JP4818748B2 - 長尺画像を用いた鉄道施設検査方法及びその装置 - Google Patents
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一方、鉄道関係の分野でも、鉄道車両や鉄道施設を点検するために可視化する、画像の利用が考えられている。
一方、鉄道関係の分野では、鉄道施設の長尺画像と他の種類のデータとを組み合わせることで、メンテナンスのために、鉄道施設の状態を検査する研究が進められている。
〔1〕長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、移動する鉄道車両に搭載されるカメラで、鉄道施設の画像を撮影し、この撮影された画像から処理装置を用いて前記鉄道施設の長尺画像データを生成し、この長尺画像データから抽出した特徴を予め記憶された参照長尺画像データから抽出した特徴と比較してその差異を判定することにより、前記鉄道施設の検査を行うことを特徴とする。
〔3〕上記〔2〕記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記画像フレームの部分画像幅は前記鉄道車両の移動量を基準にして選択することを特徴とする。
〔5〕上記〔1〕から〔4〕の何れか1項記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記カメラ及び処理装置を用いて作成される前記長尺画像データが軌道を撮影した画像から得られることを特徴とする。
〔7〕上記〔1〕から〔4〕の何れか1項記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記カメラ及び処理装置を用いて作成される前記長尺画像データが橋梁を撮影した画像から得られることを特徴とする。
〔9〕上記〔1〕から〔4〕の何れか1項記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記カメラ及び処理装置を用いて作成される前記長尺画像データが鉄道沿線の法面を撮影した画像から得られることを特徴とする。
〔11〕上記〔10〕記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記センサーで前記移動する鉄道車両に搭載されるパンタグラフと架線のしゅう動する音、振動、離線、またはアーク光を検査することを特徴とする。
〔13〕上記〔10〕記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記センサーで前記移動する鉄道車両の振動を計測し、軌道の敷設状態を検査することを特徴とする。
〔17〕上記〔15〕記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査装置において、前記センサーは前記鉄道車両が通過するトンネルの内面の形状を計測するセンサーであることを特徴とする。
図1は本発明の実施例を示す長尺画像(SLIm:Super Long Imaging)を用いた鉄道施設の検査装置の模式図、図2は鉄道施設の長尺画像の取得原理を示す図、図3はその結果得られた長尺画像を示す図、図4はその鉄道施設の検査装置のブロック図である。
ここでは、鉄道施設としての軌道10を撮影するため、鉄道車両1の軌道10を上面から撮影できるような位置にカメラ2を搭載する。このとき、カメラ2のファインダーを覗きながらカメラの焦点、絞り、画角を調整する。特に、鉄道施設としての軌道10は、カメラ2の画像フレーム2Aの端と常に平行であるように調整する。また、本発明を効率よく機能させるためには、撮影される画像が、撮影対象を法線方向から捉えるように、カメラ2の取付位置、画角などを精確に設定する。
このようにして生成された鉄道列車の軌道10の長尺画像を、図3に示す。
ここでは、鉄道施設として軌道を例に挙げて説明したが、このほかにもかかる鉄道施設の長尺画像を用いて各種の鉄道施設の検査を行うことができる。以下に、各種の鉄道施設の検査方法について述べる。
図5は本発明の実施例を示す架線の集電面の検査の模式図である。
この図において、11は架線、12は鉄道車両、13はカメラ、14は処理装置、15は編集部、16はその編集部15で編集された架線11の長尺画像データ、16Aは長尺画像データ16から特徴を抽出する特徴抽出部、17は予め記憶されている架線11の参照長尺画像データ、17Aは参照長尺画像データ17から特徴を抽出する特徴抽出部、18は特徴抽出部16A,16Bによって抽出した特徴とを比較する比較部、19はその比較結果の判定部、20はその判定結果の出力部である。
図5において、架線11の画像を処理装置14に取り込んで長尺画像データ16を作成し、その長尺画像データ16の特徴と、参照長尺画像データ17の特徴とを比較部18で比較し、架線11の波状磨耗などの異常磨耗や損傷などを判定部19で判定し、その結果情報を出力部20から得ることができる。このように、取得される長尺画像を用いて架線の検査を行うことができる。
図6は本発明の実施例を示すトンネルの検査装置の模式図である。
この図において、21はトンネル、22は鉄道車両、23はカメラ、24は処理装置、25は編集部、26はその編集部25で編集されたトンネル21の長尺画像、26Aは長尺画像データ26から特徴を抽出する特徴抽出部、27は予め記憶されているトンネル21の参照長尺画像データ、27Aは参照長尺画像データ27から特徴を抽出する特徴抽出部、28は特徴抽出部26A,26Bによって抽出した特徴を比較する比較部、29はその比較結果の判定部、30はその判定結果の出力部である。
そして、そのトンネル21の画像を処理装置24に取り込んで長尺画像データ26を生成し、その長尺画像データ26の特徴と、参照長尺画像データ27の特徴とを比較部28で比較し、トンネル21のクラック発生箇所などを判定部29で判定し、その検査結果情報を出力部30から得ることができる。このように、生成される長尺画像を用いて鉄道施設としてのトンネルの検査を行うことができる。
図7は本発明の実施例を示す橋梁の検査装置の模式図である。
この図において、31は橋脚、32は橋梁・桁、33は鉄道車両、34はカメラ、35は処理装置、36は編集部、37はその編集部36で編集された橋梁32の長尺画像データ、37Aは長尺画像データ37から特徴を抽出する特徴抽出部、38は予め記憶されている橋梁32の参照長尺画像データ、38Aは参照長尺画像データ38から特徴を抽出する特徴抽出部、39Aは長尺画像データ37の特徴と参照長尺画像データ38の特徴とを比較する比較部、39Bはその比較結果の判定部、39Cはその判定結果の出力部である。
そして、その橋梁32の画像を処理装置35に取り込んで長尺画像データ37を生成し、その長尺画像データ37の特徴と、参照長尺画像データ38の特徴とを比較部39Aで比較し、判定部39Bで橋梁32の破損箇所などを判定し、その検査結果情報を出力部39Cから得ることができる。このように、取得される長尺画像を用いて鉄道施設としての橋梁32の検査を行うことができる。
図8は本発明の実施例を示すプラットホーム混雑度の検査装置の模式図である。
この図において、41はプラットホーム、42は鉄道車両、43はカメラ、44は処理装置、45は編集部、46はその編集部45で編集されたプラットホーム41の長尺画像データ、46Aは長尺画像データ46の特徴を抽出する特徴抽出部、47は予め記憶されているプラットホーム41の参照長尺画像データ、47Aは参照長尺画像データ47から特徴を抽出する特徴抽出部、48は特徴抽出部46A,47Aによって抽出した特徴を比較する比較部、49はその比較結果の判定部、50はその判定結果の出力部である。
そして、そのプラットホーム41の画像を処理装置44に取り込んで長尺画像データ46を生成し、その長尺画像データ46の特徴と、参照長尺画像データ47の特徴とを比較部48で比較し、プラットホーム41の混雑度を判定部49で判定し、その検査結果情報を出力部50から得ることができる。このように、取得される長尺画像を用いて鉄道施設としてのプラットホーム41における混雑度の検査を行うことができる。
図9は本発明の実施例を示す鉄道沿線の法面の検査装置の模式図、図10はその鉄道沿線の法面の長尺画像を示す図である。
これらの図において、51は鉄道沿線の法面、52は鉄道車両、53はカメラ、54は処理装置、55は編集部、56はその編集部55で編集された鉄道沿線の法面51の長尺画像データ、56Aは長尺画像データ56から特徴を抽出する特徴抽出部、57は予め記憶されている鉄道沿線の法面51の参照長尺画像データ、57Aは参照長尺画像データ57から特徴を抽出する特徴抽出部、58は特徴抽出部56A,57Aによって抽出した特徴を比較する比較部、59はその比較結果の判定部、60はその判定結果の出力部である。
そして、その法面51の画像を処理装置54に取り込んで長尺画像データ56を生成し、その長尺画像データ56の特徴と、参照長尺画像データ57の特徴とを比較部58で比較し、法面51の不安定度などを判定部59で判定し、その検査結果情報を出力部60から得ることができる。このように、取得される長尺画像を用いて鉄道施設として法面51における危険度の検査を行うことができる。
図11は本発明の他の実施例を示す長尺画像を得るカメラと他の種類のセンサーを具備する鉄道施設の検査装置の模式図である。
図12は本発明の他の実施例を示す長尺画像を得るカメラとパンタグラフと架線がしゅう動する音、振動、離線、またはアーク光を捉えるセンサーを有する鉄道施設の検査装置の模式図である。
図13は本発明の他の実施例を示す長尺画像を得るカメラとトンネルの内面の形状を測定するセンサーを有する鉄道施設の検査装置の模式図である。
また、図11におけるセンサーとして振動センサーを配置して、軌道の敷設状態を検査することもできる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
2,13,23,34,43,53,63,72,82 カメラ
2A 画像フレーム
2B 部分画像
2C 鉄道施設の全体画像
3,14,24,35,44,54,64,73,83 処理装置
4,15,25,36,45,55 編集部
5,16,26,37,46,56 長尺画像データ
5A,16A,26A,37A,46A,56A 長尺画像データから特徴を抽出する特徴抽出部
6,17,27,38,47,57 参照長尺画像データ
6A,17A,27A,38A,47A,57A 参照長尺画像データから特徴を抽出する特徴抽出部
7,18,28,39A,48,58 比較部
8,19,29,39B,49,59 判定部
9,20,30,39C,50,60 出力部
10 軌道
11,76 架線
21,85 トンネル
31 橋脚
32 橋梁・桁
41 プラットホーム
51 鉄道沿線の法面
61 線路
66,74 センサー
75 パンタグラフ
84 トンネルの内面の形状を測定するセンサー
86 クラック
Claims (18)
- 移動する鉄道車両に搭載されるカメラで、鉄道施設の画像を撮影し、該撮影された画像から処理装置を用いて前記鉄道施設の長尺画像データを生成し、該長尺画像データから抽出した特徴を予め記憶された参照長尺画像データから抽出した特徴と比較してその差異を判定することにより、前記鉄道施設の検査を行うことを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項1記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記鉄道施設の長尺画像データは、前記カメラの各画像フレームの中心から部分画像を選択し、該部分画像を組み合わせることにより生成することを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項2記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記画像フレームの部分画像幅は前記鉄道車両の移動量を基準にして選択することを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項3記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記鉄道車両の移動量が大きい場合には前記部分画像幅を広くとり、移動量が小さい場合には狭くとることを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項1から4の何れか1項記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記カメラ及び処理装置を用いて作成される前記長尺画像データが軌道を撮影した画像から得られることを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項1から4の何れか1項記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記カメラ及び処理装置を用いて作成される前記長尺画像データがトンネルの内面を撮影した画像から得られることを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項1から4の何れか1項記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記カメラ及び処理装置を用いて作成される前記長尺画像データが橋梁を撮影した画像から得られることを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項1から4の何れか1項記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記カメラ及び処理装置を用いて作成される前記長尺画像データがプラットホームを撮影した画像から得られることを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項1から4の何れか1項記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記カメラ及び処理装置を用いて作成される前記長尺画像データが鉄道沿線の法面を撮影した画像から得られることを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 移動する鉄道車両に搭載されるカメラ及び処理装置で長尺画像データを生成すると同時に、前記カメラとは別の種類のセンサーで別の種類の情報を得て、前記長尺画像データとの同期化を行い、前記長尺画像データと組み合わされた時系列データとして取得することを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項10記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記センサーで前記移動する鉄道車両に搭載されるパンタグラフと架線のしゅう動する音、振動、離線、またはアーク光を検査することを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項10記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記センサーで前記移動する鉄道車両が通過するトンネルの内面の形状を計測し、車両とトンネルのクリアランスやトンネルの変形、ひび割れを検査することを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- 請求項10記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査方法において、前記センサーで前記移動する鉄道車両の振動を計測し、軌道の敷設状態を検査することを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査方法。
- (a)移動する鉄道車両に搭載され、鉄道施設の画像を取得するカメラと、
(b)前記画像から前記鉄道施設の長尺画像データを生成し、該長尺画像データから抽出した特徴と予め記憶された参照長尺画像データから抽出した特徴とを比較してその差異を判定することにより、前記鉄道施設の検査を行う処理装置とを具備することを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査装置。 - (a)移動する鉄道車両に搭載され、鉄道施設の画像を取得するカメラと、
(b)前記鉄道車両に搭載され、前記鉄道施設の画像とは別の種類の情報を取得する、前記カメラとは別の種類のセンサーと、
(c)前記画像から長尺画像データを生成し、該長尺画像データと前記センサーで取得されるデータとを同期化し、前記鉄道施設の検査データを取得する処理装置とを具備することを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査装置。 - 請求項15記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査装置において、前記センサーは前記鉄道車両のパンタグラフと架線のしゅう動する音、振動、離線、またはアーク光を検査するセンサーであることを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査装置。
- 請求項15記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査装置において、前記センサーは前記鉄道車両が通過するトンネルの内面の形状を計測するセンサーであることを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査装置。
- 請求項15記載の長尺画像を用いた鉄道施設検査装置において、前記センサーは軌道の敷設状態を検査する振動センサーであることを特徴とする長尺画像を用いた鉄道施設検査装置。
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