JP4260148B2 - 鉄道設備用検測車 - Google Patents

Description

本願発明は、トロリー線（架線）を剛体製の架台に固定してなる鉄道設備用の検測車に関するものである。

鉄道設備のトロリー線は、磨耗量や軌条中心線に対する水平（左右）変位量、或いは軌条面からの高さ寸法等を検査（計測）する必要がある。この検査方法には、ローラ式等の接触子を使用する接触式と、画像処理等の技術を用いた非接触式とがあるが、作業性において非接触式が優れている。

トロリー線の磨耗量を非接触式方法によって検出する方法として、例えば特許文献１では、トロリー線が新品の状態で一般に基本的に断面円形であることと、トロリー線の擦り面が磨耗によって他の部分に比べて輝度が明るくなっている点とに着目し、投光器で下方から照らされたトロリー線を下方からＣＣＤカメラで撮影して、画像処理により、画面のうち輝度が明るい部分の幅寸法を計算し、この幅寸法とトロリー線の最大径との差に基づいて磨耗量を検出することを提案している。
特開平５−９６９８０号公報

しかし、特許文献１の方法では、何らかの理由でトロリー線の擦り面に錆びが発生していると検出精度が著しく低下するという問題や、断面が円形でないトロリー線には適用できないという問題、或いは、トロリー線とカメラとの間の高さが変化すると検出精度が低下する虞があるといった問題があった。また、特許文献１の技術ではカメラはトロリー線の磨耗量の測定にしか使用できずに用途が限られるという点も問題であった。

本願発明は、このような問題を解消することを課題とするものである。

本願発明の検測車は、まず、緩衝器で上下動自在に支持されてレール上を走行する走行車体に、前記レールに上方から当る状態が保持されている左右の検査輪と、前記レールの上方に架台を介して配置されたトロリー線に下方から当たる状態が保持されている疑似パンタグラフと、前記トロリー線の磨耗量を検知する上部自動検査ユニットとが上下動自在に取り付けられており、軌条面から走行車体の基準高さ位置までの高さ寸法と走行車体の基準高さ位置から疑似パンタグラフまでの高さ寸法とに基づいて軌条面からトロリー線までの高さ寸法が計測され、軌条中心線に対する走行車体の長手中心線の左右変位量と走行車体の長手中心線に対するトロリー線の左右変位量とに基づいて軌条中心線に対するトロリー線の左右変位量が計測されるようになっている。

また、前記左右の検査輪は左右移動可能な状態で走行車体に取り付けられていてレールの内側面に当たる状態が保持されており、走行車体に対する検査輪の上下動寸法をセンサーで検知することで軌条面から走行車体の基準高さ位置までの高さ寸法が演算されると共に、前記走行車体に対する左右検査輪の左右移動量をセンサで検知することで軌条中心線に対する走行車体の長手中心線の左右変位量が検出されるようになっている。

更に、前記上部自動検査ユニットには、前記トロリー線及び架台に対してそれらを横切るように延びるレーザー光を下方から照射するレーザー光照射装置と、前記トロリー線及び架台のレーザー光が照射された部分を走行車体の進行方向の後方又は前方から適宜の仰角で撮影するカメラと、前記カメラで撮影した画像を処理してトロリー線の磨耗量又は軌条中心線に対するトロリー線の左右変位量を検出する演算部とが備えられており、前記演算部でのトロリー線の磨耗量の演算が前記架台の画像を基準にして行われるように設定されている。

鉄道のトロリー線は、パンタグラフの特定部分が磨耗することを防止するため、一般に、平面視で軌条中心線を挟んだ両側に蛇行しながら延びており、従って、トロリー線が固定される架台も蛇行している。他方、トロリー線の磨耗等を検出するカメラは高い解像度を得るには視野が狭い方が好ましいが、カメラが固定式であると、トロリー線を常に画面内に捕捉しておくには視野を広くしておかねばならず、すると解像度が低下してしまう。

そこで請求項２の発明では、前記上部自動検査ユニットは、平面視で軌条中心線を挟んだ両側に蛇行しながら延びる架台を常に画面内に撮像できる固定式の広視野カメラと、トロリー線及び架台を画面に大きく撮像できる狭視野カメラとを備えており、前記広視野カメラと狭視野カメラとは走行車体の進行方向に向かって前後両側に振り分けて配置されており、更に、前記広視野カメラは狭視野カメラよりも大きい仰角である一方、前記狭視野カメラはトロリー線の蛇行に追従できるように走行車体の進行方向に向かって左右スライド自在又は水平旋回自在な状態で走行車体に取付けられており、広視野カメラで撮像したトロリー線の画像データに基づいて狭視野カメラの左右スライド又は水平旋回を制御することにより、狭視野カメラがトロリー線及び架台の蛇行に追従するように設定しており、更に、走行車体の長手中心線に対するトロリー線の左右変位量の検出が前記広視野カメラによるトロリー線の撮影画像データに基づいて行われるようになっており、前記狭視野カメラで撮影したトロリー線の画像データに基づいてトロリー線の磨耗量が演算されるようになっている。

本願発明によると、トロリー線の磨耗量測定に当たっては、レーザー光が照射された部分をカメラで撮影するものであるため、トロリー線の錆びの有無やトロリー線の断面形状の如何に関係なく計測箇所をクリアーに撮影できる。そして、車両が走行しても金属製の架台には磨耗は生じないため、この架台を基準（原点）とすることにより、トロリー線の磨耗量を高い精度で検出することができる。また、請求項３のように、カメラはトロリー線の磨耗量の検出のみでなく左右変位量の検出等にも使用可能であるため、検出項目のバリエーションを広げることができる。

請求項２のように構成すると、視野の広いカメラでの撮像データに基づいて視野の狭いカメラをトロリー線の蛇行に追従して左右スライド又は水平旋回させることにより、視野の狭いカメラでトロリー線（及び架台）を大きく撮像することができ、その結果、トロリー線の磨耗量や左右変位量をより高い精度で検出することができる。

また、本願発明では、軌条面からトロリー線までの高さと、トロリー線の軌条中心線に対する左右変位量とを精密に測定することができるため、検測車の商品価値をより向上することができる。
請求項３の構成を採用すると、走行車体の走行速度を高くして検査能率を向上できる利点がある。つまり、画像処理を含む演算には僅かといえ時間がかかるものであり、このため、１カ所ずつの検出であると、検出ピッチを小さくすると走行車体１の走行速度はどうしても遅くせざるを得ないが、複数箇所を同時に検出すると、１回の演算時間で複数ピッチだけ走行することができ、このため、走行速度を速くした状態で細かいピッチで検出作業（測定作業）を行えるのである。

ところで、軌条の基準ゲージは存在するが現実の軌条間距離は必ずしも一定ではなくて若干のバラツキが存在する一方、車両における左右車輪の間隔は一定であるため、車両の長手中心線と軌条中心線とが左右方向にずれる場合がある。この点、本願発明では、車両の長手中心線と軌条中心線とが左右方向にずれている場合であっても、軌条中心線に対するトロリー線の左右変位量を高い精度で測定できる利点がある。
請求項４の構成では、ロータが回転することによってトロリー線が擦られることはないため、トロリー線が傷付くことを防止できる利点がある。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(1).概要
図１（Ａ）は検測車の大雑把な外観を示しており、検測車は、走行車体１と前後２対の車輪２とを備えており、走行車体１の上面の前後略中間部に、トロリー線３の磨耗等を自動的に計測する上部自動検査ユニット４を設けている。検測車は黒抜き矢印で示す方向に進行しながら各種の測定を行うようになっており、そこで、以下の説明では、便宜的に、黒抜き矢印で示す方向を前方といい、これと反対方向を後方という。

上部自動検査ユニット４の後方には、トロリー線の磨耗を手動で計測できる手動式検査ユニット５を設けている。手動式検査ユニット５は一種のダイアルゲージ方式であり、不使用時には取り外して走行車体１の内部に格納している。

図１（Ｂ）に示すように、上部自動検査ユニット４は、油圧又は空圧のシリンダで昇降する昇降台６を備えている。昇降台６は固定枠６ａに昇降自在に取付けられており、昇降台６に、レーザー光を真上に照射するレーザー光照射装置７と、レーザー光照射装置７を挟んで前方に配置した一対の広視野カメラ８と、レーザー光照射装置７の後方に配置された一対ずつの前部狭視野カメラ９及び後部狭視野カメラ１０と、レーザー光照射装置７の前方に位置した疑似パンタグラフ１１とが取付けられている。狭視野カメラ９，１０は広視野カメラ８及びレーザー光照射装置７よりも高位置の棚台６ｂに取付けられている。

以下、図２以下の図面も参照して詳述する。図２のうち（Ａ）は上部自動検査ユニット４の右側断面図に他の部材を付加した図、（Ｂ）は前部狭視野カメラ９による疑似パンタグラフ１１の撮影画像の一例を示す概略図、図３のうち（Ａ）は上部自動検査ユニット４の一部破断平面図、（Ｂ）は疑似パンタグラフ１１の部分的な正面図、図４のうち（Ａ）は軌条中心線１２からのトロリー線３の左右変位量の検出を説明するための概略図、（Ｂ）は広視野カメラ８によるトロリー線３の撮影画像を示す図、図５はトロリー線３の磨耗量測定を示すための図で、（Ａ）はトロリー線３の固定箇所の断面図、（Ｂ）はトロリー線３と架台とをひっくり返した状態での斜視図、（Ｃ）は撮影画像の概念図、（Ｄ）は測定原理を示すグラフ、図６のうち（Ａ）はトロリー線３の取付け構造を示す断面図、（Ｂ）は画像の一例を示す図である。

(2).トロリー線の支持構造
まず、トロリー線３の支持構造を説明する。図６（Ａ）及び図５（Ａ）に示すように、トロリー線３はＴ形架台１３の下部に押さえ金具１４及びボルト１５並びにナットを介して固定されている。すなわち、Ｔ形架台１３は上フランジ１３ａと鉛直部１３ｂとを備えており、鉛直部１３ａの下端には左右に張り出した下フランジ１３ｃが形成され、更に、下フランジ１３ｃの下面には、補助フランジ１３ｄが形成されている。補助フランジ１３ｄは下フランジ１３ｃよりも幅狭であり、その付け根箇所にトロリー線３の一方の溝３ａが嵌め込まれて、トロリー線３の他方の溝３ｂに押さえ金具１４の下部が外側から嵌まっている。

トロリー線３は基本的には断面円形であり、図６（Ａ）では磨耗していない新品の状態を表示している。Ｔ形架台１３はトロリー線３と同じ方向に長く延びており、押さえ金具１４は飛び飛びに配置されている（トロリー線３の全長にわたって延びていてもよい。）。Ｔ形架台１３は、飛び飛びの箇所において固定金具１５を介して碍子１７に固定されており、碍子１７は例えばトンネルの天井面に固定されている。碍子１７は所定の間隔で多数配置されており、例えば線路の起点の箇所のものを１番として固有の番号が付与されている。

(3).上部自動検査ユニット
次に、図２及び図３に戻って上部自動検査ユニット４を説明する。レーザー光照射装置７は、走行車体１の走行方向に沿って一定間隔で配置した多数個（８個）のレーザー投光器（半導体レーザー）１８から成っている。各レーザー投光器１８からは、トロリー線３やＴ形架台１３を横切る方向に延びるレーザー光が照射される。レーザー投光器１８を多数個配置しているのは、走行車体１の走行速度を速くしながら短い間隔でトロリー線３の磨耗等を測定するためである。

広視野カメラ８はＣＣＤカメラである。広視野カメラ８（及び狭視野カメラ９, １０）を左右一対で１セットとしているのは、左右のカメラで交互に撮像することにより、高速走行しながら画像処理を可能ならしめるためである（左右のカメラの画像を合成することにより、画像の中心線と走行車体１の長手中心線４３とを一致させた画像を形成することも可能であり、このような処理の目的で左右一対のカメラを使用することも可能である。）。広視野カメラ８及び狭視野カメラ９，１０とも、３台以上を１セットとして左右に配置することも可能である。

トロリー線３及びＴ形架台１３は平面視で蛇行しているが、広視野カメラ８は、Ｔ形架台１３の全体及びを碍子１７をレンズ内に捕捉できる視野を持っている。また、広視野カメラ８の水平に対する仰角は大きくて、本例では８０°程度に設定している。一対の広視野カメラ８は走行車体１の長手中心線を挟んで左右対称に両側に配置している。

狭視野カメラ９，１０もＣＣＤカメラであり、前部狭視野カメラ９及び後部狭視野カメラ１０はそれぞれ棚台６ｂに設けたリニア式ガイドレール装置によって独立して左右移動できる。すなわち、前後狭視野カメラ９，１０は、それぞれ左右長手のレール２０に装着したスライダー１９に取付けられており、スライダー１９に内蔵したサーボモータにより、独立して左右方向に精密移動できる。

狭視野カメラ９，１０のレンズはレーザー光照射装置７の上方に向いており、各レーザー投光器１８で照射されたレーザー光のスリット線Ｓ（図５（Ｂ）参照）をすべて撮影できる。狭視野カメラ９，１０の水平に対する仰角は本例では２０°程度に設定している。狭視野カメラ９，１０を前後に２セット配置しているのは、例えば線路の分岐箇所のようにトロリー線３が２本配置されている場合に、２本とも検知できるようにするためである。従って、トロリー線３が１本しかない箇所では片方の狭視野カメラ（一般には前部狭視野カメラ９）しか働いていない。

疑似パンタグラフ１１は左右の支柱２１で支柱されており、左右支柱２１に絶縁体２２を介してブラケット２３を取付け、ブラケット２３にロータ２４を回転自在に取付けている。疑似パンタグラフ１１の支柱は昇降台６に設けたガイド体２５（図２（Ａ）参照）に上下動自在に取付けられており、更に、空圧式等のシリンダ２６（アクチェータ）によって上向きに押されている。従って、疑似パンタグラフ１１のロータ２４は常にトロリー線３に下方から接触している。昇降台６は、空圧式等のシリンダ２７によって格納位置と上昇位置（検測位置）とに高さを切り換えできるようになっており、上昇位置での走行車体１に対する相対的な高さは一定である。

疑似パンタグラフ１１には、ロータ２４の左右外側に位置した正面視円弧状のガイド部２４ａを設けている。これは、例えば本線に対して引き込み支線が合流する場合のように２本のトロリー線３が合流する場合、ロータ２４の側面が合流してくるトロリー線３に衝突するのを防止して、ロータ２４の上面にトロリー線３をスムースに案内するためである。ガイド部２４ａは金属製であるが、これはアースするためである。

(4).車体基準高さと軌条中心線の検出機構
次に、図４に基づいて、車体基準高さと軌条中心線の検出機構を説明する。走行車体１はアブソーバ（緩衝器）で支持されており、このため、走行車体１は軌条面２９に対して上下動しながら走行する。従って、軌条面２９からトロリー線３までの高さを正確に検出するには、走行車体１の上下動を補正して、軌条面２９から車体の基準位置までの高さを正確に検出する必要がある。

また、レール間距離には若干のバラツキがあるため、軌条中心線１２に対するトロリー線３の左右変位を正確に検出するには、軌条中心線１２に対する走行車体１の長手中心線の左右変位量を正確に検出する必要がある。そこで本例では、軌条面２９から車体の基準高さ位置４２までの高さと、軌条中心線１２に対する走行車体１の長手中心線の左右変位量を正確に検出するため、走行車体１の下面に一対の下部自動検知ユニット３０を配置している（従って、本例では、車体基準高さ検出装置と軌条中心検出装置とが一体化している。）。

下部自動検知ユニット３０は、走行車体１に固定した受け部材３１と、受け部材３１に上下動自在に取付けた昇降体３２と、昇降体３２に左右スライド自在に取付けた横移動スライダー３３と、横移動スライダー３３にハンガー３４を介して取付けられた検査輪３５とを備えている。昇降体３２はばね３６を介して吊り下げられており、このため、検査輪３５は常にレールＲの上面（軌条面）に接触している。そして、昇降体３２が車体基準高さ位置４２（この高さ位置は任意に設定できる）から受け部材３１に対してどれだけ昇降したかを検知するセンサー３７（例えば差動トランス）を設けている。

検査輪３５はレールＲの内側面に当たるフランジ３５ａを備えており、検査輪３５は、受け部材３１にブラケット３８を介して固定した第１シリンダ３９と、第１シリンダ３９で押される第２シリンダ４０とにより、フランジ３５ａがレールＲの内側面に当たる状態に押され得るようになっている。

また、第１シリンダ３９と第２シリンダ４０とは、そのピストンロッドの前進寸法を測定するセンサー（図示せず）を設けている。センサーとしては差動トランスやエンコーダ類を使用できる。なお、検査輪３５をレールＲに向けて押す押圧手段はシリンダに限らず、種々のアクチェータやばね等を使用できる。シリンダを使用する場合、１本でもよいことはいうまでもない。

(5).演算部
図示していないが、検測車は各種のデータを解析して検査結果を数値やグラフ等として出力する演算処理部を備えている。演算処理部は、画像読み取り装置、メモリー類、マイクロチップ、ハードディスク、ディスプレイ、キーボード、プリンタ等を含んでいる。次に、各種数値の具体的な検出方法を説明する。

(6).トロリー線の高さの検出
まず、図２に基づいて軌条面２９からのトロリー線３の高さの検出を説明する。トロリー線３の高さ検出には例えば前部狭視野カメラ９が使用される。

さて、走行車体１の基準高さ位置４２から上昇位置にある前部狭視野カメラ９までの高さは一定であり、また、前部狭視野カメラ９の仰角及び前部狭視野カメラ９との水平距離は一定であるので、ロータ２４が前部狭視野カメラ９の画面の中心高さ位置にあるとき、走行車体１の基準高さ位置４２から疑似パンタグラフ１１のロータ２４の原点までの高さはＨ２は一定である。

そして、軌条面２９から走行車体１の基準高さ位置４２までの実際の高さ寸法Ｈ１は、下部自動検出ユニット３０におけるセンサー３７の検出値を基にした補正によって算定される。一方、前部狭視野カメラ９に対する疑似パンタグラフ１１の相対的な高さが変化すると、図２（Ｂ）に例示するように疑似パンタグラフ１１のロータ２４は画面の上下中心線から上下に振れた状態で撮影されるため、この画像を処理することにより（すなわち、画像を構成する画素群を２値化することによってロータ２４の画像を信号化してから、画面上で上下に振れた寸法ｅ１の分の画素数をカウントしてこれに所定の係数を掛けることにより）、疑似パンタグラフ１１が原点位置から上下に振れている寸法Ｈ３を検出できる。

従って、軌条面２９から基準高さ位置４２までの補正後の数値Ｈ１と、車体基準高さ位置４２からロータ２４の基準高さ位置４２までの数値Ｈ２と、ロータ２４が原点位置から上下に振れている数値Ｈ３と、ロータ２４の半径とを足し合わせることにより、軌条面２９からトロリー線３までの実際の寸法Ｈ４を検出することができる。なお、上記した検出プロセスは、演算処理装置に予め組み込まれているプログラムに従って自動的に行われる。

本実施形態のように疑似パンタグラフ１１のロータ２４をトロリー線３に接触させると、ロータ２４が回転することによってトロリー線３が擦られることはないため、トロリー線３が傷付くことを防止できる利点がある。

(7).トロリー線の左右変位量の検出
次に、図４に基づいてトロリー線３の左右変位量の検出プロセスを説明する。トロリー線３の左右変位量の検出には広視野カメラ８が使用され、Ｔ型架台１３の左右変位量を検知してこれを補正することで間接的にトロリー線３の振れが検出される。このようにＴ型架台１３からトロリー線３の左右変位量を検知するのは、トロリー線３は磨耗するため撮像しても中心位置を正確に検知できない場合があるが、Ｔ型架台１３は磨耗せず、かつ、Ｔ型架台１３とトロリー線３との相対位置は一定だからである。

そして、広視野カメラ８は走行車体１の左右中間部に配置されているので、Ｔ型架台１３及びトロリー線３が左右方向に振れると、図４（Ｂ）に示すように、広視野カメラ８で撮影すると、Ｔ型架台１３（及びトロリー線３）の画像は画面の縦長中心線４３を挟んで左右片側に振れる。この画面上の振れ寸法ｅに所定の係数を掛けることにより、走行車体１の縦長中心線４３に対してＴ型架台１３（及びトロリー線３）が実際に左右方向に振れている寸法Ｅ１を演算できる。

他方、一対の下部自動検査ユニット３０における左右の検査輪３５のフランジ３５ａをレールＲの側面に当てて、左右のユニット３０が原点位置から突出寸法している寸法（Ｌ１＋Ｌ２）（Ｌ３＋Ｌ４）を比較することにより、走行車体１の縦長中心線４３が軌条中心線１２に対して左右方向に振れている寸法Ｅ２を演算できる。そこで、軌条中心線１２に対する走行車体１の横振れ寸法Ｅ２を走行車体１に対するトロリー線３の横振れ寸法に加えるか引くことにより、軌条中心線１２に対するトロリー線３の左右変位寸法を正確に検出することができる。

トロリー線３の中心線を検知するには、Ｔ型架台１３のどこかの部分を原点として検出する必要があるが、この原点としては、例えば、下フランジ１３ｃ又は補助フランジ１３ｄの側面が利用される（もちろん、上フランジ１３ａの側面でもよい）。

Ｔ形架台１３における下フランジ１３ｃの側面を原点とする場合は、例えば、レーザー光のスリット線Ｓが画面で切れている部分を下フランジ１３ｃの側面として設定し、この側面が画面の中心線からどれだけ変位しているかを演算し、次いで、画面上での変位寸法に所定の係数（実際の寸法と画像上の寸法比率、及び、下フランジ１３ｃの側面からトロリー線３の中心までの実際の寸法（図５（Ａ）にＬ０で示す寸法によって定まる）を掛けることにより、実際にトロリー線３の中心線が走行車体１の長手中心線に対してどれだけ左右に変位しているかを演算できる。

Ｔ型架台１３及びトロリー線３の左右変位量を検出するに際して、必ずしもスリット線Ｓの撮像を基準にする必要はなく、単なるＴ型架台１３の画像に基づくことも可能である（単なる画像でも、フランジ１３ａ，１３ｃ，１３ｄの縁は表れるからである）。

(8).トロリー線の磨耗量の検出
次に、図５に基づいてトロリー線３の磨耗量の検出プロセスを説明する。本実施形態では、Ｔ形架台１３の下面を原点（基準面）としてトロリー線３の磨耗量を検出する。

既述のとおりトロリー線３及びＴ形架台１３は平面視で蛇行しており、そして、既述したとおり、広視野カメラ８の画像を処理することにより、トロリー線３が走行車体１の縦長中心に対してどれだけ左右変位しているかを検出できる。

そこで、検出した水平変位値に基づいて、狭視野カメラ９，１０を左右スライドさせることにより、狭視野カメラ９，１０をトロリー線３の蛇行に追従させて、その画面にトロリー線３とＴ形架台１３とを大きく撮像できる。

そして、各レーザー投光器１８から照射されたレーザー光はトロリー線３及びＴ形架台１３の下面にスリット線Ｓとして表示されており、狭視野カメラ９，１０により、スリット線Ｓの群を含んだ状態でトロリー線３とＴ形架台１３とを撮像する。

この場合、トロリー線３の下面とＴ形架台１３の下面とでは狭視野カメラ９，１０の深度が違うため、図５（Ｃ）に示すように、画像では、スリット線Ｓはトロリー線３にあるものとＴ形架台１３の下面にあるものとが互いにずれている。

そして、狭視野カメラ９，１０の仰角は一定であると共に、狭視野カメラ９，１０からスリット線Ｓまでの水平距離も一定であるため、画面上におけるスリット線Ｓのズレ寸法ｈ１と、トロリー線３の下面からＴ形架台１３の下面までの高さ寸法ｈ２とは比例関係にある。そこで、画面上のスリット線Ｓのずれ寸法に所定の係数を掛けることにより、トロリー線３の下面からＴ形架台１３の下面までの実際の高さ寸法ｈ２を検出することができ、この高さ寸法ｈ２を非磨耗状態での高さ寸法（下向き突出寸法）ｈ０から減じることにより、トロリー線３の磨耗量を演算することができる。

本実施形態のようにトロリー線３の磨耗量を複数箇所において同時に検出すると、走行車体１の走行速度を高くして検査能率を向上できる利点がある。つまり、画像処理を含む演算には僅かといえ時間がかかるものであり、このため、１カ所ずつの検出であると、検出ピッチを小さくすると走行車体１の走行速度はどうしても遅くせざるを得ないが、複数箇所を同時に検出すると、１回の演算時間で複数ピッチだけ走行することができ、このため、走行速度を速くした状態で細かいピッチで検出作業（測定作業）を行えるのである。

(9).碍子の位置の検出
次に、図６に基づいて碍子１７の検出について説明する。本実施形態では、広視野カメラ８を使用して碍子１７の位置を検出することが可能である。本例では、碍子１７はＴ形架台１３及び横向きの固定金具１６で部分的に隠れているため、その全体を画像として撮影することはできない。しかし、広視野カメラ８が仰角を持っていることにより、図６（Ｂ）のように、碍子１７の最大径を把握できる状態で撮影することができ、この画像から、碍子１７の中心位置を求めることができる。

そして、広視野カメラ８はごく短い間隔で撮像していくため、どこかの画像に碍子が撮影されており、碍子を撮影した位置を走行車体１の走行起点からプロットしていくことにより、碍子１７が所定位置に存在しているかや、隣り合った碍子１７の間隔寸法を検出できる。なお、碍子１７の番号と位置及び間隔は、線路が建設された最初に手作業又は自動読み取りによって演算部に入力することになる。

碍子１７は飛び飛びにしか存在しないため、碍子１７が画面に部分的にしか表れないことが有り得る。しかし、碍子１７の形状は円形でかつ直径も一定であるため、外周の一部が弧として撮像されておれば、弧の位置と姿勢から碍子の中心を演算することができる。なお、Ｔ形架台１３や碍子１７の位置検出は、新しい鉄道路線ができた場合に正しく施工されているか否かを検査することにも使用できる。

トロリー線３の磨耗量や左右変位量を検出する場合、線路の起点からどれだけの距離の場所でどれだけ磨耗していたり水平変位していたりするかを表示する必要がある（そうでないと、後の対策を正確に行えない。）。この点については、例えば検測輪３５ａの回転や車輪２の回転をロータリーエンコーダで読みとってその値から位置を演算することも可能であるが、この方法は、検測車の走行距離が長くなればなるほど誤差が蓄積される虞れがある。

これに対して本実施形態では、走行起点から各碍子１７を撮像して行き、各碍子１７の位置を基準にして、「ｎ何番目の碍子からｎ＋１番目の碍子に向けてＸｍｍ移動した部分でトロリー線３は磨耗量が何ｍｍで水平変位は左（又は右）に何ｍｍである」というような状態にグラフ等で表示できるようにしている。このため、誤差の蓄積を無くして、トロリー線３がどの箇所でどのようになっているかを正確に把握できる。

(10). その他
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化することができる。例えば架台は必ずしもＴ形である必要はない。また、ロータリ式の疑似パンタグラフを使用してトロリー線の高さを検出することは、吊り下げ方式のトロリー線の検査にも適用できる。

検測車の全体及び一部の外観を示す斜視図である。 （Ａ）は上部自動検査ユニットの右側断面図に他の部材を付加した図、（Ｂ）は疑似パンタグラフの撮影画像の一例を示す概略図である。 （Ａ）は上部自動検査ユニットの一部破断平面図、（Ｂ）は疑似パンタグラフの部分的な正面図である。 （Ａ）はトロリー線の左右変位量の検出を説明するための概略図、（Ｂ）は広視野カメラによるトロリー線の撮影画像を示す図である。 トロリー線の磨耗量測定を示すための図で、（Ａ）はトロリー線の固定箇所の断面図、（Ｂ）はトロリー線と架台とをひっくり返した状態での斜視図、（Ｃ）は撮影画像の概念図、（Ｄ）は測定原理を示すグラフである。 （Ａ）はトロリー線の取付け構造を示す断面図、（Ｂ）は画像の一例を示す図である。

符号の説明

Ｒ レール
Ｅ１ 走行車体の縦長中心線に対するトロリー線の左右変位寸法
Ｅ２ 軌条中心線に対する走行車体の縦長中心線の左右変位量
Ｈ１ 軌条面から走行車体の基準高さ位置までの高さ寸法
Ｈ４ 軌条面からトロリー線までの高さ寸法
１ 走行車体
３ トロリー線
４ 上部自動検査ユニット
７ レーザー光照射装置
８ 広視野カメラ
９，１０ 狭視野カメラ
１１ 疑似パンタグラフ
１２ 軌条中心線
１３ Ｔ形架台
２０ レーザー光のスリット線
２４ 疑似パンタグラフのロータ
２９ 軌条面
３５ 検査輪
３７ 走行車体に対する検査輪の上下動寸法を検知するセンサー
４２ 基準高さ位置
４３ 走行車体の長手中心線

Claims (4)

1. 緩衝器で上下動自在に支持されてレール上を走行する走行車体に、前記レールに上方から当る状態が保持されている左右の検査輪と、前記レールの上方に架台を介して配置されたトロリー線に下方から当たる状態が保持されている疑似パンタグラフと、前記トロリー線の磨耗量を検知する上部自動検査ユニットとが上下動自在に取り付けられており、
   軌条面から走行車体の基準高さ位置までの高さ寸法と走行車体の基準高さ位置から疑似パンタグラフまでの高さ寸法とに基づいて軌条面からトロリー線までの高さ寸法が計測され、軌条中心線に対する走行車体の長手中心線の左右変位量と走行車体の長手中心線に対するトロリー線の左右変位量とに基づいて軌条中心線に対するトロリー線の左右変位量が計測されるようになっている、
   という検測車であって、
   前記左右の検査輪は左右移動可能な状態で走行車体に取り付けられていてレールの内側面に当たる状態が保持されており、走行車体に対する検査輪の上下動寸法をセンサーで検知することで軌条面から走行車体の基準高さ位置までの高さ寸法が演算されると共に、前記走行車体に対する左右検査輪の左右移動量をセンサで検知することで軌条中心線に対する走行車体の長手中心線の左右変位量が検出されるようになっており、
   かつ、前記上部自動検査ユニットには、前記トロリー線及び架台に対してそれらを横切るように延びるレーザー光を下方から照射するレーザー光照射装置と、前記トロリー線及び架台のレーザー光が照射された部分を走行車体の進行方向の後方又は前方から適宜の仰角で撮影するカメラと、前記カメラで撮影した画像を処理してトロリー線の磨耗量又は軌条中心線に対するトロリー線の左右変位量を検出する演算部とが備えられており、前記演算部でのトロリー線の磨耗量の演算が前記架台の画像を基準にして行われるように設定されている、
   鉄道設備用検測車。
2. 前記上部自動検査ユニットは、平面視で軌条中心線を挟んだ両側に蛇行しながら延びる架台を常に画面内に撮像できる固定式の広視野カメラと、トロリー線及び架台を画面に大きく撮像できる狭視野カメラとを備えており、前記広視野カメラと狭視野カメラとは走行車体の進行方向に向かって前後両側に振り分けて配置されており、
   前記広視野カメラは狭視野カメラよりも大きい仰角である一方、前記狭視野カメラはトロリー線の蛇行に追従できるように走行車体の進行方向に向かって左右スライド自在又は水平旋回自在な状態で走行車体に取付けられており、広視野カメラで撮像したトロリー線の画像データに基づいて狭視野カメラの左右スライド又は水平旋回を制御することにより、狭視野カメラがトロリー線及び架台の蛇行に追従するように設定しており、
   更に、走行車体の長手中心線に対するトロリー線の左右変位量の検出が前記広視野カメラによるトロリー線の撮影画像データに基づいて行われるようになっており、前記狭視野カメラで撮影したトロリー線の画像データに基づいてトロリー線の磨耗量が演算されるようになっている、
   請求項１に記載した鉄道設備用検測車。
3. 前記上部自動検査ユニットは、走行車体の走行方向に沿って配置した多数個のレーザー投光器を備えており、複数のレーザー投光器から照射されたレーザー光をカメラで同時に撮影することにより、トロリー線の磨耗量の検出が複数箇所において同時に行われるようになっている、
   請求項１又は２に記載した鉄道設備用検測車。
4. 前記疑似パンタグラフは、トロリー線に回転自在に接触するロータを備えている、
   請求項１〜３のうちのいずれかに記載した鉄道設備用検測車。

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