JP3619061B2 - 位置測定車両 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、例えば、鉄道業務において軌道上を列車が安全に走行できるように、軌道周辺の構造物の位置を測定して、該周辺構造物の状態を保守点検することや車両走行の安全性を確認するに役立てることができるような位置測定車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の鉄道の路線の周辺には、各種の構造物が多数建築されており、列車の運転や旅客の安全性を確保するために、路線上の車両断面を基準にして、その外側に構造物に対し侵入してはならない範囲として建築限界が設定されている。
【０００３】
従来、鉄道の路線周辺の保守点検作業として上述の建築限界に対す周辺構造物の位置を測定する測定装置があり、トンネル、橋梁などの路線周辺構造物の軌道に沿う側の三次元形状を、構造物やレールを撮像するテレビカメラを使用して周辺構造物を撮像し、この画像を処理して三次元形状を測定する測定装置がある（例．特開平５−１６４５１９号公報）。
しかし、この装置によれば、テレビカメラで周辺構造物を撮像し、その画像処理を行なって周辺構造物との距離を測定するために、装置がすこぶる高価となる問題点を有する他、自然光で撮像したとき画像処理に外乱光の影響を受けやすい問題点も有し、その利用性が低かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、比較的安価に構成できて経済性を有し、しかも、測定した対象物（周辺構造物）の所在地点も測定後確認しすることが容易な位置測定車両の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１記載の発明は、２つの軌道上を走行する車両と、前記車両に搭載されて軌道に対して上下左右の位置にある対象物の対物位置を測定する対象物位置測定手段と、前記車両に搭載され該車両の軌道上を移動した走行位置を測定する車両位置測定手段と、前記２つの軌道の軌間距離を測定する軌間距離測定手段と、前記対象物位置測定手段が測定した対象物の対物位置情報と、前記車両位置測定手段が測定した車両の走行位置情報と、前記軌間距離測定手段が測定した軌道の軌間距離情報とを関連付けた対象物所在情報を記録する記録手段とを備えた位置測定車両であることを特徴とする。
【０００６】
この発明の請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に併せて、予め比較対象として記録している比較対象物位置情報と、前記対象物位置測定手段が測定した実測対象物位置情報とを比較したその結果を記録する記録手段を備えた位置測定車両であることを特徴とする。
【０００７】
この発明の請求項３記載の発明は、上記請求項１又は２記載の発明の構成に併せて、対物位置に対する安全基準位置となる基準位置情報と、前記対象物位置測定手段で測定した対物位置情報と、前記車両位置測定手段で測定した走行位置情報とを表示するモニタを備えた位置測定車両であることを特徴とする。
【０００８】
この発明の請求項４記載の発明は、上記請求項１、２又は３記載の発明の構成に併せて、前記対象物位置測定手段を、レーザビームを投光する投光部と、投光されたレーザビームの対象物から反射した反射光を受光する受光部と、前記対象物に投光した時から対象物からの反射光を受光した時までの時間に基づいて対象物までの対物距離を測定する距離測定手段と、前記投光部の投光方向を変更する投光方向変更手段とで構成し、測定した対物距離および投光方向に基づいて対象物の対物位置を測定する構成とした位置測定車両であることを特徴とする。
【０００９】
この発明の請求項５記載の発明は、上記請求項１から４のいずれか１つに記載の発明の構成に併せて、前記軌間距離測定手段を、２つの軌道のそれぞれを撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像から軌道を認識して軌間の距離を測定する手段とで構成した位置測定車両であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の作用・効果】
この発明によれば、対象物が存在する方向と対物距離とで対象物の対物位置を測定し、さらに、車両が軌道上を移動した走行位置を測定し、さらに、軌道の軌間距離を測定し、これらを関連付けて対象物の所在を示す対象物所在情報を記録手段に記録するので、対象物の測定後において、前述の対象物、例えば、橋梁その他の周辺構造物の経年による変位、トンネル内壁面のひび割れ、剥離剥落などの変位変形の有無の記録を読出すことにより、対象物の所在が簡単に把握することができ、危険個所の対処や保守点検時期の設定が容易となる。また、プラットホームを対象物とした場合に、プラットホームの角部の上下位置、内外位置の測定、および、そのひび割れや剥離剥落などの経年劣化などを測定してプラットホームの保守点検を確実なものにすることができる。
【００１１】
さらに、対象物位置測定手段で測定した実測対象物位置情報を、予め対象物の危険性のない良好な位置として設定した比較対象の対象物位置情報（例えば、建築限界値）と比較して、対象物所在情報を記録することにより、危険性を含んだ対象物の所在情報のみを記録することができ、測定後の保守点検の対象物選択設定が容易となる。
【００１２】
さらに、モニタを備えることにより、安全基準位置となる基準位置情報と、前記対物位置情報と、前記走行位置情報とを表示することができる。
【００１３】
さらに、対象物位置測定手段を走査型レーザビーム手段で構成することにより、テレビカメラで測定する場合に比較して、外乱光による影響もなく、正確に測定するとができ、測定値の処理も簡単化されて安価に構成できる。
【００１４】
また、前述の対象物位置測定手段を、２つの軌道のそれぞれを撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像から軌道を認識して軌間の距離を測定する軌間距離測定手段とで構成することにより、該位置測定車両を軌間距離測定車両として使用することができ、該軌間距離の測定に基づいて軌道の摩耗や損傷あるいは経年変化などを測定して、軌道の保守点検を確実なものにすることができる。
【００１５】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面と共に説明する。
図面は、位置測定車両の例として建築限界測定装置を示し、該装置１０は軌道１１上を走行するために車輪１２…を備えた車両１３と、周辺構造物（測定対象物）Ｂの対物位置を測定する位置測定装置１４とにより構成している。
【００１６】
なお、周辺構造物（測定対象物）Ｂとしては、軌道１１に沿って設けられる駅舎構造物、プラットホーム、軌道１１、該軌道１１上におかれた構造物、木の枝、トンネル内壁の状態、橋梁、架線の垂れ下がりなど沿線に存在する構造物を指す。 上述の位置測定装置１４は、走査型レーザ測定距離計１５と、該走査型レーザ測定距離計１５を制御する走査型レーザ測定距離計制御部１６と、位置測定結果を表示するモニタ（ブラウン管）１７と、車両１３の走行距離を測定する走行距離計１８と、ビデオカメラ２０と、これらを駆動する電源装置１９を備え、電源装置１９は、例えば、発動発電機で構成して、この電力を車両１３を走行させる駆動源にも利用する。
【００１７】
また、前述のビデオカメラ２０は後述の対物位置エラーが検出されたとき、その状況を静止画像で記録し、また、撮像した画像はモニタ１７にも表示できるように該モニタ１７に接続している。
【００１８】
上述の走査型レーザ測定距離計１５は、車両１３の進行方向を軸心として３６０度の正逆転が可能なように、車両１３に立設された支持部材２１の上端部に適宜軸支構造で軸支されており、図２にも示すように、該計器１５はモータ２２により３６０度を正逆転制御されて３６０度の範囲をレーザが走査するように設定されている。
【００１９】
図２において、上述の走査型レーザ測定距離計１５は、レーザビームのパルスを投光する発光素子２３と、投光されたレーザビームのパルスが周辺構造物（対象物）Ｂから反射した反射光を受光する受光素子２４と、発光素子２３がレーザパルスを投光したときから受光素子２４が該レーザパルスの反射光を受光したときまでの伝搬時間を演算する伝搬時間演算部２５を備えている。
【００２０】
前述の発光素子２３から投光されるレーザパルスはミラー２７およびハーフミラー２８を介して周辺構造物Ｂに投光され、周辺構造物Ｂからの反射光は投光軸と一致した状態でハーフミラー２８を透過して受光素子２４に受光される。
【００２１】
前述の発光素子２３の駆動は、走査型レーザ測定距離計制御部１６からの駆動指令により実行され、駆動の際にはそのスタート信号が伝搬時間演算部２５に入力される。その後、受光素子２４がレーザパルスの反射光を受光すると、その受光信号がストップ信号として伝搬時間演算部２５に入力される。その結果、伝搬時間演算部２５はスタート信号からストップ信号までの時間を演算して、この演算結果を投光したレーザパルスの伝搬時間として走査型レーザ測定距離計制御部１６に出力する。
【００２２】
また、上述の走査型レーザ測定距離計制御部１６は、上述の伝搬時間によりレーザパルスが反射した周辺構造物（対象物）Ｂとの距離を演算する。
また、該制御部１６は、走査型レーザ測定距離計１５を３６０度の正逆転させるモータ２２を駆動制御し、モータ２２の正転時間および逆転時間を管理することにより、走査型レーザ測定距離計１５が３６０度のどの方向（角度）に投光しているかが管理できる。
【００２３】
その結果、走査型レーザ測定距離計制御部１６は、前述の周辺構造物Ｂとの距離（対物距離）と、レーザパルスを投光した方向（角度）とにより、周辺構造物Ｂのｘ軸，ｙ軸の座標を演算して、この対物座標を周辺構造物Ｂの位置情報として、内蔵するメモリ（記録手段）に記憶（記録）すると共に、モニタ１７に出力する。
【００２４】
なお、ｘ軸，ｙ軸の座標を演算せずに、対物距離およびその角度を記録表示してもよい。
また、図３は、走査型レーザ測定距離計１５の他の例を示し、この例では同じ機能の走査型レーザ測定距離計を３台を同一円周上に均等配置した構造であり、中心部の回転軸２６を前述のモータ２２で１２０度の正逆回転を制御する。このように３６０度の投光方向を分割して測定すると、周辺構造物の測定サイクルを高速化することができる。この場合、周辺構造物Ｂの位置情報は各計器１５…に対応する角度と距離とにより座標を算出してこの対物位置情報が記憶される。勿論、走査型レーザ測定距離計１５は２台または４台、その他の台数で構成することができる。
【００２５】
図４は、走行距離計１８の概略構成を示し、スリット板３０に一定のピッチＰでスリット３１の列を形成しており、投光器３２で投光された地上からの反射光がスリット３１列を通過すると、受光器３３には反射光の明滅が観測され、走行距離演算部３４は、この観測された明滅に基づいて設定地点からの走行距離を演算する。
【００２６】
例えば、反射光が１つの光の点として見たとき、スリット３１列のピッチＰに対応する距離だけ移動するたびに、強弱の信号が発生する。この場合、車両１３が速度ｖで移動すると、ｖ／Ｐの周波数ｆを持つ信号が得られる。
【００２７】
上述の地上からの反射光の光パターンはランダムな光の集まりと考えられるので、該光パターンが速度ｖで移動すると、スリット３１列を通過した光の強さは各ランダムな光からの信号の総和になり、その振幅と位相が緩やかに揺らぐ狭帯域の不規則信号が得られ、その中心周波数ｆｃは、ｖ／Ｐで得られる。
【００２８】
したがって、受光器３３から中心周波数ｆｃが得られるので、この中心周波数ｆｃと、スリット３１列の設定されたピッチＰとによって、車両１３の走行速度ｖが算出（ｖ＝ｆｃ・Ｐ）でき、さらに、内蔵するタイマにより時刻管理された時間と算出された車両１３の速度ｖとによって、設定された地点（基点）からの走行距離ｋが算出され、これらの演算を走行距離演算部３４が実行して設定地点からの走行距離ｋの情報を前述の走査型レーザ測定距離計制御部１６に出力される。
【００２９】
上述の走査型レーザ測定距離計制御部１６は、先に演算した周辺構造物Ｂの対物位置情報（対物距離と方向、または、ｘ軸，ｙ軸による対物座標）と、走行距離計１８の走行距離演算部３４から入力された走行距離情報とを関連づけて、周辺構造物Ｂの所在情報（対物座標と走行距離）を編集して、内蔵するメモリ（記録手段）に記憶（記録）すると共に、モニタ１７に出力する。
【００３０】
また、上述の走査型レーザ測定距離計制御部１６に内蔵するメモリ（記録手段）には、周辺構造物Ｂの対物位置に対する安全基準位置となる基準位置情報（比較対象物位置情報、例えば、建築限界値）が記憶されており、モニタ１７にはこの基準位置情報が表示される。
【００３１】
また、上述の制御部１６は、上述の基準位置情報と、実測した対物位置情報とを比較して、実測した周辺構造物Ｂの対物距離が基準位置の内部に侵入する値を示すときは、対物位置エラーとして、その対物位置（対物座標）と走行距離とによる所在情報を内蔵するメモリ（記録手段）に記憶（記録）すると共に、モニタ１７に出力する。
【００３２】
図５は、モニタ１７の表示状態を示し、基準位置ラインＡは前述の安全基準位置となる基準位置情報（比較対象物位置情報、例えば、建築限界値）を表示しており、また、実測位置ラインＢ´は実測した周辺構造物Ｂの対物位置をラインで表示しており、実測位置ラインＢ´が基準位置ラインＡ内に侵入することで、前述の実測対物位置エラーを図形で表示している。
【００３３】
また、モニタ１７の表示位置の下部エリアには、文字により情報を表示している。周辺構造物所在情報として、実測対物位置情報と、走行距離情報とを表示しており、また、実測対物位置情報は、周辺構造物Ｂとの対物座標の他、対物距離も表示している。また、走行距離情報は、基点から走行した走行距離を表示している。なお参考情報として車両１３の速度を表示している。さらに、前述の実測の対物位置情報に対物位置エラーがあったときは、その所在情報として、対物位置エラーの座標と走行距離を表示すると共に、これらのデータも内蔵するメモリ（記録手段）に記憶（記録）する。
【００３４】
なお、このように実測対物位置エラーが検出されると、ビデオカメラ２０がエラーの周辺構造物Ｂの状況を静止画像で記録する。
【００３５】
また、上述のメモリには、全ての周辺構造物Ｂの所在情報および対物位置エラーの所在情報を記憶しているが、実測した周辺構造物Ｂの対物距離が基準位置の内部に侵入する危険状態を検出する作業のみであれば、対物位置エラーの所在情報のみを記憶することで、メモリ容量を少くすることができる。しかし、位置測定後情報を再生してメンテナンス時期を検討する場合は、全ての周辺構造物Ｂの所在情報を記憶するほうが望ましい。
【００３６】
図６は、位置測定車両の他の例として駅舎のプラットホーム（周辺構造物Ｂの例）の位置限界（建築限界）を測定するホーム位置限界測定装置を示し、該装置４０は前述した建築限界測定装置１０に並設するもよく、また単独で構成するもよい。この例では単独構成の場合を説明する。
【００３７】
該ホーム位置限界測定装置４０は、軌道１１上を走行するために車輪１２…を備えた車両１３と、ホーム４１の上面位置と側面位置とを測定するホーム位置測定装置４２とにより構成している。
【００３８】
上述のホーム位置測定装置４２は、ホーム４１の上面位置を測定する上面用レーザ変位計４３ａと、ホーム４１の側面を測定する側面用レーザ変位計４３ｂと、これらのレーザ変位計４３ａ，４３ｂを制御するレーザ変位計制御部４４と、測定値をホーム４１の上面側と側面側とに分けて表示する表示器４５ａ，４５ｂと、車両の走行距離を測定する走行距離計１８と、これらを駆動する電源装置１９とを備え、電源装置１９は、前述の実施例（図１参照）と同様に、例えば、発動発電機で構成して、この電力を車両１３を走行させる駆動源にも利用する。同様に走行距離計１８も前述したように走行距離を測定する。
【００３９】
前述の上面用および側面用のレーザ変位計４３ａ，４３ｂは、回転台４８に立設された支持部材４６からホーム４１の方向に片持ち状に延設された支持アーム４７，４７の各先端に測定方向に向て取付けられており、また、この取付け位置は予め車両１３の中心位置から設定された寸法の位置に決められている。
【００４０】
なお、上述の回転台４８は車両１３に取付けられており、レーザ変位計４３ａ，４３ｂをホーム４１位置側の測定位置と、車両１３側の非測定位置との位置に移動できるように、支持部材４６の軸芯を水平面上で９０度回動させて、それぞれの位置でロックが可能なように構成される。上述の回転台４８の回動は電動機または手動でも良く、各レーザ変位計４３ａ，４３ｂを非測定位置の車両１３側に回動させることによって、非測定時の移動時に外側の構造物に各レーザ変位計４３ａ，４３ｂを接触されて破損させることが防止できる。
【００４１】
また、上述の両レーザ変位計４３ａ，４３ｂは計器としては同じ構成であり、しかも、図２で説明した走査型レーザ測定距離計１５と測定原理は同様であって、レーザビームのパルスを投光し、これの反射光を受光して、その伝搬時間を演算し、この伝搬時間を距離に換算して各計器４３ａ，４３ｂからの距離を測定する。 前述のレーザ変位計制御部４４は、上述のレーザ変位計４３ａ，４３ｂを駆動制御すると共に、上述したパルスの伝搬時間を演算し、さらに、該伝搬時間を距離に換算して、ホーム４１の上面側の距離および側面側の距離を算出する。
【００４２】
上述の各レーザ変位計４３ａ，４３ｂの取付け位置は既に設定された寸法位置にあるので、この値を測定値に加減算することでホーム４１の地上高さ位置、および軌道１１からの離間位置が算出され、これらの位置に対応させた２つの表示器４５ａ，４５ｂにそれぞれ表示する。
【００４３】
また、上述のレーザ変位計制御部４４の内蔵するメモリ（記録手段）には、ホーム４１の対物位置に対する安全基準位置となる地上高さ位置および軌道離間位置の基準位置情報（比較対象物位置情報、例えば、建築限界値）が記憶されており、これらも前述の測定値に対応させて表示し、さらに、該制御部４４はこれら基準位置情報と、実測した測定位置情報とを比較して、その結果をも表示する。 なお、上述したホーム４１の測定値および比較の結果などは、走行距離計１８の基点からの走行距離と関連づけて、該制御部４４に内蔵のメモリに記録される。 図７は、位置測定車両の他の例として軌道１１の軌間距離を測定する軌間限界測定装置を示し、該装置５０は前述した建築限界測定装置１０および／またはホーム位置限界測定装置４０に並設するもよく、また単独で構成するもよい。この例では単独構成の場合を説明する。
【００４４】
該軌間限界測定装置５０は、軌道１１上を走行するために車輪１２…を備えた車両１３と、軌道１１の軌間の距離を測定する軌間測定装置５１とにより構成している。
【００４５】
上述の軌間測定装置５１は、軌道１１の左右のレール１１ａ，１１ｂを内側から斜めした外側に測定方向を向けて、該レール１１ａ，１１ｂの内側角部の位置を測定する左右のレーザ変位計５３ａ，５３ｂと、これらのレーザ変位計５３ａ，５３ｂを制御するレーザ変位計制御部５４と、測定値を左右のレール１１ａ，１１ｂとに分けて表示する表示部５５ａ，５５ｂと、車両の走行距離を測定する走行距離計１８と、これらを駆動する電源装置１９とを備え、電源装置１９は、前述の実施例（図１参照）と同様に、例えば、発動発電機で構成して、この電力を車両１３を走行させる駆動源にも利用する。走行距離計１８も前述したように走行距離を測定する。
【００４６】
前述の左右のレーザ変位計５３ａ，５３ｂは、車両１３に取付けた支持部材５５の下端に取付けられており、また、この取付け位置は予め車両１３の中心位置から設定された寸法の位置に決められている。
【００４７】
また、両レーザ変位計５３ａ，５３ｂは計器としては、前述したホーム位置測定装置４２のレーザ変位計４３ａ，４３ｂと同じ構成であり（図６参照）、レーザビームのパルスを投光し、これの反射光を受光して、その伝搬時間を演算し、この伝搬時間を距離に換算して各計器５３ａ，５３ｂからの距離を測定する。
【００４８】
前述のレーザ変位計制御部５４は、上述のレーザ変位計５３ａ，５３ｂを駆動制御すると共に、上述したパルスの伝搬時間を演算し、さらに、該伝搬時間を距離に換算し、さらに、三角関数演算処理をして、各レール１１ａ，１１ｂの軌間方向（水平幅方向）の距離を算出する。
【００４９】
図８にも示すように、上述の各レーザ変位計５３ａ，５３ｂの取付け位置は既に設定された寸法位置にあるので、この取付けの離間距離ｊ３に左右のレーザ変位計５３ａ，５３ｂが計測した左右の各レール１１ａ，１１ｂまでの軌間方向の距離ｊ１，ｊ２とを加算した軌間距離ｊ（＝ｊ１＋ｊ２＋ｊ３）が算出される。 また、上述のレーザ変位計制御部５４の内蔵するメモリ（記録手段）には、軌道１１の安全基準となる基準軌間距離ｊ０（比較対象物位置情報）が記憶されており、この基準軌間距離ｊ０と実測の軌間距離ｊ比較する。
【００５０】
そして、左右のレール１１ａ，１１ｂに対応させた２つの表示器５５ａ，５５ｂに、規準軌間距離ｊ０、実測した軌間距離ｊ、各レーザ変位計５３ａ，５３ｂ計測した各レール１１ａ，１１ｂまでの距離ｊ１，ｊ２、および比較結果の情報を表示させると共に、これらの情報は制御部５４に内蔵の記録される。
【００５１】
上述の図７で示した軌間限界測定装置５０の軌道１１の測定では、レーザ変位計５３ａ，５３ｂを使用しているが、この軌間距離の測定にはビデオカメラやＣＣＤアレイによる撮像装置を使用することもできる。
【００５２】
図９は、レール１１ａ，１１ｂの軌間距離の測定に上述の撮像装置６０ａ，６０ｂを使用した場合を示し、該撮像装置６０ａ，６０ｂはそれぞれレール１１ａ，１１ｂの直上位置で、該レール１１ａ，１１ｂの上面を撮像するように構成している。そして、これら撮像装置６０ａ，６０ｂで撮像された画像信号が画像処理部６１に入力されて、該画像処理部６１で軌間距離が算出される。
【００５３】
図１０は、上述画像処理により軌間距離を算出する画像処理の説明図であって、レール１１ａに対する撮像装置６０ａについて説明すると、図１０（ａ）において、撮像されたレール１１ａの画像から該レール１１ａ両側エッジｂ１，ｂ２を読取って、読取った両側エッジｂ１，ｂ２からその中心線ｃ１を決定する。
図１０（ｂ）に示すように、レール中心線ｃ１と、撮像装置６０ａの撮像中心線ｃとの位置ずれを読取り、その差分ｊ１を取出す。
【００５４】
同様に、他方のレール１１ｂに対する撮像装置６０ｂについても処理してその差分ｊ２を取出し、さらに、両撮像装置６０ａ，６０ｂの取付け位置は既に設定された寸法位置にあるので、図１０（ｃ）に示すように、この取付けの離間距離ｊ３と、前述の左右の差分ｊ１，ｊ２とを加算することにより軌間距離ｊ（＝ｊ１＋ｊ２＋ｊ３）が算出される。
【００５５】
図１１は、上述した建築限界測定装置１０、ホーム位置限界測定装置４０、軌間限界測定装置５０の各装置の処理を総括した情報処理のフローチャートを示す。 走行距離測定（ステップｎ１）は、車両１３が基点から走行した距離Ｌを走行距離計１８で計測し、
また、対物距離測定（ステップｎ２）は、建築限界測定装置１０であれば、走査型レーザ測定距離計１５およびその制御部１６が、周辺構造物Ｂとの距離（対物距離）と、レーザパルスを投光した方向（角度）とにより、周辺構造物Ｂのｘ軸、ｙ軸によりる対物座標を演算して、周辺構造物Ｂの対物位置情報（対物距離と方向、または、ｘ軸，ｙ軸による対物座標）を測定し、
また、ホーム位置限界測定装置４０であれば、レーザ変位計５３ａ，５３ｂおよびその制御部４４がホーム４１の地上高さ位置、および軌道１１からの離間位置をそれぞれ演算して、ｘ軸，ｙ軸とによる座標で表すホーム位置を測定し、
さらに、軌間距離測（ステップｎ３）は、軌間限界測定装置５０のレーザ変位計５３ａ，５３ｂおよびその制御部５４がレール１１ａ，１１ｂの軌間距離を測定する。
【００５６】
それぞれのステップｎ１，ｎ２，ｎ３で測定した走行距離Ｌ、対物距離ｘ，ｙ、軌間距離ｊは、走行距離Ｌと対物距離ｘ，ｙ、および、走行距離Ｌと軌間距離ｊとを関連付けて対物所在情報として、メモリ７０の所定のエリアに記録（記憶）される（ステップｎ３）。
【００５７】
また、メモリ７０には、対物距離ｘ，ｙ、および、軌間距離ｊに対しては、これらに対応する安全基準値（比較対象物位置情報、例えば、建築限界値）が記録されているので、この基準値と実測された測定値とを比較して（ステップｎ４）、安全基準値を越えて安全性が損なわれる実測測定値があるときは、ＮＧ情報として、その対物所在情報、すなわち、ＮＧを出した走行距離Ｌと対物距離ｘ，ｙ、および、走行距離Ｌと軌間距離ｊとを関連付けてメモリ７０に記録（記憶）する（ステップｎ６）。同時に警報を発信して（ステップｎ７）、対応するモニタ１７や表示器４５ａ，４５ｂ、５５ａ，５５ｂに表示する。また、警報としては、ブザーを設けてこれを駆動するもよく、あるいは、警報ランプを設けてこれを点灯するもよい。
このような計測処理が車両１３の走行と共に順次繰り返し実行される。
【００５８】
上述の実施例の建築限界測定装置１０によれば、周辺構造物Ｂが存在する方向と対物距離とで対象物の対物位置を測定し、さらに、車両１３が軌道１１上を移動した走行位置を走行距離計１８で測定し、これらを関連付けて対象物の所在を示す対象物所在情報（走行距離Ｌと対物距離ｘ，ｙ、および、走行距離Ｌと軌間距離ｊ）をメモリ７０に記録するので、対象物の測定後において、前述の対象物、例えば、橋梁その他の周辺構造物の経年による変位、トンネル内壁面のひび割れ、剥離剥落などの変位変形の有無の記録を読出すことにより、対象物の所在が簡単に把握することができ、危険個所の対処や保守点検時期の設定が容易となる。
【００５９】
さらに、対象物位置測定手段を走査型レーザ測定距離計１５や、レーザ変位計４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂで構成することにより、テレビカメラで測定する場合に比較して、外乱光の影響を受けることなく正確に測定でき、測定値の処理も簡単化されて安価に構成できる。
【００６０】
さらに、測定した、対物距離ｘ，ｙ、軌間距離ｊを予め対象物の危険性のない良好な位置として設定した基準値（比較対象物位置情報、例えば、建築限界値）と比較して、対象物所在情報をメモリ７０に記録することにより、危険性を含んだ対象物の所在情報のみを記録することができ、測定後の保守点検の対象物選択設定が容易となる。
【００６１】
さらに、前述のホーム位置限界測定装置４０によれば、ホーム４１の上面の位置を測定するレーザ変位計４３ａと、ホーム４１の側面の位置を測定するレーザ変位計４３ｂとで、ホーム４１の角部の上下位置、内外位置の測定、および、そのひび割れや剥離剥落などの経年劣化などを測定してホーム４１の保守点検を確実なものにすることができる。
【００６２】
また、前述の軌間限界測定装置５０によれば、軌道１１の軌間を測定することにより、該軌間距離の測定に基づいて軌道の摩耗や損傷あるいは経年変化などを測定して、軌道の保守点検を確実なものにすることができる。
【００６３】
また、軌間距離測定において、軌道の認識をレーザ変位計５３ａ，５３ｂで構成すると、測定値の処理や構成が簡単化されて、安価に構成することができる。 この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の位置測定車両は、実施例の建築限界測定装置１０及び／又はホーム位置限界測定装置４０、及び軌間限界測定装置５０に対応し、
以下同様に、
対物位置測定手段は、位置測定装置１４及び／又はホーム位置測定装置４２に対応し、
記録手段は、走査型レーザ測定距離計制御部１６、レーザ変位計制御部４４、５４が内蔵するメモリ、あるいは、メモリ７０に対応し、
レーザビームによる距離測定手段は、走査型レーザ測定距離計１５に対応し、 投光方向変更手段は、走査型レーザ測定距離計１５を正逆制御するモータ２２に対応し、
撮像手段は、撮像装置６０ａ，６０ｂに対応し、
軌間距離測定手段は、画像処理部６１、レーザ変位計制御部５４に対応するも、この発明は、特許請求の範囲に開示した技術思想に基づいて応用することができ、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】建築限界測定装置の構成図。
【図２】走査型レーザ測定距離計の構成図。
【図３】他の例の走査型レーザ測定距離計の構成図。
【図４】走行距離計の構成説明図。
【図５】モニタの表示説明図。
【図６】ホーム位置限界測定装置の構成図。
【図７】軌間限界測定装置の構成図。
【図８】軌間測定の説明図。
【図９】他の例の軌間測定装置の構成図。
【図１０】図９の軌間測定装置による軌間測定の説明図
【図１１】情報処理のフローチャート。
【符号の説明】
１０…建築限界測定装置
１１…軌道
１３…車両
１４…位置測定装置
１５…走査型レーザ測定距離計
１６…走査型レーザ測定距離計制御部
１８…走行距離計
４０…ホーム位置限界測定装置
４１…ホーム
４２…ホーム位置測定装置
４４，５４…レーザ変位計制御部
５０…軌間限界測定装置
５１…軌間測定装置
６０ａ，６０ｂ…撮像装置
６１…画像処理部
７０…メモリ
Ｂ…周辺構造物
【発明が属する技術分野】
この発明は、例えば、鉄道業務において軌道上を列車が安全に走行できるように、軌道周辺の構造物の位置を測定して、該周辺構造物の状態を保守点検することや車両走行の安全性を確認するに役立てることができるような位置測定車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の鉄道の路線の周辺には、各種の構造物が多数建築されており、列車の運転や旅客の安全性を確保するために、路線上の車両断面を基準にして、その外側に構造物に対し侵入してはならない範囲として建築限界が設定されている。
【０００３】
従来、鉄道の路線周辺の保守点検作業として上述の建築限界に対す周辺構造物の位置を測定する測定装置があり、トンネル、橋梁などの路線周辺構造物の軌道に沿う側の三次元形状を、構造物やレールを撮像するテレビカメラを使用して周辺構造物を撮像し、この画像を処理して三次元形状を測定する測定装置がある（例．特開平５−１６４５１９号公報）。
しかし、この装置によれば、テレビカメラで周辺構造物を撮像し、その画像処理を行なって周辺構造物との距離を測定するために、装置がすこぶる高価となる問題点を有する他、自然光で撮像したとき画像処理に外乱光の影響を受けやすい問題点も有し、その利用性が低かった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、比較的安価に構成できて経済性を有し、しかも、測定した対象物（周辺構造物）の所在地点も測定後確認しすることが容易な位置測定車両の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１記載の発明は、２つの軌道上を走行する車両と、前記車両に搭載されて軌道に対して上下左右の位置にある対象物の対物位置を測定する対象物位置測定手段と、前記車両に搭載され該車両の軌道上を移動した走行位置を測定する車両位置測定手段と、前記２つの軌道の軌間距離を測定する軌間距離測定手段と、前記対象物位置測定手段が測定した対象物の対物位置情報と、前記車両位置測定手段が測定した車両の走行位置情報と、前記軌間距離測定手段が測定した軌道の軌間距離情報とを関連付けた対象物所在情報を記録する記録手段とを備えた位置測定車両であることを特徴とする。
【０００６】
この発明の請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明の構成に併せて、予め比較対象として記録している比較対象物位置情報と、前記対象物位置測定手段が測定した実測対象物位置情報とを比較したその結果を記録する記録手段を備えた位置測定車両であることを特徴とする。
【０００７】
この発明の請求項３記載の発明は、上記請求項１又は２記載の発明の構成に併せて、対物位置に対する安全基準位置となる基準位置情報と、前記対象物位置測定手段で測定した対物位置情報と、前記車両位置測定手段で測定した走行位置情報とを表示するモニタを備えた位置測定車両であることを特徴とする。
【０００８】
この発明の請求項４記載の発明は、上記請求項１、２又は３記載の発明の構成に併せて、前記対象物位置測定手段を、レーザビームを投光する投光部と、投光されたレーザビームの対象物から反射した反射光を受光する受光部と、前記対象物に投光した時から対象物からの反射光を受光した時までの時間に基づいて対象物までの対物距離を測定する距離測定手段と、前記投光部の投光方向を変更する投光方向変更手段とで構成し、測定した対物距離および投光方向に基づいて対象物の対物位置を測定する構成とした位置測定車両であることを特徴とする。
【０００９】
この発明の請求項５記載の発明は、上記請求項１から４のいずれか１つに記載の発明の構成に併せて、前記軌間距離測定手段を、２つの軌道のそれぞれを撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像から軌道を認識して軌間の距離を測定する手段とで構成した位置測定車両であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の作用・効果】
この発明によれば、対象物が存在する方向と対物距離とで対象物の対物位置を測定し、さらに、車両が軌道上を移動した走行位置を測定し、さらに、軌道の軌間距離を測定し、これらを関連付けて対象物の所在を示す対象物所在情報を記録手段に記録するので、対象物の測定後において、前述の対象物、例えば、橋梁その他の周辺構造物の経年による変位、トンネル内壁面のひび割れ、剥離剥落などの変位変形の有無の記録を読出すことにより、対象物の所在が簡単に把握することができ、危険個所の対処や保守点検時期の設定が容易となる。また、プラットホームを対象物とした場合に、プラットホームの角部の上下位置、内外位置の測定、および、そのひび割れや剥離剥落などの経年劣化などを測定してプラットホームの保守点検を確実なものにすることができる。
【００１１】
さらに、対象物位置測定手段で測定した実測対象物位置情報を、予め対象物の危険性のない良好な位置として設定した比較対象の対象物位置情報（例えば、建築限界値）と比較して、対象物所在情報を記録することにより、危険性を含んだ対象物の所在情報のみを記録することができ、測定後の保守点検の対象物選択設定が容易となる。
【００１２】
さらに、モニタを備えることにより、安全基準位置となる基準位置情報と、前記対物位置情報と、前記走行位置情報とを表示することができる。
【００１３】
さらに、対象物位置測定手段を走査型レーザビーム手段で構成することにより、テレビカメラで測定する場合に比較して、外乱光による影響もなく、正確に測定するとができ、測定値の処理も簡単化されて安価に構成できる。
【００１４】
また、前述の対象物位置測定手段を、２つの軌道のそれぞれを撮像する撮像手段と、該撮像手段が撮像した画像から軌道を認識して軌間の距離を測定する軌間距離測定手段とで構成することにより、該位置測定車両を軌間距離測定車両として使用することができ、該軌間距離の測定に基づいて軌道の摩耗や損傷あるいは経年変化などを測定して、軌道の保守点検を確実なものにすることができる。
【００１５】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面と共に説明する。
図面は、位置測定車両の例として建築限界測定装置を示し、該装置１０は軌道１１上を走行するために車輪１２…を備えた車両１３と、周辺構造物（測定対象物）Ｂの対物位置を測定する位置測定装置１４とにより構成している。
【００１６】
なお、周辺構造物（測定対象物）Ｂとしては、軌道１１に沿って設けられる駅舎構造物、プラットホーム、軌道１１、該軌道１１上におかれた構造物、木の枝、トンネル内壁の状態、橋梁、架線の垂れ下がりなど沿線に存在する構造物を指す。 上述の位置測定装置１４は、走査型レーザ測定距離計１５と、該走査型レーザ測定距離計１５を制御する走査型レーザ測定距離計制御部１６と、位置測定結果を表示するモニタ（ブラウン管）１７と、車両１３の走行距離を測定する走行距離計１８と、ビデオカメラ２０と、これらを駆動する電源装置１９を備え、電源装置１９は、例えば、発動発電機で構成して、この電力を車両１３を走行させる駆動源にも利用する。
【００１７】
また、前述のビデオカメラ２０は後述の対物位置エラーが検出されたとき、その状況を静止画像で記録し、また、撮像した画像はモニタ１７にも表示できるように該モニタ１７に接続している。
【００１８】
上述の走査型レーザ測定距離計１５は、車両１３の進行方向を軸心として３６０度の正逆転が可能なように、車両１３に立設された支持部材２１の上端部に適宜軸支構造で軸支されており、図２にも示すように、該計器１５はモータ２２により３６０度を正逆転制御されて３６０度の範囲をレーザが走査するように設定されている。
【００１９】
図２において、上述の走査型レーザ測定距離計１５は、レーザビームのパルスを投光する発光素子２３と、投光されたレーザビームのパルスが周辺構造物（対象物）Ｂから反射した反射光を受光する受光素子２４と、発光素子２３がレーザパルスを投光したときから受光素子２４が該レーザパルスの反射光を受光したときまでの伝搬時間を演算する伝搬時間演算部２５を備えている。
【００２０】
前述の発光素子２３から投光されるレーザパルスはミラー２７およびハーフミラー２８を介して周辺構造物Ｂに投光され、周辺構造物Ｂからの反射光は投光軸と一致した状態でハーフミラー２８を透過して受光素子２４に受光される。
【００２１】
前述の発光素子２３の駆動は、走査型レーザ測定距離計制御部１６からの駆動指令により実行され、駆動の際にはそのスタート信号が伝搬時間演算部２５に入力される。その後、受光素子２４がレーザパルスの反射光を受光すると、その受光信号がストップ信号として伝搬時間演算部２５に入力される。その結果、伝搬時間演算部２５はスタート信号からストップ信号までの時間を演算して、この演算結果を投光したレーザパルスの伝搬時間として走査型レーザ測定距離計制御部１６に出力する。
【００２２】
また、上述の走査型レーザ測定距離計制御部１６は、上述の伝搬時間によりレーザパルスが反射した周辺構造物（対象物）Ｂとの距離を演算する。
また、該制御部１６は、走査型レーザ測定距離計１５を３６０度の正逆転させるモータ２２を駆動制御し、モータ２２の正転時間および逆転時間を管理することにより、走査型レーザ測定距離計１５が３６０度のどの方向（角度）に投光しているかが管理できる。
【００２３】
その結果、走査型レーザ測定距離計制御部１６は、前述の周辺構造物Ｂとの距離（対物距離）と、レーザパルスを投光した方向（角度）とにより、周辺構造物Ｂのｘ軸，ｙ軸の座標を演算して、この対物座標を周辺構造物Ｂの位置情報として、内蔵するメモリ（記録手段）に記憶（記録）すると共に、モニタ１７に出力する。
【００２４】
なお、ｘ軸，ｙ軸の座標を演算せずに、対物距離およびその角度を記録表示してもよい。
また、図３は、走査型レーザ測定距離計１５の他の例を示し、この例では同じ機能の走査型レーザ測定距離計を３台を同一円周上に均等配置した構造であり、中心部の回転軸２６を前述のモータ２２で１２０度の正逆回転を制御する。このように３６０度の投光方向を分割して測定すると、周辺構造物の測定サイクルを高速化することができる。この場合、周辺構造物Ｂの位置情報は各計器１５…に対応する角度と距離とにより座標を算出してこの対物位置情報が記憶される。勿論、走査型レーザ測定距離計１５は２台または４台、その他の台数で構成することができる。
【００２５】
図４は、走行距離計１８の概略構成を示し、スリット板３０に一定のピッチＰでスリット３１の列を形成しており、投光器３２で投光された地上からの反射光がスリット３１列を通過すると、受光器３３には反射光の明滅が観測され、走行距離演算部３４は、この観測された明滅に基づいて設定地点からの走行距離を演算する。
【００２６】
例えば、反射光が１つの光の点として見たとき、スリット３１列のピッチＰに対応する距離だけ移動するたびに、強弱の信号が発生する。この場合、車両１３が速度ｖで移動すると、ｖ／Ｐの周波数ｆを持つ信号が得られる。
【００２７】
上述の地上からの反射光の光パターンはランダムな光の集まりと考えられるので、該光パターンが速度ｖで移動すると、スリット３１列を通過した光の強さは各ランダムな光からの信号の総和になり、その振幅と位相が緩やかに揺らぐ狭帯域の不規則信号が得られ、その中心周波数ｆｃは、ｖ／Ｐで得られる。
【００２８】
したがって、受光器３３から中心周波数ｆｃが得られるので、この中心周波数ｆｃと、スリット３１列の設定されたピッチＰとによって、車両１３の走行速度ｖが算出（ｖ＝ｆｃ・Ｐ）でき、さらに、内蔵するタイマにより時刻管理された時間と算出された車両１３の速度ｖとによって、設定された地点（基点）からの走行距離ｋが算出され、これらの演算を走行距離演算部３４が実行して設定地点からの走行距離ｋの情報を前述の走査型レーザ測定距離計制御部１６に出力される。
【００２９】
上述の走査型レーザ測定距離計制御部１６は、先に演算した周辺構造物Ｂの対物位置情報（対物距離と方向、または、ｘ軸，ｙ軸による対物座標）と、走行距離計１８の走行距離演算部３４から入力された走行距離情報とを関連づけて、周辺構造物Ｂの所在情報（対物座標と走行距離）を編集して、内蔵するメモリ（記録手段）に記憶（記録）すると共に、モニタ１７に出力する。
【００３０】
また、上述の走査型レーザ測定距離計制御部１６に内蔵するメモリ（記録手段）には、周辺構造物Ｂの対物位置に対する安全基準位置となる基準位置情報（比較対象物位置情報、例えば、建築限界値）が記憶されており、モニタ１７にはこの基準位置情報が表示される。
【００３１】
また、上述の制御部１６は、上述の基準位置情報と、実測した対物位置情報とを比較して、実測した周辺構造物Ｂの対物距離が基準位置の内部に侵入する値を示すときは、対物位置エラーとして、その対物位置（対物座標）と走行距離とによる所在情報を内蔵するメモリ（記録手段）に記憶（記録）すると共に、モニタ１７に出力する。
【００３２】
図５は、モニタ１７の表示状態を示し、基準位置ラインＡは前述の安全基準位置となる基準位置情報（比較対象物位置情報、例えば、建築限界値）を表示しており、また、実測位置ラインＢ´は実測した周辺構造物Ｂの対物位置をラインで表示しており、実測位置ラインＢ´が基準位置ラインＡ内に侵入することで、前述の実測対物位置エラーを図形で表示している。
【００３３】
また、モニタ１７の表示位置の下部エリアには、文字により情報を表示している。周辺構造物所在情報として、実測対物位置情報と、走行距離情報とを表示しており、また、実測対物位置情報は、周辺構造物Ｂとの対物座標の他、対物距離も表示している。また、走行距離情報は、基点から走行した走行距離を表示している。なお参考情報として車両１３の速度を表示している。さらに、前述の実測の対物位置情報に対物位置エラーがあったときは、その所在情報として、対物位置エラーの座標と走行距離を表示すると共に、これらのデータも内蔵するメモリ（記録手段）に記憶（記録）する。
【００３４】
なお、このように実測対物位置エラーが検出されると、ビデオカメラ２０がエラーの周辺構造物Ｂの状況を静止画像で記録する。
【００３５】
また、上述のメモリには、全ての周辺構造物Ｂの所在情報および対物位置エラーの所在情報を記憶しているが、実測した周辺構造物Ｂの対物距離が基準位置の内部に侵入する危険状態を検出する作業のみであれば、対物位置エラーの所在情報のみを記憶することで、メモリ容量を少くすることができる。しかし、位置測定後情報を再生してメンテナンス時期を検討する場合は、全ての周辺構造物Ｂの所在情報を記憶するほうが望ましい。
【００３６】
図６は、位置測定車両の他の例として駅舎のプラットホーム（周辺構造物Ｂの例）の位置限界（建築限界）を測定するホーム位置限界測定装置を示し、該装置４０は前述した建築限界測定装置１０に並設するもよく、また単独で構成するもよい。この例では単独構成の場合を説明する。
【００３７】
該ホーム位置限界測定装置４０は、軌道１１上を走行するために車輪１２…を備えた車両１３と、ホーム４１の上面位置と側面位置とを測定するホーム位置測定装置４２とにより構成している。
【００３８】
上述のホーム位置測定装置４２は、ホーム４１の上面位置を測定する上面用レーザ変位計４３ａと、ホーム４１の側面を測定する側面用レーザ変位計４３ｂと、これらのレーザ変位計４３ａ，４３ｂを制御するレーザ変位計制御部４４と、測定値をホーム４１の上面側と側面側とに分けて表示する表示器４５ａ，４５ｂと、車両の走行距離を測定する走行距離計１８と、これらを駆動する電源装置１９とを備え、電源装置１９は、前述の実施例（図１参照）と同様に、例えば、発動発電機で構成して、この電力を車両１３を走行させる駆動源にも利用する。同様に走行距離計１８も前述したように走行距離を測定する。
【００３９】
前述の上面用および側面用のレーザ変位計４３ａ，４３ｂは、回転台４８に立設された支持部材４６からホーム４１の方向に片持ち状に延設された支持アーム４７，４７の各先端に測定方向に向て取付けられており、また、この取付け位置は予め車両１３の中心位置から設定された寸法の位置に決められている。
【００４０】
なお、上述の回転台４８は車両１３に取付けられており、レーザ変位計４３ａ，４３ｂをホーム４１位置側の測定位置と、車両１３側の非測定位置との位置に移動できるように、支持部材４６の軸芯を水平面上で９０度回動させて、それぞれの位置でロックが可能なように構成される。上述の回転台４８の回動は電動機または手動でも良く、各レーザ変位計４３ａ，４３ｂを非測定位置の車両１３側に回動させることによって、非測定時の移動時に外側の構造物に各レーザ変位計４３ａ，４３ｂを接触されて破損させることが防止できる。
【００４１】
また、上述の両レーザ変位計４３ａ，４３ｂは計器としては同じ構成であり、しかも、図２で説明した走査型レーザ測定距離計１５と測定原理は同様であって、レーザビームのパルスを投光し、これの反射光を受光して、その伝搬時間を演算し、この伝搬時間を距離に換算して各計器４３ａ，４３ｂからの距離を測定する。 前述のレーザ変位計制御部４４は、上述のレーザ変位計４３ａ，４３ｂを駆動制御すると共に、上述したパルスの伝搬時間を演算し、さらに、該伝搬時間を距離に換算して、ホーム４１の上面側の距離および側面側の距離を算出する。
【００４２】
上述の各レーザ変位計４３ａ，４３ｂの取付け位置は既に設定された寸法位置にあるので、この値を測定値に加減算することでホーム４１の地上高さ位置、および軌道１１からの離間位置が算出され、これらの位置に対応させた２つの表示器４５ａ，４５ｂにそれぞれ表示する。
【００４３】
また、上述のレーザ変位計制御部４４の内蔵するメモリ（記録手段）には、ホーム４１の対物位置に対する安全基準位置となる地上高さ位置および軌道離間位置の基準位置情報（比較対象物位置情報、例えば、建築限界値）が記憶されており、これらも前述の測定値に対応させて表示し、さらに、該制御部４４はこれら基準位置情報と、実測した測定位置情報とを比較して、その結果をも表示する。 なお、上述したホーム４１の測定値および比較の結果などは、走行距離計１８の基点からの走行距離と関連づけて、該制御部４４に内蔵のメモリに記録される。 図７は、位置測定車両の他の例として軌道１１の軌間距離を測定する軌間限界測定装置を示し、該装置５０は前述した建築限界測定装置１０および／またはホーム位置限界測定装置４０に並設するもよく、また単独で構成するもよい。この例では単独構成の場合を説明する。
【００４４】
該軌間限界測定装置５０は、軌道１１上を走行するために車輪１２…を備えた車両１３と、軌道１１の軌間の距離を測定する軌間測定装置５１とにより構成している。
【００４５】
上述の軌間測定装置５１は、軌道１１の左右のレール１１ａ，１１ｂを内側から斜めした外側に測定方向を向けて、該レール１１ａ，１１ｂの内側角部の位置を測定する左右のレーザ変位計５３ａ，５３ｂと、これらのレーザ変位計５３ａ，５３ｂを制御するレーザ変位計制御部５４と、測定値を左右のレール１１ａ，１１ｂとに分けて表示する表示部５５ａ，５５ｂと、車両の走行距離を測定する走行距離計１８と、これらを駆動する電源装置１９とを備え、電源装置１９は、前述の実施例（図１参照）と同様に、例えば、発動発電機で構成して、この電力を車両１３を走行させる駆動源にも利用する。走行距離計１８も前述したように走行距離を測定する。
【００４６】
前述の左右のレーザ変位計５３ａ，５３ｂは、車両１３に取付けた支持部材５５の下端に取付けられており、また、この取付け位置は予め車両１３の中心位置から設定された寸法の位置に決められている。
【００４７】
また、両レーザ変位計５３ａ，５３ｂは計器としては、前述したホーム位置測定装置４２のレーザ変位計４３ａ，４３ｂと同じ構成であり（図６参照）、レーザビームのパルスを投光し、これの反射光を受光して、その伝搬時間を演算し、この伝搬時間を距離に換算して各計器５３ａ，５３ｂからの距離を測定する。
【００４８】
前述のレーザ変位計制御部５４は、上述のレーザ変位計５３ａ，５３ｂを駆動制御すると共に、上述したパルスの伝搬時間を演算し、さらに、該伝搬時間を距離に換算し、さらに、三角関数演算処理をして、各レール１１ａ，１１ｂの軌間方向（水平幅方向）の距離を算出する。
【００４９】
図８にも示すように、上述の各レーザ変位計５３ａ，５３ｂの取付け位置は既に設定された寸法位置にあるので、この取付けの離間距離ｊ３に左右のレーザ変位計５３ａ，５３ｂが計測した左右の各レール１１ａ，１１ｂまでの軌間方向の距離ｊ１，ｊ２とを加算した軌間距離ｊ（＝ｊ１＋ｊ２＋ｊ３）が算出される。 また、上述のレーザ変位計制御部５４の内蔵するメモリ（記録手段）には、軌道１１の安全基準となる基準軌間距離ｊ０（比較対象物位置情報）が記憶されており、この基準軌間距離ｊ０と実測の軌間距離ｊ比較する。
【００５０】
そして、左右のレール１１ａ，１１ｂに対応させた２つの表示器５５ａ，５５ｂに、規準軌間距離ｊ０、実測した軌間距離ｊ、各レーザ変位計５３ａ，５３ｂ計測した各レール１１ａ，１１ｂまでの距離ｊ１，ｊ２、および比較結果の情報を表示させると共に、これらの情報は制御部５４に内蔵の記録される。
【００５１】
上述の図７で示した軌間限界測定装置５０の軌道１１の測定では、レーザ変位計５３ａ，５３ｂを使用しているが、この軌間距離の測定にはビデオカメラやＣＣＤアレイによる撮像装置を使用することもできる。
【００５２】
図９は、レール１１ａ，１１ｂの軌間距離の測定に上述の撮像装置６０ａ，６０ｂを使用した場合を示し、該撮像装置６０ａ，６０ｂはそれぞれレール１１ａ，１１ｂの直上位置で、該レール１１ａ，１１ｂの上面を撮像するように構成している。そして、これら撮像装置６０ａ，６０ｂで撮像された画像信号が画像処理部６１に入力されて、該画像処理部６１で軌間距離が算出される。
【００５３】
図１０は、上述画像処理により軌間距離を算出する画像処理の説明図であって、レール１１ａに対する撮像装置６０ａについて説明すると、図１０（ａ）において、撮像されたレール１１ａの画像から該レール１１ａ両側エッジｂ１，ｂ２を読取って、読取った両側エッジｂ１，ｂ２からその中心線ｃ１を決定する。
図１０（ｂ）に示すように、レール中心線ｃ１と、撮像装置６０ａの撮像中心線ｃとの位置ずれを読取り、その差分ｊ１を取出す。
【００５４】
同様に、他方のレール１１ｂに対する撮像装置６０ｂについても処理してその差分ｊ２を取出し、さらに、両撮像装置６０ａ，６０ｂの取付け位置は既に設定された寸法位置にあるので、図１０（ｃ）に示すように、この取付けの離間距離ｊ３と、前述の左右の差分ｊ１，ｊ２とを加算することにより軌間距離ｊ（＝ｊ１＋ｊ２＋ｊ３）が算出される。
【００５５】
図１１は、上述した建築限界測定装置１０、ホーム位置限界測定装置４０、軌間限界測定装置５０の各装置の処理を総括した情報処理のフローチャートを示す。 走行距離測定（ステップｎ１）は、車両１３が基点から走行した距離Ｌを走行距離計１８で計測し、
また、対物距離測定（ステップｎ２）は、建築限界測定装置１０であれば、走査型レーザ測定距離計１５およびその制御部１６が、周辺構造物Ｂとの距離（対物距離）と、レーザパルスを投光した方向（角度）とにより、周辺構造物Ｂのｘ軸、ｙ軸によりる対物座標を演算して、周辺構造物Ｂの対物位置情報（対物距離と方向、または、ｘ軸，ｙ軸による対物座標）を測定し、
また、ホーム位置限界測定装置４０であれば、レーザ変位計５３ａ，５３ｂおよびその制御部４４がホーム４１の地上高さ位置、および軌道１１からの離間位置をそれぞれ演算して、ｘ軸，ｙ軸とによる座標で表すホーム位置を測定し、
さらに、軌間距離測（ステップｎ３）は、軌間限界測定装置５０のレーザ変位計５３ａ，５３ｂおよびその制御部５４がレール１１ａ，１１ｂの軌間距離を測定する。
【００５６】
それぞれのステップｎ１，ｎ２，ｎ３で測定した走行距離Ｌ、対物距離ｘ，ｙ、軌間距離ｊは、走行距離Ｌと対物距離ｘ，ｙ、および、走行距離Ｌと軌間距離ｊとを関連付けて対物所在情報として、メモリ７０の所定のエリアに記録（記憶）される（ステップｎ３）。
【００５７】
また、メモリ７０には、対物距離ｘ，ｙ、および、軌間距離ｊに対しては、これらに対応する安全基準値（比較対象物位置情報、例えば、建築限界値）が記録されているので、この基準値と実測された測定値とを比較して（ステップｎ４）、安全基準値を越えて安全性が損なわれる実測測定値があるときは、ＮＧ情報として、その対物所在情報、すなわち、ＮＧを出した走行距離Ｌと対物距離ｘ，ｙ、および、走行距離Ｌと軌間距離ｊとを関連付けてメモリ７０に記録（記憶）する（ステップｎ６）。同時に警報を発信して（ステップｎ７）、対応するモニタ１７や表示器４５ａ，４５ｂ、５５ａ，５５ｂに表示する。また、警報としては、ブザーを設けてこれを駆動するもよく、あるいは、警報ランプを設けてこれを点灯するもよい。
このような計測処理が車両１３の走行と共に順次繰り返し実行される。
【００５８】
上述の実施例の建築限界測定装置１０によれば、周辺構造物Ｂが存在する方向と対物距離とで対象物の対物位置を測定し、さらに、車両１３が軌道１１上を移動した走行位置を走行距離計１８で測定し、これらを関連付けて対象物の所在を示す対象物所在情報（走行距離Ｌと対物距離ｘ，ｙ、および、走行距離Ｌと軌間距離ｊ）をメモリ７０に記録するので、対象物の測定後において、前述の対象物、例えば、橋梁その他の周辺構造物の経年による変位、トンネル内壁面のひび割れ、剥離剥落などの変位変形の有無の記録を読出すことにより、対象物の所在が簡単に把握することができ、危険個所の対処や保守点検時期の設定が容易となる。
【００５９】
さらに、対象物位置測定手段を走査型レーザ測定距離計１５や、レーザ変位計４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂで構成することにより、テレビカメラで測定する場合に比較して、外乱光の影響を受けることなく正確に測定でき、測定値の処理も簡単化されて安価に構成できる。
【００６０】
さらに、測定した、対物距離ｘ，ｙ、軌間距離ｊを予め対象物の危険性のない良好な位置として設定した基準値（比較対象物位置情報、例えば、建築限界値）と比較して、対象物所在情報をメモリ７０に記録することにより、危険性を含んだ対象物の所在情報のみを記録することができ、測定後の保守点検の対象物選択設定が容易となる。
【００６１】
さらに、前述のホーム位置限界測定装置４０によれば、ホーム４１の上面の位置を測定するレーザ変位計４３ａと、ホーム４１の側面の位置を測定するレーザ変位計４３ｂとで、ホーム４１の角部の上下位置、内外位置の測定、および、そのひび割れや剥離剥落などの経年劣化などを測定してホーム４１の保守点検を確実なものにすることができる。
【００６２】
また、前述の軌間限界測定装置５０によれば、軌道１１の軌間を測定することにより、該軌間距離の測定に基づいて軌道の摩耗や損傷あるいは経年変化などを測定して、軌道の保守点検を確実なものにすることができる。
【００６３】
また、軌間距離測定において、軌道の認識をレーザ変位計５３ａ，５３ｂで構成すると、測定値の処理や構成が簡単化されて、安価に構成することができる。 この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の位置測定車両は、実施例の建築限界測定装置１０及び／又はホーム位置限界測定装置４０、及び軌間限界測定装置５０に対応し、
以下同様に、
対物位置測定手段は、位置測定装置１４及び／又はホーム位置測定装置４２に対応し、
記録手段は、走査型レーザ測定距離計制御部１６、レーザ変位計制御部４４、５４が内蔵するメモリ、あるいは、メモリ７０に対応し、
レーザビームによる距離測定手段は、走査型レーザ測定距離計１５に対応し、 投光方向変更手段は、走査型レーザ測定距離計１５を正逆制御するモータ２２に対応し、
撮像手段は、撮像装置６０ａ，６０ｂに対応し、
軌間距離測定手段は、画像処理部６１、レーザ変位計制御部５４に対応するも、この発明は、特許請求の範囲に開示した技術思想に基づいて応用することができ、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】建築限界測定装置の構成図。
【図２】走査型レーザ測定距離計の構成図。
【図３】他の例の走査型レーザ測定距離計の構成図。
【図４】走行距離計の構成説明図。
【図５】モニタの表示説明図。
【図６】ホーム位置限界測定装置の構成図。
【図７】軌間限界測定装置の構成図。
【図８】軌間測定の説明図。
【図９】他の例の軌間測定装置の構成図。
【図１０】図９の軌間測定装置による軌間測定の説明図
【図１１】情報処理のフローチャート。
【符号の説明】
１０…建築限界測定装置
１１…軌道
１３…車両
１４…位置測定装置
１５…走査型レーザ測定距離計
１６…走査型レーザ測定距離計制御部
１８…走行距離計
４０…ホーム位置限界測定装置
４１…ホーム
４２…ホーム位置測定装置
４４，５４…レーザ変位計制御部
５０…軌間限界測定装置
５１…軌間測定装置
６０ａ，６０ｂ…撮像装置
６１…画像処理部
７０…メモリ
Ｂ…周辺構造物
Claims (5)
- ２つの軌道上を走行する車両と、
前記車両に搭載されて軌道に対して上下左右の位置にある対象物の対物位置を測定する対象物位置測定手段と、
前記車両に搭載され該車両の軌道上を移動した走行位置を測定する車両位置測定手段と、
前記２つの軌道の軌間距離を測定する軌間距離測定手段と、
前記対象物位置測定手段が測定した対象物の対物位置情報と、前記車両位置測定手段が測定した車両の走行位置情報と、前記軌間距離測定手段が測定した軌道の軌間距離情報とを関連付けた対象物所在情報を記録する記録手段とを備えた
位置測定車両。 - 予め比較対象として記録している比較対象物位置情報と、前記対象物位置測定手段が測定した実測対象物位置情報とを比較したその結果を記録する記録手段を備えた
請求項１記載の位置測定車両。 - 対物位置に対する安全基準位置となる基準位置情報と、前記対象物位置測定手段で測定した対物位置情報と、前記車両位置測定手段で測定した走行位置情報とを表示するモニタを備えた
請求項１又は２記載の位置測定車両。 - 前記対象物位置測定手段を、
レーザビームを投光する投光部と、
投光されたレーザビームの対象物から反射した反射光を受光する受光部と、
前記対象物に投光した時から対象物からの反射光を受光した時までの時間に基づいて対象物までの対物距離を測定する距離測定手段と、
前記投光部の投光方向を変更する投光方向変更手段とで構成し、
測定した対物距離および投光方向に基づいて対象物の対物位置を測定する構成とした
請求項１、２又は３記載の位置測定車両。 - 前記軌間距離測定手段を、
２つの軌道のそれぞれを撮像する撮像手段と、
該撮像手段が撮像した画像から軌道を認識して軌間の距離を測定する手段とで構成した
請求項１から４のいずれか１つに記載の位置測定車両。
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