JP6668573B2 - 車両上空物検測装置及び方法 - Google Patents

車両上空物検測装置及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6668573B2
JP6668573B2 JP2015196840A JP2015196840A JP6668573B2 JP 6668573 B2 JP6668573 B2 JP 6668573B2 JP 2015196840 A JP2015196840 A JP 2015196840A JP 2015196840 A JP2015196840 A JP 2015196840A JP 6668573 B2 JP6668573 B2 JP 6668573B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser scan
rotary laser
scan sensor
vehicle
rotary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015196840A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017067729A (ja
Inventor
敦宏 高橋
敦宏 高橋
俊英 貴志
俊英 貴志
山本 浩志
浩志 山本
智哉 佐々木
智哉 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Fine Systems Corp
East Japan Railway Co
Original Assignee
Hitachi High Tech Fine Systems Corp
East Japan Railway Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Tech Fine Systems Corp, East Japan Railway Co filed Critical Hitachi High Tech Fine Systems Corp
Priority to JP2015196840A priority Critical patent/JP6668573B2/ja
Priority to PCT/JP2016/078740 priority patent/WO2017057522A1/ja
Publication of JP2017067729A publication Critical patent/JP2017067729A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6668573B2 publication Critical patent/JP6668573B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60MPOWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M1/00Power supply lines for contact with collector on vehicle
    • B60M1/12Trolley lines; Accessories therefor
    • B60M1/28Manufacturing or repairing trolley lines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、電車車両などの上空に存在する架線(トロリ線)などの被測定物の状態を測定する車両上空物検測装置及び方法に関する。
電車車両の上空には架線(トロリ線)、イヤー、イヤー碍子、ハンガーなどの架線設備が設けられている。特に、トロリ線については、レールに対して垂直方向及び水平方向に適切な相対位置に配置されているかどうかを測定するようにしたトロリ線の高さ・偏位測定装置が特許文献1に記載されている。
特開2006−123787号公報
特許文献1に記載のものは、車両上に搭載する高さ・偏位測定装置を、トロリ線にレーザ光を照射して、その反射光路長でトロリ線までの距離を測定するレーザ距離センサと、トロリ線にレーザ光を走査するポリゴンミラーと、レーザ光の投光方向を計測するロータリーエンコーダと、トロリ線の高さ、偏位を算出する演算装置とで構成している。
このようなポリゴンミラーを用いたものは、装置自体が非常に大型のため、専用の検測車に搭載し、その検測車を数カ月に1回程度の周期で運行させることによって測定を行っている。
最近では、小型の回転式レーザスキャンセンサを営業車両の屋根上に搭載可能かつ車両限界に支障せず客室内に取り付け可能とした測定装置が提案されている。回転式レーザスキャンセンサは、レーザを回転するスキャン方式を採用しているため、営業車両の列車速度が40[km]以下でないと十分な測定性能を発揮できない。そこで、最高速度130[km]に対応可能とするために、回転式レーザスキャンセンサを複数台並列に屋根上に配置することが提案されている。
しかしながら、回転式レーザスキャンセンサを屋根上に複数台配置した場合、少なくとも2台のセンサからそれぞれ出射されたレーザ光同士が相互に干渉する領域が存在することとなり、車両上空の被測定物によってはレーザ光が同時に照射され、正確に測定できない場合がある。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、複数の回転式レーザスキャンセンサを車両の屋根上に配置した場合に、それぞれのレーザ光が相互干渉しないように車両上空の被測定物を測定することのできる車両上空物検測装置及び方法を提供することを目的とする。
本発明に係る車両上空物検測定装置の第1の特徴は、車両の進行方向に対して略直交する方向に沿って前記車両屋根上に並列に設置された複数の回転式レーザスキャンセンサ手段群と、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群を回転走査方向が同じで、それぞれの回転位相が前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の設置台数で分割した位相分ずつ異なるように制御する制御手段と、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群からの検出信号に基づいて前記車両の屋根上空に存在する被測定物を検測する検測手段とを備えたことである。
この発明は、複数の回転式レーザスキャンセンサ手段群を車両屋根上に設置する場合に、車両の進行方向に対して略直交する方向に沿って並列に設置している。このとき、各回転式レーザスキャンセンサ手段の回転走査方向を、車両の進行方向に対して全て同じ方向(例えば反時計方向)となるようにしている。さらに、各回転式レーザスキャンセンサ手段の回転位相を設置台数で分割した位相分ずつ異なるようにしている。例えば、3台設置した場合は、それぞれの位相が120°異なるようにし、4台設置した場合は、90°異なるようにする。このように各回転レーザスキャンセンサ手段を設置し、それぞれを同期制御することによって、レーザ光が相互干渉しないような領域である車両上空に存在する所定の被測定物を検測することができるようになる。
本発明に係る車両上空物検測定装置の第2の特徴は、前記第1の特徴に記載の車両上空物検測装置において、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群は3台以上を有し、前記検測手段は、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の中でレーザ出射方向が前記進行方向を見て第1象限に位置している状態にあるときの第1の回転式レーザスキャンセンサ手段から出射されるレーザ光線と、前記第1の回転式レーザスキャンセンサ手段よりも右側に配置された前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の中でレーザ出射方向が前記進行方向を見て第2象限に位置する状態にあるときの第2の回転式レーザスキャンセンサ手段から出射されるレーザ光線とが、相互に干渉する位置よりも前記車両屋根から上空に離間した位置に存在する被測定物を検測することである。
各回転式レーザスキャンセンサ手段のレーザ出射方向が第1象限に位置し、その回転式レーザスキャンセンサ手段よりも右側に配置された回転式レーザスキャンセンサ手段のレーザ出射方向が第2象限に位置するときに、互いのレーザ光線は干渉する可能性がある。この発明では、相互に干渉する可能性のある位置よりも車両屋根から上空に離間した位置に存在する被測定物を検測するようにした。これによって、それぞれのレーザ光が相互干渉しないように車両上空の被測定物を測定できるようになる。
本発明に係る車両上空物検測定装置の第3の特徴は、前記第2の特徴に記載の車両上空物検測装置において、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の前記第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段が両端以外の位置に設置されていることである。
この発明は、車両屋根上に並列に設置されている3台以上の回転式レーザスキャンセンサ手段群の中で互いにレーザ光線の干渉する可能性のある第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段を、両端に設置しないものである。第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段から出射されたレーザ光線が相互に干渉する可能性のある位置の高さ(車両屋根からの距離)は、両センサの離間距離に依存するので、第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段を両端に設置しないことによって、レーザ光線が相互に干渉する可能性のある位置の高さ(車両屋根からの距離)を最も高い位置から低い位置に変更することができ、測定可能範囲を大幅に向上できる。
本発明に係る車両上空物検測定装置の第4の特徴は、前記第2又は第3の特徴に記載の車両上空物検測装置において、前記第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段が互いに隣り合うように前記車両屋根上に並列に設置されていることである。
この発明は、車両屋根上に並列に設置されている3台以上の回転式レーザスキャンセンサ手段群の中で互いにレーザ光線の干渉する可能性のある第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段を、両センサの離間距離が最も小さくなる、互いに隣り合う位置に設置したものである。これによって、レーザ光線が相互に干渉する可能性のある位置の高さ(車両屋根からの距離)を最も低い位置に変更することができ、測定可能範囲を大幅に向上できる。
本発明に係る車両上空物検測定装置の第5の特徴は、前記第1、第2、第3又は第4の特徴に記載の車両上空物検測装置において、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の各回転式レーザスキャンセンサ手段から少なくとも水平方向に出射されるレーザ光を遮光する遮光手段を有することである。
これは、回転式レーザスキャンセンサ手段の走査可能な範囲が180°以上ある場合、隣接する回転式レーザスキャンセンサ手段にレーザ光が照射する可能性があるので、水平方向に出射するレーザ光を遮光する遮光手段を各センサ間に設けるようにしたものである。これによって、他のセンサからのレーザの入射を防ぐことができる。
本発明に係る車両上空物検測定方法の第1の特徴は、車両の進行方向に対して略直交する方向に沿って前記車両屋根上に並列に配置された複数の回転式レーザスキャンセンサ手段群を用いて、前記車両の屋根上空に存在する被測定物を検測する車両上空物検測方法において、記回転式レーザスキャンセンサ手段群は、回転走査方向が同じでそれぞれの回転位相を、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の設置台数で分割した位相分ずつ異なるように設定してあることである。
これは、前記車両上空物検測定装置の第1の特徴に対応した車両上空物検測定方法の発明である。
本発明に係る車両上空物検測定方法の第2の特徴は、前記第1の特徴に記載の車両上空物検測方法において、3台以上を有する前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の中でレーザ出射方向が前記進行方向を見て第1象限に位置している状態にあるときの第1の回転式レーザスキャンセンサ手段から出射されるレーザ光線と、前記第1の回転式レーザスキャンセンサ手段よりも右側に配置された前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の中でレーザ出射方向が前記進行方向を見て第2象限に位置する状態にあるときの第2の回転式レーザスキャンセンサ手段から出射されるレーザ光線とが、相互に干渉する位置よりも前記車両屋根から上空に離間した位置に存在する被測定物を検測することである。
これは、前記車両上空物検測定装置の第2の特徴に対応した車両上空物検測定方法の発明である。
本発明に係る車両上空物検測定方法の第3の特徴は、前記第2の特徴に記載の車両上空物検測方法において、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の前記第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段を両端以外の位置に設置することである。
これは、前記車両上空物検測定装置の第3の特徴に対応した車両上空物検測定方法の発明である。
本発明に係る車両上空物検測定方法の第4の特徴は、前記第2又は第3の特徴に記載の車両上空物検測方法において、前記第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段が互いに隣り合うように前記車両屋根上に並列に設置したことである。
これは、前記車両上空物検測定装置の第4の特徴に対応した車両上空物検測定方法の発明である。
本発明に係る車両上空物検測定方法の第5の特徴は、前記第1、第2、第3又は第4の特徴に記載の車両上空物検測方法において、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の各回転式レーザスキャンセンサ手段から少なくとも水平方向に出射されるレーザ光を遮光したことである。
これは、前記車両上空物検測定装置の第5の特徴に対応した車両上空物検測定方法の発明である。
本発明によれば、複数の回転式レーザスキャンセンサを車両の屋根上に配置した場合に、それぞれのレーザ光が相互干渉しないように車両上空の被測定物を測定することができる。
トロリ線測定装置を搭載する営業車両の一例を模式的に示す図である。 図1の4台の回転式レーザスキャンセンサの同期制御の一例を示す図である。 図2に示すような位相遅れにおいて、回転式レーザスキャンセンサ41〜44のレーザ出射方向が徐々に変化した場合の様子を示す図である。 図3(A)に示す回転式レーザスキャンセンサのレーザ光線が相互干渉する状態を示す。 図2の回転式レーザスキャンセンサの配置を入れ換えて、それぞれの位相遅れの関係が配置方向に沿って異なるようにした実施の形態を示す図である。 図5の回転式レーザスキャンセンサの配置を入れ換えて、それぞれの位相遅れの関係が配置方向に沿って異なるようにした別の実施の形態を示す図である。 3台の回転式レーザスキャンセンサの同期制御の一例を示す図である。 図1のトロリ線測定装置の全体構成を示すブロック図である。
以下、図面に基づいて本発明の車両上空物検測装置の実施の形態としてトロリ線測定装置を例に説明する。図1は、トロリ線測定装置を搭載する営業車両の一例を模式的に示す図である。図1において、トロリ線測定装置4は、4台の回転式レーザスキャンセンサ41〜44と、センサ制御部7と、測定装置8とから構成される。4台の回転式レーザスキャンセンサ41〜44は、回転移動するレーザ測長センサを用いて空間を面状に走査するものである。回転式レーザスキャンセンサ41〜44は、トロリ線1の存在する空間すなわちトロリ線1の偏位方向にレーザ光を面状に走査して車両上空(屋根上)のトロリ線1からの反射光を受光し、レーザ測長センサとトロリ線1との間の距離と角度を測定するものである。
4台の回転式レーザスキャンセンサ41〜44は、営業車両9の屋根上であって車両進行方向(図面の前後方向)に対して略垂直方向(図面の左右方向)にそれぞれ所定の間隔で並列配置される。回転式レーザスキャンセンサ42と回転式レーザスキャンセンサ43とは、例えば600[mm]以上離間した位置に設置される。回転式レーザスキャンセンサ42,43は、車両9の左右中心からは約300[mm]以上離間した位置にそれぞれ設置される。回転式レーザスキャンセンサ41と回転式レーザスキャンセンサ42との間、回転式レーザスキャンセンサ43と回転式レーザスキャンセンサ44と間は、例えば、約300[mm]程度離間した位置に配置されることが望ましい。回転式レーザスキャンセンサ41〜44の走査角度は、約180度である。この走査角度は一例であり、180度以上の場合もこれ以下の場合もある。従って、この実施の形態のように複数の回転式レーザスキャンセンサ41〜44を並列配置した場合、被測定物の位置に応じて、複数の回転式レーザスキャンセンサ41〜44から出射されたレーザ光同士がそれぞれ干渉する場合がある。この実施の形態では、回転式レーザスキャンセンサ41〜44の走査時の位相角度を異ならせ、それぞれを同期制御している。この同期制御の詳細については後述する。
センサ制御部7は、4台の回転式レーザスキャンセンサ41〜44からの検出器信号及び回転式レーザスキャンセンサ41〜44の屋根上における設置位置に基づいて、トロリ線1の高さ偏位座標を算出して、測定装置8に出力する。測定装置8は、センサ制御部7のオペレーションとデータ収録を行う。センサ制御部7及び測定装置8は、営業用の車両9内の適当な箇所に設置される。なお、センサ制御部7を回転式レーザスキャンセンサ41〜44と同じ屋根上に配置し、測定装置8を営業車両の床下に配置してもよいし、これ以外の場所に配置してもよい。
回転式レーザスキャンセンサ41〜44の間には、水平方向に出射するレーザ光を遮光する遮光板51〜53が設けられている。回転式レーザスキャンセンサ41〜44の走査可能な範囲が180°以上の場合、隣接する回転式レーザスキャンセンサ同士に隣接する回転式レーザスキャンセンサから出射するレーザ光が照射される可能性がある。そこで、この実施の形態では、水平方向に出射するレーザ光を遮光する遮光手段として遮光板51〜53をそれぞれ回転式レーザスキャンセンサ41〜44の間に設けている。なお、この遮光板51〜53に代えて、回転式レーザスキャンセンサ41〜44自体に出射防止用及び/又は入射防止用の遮光膜を設けるようにしてもよい。また、回転式レーザスキャンセンサ41〜44の走査可能な範囲を180°よりも小さくし、隣接する回転式レーザスキャンセンサにレーザ光が出射されないようにしてもよい。
図2は、図1の4台の回転式レーザスキャンセンサの同期制御の一例を示す図である。図2では、回転式レーザスキャンセンサ41〜44のレーザ出射方向は、それぞれの回転中心から延びる矢印41a〜44aで示してある。回転式レーザスキャンセンサ41〜44のレーザ走査方向(回転走査方向)は、それぞれの回転中心を中心とする点線円の矢印41c〜44cで示してある。すなわち、図2において、紙面奥行き方向が電車進行方向の場合、回転式レーザスキャンセンサ41〜44のレーザ走査方向(回転走査方向)は反時計方向となり、紙面手前方向が電車進行方向の場合、時計方向となる。
回転式レーザスキャンセンサ41〜44の配置は次のようになっている。回転式レーザスキャンセンサ41と回転式レーザスキャンセンサ42との距離はL12、回転式レーザスキャンセンサ43と回転式レーザスキャンセンサ44との距離はL34、回転式レーザスキャンセンサ41と回転式レーザスキャンセンサ44との距離はL14、回転式レーザスキャンセンサ42と回転式レーザスキャンセンサ43との距離はL23である。すなわち、それぞれの回転式レーザスキャンセンサ41〜44は、距離L12,L23,L34,L14に相当するだけ離間して配置してある。また、距離L12と距離L34は同じ値である。なお、距離L12,L23,L34をそれぞれ同じとして、回転式レーザスキャンセンサ41〜44をそれぞれ等間隔に配置してもよい。
回転式レーザスキャンセンサ41の矢印41aのレーザ出射方向を基準0°とした場合、回転式レーザスキャンセンサ42の矢印42aのレーザ出射方向は−90°、回転式レーザスキャンセンサ43の矢印43aのレーザ出射方向は−180°、回転式レーザスキャンセンサ44の矢印44aのレーザ出射方向は−270°、それぞれ位相が90°遅れている。
図3は、図2に示すような位相遅れにおいて、回転式レーザスキャンセンサ41〜44のレーザ出射方向が徐々に変化した場合の様子を示す図である。図3(A)は、回転式レーザスキャンセンサ41のレーザ出射方向が第1象限(45°)に、回転式レーザスキャンセンサ42のレーザ出射方向が第4象限(−45°)に、回転式レーザスキャンセンサ43のレーザ出射方向が第3象限(−135°)に、回転式レーザスキャンセンサ44のレーザ出射方向が第2象限(−225°)に位置することを示す。以下同様に、図3(B)は、回転式レーザスキャンセンサ41のレーザ出射方向が第2象限(135°)に位置する場合、図3(C)は、回転式レーザスキャンセンサ41のレーザ出射方向が第3象限(225°)に位置する場合、図3(D)は、回転式レーザスキャンセンサ41のレーザ出射方向が第4象限(315°)に位置する場合における各回転式レーザスキャンセンサ42〜44のレーザ出射方向をそれぞれ示す。
図3において、回転式レーザスキャンセンサ41〜44から出射するレーザ光線が相互に干渉する可能性があるのは、図3(A)に示す回転式レーザスキャンセンサ41のレーザ出射方向が第1象限に位置し、回転式レーザスキャンセンサ44のレーザ出射方向が第2象限に位置する場合である。すなわち、各回転式レーザスキャンセンサ41〜44のレーザ出射方向が第1象限に位置し、その回転式レーザスキャンセンサよりも右側に配置された回転式レーザスキャンセンサのレーザ出射方向が第2象限に位置するときに、互いのレーザ光線は干渉する可能性がある。
図4は、図3(A)に示す回転式レーザスキャンセンサのレーザ光線が相互干渉する状態を示す。回転式レーザスキャンセンサ41のレーザ出射方向が第1象限の15°,30°,45°,60°,75°に位置し、回転式レーザスキャンセンサ44のレーザ出射方向が第2象限の105°,120°、135°、150°、165°に位置する場合に、双方のレーザ光線は領域R1〜R5で相互に干渉することとなる。この領域R1〜R5は、回転式レーザスキャンセンサ41と回転式レーザスキャンセンサ44との中間点を中心とする、半径が距離L14の約2分の1に相当する円弧上に存在することとなる。領域R3が最も屋根上の最上部に位置し、その高さは距離L14の約2分の1(L14/2)すなわちL14/2である。従って、この領域R3よりも上方が図2に示すような位相遅れで走査される回転式レーザスキャンセンサ41〜44の測定可能範囲となる。
回転式レーザスキャンセンサ41と回転式レーザスキャンセンサ44との距離L14が、例えば、約1200[mm]であると、車両の屋根から領域R3までの距離は約600[mm]となり、トロリ線1の測定に支障が生じることになる。この距離を小さくするには、回転式レーザスキャンセンサ41と回転式レーザスキャンセンサ44との距離L14を小さくすることで対応することができるが、距離L14を小さくすることには限界がある。
図5は、図2の回転式レーザスキャンセンサの配置を入れ換えて、それぞれの位相遅れの関係が配置方向に沿って異なるようにした実施の形態を示す図である。図5では、図2に示した回転式レーザスキャンセンサ42と回転式レーザスキャンセンサ44との配置を入れ換えて、距離L14を小さくなるようにした。また、この配置交換によって、各回転式レーザスキャンセンサ41〜44のレーザ出射方向が第1象限に位置し、その回転式レーザスキャンセンサよりも右側に配置された回転式レーザスキャンセンサのレーザ出射方向が第2象限に位置する関係は、図5(A)に示した回転式レーザスキャンセンサ41と回転式レーザスキャンセンサ42の場合以外に、図5(B)に示す回転式レーザスキャンセンサ43と回転式レーザスキャンセンサ42の場合と、図5(C)に示す回転式レーザスキャンセンサ44と回転式レーザスキャンセンサ43の場合とで、それぞれ発生するようになる。すなわち、互いのレーザ光線の干渉する可能性は増加する。
図5(A)において、回転式レーザスキャンセンサ41と回転式レーザスキャンセンサ42のレーザ光が相互干渉する領域R6までの車両屋根からの距離は、距離L14の約2分の1(L14/2)すなわち約150[mm]となる。図5(B)において、回転式レーザスキャンセンサ43と回転式レーザスキャンセンサ42のレーザ光が相互干渉する領域R7までの車両屋根からの距離は、距離L32の約2分の1(L32/2)、すなわち約150[mm]となる。一方、図5(C)において、回転式レーザスキャンセンサ44と回転式レーザスキャンセンサ43のレーザ光が相互干渉する領域R8までの車両屋根からの距離は、距離L43の約2分の1(L43/2)すなわち約300[mm]となる。従って、図5に示す回転式レーザスキャンセンサの配置によって、領域R8よりも上方が図5に示すような位相遅れで走査される回転式レーザスキャンセンサ41〜44の測定可能範囲となる。なお、回転式レーザスキャンセンサ41〜44を等間隔、すなわち距離L14,L43,L32を等しくすることによって、距離L14,L43,L32はそれぞれ最小となり、測定可能範囲を拡大することができる。
図6は、図5の回転式レーザスキャンセンサの配置を入れ換えて、それぞれの位相遅れの関係が配置方向に沿って異なるようにした別の実施の形態を示す図である。図6では、図5の回転式レーザスキャンセンサ43と回転式レーザスキャンセンサ44との配置を入れ換えて、これらが相互に干渉しないように配置した。すなわち、図2の回転式レーザスキャンセンサ42を回転式レーザスキャンセンサ44の位置に配置し、回転式レーザスキャンセンサ43及び回転式レーザスキャンセンサ44を左側にずらした場合に相当する。この配置交換によって、各回転式レーザスキャンセンサ41〜44のレーザ出射方向が第1象限に位置し、その回転式レーザスキャンセンサよりも右側に配置された回転式レーザスキャンセンサのレーザ出射方向が第2象限に位置する関係が、図6(A)に示す回転式レーザスキャンセンサ41と回転式レーザスキャンセンサ44の場合と、図6(B)に示す回転式レーザスキャンセンサ43と回転式レーザスキャンセンサ42の場合とで、それぞれ発生するようになる。すなわち、互いのレーザ光線の干渉する可能性は図5の場合よりも減少する。
図6(A)において、回転式レーザスキャンセンサ41と回転式レーザスキャンセンサ43のレーザ光が相互干渉する領域R9までの車両屋根からの距離は、距離L14の約2分の1(L14/2)すなわち約450[mm]となる。図6(B)において、回転式レーザスキャンセンサ43と回転式レーザスキャンセンサ42のレーザ光が相互干渉する領域RAまでの車両屋根からの距離は、距離L32の約2分の1(L32/2)、すなわち約450[mm]となる。従って、図6に示す回転式レーザスキャンセンサの配置によって、領域R9,RAよりも上方が図6に示すような位相遅れで走査される回転式レーザスキャンセンサ41〜44の測定可能範囲となる。なお、回転式レーザスキャンセンサ43と回転式レーザスキャンセンサ44の離間距離L34を小さくすることによって、距離L14,L32を小さくすることができ、測定可能範囲を拡大することができる。
図7は、3台の回転式レーザスキャンセンサの同期制御の一例を示す図である。図2では、4台の回転式レーザスキャンセンサ41〜44を用いた場合について説明したが、以下、3台の回転式レーザスキャンセンサを用いた場合について説明する。この場合は、回転式レーザスキャンセンサ41の矢印41aのレーザ出射方向を基準0°とした場合、回転式レーザスキャンセンサ42の矢印42aのレーザ出射方向は120°、回転式レーザスキャンセンサ43の矢印43aのレーザ出射方向は240°、それぞれ位相が遅れている。従って、図7(A)に示すように、回転式レーザスキャンセンサ41のレーザ出射方向が第1象限に位置するときに、回転式レーザスキャンセンサ43のレーザ出射方向が第2象限に位置するという関係が成立する。
図7(B)は、図7(A)に示す回転式レーザスキャンセンサのレーザ光線が相互干渉する状態を示す。回転式レーザスキャンセンサ41のレーザ出射方向が第1象限の15°,30°,45°に位置し、回転式レーザスキャンセンサ43のレーザ出射方向が第2象限の135°、150°、165°に位置する場合に、双方のレーザ光線は領域RB,RC,RDで相互に干渉することとなる。領域RCが屋根上の最上部に位置し、その高さは距離L13の0.29倍(0.29×L13)、すなわち約175[mm]となる。従って、この領域RCよりも上方が図7に示すような位相遅れで走査される回転式レーザスキャンセンサ41〜43の測定可能範囲となる。なお、図7(B)において、回転式レーザスキャンセンサ43と回転式レーザスキャンセンサ42の配置を入れ換えた場合、双方のレーザ光線は領域REで相互に干渉することとなる。このときの高さは、距離L12の0.29倍(0.29×L12)、すなわち約350[mm]となる。これは、図2の場合とほぼ同様の測定可能範囲である。
図8は、図1のトロリ線測定装置の全体構成を示すブロック図である。センサ制御部7は、回転式レーザスキャンセンサ41〜44に接続された高さ偏位演算パソコン71〜74を含んで構成される。高さ偏位演算パソコン71〜74は、CPU(Central Processing Unit)とメモリとHDD(Hard Disk Drive)とDIO(disk input−output interface)とがそれぞれバスで接続されたパソコンで構成される。
高さ偏位演算パソコン71〜74は、各回転式レーザスキャンセンサ41〜44からのトロリ線位置検出信号をメモリに取り込む。高さ偏位演算パソコン71〜74は、取り込んだHDD内の高さ偏位座標変換プログラムによって回転式レーザスキャンセンサ41〜44の配列位置に基づいて、トロリ線の高さ(軌道面基準)であるX座標とトロリ線の偏位(軌道面を基準とした左右位置)であるY座標に変換し、メモリに格納する。高さ偏位演算パソコン71〜74には、車両距離情報が入力され、車両移動位置の同期がなされる。
測定装置8は、データ収録パソコン81及び外部記録媒体82を含んで構成される。データ収録パソコン81は、CPUとメモリとHDDとDIOとがそれぞれバスで接続されたパソコンで構成される。測定装置8のデータ収録パソコン81、センサ制御部7内の高さ偏位演算パソコン71〜74は、それぞれLANで接続されている。測定装置8は、センサ制御部7から測定データを受け取り、外部記録媒体82にデータ収録を行う。
なお、上述の実施の形態では、複数の回転式レーザスキャンセンサとして3台の場合と4台の場合を例に説明したが、これ以上の回転式レーザスキャンセンサを車両屋根上に設置してもよい。
上述の実施の形態では、トロリ線を測定する場合を例に説明したが、トロリ線以外のイヤー、イヤー碍子、ハンガーなどの車両上空に存在する架線設備等又はこれ以外の物体を測定する場合にも同様に適用できる。
1…トロリ線
4…トロリ線測定装置
41,42,43,44…回転式レーザスキャンセンサ
51,52,53…遮光板
7…センサ制御部
71…高さ偏位演算パソコン
8…測定装置
81…データ収録パソコン
82…外部記録媒体
9…車両

Claims (8)

  1. 車両の進行方向に対して略直交する方向に沿って前記車両屋根上に並列に設置された複数の回転式レーザスキャンセンサ手段群と、
    前記回転式レーザスキャンセンサ手段群を回転走査方向が同じで、それぞれの回転位相が前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の設置台数で分割した位相分ずつ異なるように制御する制御手段と、
    前記回転式レーザスキャンセンサ手段群からの検出信号に基づいて前記車両の屋根上空に存在する被測定物を検測する検測手段とを備え、
    前記回転式レーザスキャンセンサ手段群は3台以上を有し、前記検測手段は、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の中でレーザ出射方向が前記進行方向を見て第1象限に位置している状態にあるときの第1の回転式レーザスキャンセンサ手段から出射されるレーザ光線と、前記第1の回転式レーザスキャンセンサ手段よりも右側に配置された前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の中でレーザ出射方向が前記進行方向を見て第2象限に位置する状態にあるときの第2の回転式レーザスキャンセンサ手段から出射されるレーザ光線とが、相互に干渉する干渉位置よりも前記車両屋根から上空に離間した位置に存在する被測定物を検測することを特徴とする車両上空物検測装置。
  2. 請求項1に記載の車両上空物検測装置において、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の前記第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段が両端以外の位置に設置されていることを特徴とする車両上空物検測装置。
  3. 請求項1又は2に記載の車両上空物検測装置において、前記第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段が互いに隣り合うように前記車両屋根上に並列に設置されていることを特徴とする車両上空物検測装置。
  4. 請求項1、2又は3に記載の車両上空物検測装置において、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の各回転式レーザスキャンセンサ手段から少なくとも水平方向に出射されるレーザ光を遮光する遮光手段を有することを特徴とする車両上空物検測装置。
  5. 車両の進行方向に対して略直交する方向に沿って前記車両屋根上に並列に配置された複数の回転式レーザスキャンセンサ手段群を用いて、前記車両の屋根上空に存在する被測定物を検測する車両上空物検測方法において、
    前記回転式レーザスキャンセンサ手段群は、回転走査方向が同じでそれぞれの回転位相を、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の設置台数で分割した位相分ずつ異なるように設定してあり、
    3台以上を有する前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の中でレーザ出射方向が前記進行方向を見て第1象限に位置している状態にあるときの第1の回転式レーザスキャンセンサ手段から出射されるレーザ光線と、前記第1の回転式レーザスキャンセンサ手段よりも右側に配置された前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の中でレーザ出射方向が前記進行方向を見て第2象限に位置する状態にあるときの第2の回転式レーザスキャンセンサ手段から出射されるレーザ光線とが、相互に干渉する干渉位置よりも前記車両屋根から上空に離間した位置に存在する被測定物を検測することを特徴とする車両上空物検測方法。
  6. 請求項に記載の車両上空物検測方法において、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の前記第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段を両端以外の位置に設置することを特徴とする車両上空物検測方法。
  7. 請求項5又は6に記載の車両上空物検測方法において、前記第1及び第2の回転式レーザスキャンセンサ手段が互いに隣り合うように前記車両屋根上に並列に設置したことを特徴とする車両上空物検測方法。
  8. 請求項5、6又は7に記載の車両上空物検測方法において、前記回転式レーザスキャンセンサ手段群の各回転式レーザスキャンセンサ手段から少なくとも水平方向に出射されるレーザ光を遮光したことを特徴とする車両上空物検測方法。
JP2015196840A 2015-10-02 2015-10-02 車両上空物検測装置及び方法 Active JP6668573B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015196840A JP6668573B2 (ja) 2015-10-02 2015-10-02 車両上空物検測装置及び方法
PCT/JP2016/078740 WO2017057522A1 (ja) 2015-10-02 2016-09-28 車両上空物検測装置及び方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015196840A JP6668573B2 (ja) 2015-10-02 2015-10-02 車両上空物検測装置及び方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017067729A JP2017067729A (ja) 2017-04-06
JP6668573B2 true JP6668573B2 (ja) 2020-03-18

Family

ID=58427747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015196840A Active JP6668573B2 (ja) 2015-10-02 2015-10-02 車両上空物検測装置及び方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6668573B2 (ja)
WO (1) WO2017057522A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4079597A1 (en) * 2019-12-17 2022-10-26 Telefonos, Lineas y Centrales, S.A. Method for in-situ and real-time collection and processing of geometric parameters of railway lines
JP7431413B2 (ja) * 2020-04-27 2024-02-15 旭サナック株式会社 センサ、及びこのセンサを備える塗装装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4260899A (en) * 1979-06-14 1981-04-07 Intec Corporation Wide web laser scanner flaw detection method and apparatus
JPS61151490A (ja) * 1984-12-25 1986-07-10 Agency Of Ind Science & Technol 物体検出装置
JPS6275202A (ja) * 1985-09-28 1987-04-07 Toshiba Corp 幅計測装置
JPH1062120A (ja) * 1996-08-21 1998-03-06 Komatsu Ltd 位置計測装置及びこれを用いた搬送車
JP2010175488A (ja) * 2009-01-31 2010-08-12 Keyence Corp 光走査型光電スイッチ
CN104541124B (zh) * 2012-08-06 2017-04-12 株式会社明电舍 利用激光测定的支撑物探测装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017057522A1 (ja) 2017-04-06
JP2017067729A (ja) 2017-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7247206B2 (ja) 鉄道車両および軌道区間を検測する方法
JP6206957B2 (ja) トロリ線測定装置及びトロリ線測定方法
JP5885895B1 (ja) レール位置計測装置および演算部
JP6668573B2 (ja) 車両上空物検測装置及び方法
US11845482B2 (en) Obstacle detection device and obstacle detection method
WO2014024812A1 (ja) レーザ測定による支持物検知装置
JP2023115057A (ja) 測定装置、測定方法、及び、プログラム
US7557907B2 (en) Object-detection device for vehicle
JP5422322B2 (ja) レール変位量測定におけるレール検出方法およびレール変位量測定装置
JP5763986B2 (ja) 移動体および移動体の制御方法
JP6805700B2 (ja) 距離測定装置、距離測定方法、及び距離測定プログラム
JP4758568B2 (ja) トンネル形状の三次元測定装置及び三次元測定方法
JP6311757B2 (ja) 碍子検出装置及び碍子検出方法
JP6673688B2 (ja) 計測方法および計測用プログラム
JP6851111B2 (ja) 踏切障害物検知装置
JP4183576B2 (ja) 走査型面形状測定装置および面形状測定方法
JP2009095647A (ja) 移動棚の棚位置検出装置
JP2013161399A (ja) 搬送車
JP5025274B2 (ja) 車長判別装置
JP7329970B2 (ja) 速度計測装置、合流支援装置、処理装置、処理方法、及びプログラム
WO2018179534A1 (ja) 撮像システム、撮像方法および撮像制御プログラム
JP2006036029A (ja) 障害物検出システム及び障害物検出方法
JP2019176363A (ja) 移動体撮像システム、及び、移動体撮像方法
WO2020194775A1 (ja) 位置検出システム、車両、及び、位置検出方法
JPH0777419A (ja) 車両の偏倚量測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181001

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190716

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190910

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200107

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200131

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6668573

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250