JPH05288514A - 建築限界障害物検出方式 - Google Patents
建築限界障害物検出方式Info
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- JPH05288514A JPH05288514A JP4090631A JP9063192A JPH05288514A JP H05288514 A JPH05288514 A JP H05288514A JP 4090631 A JP4090631 A JP 4090631A JP 9063192 A JP9063192 A JP 9063192A JP H05288514 A JPH05288514 A JP H05288514A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】建築限界測定車において背景光を除去して昼夜
を問わず障害物を検出する。 【構成】投光器７の光源をメタルハライドランプにより
構成し、面状の投光光ＬTを周囲に投光する。波長帯域
選択ミラー８１，透過フィルタ８２，遮光フィルタ８
３、および受像カメラ８４，８５により受像系８の１組
を構成し、２組の受像系８Ａ，８Ｂを斜め方向とし、視
野がオーバラップするように配置する。波長帯域選択ミ
ラーにより障害物Ｑと背景の地物Ｒ、発光体Ｓとの映像
光を２分割し、一方は透過フィルタを通し、他方は遮光
フィルタを通して受像する。障害物検出部において映像
データをフレームメモリに記憶し、２個の映像データに
対する差分演算と２値化により、投光光、または背景の
発光体に対する映像成分を抽出、一方を左右反転してＡ
ＮＤ合成することにより、発光体の成分を除去して障害
物を検出する。 【効果】作業性と測定車の稼働効率の向上に寄与する。
を問わず障害物を検出する。 【構成】投光器７の光源をメタルハライドランプにより
構成し、面状の投光光ＬTを周囲に投光する。波長帯域
選択ミラー８１，透過フィルタ８２，遮光フィルタ８
３、および受像カメラ８４，８５により受像系８の１組
を構成し、２組の受像系８Ａ，８Ｂを斜め方向とし、視
野がオーバラップするように配置する。波長帯域選択ミ
ラーにより障害物Ｑと背景の地物Ｒ、発光体Ｓとの映像
光を２分割し、一方は透過フィルタを通し、他方は遮光
フィルタを通して受像する。障害物検出部において映像
データをフレームメモリに記憶し、２個の映像データに
対する差分演算と２値化により、投光光、または背景の
発光体に対する映像成分を抽出、一方を左右反転してＡ
ＮＤ合成することにより、発光体の成分を除去して障害
物を検出する。 【効果】作業性と測定車の稼働効率の向上に寄与する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、建築限界測定車に適
用し、鉄道線路の建築限界を侵す障害物を非接触で検出
する光学式の検出方式に関する。
用し、鉄道線路の建築限界を侵す障害物を非接触で検出
する光学式の検出方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道線路には、軌道の側方や上方に各種
の構造物などが多数建植されており、列車運転や旅客の
安全を確保するために、車両の断面に対して車両限界
が、さらにその外方に構造物などに対する建築限界が設
けられている。図３（ａ）は車両限界と建築限界を説明
するもので、車両１は車体１ａが車輪１ｃを有する台車
１ｂに支持されてレール２上を走行する。車両１は走行
により動揺するので、車体よりやや広い断面をとってそ
の外周が車両限界３とされる。さらに車両限界３より適
当な距離の外方に建築限界４が規定されている。いまも
し、建築限界４を侵す障害物があるときは車両がこれに
接触して両者が損傷する恐れがあり、特に旅客が車両の
窓やデッキから手など差し出すときは、障害物に触れて
怪我など重大な人身事故の原因となる。これらの危険を
事前に防止するために、建築限界を侵す障害物が定期的
または不定期に検測され、必要な措置が講ぜられてい
る。
の構造物などが多数建植されており、列車運転や旅客の
安全を確保するために、車両の断面に対して車両限界
が、さらにその外方に構造物などに対する建築限界が設
けられている。図３（ａ）は車両限界と建築限界を説明
するもので、車両１は車体１ａが車輪１ｃを有する台車
１ｂに支持されてレール２上を走行する。車両１は走行
により動揺するので、車体よりやや広い断面をとってそ
の外周が車両限界３とされる。さらに車両限界３より適
当な距離の外方に建築限界４が規定されている。いまも
し、建築限界４を侵す障害物があるときは車両がこれに
接触して両者が損傷する恐れがあり、特に旅客が車両の
窓やデッキから手など差し出すときは、障害物に触れて
怪我など重大な人身事故の原因となる。これらの危険を
事前に防止するために、建築限界を侵す障害物が定期的
または不定期に検測され、必要な措置が講ぜられてい
る。
【０００３】図３（ｂ）は従来使用されている建築限界
測定車の外観を示し、専用の車両１の外周に多数の矢羽
１ｄを配列したもので、建築限界を侵した障害物は走行
中にこれに触れ、検出センサが作動して直ちに障害物が
検出される。このような機械的な方式は、一定以上の速
度では矢羽とこれに触れた障害物が破損することがある
ので、走行速度に限度があり、作業効率を向上するため
に走行速度を高速化する必要があり、これに適する非接
触の光学式検出装置が望まれている。光学式による場合
は背景にある地物がともに受光されるので、これを除去
することが必要である。これに対してこの発明の発明者
らにより背景の影響を除去できる光学式の方法と装置が
考案され、この発明の先行技術として「平３−１８７２
４８号、走行車両による限界測定方法およびその装置」
が特許出願されている。ただし、この方法および装置
は、屋外にある障害物や地物が天空の自然光の影響を強
く受けるので、夜間にのみ使用可能なものである。
測定車の外観を示し、専用の車両１の外周に多数の矢羽
１ｄを配列したもので、建築限界を侵した障害物は走行
中にこれに触れ、検出センサが作動して直ちに障害物が
検出される。このような機械的な方式は、一定以上の速
度では矢羽とこれに触れた障害物が破損することがある
ので、走行速度に限度があり、作業効率を向上するため
に走行速度を高速化する必要があり、これに適する非接
触の光学式検出装置が望まれている。光学式による場合
は背景にある地物がともに受光されるので、これを除去
することが必要である。これに対してこの発明の発明者
らにより背景の影響を除去できる光学式の方法と装置が
考案され、この発明の先行技術として「平３−１８７２
４８号、走行車両による限界測定方法およびその装置」
が特許出願されている。ただし、この方法および装置
は、屋外にある障害物や地物が天空の自然光の影響を強
く受けるので、夜間にのみ使用可能なものである。
【０００４】図４は上記の特許出願にかかる、夜間を対
象とした限界測定装置の光学系の構成を示し、（ａ）は
平面図（ｂ）は車両の直角断面における投光器の配置
図、(ｃ）は投光光に対する受像カメラの受光範囲を示
す図である。図４（ａ），（ｂ）において、車両１に光
学系５を搭載し、複数の投光器５ａより車両１の走行方
向に対して直角方向に面状の投光光ＬTを投光する。
(ａ），（ｃ）において、２個の受像カメラ５ｂ，５ｃ
をそれぞれの視野が投光光ＬTに対して斜め方向に交差
して、車両限界３と建築限界４の中間領域でオーバラッ
プし、建築限界の外方ではそれぞれ片側のみを受像する
ように対称的に配置する。いま例えば建築限界内に障害
物（例えば樹木）Ｑが、また限界外の背景には発光する
建物Ｓ1と街灯Ｓ2があるとする。これらよりの反射光Ｌ
Rまたは発光光ＬSは、視野に応じて各受像カメラに受像
される。
象とした限界測定装置の光学系の構成を示し、（ａ）は
平面図（ｂ）は車両の直角断面における投光器の配置
図、(ｃ）は投光光に対する受像カメラの受光範囲を示
す図である。図４（ａ），（ｂ）において、車両１に光
学系５を搭載し、複数の投光器５ａより車両１の走行方
向に対して直角方向に面状の投光光ＬTを投光する。
(ａ），（ｃ）において、２個の受像カメラ５ｂ，５ｃ
をそれぞれの視野が投光光ＬTに対して斜め方向に交差
して、車両限界３と建築限界４の中間領域でオーバラッ
プし、建築限界の外方ではそれぞれ片側のみを受像する
ように対称的に配置する。いま例えば建築限界内に障害
物（例えば樹木）Ｑが、また限界外の背景には発光する
建物Ｓ1と街灯Ｓ2があるとする。これらよりの反射光Ｌ
Rまたは発光光ＬSは、視野に応じて各受像カメラに受像
される。
【０００５】図５は上記の限界測定装置における受像デ
ータの処理方法の概要を示す。両受像カメラ５ｂ，５ｃ
の受像データは、障害物検出部６の対応したフレームメ
モリ６１，６２に記憶される。フレームメモリ６１に
は、図４（ｃ）で示した障害物Ｑの投光光ＬTに直接照
射された部分（図示黒色部分）は高レベルで、それ以外
の陰影部分（輪郭を点線で示す）の反射光ＬRは低レベ
ルで記憶される。同様に建物Ｓ1は発光する窓の部分の
発光光ＬSが高レベルで、陰影部分は低レベルで記憶さ
れる。一方、フレームメモリ６２には、障害物Ｑと街灯
Ｓ2が上記と同様に記憶される。これらの記憶データを
適当な閾値で２値化すると点線で示した低レベル部分が
除去され、障害物Ｑの直接照射部分と建物Ｓ1および街
灯Ｓ2の発光部分が残る。ここで、両記憶データの一方
を左右反転して両者をＡＮＤ合成すると、建物Ｓ1と街
灯Ｓ2は両者にともにないため除去され、両者に共通し
た障害物Ｑのみが検出される。なお、上記の２値化と左
右反転は順序を換えても差し支えない。以上により検出
された障害物は、建築限界４を侵した位置を求めること
が必要であり、その方法は、測定装置に対する障害物Ｑ
の距離を予めフレームメモリのアドレスに対応させてお
き、検出された障害物Ｑのアドレスデータにより、建築
限界に対する距離間隔が算出される。
ータの処理方法の概要を示す。両受像カメラ５ｂ，５ｃ
の受像データは、障害物検出部６の対応したフレームメ
モリ６１，６２に記憶される。フレームメモリ６１に
は、図４（ｃ）で示した障害物Ｑの投光光ＬTに直接照
射された部分（図示黒色部分）は高レベルで、それ以外
の陰影部分（輪郭を点線で示す）の反射光ＬRは低レベ
ルで記憶される。同様に建物Ｓ1は発光する窓の部分の
発光光ＬSが高レベルで、陰影部分は低レベルで記憶さ
れる。一方、フレームメモリ６２には、障害物Ｑと街灯
Ｓ2が上記と同様に記憶される。これらの記憶データを
適当な閾値で２値化すると点線で示した低レベル部分が
除去され、障害物Ｑの直接照射部分と建物Ｓ1および街
灯Ｓ2の発光部分が残る。ここで、両記憶データの一方
を左右反転して両者をＡＮＤ合成すると、建物Ｓ1と街
灯Ｓ2は両者にともにないため除去され、両者に共通し
た障害物Ｑのみが検出される。なお、上記の２値化と左
右反転は順序を換えても差し支えない。以上により検出
された障害物は、建築限界４を侵した位置を求めること
が必要であり、その方法は、測定装置に対する障害物Ｑ
の距離を予めフレームメモリのアドレスに対応させてお
き、検出された障害物Ｑのアドレスデータにより、建築
限界に対する距離間隔が算出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の限界測定装置の
対象は夜間に限定されるため、測定員の作業性が良好で
なく、また限界測定車の稼働効率が低い。これらを向上
するために昼夜を問わず検出できる方法と装置が要請さ
れている。ここで問題は、昼間においては天空の自然光
により背景の地物が受像カメラに明瞭に受像され、また
地物には夜間と同様に発光するものがあるので、障害物
のみを検出するには、自然光に対抗して強い光度の光源
が必要である。しかしこれには限度があるので、これに
適合する受像系を使用するとともに、上記の障害物検出
部の処理方法をさらに改良することも必要である。この
発明は以上に鑑みてなされたもので、建築限界を侵す障
害物を昼夜を問わず検出できる方式を提供することを目
的とする。
対象は夜間に限定されるため、測定員の作業性が良好で
なく、また限界測定車の稼働効率が低い。これらを向上
するために昼夜を問わず検出できる方法と装置が要請さ
れている。ここで問題は、昼間においては天空の自然光
により背景の地物が受像カメラに明瞭に受像され、また
地物には夜間と同様に発光するものがあるので、障害物
のみを検出するには、自然光に対抗して強い光度の光源
が必要である。しかしこれには限度があるので、これに
適合する受像系を使用するとともに、上記の障害物検出
部の処理方法をさらに改良することも必要である。この
発明は以上に鑑みてなされたもので、建築限界を侵す障
害物を昼夜を問わず検出できる方式を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成する建築限界障害物の検出方式であって、投光器よ
り車両の周囲に投光光を投光し、受像系により建築限界
を侵す障害物およびその背景の映像を受像し、障害物検
出部により受像データを処理して障害物を測定する光学
式障害物測定装置において、 （１）投光器の光源としてメタルハライドランプを使用
し、そのピーク波長を昼間の自然光の強度が低い波長帯
域に設定し、集光ミラーと投光レンズにより自然光に対
して良好なＳ／Ｎ比を有する面状の投光光を形成する。 （２）上記のピーク波長に対する波長帯域選択ミラー，
透過フィルタ，遮光フィルタ、および２個の受像カメラ
により受像系の１組を構成し、２組の受像系を投光光に
対して斜め方向とし、それぞれの視野が建築限界内でオ
ーバラップするように対称的に配置する。波長帯域選択
ミラーにより障害物と背景との映像光の波長帯域を選択
して２分割し、一方を透過フィルタを通して各組の一方
の受像カメラにそれぞれ受像し、その他方を遮光フィル
タを通して各組の他方の受像カメラによりそれぞれ受像
する。 （３）障害物検出部においては、各受像カメラの受像デ
ータをそれぞれのフレームメモリに記憶する。各組ごと
に２個の映像データに対する差分演算と２値化により、
背景の自然光に対する映像成分を除去して、投光光、ま
たは背景の発光体に対する映像成分を抽出する。抽出さ
れた２個の映像成分の一方を左右反転してＡＮＤ合成す
ることにより、発光体の映像成分を除去し、上記の各項
により昼夜を問わず障害物を検出するものである。
達成する建築限界障害物の検出方式であって、投光器よ
り車両の周囲に投光光を投光し、受像系により建築限界
を侵す障害物およびその背景の映像を受像し、障害物検
出部により受像データを処理して障害物を測定する光学
式障害物測定装置において、 （１）投光器の光源としてメタルハライドランプを使用
し、そのピーク波長を昼間の自然光の強度が低い波長帯
域に設定し、集光ミラーと投光レンズにより自然光に対
して良好なＳ／Ｎ比を有する面状の投光光を形成する。 （２）上記のピーク波長に対する波長帯域選択ミラー，
透過フィルタ，遮光フィルタ、および２個の受像カメラ
により受像系の１組を構成し、２組の受像系を投光光に
対して斜め方向とし、それぞれの視野が建築限界内でオ
ーバラップするように対称的に配置する。波長帯域選択
ミラーにより障害物と背景との映像光の波長帯域を選択
して２分割し、一方を透過フィルタを通して各組の一方
の受像カメラにそれぞれ受像し、その他方を遮光フィル
タを通して各組の他方の受像カメラによりそれぞれ受像
する。 （３）障害物検出部においては、各受像カメラの受像デ
ータをそれぞれのフレームメモリに記憶する。各組ごと
に２個の映像データに対する差分演算と２値化により、
背景の自然光に対する映像成分を除去して、投光光、ま
たは背景の発光体に対する映像成分を抽出する。抽出さ
れた２個の映像成分の一方を左右反転してＡＮＤ合成す
ることにより、発光体の映像成分を除去し、上記の各項
により昼夜を問わず障害物を検出するものである。
【０００８】
【作用】上記の障害物測定方式においては、投光器の光
源のメタルハライドランプは、そのピーク波長が、昼間
の自然光の強度の低い波長帯域に設定され、集光ミラー
と投光レンズにより形成された、自然光に対して良好な
Ｓ／Ｎ比を有する面状の投光光が車両の周囲に対して投
光され、建築限界内の障害物と背景の地物が照射され
る。ただし、地物には発光体が含まれる。受像系におい
ては、２組の受像系の視野がオーバラップしているた
め、建築限界内の障害物は限界車の走行中に各組の受像
カメラに同時に受像され、背景の地物は視野内のものが
各受像カメラにそれぞれ受像される。各組の受像系の波
長帯域選択ミラーにより、障害物と背景の映像光の波長
帯域が選択されて２分割され、その一方は透過フィルタ
によりピーク波長成分が抽出されて受像カメラにそれぞ
れ受像され、他方は遮光フィルタによりピーク波長成分
が減光されて各組の他方の受像カメラによりそれぞれ受
像される。ここで各組の２個の受像カメラの受光レベル
を比較すると、波長帯域選択ミラーと両フィルタによ
り、一方の受像カメラには、投光光に対する障害物の反
射光と背景の発光体が高レベルで受像され、自然光の反
射光はある程度低レベルに減光される。これに対して他
方の受像カメラには、投光光と自然光の反射光は低レベ
ルで受光される。ただし、発光体の発光光はかなり減光
されて残存する。つまりこの段階では背景の発光体は除
去されない。障害物検出部においては、フレームメモリ
に記憶された各受像系の２個の受像データに対して差分
演算と２値化がなされ、背景の自然光に対する映像成分
が除去され、投光光、または残存した発光体に対する映
像成分が抽出される。抽出された２個の映像成分の一方
を左右反転して両者をＡＮＤ合成すると、発光体が除去
されて障害物のみが検出される。検出された障害物の建
築限界に対する位置は、フレームメモリのアドレスより
別途の方法により算出される。以上の検出方式は、光源
の強い投光光と、差分演算、２値化およびＡＮＤ合成の
総合作用により、建築限界を侵した障害物を確実に検出
するもので、降雨や降雪時など特別な気象条件を除いて
昼夜の別なく適用することができる。
源のメタルハライドランプは、そのピーク波長が、昼間
の自然光の強度の低い波長帯域に設定され、集光ミラー
と投光レンズにより形成された、自然光に対して良好な
Ｓ／Ｎ比を有する面状の投光光が車両の周囲に対して投
光され、建築限界内の障害物と背景の地物が照射され
る。ただし、地物には発光体が含まれる。受像系におい
ては、２組の受像系の視野がオーバラップしているた
め、建築限界内の障害物は限界車の走行中に各組の受像
カメラに同時に受像され、背景の地物は視野内のものが
各受像カメラにそれぞれ受像される。各組の受像系の波
長帯域選択ミラーにより、障害物と背景の映像光の波長
帯域が選択されて２分割され、その一方は透過フィルタ
によりピーク波長成分が抽出されて受像カメラにそれぞ
れ受像され、他方は遮光フィルタによりピーク波長成分
が減光されて各組の他方の受像カメラによりそれぞれ受
像される。ここで各組の２個の受像カメラの受光レベル
を比較すると、波長帯域選択ミラーと両フィルタによ
り、一方の受像カメラには、投光光に対する障害物の反
射光と背景の発光体が高レベルで受像され、自然光の反
射光はある程度低レベルに減光される。これに対して他
方の受像カメラには、投光光と自然光の反射光は低レベ
ルで受光される。ただし、発光体の発光光はかなり減光
されて残存する。つまりこの段階では背景の発光体は除
去されない。障害物検出部においては、フレームメモリ
に記憶された各受像系の２個の受像データに対して差分
演算と２値化がなされ、背景の自然光に対する映像成分
が除去され、投光光、または残存した発光体に対する映
像成分が抽出される。抽出された２個の映像成分の一方
を左右反転して両者をＡＮＤ合成すると、発光体が除去
されて障害物のみが検出される。検出された障害物の建
築限界に対する位置は、フレームメモリのアドレスより
別途の方法により算出される。以上の検出方式は、光源
の強い投光光と、差分演算、２値化およびＡＮＤ合成の
総合作用により、建築限界を侵した障害物を確実に検出
するもので、降雨や降雪時など特別な気象条件を除いて
昼夜の別なく適用することができる。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例を示し、（ａ）は
光学系の構成図、（ｂ）は昼間における天空の自然光の
分光分布特性の一例を示す曲線図、（ｃ）は透過および
遮光フィルタと波長帯域選択ミラーの特性を示す曲線図
である。図１（ａ）において、車両１に複数の投光器７
を設け、車両の走行方向に対して直角方向に面状の投光
光ＬTを投光する。建築限界４の内側にはこれを侵す障
害物Ｑが存在し、背景には投光光ＬTと自然光とを反射
する地物Ｒ1，Ｒ2と、昼間でも発光光ＬSを発光する発
光体Ｓがあるものとする。図（ｂ）において、昼間にお
ける自然光の強度は約４００ｎｍ以下の近紫外域と９０
０ｎｍ以上の近赤外域では強度がかなり低下する。これ
に対して投光器７の光源には、メタルハライドランプを
使用する。メタルハライドランプは混合したメタルガス
の調整により強度がピークをなすピーク波長を変化でき
るもので、ピーク波長λTを例えば（３５０〜３７０）
ｎｍに設定し、ランプの出力を３００Ｗとすると放射強
度は２５０μＷ／ｃｍ2程度となる。これを集光ミラー
と投光レンズにより集束すると、自然光の強度に対して
良好なＳ／Ｎ比がえられる。一方、受像系８は複数の投
光器に対応して複数組が設けられ、図１（ａ）は投光器
７に対応した受像系８Ａと８Ｂを示す。各受像系は同一
の構成であるが、投光光ＬTに対して斜め方向に対称的
とし、それぞれの視野が車両限界３と建築限界４の間で
オーバラップするように配置することは、前記した図４
（ｃ）の場合と同様である。各受像系には波長帯域選択
ミラー８１と、透過フィルタ８２を有する受像カメラ８
４、および遮光フィルタ８３を有する受像カメラ８５が
設けられる。図（ｃ）において、透過フィルタ８２は波
長λTの投光光ＬTを透過し、遮光フィルタ８３はこれを
遮光する特性を有する。両フィルタの帯域幅△λ1と、
両者の間隔△λ2とをいずれも約５０ｎｍのものを使用
する。△λ1と△λ2を同一とする理由は、波長によって
強度が非常に変化する自然光を、両受像カメラになるべ
く同一レベルで受光し、後処理を好都合とするためであ
る。また波長帯域選択ミラー８１は、両フィルタ８２と
８３の特性の中間より短い波長を透過し、長い波長を反
射する特性を有するものを使用して各フィルタの波長選
択特性を補強する。
光学系の構成図、（ｂ）は昼間における天空の自然光の
分光分布特性の一例を示す曲線図、（ｃ）は透過および
遮光フィルタと波長帯域選択ミラーの特性を示す曲線図
である。図１（ａ）において、車両１に複数の投光器７
を設け、車両の走行方向に対して直角方向に面状の投光
光ＬTを投光する。建築限界４の内側にはこれを侵す障
害物Ｑが存在し、背景には投光光ＬTと自然光とを反射
する地物Ｒ1，Ｒ2と、昼間でも発光光ＬSを発光する発
光体Ｓがあるものとする。図（ｂ）において、昼間にお
ける自然光の強度は約４００ｎｍ以下の近紫外域と９０
０ｎｍ以上の近赤外域では強度がかなり低下する。これ
に対して投光器７の光源には、メタルハライドランプを
使用する。メタルハライドランプは混合したメタルガス
の調整により強度がピークをなすピーク波長を変化でき
るもので、ピーク波長λTを例えば（３５０〜３７０）
ｎｍに設定し、ランプの出力を３００Ｗとすると放射強
度は２５０μＷ／ｃｍ2程度となる。これを集光ミラー
と投光レンズにより集束すると、自然光の強度に対して
良好なＳ／Ｎ比がえられる。一方、受像系８は複数の投
光器に対応して複数組が設けられ、図１（ａ）は投光器
７に対応した受像系８Ａと８Ｂを示す。各受像系は同一
の構成であるが、投光光ＬTに対して斜め方向に対称的
とし、それぞれの視野が車両限界３と建築限界４の間で
オーバラップするように配置することは、前記した図４
（ｃ）の場合と同様である。各受像系には波長帯域選択
ミラー８１と、透過フィルタ８２を有する受像カメラ８
４、および遮光フィルタ８３を有する受像カメラ８５が
設けられる。図（ｃ）において、透過フィルタ８２は波
長λTの投光光ＬTを透過し、遮光フィルタ８３はこれを
遮光する特性を有する。両フィルタの帯域幅△λ1と、
両者の間隔△λ2とをいずれも約５０ｎｍのものを使用
する。△λ1と△λ2を同一とする理由は、波長によって
強度が非常に変化する自然光を、両受像カメラになるべ
く同一レベルで受光し、後処理を好都合とするためであ
る。また波長帯域選択ミラー８１は、両フィルタ８２と
８３の特性の中間より短い波長を透過し、長い波長を反
射する特性を有するものを使用して各フィルタの波長選
択特性を補強する。
【００１０】図２によりこの発明における受像データの
処理方法を説明する。受像系８Ａの受像カメラ８４，８
５は、その視野内に存在する図１（ａ）の障害物Ｑ、地
物Ｒ1および発光体Ｓの反射光ＬRまたは発光光ＬSをそ
れぞれのレベルで受像し、受像データは障害物検出部９
のフレームメモリ９１，９２にそれぞれ記憶される。こ
こで両者の差分をとると障害物Ｑの投光光ＬTの反射部
分と発光体Ｓがほぼ完全に抽出され、これに対して陰影
部分と地物Ｒ1の映像は同程度の低レベルであるため、
その差も低レベルで点線のように残存する。さらにこれ
を適当な閾値で２値化すると低レベルの点線が消失す
る。一方、受像系８Ｂの受像カメラ８４，８５は、視野
内の障害物Ｑと地物Ｒ2を受像し、受像データはフレー
ムメモリ９３，９４に記憶される。両者に対して上記と
同様の差分と２値化を行うことにより、障害物Ｑの反射
部分が同様に抽出される。ここで受像系８Ｂ側の２値化
データを左右反転して、受像系８Ａ側の２値化データと
のＡＮＤ合成を行うと、発光体Ｓが消失して障害物Ｑの
みが検出される。検出された障害物Ｑのフレームメモリ
におけるアドレスデータは、間隔算出部９５に取り込ま
れて建築限界４に対する障害物Ｑの距離間隔が算出さ
れ、測定データが出力部９６に出力される。以上の測定
は車両１の走行に伴って線路上の適当な距離間隔でなさ
れるが、走行により車両が動揺するので、上記により算
出された距離間隔に対してこの動揺分を補正することが
必要であり、また検出された障害物の線路キロ程を特定
することも必要である。このような補正機能と線路キロ
程の特定機能などを具備した障害物検測装置が、この発
明の発明者により別途、「建築限界障害物測定装置」と
して特許出願される。
処理方法を説明する。受像系８Ａの受像カメラ８４，８
５は、その視野内に存在する図１（ａ）の障害物Ｑ、地
物Ｒ1および発光体Ｓの反射光ＬRまたは発光光ＬSをそ
れぞれのレベルで受像し、受像データは障害物検出部９
のフレームメモリ９１，９２にそれぞれ記憶される。こ
こで両者の差分をとると障害物Ｑの投光光ＬTの反射部
分と発光体Ｓがほぼ完全に抽出され、これに対して陰影
部分と地物Ｒ1の映像は同程度の低レベルであるため、
その差も低レベルで点線のように残存する。さらにこれ
を適当な閾値で２値化すると低レベルの点線が消失す
る。一方、受像系８Ｂの受像カメラ８４，８５は、視野
内の障害物Ｑと地物Ｒ2を受像し、受像データはフレー
ムメモリ９３，９４に記憶される。両者に対して上記と
同様の差分と２値化を行うことにより、障害物Ｑの反射
部分が同様に抽出される。ここで受像系８Ｂ側の２値化
データを左右反転して、受像系８Ａ側の２値化データと
のＡＮＤ合成を行うと、発光体Ｓが消失して障害物Ｑの
みが検出される。検出された障害物Ｑのフレームメモリ
におけるアドレスデータは、間隔算出部９５に取り込ま
れて建築限界４に対する障害物Ｑの距離間隔が算出さ
れ、測定データが出力部９６に出力される。以上の測定
は車両１の走行に伴って線路上の適当な距離間隔でなさ
れるが、走行により車両が動揺するので、上記により算
出された距離間隔に対してこの動揺分を補正することが
必要であり、また検出された障害物の線路キロ程を特定
することも必要である。このような補正機能と線路キロ
程の特定機能などを具備した障害物検測装置が、この発
明の発明者により別途、「建築限界障害物測定装置」と
して特許出願される。
【００１１】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明による建
築限界障害物の測定方式においては、昼間の自然光に比
較して良好なＳ／Ｎの面状の投光光を投光する投光器を
備え、これによる障害物に対する強い光度の照射と、受
像系の波長帯域選択ミラーと各フィルタによる波長選
択、および合理的なデータ処理による背景の除去によ
り、建築限界を侵した障害物が昼夜を問わず確実に検出
されるもので、従来の限界測定装置では不可能であった
昼間検出が可能となり、測定作業員の作業性と建築限界
測定車の稼働効率の向上に寄与するものである。
築限界障害物の測定方式においては、昼間の自然光に比
較して良好なＳ／Ｎの面状の投光光を投光する投光器を
備え、これによる障害物に対する強い光度の照射と、受
像系の波長帯域選択ミラーと各フィルタによる波長選
択、および合理的なデータ処理による背景の除去によ
り、建築限界を侵した障害物が昼夜を問わず確実に検出
されるもので、従来の限界測定装置では不可能であった
昼間検出が可能となり、測定作業員の作業性と建築限界
測定車の稼働効率の向上に寄与するものである。
【図１】この発明の一実施例を示し、（ａ）は光学系の
構成図、（ｂ）は昼間における自然光の分光分布特性の
一例を示す曲線図、（ｃ）は透過および遮光フィルタと
波長帯域選択ミラーの特性を示す曲線図である。
構成図、（ｂ）は昼間における自然光の分光分布特性の
一例を示す曲線図、（ｃ）は透過および遮光フィルタと
波長帯域選択ミラーの特性を示す曲線図である。
【図２】図１における各受像カメラの受像データの処理
方法を示す。
方法を示す。
【図３】（ａ）は車両限界と建築限界の説明図、（ｂ）
は従来使用されている建築限界測定車の外観図である。
は従来使用されている建築限界測定車の外観図である。
【図４】特許出願にかかる、夜間を対象とした限界測定
装置の光学系の構成を示し、(ａ）は平面図、（ｂ）は
車両の直角断面における投光器の配置図、（ｃ）は投光
光に対する受像カメラの受光範囲を示す図である。
装置の光学系の構成を示し、(ａ）は平面図、（ｂ）は
車両の直角断面における投光器の配置図、（ｃ）は投光
光に対する受像カメラの受光範囲を示す図である。
【図５】図４の限界測定装置における受像データの処理
方法を示す。
方法を示す。
１…車両、１ａ…車体、１ｂ…台車、１ｃ…車輪、２…
レール、３…車両限界、４…建築限界、５…光学系、５
ａ…投光器、５ｂ，５ｃ…受像カメラ、６…従来の障害
物検出部、６１，６２…フレームメモリ、７…投光器、
８，８Ａ，８Ｂ…受像系、８１…波長帯域選択ミラー、
８２…透過フィルタ、８３…遮光フィルタ、８４，８５
…受像カメラ、９…この発明の障害物検出部、９１，９
２，９３，９４…フレームメモリ、９５…間隔算出部、
９６…出力部。
レール、３…車両限界、４…建築限界、５…光学系、５
ａ…投光器、５ｂ，５ｃ…受像カメラ、６…従来の障害
物検出部、６１，６２…フレームメモリ、７…投光器、
８，８Ａ，８Ｂ…受像系、８１…波長帯域選択ミラー、
８２…透過フィルタ、８３…遮光フィルタ、８４，８５
…受像カメラ、９…この発明の障害物検出部、９１，９
２，９３，９４…フレームメモリ、９５…間隔算出部、
９６…出力部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉沢 孝夫 東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立 電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 佐藤 宗雄 東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立 電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 竹中 泰雄 東京都千代田区大手町二丁目６番２号日立 電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 木村 英明 東京都千代田区丸の内一丁目６番５号東日 本旅客鉄道株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】建築限界測定車に搭載され、投光器より該
車両の周囲に投光光を投光し、受像系により建築限界を
侵す障害物およびその背景の映像を受像し、障害物検出
部により受像データを処理して該障害物を検出する光学
式障害物検出装置において、（１）上記投光器の光源と
してメタルハライドランプを使用し、該メタルハライド
ランプの強度がピークをなすピーク波長を、昼間の自然
光の強度が低い波長帯域に設定し、集光ミラーと投光レ
ンズにより自然光に対して良好なＳ／Ｎ比を有する面状
の投光光を形成し、（２）上記ピーク波長に対する波長
帯域選択ミラー，透過フィルタ，遮光フィルタ、および
２個の受像カメラにより上記受像系の１組を構成し、２
組の該受像系を上記投光光に対して斜め方向とし、それ
ぞれの視野が建築限界内でオーバラップするように対称
的に配置し、上記波長帯域選択ミラーにより上記障害物
と背景との映像光の波長帯域を選択して２分割し、分割
された一方を、上記透過フィルタを通して各組の一方の
受像カメラにそれぞれ受像し、分割された他方を上記遮
光フィルタを通して各組の他方の受像カメラによりそれ
ぞれ受像し、（３）上記障害物検出部において、上記各
受像カメラの受像データをそれぞれのフレームメモリに
記憶し、上記各組ごとに２個の受像データに対する差分
演算と２値化により、背景の自然光に対する映像成分を
除去して、上記投光光または背景の発光体による映像成
分を抽出し、該抽出された２個の映像成分の一方を左右
反転してＡＮＤ合成することにより、該発光体の映像成
分を除去し、上記各項により、昼夜を問わず上記障害物
を検出することを特徴とする、建築限界障害物検出方
式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04090631A JP3112045B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 建築限界障害物検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04090631A JP3112045B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 建築限界障害物検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288514A true JPH05288514A (ja) | 1993-11-02 |
| JP3112045B2 JP3112045B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=14003841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04090631A Expired - Lifetime JP3112045B2 (ja) | 1992-04-10 | 1992-04-10 | 建築限界障害物検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3112045B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010243274A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Hitachi High-Technologies Corp | トロリ線摩耗量検出光学系およびトロリ線摩耗量測定装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7120544B2 (ja) | 2018-08-23 | 2022-08-17 | 株式会社エスイー | 金属原子だけからなる金属材料の沸点よりも高い沸点を有した金属原子を含む化合物をプラズマで処理して化合物と異なる生成物を得る製造方法、及び、製造装置 |
-
1992
- 1992-04-10 JP JP04090631A patent/JP3112045B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010243274A (ja) * | 2009-04-03 | 2010-10-28 | Hitachi High-Technologies Corp | トロリ線摩耗量検出光学系およびトロリ線摩耗量測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3112045B2 (ja) | 2000-11-27 |
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