JPH0493607A - Track inspection device - Google Patents

Track inspection device

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Publication number
JPH0493607A
JPH0493607A JP2206780A JP20678090A JPH0493607A JP H0493607 A JPH0493607 A JP H0493607A JP 2206780 A JP2206780 A JP 2206780A JP 20678090 A JP20678090 A JP 20678090A JP H0493607 A JPH0493607 A JP H0493607A
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JP
Japan
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signal
section
track
ultrasonic
vehicle speed
Prior art date
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Pending
Application number
JP2206780A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Yomoto
与本 雅彦
Osamu Kato
修 加藤
Takehiko Ukai
鵜飼 毅彦
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.)
Nikon Corp
East Japan Railway Co
Original Assignee
Nikon Corp
East Japan Railway Co
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Publication date
Application filed by Nikon Corp, East Japan Railway Co filed Critical Nikon Corp
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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable the image of an inspection of a track structure be accurately picked up, independent of the speed of a vehicle carrying an inspection device, by processing the measurement signal of a track structure according to the vehicle speed, and detecting a specific structure necessary for picking up the image of the inspection object on the basis of the aforesaid signal processing. CONSTITUTION:A track structure-related signal outputted from a track structure measurement means 1 is shaped with a measurement signal processing means 2, and the signal so shaped is made to pass through a track structure detection means 5, thereby detecting the specific structure of a track. Also, the image of an inspection object on the track is picked up with an image pickup means 6 on the basis of the aforesaid detected signal. In this case, signal wave shaping with the means 2 needs to be performed, depending upon the travel speed of a vehicle. The travel speed, therefore, is measured with a vehicle speed measurement means 3 and a signal processing control means 4 is made to function on the basis of the measured vehicle speed. The image of all inspection objects, then, can be properly picked up, even if many objects are existing on the track at random and a vehicle carrying a track inspection device is travelling at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 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、更に詳しくは
、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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application 1] The present invention relates to a track inspection device for inspecting tracks laid on the ground from a running track vehicle, and more specifically, for inspecting structures on tracks. The present invention relates to a trajectory inspection device that captures an image of an object to be inspected based on a detection result of its presence.

[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の管理が不可欠であ
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。
[Prior 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 track. 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

[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、多大な労力と時間が必要であるとい
う問題点があった0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
を確実に撮影し、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。
[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 for humans to walk on the track. The purpose of this invention is to provide a track inspection device that can reliably photograph only the necessary inspection objects from a moving vehicle and inspect the tracks based on the photographed images. It is something to do.

[問題を解決するための手段1 上記目的を達成するために、 本発明の軌道検査装置は走行する車両に搭載され、第1
図に示す如く、 fa)  軌道の構造を測定しその構造に応した信号を
出力する軌道構造測定手段1と、 (b)  前記軌道構造測定手段によって得られる信号
を処理する測定信号処理手段2と、 (c)  装置全体を搭載した車両の速度を測定する車
両速度測定手段3と、 fd+  前記車両速度測定手段によって得られる測温
速度によって前記測定信号処理手段を制御する信号処理
制御手段4と、 fe)  前記測定信号処理手段の出力信号によって軌
道の特定の構造物を検出する軌道構造物検出手段5と、 ff)  前記軌道Fil造物接物検出手段出信号によ
って前記軌道上の画像を壜影する撮像手段6と を有する。
[Means for solving the problem 1 In order to achieve the above object, the track inspection device of the present invention is mounted on a running vehicle,
As shown in the figure, fa) track structure measuring means 1 that measures the structure of the track and outputs a signal corresponding to the structure; (b) measurement signal processing means 2 that processes the signal obtained by the track structure measuring means; , (c) vehicle speed measuring means 3 for measuring the speed of a vehicle on which the entire device is mounted; fd+ signal processing control means 4 for controlling the measurement signal processing means according to the temperature measurement speed obtained by the vehicle speed measuring means; fe) track structure detection means 5 for detecting a specific structure on the track based on the output signal of the measurement signal processing means; ff) capturing an image on the track based on the signal output from the track file structure contact detection means; and an imaging means 6.

車両速度測定手段からの速度情報がデジタルで与えられ
る場合、車両速度測定手段は速度信号を直接にデジタル
信号で出力する車両速度測定部から成り、又は速度情報
がアナログ信号のときその信号をデジタルに変換して出
力するA/D変換部を更に有する。信号処理制御手段は
速度のデジタル信号を入力して車両速度に依存した周波
数をもつカットオフ周波数決定クロックを出力するマイ
コンから成る。撮像手段を走行する車両へ取付ける位置
は車両進行方間に対して超音波送信器から後側にし、そ
の量は撮像トリガー信号を発するタイミング調整量で決
められる。
When the speed information from the vehicle speed measuring means is given digitally, the vehicle speed measuring means consists of a vehicle speed measuring section that directly outputs the speed signal as a digital signal, or when the speed information is an analog signal, converts the signal into a digital signal. It further includes an A/D conversion section that performs conversion and outputs. The signal processing control means is comprised of a microcomputer that inputs a digital speed signal and outputs a cutoff frequency determining clock having a frequency dependent on the vehicle speed. The position where the imaging means is attached to the traveling vehicle is on the rear side of the ultrasonic transmitter with respect to the direction in which the vehicle is traveling, and the amount thereof is determined by the amount of timing adjustment for emitting the imaging trigger signal.

また車両速度測定手段からの速度情報がアナログで与え
られる場合、信号処理制御手段はアナログの速度情報を
車両速度に対応した周波数をもつクロックに変換するV
/F変112!部から成る。軌道構造物検出手段は2車
両速度測定部からのアナログ速度情報と、あやまり訂正
部からの軌道t*造物検知信号を入力とし、信号平滑部
での位相遅れを補償する位相補償部を有している。
Further, when the speed information from the vehicle speed measuring means is given in analog form, the signal processing control means converts the analog speed information into a clock having a frequency corresponding to the vehicle speed.
/F-hen 112! Consists of Department. The track structure detection means inputs the analog speed information from the two vehicle speed measurement units and the track t* structure detection signal from the error correction unit, and has a phase compensation unit that compensates for the phase delay in the signal smoothing unit. There is.

[作用1 本発明に係わる軌道検査装置においては、軌道構造測定
手段lによって出力される軌道構造に関する信号を、測
定信号処理手段2によって整形し、この信号を軌道構造
物検出手段5を通すことによって、軌道の特定の構造物
を検出する。そして、この検出信号に基づいて、撮像手
段6によって軌道上の検査対象物の画像を撮影する。
[Operation 1] In the track inspection device according to the present invention, a signal related to the track structure outputted by the track structure measuring means 1 is shaped by the measurement signal processing means 2, and this signal is passed through the track structure detecting means 5. , to detect specific structures in the trajectory. Then, based on this detection signal, the image capturing means 6 captures an image of the object to be inspected on the orbit.

ここで、軌道構造測定手段1によって出力される軌道構
造に関する信号は、装置を搭載した車両の走行速度に依
存して変形するため、測定信号処理手段2による整形は
、車両の走行速度に依存した処理を行うことが必要であ
る。このために、車両速度測定手段3によって車両の速
度を測定し、信号処理制御手段4は、この測定値に基づ
いて測定信号処理手段2を制御し、車両の走行速度に左
′右されない信号整形を行う。
Here, since the signal related to the track structure output by the track structure measuring means 1 is deformed depending on the running speed of the vehicle on which the device is mounted, the shaping by the measurement signal processing means 2 is It is necessary to carry out processing. For this purpose, the speed of the vehicle is measured by the vehicle speed measuring means 3, and the signal processing control means 4 controls the measured signal processing means 2 based on this measured value, thereby shaping the signal so that it is not affected by the traveling speed of the vehicle. I do.

軌道構造物検出手段5によって検知される軌道上の構造
物と、画像を撮影する検査対象とは、両者の位置関係が
ほぼ一定であることが必要であり、同一のものであって
もよい。
It is necessary that the positional relationship between the structure on the track detected by the track structure detection means 5 and the inspection target whose image is taken is substantially constant, and they may be the same.

このようにすると、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
している場合でも、全ての検査対象物の画像を確実に撮
影することができる。
In this way, even if there are a large number of randomly inspected objects on the track and the vehicle equipped with the track inspection device is traveling at high speed, it is possible to reliably capture images of all the inspected objects. .

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の良否を自動的に判
定することができるし、人間が直接この画像を見ること
によって、良否判定を行ってもよい。
The quality of the inspected object can be automatically determined by passing the captured 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 directly looking at the image. Good too.

[実施例1 以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。[Example 1 The present invention will be explained below based on the illustrated embodiments.

本実施例は、レール締結装置の検査(例えばレール締結
ボルトの緩み検査)に関するもので、走行している車両
から締結装置の画像を自動的に撮影する装置を示してい
る。
This embodiment relates to an inspection of a rail fastening device (for example, testing for loosening of a rail fastening bolt), and shows a device that automatically takes an image of a fastening device from a running vehicle.

第2図、第3図にそれぞれ本実施例の構成の側面図、平
面図を示す。
FIGS. 2 and 3 show a side view and a plan view of the configuration of this embodiment, respectively.

第2図において、装置全体は、走行している車両2Dに
搭載される。第1図の軌道構造測定手段1に対応する超
音波センサ送信部lO1同受信部10’によって、軌道
上の構造物の傾きを測定する。この測定信号をフィルタ
一部1.1を通した後に、マクラギ検出部12に入力す
ることにより、軌道上の特定の構造物であるマクラギ2
6を検出する。次に、このマクラギ検出部12によって
得られたマクラギ検出信号を、第1図の撮像手段6に対
応するTV左カメラ5、ストロボ16に入力することに
より、検査対象物であるレール締結装置27の画像を自
動的に撮影する。(実際には、TVカメラコントローラ
15′、ストロボコントローラ16′に信号を入力し、
TV左カメラ5、ストロボ16で画像を機影する。)撮
影した画像は、画像メモリ17に蓄積する。ここで、速
度センサ13で、装置を搭載した車両の走行速度を測定
し、その値をフィルター選択部14に入力して、フィル
タ一部11のフィルターを走行速度に応じて選択する。
In FIG. 2, the entire device is mounted on a moving vehicle 2D. The inclination of the structure on the orbit is measured by the ultrasonic sensor transmitter lO1 and the receiver 10' corresponding to the orbit structure measuring means 1 shown in FIG. By inputting this measurement signal to the sleeper detection unit 12 after passing through the filter part 1.1, the sleeper 2 which is a specific structure on the orbit is detected.
6 is detected. Next, the sleeper detection signal obtained by the sleeper detection unit 12 is input to the TV left camera 5 and strobe 16 corresponding to the imaging means 6 in FIG. Capture images automatically. (Actually, signals are input to the TV camera controller 15' and strobe controller 16',
Images are captured using the TV left camera 5 and strobe 16. ) The photographed images are stored in the image memory 17. Here, the speed sensor 13 measures the traveling speed of the vehicle equipped with the device, and the measured value is input to the filter selection section 14 to select the filter of the filter part 11 according to the traveling speed.

フィルタ一部11.マクラギ検出部I2、速度センサ1
3、フィルター選択部14が、それぞれ第1図の測定信
号処理手段2、軌道構造物検出手段5、車両速度測定手
段3、信号処理制御手段4に対応する。
Filter part 11. Sleeper detection part I2, speed sensor 1
3. The filter selection section 14 corresponds to the measurement signal processing means 2, track structure detection means 5, vehicle speed measurement means 3, and signal processing control means 4 shown in FIG. 1, respectively.

本実施例では、検査対象物のレール締結装置27の画像
を機影するのに、検査対象物でないマクラギ26を検知
しているが、これは以下の理由による。車両20がカー
ブを通過する時、車両に取り付けた搭載物(軌道構造を
測定するセンサ)は、これが車軸上に配置されている場
合を除いて(実際にはこの位置にセンサを配置するのは
難しい、)、レールの長手方向に対して垂直に変位する
。従って、レール直線部分でセンサをレール締結装置2
7の真上に配置してレール締結装置27を検出できたと
しても、車両がカーブを通過する時は、センサは必ずし
もレール締結装置27上を通過せず、この検出が出来な
くなる可能性がある。
In this embodiment, the sleeper 26, which is not the object to be inspected, is detected when the image of the rail fastening device 27, which is the object to be inspected, is detected for the following reason. When the vehicle 20 passes through a curve, the payload installed on the vehicle (sensor for measuring the track structure) is placed on the axle (in reality, the sensor is not placed in this position). difficult, ), displaced perpendicular to the longitudinal direction of the rail. Therefore, the sensor is connected to the rail fastening device 2 at the straight part of the rail.
Even if it is possible to detect the rail fastening device 27 by placing it directly above the rail fastening device 27, when the vehicle passes through a curve, the sensor does not necessarily pass over the rail fastening device 27, and this detection may not be possible. .

方、マクラギ26はレール締結装置27と1対lに対応
しており、またレール長手の垂直方向にも十分な長さが
あるので、センサがたとえこの方向に変位しても問題な
い。
On the other hand, the sleeper 26 corresponds to the rail fastening device 27 one to one, and also has sufficient length in the vertical direction of the rail length, so there is no problem even if the sensor is displaced in this direction.

第3図は、第2図を上から見た図である。超音波センサ
1O110′ は車両中央で下に向けて配置されること
によって、マクラギ26を検出し、撮像手段であるTV
左カメラ5、ストロボ16はレール締結装置27(図示
していない)のあるレール25上にほぼ位置するように
配置されている。  (TVカメラの画角は十分大きく
カメラがレール長手方向に変位してもレール締結装置2
7が十分に撮影できる。)ここで、レール締結装置がレ
ールをはさんで両側に位置していることを考慮してスト
ロボ16の形状は環状であり、TV左カメラ5はストロ
ボの中心開口部に差し込まれる形で配置されている(第
3図)、このように環状ストロボを使用する理由は、軌
道上の撮影領域がほぼ均一に照明されると共に高速走行
で走り去る撮影領域を瞬間固定して真上の方向から撮影
でき、且つ撮像系を非常にコンバクトな形に構成するこ
とができるからである。
FIG. 3 is a top view of FIG. The ultrasonic sensor 1O110' is arranged facing downward in the center of the vehicle to detect the sleeper 26 and detect the TV which is an imaging means.
The left camera 5 and strobe 16 are arranged so as to be located substantially on a rail 25 with a rail fastening device 27 (not shown). (The angle of view of the TV camera is large enough that even if the camera is displaced in the longitudinal direction of the rail, the rail fastening device 2
7 can take enough pictures. ) Here, considering that the rail fastening devices are located on both sides of the rail, the strobe 16 has an annular shape, and the TV left camera 5 is arranged so as to be inserted into the central opening of the strobe. (Figure 3).The reason for using an annular strobe in this way is that the shooting area on the orbit is illuminated almost uniformly, and the shooting area that is running at high speed can be momentarily fixed and photographed from directly above. , and the imaging system can be constructed in a very compact form.

次に超音波センサ送信部lO1同受信部10′フィルタ
一部11、マクラギ検出部12、速度センサ13、フィ
ルター選択部14によるマクラギ検出について説明する
。超音波センサは、通常センサから出た超音波パルスが
検査物体の表面で反射されてセンサに戻ってくるまでの
時間を測定することによってセンサと検査物体との間の
距離を測定する。しかしながら、本実施例で対象として
いるマクラギと道床バラスト(砂利、砕石)から成る一
般の軌道では、横位置からみて、マクラギと道床バラス
トがほぼ同一高さにあるため(第4図)、時間測定によ
る距離測定を使ってのマクラギの検出は難しい。
Next, sleeper detection by the ultrasonic sensor transmitter IO1 receiver 10' filter part 11, sleeper detector 12, speed sensor 13, and filter selector 14 will be described. Ultrasonic sensors typically measure the distance between the sensor and an object to be inspected by measuring the time it takes for an ultrasonic pulse emitted from the sensor to be reflected from the surface of the object to be inspected and return to the sensor. However, on a general track consisting of sleepers and trackbed ballast (gravel, crushed stone), which is the subject of this example, since the sleepers and trackbed ballast are at almost the same height when viewed from the lateral position (Fig. 4), time measurement is difficult. Detection of sleepers using distance measurements is difficult.

一方、超音波には反射面が粗面であっても、反射面に対
して入射角と反射角が等しい正反射の方向に反射すると
いう性質がある。この性質を利用することによって、は
ぼ真上を向いているマクラギ26と任意の方向を向いて
いる道床バラスト28とが選別できる。すなわち、第4
図に示すように超音波センサ送信部lOから出た超音波
は、はぼ真上を向いているマクラギに入射すれば、これ
によって正反射して、この方向に配置された超音波セン
サ受信部IO′にて受信されるが、必ずしも真上を向い
ていない道床バラストに入射した場合には、これと違っ
た方向に反射され、超音波センサ受信部10′ にて受
信されない、従って、超音波センサ受信部10’の受信
信号強度を測定すれば、マクラギと道床バラストが選別
できる。第5図に超音波センサ受信部10′の受信信号
の全波整流後の振幅変化を示す。図の山の部分がマクラ
ギに、それ以外の部分が道床バラストに対応する。超音
波の種類としては、連続波とパルス波が考えられるが、
本実施例においては連続波が、また軌道構造物の検出に
距離情報を利用するならばパルス波が望ましい。また超
音波センサ送信部10に適当な形状のホーンを付けるこ
とによってその指向性を高め、マクラギ部分と道床バラ
スト部分の受信信号強度差を大きくして、マクラギ検出
精度を上げることが望ましい。
On the other hand, even if the reflecting surface is rough, ultrasonic waves have the property of being reflected in the direction of specular reflection where the angle of incidence and the angle of reflection are equal to the reflecting surface. By utilizing this property, sleepers 26 facing directly above can be distinguished from bed ballasts 28 facing in any direction. That is, the fourth
As shown in the figure, when the ultrasonic waves emitted from the ultrasonic sensor transmitter lO are incident on the sleeper facing directly above, it is specularly reflected, and the ultrasonic sensor receiver located in this direction receives the ultrasonic waves. The ultrasonic waves are received by the IO', but if they are incident on the trackbed ballast that is not necessarily facing directly above, they are reflected in a different direction and are not received by the ultrasonic sensor receiver 10'. By measuring the strength of the received signal from the sensor receiving section 10', sleepers and trackbed ballast can be distinguished. FIG. 5 shows the amplitude change of the received signal of the ultrasonic sensor receiving section 10' after full-wave rectification. The mountain part in the diagram corresponds to the sleepers, and the other parts correspond to the trackbed ballast. Continuous waves and pulsed waves can be considered as types of ultrasound, but
In this embodiment, a continuous wave is preferable, and if distance information is used to detect track structures, a pulse wave is preferable. It is also desirable to increase the directivity of the ultrasonic sensor transmitter 10 by attaching a horn of an appropriate shape to increase the difference in received signal strength between the sleepers and the trackbed ballast, thereby increasing sleeper detection accuracy.

道床バラスト28は任、徹の方向を向いているが、中に
はマクラギ26と同様に真上を向いているもの、あるい
は、マクラギ26の上面に道床バラストが載っているも
のがある。このような場合には、第5区に示すようにマ
クラギ以外の部分で受信信号強度が大きくなったり、マ
クラギ部分で一時的に受信信号強度が小さくなったりし
て、マクラギ検出の誤りの原因となる。
The trackbed ballast 28 faces in the direction of Ren and Toru, but some of them face directly above like the sleepers 26, or the trackbed ballast is placed on the top surface of the sleepers 26. In such a case, as shown in Section 5, the received signal strength may increase in areas other than the sleepers, or the received signal strength may temporarily decrease in the sleepers, which may cause errors in sleeper detection. Become.

このために、マクラギの巾がほぼ一定であることを利用
し、受信超音波信号に適当な信号処理を行って誤検出を
防ぐことができる。具体的には、第5図の受信信号を車
両のマクラギ通過周波数に合わせた特性を有するローパ
スフィルター(第2図のフィルタ一部11に対応する)
を通すことによって、第6図に示すように平滑化し、マ
クラギに比べて十分中の狭い物体(道床バラスト)から
の寄与を取り除<、シかしながら、マクラギの通過周波
数は車両の走行速度に依存して一定でないため(走行速
度が大きくなれば周波数は太きくなる)1.1つの特性
のみを有するフィルターでは検圧率の向上が十分でない
。このため、ローパスフィルターの特性を車両の走行速
度に応じて可変、あるいは切り換え式にし、マクラギの
通過周波数が変化しても、同じような平滑化ができるよ
うにする必要がある。この目的のために、本実施例では
車両の走行速度を速度センサ13で測定し。
For this reason, by utilizing the fact that the width of the sleepers is approximately constant, it is possible to perform appropriate signal processing on the received ultrasonic signals to prevent false detection. Specifically, a low-pass filter (corresponding to the filter part 11 in FIG. 2) having characteristics that matches the received signal in FIG. 5 to the sleeper passing frequency of the vehicle is used.
As shown in Figure 6, the pass frequency of the sleepers is smoothed as shown in Figure 6, and the contribution from narrow objects (roadbed ballast) that are sufficiently narrow compared to the sleepers is removed. (The frequency increases as the traveling speed increases.) 1. A filter having only one characteristic does not improve the pressure detection rate sufficiently. Therefore, it is necessary to make the characteristics of the low-pass filter variable or switchable depending on the running speed of the vehicle so that the same smoothing can be achieved even if the pass frequency of the sleepers changes. For this purpose, in this embodiment, the traveling speed of the vehicle is measured by a speed sensor 13.

この値に基づいてフィルター選択部14によって、フィ
ルタ一部11の特性を選択している。
Based on this value, the filter selection unit 14 selects the characteristics of the filter part 11.

第7図〜第9図に本実施例の信号処理系のブロック図を
示す。
FIGS. 7 to 9 show block diagrams of the signal processing system of this embodiment.

第7図は車両速度測定手段からの速度情報がデジタルで
5久られる場合、第8図、第9図はこれがアナログで与
えられる場合の実施例である。
FIG. 7 shows an example in which the speed information from the vehicle speed measuring means is provided digitally, and FIGS. 8 and 9 show examples in which this information is provided in analog form.

第7図において、超音波駆動部30′ で駆動された超
音波送信器30から出た超音波は、軌道24で反射した
後、超音波受信器31で受信される。この受信後の超音
波信号は、受信信号増幅部31′ で増幅された後、受
信信号エンベロープ検出部32でそのエンベロープを検
出する。ここでは、周波数が数十kHzの超音波信号を
全波整流すると共にカットオフ周波数がマクラギの通過
周波数より高い数百Hzのローパスフィルターを通すこ
とにより、そのエンベロープを検出している。このマク
ラギの通過周波数は車両速度に依存するため、上述のよ
うに車両速度に応じてフィルターの特性を切り換えるこ
とのできる信号平滑部33によって、超音波エンベロー
プ信号の車両速度に左右されない形での平滑化を行う、
信号平滑部33にはプログラマブルフィルター、その中
でも入力するクロックの周波数でローパスフィルターの
カットオフ周波数を変えることのできるスイッチドキャ
パシターフィルターを使用している。そして、このスイ
ッチドキャパシターフィルターに入力するクロックの周
波数を速度に依存させることにより、車両速度に左右さ
れない形での平滑化を行うことができる。次にこのフィ
ルターに入力するクロックについて説明する。車両速度
測定部34では、車両の車輪に取り付けた速度発電機等
によって車両速度を測定し、その速度情報をデジタル信
号で出力する。このデジタルの速度信号をマイコン35
に入力し、そこから車両速度に依存した周波数をもつカ
ットオフ周波数決定クロックを出力する。そして、この
カットオフ周波数決定クロックを信号平滑部33に入力
し、車両速度に左右されない形での超音波エンベロープ
信号の平滑化を行う、このようにして得られた超音波平
滑化信号はコンパレート部36に入力し、特定の軌道構
造物(マクラギ)を検知する。コンパレート部36では
、第6図に示すような超音波平滑化信号に対してある一
定の電圧のしきい値を設定し、信号がこのしきい値を上
回った場合をマクラギであると判定して、デジタルの軌
道構造物検知信号を出力する。この軌道構造物検知信号
を撮像部38に撮像トリガー信号として入力すれば、目
的のレール締結装置の画像を撮影できるが、ここでは更
に以下のような処理を行っている。あやまり訂正部37
では、上述の処理でも除去できなかった特定の軌道構造
物の誤検知を更に低減させるもので、具体的な内容に関
しては、後に説明する。このあやまり訂正部37を通し
た軌道構造物検知信号は、マクラギと1対1に対応して
いるが、超音波センサがマクラギを通過してから軌道構
造物検知信号が出力されるまでの時間は必ずしも一定で
はない。この原因は、信号平滑部33ではカットオフ周
波数可変のローパスフィルターでのフィルタリング処理
を行っているため、このカットオフ周波数に依存した形
での信号の位相遅れ(M間遅れ)を生じてしまうためで
ある。このタイミングの一定しない軌道構造物検知信号
を撮像トリガー信号に使用すると、撮影された画像によ
ってレール締結装置の位置が一定せず、画像処理によっ
てレール締結装置を検査する場合、画像処理時間が増大
すると共に誤りを起こす可能性がある。また、画像の解
像度を上げるために撮像範囲を挟めた場合には、レール
締結装置が画像から外れてしまう可能性もある。これを
防ぐためには信号平滑部33での位相遅れを補償する必
要があるが、ここではマイコン35を用いて、種々のタ
イミングで出力された軌道構造物検知信号から撮像トリ
ガー信号を発するまでの時間、すなわち超音波センサが
マクラギを通過してから撮像トリガー信号を発するまで
の時間を調整している。信号平滑部33での位相遅れ量
は、ローパスフィルターのカットオフ周波数すなわち車
両速度に依存しているが、これはそれぞれの車両速度に
対して既知の量である。そして、この位相遅れ時間と車
両速度の積が画像中でのレール締結装置の撮影位置に対
応するが、マイコン35には車両の速度情報が入力され
ているため、これとあらかじめ記憶されているバクーン
化された位相遅れ情報にしたがってこのタイミング調整
を行い、画像中でのレール締結装置の撮影位置を一定(
画面中のほぼ中央)にする、但し、この場合は超音波セ
ンサがマクラギを通過してから撮像トリガー信号を発す
るまでに必ず時間遅れがあるため、撮像部38の車両へ
の取り付は位置は第10図に示すように車両進行方向に
対して超音波センサより後側にする必要がある。(図で
は車両が右側へ進行している)そして、その量は前述の
タイミング調整量によって決められ1、これらの関係は
次式のようになる。
In FIG. 7, ultrasonic waves emitted from an ultrasonic transmitter 30 driven by an ultrasonic driver 30' are received by an ultrasonic receiver 31 after being reflected on a track 24. The received ultrasonic signal is amplified by a received signal amplification section 31', and then its envelope is detected by a received signal envelope detection section 32. Here, the envelope is detected by full-wave rectifying an ultrasonic signal with a frequency of several tens of kHz and passing it through a low-pass filter with a cutoff frequency of several hundred Hz higher than the pass frequency of the sleepers. Since the pass frequency of this sleeper depends on the vehicle speed, the signal smoothing section 33, which can switch the filter characteristics according to the vehicle speed as described above, smooths the ultrasonic envelope signal in a manner that is not affected by the vehicle speed. to make
The signal smoothing section 33 uses a programmable filter, especially a switched capacitor filter whose cutoff frequency can be changed depending on the frequency of the input clock. By making the frequency of the clock input to the switched capacitor filter dependent on the speed, it is possible to perform smoothing that is independent of the vehicle speed. Next, the clock input to this filter will be explained. The vehicle speed measuring section 34 measures the vehicle speed using a speed generator or the like attached to the wheels of the vehicle, and outputs the speed information as a digital signal. This digital speed signal is sent to the microcontroller 35.
from which a cutoff frequency determination clock with a frequency dependent on vehicle speed is output. Then, this cutoff frequency determination clock is input to the signal smoothing unit 33, and the ultrasonic envelope signal is smoothed in a manner that is not affected by the vehicle speed.The ultrasonic smoothed signal obtained in this way is section 36 to detect a specific track structure (sleeper). In the comparator section 36, a certain voltage threshold is set for the ultrasonic smoothed signal as shown in FIG. 6, and when the signal exceeds this threshold, it is determined that it is a sleeper. outputs a digital track structure detection signal. If this track structure detection signal is input as an imaging trigger signal to the imaging unit 38, an image of the target rail fastening device can be captured, but the following processing is further performed here. Mistake correction department 37
This method further reduces false detection of specific track structures that could not be removed even with the above processing, and the specific details will be explained later. The track structure detection signal passed through the error correction unit 37 has a one-to-one correspondence with the sleepers, but the time from when the ultrasonic sensor passes the sleepers until the track structure detection signal is output is It is not necessarily constant. The reason for this is that the signal smoothing unit 33 performs filtering processing using a low-pass filter with a variable cutoff frequency, resulting in a signal phase delay (M-interval delay) that depends on the cutoff frequency. It is. If this track structure detection signal with inconsistent timing is used as an imaging trigger signal, the position of the rail fastening device will not be constant depending on the captured image, and when inspecting the rail fastening device by image processing, the image processing time will increase. There is a possibility that errors may occur. Furthermore, if the imaging range is narrowed in order to increase the resolution of the image, there is a possibility that the rail fastening device will be removed from the image. In order to prevent this, it is necessary to compensate for the phase delay in the signal smoothing unit 33, but here, the microcomputer 35 is used to calculate the time from the track structure detection signal output at various timings to the generation of the imaging trigger signal. In other words, the time from when the ultrasonic sensor passes through the sleeper until it emits an imaging trigger signal is adjusted. The amount of phase delay in the signal smoothing section 33 depends on the cutoff frequency of the low-pass filter, that is, the vehicle speed, and this is a known amount for each vehicle speed. The product of this phase delay time and the vehicle speed corresponds to the photographing position of the rail fastening device in the image, but since the vehicle speed information is input to the microcomputer 35, this and the previously stored Bakun This timing adjustment is performed according to the converted phase delay information, and the photographing position of the rail fastening device in the image is kept constant (
However, in this case, there is always a time delay between the ultrasonic sensor passing through the sleeper and the time it issues the imaging trigger signal, so the mounting position of the imaging unit 38 on the vehicle may vary. As shown in FIG. 10, it is necessary to place it behind the ultrasonic sensor with respect to the vehicle traveling direction. (In the figure, the vehicle is moving to the right.) The amount is determined by the timing adjustment amount described above1, and the relationship between these is as shown in the following equation.

La=d / V  −tdm ここでta   マイコン又は後述の位相補償部による
撮像トリガー信号を発するタイミン グ調整時間、 d: 軌道上の超音波センサ測定部分とカメラ損像部分
の間の距離、 ■・ 車両速度 td fV)   信号平滑部での位相遅れ時間。
La = d / V - tdm where ta is the timing adjustment time for issuing the imaging trigger signal by the microcomputer or the phase compensation unit described below, d is the distance between the ultrasonic sensor measurement area on the orbit and the camera image loss area, ■ Vehicle Speed td fV) Phase delay time in the signal smoothing section.

また、第1O図の実施例では車両が逆方向に走行した場
合は対応できないが、これに対しては超音波センサを壜
像部38の両側にそれぞれ取り付けて、走行方向によっ
て使用するセンサを切り換えればよい。
Furthermore, although the embodiment shown in Fig. 1O cannot handle cases where the vehicle is traveling in the opposite direction, ultrasonic sensors are attached to both sides of the bottle image portion 38, and the sensors to be used can be switched depending on the traveling direction. That's fine.

次にあやまり訂正部37について説明する。本発明にお
いては車両速度に左右されない形での平滑化を行ってい
るため、これによって大部分の狽検知は除去できる。し
かしながら、軌道上のマクラギ以外の部分に鉛直を向い
ている面の巾がマクラギに対して無視てきない程度の広
さをもつ構造物がある場合(例えば通信線のカバー)、
またマククギ上に鉛直以外の方向を向いている面の巾が
マクラギに対して無視できない程度の広さをもつ構造物
が載っている場合(例えば、道床バラストがマクラギの
ほぼまん中に広範囲で載っている)は、上述の平滑化だ
けでは誤検知が完全に除去できない可能性がある。あや
まり訂正部37はこのような場合に対処するためのもの
で、その対処例として考えられる2つの方法について説
明する。第1の例は、第11図に示すように複数の超音
波センサを使用するもので(図では3個の超音波センサ
を使用する場合を示している)、この内の1つ、あるい
は複数(全てではない)に上述の原因による誤検知があ
ったとしても、例えばこれらのセンサのコンパレート部
の軌道構造物検知信号の論理和、積を適当に組み合わせ
て取ることにより、これを除去することができる。この
方法は、誤検知の原因となっている構造物がある領域に
固まっていて、複数のセンサの内の一部の検出領域がこ
の構造物から外れている場合(例えば、マクラギの一部
に道床バラストが固まって載っている)にのみ有効であ
る。この方法では、超音波送信器30超音波駆動部30
′、超音波受信器:)1、受信信号増幅部31、受信信
号エンベロープ検出部32、信号平滑部33.コンパレ
ート部36はそれぞれ超音波センサの個数分だけ必要で
ある。但し、この複数の超音波センサの周波数を超音波
受信器31の受信周波数帯域に比べて十分に異なったも
のにすれば、複数の超音波が干渉されることなく受信で
き、特別の電気回路の追加が不要になる。第2の例は鉛
直の軌道構造物から反射される時間がマクラギ通過に要
する時間に相当しているかどうかを判定するもので、マ
クラギの巾が既知なので、これより巾の狭い通信線のカ
バー等を識別、除去できる。
Next, the error correction section 37 will be explained. In the present invention, smoothing is performed in a manner that is not affected by the vehicle speed, so that most of the glitch detection can be eliminated. However, if there is a structure on the track other than the sleepers that has a vertical surface that is so wide that it cannot be ignored by the sleepers (for example, a cover for a communication line),
Also, if there is a structure on the sleepers that has a surface that faces in a direction other than vertical and has a width that cannot be ignored relative to the sleepers (for example, if the bed ballast is placed on a wide area almost in the center of the sleepers) ), there is a possibility that false positives cannot be completely removed by the above-mentioned smoothing alone. The error correction unit 37 is provided to deal with such a case, and two possible methods will be described as examples of how to deal with it. The first example uses multiple ultrasonic sensors as shown in FIG. 11 (the figure shows a case where three ultrasonic sensors are used), and one or more of these Even if there is a false detection due to the above-mentioned causes in (not all) cases, this can be removed by taking an appropriate combination of logical sums and products of the track structure detection signals of the comparator parts of these sensors, for example. be able to. This method can be used if the structure that is causing the false detection is concentrated in a certain area, and some of the detection areas of multiple sensors are outside of this structure (for example, if a part of the sleeper Effective only when the track bed ballast is solidified). In this method, an ultrasonic transmitter 30 an ultrasonic driver 30
', Ultrasonic receiver:) 1, Received signal amplification section 31, Received signal envelope detection section 32, Signal smoothing section 33. The number of comparator sections 36 is equal to the number of ultrasonic sensors. However, if the frequencies of the plurality of ultrasonic sensors are made sufficiently different from the receiving frequency band of the ultrasonic receiver 31, the plurality of ultrasonic waves can be received without interference, and the special electric circuit can be used. No more need to be added. The second example is to determine whether the time reflected from the vertical track structure corresponds to the time required to pass through the sleepers.Since the width of the sleepers is known, it is necessary to use covers for communication lines that are narrower than this. can be identified and removed.

但し、マクラギを通過するのに要する時間は車両速度に
依仔するため、マイコン35で車両速度情報に基づいて
これを計算し、あやまり訂正部37にその結果を送る。
However, since the time required to pass the sleepers depends on the vehicle speed, the microcomputer 35 calculates this based on vehicle speed information and sends the result to the error correction section 37.

あやまり訂正部37では、その結果に基づいて軌道構造
物がマクラギであるかどうかを判定し、マクラギであれ
ば軌道構造物検知信号を上述のようにマイコン35に入
力した後、撮像トJガー信号を発する。
The error correction unit 37 determines whether the track structure is a sleeper based on the result, and if it is a sleeper, inputs the track structure detection signal to the microcomputer 35 as described above, and then outputs the imaging trigger signal. emits.

第8図の実施例は車両速度測定部34からの速度情報が
アナログで与えられる場合で、ここではアナログの速度
情報をへ/D変換部39によってデジタルに変換し、こ
れをマイコン35に入力する。これ以外については、第
7区の実施例と同様である。
The embodiment shown in FIG. 8 is a case where the speed information from the vehicle speed measurement section 34 is given in analog form. Here, the analog speed information is converted into digital by the D/D conversion section 39, and this is input to the microcomputer 35. . Other than this, it is the same as the embodiment of the 7th ward.

第9図の実施例はマイフンを使用しない場合で、車両速
度測定部34から与えられるアナログの速度情報をV/
F変換部40によって、車両速度に対応した周波数をも
つクロックに変換し、これを第7図の実施例と同様に信
号平滑部33のスイッチドキャバシターフィルターへの
カットオフ周波数決定クロックとする。また、第7図の
実施例では信号平滑部33での位相遅れをマイコンによ
って補償しているが、ここでは位相補償部41にアナロ
グの速度情報を入力することにより、電気回路でこれを
行っている。その他については、第7図の実施例と同様
である。
The embodiment shown in FIG. 9 is a case where the microphone is not used, and the analog speed information given from the vehicle speed measuring section 34 is
The F converter 40 converts the clock into a clock having a frequency corresponding to the vehicle speed, and uses this as the cutoff frequency determining clock for the switched capacitor filter of the signal smoother 33, similar to the embodiment shown in FIG. Furthermore, in the embodiment shown in FIG. 7, the phase delay in the signal smoothing section 33 is compensated by a microcomputer, but here this is done by an electric circuit by inputting analog speed information to the phase compensation section 41. There is. Other aspects are the same as the embodiment shown in FIG.

以上説明してきた第7図〜第9図の実施例は必ずしもこ
れに限られるものではなくこれらの一部を省略したもの
、及びこれらを複合したものも含まれることはいうまで
もない。
It goes without saying that the embodiments shown in FIGS. 7 to 9 described above are not necessarily limited to these, and may include those in which some of them are omitted and those in which they are combined.

第7図の超音波送信器30.超音波駆動部30超音波受
信器31、受信信号増幅部31′、受信信号エンベロー
プ検出部32が第1図の軌道構造測定手段1に、信号平
滑部33が測定信号処理手段2に、車両速度測定部34
が車両速度測定手段3にマイコン35が信号処理制御手
段4に、コンパレート部36、あやまり訂正部37が軌
道構造物検出手段5に、撮像部38が擬像手段6にそれ
ぞれ対応している。
Ultrasonic transmitter 30 in FIG. The ultrasonic driving section 30, the ultrasonic receiver 31, the received signal amplifying section 31', and the received signal envelope detecting section 32 serve as the track structure measuring means 1 shown in FIG. Measuring section 34
corresponds to the vehicle speed measuring means 3, the microcomputer 35 to the signal processing control means 4, the comparator section 36 and the error correction section 37 to the track structure detection means 5, and the imaging section 38 to the pseudo-imaging means 6.

また第8図では、車両速度測定部34とA/D変換部3
9が第1図の車両速度測定部34に、第9図では、V/
F変換部40が信号処理制御手段4に、またコンパレー
ト部36、あやまり訂正部37、位相補償部41が軌道
構造物検出手段5にそれぞれ対応している。
Further, in FIG. 8, the vehicle speed measuring section 34 and the A/D converting section 3
9 is the vehicle speed measuring section 34 in FIG. 1, and in FIG.
The F conversion section 40 corresponds to the signal processing control means 4, and the comparator section 36, error correction section 37, and phase compensation section 41 correspond to the track structure detection means 5, respectively.

このようにして得られた撮像トリガー信号を撮像部38
に対応するTVカメラ、ストロボに入力して、レール締
結装置の画像を撮影する。この画像を用いて実際のレー
ル締結装置の検査を行うためには、この良否を何らかの
方法によって可視化する必要かある、この方法としては
、レール締結ボルトの緩み検査の場合には、ボルト締結
時にその頭面に決まった方向の白線を引きボルト緩みに
ともなった白線の回転角によって緩みを判定する方法や
、ボルト締結時に緩み止め金具を取り付け、その取り付
は状態(レール締結装置か緩むと金具か外れる)によっ
て緩みを判定する方法などかある。また線ばねによるバ
ントロールレール締結装置の場合にはその外れの有無を
判定すればよい。
The imaging trigger signal obtained in this way is sent to the imaging unit 38.
input to a compatible TV camera and strobe to take an image of the rail fastening device. In order to inspect the actual rail fastening device using this image, it is necessary to visualize the quality of the rail fastening device in some way. There is a method of drawing a white line in a fixed direction on the head surface and determining the loosening by the rotation angle of the white line as the bolt loosens. Is there a way to determine whether it is loose or not? Furthermore, in the case of a bunt roll rail fastening device using a wire spring, it is sufficient to determine whether or not it has come loose.

このようにしてレール締結装置の良否か可視化できれば
、持ち帰ったレール締結装置の画像を人間か見て判定し
てもよい、あるいは1画像処理装置を用いることによっ
て、その場て、又は持ち帰った後に、レール締結装置の
画像を画像処理することによって、軌道上のレール締結
装置の検査を自動的に行うことかてきる。
If it is possible to visualize whether the rail fastening device is good or bad in this way, it may be possible to judge by looking at the image of the rail fastening device taken home, or by using an image processing device, either on the spot or after taking it home. By image processing the image of the rail fastening device, it is possible to automatically inspect the rail fastening device on the track.

以上、マクラギを用いたレール締結装置検査について述
べてきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
多くの軌道検査装置として利用できる。例えば、上記の
実施例では、第5図の超音波信号によってマクラギと道
床バラストの識別ができることを説明したが、軌道上に
噴泥が発生した場合は、これによる超音波の反射によっ
て信号の様子が変わるため、第7図〜第9図と同じよう
な構成で噴泥の存在を検知することもできる。
Although the rail fastening device inspection using sleepers has been described above, the present invention is not limited to this.
It can be used as many track inspection devices. For example, in the above embodiment, it was explained that sleepers and trackbed ballast can be identified using the ultrasonic signals shown in Fig. 5, but if mud plumes occur on the track, the signal changes due to the reflection of the ultrasonic waves. Since this changes, the presence of mud plume can also be detected with a configuration similar to that shown in FIGS. 7 to 9.

[発明の効果] 本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を有する。
[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

本発明の軌道検査装置によれば、軌道構造物に対する測
定信号をその走行速度に応した信号処理を行い、それに
よって検査対象物の画像を撮影するために必要な特定の
構成物を検知するので、走行車両の速度に左右されず、
確実にその画像を撮影することができる。従って、この
ような軌道検査装置を走行車両に搭載して、検査対象物
の画像を撮影するようにすれば、短時間に多数の検査対
象物の画像を得ることができ、これを画像処理装置と組
み合わせると、軌道検査がほぼ自動化でき、軌道の管理
を従来に比べて大幅に効率化することができる。
According to the track inspection device of the present invention, a measurement signal for a track structure is processed according to its running speed, thereby detecting a specific component necessary for capturing an image of the object to be inspected. , regardless of the speed of the vehicle,
You can reliably capture the image. Therefore, by mounting such a track inspection device on a running vehicle and photographing images of the objects to be inspected, it is possible to obtain images of a large number of objects to be inspected in a short time. When combined with this, track inspection can be almost automated, making track management much more efficient than before.

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

第1図は本発明の構成を概念的に示したブロック図であ
り、 第2図は本発明実施例の構成の側面図であり、第3図は
第2図の実施例の平面図であり、第4図はマクラギ判別
の説明図であり、第5区は超音波受信信号の説明図であ
り第6図は第5図の信号の処理後の説明図であり、 第7図、第8図、第9図は信号処理系のブロック図であ
り、 第10図は撮像部の取り付は位置を示す平面図であり、 第11図は複数の超音波センサを使用する場合の平面〆
である。 [主要部分の符号の説明] 1−−−−−一軌遺構造測定手段 2−一一一一一測定信号処理手段 3−−−−−一車両速度測定手段 4−−−−−一信号処理制御手段 5−−−−−−軌道構造物検出手段 6−−−−−一撮像手段 10.30−−−−−一超音波送信器 10 ’ 、31−−−−−一超音波受信器30′−−
−−−−超音波駆動部 31’ −−−−−一受信信号増幅部 32−−−−−−受信信号エンベローブ検出部33−−
−−−一信号平滑部 34−−−−−一車両速度測定部 35−−−−−−マイコン 3B−−−−−−コンパレート部 37−−−−−−あやまり訂正部 38−−−−−一撮像部 39−−−−−−A / D変換部 4O−−−−−−V / F変換部 41−−−−−一位相補償部 第 図 バラスト マクラギ バラスト マクラギ マクラギ バラスト マクうギ バラスト マクラギ バラスト マクラギ 第 図 第 図 第 図
FIG. 1 is a block diagram conceptually showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a side view of the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view of the embodiment of FIG. , Fig. 4 is an explanatory diagram of sleeper discrimination, Section 5 is an explanatory diagram of the ultrasonic reception signal, Fig. 6 is an explanatory diagram of the signal in Fig. 5 after processing, and Figs. Fig. 9 is a block diagram of the signal processing system, Fig. 10 is a plan view showing the mounting position of the imaging unit, and Fig. 11 is a plan view showing the mounting position of the imaging unit. be. [Explanation of symbols of main parts] 1-----One track structure measuring means 2-11111 Measurement signal processing means 3---One vehicle speed measuring means 4---One signal Processing control means 5 --- Track structure detection means 6 --- Imaging means 10.30 --- Ultrasonic transmitter 10', 31 --- Ultrasonic receiver Vessel 30'--
---Ultrasonic drive unit 31' ---Received signal amplification section 32--Received signal envelope detection section 33--
--- Signal smoothing section 34 --- Vehicle speed measuring section 35 --- Microcomputer 3B --- Comparator section 37 --- Error correction section 38 --- ---1 Imaging section 39-----A/D conversion section 4O-------V/F conversion section 41--1 Phase compensating section Figure 1 Ballast sleeper Ballast sleeper sleeper Ballast sleeper Ballast sleepers Ballast sleepers Figure Figure Figure Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、走行する車両に搭載され、軌道構造物の画像を撮影
する軌道検査装置において、 軌道の構造を測定しその構造に応じた信号を出力する軌
道構造測定手段と、 該軌道構造測定手段によって得られる信号を処理する測
定信号処理手段と、 装置全体を搭載した車両の速度を測定する車両速度測定
手段と、 該車両速度測定手段によって得られる測定速度によって
前記測定信号処理手段を制御する信号処理制御手段と、 該測定信号処理手段の出力信号によって軌道の特定の構
造物を検出する軌道構造物検出手段と、 該軌道構造物検出手段の検出信号によって前記軌道上の
画像を撮影する撮像手段と、を有することを特徴とする
軌道検査装置。 2、軌道構造測定手段が、超音波駆動部と、該駆動部に
よって駆動される超音波送信器と、該送信器から出た超
音波が軌道で反射されて受信される超音波受信器と、該
受信後の超音波信号を増巾する受信信号増幅部と、該増
幅された超音波信号のエンベロープを検出する受信信号
エンベロープ検出部とから成り、測定信号処理手段が前
記受信信号エンベロープ検出部からの超音波エンベロー
プ信号を車両速度に左右されない形に平滑化する信号平
滑部から成り、車両速度測定手段は、車両速度を測定し
てその速度情報を直接にデジタル信号で出力する車両速
度測定部から成り、又は速度情報がアナログ信号のとき
、その信号をデジタルに変換して出力するA/D変換部
を更に有し、信号処理制御手段は、前記速度のデジタル
信号を入力して車両速度に依存した周波数をもつカット
オフ周波数決定クロックを出力し、該クロックを前記信
号平滑部に入力するマイコンから成り、軌道構造物検出
手段は、前記信号平滑部からの車両速度に左右されない
形での超音波平滑化信号を入力して軌道の特定構造物を
検知し、該超音波平滑化信号に対してある一定の電圧の
しきい値を設定し、該平滑化信号がこのしきい値を上回
った場合に前記特定の構造物であると判定してデジタル
の軌道構造物検知信号を出力するコンパレート部と、該
軌道構造物検知信号を入力して前記特定の構造物以外の
構造物がある場合に特定の構造物検出の誤りを除去又は
低減した軌道構造物検知信号を出力するあやまり訂正部
とから成り、撮像手段は、前記あやまり訂正部からの軌
道構造物検知信号を前記マイコンに入力して前記信号平
滑部での位相遅れを補償して出力された撮像トリガー信
号を入力する撮像部から成り、 該撮像部の走行する車両への取付位置を、 車両進行方向に対して式ta=d/V−td(V)(但
し、td(V)は信号平滑部での位相遅れ時間、Vは車
両速度、dは軌道上の超音波送信器の測定部分と撮像部
の間の距離、taはマイコンによる撮像トリガー信号を
発するタイミング調整時間)によって決められる量だけ
超音波送信器から後側にする、請求項1記載の軌道検査
装置。 3、軌道構造測定手段が、超音波駆動部と、該駆動部に
よって駆動される超音波送信器と、該送信器から出た超
音波が軌道で反射されて受信される超音波受信器と、該
受信後の超音波信号を増巾する受信信号増幅部と、該増
幅された超音波信号のエンベロープを検出する受信信号
エンベロープ検出部とから成り、測定信号処理手段が前
記受信信号エンベロープ検出部からの超音波エンベロー
プ信号を車両速度に左右されない形に平滑化する信号平
滑部から成り、車両速度測定手段は、車両速度を測定し
てその速度情報をアナログ信号で出力する車両速度測定
部から成り、信号処理制御手段は前記アナログの速度情
報を車両速度に対応した周波数をもつクロックに変換す
るV/F変換部から成り、軌道構造物検出手段は、前記
信号平滑部からの車両速度に左右されない形での超音波
平滑化信号を入力して軌道の特定構造物を検知し、該超
音波平滑化信号に対してある一定の電圧のしきい値を設
定し、該平滑化信号がこのしきい値を上回った場合に前
記特定の構造物であると判定してデジタルの軌道構造物
検知信号を出力するコンパレート部と、該軌道構造物検
知信号を入力して前記特定の構造物以外の構造物がある
場合に特定の構造物検出の誤りを除去又は低減した軌道
構造物検知信号を出力するあやまり訂正部と、前記車両
速度測定部からのアナログの速度情報と前記あやまり訂
正部からの軌道構造物検知信号を入力とし、前記信号平
滑部での位相遅れを補償する位相補償部とから成り、撮
像手段は、該位相補償部から出力された撮像トリガー信
号を入力する撮像部から成り、 該撮像部の走行する車両への取付位置を、 車両進行方向に対して式ta=d/V−td(V)(但
し、td(V)は信号平滑部での位相遅れ時間、Vは車
両速度、dは軌道上の超音波送信器の測定部分と撮像部
の間の距離、taは位相補償部による撮像トリガー信号
を発するタイミング調整時間)によって決められる量だ
け超音波送信器から後側にする、請求項1記載の軌道検
査装置。
[Scope of Claims] 1. A track inspection device that is mounted on a running vehicle and takes images of a track structure, comprising: track structure measuring means that measures the structure of the track and outputs a signal according to the structure; measurement signal processing means for processing signals obtained by the track structure measurement means; vehicle speed measurement means for measuring the speed of a vehicle on which the entire device is mounted; and measurement signal processing means for processing signals obtained by the vehicle speed measurement means. a signal processing control means for controlling the measurement signal processing means; a track structure detection means for detecting a specific structure on the track using the output signal of the measurement signal processing means; and a track structure detection means for detecting a specific structure on the track using the detection signal of the track structure detection means A track inspection device comprising: an imaging means for taking pictures. 2. The trajectory structure measuring means includes an ultrasonic drive section, an ultrasonic transmitter driven by the drive section, and an ultrasonic receiver that receives the ultrasonic waves emitted from the transmitter after being reflected on the trajectory; It consists of a received signal amplification section that amplifies the received ultrasonic signal, and a received signal envelope detection section that detects the envelope of the amplified ultrasonic signal, and the measurement signal processing means includes a received signal envelope detection section that amplifies the received ultrasonic signal. The vehicle speed measuring means consists of a signal smoothing section that smoothes the ultrasonic envelope signal of the signal into a form that is not affected by the vehicle speed, and the vehicle speed measuring means includes a vehicle speed measuring section that measures the vehicle speed and outputs the speed information directly as a digital signal. or when the speed information is an analog signal, the signal processing control means further includes an A/D conversion section that converts the signal into a digital signal and outputs it, and the signal processing control means inputs the digital signal of the speed and outputs the signal depending on the vehicle speed. The track structure detection means includes a microcomputer that outputs a cutoff frequency determining clock having a frequency determined by the signal smoothing section and inputs the clock to the signal smoothing section, and the track structure detection means detects ultrasonic waves from the signal smoothing section that are independent of vehicle speed. A specific structure on the track is detected by inputting a smoothed signal, a certain voltage threshold is set for the ultrasonic smoothed signal, and when the smoothed signal exceeds this threshold a comparator section that determines that the structure is the specific structure and outputs a digital track structure detection signal; and an error correction unit that outputs a track structure detection signal with a specific structure detection error removed or reduced, and the imaging means inputs the track structure detection signal from the error correction unit to the microcomputer and It consists of an imaging section that inputs an imaging trigger signal outputted after compensating for the phase delay in the signal smoothing section, and the mounting position of the imaging section on a running vehicle is determined by the formula ta=d/V with respect to the vehicle traveling direction. -td (V) (where, td (V) is the phase delay time in the signal smoothing section, V is the vehicle speed, d is the distance between the measuring section of the ultrasonic transmitter on orbit and the imaging section, and ta is the microcomputer 2. The trajectory inspection device according to claim 1, wherein the trajectory inspection device is positioned rearward from the ultrasonic transmitter by an amount determined by a timing adjustment time for emitting an imaging trigger signal. 3. The trajectory structure measuring means includes an ultrasonic drive section, an ultrasonic transmitter driven by the drive section, and an ultrasonic receiver that receives the ultrasonic waves emitted from the transmitter after being reflected on the trajectory; It consists of a received signal amplification section that amplifies the received ultrasonic signal, and a received signal envelope detection section that detects the envelope of the amplified ultrasonic signal, and the measurement signal processing means includes a received signal envelope detection section that amplifies the received ultrasonic signal. The vehicle speed measuring means includes a signal smoothing section that smoothes the ultrasonic envelope signal of the vehicle into a form that is not affected by the vehicle speed, and the vehicle speed measuring means includes a vehicle speed measuring section that measures the vehicle speed and outputs the speed information as an analog signal. The signal processing control means includes a V/F conversion section that converts the analog speed information into a clock having a frequency corresponding to the vehicle speed, and the track structure detection means includes a V/F conversion section that converts the analog speed information into a clock having a frequency corresponding to the vehicle speed. A specific structure on the track is detected by inputting an ultrasonic smoothed signal, and a certain voltage threshold is set for the ultrasonic smoothed signal. a comparator unit that determines that the specific structure is the specific structure and outputs a digital track structure detection signal when the track structure detection signal is exceeded; an error correction unit that outputs a track structure detection signal with a specific structure detection error removed or reduced when there is an error in detecting a specific structure; and analog speed information from the vehicle speed measurement unit and track structure information from the error correction unit. a phase compensation section that receives a detection signal as an input and compensates for a phase delay in the signal smoothing section; the imaging means includes an imaging section that receives an imaging trigger signal output from the phase compensation section; The mounting position on a running vehicle is determined by the formula ta=d/V-td(V) in the direction of vehicle travel (where td(V) is the phase delay time in the signal smoothing section, V is the vehicle speed, and d is the distance between the measurement part of the ultrasonic transmitter on orbit and the imaging unit, and ta is the timing adjustment time for emitting the imaging trigger signal by the phase compensation unit. The track inspection device according to item 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020060382A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 Jfeスチール株式会社 Rail inspection device and inspection carriage

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JP2020060382A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 Jfeスチール株式会社 Rail inspection device and inspection carriage

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