JPH04346010A - Track inspecting apparatus - Google Patents

Track inspecting apparatus

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JPH04346010A
JPH04346010A JP3119952A JP11995291A JPH04346010A JP H04346010 A JPH04346010 A JP H04346010A JP 3119952 A JP3119952 A JP 3119952A JP 11995291 A JP11995291 A JP 11995291A JP H04346010 A JPH04346010 A JP H04346010A
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rail
orbit
track
image
pair
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Kenji Ono
賢治 小野
Masahiko Yomoto
与本 雅彦
Noritaka Hatada
畑田 展孝
Seiichiro Oi
大井 清一郎
Kazuhisa Kono
和久 河野
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Nikon Corp
East Japan Railway Co
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Nikon Corp
East Japan Railway Co
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Abstract

PURPOSE:To enhance the contrast of the image of the edge part of an object to be inspected higher than other image photographing regions on a track when the image of the object to be inspected on the track of a railroad is photographed from a running rolling stock. CONSTITUTION:A pair of rod-shaped stroboscopes 5a and 5b are provided as lighting means for emitting illuminating light for a TV camera 4 for obtaining the image on a track. The rod-shaped stroboscopes 5a and 5b are arranged in the longitudinal direction of a rail 11. The TV camera 4 is arranged at the inner central part of a pair of the stroboscopes. A transmitting means 1 for irradiating the track with an energy beam and a receiving means 2 for receiving the energy beam which is reflected from the track are arranged at the opposite sides, respectively, with the TV camera 4 in-between.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【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。
[Industrial Application Field] The present invention relates to track inspection for inspecting tracks laid on the ground from a running track vehicle, and more specifically, the present invention relates to track inspection for inspecting tracks laid on the ground from a running track vehicle. The present invention relates to a trajectory inspection device that takes images of an object.

【0002】0002

【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。
2. Description of the Related Art Railway tracks are generally used under harsh conditions, so track management is essential to maintain safe running of vehicles, and it is necessary to monitor all structures on the tracks. Conventional track inspections involve humans actually walking on the tracks visually or using measuring instruments, with the exception of some examples such as track deviation inspections such as rail gauge, level, height, flatness, etc. It was carried out by

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】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。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional measuring method as described above has a problem in that it requires a great deal of effort and time because a person walks on a track.

【0004】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
The present invention has been made in view of the above, and provides a track inspection device capable of photographing only necessary inspection objects from a running vehicle and inspecting a track based on the photographed images. The purpose is to

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的のため本発明で
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、該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、該検出手段
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と
、該撮像手段のための照明光を供給する照明手段を有す
る軌道検査装置を採用する。そして、前記照明手段は、
一対の発光部を有し、該一対の発光部をレール長手方向
に配置した暗視野照明手段であり、前記撮像手段は、前
記暗視野照明手段の内側中心部に配置され、かつ前記送
信手段及び前記受信手段は、前記撮像手段をはさんでそ
れぞれ反対側に配置されている。
[Means for Solving the Problems] For the above purpose, the present invention includes a transmitting means for irradiating an energy beam onto an orbit;
a receiving means for receiving an energy beam reflected from the orbit; a detecting means for detecting the presence of a specific structure on the orbit from a signal received by the receiving means; and a detecting means for detecting the presence of a specific structure on the orbit by the detecting means. A trajectory inspection device is employed which has an imaging means for capturing an image on the orbit based on a signal indicating that an object is detected, and an illumination means for supplying illumination light for the imaging means. And the lighting means:
The dark-field illumination means has a pair of light-emitting parts, and the pair of light-emitting parts are arranged in the longitudinal direction of the rail, and the imaging means is arranged at the inner center of the dark-field illumination means, and the transmitting means and The receiving means are arranged on opposite sides of the imaging means.

【0006】[0006]

【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、撮像手段と暗視野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として撮影される
検査対象とは、両者の位置関係がほぼ一定であることが
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ほ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として
撮影することも可能である。
[Operation] In the present invention as described above, an energy beam is irradiated onto a structure on orbit, and an energy beam reflected from the orbit is received. The detection means detects that the received signal from the reflected energy beam from the orbit is from a specific structure, thereby detecting the presence of the specific structure on the orbit. Then, based on this detection signal, an image of the object to be inspected on the orbit is taken by the imaging means and the dark field illumination means. The specific structure on the orbit detected by the detection means and the inspection object photographed as an image need to have a substantially constant positional relationship, and may be the same structure. That is, for example, by detecting the rail gap, it is possible to photograph the rail gap itself as an object to be inspected, and it is also possible to photograph the rail gap itself as an object to be inspected. It is also possible to photograph the object as the object to be inspected.

【0007】このため、軌道上の検査対象物がランダム
に多数あり、かつ軌道検査装置を搭載した車両が高速で
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、人間がこの撮影した画像を見ることによ
って、良否判定を行ってもよい。
For this reason, even if there are a large number of objects to be inspected randomly on the track and a vehicle equipped with a track inspection device is running at high speed, the objects to be inspected may be a specific structure on the track. As long as the object is in a certain positional relationship, it is possible to reliably capture images of all objects to be inspected. The quality of the object to be inspected can be automatically determined by passing the photographed image through an image processing device on the spot or after taking it home, and humans can also determine the quality of the object by looking at the photographed image. You can.

【0008】また本発明の実施例においては、一対の棒
状ストロボを、エネルギービームを照射する送信手段及
び軌道上からの反射エネルギービームを受ける受信手段
の外側に配置し、かつ軌道上の検査対象物と一対の棒状
ストロボとの開き角を大きくとることにより、暗視野照
明によって、軌道上の検査対象物を照明する。そして撮
像手段によって、軌道上の検査対象物の画像を撮影する
。撮像手段によって撮影される軌道上の検査対象物のエ
ッジ部は、暗視野照明により、他の撮影領域と比べてコ
ントラストが高められるので、画像処理による軌道上の
検査対象物の大きさを算出する処理速度を高めることが
可能である。
Further, in an embodiment of the present invention, a pair of rod-shaped strobes are arranged outside the transmitting means for irradiating the energy beam and the receiving means for receiving the reflected energy beam from the orbit, and By setting a large opening angle between the strobe and the pair of rod-shaped strobes, the object to be inspected on the orbit is illuminated with dark field illumination. Then, an image of the object to be inspected on the orbit is taken by the imaging means. The contrast of the edge of the object to be inspected on the orbit photographed by the imaging means is increased by dark field illumination compared to other photographed areas, so the size of the object to be inspected on the orbit is calculated by image processing. It is possible to increase processing speed.

【0009】[0009]

【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、レール継ぎ目遊間の検査に関係す
るもので、走行している車両から継ぎ目遊間の画像を自
動的に撮影する装置を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained below based on the illustrated embodiments. This embodiment relates to the inspection of rail joint gaps, and shows an apparatus that automatically takes images of the joint gaps from a running vehicle.

【0010】図1は本発明の実施例の構成を示す断面図
であり、レールの伸長方向に対して平行な方向に切断し
た概略構成を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an embodiment of the present invention, and shows a schematic structure cut in a direction parallel to the extending direction of the rail.

【0011】また、図2は、図1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。
FIG. 2 is a plan view clearly showing the arrangement of the main parts of the structure shown in FIG. 1.

【0012】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
って出射されるレーザ光は、レール11の面で反射され
た後、受信手段2の光検出器で受光される。レール上面
から見た平面図である図3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11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11上を順次走査し、車両が
継ぎ目遊間13を横切るときレールからの反射光が一時
的に跡切れ、受信手段2で受光される反射光強度は、一
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、レール継ぎ目遊間13を検出
する。
The entire device is mounted on the bottom or side of a moving vehicle 20. A laser beam emitted toward the rail 11 from the transmitting means 1 is reflected by the surface of the rail 11 and then received by a photodetector of the receiving means 2. As shown in FIG. 3, which is a plan view seen from the top of the rail, the laser beam 12
is irradiated onto the rail 11 by an optical system within the transmitting means as a slit-shaped light beam extending in a direction perpendicular to the rail extension direction. As the vehicle travels, the laser beam 12 sequentially scans the rail 11, and when the vehicle crosses the joint gap 13, the reflected light from the rail is temporarily cut off, and the reflected light is received by the receiving means 2. The strength is temporarily reduced. The rail joint gap 13 is detected by detecting this temporary decrease in the amount of received light by the detection means 3.

【0013】次に、この検出手段3によって得られた継
ぎ目遊間13の検出信号を、撮像手段に対応するTVカ
メラ4及び、照明手段に対応する一対の棒状ストロボ5
a、5bに入力することにより、検査対象物であるレー
ル継ぎ目遊間13の画像を自動的に撮影する。但し、継
ぎ目遊間の画像とレーザ光が同時にTVカメラによって
撮影されると遊間測定の精度に影響を及ぼすため、撮影
中はレーザ光を消灯するか、あるいはTVカメラ4の前
方に波長フィルタ10を装着することによって、レーザ
光をカットすることができる。レーザ光12として、例
えば赤外半導体レーザを用い、波長フィルタ10として
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
く、鮮明な遊間画像を得ることができる。
Next, the detection signal of the seam gap 13 obtained by the detection means 3 is transmitted to a TV camera 4 corresponding to an imaging means and a pair of rod-shaped strobes 5 corresponding to an illumination means.
By inputting information to a and 5b, an image of the rail joint gap 13, which is the object to be inspected, is automatically photographed. However, if the image of the seam gap and the laser beam are simultaneously photographed by the TV camera, this will affect the accuracy of the gap measurement, so the laser beam must be turned off during the photographing, or the wavelength filter 10 must be installed in front of the TV camera 4. By doing so, the laser beam can be cut. If, for example, an infrared semiconductor laser is used as the laser beam 12 and a wavelength filter 10 that cuts this infrared wavelength is selected, clear images can be obtained without reducing the amount of illumination light in the visible region necessary for photographing the free space image. You can get an image of the play area.

【0014】ここで、図1及び図2に示すようにTVカ
メラ4は一対の棒状ストロボ5a、5bの内側中心部に
配置され、また送信手段1と受信手段2は、一対の棒状
ストロボ5a、5bの内側で、TVカメラ4をはさんで
それぞれ反対側に配置される。このような配置にすると
、以下のような働らきを重視した装置を構成することが
できる。棒状ストロボ5a、5bをレール伸長方向に配
置し、かつ軌道上の検査対象物に対して一対の棒状スト
ロボ5a、5bが張る開き角を大きくとることによって
、軌道上の検査対象物に対して暗視野照明される。すな
わち、撮影される軌道上の検査対象物のエッジ部は、他
の撮影領域と比べて明るく照明される。これを詳述する
。撮影手段としてのTVカメラ4の撮影領域を図4にて
示す。TVカメラ4によって撮影される被写体の画像処
理時間を短縮させるため、TVカメラ4は、TVカメラ
4の走査線方向をレール伸長方向に一致させるように配
置されている。装置全体は、走行している車両下部又は
側面に搭載されるため、レール伸長方向に対して垂直な
方向の車両の振動、横振れなどが生じる。画像処理精度
を上げるためには、被測定物をできるだけ拡大して撮影
する必要があるが、この場合は車両の振動、横振れによ
って被測定物の画面からの外れが問題になる。従って、
振動、横振れなどによる被写体の撮影取り逃しがないよ
うに、TVカメラ4の撮影領域では、車両の振動、横振
れなども考慮されている。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the TV camera 4 is arranged at the center inside the pair of rod-shaped strobes 5a and 5b, and the transmitting means 1 and the receiving means 2 are arranged between the pair of rod-shaped strobes 5a and 5b. They are placed on opposite sides of the TV camera 4 inside the TV camera 5b. With this arrangement, it is possible to construct a device that emphasizes the following functions. By arranging the rod-shaped strobes 5a and 5b in the rail extension direction and by setting a large opening angle between the pair of rod-shaped strobes 5a and 5b relative to the inspection object on the track, the object to be inspected on the track is darkened. The field of view is illuminated. That is, the edge portion of the inspection object on the trajectory to be imaged is illuminated more brightly than other imaging areas. This will be explained in detail. FIG. 4 shows a photographing area of the TV camera 4 as a photographing means. In order to shorten the image processing time of the subject photographed by the TV camera 4, the TV camera 4 is arranged so that the scanning line direction of the TV camera 4 coincides with the rail extension direction. Since the entire device is mounted on the bottom or side of a running vehicle, vibrations, lateral vibrations, etc. of the vehicle occur in a direction perpendicular to the rail extension direction. In order to improve image processing accuracy, it is necessary to enlarge the object to be photographed as much as possible, but in this case, the object to be measured may come off the screen due to vehicle vibration or lateral vibration. Therefore,
In order to avoid missing shots of subjects due to vibrations, lateral shakes, etc., vehicle vibrations, lateral shakes, etc. are taken into consideration in the photographing area of the TV camera 4.

【0015】レールの幅をW、被測定物の最大横変位量
をX、レール伸長方向に対して垂直な方向の、TVカメ
ラ4の撮影領域の長さをLとすると、次式が成立する。 L=W+2X                   
         (1)
When the width of the rail is W, the maximum lateral displacement of the object to be measured is X, and the length of the photographing area of the TV camera 4 in the direction perpendicular to the rail extension direction is L, the following equation holds true. . L=W+2X
(1)

【0016】レール伸長方向
に対して垂直な方向のTVカメラ4の撮影領域の長さを
Lとすると、レール伸長方向の撮影領域の長さは、垂直
方向の長さLに画面の縦横比定数aが乗じられ、その長
さはaLとなる。
If the length of the photographing area of the TV camera 4 in the direction perpendicular to the rail extension direction is L, the length of the photographing area in the rail extension direction is equal to the length L in the vertical direction and the aspect ratio constant of the screen. It is multiplied by a, and its length becomes aL.

【0017】一対の光源5a、5bから構成される照明
手段の配置を図5にて示す。同図において、5c、5d
はレール11の表面を鏡面として仮定したときの光源5
a、5bの各虚像とし、撮影手段としてのTVカメラ4
の撮影範囲の半画角をθ1 、TVカメラ4からレール
11の表面までの距離をRとすると次式が成り立つ。 θ1 =arctan(aL/2R)        
(2)
FIG. 5 shows the arrangement of the illumination means consisting of a pair of light sources 5a and 5b. In the same figure, 5c, 5d
is the light source 5 when the surface of the rail 11 is assumed to be a mirror surface.
A and 5b are virtual images, and a TV camera 4 is used as a photographing means.
When the half angle of view of the photographing range is θ1, and the distance from the TV camera 4 to the surface of the rail 11 is R, the following equation holds true. θ1 = arctan(aL/2R)
(2)

【0018】光源5a、5bの虚像5c、5dが
TVカメラ4に対して張る開き角をθ2 とすると、本
照明手段では、θ2 がTVカメラ4の撮影画角2θ1
 より大きくなるように、光源5a、5bが配置されて
いる。すなわち、 θ2 >2θ1                  
           (3)の条件を満たすことによ
って、レール面での正反射光がTVカメラに入射するこ
となく、レール継ぎ目遊間などのエッジからの散乱光の
みが入射するので、良好な暗視野照明がなされる。
If the opening angle that the virtual images 5c and 5d of the light sources 5a and 5b have with respect to the TV camera 4 is θ2, then in this illumination means, θ2 is the shooting angle of view 2θ1 of the TV camera 4.
The light sources 5a and 5b are arranged so as to be larger. That is, θ2 > 2θ1
By satisfying the condition (3), the specularly reflected light from the rail surface will not enter the TV camera, and only the scattered light from the edges such as rail joint gaps will enter, resulting in good dark field illumination. .

【0019】この照明手段の内側中心部にTVカメラ4
を配置することによって、この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1
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とは、図1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
光を効率よ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
4で撮影するレールの領域の中央付近に位置しているか
ら、検出手段3によって継ぎ目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、継ぎ目遊間は、走行車両の速度にか
かわりなく、ほぼ画面中央部に撮影されることになる。 継ぎ目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、画像が毎回異なった位置にある場合
の画像検索に時間を要する場合に比べ画像の位置検索に
時間を要さないので後の画像処理の過程を簡単化でき、
全体としての画像処理時間を短くすることができる。
A TV camera 4 is installed in the center of the lighting means.
By arranging this, it is possible to photograph this illuminated photographing area from directly above. On the other hand, transmitting means 1
The optical axis direction of the laser beam emitted from the receiving means 2 and the optical axis direction of the laser beam incident on the receiving means 2 are in a relationship of regular reflection with respect to the rail surface as shown in FIG. can be efficiently received. In addition, the transmitting means 1
Since the laser beam irradiated onto the rail by is located near the center of the area of the rail photographed by the TV camera 4, after the seam gap is detected by the detection means 3,
If the time required for the TV camera 4 to capture the rail image is sufficiently short, the seam gap will be captured approximately at the center of the screen, regardless of the speed of the traveling vehicle. The fact that the images between the seams are always taken from directly above and in the center of the screen means that it takes less time to search for the image location than when the images are in different positions each time. Since there is no image processing, the subsequent image processing process can be simplified.
The overall image processing time can be shortened.

【0020】また、送信手段1と受信手段2はレール上
面から見た図6(A)、図6(B)の各平面図と、送信
手段1によってレール表面に結像するスリット状光束を
示した図7(A)及び図7(B)に示すように、レーザ
光12は、送信手段1内の光学系(レーザ光源14、コ
リメータ16、シリンドリカルレンズ17から成る)に
よってレール11面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。こ
の送信手段1と受信手段2を配置する実施例として、図
6(A)のようにレール伸長方向に配置する場合と、図
6(B)のようにレール11をはさんで反対側に配置す
る場合の二通りが考えられる。図6(B)の配置の場合
、図7(B)に示すように送信手段内の光学系(レーザ
光源14、コリメータ16、シリンドリカルレンズ17
から成る)によって、スリット状の光束(レーザ光12
)がレール11面上に対して傾いて結像するため、スリ
ット状光束の巾が全体的に太くなり継ぎ目遊間13の検
出効率を下げる要因となる。一方、図6(A)の場合に
は、図7(A)に示すように、スリット状の光束(レー
ザ光12)がレール11面上に傾かないで結像するため
、スリット状の光束幅は細くほぼ均一となるので継ぎ目
遊間13の検出効率を下げる要因としては小さい。した
がって、送信手段1と受信手段2を図6(A)のように
レール伸長方向に配置することが有効である。
Further, the transmitting means 1 and the receiving means 2 are shown in the plan views of FIGS. 6A and 6B as seen from the top of the rail, and the slit-shaped light beam formed on the rail surface by the transmitting means 1. As shown in FIGS. 7(A) and 7(B), the laser beam 12 is transmitted onto the surface of the rail 11 by an optical system (consisting of a laser light source 14, a collimator 16, and a cylindrical lens 17) within the transmitting means 1. It is irradiated as a slit-shaped light beam extending in a direction perpendicular to the rail extension direction. Examples of arranging the transmitting means 1 and the receiving means 2 include arranging them in the rail extension direction as shown in FIG. 6(A), and arranging them on opposite sides across the rail 11 as shown in FIG. 6(B). There are two possible cases. In the case of the arrangement shown in FIG. 6(B), the optical system (laser light source 14, collimator 16, cylindrical lens 17,
), a slit-shaped light beam (laser light 12
) is formed at an angle with respect to the surface of the rail 11, so that the width of the slit-shaped light beam increases as a whole, which becomes a factor in lowering the detection efficiency of the seam gap 13. On the other hand, in the case of FIG. 6(A), as shown in FIG. 7(A), since the slit-shaped light beam (laser light 12) is imaged on the rail 11 surface without tilting, the slit-shaped light beam width is Since it is thin and almost uniform, it is a small factor that lowers the detection efficiency of the seam gap 13. Therefore, it is effective to arrange the transmitting means 1 and the receiving means 2 in the rail extension direction as shown in FIG. 6(A).

【0021】なお、レールの継ぎ目遊間13を検出する
ためにレール面上に投射されるスリット状光束について
も、車両の振動、横振れ量によってTVカメラ4の撮影
範囲を決定したのと同様に受信手段2の受光量が車両の
振動、横振れ量によって減少しないような、スリット状
光束の長さとすることが望ましい。
Note that the slit-shaped light beam projected onto the rail surface in order to detect the rail joint gap 13 is also received in the same way as the shooting range of the TV camera 4 is determined based on the amount of vibration and lateral shake of the vehicle. It is desirable that the length of the slit-shaped light beam is such that the amount of light received by the means 2 does not decrease due to the amount of vibration or lateral vibration of the vehicle.

【0022】そして本実施例においては、TVカメラ4
、送信手段1、受信手段2等を、粉塵、水滴等から保護
するため、装置全体が筐体7の中に収納され、レーザ光
の反射、入射及びレール継ぎ目遊間画像の撮影は、透明
な窓8を通して行なわれる。図1に示すように、筐体7
を囲んで下方に伸びた日除けカバー9がある。このカバ
ーは以下のような働らきをする。本実施例でストロボを
使用している理由は、その発光時間が十分短く、かつそ
の発光強度が十分強いため、高速走行の車両からもブレ
のない継ぎ目遊間画像が撮れるようにしたためである。 しかしながら撮影する対象物の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、継ぎ目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によって遮っている。ただし
、日除けカバー9は、レールの伸長方向に平行な、車両
側の面にも設けられている。
In this embodiment, the TV camera 4
In order to protect the transmitting means 1, receiving means 2, etc. from dust, water droplets, etc., the entire device is housed in a housing 7, and the reflection and incidence of the laser beam and the photographing of images between the rail joints are performed using a transparent window. It is carried out through 8. As shown in FIG.
There is a sunshade cover 9 that surrounds and extends downward. This cover works as follows. The reason why a strobe is used in this embodiment is that its light emission time is sufficiently short and its light emission intensity is sufficiently strong, so that it is possible to take a blur-free seam gap image even from a vehicle traveling at high speed. However, if the rail portion of the object to be photographed is exposed to direct sunlight, and if the illuminance is equal to or higher than the contribution from the strobe, it may cause blur in the seam gap image. Therefore, it is necessary to block direct sunlight hitting the rail portion to be photographed, and this is done by the cover 9. However, the sunshade cover 9 is also provided on a surface on the vehicle side parallel to the extending direction of the rail.

【0023】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
ストロボ光源を一対の棒状ストロボから成る暗視野照明
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。棒状光源を点光源とするか、または連
続的に照明する棒状及び点光源とし、高速シャッタを有
するTVカメラを用い、継ぎ目遊間の検出信号を高速シ
ャッタ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、車両の走行速度に対
して、TVカメラのシャッタ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目遊間の画像は、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。また、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。
In this embodiment, in order to obtain a still image, a strobe light source that instantaneously illuminates the rail based on a seam gap detection signal was used as dark field illumination means consisting of a pair of bar-shaped strobes. It is not limited to this. A still image is obtained by using a bar-shaped light source as a point light source, or a bar-shaped and point light source that illuminates continuously, using a TV camera with a high-speed shutter, and inputting a detection signal between seam gaps to the high-speed shutter TV camera. You can do it like this. However, in this case, in order to obtain a still image sufficient for measuring the clearance value, the shutter speed of the TV camera needs to be sufficiently short with respect to the traveling speed of the vehicle. The image of the seam gap thus obtained is recorded in the image memory 6. By passing this image through an image processing device either on the spot or after taking it home, the gap value can be automatically measured. Furthermore, by viewing this image, a human can make a rough judgment of acceptability.

【0024】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、継ぎ目遊間画像撮影と平行して非接触で温度
測定を行うことができる。図8には、レールの伸長方向
に対して垂直方向の面内における断面図を示した。ここ
に示した如く、放射温度計15、15′が、前記した軌
道検査装置を収容する筐体7の両側部に配置されている
。この放射温度計15、15′は反対側のレール11′
、11それぞれ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理由は、レール上面は鏡面に近いた
め、放射率が殆んど零になって精度のよい測定ができな
いためである。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、継ぎ目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。
By the way, when measuring the rail clearance value, it is necessary to measure the rail temperature at the same time, and if a radiation thermometer is used, the temperature can be measured without contact in parallel with the joint clearance image shooting. . FIG. 8 shows a cross-sectional view in a plane perpendicular to the extending direction of the rail. As shown here, radiation thermometers 15, 15' are arranged on both sides of the casing 7 housing the track inspection device described above. These radiation thermometers 15, 15' are connected to the rail 11' on the opposite side.
, 11. The temperature of each side is measured. The reason for measuring the temperature on the side surface of the rail is that since the top surface of the rail is close to a mirror surface, the emissivity is almost zero, making accurate measurement impossible. With this arrangement, the entire device including the radiation thermometer can be configured compactly. In addition, input the seam clearance detection signal to the radiation thermometer,
If you measure the temperature, when measuring the gap between each seam,
It is possible to obtain the rail temperature corresponding to that location.

【0025】上記の説明においては、レール継ぎ目遊間
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。
In the above description, the rail joint gap inspection has been described, but the track inspection device of the present invention is not limited to this, but can also be used for inspecting rail joint plates, rail fastening devices, etc. can do. In addition, although an optical configuration has been shown to detect a specific structure on orbit, it is not limited to this, and other methods such as ultrasonic waves may be used to detect a specific structure on orbit. Energy beams may also be used.

【0026】[0026]

【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で走行している場合
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。
Effects of the Invention According to the orbit inspection device of the present invention as described above, an energy beam is irradiated onto an orbit, an energy beam reflected from the orbit is received, and based on this received signal, the orbit is identified. The system detects the presence of structures on the track and captures an image of the object on the track, so as long as the object is in a certain positional relationship with a specific structure on the track, the object on the track will be detected. Even if there are a large number of objects to be inspected at random and the vehicle equipped with the track inspection device is traveling at high speed, images of all the objects to be inspected can be reliably captured.

【0027】そして、撮像手段を暗視野照明手段の内側
中心部に配置し、また送信手段と受信手段とを暗視野照
明手段の内側部に、撮像手段をはさんで各々反対側に配
置することによって、軌道上の検査対象物の検出率及び
検査精度を高めることができる。
[0027] The imaging means is disposed at the center inside the dark-field illumination means, and the transmitting means and the receiving means are disposed inside the dark-field illumination means on opposite sides of the imaging means. Accordingly, the detection rate and inspection accuracy of objects to be inspected on the orbit can be improved.

【0028】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。
[0028] By installing such a track inspection device on a running vehicle and performing track inspections, many track inspections can be performed accurately in a short period of time, making track maintenance management much more efficient than before. can be converted into

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の実施例の構成を示す断面図であり、レ
ールの伸長方向に対して平行な方向に切断した概略構成
を示す。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of the present invention, and shows a schematic configuration taken in a direction parallel to the extending direction of the rail.

【図2】図1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。
FIG. 2 is a plan view clearly showing the arrangement of main parts of the configuration shown in FIG. 1;

【図3】レーザ光によるレール継ぎ目遊間検出の様子を
示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing how rail joint gaps are detected using a laser beam.

【図4】図1におけるTVカメラの撮影領域の説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the photographing area of the TV camera in FIG. 1;

【図5】本発明の暗視野照明手段の配置の説明図である
FIG. 5 is an explanatory diagram of the arrangement of dark field illumination means of the present invention.

【図6】(A)及び(B)は送信手段と受信手段のレー
ル伸長方向に対する配置方向を説明する平面図である。
FIGS. 6A and 6B are plan views illustrating the arrangement direction of the transmitting means and the receiving means with respect to the rail extension direction.

【図7】(A)及び(B)は、図6(A)と図6(B)
の送信手段の配置方向に対応する、レール面付近に結像
するスリット状光束の傾きを説明する概略図である。
[Fig. 7] (A) and (B) are Fig. 6 (A) and Fig. 6 (B)
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the inclination of a slit-shaped light beam that forms an image near the rail surface, corresponding to the arrangement direction of the transmitting means.

【図8】放射温度計を有する本発明装置全体の構成を示
す概略断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of the device of the present invention having a radiation thermometer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  送信手段 2  受信手段 3  検出手段 4  撮像手段 5a、5b  暗視野照明手段 12  エネルギービーム(レーザ光)13  特定の
構造物(継ぎ目遊間)
1 Transmitting means 2 Receiving means 3 Detecting means 4 Imaging means 5a, 5b Dark field illumination means 12 Energy beam (laser light) 13 Specific structure (seam gap)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  軌道上にエネルギービームを照射する
送信手段と、該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、該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、該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
めの撮像手段と、該撮像手段のための照明光を供給する
照明手段とを有する軌道検査装置において、該照明手段
は、一対の発光部を有し、該一対の発光部をレール長手
方向に配置した暗視野照明手段であり、前記撮像手段は
、前記暗視野照明手段の内側中心部に配置され、かつ前
記送信手段及び前記受信手段は、前記撮像手段をはさん
でそれぞれ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。
1. A transmitting means for irradiating an energy beam onto an orbit, a receiving means for receiving an energy beam reflected from the orbit, and a signal received by the receiving means to detect the existence of a specific structure on the orbit. a detection means for detecting a specific structure on the orbit, an imaging means for capturing an image on the orbit based on a signal by which the detection means detects a specific structure on the orbit, and supplying illumination light for the imaging means. In the track inspection device, the illumination means is a dark field illumination means having a pair of light emitting parts, and the pair of light emitting parts are arranged in the longitudinal direction of the rail, and the imaging means is a dark field illumination means having a pair of light emitting parts arranged in the longitudinal direction of the rail. It is arranged at the inner center of the visual field illumination means, and the transmitting means and the receiving means are arranged on opposite sides of the imaging means, respectively.
Track inspection equipment.
【請求項2】  レール表面を鏡面と仮定したとき、一
対の発光部のそれぞれの虚像が撮像手段に対して張る開
き角をθ2 、該撮像手段の撮影範囲の半画角をθ1 
とするとき、前記一対の発光部は、条件 θ2 >2θ1 を満たすように配置されていることを特徴とする、請求
項1に記載の軌道検査装置。
2. Assuming that the rail surface is a mirror surface, the aperture angle that each virtual image of the pair of light emitting parts extends with respect to the imaging means is θ2, and the half angle of view of the photographing range of the imaging means is θ1.
The track inspection device according to claim 1, wherein the pair of light emitting parts are arranged so as to satisfy the condition θ2 > 2θ1.
【請求項3】  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。
3. The orbit inspection device according to claim 1, wherein the energy beam is a laser beam.
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