例１の場合と同様、面取りのｙ方向の大きさ程度が適当である。
【００６８】
図示例の場合、付着物による落込みのために点Ｐ1、Ｐ2間のｘ座標の差は０ではない。このような２組の点を車輪外周方向（図１１では下方向）へ１画素ずつ移動させ、２点間のｘ座標の差が最初に０となったときの後ろ側の点を基準溝５の基準側端と判断する。図１１では点Ｐ2の位置に相当する。
【００６９】
このようにして検出された基準側端の位置は、付着物による落込みの有無にかかわらず必ず基準側端になる。この方法は基準溝５の角に面取りがなく、付着物が多い場合に有効である。
【００７０】
参考例３．
図１２は、図１において撮影装置１３から画像信号処理装置１５に入力された画像のうち、車輪内面からフランジ先端に至る部分を拡大したものである。図１２において、５８は基準溝５（図１参照）から続く車輪内面の平坦部分、６０はフランジ先端３（図１参照）付近であり、先端付近の像は輝度が小さくなっており見えにくい。
【００７１】
そこで、本参考例３は、入力された画像のフランジ先端の見えにくい部分を使用しないで、フランジ先端までの距離を正確に求める方法を提供するもので、ＣＰＵ１５ｃにおいて次の処理を行う。
【００７２】
すなわち、入力画像において、車輪内面の平坦部分５８に平行で所定の距離ｘ0だけ離れた直線５９をフランジ先端の曲っている側にとり、この直線とフランジ先端像との交点Ｐ3を求め、その点より先端方向に所定の距離ｙ0だけ先の位置をフランジ先端と決定する。距離ｘ0の値は、交点Ｐ3が全ての車輪画像に対して明瞭に撮影される範囲になるように定め、加算する値ｙ0は実際の車輪による測定値と比較して定める。
【００７３】
本参考例３では、フランジ先端の見えにくい部分を使用しないため、先端の撮影状態の影響を受けることがない。
【００７４】
参考例４．
図１３は、図１２と同様に、先端が見えにくい場合の画像である。図１３において、６１は輝度が高く常に安定している部分、６２は輝度が低くしかも車輪ごとに差のある部分である。６１、６２とも連続して先端の曲線部を構成しているため、曲線部分６１の形状から外挿して曲線６２を決定することができる。
【００７５】
本参考例４では、このための実用的な１方法として、ＣＰＵ１５ｃにおいて次の処理を行う。すなわち、曲線６１を２次曲線で近似してパラメータを定め、曲線６２側へ延長する。このようにして得られた延長曲線の先端ｙ座標（６３の位置）を求めることは容易である。
【００７６】
本参考例４も、フランジ先端の見えにくい部分を使用しないため、先端の撮影状態の影響を受けることがない。
【００７７】
実施の形態７．
本実施の形態７は、車輪踏面を撮影した映像に外乱光が写るのを低減する方法を提供する。図１４は、図１または図２における車輪踏面の撮影系を線路側面から見たものである。図１４において、撮影装置１２はレーザ光源１０により照射され車輪踏面４で乱反射された光を受光すると同時に、前方路面からの光が車輪踏面４で正反射されたものも受光する。後者のうち画像上で前者の像と重複または近付いて写るものは、レーザ光源１０の照射光１０ａを中心にして、撮影装置１２の受光軸と対称な角度の方向になる。従って、この角度の方向の路面の反射を抑えることによって、撮影画像への混入を低減することができる。
【００７８】
図１４に示す直線６４は、路面上からの光が車輪踏面４で正反射されて撮影装置１２へ入る限界に少し余裕をみたもので、撮影時の車輪中心からの距離はＬである。
【００７９】
本実施の形態７では、図１５に示すように、この距離Ｌの範囲への光の照射を防ぐため、線路両側横に平行に遮光板６５を設置する。遮光板６５の高さは、測定する車両の形状と太陽光の照射する条件等を考慮し、車両の通過時に直射日光や間接光の明るい光が路面に照射しないような高さにする。なお、図１５において、６６は光源１０および撮影装置１２等の収納されたブロックを示している。
【００８０】
実施の形態８．
路面など前方からの反射光を低減する方法として、反射光を発生する路面上の物体の表面反射率を低く抑えることが有効である。
【００８１】
図１６に符号６７で示す範囲は、車輪１の踏面で正反射されて撮影装置に入る範囲を示す。そこで、本実施の形態８では、この範囲内の全ての物体の表面反射率を低くする。すなわち、車輪踏面に反射してカメラに写る範囲の線路および周辺の物体（建造物）を反射率の低いもので構成するか、或いはその物体の線路側の表面を反射率の低い物質で被覆をする。具体的には、バラストやコンクリート自体に黒色のものを使用したり、あるいは黒色の塗料で塗装する等の方法でもよい。
【００８２】
これに加え、図１５に示すように、線路横に遮光板６５を設置しその内面を黒色塗装する方法を併用すれば、効果が更に大きくなる。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、車輪内面側のレーザ光を照射され撮影される位置を車輪とレールの接点の真横とし、カメラの受光レンズの光学的中心をフランジ先端の水平高さに設置し、光軸中心線をフランジ先端と内面基準溝の間に向けて設置することにより、車輪が通過して撮影するときの速度の違いなどの影響を受けることなく、常にフランジ先端が過不足なく見えるように撮影されるので、フランジ先端までの寸法測定誤差が低減され、またフランジ先端と内面基準溝を充分な拡大率でカメラの視野範囲に収めることができるので、測定分解能が高くなる効果がある。
【００８４】
また、車輪踏面を撮影した画像上で踏面中央概略位置を含む矩形領域をとり、車軸に平行な方向の輝度の加算値を求め、それと直角方向にこの加算値の分布を調べて最大となる位置を踏面の寸法基準位置とすることにより、照射光以外に広く分布した外乱光による影響を排除し、測定に必要な踏面中央位置を決定できる効果がある。
【００８５】
また、車輪踏面を撮影した画像上で踏面中央概略位置を含む矩形領域をとり、車軸に平行な方向の輝度の加算値を求め、それと直角方向にこの加算値の分布が極大となる位置のうち、極大値をその半値幅で割った値が最大となる位置を踏面の寸法基準位置とすることにより、照射光以外の横付近に比較的強く入る外乱光による影響を排除し、測定に必要な踏面中央位置を決定できる効果がある。
【００８６】
また、車輪踏面を撮影した画像上で踏面中央概略位置を含む矩形領域をとり、車軸に平行な方向の輝度の加算値を求め、それと直角方向にこの加算値の分布を調べて最大となる位置を求め、その位置を含むさらに狭い矩形領域をとって、２値化を行なった後、領域内での車軸平行方向の平均位置を求めて踏面の寸法基準位置とすることにより、求める照射光の近傍に局部的に強く現われた外乱光による影響を排除し、測定に必要な踏面中央位置を決定できる効果がある。
【００８７】
また、車輪踏面を撮影した画像上で、フランジ先端と内面側にかけての像から位置を定め、この位置と車輪の標準寸法とから踏面中央の探索領域を決定することにより、踏面撮影用のレーザ光源と撮影装置による撮影画像だけから踏面関係の寸法を算出できる効果がある。
【００８８】
また、車輪踏面とフランジを撮影した画像上で、まず大きいレベルで２値化してフランジ内面の輪郭線を求め、得られた輪郭線から所定の距離内を対象範囲として、小さいレベルで２値化を行なってフランジ内面の輪郭線を決定することにより、フランジ内面の照射光の像が暗い場合でも、周辺の外乱光の影響を受けずにフランジ内面の形状を正確に検出できる効果がある。
【００８９】
また、車輪踏面とフランジを撮影した画像上で、フランジ先端と内面側にかけての像からフランジの位置を定め、この位置と車輪の標準寸法からフランジ内面の輪郭線を求める領域を決定することにより、フランジ内面の像が暗い場合でも、その周辺の外乱光の影響を受けずに探索領域を決定できる効果がある。
【００９０】
また、車輪内面を撮影した画像上で、内面に平行な方向に少し離れた３点をとり、中央の点と前後の点との内面に直角方向の位置差を調べ、一方の差が０または充分小さく、他方の差が所定値以上となるときの中央の点の位置を求めることにより、基準溝の基準となる角の面取りの有無によらず、基準溝の寸法基準端を正しく検出できる効果がある。
【００９１】
また、車輪内面を撮影した画像上で、請求項８の方法により特定された位置を起点として、差の小さかった点の方向に順次移動して、２つの点のｘ座標の差が０となるところを求めることにより、基準溝の内側にある付着物の反射による直線でない部分を除き、基準溝の寸法基準端を正しく検出できる効果がある。
【００９２】
また、車輪内面およびフランジ先端部を撮影した画像上で、光の像の内面に相当する部分に平行で所定の距離だけ離れた直線とフランジ先端部の像との交点を求め、そこから一定の距離だけ先をフランジ先端とすることにより、フランジ先端付近の像の写り具合の違いの影響を受けずに先端位置を決めることができ、フランジ先端までの寸法を正確に測定できる効果がある。
【００９３】
また、車輪内面およびフランジ先端部を撮影した画像上で、フランジ先端部のやや手前の光の像の曲線をその形状に従って延長してフランジ先端の位置を推定することにより、フランジ先端付近の像の写り具合の違いの影響を受けずに先端位置を決めることができ、フランジ先端までの寸法を正確に測定できる効果がある。
【００９４】
また、車輪踏面に反射してカメラに写る範囲の線路の横に遮光板を設置することにより、路面に明るい光が照射されるのを防ぎ、明るい路面が車輪踏面に反射して撮影画像に混入するのを防止できる効果がある。
【００９５】
また、車輪踏面に反射してカメラに写る範囲の線路および周辺の物体を反射率の低いもので構成するか、或いはその物体の線路側の表面を反射率の低い物質で被覆をすることにより、線路および周辺からの反射光を減少させ、車輪踏面の撮影画像に混入するのを防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の全ての実施の形態に共通な車輪測定装置の撮影部と画像信号処理部の配置を示す斜視図である。
【図２】本発明の処理装置の構成と周辺装置との関係を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１の概略構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２による画像処理を示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態３による画像処理を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態４による画像処理を示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態５による画像処理を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態６による画像処理を示す説明図である。
【図９】この発明の実施の形態６による画像処理の詳細を示す説明図である。
【図１０】この発明の参考例１による画像処理を示す説明図である。
【図１１】この発明の参考例２による画像処理を示す説明図である。
【図１２】この発明の参考例３による画像処理を示す説明図である。
【図１３】この発明の参考例４による画像処理を示す説明図である。
【図１４】この発明の実施の形態７において車輪踏面の撮影系を線路側面から見た図である。
【図１５】この発明の実施の形態７の要部の構成を表す図である。
【図１６】この発明の実施の形態８の要部の構成を表す図である。
【図１７】従来の車輪測定装置の概略構成を表す斜視図である。
【図１８】車輪断面の形状と測定部を示す図である。
【図１９】車輪踏面の撮影画像における外乱光を示す図である。
【図２０】車輪内面の撮影画像における基準溝とフランジ先端の性質を示す図である。
【符号の説明】
１車輪、２車輪内面、３フランジ、４車輪踏面、５基準溝、６レール、１０、１１レーザ光源、１０ａ、１１ａレーザ光線、１２、１３撮影装置、１４光電スイッチ、１５画像信号処理装置、１５ａ、１５ｂＡ／Ｄ変換器、１５ｃＣＰＵ、１５ｄメモリ、１５ｅディスプレイインターフェイス、１５ｆ入出力インターフェイス、１８外乱光、２４ディスプレイ、２５外部装置、２６、２７カメラ、２８受光レンズ、２９光学的中心、３０水平面、３１光軸中心線、３２フランジ像、３２ａ直線、３３踏面像、３４外乱光、３５探索領域、３９外乱光、４１外乱光中心、４２探索領域、４３踏面像中心、４４枠、４５基準点、４７探索領域、４９踏面像、５０外乱光、５２輪郭線、５４車輪内面の像、５５角、５８車輪内面の平坦部分、５９直線、６１曲線、６２曲線、６４直線、６５遮光板、Ｄ車輪径、Ｆフランジ厚さ、Ｈフランジ高さ、Ｌ距離、Ｐ先端、Ｓフランジ先端寸法、Δｙ間隔、α 踏面勾配、θ2 角度、φ フランジ角度。

Claims

車軸に装着された左右一対の車輪のうち一方の車輪に対し、該車輪の前方または後方に配置され、該車輪の踏面とフランジとを含む範囲に細線状の光線を照射する光源と、
上記光線により照射された上記範囲の像を撮影する撮影手段と、
上記撮影手段の出力に基づいて演算を行なう演算手段と、
を備え、
上記演算手段において、上記撮影手段から得られた上記車輪の画像に対し、撮影時の位置関係と上記車輪の標準寸法を用いて踏面中央の探索点を定め、
上記探索点を含む車軸方向（ｘ方向）に踏面全体の幅より狭い幅で、垂直な方向（ｙ方向）に充分長い幅の矩形領域をとり、
上記矩形領域内で各ｙ位置ごとにｘ方向の領域幅内の輝度値を加算した値（ヒストグラム）を求め、
上記ヒストグラムの値が最大となるｙ位置を踏面の寸法基準位置として上記車輪の少なくとも踏面に関する寸法を算出し、
上記フランジをパターンマッチング法で探索するか又は像全体でｙ方向の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して最初に見出されたところをフランジ先端としてフランジ先端のｙ方向の座標を求め、上記フランジ先端から所定の距離だけｙ方向の車輪中心側に移動した点から車輪内面側に直線を引いたフランジの像との交点を求め、摩擦しない部分である上記交点を基準点として上記矩形領域を定めることを特徴とする車輪測定装置。
車軸に装着された左右一対の車輪のうち一方の車輪に対し、該車輪の前方または後方に配置され、該車輪の踏面とフランジとを含む範囲に細線状の光線を照射する光源と、
上記光線により照射された上記範囲の像を撮影する撮影手段と、
上記撮影手段の出力に基づいて演算を行なう演算手段と、
を備え、
上記演算手段において、上記撮影手段から得られた上記車輪の画像に対し、撮影時の位置関係と上記車輪の標準寸法とを用いて踏面中央の探索点を定め、
上記探索点を含む車軸方向（ｘ方向）に踏面全体の幅より狭い幅で、垂直な方向（ｙ方向）に充分長い幅の矩形領域をとり、
上記矩形領域内で各ｙ位置ごとにｘ方向の領域幅内の輝度値を加算した値（ヒストグラム）を求め、
上記ヒストグラムの値が極大となるｙ位置のうち、該極大値をその半値幅で除した値が最大となるｙ位置を踏面の寸法基準位置として上記車輪の少なくとも踏面に関する寸法を算出し、
上記フランジをパターンマッチング法で探索するか又は像全体でｙ方向の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して最初に見出されたところをフランジ先端としてフランジ先端のｙ方向の座標を求め、上記フランジ先端から所定の距離だけｙ方向の車輪中心側に移動した点から車輪内面側に直線を引いたフランジの像との交点を求め、摩擦しない部分である上記交点を基準点として上記矩形領域を定めることを特徴とする車輪測定装置。
車軸に装着された左右一対の車輪のうち一方の車輪に対し、該車輪の前方または後方に配置され、該車輪の踏面とフランジとを含む範囲に細線状の光を照射する光源と、
上記光線により照射された上記範囲の像を撮影する撮影手段と、
上記撮影手段の出力に基づいて演算を行なう演算手段と、
を備え、
上記演算手段において、上記撮影手段から得られた上記車輪の画像に対し、撮影時の位置関係と上記車輪の標準寸法を用いて踏面中央の探索点を定め、
上記探索点を含む車軸方向（ｘ方向）に踏面全体の幅より狭い幅で、垂直な方向（ｙ方向）に充分長い幅の第１の矩形領域をとり、
上記第１の矩形領域内で各ｙ位置ごとにｘ方向の領域幅内の輝度値を加算した値（ヒストグラム）を求め、
上記ヒストグラムの値が最大となるｙ位置を求めた後、
上記ｙ位置を含みｙ方向およびｘ方向共に狭い幅の第２の矩形領域を新たに定め、
上記第２の矩形領域において所定のレベルで２値化を行なって得られた２値化画像に対して、上記第２の矩形領域内でのｙ方向平均位置を算出し、
上記算出されたｙ位置を踏面の寸法基準位置として上記車輪の少なくとも踏面に関する寸法を算出し、
上記フランジをパターンマッチング法で探索するか又は像全体でｙ方向の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して最初に見出されたところをフランジ先端としてフランジ先端のｙ方向の座標を求め、上記フランジ先端から所定の距離だけｙ方向の車輪中心側に移動した点から車輪内面側に直線を引いたフランジの像との交点を求め、摩擦しない部分である上記交点を基準点として上記第１の矩形領域を定めることを特徴とする車輪測定装置。
車軸に装着された左右一対の車輪のうち一方の車輪に対し、該車輪の前方または後方に配置され、該車輪の踏面とフランジとを含む範囲に細線状の光線を照射する光源と、
上記光線により照射された上記範囲の像を撮影する撮影手段と、
上記撮影手段の出力に基づいて演算を行なう演算手段と、
を備え、
上記演算手段において、上記撮影手段から得られた上記車輪の画像に対し、上記画像の少なくともフランジのレール側面と接触するフランジ内面を含む範囲を第１の対象領域として、上記フランジ内面の少なくとも一部が検出できる第１の２値化レベルで２値化処理を行ない、
得られた２値化画像において上記フランジ内面部分の検出できなかった部分を直線または曲線で補間して連続した輪郭線を得た後、
上記輪郭線から所定距離内の範囲を第２の対象領域として、上記撮影手段から得られた元の踏面画像の上記第２の対象領域内に対して、上記第１の２値化レベルより低い第２の２値化レベルで２値化処理を行なって上記フランジ内面の輪郭線を再度求めることにより上記車輪の寸法を算出し、
上記フランジをパターンマッチング法で探索するか又は像全体で垂直な方向（ｙ方向）の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して最初に見出されたところをフランジ先端としてフランジ先端のｙ方向の座標を求め、上記フランジ先端から所定の距離だけｙ方向の車輪中心側に移動した点から車輪内面側に直線を引いたフランジの像との交点を求め、摩擦しない部分である上記交点を基準点として上記第１の対象領域を定めることを特徴とする車輪測定装置。
車軸に装着された左右一対の車輪のうち一方の車輪に対し、該車輪の前方または後方に配置され、該車輪の踏面とフランジとを含む範囲に細線状の光線を照射する光源と、
上記光線により照射された上記範囲の像を撮影する撮影手段と、
上記撮影手段の出力に基づいて演算を行なう演算手段と、
を備え、
上記演算手段において、上記撮影手段から得られた上記車輪の画像のフランジ先端周辺部の像に対し、上記フランジをパターンマッチング法で探索するか又は像全体で垂直な方向（ｙ方向）の下側から順次上に横１ラインずつ輝度の大きい部分を探索して最初に見出されたところをフランジ先端としてフランジ先端のｙ方向の座標を求めることによりフランジの位置を特定し、
上記フランジ先端から所定の距離だけｙ方向の車輪中心側に移動した点から車輪内面側に直線を引いたフランジの像との交点を求め、摩擦しない部分である上記交点を基準点としてフランジのレール側面と接触するフランジ内面を含む範囲を定め、
上記範囲を対象領域として、所定の２値化レベルで２値化処理を行なって上記フランジ内面の輪郭線を求めることにより上記車輪の寸法を算出することを特徴とする車輪測定装置。
上記光源と上記撮影手段の設置された位置から、上記車輪に対して上記光源と上記撮影手段のある側の少なくとも上記踏面に反射されて上記撮影手段に写る範囲の先までに対して、車輪の通過する線路の少なくとも片側の横に上記車輪の中心軸より上の高さまで遮光板を設置したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車輪測定装置。
上記光源と上記撮影手段の設置された位置から、上記車輪に対して上記光源と上記撮影手段とのある側の少なくとも上記踏面に反射されて上記撮影手段に写る範囲の先までに対して、車輪の通過する線路上および線路横の物体を反射率の低い物質で構成するか、或いはその物体の線路側の表面を反射率の低い物質で被覆したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車輪測定装置。