JPH03165207A - 軌道検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走行する軌道車両から地上に敷設された軌道
の検査を行うための軌道検査装置に関し、さらに詳しく
は、軌道上の構造物の存在の検出結果に基づいて検査対
象物の画像を撮影する軌道検査装置に関するものである
。

〔従来の技術〕

鉄道の軌道は、一般に過酷な条件で使用されるため、車
両の安全走行を維持するための軌道管理が不可欠であり
、軌道の各構造物を全数監視する必要がある。従来の軌
道の検査は、レールの軌間や水準、高低、平面性等の軌
道狂い検査などの一部の例を除いて、人間が軌道上を実
際に歩行しながら目視又は測定器等を用いることによっ
て行われていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上記のような従来の測定方法では、人間が軌道
上を歩行するため、多大の労力と時間が必要であるとい
う問題点があった。本発明は、かかる点に鑑みてなされ
たものであり、走行する車両から必要な検査対象物のみ
を撮影し、撮影した画像に基づいて軌道を検査すること
のできる軌道検査装置を提供することを目的とするもの
である。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の軌道検査装置は、軌道上にエネルギービームを
照射する送信手段と、軌道上から反射されてくるエネル
ギービームを受ける受信手段と、前記受信手段による受
信信号から前記軌道上の特定の構造物の存在を検出する
検出手段と、前記検出手段による前記軌道上の特定の構
造物が検出された信号に基づいて前記軌道上の画像を取
り入れるための撮像手段及び該撮像手段のための照明光
を供給する照明手段を有している。そして、前記照明手
段は環状の発光部を有する環状照明手段であり、前記撮
像手段は前記環状照明手段の中心開口部に配置され、且
つ前記送信手段および前記受信手段は前記撮像手段及び
前記環状照明手段をはさんで各々反対側に配置されてい
る。

〔作　用〕

上記の如き本発明においては、軌道上にある構造物にエ
ネルギービームを照射し、軌道上から反射されてくるエ
ネルギービームを受信する。軌道上からの反射エネルギ
ービームからの受信信号が特定の構造物からのものであ
ることを検出手段により検出し、軌道上の特定の構造物
の存在を検出する。そして、この検出信号に基づいて、
撮像手段と環状照明手段とによって、軌道上の被検査対
象物の画像を撮影する。検出手段によって検知される軌
道上の特定の構造物と画像を撮影する検査対象とは、両
者の位置関係がほぼ一定であるこよが必要であり、同一
のものであってもよい。すなわち、例えばレールの遊間
を検出することによって、レールの遊間そのものを検査
対象物として撮影することも可能であるし、レール遊間
の近傍にぼぼ一定の方向及びほぼ一定の距離に位置する
レール継ぎ目板等を検査対象物して撮影することも可能
である。

このため、軌道上の検査対象物がランダムに多数あり、
且つ軌道検査装置を搭載した車両が高速に走行している
場合であっても、検査対象物が軌道上の特定の構造物と
一定の位置関係にある限り、確実に全ての検査対象物の
画像を撮影することができる。撮影した画像は、その場
で又は持ち帰った後に画像処理装置を通すことによって
検査対象物体の良否を自動的に判定することができるし
、人間がこの画像を見ることによって、良否判定を行っ
てもよい。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。本
実施例は、レール継ぎ回遊間の検査に関するもので、走
行している車両から継ぎ回遊間の画像を自動的に撮影す
る装置を示している。

第１図は本発明の構成を示す断面図であり、レールの伸
長方向に対して垂直な方向での断面の概略構成を示して
いる。また第２図は、第１図に示した構成の要部の配置
を分かり易く示した平面図である。装置全体は走行して
いる車両２０の下部または側面に搭載される。送信手段
１からレール１１に向かって出射されるレーザ光は、レ
ールで反射された後、受信手段２の光検出器で受光され
る。レール上面から見た平面図の第３図に示すように、
レーザ光１２は、送信手段内の光学系によって、レール
ｌｌ上にてレール伸長方向に対して垂直な方向に伸びた
スリット状の光束として照射される。そして、車両の走
行にともなってレーザ光１２はレールｌｌ上を走査し、
車両が継ぎ回遊間１３を横切るとレールからの反射光が
一時的に途切れ、受信手段２で受光される反射光強度は
、−時的に低下する。この受光光量の一時的低下を検出
手段３で検出することにより、継ぎ回遊間１３を検出す
る。

次に、この検出手段によって得られた継ぎ回遊間検出信
号を撮像手段に対応するＴＶカメラ４、及び輪帯状発光
部５ａを有する環状照明手段としての環状ストロボ５に
入力することにより、検査対象物である継ぎ回遊間１３
の画像を自動的に撮影する。但し、継ぎ回遊間画像にレ
ーザ光が同時に撮影されると遊間測定精度に影響を及ぼ
すため、ＴＶカメラ４の前方に装着された波長フィルタ
ーｌＯによって、レーザ光をカットすることができる。

例えば、レーザ光１２として赤外半導レーザを用い、波
長フィルタにこの赤外波長をカットするものを選べば、
遊間画像を撮影するために必要な可視領域の照明光量を
減じることなしに、鮮明な画像を得ることができる。

ここで、第１図及び第２図に示すようにＴＶカメラ４は
環状ストロボ５の中心開口部に差し込まれる形で配置さ
れ、また送信手段１と受信手段２は、これらをはさんで
各々反対側に配置される。

このような配置にすると、以下のような働きを持った装
置全体を、非常にコンパクトな形に構成することができ
る。環状ストロボ５を用いることによって、軌道上の撮
影領域はほぼ均一に照明され、また、この中心開口部に
ＴＶカメラ４を配置することによって、この均一に照明
された撮影領域を真上の方向から撮影することができる
。一方、送信手段ｌから出射するレーザ光の光軸方向と
、受信手段２に入射するレーザ光の光軸方向は、第１図
に示すようにレール面に対して正反射の関係にあるため
、レールからの反射光を効率良く受光することができる
。また、送信手段１によってレール上に照射されるレー
ザ光は、ＴＶカメラで撮影するレールの領域のほぼ中央
付近に位置しており、検出手段２によって継ぎ回遊間が
検出されてから、ＴＶカメラ４によってレール画像が撮
影されるまでの時間が十分短ければ、継ぎ回遊間は、走
行車両の速度にかかわりなく、はぼ画面中央部に撮影さ
れることになる。継ぎ回遊間の画像が真上の方向から、
常に画面中央部に撮影されることは、後の画像処理の過
程を簡単化でき、画像処理時間を短くすることができる
。

また、環状ストロボ５は、レールを上面から見た第４Ａ
図及び第４Ｂ図の平面図に示すように、輪帯状発光部５
ａの一箇所に非発光部となる電極５ｂがあり、この真下
では照明がやや暗くなっている。この電極５ｂの位置と
しては、第４Ａ図のようにレールの伸長方向と垂直な方
向に位置する場合と、第４Ｂ図のようにレールの伸長方
向に沿って位置する場合の二通りが考えられる。第４Ｂ
図の場合はレール伸長方向で照明の不均一性を生ずるた
め、継ぎ回遊間画像の継ぎ回申方向（レールの伸長方向
）の明るさに影響を及ぼし、画像処理による遊間値算出
の誤差要因となる。一方、第４Ａ図の場合は、照明の不
均一性は継ぎ回遊間対して対称になるので、誤差要因と
しては小さい。

従って、環状ストロボ５の電極５ｂを、第４Ａ図のよう
に、レールの伸長方向と垂直な方向に配置にすることが
有効である。

そして本実施例においては、ＴＶカメラ４、環状ストロ
ボ５、送信手段１、受信手段２等は、粉塵、水滴等から
の保護のため、装置全体が筐体７の中に収納され、レー
ザ光の出射、入射、および継ぎ回遊間画像の撮影は、透
明な窓８を通して行われる。このような配置にした場合
、ストロボからの光が窓によって反射され、これがＴＶ
カメラに入って画像にゴーストが現れる恐れがある。こ
れを防止するために、ＴＶカメラ４は窓８に十分接近さ
せて配置され、且つＴＶカメラの絞りを出来るだけ絞る
とともに、窓の厚さを必要最小限にし、窓８によるスト
ロボ反射光がＴＶカメラ４に直接入射しないように配置
されている。

第１図に示すように、筐体７を囲んで下方に伸びた日除
けのカバー９があるが、これは以下のような働きをする
。本実施例でストロボを使用しているのは、その発光時
間が十分短く、且つその発光強度が十分強いため、高速
走行車両からもブレのない継ぎ回遊間画像が撮れるため
である。しかしながら、撮影するレール部分に直射日光
が当たっている場合、もしもその照度がストロボによる
寄与と同等以上であれば、継ぎ回遊間画像のブレの要因
となる。従って、撮影するレール部分に当たる直射日光
を遮る必要があり、カバー９はこの働きをしている。

本実施例では、静止画像を得るために、継ぎ目遊間検出
信号によって、レールを瞬間的に照明するストロボ光源
を環状照明手段として使用したが、本発明においてはこ
れに限られるものではない。

環状光源を連続的に照明する光源とし、高速シャッター
を有するＴＶカメラを用い、継ぎ回遊間の検出信号を高
速シャッターＴＶカメラに入力することによって、静止
画像を得るようにしてもよい。

但し、この場合に遊間値の測定に十分な静止画像を得る
ためには、車両走行速度に対して、ＴＶカメラのシャッ
ター速度が十分に短い必要がある。

このようにして得られた継ぎ回遊間画像は、画像メモリ
６に記録される。そして、この画像をその場で又は持ち
帰った後に画像処理装置を通すことによって、その遊間
値を自動的に測定することができるし、人間がこの画像
を見ることによって、大まかな良否判定を行うこともで
きる。

ところで、レールの遊間値測定の際にはレール温度も同
時に測定する必要があり、放射温度計を使用すれば、継
ぎ回遊間画像撮影と平行して非接触で温度測定を行うこ
とかできる。第５図にはし一ルの伸長方向に対して垂直
方向の面内における断面図を示したが、ここに示した如
く、放射温度計１５が、前記軌道検査装置を収容する筐
体７の側部に配置されている。この放射温度計１５は反
対側のレール１１゛　の側面の温度を測定している。

レール側面の温度を測定するのは、レール上面は鏡面に
近いため、放射率がほとんど零になって精度のよい測定
ができないためである。そして、この場合は、２本のレ
ール１１．１１°の温度がほぼ等しいと仮定している。

このような配置にすれば、放射温度計を含めて、装置全
体をコンパクトに構成することができる。

また、継ぎ回遊間検出信号を放射温度計に入力して、温
度を測定するようにすれば、各継ぎ目遊間測定時に、そ
の場所に対応したレール温度を得ることができる。

尚、第１図及び第２図に示した実施例においては、送信
手段ｌと受信手段２をレールをはさんで反対側に配置し
たが、これらをレール長手方向に配置してもよい。この
場合の構成例を第６図及び第７図に示した。第６図及び
第７図はそれぞれ前述の第１図及び第２図に対応する断
面図と平面図である。送信手段ｌと受信手段２とがレー
ルの伸長方向に沿って配置されている点が異なり、他の
構成は実質的に同一であるので、説明の詳細は省略する
。ただし、この場合には筐体７を囲んで下方に伸びた日
除けのカバー９は、レールの伸長方向に平行な面にも設
けることが好ましいことは言うまでもない。

上記の説明においては、レール継ぎ回遊間検査について
述べてきたが、本発明の軌道検査装置はこれに限定され
るものでなく、レール継ぎ目板の検査、レール締結装置
の検査等にも利用することができる。また、軌道上の特
定の構造物を検出するのに光学式の構成を示したが、こ
れに限定されるわけではなく、軌道上の特定の構造物の
検出には、超音波等の他のエネルギービームを使用して
もよい。

〔発明の効果〕

以上の如き本発明の軌道検査装置によれば、軌道上にエ
ネルギービームを照射し、軌道上から反射されてくるエ
ネルギービームを受信し、この受信信号に基づいて軌道
上の特定の構造物の存在の検出を行って、軌道上の検査
対象物の画像を撮影するので、検査対象物が軌道上の特
定の構造物と一定の位置関係にある限り、軌道上の検査
対象物がランダムに多数あって、しかも軌道検査装置を
搭載した車両が高速に走行している場合でも、確実に全
ての検査対象物の画像を撮影することができる。そして
、撮像手段を環状照明手段の中心開口部に差し込む形で
配置し、また送信手段と受信手段とをこれらをはさんで
各々反対側に配置することによって、装置全体を非常に
コンパクトに構成することができる。

そして、かかる軌道検査装置を走行車両に搭載して軌道
検査を行うことによって、短時間に多くの軌道検査を正
確に行うことができ、軌道の保守管理を従来に比べて大
幅に効率化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の構成の断面図、第２図はその要
部の配置を示す平面図、第３図はレーザによる継ぎ回遊
間検出の様子を示す平面図第４Ａ図及び第４Ｂ図は環状
ストロボの電極の方向を説明する平面図、第５図は放射
温度計を有する装置全体の構成を示す概略断面図、第６
図及び第７図はそれぞれ他の実施例の構成を示す断面図
及び平面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １・・・送信手段　　　　２・・・受信手段３・・・検
出手段　　　　４・・・撮像手段５・・・環状照明手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軌道上にエネルギービームを照射する送信手段と
   、軌道上から反射されてくるエネルギービームを受ける
   受信手段と、前記受信手段による受信信号から前記軌道
   上の特定の構造物の存在を検出する検出手段と、前記検
   出手段による前記軌道上の特定の構造物が検出された信
   号に基づいて前記軌道上の画像を取り入れるための撮像
   手段及び該撮像手段のための照明光を供給する照明手段
   を有する軌道検査装置において、前記照明手段は環状の
   発光部を有する環状照明手段であり、前記撮像手段は前
   記環状照明手段の中心開口部に配置され、且つ前記送信
   手段および前記受信手段は前記撮像手段及び前記環状照
   明手段をはさんで各々反対側に配置されていることを特
   徴とする軌道検査装置。
2. （２）前記エネルギービームはレーザ光であることを特
   徴とする請求項１に記載の軌道検査装置。