JP6069701B2 - 摩耗測定装置及びその方法 - Google Patents
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Description
図1に示すように、電車1の屋根上に設置した摩耗測定用カメラ2でトロリ線3の下面を撮影する。トロリ線3は、電車1の走行するレール4に沿って架線されており、摩耗測定用カメラ2は、トロリ線3を見上げるように上向きに設置されている。電車1の屋根には、トロリ線3に接触するパンタグラフ5も設置されている。
これらの場合は、トロリ線下面を撮影したカメラ画像は、トロリ線の摩耗幅が狭く見えて実際の残存直径よりも太く算出される問題がある。
本実施例の特徴は、図3に示すように、パンタグラフ5全体の傾斜角度θ1≒トロリ線3の下面角度であることを利用し、パンタグラフ全体の傾斜角度を用いてトロリ線摩耗幅を補正することである。
本実施例の摩耗測定装置は、図1に示すように、電車1の屋根上に設置した1台のパンタグラフ撮影用カメラ6及び1台の摩耗測定用カメラ(以下、摩耗計測用カメラと言う)2と、電車1内に設置した画像処理部10で構成する。
画像処理部10は、図12に示すように、角度測定部11、摩耗計測部12、処理メモリ13、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部14、トロリ線の摩耗幅の補正計算部15とから構成される。
処理メモリ13は、角度測定部11、摩耗計測部12、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部14、トロリ線の摩耗幅の補正計算部15で使用されるデータを演算時に一時的に保管するメモリである。
トロリ線の摩耗幅の補正計算部15は、摩耗計測部12で計測され処理メモリ13に記憶されていたトロリ線摩耗幅Wimageに、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部14で求めたパンタグラフ5の全体の傾斜(ローリング)角度θ1に基づき、1/cosθ1を乗じて本来の摩耗幅Wを算出する。
先ず、パンタグラフ撮影用カメラ6により、パンタグラフ5の1箇所に取り付けられた台形マーカ8を撮影し、パンタグラフ撮影用カメラ6により取得された台形マーカ8についての画像を角度測定部11に入力して、これらの画像を画像処理して、台形マーカ8の傾斜角度(角度データ)を測定し、処理メモリ13に出力する(ステップS1)。
そして、摩耗計測部12で計測され処理メモリ13に記憶されていたトロリ線摩耗幅Wimageに、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部14で求めたパンタグラフ5の全体の傾斜角度θ1に基づき、トロリ線の摩耗幅の補正計算部15により、1/cosθ1を乗じて本来の摩耗幅Wを算出する(ステップS5)。
本実施例の特徴は、図6(b)に示すように、パンタグラフ全体の傾斜角度θ1に偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度θ2を加算した傾斜角度がトロリ線下面の角度に略等しいことを利用し、トロリ線摩耗幅を補正することである。
偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ2aは、トロリ線3の摩耗面を真下から撮影してトロリ線3の偏位位置を計測できるよう、垂直上向きに設置されている。
角度測定部11は、パンタグラフ撮影用カメラ6により取得された台形マーカ8についての画像が入力され、この画像を画像処理して、台形マーカ8のマーカ角度を算出して処理メモリ13へ出力する。
処理メモリ13は、摩耗計測及び偏位計測部12a、偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部16、トロリ線の摩耗幅の補正計算部17で使用されるデータを演算時に一時的に保管するメモリである。
偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部16は、摩耗計測及び偏位計測部12aにより計測され処理メモリ13に記憶されていたトロリ線3の偏位位置に基づき、パンタグラフ上面形状記憶部40に記憶されているトロリ線3の偏位位置に対応したパンタグラフ形状の傾斜角度θ2を算出する。
先ず、パンタグラフ撮影用カメラ6により、パンタグラフ5の1箇所に取り付けられた台形マーカ8を撮影し、パンタグラフ撮影用カメラ6により取得された台形マーカ8についての画像を角度測定部11に入力して、これらの画像を画像処理して、台形マーカ8の傾斜角度(角度データ)を測定し、処理メモリ13に出力する(ステップS1)。
引き続き、偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ2aにより、トロリ線3の摩耗面を真下から撮影してトロリ線3の偏位位置を計測し、摩耗計測及び偏位計測部12aにより、偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ2aにより取得されたトロリ線5についての画像を画像処理してトロリ線3の偏位位置(偏位データ)を処理メモリ13へ入力する(ステップS3)。
引き続き、全ての計測点につき、摩耗補正が終了するまで、ステップS1〜ステップS5を繰り返す(ステップS6)。
2 摩耗計測用カメラ(摩耗測定用カメラ)
2a 偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ(摩耗測定用カメラ)
3 トロリ線
4 レール
5,50 パンタグラフ
5a,50a すり板
5b,50b ホーン
6 パンタグラフ撮影用カメラ
8 台形マーカ
10,20 画像処理部
11 角度測定部
12 摩耗計測部
12a 摩耗計測及び偏位計測部
13 処理メモリ
14 パンタグラフ全体の傾斜角度算出部
15,17 トロリ線の摩耗幅の補正計算部
16 偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部
40 パンタグラフ上面形状記憶部
Claims (4)
- 電車屋根上に設置した摩耗測定用カメラで、パンタグラフに接触するトロリ線の下面を撮影し、撮影された前記トロリ線の下面の画像を画像処理して、前記トロリ線の摩耗幅を測定する摩耗測定方法において、
色彩の異なる帯状の領域を隣接して複数配置してなる縞模様状であって、前記領域間の境界となる直線が少なくとも相互に平行な平行直線と、前記領域間の境界となる直線が前記平行直線に対して傾斜した少なくとも2本の傾斜直線とを含むマーカを前記パンタグラフの1箇所に取り付ける一方、
前記マーカを撮影して前記領域を横断するように走査するパンタグラフ撮影用カメラを前記電車屋根上に設置し、
前記パンタグラフ撮影用カメラで取得された画像を画像処理することにより、前記領域を横断するように走査した軌跡である撮影ラインと前記平行直線及び前記傾斜直線との複数の交点間の線分のうち少なくとも三つの長さの比を求め、該三つの長さの比に基づいて前記撮影ラインに対する前記マーカの傾きとして前記パンタグラフ全体の傾斜角度を求め、
前記パンタグラフの上面にならって傾斜する前記トロリ線の傾斜角度である前記パンタグラフ全体の傾斜角度に応じて前記摩耗幅を補正して本来の摩耗幅を求めることを特徴とする摩耗測定方法。 - 前記トロリ線の傾斜角度として、前記パンタグラフの全体の傾斜角度に前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフの形状の傾斜角度を加えた傾斜角度を用いることを特徴とする請求項1記載の摩耗測定方法。
- パンタグラフに接触するトロリ線の下面を撮影する摩耗測定用カメラを電車屋根上に設置し、前記摩耗測定用カメラで撮影された前記トロリ線の下面の画像を画像処理して、前記トロリ線の摩耗幅を測定する画像処理部を備えた摩耗測定装置において、
色彩の異なる帯状の領域を隣接して複数配置してなる縞模様状であって、前記領域間の境界となる直線が少なくとも相互に平行な平行直線と、前記領域間の境界となる直線が前記平行直線に対して傾斜した少なくとも2本の傾斜直線とを含むマーカを前記パンタグラフの1箇所に取り付ける一方、
前記マーカを撮影して前記領域を横断するように走査するパンタグラフ撮影用カメラを前記電車屋根上に設置し、
前記パンタグラフ撮影用カメラで取得された画像を画像処理することにより、前記領域を横断するように走査した軌跡である撮影ラインと前記平行直線及び前記傾斜直線との複数の交点間の線分のうち少なくとも三つの長さの比を求め、該三つの長さの比に基づいて前記撮影ラインに対する前記マーカの傾きとして前記パンタグラフ全体の傾斜角度を求め角度測定部を前記画像処理部に設け、
前記画像処理部は、前記パンタグラフの上面にならって傾斜する前記トロリ線の傾斜角度である前記パンタグラフ全体の傾斜角度に応じて前記摩耗幅を補正して本来の摩耗幅を求める補正計算部を備えることを特徴とする摩耗測定装置。 - 前記摩耗測定用カメラで撮影された前記トロリ線の画像から前記トロリ線の偏位位置を計測する偏位計測部を前記画像処理部に設け、
前記トロリ線の偏位位置に対応する前記パンタグラフの上面形状を記憶したパンタグラフ上面形状記憶部を前記摩耗測定装置に設け、
前記パンタグラフ上面形状記憶部に記憶された前記パンタグラフの上面形状に基づき、前記偏位計測部で計測された前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフの形状の傾斜角度を算出する偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部を前記画像処理部に設け、
前記補正計算部は、前記トロリ線の傾斜角度として、前記パンタグラフ全体の傾斜角度算出部で算出された前記パンタグラフの全体の傾斜角度に前記偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部で算出された前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフの形状の傾斜角度を加えた傾斜角度を用いることを特徴とする請求項3記載の摩耗測定装置。
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