JP3964077B2

JP3964077B2 - Trolley wire support insulator height measuring device

Info

Publication number: JP3964077B2
Application number: JP19720299A
Authority: JP
Inventors: 裕樹佐藤; 宗雄佐藤; 元就金谷; 孝夫吉沢
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi Ltd; East Japan Railway Co
Current assignee: Hitachi Ltd; East Japan Railway Co; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1999-07-12
Filing date: 1999-07-12
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2019-07-12
Also published as: JP2001021321A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トロリ線支持碍子の高さ測定装置に関し、詳しくは、トロリ線とトロリ線との接続部であるエアーセクション個所に設けられ、トロリ線を支持柱に支持固定するために使用されるトロリ線支持碍子の高さを検測車上において容易に測定することが可能なトロリ線支持碍子の高さ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トロリ線とトロリ線との接続部であるエアーセクション個所のトロリ線同士の高さ測定には、トロリ線支持碍子の高さ検出が重要な要素となっている。また、エアーセクション個所では、２本のトロリ線が平行して走るので、碍子の高さが低下すると碍子の最下端がパンタグラフに衝突する危険性がある。そのために碍子の高さ測定が必要になる。
従来の碍子の高さ測定は、人手で行われており、トロリ線の摩耗測定や曲引金具等の測定がカメラ撮影により検測車上で行われるようになってきている現在ではトロリ線支持碍子の高さ測定も検測車上で測定できるようにする要請がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、カメラ撮影により碍子高さを測定することが考えられる。この場合、トロリ線の支持碍子の高さ測定は斜め横方向からカメラ撮影をすることが好ましいが、測定対象が高い位置にある上に、トロリ線とトロリ線との接続部であるエアーセクション個所では、トロリ線が邪魔となり斜めからのカメラ撮影が難しくなる。また、検測車上からは十分に横方向にカメラ設定ができないために斜めからの碍子の映像が採取し難い。さらに、カメラ撮影により種々の画像が取り込まれるので、その中から碍子画像を取出す処理のロードが大きくなり、検測車上で短時間に高さ測定を行うことは難しくかつ高速な画像処理と計算処理が要求される。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、トロリ線支持碍子の高さを検測車上において容易に測定することが可能なトロリ線支持碍子の高さ測定装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するためのこの発明のトロリ線支持碍子の高さ測定装置の特徴は、トロリ線を支持するトロリ線支持碍子の高さ測定装置において、検測車から上方に向けて検測車の走行方向と実質的に直角な方向に所定の幅の光束を発生するレーザ光源と、検測車に天地が反転して取付けられトロリ線支持碍子からの光束の反射光を受光してその映像を採取する撮像装置と、この撮像装置から得られるトロリ線支持碍子の下側周辺部の映像を二値化して上下が反転した対象画像を得てこの対象画像を画面表示したときの画像の頂点の水平走査ラインをスタート点として水平走査ライン上の輪郭座標位置を各水平ラインについて順次検出していき手前の水平走査ライン上の輪郭座標位置に対して現在の水平走査ライン上の輪郭座標位置がある範囲内に入ることおよび対象画像の面積が所定の面積範囲にあることにより碍子と判定する碍子画像判定手段と、この碍子画像判定手段により判定された碍子画像について頂点の垂直方向の画像上の座標位置に基づいてトロリ線支持碍子の高さを算出する高さ算出手段とを備えるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
このように、検測車から上方に向けて撮像装置（カメラ）を設置して、碍子の映像を上下反転させて二値化画像を採取することで、最下端を頂点とするほぼ対称な肉厚の弓形湾曲画像を碍子の下側周辺部の画像として得ることができる。これにより碍子画像を特徴のある画像として撮像でき、その分、碍子部分の判定が容易になる。その判定としては、碍子の最下端を頂点としてこれを基準に湾曲の状態を対象画像の輪郭座標位置で判定する。また、肉厚弓形の状態を面積として判定する。これらのことで容易に碍子映像を判定することが可能になる。
この考え方に従って、前記の構成のように碍子画像判定手段を設けて、この対象画像を画面表示したときのその画像の頂点を基準として水平走査ライン上の各輪郭座標位置について手前の輪郭座標位置に対して現在の輪郭座標位置がある範囲内に入ることおよび対象画像の面積が所定の面積範囲にあることにより碍子と判定する。
碍子の映像が抽出できれば、カメラの設置位置で採取した最下端の映像の位置（頂点の画面上の座標位置）とカメラの設置位置との関係により碍子の最下端の高さを得ることができる。
その結果、撮像された画像から高さ測定の処理が実質的にカメラの撮像速度に近いリアルタイムでかつ簡単にでき、高さ測定処理が検測車上において比較的簡単な処理により実現できる。
【０００６】
【実施例】
図１は、この発明のトロリ線支持碍子の高さ測定装置を適用した一実施例のブロック図であり、図２は、その高さ測定処理のフローチャート、図３は、高さ測定処理における碍子判定処理のフローチャート、図４は、その実高さ参照テーブルの説明図、図５は、画像処理の説明図、そして図６は、エアーセクション個所に設けられたトロリ線支持碍子と検測車との関係の説明図である。
図６に示すように、エアーセクション個所では、トロリ線１とトロリ線２とがほぼ同じ高さで平行に走り、トロリ線１が支持柱３に複数の碍子４、４…を経て支持固定され、終点とされる。トロリ線２は、支持柱３とレールを挟んで反対側の支持柱（図示せず）に支持固定され、１個乃至複数の碍子５、５…を経て引継のトロリ線として始点とされる。
碍子４と碍子５とで支持されるそれぞれのトロリ線１、２は、実質的に高さが等しく、数十センチ程度の間隔をおいて一定の距離の間、レール上部に平行に走り、パンタグラフには２本のトロリ線がこのとき同時に接触する。
この場合には、碍子４と碍子５の最下端の高さが問題となる。
【０００７】
図１において、１０は、その碍子４と碍子５の高さを測定するトロリ線支持碍子の高さ測定装置であって、映像採取タイミング検出センサ１１と、レーザ光源１２と、検測車２０の屋根上に天地が反転して取付られたＩＴＶカメラ（二次元のＣＣＤカメラ、以下カメラ）１３、Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）１４、そして画像データ処理装置１５とにより構成される。
ここで、映像採取タイミング検出センサ１１と、レーザ光源１２、そしてカメラ１３との関係は、図示するように、検測車２０の屋根に設置されていて、カメラ１３は、７０度前後の仰角で中空に向けられている。一方、レーザ光源１２は、碍子４（あるいは碍子５、以下では碍子４をもって説明する）を挟んで反対側にカメラ１３とほぼ対称となる位置に８０度前後の仰角で中空に向けられ、帯状の光束（帯状光，図１参照）を碍子４，５をカバーする幅で発生する。
【０００８】
映像採取タイミング検出センサ１１は、所定のレベルの碍子４の下側の面の反射光を受けてカメラ１３のシャッタを動作させ、同時に画像データ処理装置１５の碍子高さを測定するプログラムを起動する。これにより碍子４の下側の輪郭映像がカメラ１３により採取され、高さ測定処理が開始される。なお、映像採取タイミング検出センサ１１を設けることなく、エアーセクション個所において、常時、画像を採取する構成を採ってもよい。この場合には、映像採取タイミング検出センサ１１は不要である。
映像採取タイミング検出センサ１１は、内部にホトダイオード１１１とアンプ（ＡＭＰ）１１２とコンパレータ（ＣＯＭ）１１３とが内蔵されていてコンパレータ１１３により閾値レベルが調整され、あるいは、トロリ線からの反射光に反応しない感度調整がなされる。これによりノイズが除去された検出信号ｄを出力する。
【０００９】
ここで、カメラ１３の撮像映像の画素数を６４０×４００ドットのモノクロ画像とすれば、その１フレーム分の画像データがＡ／Ｄ１４によりＡ／Ｄ変換されて検出信号ｄを受けた画像データ処理装置１５に取込まれる。先に説明したように、カメラ１３は、天地が反転して設置されているので上部の採取映像が画面上で下側となる。
画像データ処理装置１５は、ＭＰＵ１５１とメモリ１５２とＣＲＴディスプレイ１５３、画像メモリ１５４、そしてインタフェース１５５を備えて、バス１５６によりこれら回路が相互に接続されている。
【００１０】
メモリ１５２には二値化処理プログラム２１とノイズ除去処理プログラム２２、構造物除去処理プログラム２３、碍子画像判定プログラム２４、そして碍子実高さ算出プログラム２５とが格納され、Ａ／Ｄ１４からのデータが画像メモリ１５４に一旦記録される。さらにメモリ１５２には、碍子４の最下点の座標位置から碍子の実高さを求めるために実高さ参照テーブル２６が設けられている。
なお、インタフェース１５５を介して接続されたハードディスク等の外部記憶装置１５７もこれには設けられていて、測定結果がこの外部記憶装置１５７に走行距離に応じて記憶される。なお、走行距離測は、距離パルスにより測定される。この測定位置の検出等については周知であるので割愛する。
【００１１】
二値化処理プログラム２１は、このプログラムがＭＰＵ１５１に実行されたときに、画像メモリ１５４に記憶された１フレーム分（あるいは１フィールド分）のデータを所定の閾値で比較演算をして二値化処理して画像メモリ１５４に再記憶する。この二値化処理により一定レベル以下の反射映像が検出対象から排除される。
ノイズ除去処理プログラム２２は、このプログラムがＭＰＵ１５１に実行されたときに、二値化処理された画像メモリ１５４のデータから画素（特に水平方向の画素数分）を基準としていわゆるノイズに対応する映像をテンプレート画像としてテンプレート処理により画像メモリ１５４の画像データからノイズを除去する。
【００１２】
構造物除去処理プログラム２３は、テンプレート画像として、例えば、トロリ線をレーザが横切った画像を用意しておき、１画面の画像にテンプレート画像を通過させ、その時のテンプレート画像と実質的に一致する画像があればこれを画像から除去する。例えば、図５（ｃ）〜（ｆ）に示すような碍子以外の構造物の画像を持ち、テンプレート処理により画像メモリ１５４の画像データから図５（ｃ）〜（ｆ）に示すような碍子以外の構造物の映像を除去する。図５（ｃ）は、碍子画像Ｇのほかに、金具画像Ｋとトロリ線の画像Ｔが画像メモリ１５４に採取された場合であって、構造物除去処理プログラム２３の実行により金具画像Ｋとトロリ線の画像Ｔが構造物ノイズとして除去される。図５（ｄ）は、トロリ線Ｔと曲引金具Ａの構造物ノイズ画像であり、図５（ｅ）は、トンネル壁面等の画像Ｂであり、図５（ｄ）は、トロリ線コネクタ部Ｃの画像である。
これらの画像は、構造物除去処理プログラム２３の実行により採取画像からテンプレート処理により除去される。最終的には図５（ｃ）のような湾曲した弓形の碍子画像Ｇが残される。なお、これら図５の各図において画面のＸ座標（水平走査方向）は、検測車２０と直角方向であり、画面のＹ座標（垂直走査方向）は、碍子４の高さ方向に対応している。
【００１３】
碍子画像判定プログラム２４は、さらに、二値化処理と構造物除去処理で残った画像、例えば、除去しきれないで残った図５（ｃ）〜（ｆ）に示すような構造物を含む画像から碍子を判別するプログラムであって、図５（ｃ）の碍子画像Ｇが本当に碍子の画像か否か判定する処理を行うプログラムであって、このプログラムがＭＰＵ１５１に実行されたときに、ノイズの除去された画像から各水平走査ライン上において白黒に二値化された画像データにおいて得られた画像の頂点の座標位置を基準として映像の水平走査ライン上の前縁と後縁の座標に基づいて碍子形状の判定を行う。これは、碍子であれば、肉厚がある弓形湾曲画像であり、しかも上下を反転させるられている二値化画像である。そこで、対象画像を画面表示したときのその画像の頂点を基準として水平走査ライン上の各輪郭座標位置について手前の輪郭座標位置に対して現在の輪郭座標位置がある範囲内に入ることおよび対象画像の面積が所定の面積範囲にあることにより碍子と判定するものである。
すなわち、画像の部分の水平走査ラインに採った前縁と後縁のエッジ画素座標を取出して次の水平走査ラインとの差を算出して、この差が一定の範囲のものであって（弓形に湾曲していてかつ画像の頂点に対してほぼ左右対称的な画像となることとによる。）、かつ、画像部分の面積が一定の基準範囲にあるときに碍子と判定する。
その詳細は後述するが、それは、碍子の画像の外形の曲率の変化を判定するものである。その結果として図５（ａ）に示されるような上下が反転し、碍子の最下端が上になった弓形の碍子画像Ｇを抽出する。
碍子実高さ算出プログラム２５は、このプログラムがＭＰＵ１５１に実行されたときに、碍子の頂点の座標を検出してこの座標から実高さ参照テーブル２６（図４参照）を参照して碍子の実高さを算出する。
【００１４】
以下、図２のフローチャートに従って碍子高さ算出処理について説明する。
まず、映像採取タイミング検出センサ１１の起動信号を受けて画像データ処理装置１５は、まず、Ａ／Ｄ１４からのデータを画像メモリ１５４に取込む（ステップ１０１）。そして、二値化処理プログラム２１をコールして採取した画像データの二値化処理をし（ステップ１０２）、次に、ノイズ除去処理プログラム２２をコールしてノイズ除去処理をする（ステップ１０３）。さらに、構造物除去処理プログラム２３をコールして構造物の除去を行う（ステップ１０４）。通常、各種の画像がことのとき採取されているので、ここでは、画像の固まりが複数個あると仮定して、順次碍子画像か否か判定するために最終画像における各画像のブロックに対応して名前を付けるラベリング処理を行う（ステップ１０５）。そして、それぞれのラベリングされた対象画像についてそれが本当に碍子の画像Ｇか否か判定する（ステップ１０６）。ここでＹＥＳとなり、碍子と判定されたときには、碍子の頂点Ｐの表示画面上の座標（Ｘo，Ｙo）のうちのＹ座標Ｙoから図５の実高さ参照テーブル２６を参照して実際の画像上での高さＹを求める。そして、最後に碍子高さをＹ＋Ｙrにより高さＨを算出する（ステップ１０７）。なお、Ｙrは、検測車２０上で決定されるのカメラ１３の表示画面Ｄの上端の地上からみた基準高さ（図１参照）である。
なお、ステップ１０６の判定で碍子でないと判定（ＮＯ）されたときには、この処理を終了する。
【００１５】
次に、碍子判定処理１０６のステップの詳細について図３のフローチャートと図５（ｂ）に従って説明する。図５（ｂ）は、ステップ１０６の判定の結果得られた碍子４の画像Ｇの部分を取出したものである。
碍子判定処理として画像メモリ１５４の画像データから上下が反転した碍子４の対象画像を画面表示したときの画像Ｇについて、まず、その頂点のＸ座標Ｘoを検出してメモリ１５２に頂点Ｐの座標（Ｘo，Ｙo）を記憶する（ステップ２０１）。次に、対象画像（碍子画像Ｇ）のエッジのＸ座標を検出してそれを記憶する（ステップ２０２）。これは、図５（ｂ）に示すように、前記頂点Ｐの水平走査ラインをスタート点として、次の水平走査ラインにおいてＸ座標における前縁のエッジ座標ＸS1と後縁のエッジ座標ＸE1を検出する処理である。さらに、次の水平走査ラインにおいてＸ座標における前縁のエッジ座標ＸS2と後縁のエッジ座標ＸE2を検出し、このようにして対象画像が占める水平十数ライン〜数十ライン分（図では説明の都合上５本の水平ライン）のエッジ座標検出を行う。また、この場合、碍子４の内側の湾曲部のエッジが存在したときには、そのエッジ座標を内側エッジとしてそれぞれの後縁、前縁エッジをＸ座標をＸEa、ＸSaとして検出する（図５（ｂ）参照）。なお、エッジの座標は、画像部分を白とすれば、黒レベルから白レベルに変化した水平ライン上での最初の画素位置に相当する点である。
【００１６】
次に、まず、碍子４の画像Ｇの頂点座標Ｘoからエッジ検出ができなくなるまでの対象画像（碍子画像Ｇ）における水平走査ラインの総数Ｎを算出する（ステップ２０３）。そして、水平走査ライン総数Ｎが碍子としての所定の範囲Ｎ1〜Ｎ2の範囲にあるか否かの判定を行う（ステップ２０４）。ここで所定の範囲外となって、ＮＯ条件が成立するとこの処理を終了する。ここで、ＹＥＳとなると、次にＸ座標における各水平走査ラインにおける碍子画像Ｇ（対象画像）のエッジ座標から面積Ｓを総画素数により算出する（ステップ２０５）。次に、面積Ｓが碍子としての所定の範囲Ｓ1〜Ｓ2の範囲にあるか否かの判定を行う（ステップ２０６）。ここでＮＯ条件となるとこの処理を終了する。
【００１７】
ステップ２０６で、ＹＥＳとなると、次に１つ前の水平走査ラインの輪郭のエッジについて、まず、前縁座標ＸSi同士の差ΔＸSi＝ＸSi−ＸSi+1の算出を行い（ステップ２０７）、差ΔＸSiをメモリ１５２に記憶して（ステップ２０８）、差ΔＸSiが所定値Ｘr以下か否かを判定する（ステップ２０９）。これは、碍子４の輪郭エッジの曲率を判定しているものであって、碍子の画像であればその水平走査ラインからみた輪郭増加は、一定範囲で増加するはずである。これにより前縁からみた輪郭映像について相似形となるような類似画像を排除する。そこで、ここでＮＯ条件となるとこの処理を終了する。
なお、この場合、碍子４の内側の湾曲部のエッジＸSa、ＸSb…があるときには、所定値Ｘrは、Ｘiに置き換えられてステップ２０９の判定が行われる。ただし、Ｘr＜Ｘiである。なお、これら所定値Ｘr、Ｘiは、実測値に基づいて決定される。
【００１８】
さて、ステップ２０９においてＹＥＳのときには、次にΔＸSiが−Ｍより大きいか否かが判定される（ステップ２１０）。碍子の画像であればその輪郭は増加し、負にはならないが、画像ノイズや採取条件に応じて多少負になることもあるので、この判定を行う。碍子は、ここで行う一定より以上の大きな負の値（−Ｍ）にはならない。そこで、ここでＮＯ条件となるとこの処理を終了する。
次に、対象画像に含まれる水平走査ライン数Ｎ本がすべて終了か、否かの判定をして（ステップ２１１）、ＮＯのときにはiを次の水平走査ライン（ｉ＝ｉ＋１）に更新して（ステップ２１２）、ステップ２０７と戻り、iを更新しながらステップ２０７を経て差ΔＸSiをメモリに順次記憶し、ステップ２０９の判定を繰り返す。そして、差ΔＸSiが所定値Ｘr（あるいはＸi）以上となり、ステップ２０９の判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終了する。ステップ２１０でＮＯとなった場合もこの処理を終了する。なお、この場合のステップ２０７の計算は、頂点Ｐの座標Ｘoを含めるものである。したがって、最初の演算は、ΔＸSo＝ＸSo−ＸS1の算出であって、これによりステップ２０８で差ΔＸSoの判定をすることになる。
【００１９】
さて、ステップ２１１の判定でＹＥＳとなると、後縁判定か否かの判定をして（ステップ２１３）、ここで最初はＮＯとなるので、このときにはステップ２０７に換わってステップ２０７ａの後縁側の処理に切換わる選択となり、ステップ２０７ａへと移り、後縁座標ＸEi同士の差ΔＸEi＝ＸEi+1−ＸEiの算出を行う（ステップ２０７ａ）。今度は差ΔＸEiをメモリ１５２に記憶して（ステップ２０８）、前記と同様に差ΔＸEiが所定値Ｘr以上か否かを判定する（ステップ２０９）。この後縁座標の判定のときには、前記のステップ２０７に換えてステップ２０７ａに戻る繰り返し処理になる。そして前記と同様にステップ２０９、２１０の判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。これにより後縁からみた輪郭映像について相似形となるような類似画像を排除する。
なお、この場合、前記と同様に碍子４の内側の湾曲部のエッジＸEa、ＸEb…があるときには、所定値Ｘrは、Ｘiに置き換えられてステップ２０９の判定が行われる。
【００２０】
このようにして、ステップ２１３の判定で後縁とされてＹＥＳとなり、前縁の判定と後縁の判定が行われると、ステップ２１４に移る。ここで、前記の頂点を開始点として対象画像の最終水平走査ラインであるＮ本目について前縁と後縁のラインの差Ｌをそれぞれの座標からその差として算出し（ステップ２１４）、差ＬがＬr以下かの判定（Ｌ≦Ｌr）をする（ステップ２１５）。この判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。映像の最終ラインは、一定値以下であり、碍子は弓形であるので、最終ラインの前縁から後縁の距離は、一定の値以下になる。そうでない場合には、碍子ではない。
なお、このステップ２１５の判定は、弓形の最終ラインの碍子の最小値をＬｑとし、碍子の最大値をＬrとして、範囲判定としてＬｑ≦Ｌ≦Ｌrとして碍子であるか否かを判定してもよい。
さて、ステップ２１５でＹＥＳとなると、こんどは、二次の差値としてメモリ１５２に記憶されたΔＸSiを順次読出してさらにΔΔＸSi=ΔＸSi-ΔＸSi+1の演算を行い（ステップ２１６）、差ΔΔＸSiをメモリ１５２に記憶して（ステップ２１７）、差ΔΔＸSiが所定値ΔＸr以下か否かを判定する（ステップ２１８）。ここでＮＯ条件となるとこの処理を終了する。これにより前縁からみた輪郭映像について曲率に沿って段階的に所定の範囲で変化するものを抽出し、それ以外のものを碍子でないものとしてここで排除する。
そして、ここでＹＥＳとなると、水平走査ラインすべて終了か、否かの判定をして（ステップ２１９）、ＮＯのときにはiを次の水平走査ラインとして更新（ｉ＝ｉ＋１）し（ステップ２２０）、ステップ２１６へと戻り、iを更新しながらステップ２１７を経て差ΔΔＸSiをメモリに順次記憶するとともにステップ２１８の判定を繰り返す。
【００２１】
ステップ２１９の判定でＹＥＳとなると、最初は、前記ステップ２１３と同様に後縁判定か否かの判定をして（図示せず）、ここでＮＯとなるので、このときにはステップ２１６に換わってステップ２１６ａの後縁側の処理に切換わる選択となり、ステップ２１６ａへと移り、後縁座標ＸEi同士の差ΔΔＸEi＝ΔＸEi-1−ＸEiの算出を行い（ステップ２１６ａ）。今度は差ΔＸEiをメモリ１５２に記憶して（ステップ２１７）、前記と同様に差ΔＸEiが所定値Ｘr以上か否かを判定する（ステップ２１８）。この後縁座標の判定のときには、前記のステップ２１６に換えてステップ２１６ａに戻る繰り返しになる。そして前記と同様にステップ２１７の判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。これにより後縁からみた輪郭映像について曲率に沿って段階的に所定の範囲で変化するものを抽出し、それ以外のものを排除する。
【００２２】
次に、ステップ２１９でＹＥＳとなると、メモリ１５２に記憶ΔΔＸSiを読出

の判定をする（ステップ２２１）。この判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。すなわち、二次の差値において絶対値が所定値Ｎより大きいものは曲率が順次減少する特性ではないことを意味する。よって、碍子ではない。
以上の結果、ステップ２２１でＹＥＳとなると、碍子の画像Ｇが決定され、図２のフローチャートの１０７へと戻る。そして、次に頂点座標（Ｘo，Ｙo）から座標Ｙoの実高さを実高さ参照テーブル２６を参照して算出してＹ＝Ｙo＋Ｙｒにより碍子高さを算出する。
【００２３】
なお、前記のステップ２２１の判定の後に、ステップ２２１でＹＥＳとなったときに、次に、ΔΔＸSiが負の値をカウントする。そのカウント値が＜Ｑの判定を加えるとよい。この判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。二次の差値において負値が所定値の個数Ｐ以上あるときには映像採取上の問題ではなく、実際のものが負値の極性を持つからであり、これは、曲率が順次減少する特性ではないことを意味する。よって、この場合も碍子ではない。
同様に得、次に、ΔΔＸEiが負の値をカウントする。そのカウント値が＜Ｑの判定をする。この判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。これも前記と同じ理由である。このような判定をさらに加えることで碍子の判定はより確実になる。
ところで、ステップ２０４、ステップ２０６、ステップ２０９、ステップ２１０、ステップ２１５、ステップ２１８、そしてステップ２２１の各処理においてＮＯとなって、ここでの処理が終了したときは次のような処理になる。
図２の処理へと戻り、図２のステップ１０５においてラベリング処理をした判定対象となるブロックがさらに残されたいるときには、点線で示すように、ステップ１０５に戻って、ラベリングされた別のブロックについて再びステップ１０６で碍子判定処理をする。そのような残りブロックがないときには、ステップ１０６でＮＯとなったときに点線で示すように処理が終了する。なお、このとき、後述するように、常時カメラ１３を撮像状態で動作させて碍子判定するときには、ステップ１０１に戻り、処理は継続し、電源が遮断されるまで続けられる。
【００２４】
図４は、その実高さ参照テーブル２６の説明図である。カメラ１３により採取した映像は、下方から上部に向けてカメラを設定しているので、上側と下側とでは、水平走査の１ラインについての距離の割合が相違し、リニアな関係になっていない。また、ここでは、天地が逆転しているので、画像の上側に水平走査の１ラインの高さに対して表示画面Ｄにおいては、上から下に向かって高さが圧縮された関係にある。この関係を考慮して実際の水平走査ラインに対応した高さを示すのが、実高さ参照テーブル２６である。
欄２６ａは、Ｙ座標の座標値であり、欄２６ｂが頂点Ｐの座標値Ｙoに対する実高さを示す。
【００２５】
以上説明してきたが、実施例では、差値ΔＸSi＝ＸSi+1−ＸSiについてそれぞれｉを更新して判定を最終まで行った後に、差値ΔＸEi＝ＸEi+1−ＸEiの判定に移行しているが、これは、差値ΔＸSi＝ＸSi+1−ＸSiと差値ΔＸEi＝ＸEi+1−ＸEiの算出と判定を同じｉの値について順次行って後にｉの値を更新していくものであってもよい。
また、実施例では、差ΔＸEiをΔＸEi＝ＸEi+1−ＸEiにより算出しているが、これは、ΔＸEi＝ＸEi−ＸEi+1により算出してもよい。この場合には算出結果が負となるので、以後の判定を負として行うことになる。このことは、差ΔΔＸEi＝ΔＸEi-1−ＸEiの演算についても同様である。
また、差ΔＸSiと差ΔＸEi、そして差ΔΔＸSiと差ΔΔＸEiを個別に所定値ＭあるいはＱを基準として判定しているが、これは、それぞれ絶対値を採って順次判定するようにしてもよい。
また、実施例では、映像採取タイミング検出センサ１１を用いて碍子画像を採取するようにしているが、このようなタイミング検出センサを使用しないときには、碍子判定処理で碍子でないと判定された後にカメラ１３をシャッタ動作させて画像を採取し、これに応じて図２のプログラムをスタートさせるか、あるいは、画像採取として定期的にカメラ１３をシャッタ動作させて、これに応じて定期的な割込み処理で図２のプログラムをスタートさせればよい。
【００２６】
ところで、以上の実施例では、カメラ１３のシャッタをその都度動作させて碍子の映像を採取するものであるが、この発明では、碍子の判定が非常に短時間で済むので、これとは別に、カメラ１３をシャッタ動作させることなく、カメラ１３を常時撮像状態設定しておき、走行する検測車上において碍子画像をリアルタイムで高速に採取することができる。このように、常時撮像状態で高速で画像を採取するときには、二値化処理プログラム２１、ノイズ除去処理プログラム２２、そして構造物除去処理プログラム２３は、それぞれプログラム処理によることなく、二値化回路、ノイズ除去回路、構造物除去回路とし、ハードウエハの回路として設けて高速処理をするとよい。これにより、それぞれカメラ１３から採取された１フィールドあるいは１フレーム対応に画像データをさらに高速に処理することができる。その結果、碍子判定処理を含めた全体の処理を１フィールドの画像に対応する、１／６０秒以内で行う程度まで高速化が可能になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、この発明にあっては、碍子画像判定手段を設けて、この対象画像を画面表示したときのその画像の頂点を基準として水平走査ライン上の各輪郭座標位置について手前の輪郭座標位置に対して現在の輪郭座標位置がある範囲内に入ることおよび対象画像の面積が所定の面積範囲にあることにより碍子と判定する。
碍子の映像が抽出できれば、カメラの設置位置の採取した最下端の映像の位置（頂点の画面上の座標位置）とカメラの設置位置との関係により碍子の最下端の高さを得ることができる。
その結果、撮像された画像から高さ測定の処理が実質的にカメラの撮像速度に近いリアルタイムでかつ簡単にでき、高さ測定処理が検測車上において比較的簡単な処理により実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明のトロリ線支持碍子の高さ測定装置を適用した一実施例のブロック図である。
【図２】図２は、その高さ測定処理のフローチャートである。
【図３】図３は、高さ測定処理における碍子判定処理のフローチャートである。
【図４】図４は、その実高さ参照テーブルの説明図である。
【図５】図５は、画像処理の説明図であって、（ａ）は、碍子画像の説明図、（ｂ）は、その判定処理におけるエッジ座標の説明図、（ｃ）〜（ｆ）は、碍子と認識されそうな各種構造物の画像の説明図である。
【図６】図６は、エアーセクション個所に設けられたトロリ線支持碍子と検測車との関係の説明図である。
【符号の説明】
１，２…トロリ線、３…支持柱３、
４，５…碍子、
１１…映像採取タイミング検出センサ、
１２…レーザ光源、１３…カメラ、
１４…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）、
１５…画像データ処理装置、１５１…ＭＰＵ、
１５２…メモリ、１５３…ＣＲＴディスプレイ、
１５４…画像メモリ、１５５…インタフェース、
１５６…バス、１５７…外部記憶装置、
２１…二値化処理プログラム、
２２…ノイズ除去処理プログラム、
２３…構造物除去処理プログラム、
２４…碍子画像判定プログラム、
２５…碍子実高さ算出プログラム、
２６…実高さ参照テーブル。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a height measuring device for a trolley wire support insulator, and more specifically, is provided at an air section where a trolley wire is connected to the trolley wire, and is used to support and fix the trolley wire to a support column. The present invention relates to a height measuring device for a trolley wire support insulator, which can easily measure the height of the trolley wire support insulator on an inspection vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, detection of the height of the trolley wire support insulator has been an important element for measuring the height of the trolley wires at the air section, which is the connection between the trolley wire and the trolley wire. Further, since the two trolley lines run in parallel at the air section, there is a risk that the bottom end of the insulator collides with the pantograph when the height of the insulator is lowered. For this purpose, it is necessary to measure the height of the insulator.
Conventional height measurement of insulators is performed manually, and trolley wire wear measurement and bent metal fittings are now measured on the inspection vehicle by camera photography. There is a request to be able to measure the height of the insulator on the inspection vehicle.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, it is conceivable to measure the height of the insulator by camera photography. In this case, it is preferable that the height of the support insulator of the trolley wire is taken from the oblique direction. But The fixed object is at a high position, and at the air section where the trolley wire is connected to the trolley wire, the trolley wire becomes a hindrance, making it difficult to take a camera from an oblique direction. In addition, since the camera cannot be set in the horizontal direction from the inspection vehicle, it is difficult to collect the image of the eggplant from an angle. Furthermore, since various images are captured by camera shooting, the load of processing to extract the insulator image from among them increases, and it is difficult and high-speed image processing and calculation to perform height measurement in a short time on the inspection vehicle. Processing is required.
An object of the present invention is to solve such problems of the prior art, and the height of the trolley wire support insulator that can easily measure the height of the trolley wire support insulator on the inspection vehicle. It is to provide a measuring device.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the height measuring device of the trolley wire support insulator of the present invention is characterized in that the trolley wire support insulator height measuring device for supporting the trolley wire is detected upward from the inspection vehicle. A laser light source that generates a light beam of a predetermined width in a direction substantially perpendicular to the traveling direction of the vehicle and a light beam reflected from the trolley wire support insulator that is mounted on the inspection vehicle with the top and bottom reversed. An image of the imaging device that collects the image and an image obtained by binarizing the image of the lower periphery of the trolley wire support insulator obtained from the imaging device to obtain a target image that is inverted up and down and displaying the target image on the screen Vertex of The horizontal coordinate line on the horizontal scan line is sequentially detected for each horizontal line starting from the horizontal scan line. in front of On a horizontal scan line Current for contour coordinate position On a horizontal scan line An insulator image determining means for determining that the contour coordinate position falls within a certain range and the area of the target image is within a predetermined area range, and the vertical direction of the vertex of the insulator image determined by the insulator image determining means And a height calculating means for calculating the height of the trolley wire support insulator based on the coordinate position on the image.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In this way, an imaging device (camera) is installed upward from the inspection vehicle, and a binarized image is obtained by inverting the image of the insulator upside down. A thick bow-shaped curved image can be obtained as an image of the lower peripheral portion of the insulator. As a result, the insulator image can be captured as a characteristic image, and the insulator portion can be easily determined accordingly. As the determination, the curving state is determined based on the contour coordinate position of the target image with the lowest end of the insulator as the apex. Further, the state of the thick bow is determined as the area. Thus, it is possible to easily determine the insulator video.
In accordance with this concept, an insulator image determination means is provided as in the above-described configuration, and each contour coordinate position on the horizontal scanning line is set to the previous contour coordinate position with reference to the vertex of the image when the target image is displayed on the screen. On the other hand, when the current contour coordinate position falls within a certain range and the area of the target image is within a predetermined area range, it is determined as an insulator.
If the image of Isogo can be extracted, the camera installation position Picked in The height of the bottom end of the insulator can be obtained by the relationship between the position of the bottom end image taken (the coordinate position of the vertex on the screen) and the camera installation position.
As a result, height measurement processing can be easily performed from the captured image in real time, which is substantially close to the imaging speed of the camera, and height measurement processing can be realized by relatively simple processing on the inspection vehicle.
[0006]
【Example】
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment to which the height measuring device for a trolley wire supporting insulator according to the present invention is applied, FIG. 2 is a flowchart of the height measuring process, and FIG. 3 is an insulator in the height measuring process. FIG. 4 is an explanatory diagram of the actual height reference table, FIG. 5 is an explanatory diagram of the image processing, and FIG. 6 is an illustration of the trolley wire support insulator provided at the air section and the inspection vehicle. It is explanatory drawing of a relationship.
As shown in FIG. 6, at the air section, the trolley wire 1 and the trolley wire 2 run in parallel at substantially the same height, and the trolley wire 1 is supported and fixed to the support column 3 via a plurality of

insulators

4, 4,. The end point. The trolley wire 2 is supported and fixed to a support column (not shown) on the opposite side across the support column 3 and the rail, and is set as a start point as a take-up trolley line through one or

more insulators

5, 5.
The

trolley lines

1 and 2 supported by the insulator 4 and the insulator 5 are substantially equal in height and run parallel to the upper part of the rail for a certain distance at intervals of several tens of centimeters. Two trolley wires touch at the same time.
In this case, the height of the lowermost ends of the insulator 4 and the insulator 5 becomes a problem.
[0007]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a trolley wire support insulator height measuring device for measuring the heights of the insulator 4 and the insulator 5, and includes a video sampling timing detection sensor 11, a laser light source 12, and an inspection vehicle 20. An ITV camera (two-dimensional CCD camera, hereinafter referred to as camera) 13, an A / D conversion circuit (A / D) 14, and an image data processing device 15 are mounted on the roof with the top and bottom inverted.
Here, the relationship between the image collection timing detection sensor 11, the laser light source 12, and the camera 13 is installed on the roof of the inspection vehicle 20, as shown in the figure, and the camera 13 has an elevation angle of around 70 degrees. It is aimed hollow. On the other hand, the laser light source 12 is directed hollowly at an elevation angle of about 80 degrees at a position almost symmetric with the camera 13 on the opposite side across the insulator 4 (or the insulator 5, which will be described below with the insulator 4). A light beam (band-like light, see FIG. 1) is generated with a width that covers the

insulators

4 and 5.
[0008]
The video collection timing detection sensor 11 receives the reflected light of the lower surface of the insulator 4 at a predetermined level to operate the shutter of the camera 13 and simultaneously starts a program for measuring the insulator height of the image data processing device 15. . As a result, the lower contour image of the insulator 4 is collected by the camera 13, and the height measurement process is started. In addition, the structure which always image | photographs may be taken in an air section location, without providing the image | video collection timing detection sensor 11. FIG. In this case, the video collection timing detection sensor 11 is not necessary.
The image capturing timing detection sensor 11 includes a photodiode 111, an amplifier (AMP) 112, and a comparator (COM) 113, and the threshold level is adjusted by the comparator 113 or does not react to reflected light from the trolley line. Sensitivity adjustment is made. As a result, the detection signal d from which noise has been removed is output.
[0009]
Here, the image captured by the camera 13 Painting If the prime number is a monochrome image of 640 × 400 dots, the image data for one frame is A / D converted by the A / D 14 and taken into the image data processing device 15 that has received the detection signal d. As described above, since the camera 13 is installed upside down, the upper collected video is on the lower side on the screen.
The image data processing device 15 includes an MPU 151, a memory 152, a CRT display 153, an image memory 154, and an interface 155, and these circuits are connected to each other by a bus 156.
[0010]
The memory 152 stores a binarization processing program 21, a noise removal processing program 22, a structure removal processing program 23, an insulator image determination program 24, and an insulator actual height calculation program 25. Data from the A / D 14 is stored in the memory 152. Once recorded in the image memory 154. Further, the memory 152 is provided with an actual height reference table 26 for obtaining the actual height of the insulator from the coordinate position of the lowest point of the insulator 4.
Note that an external storage device 157 such as a hard disk connected via the interface 155 is also provided, and the measurement result is stored in the external storage device 157 according to the travel distance. The mileage measurement is measured by a distance pulse. Since the detection of the measurement position is well known, it is omitted.
[0011]
When this program is executed by the MPU 151, the binarization processing program 21 compares the data for one frame (or one field) stored in the image memory 154 with a predetermined threshold and binarizes the data. Process and store in image memory 154 again. By this binarization processing, the reflected image below a certain level is excluded from the detection target.
When this program is executed by the MPU 151, the noise removal processing program 22 generates an image corresponding to so-called noise from the binarized data of the image memory 154 on the basis of pixels (particularly the number of pixels in the horizontal direction). Noise is removed from the image data in the image memory 154 by template processing as a template image.
[0012]
The structure removal processing program 23 prepares, for example, an image in which a laser crosses a trolley line as a template image, passes the template image through an image on one screen, and an image that substantially matches the template image at that time If there is, remove it from the image. For example, it has an image of a structure other than the insulator as shown in FIGS. 5C to 5F, and other than the insulator as shown in FIGS. 5C to 5F from the image data in the image memory 154 by template processing. Remove the image of the structure. FIG. 5C shows a case in which, in addition to the insulator image G, the bracket image K and the trolley line image T are collected in the image memory 154, the bracket image K and the trolley are obtained by executing the structure removal processing program 23. The line image T is removed as structure noise. 5D is a structure noise image of the trolley wire T and the bent metal fitting A, FIG. 5E is an image B of a tunnel wall surface, and FIG. 5D is a trolley wire connector portion. It is an image of C.
These images are stored in the structure removal processing program 23. The fruit The line is removed from the collected image by template processing. Eventually, a curved bow-shaped insulator image G as shown in FIG. 5C is left. 5, the X coordinate (horizontal scanning direction) of the screen is a direction perpendicular to the inspection vehicle 20, and the Y coordinate (vertical scanning direction) of the screen corresponds to the height direction of the insulator 4. ing.
[0013]
The insulator image determination program 24 further includes an image remaining in the binarization process and the structure removal process, for example, an image including a structure as illustrated in FIGS. 5 is a program for determining whether the insulator image G in FIG. 5C is really an insulator image, and when this program is executed by the MPU 151, the noise Based on the coordinates of the leading and trailing edges on the horizontal scanning line of the video with reference to the coordinate position of the vertex of the image obtained in the image data binarized in black and white on each horizontal scanning line from the removed image Judge the insulator shape. This is an arcuate curved image having a thick thickness in the case of an insulator, and a binarized image that is inverted upside down. Therefore, with respect to each contour coordinate position on the horizontal scanning line with reference to the vertex of the image when the target image is displayed on the screen, the current contour coordinate position falls within a certain range with respect to the previous contour coordinate position, and the target image Is determined to be an insulator when the area is within a predetermined area range.
That is, the edge pixel coordinates of the leading edge and trailing edge taken on the horizontal scanning line of the image portion are extracted. next The difference from the horizontal scanning line is calculated, and this difference is within a certain range (because the image is curved in an arc and is almost symmetrical with respect to the vertex of the image). And when the area of an image part exists in a fixed reference range, it determines with a lever.
Although the details will be described later, it is to determine a change in the curvature of the outer shape of the insulator image. As a result, an upside down image as shown in FIG. 5A is inverted, and an arcuate insulator image G with the bottom end of the insulator up is extracted.
When this program is executed by the MPU 151, the insulator actual height calculation program 25 detects the coordinates of the vertex of the insulator and refers to the actual height reference table 26 (see FIG. 4) from this coordinate to determine the actual Calculate the height.
[0014]
Hereinafter, the insulator height calculation process will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, the image data processing device 15 receives the activation signal from the video collection timing detection sensor 11 and first takes the data from the A / D 14 into the image memory 154 (step 101). Then, the binarization processing program 21 is called to binarize the collected image data (step 102), and then the noise removal processing program 22 is called to perform noise removal processing (step 103). Further, the structure removal processing program 23 is called to remove the structure (step 104). Since various images are usually collected at this time, it is assumed here that there are a plurality of image clusters, and in order to sequentially determine whether or not the image is a cocoon image, it corresponds to each image block in the final image. The labeling process for naming is performed (step 105). Then, it is determined whether or not each labeled target image is really an insulator image G (step 106). If YES is determined here and the object is determined to be an insulator, an actual image is referred to from the Y coordinate Yo of the coordinates (Xo, Yo) of the vertex P of the insulator on the display screen with reference to the actual height reference table 26 of FIG. Find the height Y above. Finally, the height H is calculated from the height of the insulator by Y + Yr (step 107). Yr is a reference height (see FIG. 1) as viewed from the ground at the upper end of the display screen D of the camera 13 determined on the inspection vehicle 20.
If it is determined in step 106 that the object is not an insulator (NO), this process ends.
[0015]
Next, details of the steps of the lever determining process 106 will be described with reference to the flowchart of FIG. 3 and FIG. FIG. 5B shows a portion of the image G of the insulator 4 obtained as a result of the determination in step 106.
For the image G when the target image of the insulator 4 that is vertically inverted from the image data of the image memory 154 is displayed on the screen as the insulator determination processing, first, the X coordinate Xo of the vertex is detected and the coordinates of the vertex P (in the memory 152) Xo, Yo) is stored (step 201). Next, the X coordinate of the edge of the target image (insulator image G) is detected and stored (step 202). As shown in FIG. 5B, starting from the horizontal scanning line of the vertex P, the leading edge edge coordinate XS1 and trailing edge coordinate XE1 in the X coordinate are detected in the next horizontal scanning line. It is processing. Further, in the next horizontal scanning line, the leading edge coordinate XS2 and trailing edge coordinate XE2 in the X coordinate are detected, and in this way the horizontal dozen lines to dozens of lines occupied by the target image (not shown in the figure). Edge coordinates are detected for 5 horizontal lines for convenience. Further, in this case, when the edge of the curved portion inside the insulator 4 exists, the trailing edge and the leading edge of the edge coordinate are detected as XEa and XSa, respectively, with the edge coordinate as the inner edge (FIG. 5B). reference). Note that the coordinates of the edge are points corresponding to the first pixel position on the horizontal line that has changed from the black level to the white level if the image portion is white.
[0016]
Next, the total number N of horizontal scanning lines in the target image (insulator image G) until the edge cannot be detected is calculated from the vertex coordinates Xo of the image G of the insulator 4 (step 203). Then, it is determined whether or not the total number N of horizontal scanning lines is within a predetermined range N1 to N2 as a lever (step 204). Here, when the condition is outside the predetermined range and the NO condition is satisfied, this process is terminated. If YES is determined, the area S is then calculated from the edge coordinates of the insulator image G (target image) in each horizontal scanning line in the X coordinate based on the total number of pixels (step 205). Next, it is determined whether or not the area S is in a predetermined range S1 to S2 as an insulator (step 206). If the NO condition is met, the process is terminated.
[0017]
If YES in step 206, the difference ΔXSi = XSi−XSi + 1 between the leading edge coordinates XSi is first calculated for the edge of the contour of the previous horizontal scanning line (step 207), and the difference ΔXSi is calculated. Is stored in the memory 152 (step 208), and it is determined whether or not the difference ΔXSi is equal to or smaller than a predetermined value Xr (step 209). This is to determine the curvature of the contour edge of the insulator 4, and if it is an image of the insulator, the contour increase seen from the horizontal scanning line should increase within a certain range. This eliminates similar images that are similar to the contour image viewed from the leading edge. Therefore, when the NO condition is satisfied, this process is terminated.
In this case, when there are edges XSa, XSb... Of the curved portion inside the insulator 4, the predetermined value Xr is replaced with Xi, and the determination in step 209 is performed. However, Xr <Xi. The predetermined values Xr and Xi are determined based on actual measurement values.
[0018]
If YES in step 209, it is next determined whether ΔXSi is greater than −M (step 210). In the case of an insulator image, its contour increases and does not become negative, but this determination is performed because it may become slightly negative depending on image noise and sampling conditions. The insulator does not have a negative value (−M) larger than a certain value as used here. Therefore, when the NO condition is satisfied, this process is terminated.
Next, it is determined whether or not the number N of horizontal scanning lines included in the target image has been completed (step 211). If NO, i is updated to the next horizontal scanning line (i = i + 1). (Step 212) Returning to Step 207, the difference ΔXSi is sequentially stored in the memory through Step 207 while updating i, and the determination in Step 209 is repeated. Then, when the difference ΔXSi becomes equal to or greater than the predetermined value Xr (or Xi) and the NO condition is satisfied in the determination at step 209, this process is terminated. If NO in step 210, this process is also terminated. In this case, the calculation in step 207 includes the coordinates Xo of the vertex P. Therefore, the first calculation is the calculation of ΔX So = X So −XS 1, whereby the difference ΔX So is determined in Step 208.
[0019]
Now, if the determination in step 211 is YES, it is determined whether or not the trailing edge is determined (step 213). Since NO is initially determined here, step 207a is replaced with step 207a. Switch to trailing edge processing Then, the process proceeds to step 207a, and the difference ΔXEi = XEi + 1−XEi between the trailing edge coordinates XEi is calculated (step 207a). This time, the difference ΔXEi is stored in the memory 152 (step 208), and it is determined whether or not the difference ΔXEi is equal to or larger than the predetermined value Xr (step 209). At the time of determining the trailing edge coordinates, the process is a repetitive process that returns to step 207a instead of step 207. If the NO condition is satisfied in the determinations at

steps

209 and 210 as described above, the process is terminated. This eliminates similar images that are similar to the contour image viewed from the trailing edge.
In this case, as described above, when there are edges XEa, XEb... Of the curved portions inside the insulator 4, the predetermined value Xr is replaced with Xi, and the determination in step 209 is performed.
[0020]
In this way, the determination at step 213 determines that the trailing edge is set to YES, and when the determination of the leading edge and the trailing edge is performed, the process proceeds to step 214. Here, the difference L between the leading edge and the trailing edge is calculated from the respective coordinates for the Nth horizontal scanning line of the target image with the vertex as a starting point (step 214). It is determined whether Lr or less (L ≦ Lr) (step 215). When the determination is NO, this process is terminated. Since the final line of the video is below a certain value and the insulator is arcuate, the distance from the leading edge to the trailing edge of the final line is below a certain value. If not, you are not a lion.
The determination in step 215 may be performed by determining whether the minimum value of the insulator of the arcuate final line is Lq, the maximum value of the insulator is Lr, and determining whether Lq ≦ L ≦ Lr as the range determination. Good.
If YES in step 215, the CPU sequentially reads ΔXSi stored in the memory 152 as a secondary difference value and further calculates ΔΔXSi = ΔXSi−ΔXSi + 1 (step 216), and stores the difference ΔΔXSi in the memory. 152 (step 217), it is determined whether or not the difference ΔΔXSi is equal to or smaller than a predetermined value ΔXr (step 218). If the NO condition is met, the process is terminated. As a result, the contour image viewed from the leading edge is extracted in a predetermined range stepwise along the curvature, and the other images are excluded as non-insulators.
If YES is determined here, it is determined whether or not all horizontal scanning lines are completed (step 219). If NO, i is updated as the next horizontal scanning line (i = i + 1) (step 220). Returning to step 216, the difference ΔΔXSi is sequentially stored in the memory through step 217 while updating i, and the determination in step 218 is repeated.
[0021]
If the determination in step 219 is YES, first, it is determined whether or not the trailing edge is determined (not shown) in the same manner as in step 213, and the determination here is NO. In this case, step 216 is substituted for step 216. 216a Switch to trailing edge processing The process proceeds to step 216a, and the difference ΔΔXEi = ΔXEi-1−XEi between the trailing edge coordinates XEi is calculated (step 216a). This time, the difference ΔXEi is stored in the memory 152 (step 217), and it is determined whether or not the difference ΔXEi is equal to or greater than the predetermined value Xr (step 218). When determining the trailing edge coordinates, the process returns to step 216a instead of step 216 described above. As described above, when the NO condition is satisfied in the determination at step 217, this process is terminated. As a result, the contour image viewed from the trailing edge is extracted in a predetermined range along the curvature, and the other images are excluded.
[0022]
Next, when YES is determined in the step 219, the storage ΔΔXSi is read out to the memory 152.

(Step 221). When the determination is NO, this process is terminated. That is, a secondary difference value whose absolute value is larger than the predetermined value N means that the curvature does not decrease gradually. Therefore, it is not a lion.
As a result, if YES is obtained in step 221, the insulator image G is determined, and the process returns to 107 in the flowchart of FIG. Then, the actual height of the coordinate Yo is calculated from the vertex coordinates (Xo, Yo) with reference to the actual height reference table 26, and the insulator height is calculated by Y = Yo + Yr.
[0023]
Note that, after the determination in step 221, when the answer is YES in step 221, next, ΔΔXSi counts a negative value. It is preferable to add a determination that the count value is <Q. When the determination is NO, this process is terminated. This is not a problem in video collection when the negative value is greater than or equal to the predetermined number P of secondary difference values, because the actual one has a negative polarity, which is not a characteristic that the curvature decreases sequentially. Means that. Therefore, in this case, it is not a lion.
Similarly obtained, then ΔΔXEi counts negative values. The count value is determined as <Q. When the determination is NO, this process is terminated. This is also the same reason as described above. By further adding such a determination, the determination of the insulator becomes more reliable.
By the way, it becomes NO in each processing of step 204, step 206, step 209, step 210, step 215, step 218, and step 221, and when this processing ends, the following processing is performed.
Returning to the processing of FIG. 2, when there are more blocks to be judged that have been labeled in step 105 of FIG. 2, the process returns to step 105 to indicate another labeled block, as indicated by the dotted line. In step 106, the insulator determining process is performed again. If there is no such remaining block, the process ends as indicated by the dotted line when the result in step 106 is NO. At this time, as will be described later, when the camera 13 is always operated in the imaging state and the lever is determined, the process returns to step 101 and the process is continued until the power is shut off.
[0024]
FIG. 4 is an explanatory diagram of the actual height reference table 26. Since the video collected by the camera 13 is set from the lower side to the upper side, the ratio of the distance for one horizontal scanning line is different between the upper side and the lower side, and is not in a linear relationship. . Here, since the top and bottom are reversed, the height is compressed from the top to the bottom on the display screen D with respect to the height of one line of horizontal scanning above the image. The actual height reference table 26 indicates the height corresponding to the actual horizontal scanning line in consideration of this relationship.
The column 26a shows the coordinate value of the Y coordinate, and the column 26b shows the actual height of the vertex P with respect to the coordinate value Yo.
[0025]
As described above, in the embodiment, after each i is updated for the difference value ΔXSi = XSi + 1−XSi and the determination is made to the end, the process proceeds to the determination of the difference value ΔXEi = XEi + 1−XEi. However, this is to sequentially calculate and determine the difference value ΔXSi = XSi + 1−XSi and the difference value ΔXEi = XEi + 1−XEi for the same i value, and then update the value of i. Also good.
In the embodiment, the difference ΔXEi is calculated by ΔXEi = XEi + 1−XEi. However, this may be calculated by ΔXEi = XEi−XEi + 1. In this case, since the calculation result is negative, the subsequent determination is performed as negative. The same applies to the calculation of the difference ΔΔXEi = ΔXEi−1−XEi.
Further, the difference ΔXSi and the difference ΔXEi, and the difference ΔΔXSi and the difference ΔΔXEi are individually determined on the basis of the predetermined value M or Q, but this may be sequentially determined by taking absolute values.
Further, in the embodiment, the insulator image is acquired using the image acquisition timing detection sensor 11, but when such a timing detection sensor is not used, the camera 13 is determined after it is determined that the insulator is not an insulator in the insulator determination process. 2 is started and the image shown in FIG. 2 is started in response to this, or the camera 13 is periodically operated as an image pickup, and the interrupt processing is periodically executed accordingly. You can start the second program.
[0026]
By the way, in the above embodiment, the shutter of the camera 13 is operated each time and an image of the insulator is collected. However, in the present invention, since the determination of the insulator is very short, Without making the camera 13 perform a shutter operation, the camera 13 is always set in an imaging state, and an insulator image can be collected at high speed in real time on a traveling inspection vehicle. As described above, when acquiring an image at a high speed in a constant imaging state, the binarization processing program 21, the noise removal processing program 22, and the structure removal processing program 23 are not performed by the program processing, respectively. A noise removal circuit or a structure removal circuit may be provided as a hard wafer circuit for high-speed processing. Thereby, the image data can be processed at a higher speed corresponding to one field or one frame respectively collected from the camera 13. As a result, it is possible to increase the processing speed to the extent that the entire processing including the insulator determination processing is performed within 1/60 second corresponding to an image of one field.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, an insulator image determination means is provided, and the contours in front of each contour coordinate position on the horizontal scanning line with reference to the vertex of the target image when the target image is displayed on the screen. It is determined that the current contour coordinate position is within a certain range with respect to the coordinate position and the area of the target image is within a predetermined area range.
If the image of the insulator can be extracted, the height of the lowest end of the insulator can be obtained by the relationship between the position of the lowest image collected at the camera installation position (the coordinate position of the vertex on the screen) and the camera installation position. .
As a result, height measurement processing can be easily performed from the captured image in real time, which is substantially close to the imaging speed of the camera, and height measurement processing can be realized by relatively simple processing on the inspection vehicle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment to which a trolley wire support insulator height measuring apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a flowchart of the height measurement process.
FIG. 3 is a flowchart of an insulator determination process in the height measurement process.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the actual height reference table.
FIG. 5 is an explanatory diagram of image processing, where (a) is an explanatory diagram of a lever image, (b) is an explanatory diagram of edge coordinates in the determination processing, and (c) to (f). These are explanatory drawings of images of various structures that are likely to be recognized as insulators.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a relationship between a trolley wire support lever provided at an air section and a test vehicle.
[Explanation of symbols]
1, 2 ... trolley wire, 3 ... support pillar 3,
4, 5 ... Reiko,
11 ... Image collection timing detection sensor,
12 ... Laser light source, 13 ... Camera,
14 ... A / D conversion circuit (A / D),
15 ... Image data processing device, 151 ... MPU,
152 ... Memory, 153 ... CRT display,
154 ... Image memory, 155 ... Interface,
156 ... bus, 157 ... external storage device,
21... Binarization processing program,
22 ... Noise removal processing program,
23. Structure removal processing program,
24 ... insulator image determination program,
25 ... Choshi actual height calculation program,
26 ... Actual height reference table.

Claims

In the height measuring device of the trolley wire support insulator for supporting the trolley wire,
A laser light source that generates a light beam having a predetermined width in a direction substantially perpendicular to the traveling direction of the inspection vehicle from the inspection vehicle upward;
An imaging device that receives the reflected light of the luminous flux from the trolley wire support insulator and is attached to the inspection vehicle with the top and bottom inverted,
The image of the lower peripheral part of the trolley line support insulator obtained from this imaging device is binarized to obtain a target image that is inverted up and down, and a horizontal scanning line at the top of the image when this target image is displayed on the screen is started The contour coordinate position on the horizontal scanning line is sequentially detected for each horizontal line as a point, and the current contour coordinate position on the horizontal scanning line is within a certain range with respect to the contour coordinate position on the previous horizontal scanning line. A lever image determination means for determining a lever by entering and the area of the target image being in a predetermined area range;
A trolley comprising: a height calculating means for calculating a height of the trolley line support insulator based on a coordinate position on the vertical image of the vertex of the insulator image determined by the insulator image determining means. Line support insulator height measuring device.

The determination by the insulator image determination means that the current contour coordinate position falls within a certain range with respect to the previous contour coordinate position is performed by determining the front edge coordinate position on a horizontal scanning line in the target image and the next horizontal A first difference between the leading edge coordinate position on the scanning line and a second difference between the trailing edge coordinate position on the certain horizontal scanning line and the trailing edge coordinate position on the next horizontal scanning line in the target image. The trolley wire support insulator height measuring apparatus according to claim 1, wherein the height difference is calculated by comparing the first difference and the second difference with a first predetermined value.

The insulator image determination means that the current contour coordinate position falls within a certain range with respect to the previous contour coordinate position is determined by the following difference between the first difference on the horizontal scanning line of the certain front and the next A difference from the first difference on the horizontal scanning line is calculated as a third difference, and the second difference on the previous horizontal scanning line and the second difference on the next horizontal scanning line are further calculated. The trolley wire support insulator height measuring device according to claim 2, wherein the height difference is calculated as a fourth difference and the third difference and the fourth difference are respectively compared with a second predetermined value.

Further, the insulator image determination means is such that the length from the leading edge to the trailing edge of the last horizontal scanning line starting from the vertex on the horizontal scanning line in the target image is a value within a certain range. The trolley wire support insulator height measuring device according to claim 3, wherein the insulator is determined by determining the position of the insulator.