JPH07139934A - 軌道検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像部と照明部を軌道の延伸方向に対して垂
直かつ斜め上方に配置し、照明部を検査対象物と撮像部
との中間方向に配置して検査対象物を撮影する。 【構成】 送信部１と、受信部２と、検出部３と、棒状
閃光装置４ａ，４ｂと、ＴＶカメラ５ａ，５ｂと、画像
メモリ６とを具備する軌道検査装置に適用され、送信部
１はスリット状の光束をレール上面に連続的に出射し、
受信部２はレールからの反射光を受光する。受信部２は
受光量の低下量によってレール継目位置を検出し、レー
ル継目信号を棒状閃光装置４ａ，４ｂとＴＶカメラ５
ａ，５ｂに送出する。レール継目信号が入力されると、
レールボンド１３ａ〜１３ｄを照明しながらその撮影が
行われる。棒状閃光装置４ａ，４ｂとＴＶカメラ５ａ，
５ｂはレールの延伸方向に対してほぼ垂直かつ斜め上方
に設置されるため、レールボンド１３ａ〜１３ｄをコン
トラストよく撮影することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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装置
に関し、さらに詳しくは、軌道上の特定の構造物の検出
結果に基づいて検査対象物を撮影するものである。

【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鉄道管理
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または測定器を用いて軌道の検
査を行っていた。しかし、人間が軌道上を歩行して検査
を行うのは多大な労力と時間を必要とし、また検査漏れ
や検査ミスも生じやすいため、走行する車両から必要な
検査対象物のみを撮影し、その撮影画像に基づいて検査
対象物の検査を行う軌道検査装置が提案されている（例
えば特開平４−３４６００９号公報参照）。この種の軌
道検査装置では、軌道上の特定の構造物、例えばレール
の継目を検出し、継目が検出されると継目周辺の検査対
象物、例えばレール継目遊間をＴＶカメラで撮影し、継
目遊間幅に異常がないか否かを検査する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の軌道検査装置を用いて、レール側面にある検査対象物
（例えば、レールボンド溶接部分等）の検査を行う場
合、ＴＶカメラ等の撮像部の設置箇所によっては検査対
象物の全体をはっきりと撮影できないおそれがある。ま
た、高速走行車両から静止画像を得るためには、棒状閃
光装置等の照明部によって照明を行う必要があるが、照
明部の設置箇所によっては、レール側面に十分に光が当
たらず、鮮明な画像が得られないおそれがある。

【０００４】本発明の目的は、撮像部と照明部を軌道の
延伸方向に対してほぼ垂直かつ斜め上方に配置し、また
照明部を検査対象物と撮像部との間に配置して検査対象
物の撮影を行い、これにより検査対象物の欠陥検出の確
度を高めるようにした軌道検査装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】実施例を示す図１に対応
づけて本発明を説明すると、本発明は、軌道１１上にエ
ネルギービームを照射する送信手段１と、軌道１１上か
ら反射されるエネルギービームを受信する受信手段２
と、この受信手段２による受信信号に基づいて軌道上に
存在する特定の構造物１２を検出する検出手段３と、こ
の検出手段３によって特定の構造物１２が検出される
と、軌道１１上の検査対象物１３ａ〜１３ｄを撮像する
撮像手段５ａ，５ｂと、検査対象物１３ａ〜１３ｄを照
明する照明手段４ａ，４ｂとを備えた軌道検査装置に適
用され、撮像手段５ａ，５ｂを、軌道１１の延伸方向に
対してほぼ垂直かつ斜め上方から検査対象物１３ａ〜１
３ｄを撮像するような位置に配置された撮像部を有する
ように構成し、照明手段４ａ，４ｂを、検査対象物１３
ａ〜１３ｄと撮像部との間で、軌道１１の延伸方向に対
してほぼ垂直かつ斜め上方から検査対象物１３ａ〜１３
ｄを照明するように配置された照明部を有するように構
成することにより、上記目的は達成される。

【０００６】

【作用】軌道１１の延伸方向に対してほぼ垂直かつ斜め
上方に配置された撮像部により、検査対象物１３ａ〜１
３ｄと撮像部との間で軌道１１の延伸方向に対してほぼ
垂直かつ斜め上方に配置された照明部で照明された検査
対象物１３ａ〜１３ｄを撮影する。これにより、撮像部
からは検査対象物１３ａ〜１３ｄと軌道１１との境界が
明瞭になるような撮影画像が出力される。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００８】

【実施例】図１〜３は本発明による軌道検査装置の一実
施例の概略構成図であり、本実施例ではレール外側側面
に取り付けられているレールボンド溶接部の検査を行う
場合について説明する。図１は、軌道検査装置をレール
（軌道）の外側から見た側面図、図２はレールの上方か
ら見た上面図、図３はレール延伸方向から見た軌道検査
装置およびレールの断面図である。図１において、１は
レール１１の継目１２を検出するためにレール１１に向
かって光束を出射する送信部である。送信部１内の不図
示の光学系は、図４に示すように、レール１１の延伸方
向に対してほぼ垂直に伸びたスリット状の光束１４をレ
ール上面に向かって出射する。レール１１で反射された
光束は受信部２に入力される。３は受信部２で受光され
た受光量を測定する検出部である。受光量が所定量以下
になると、検出部３は車両２１がレール１１の継目１２
を横切ったと判断して、レール継目信号を出力する。出
力されたレール継目信号は、棒状閃光装置４ａ，４ｂと
ＴＶカメラ５ａ，５ｂに入力される。

【０００９】棒状閃光装置装置４ａ，４ｂは、レール継
目信号が入力されると、検査対象物であるレールボンド
１３ａ〜１３ｄを瞬間的に照明する。ＴＶカメラ５ａ，
５ｂは、レール継目信号の入力によって、すなわち棒状
閃光装置による照明に合わせてレールボンド１３ａ〜１
３ｄの撮影を行い、その撮影された画像は画像メモリ６
に格納される。ＴＶカメラ５ａ，５ｂと棒状閃光装置４
ａ，４ｂは、図１に示すように、レール継目１２をはさ
んでレール延伸方向の両側に設置されており、ＴＶカメ
ラ５ａはレールボンド１３ａ，１３ｂを、ＴＶカメラ５
ｂはレールボンド１３ｃ，１３ｄをそれぞれ撮影する。
なお、継目１２の両側のレールボンド１３ａ〜１３ｄを
別々のＴＶカメラ５ａ，５ｂで撮影するようにしたの
は、各レールボンドをできるだけ拡大して撮影すること
により、レールボンド１３ａ〜１３ｄの溶接部分の欠陥
を精度よく検出するためである。

【００１０】また、棒状閃光装置４ａ，４ｂとＴＶカメ
ラ５ａ，５ｂは、レール外側側面に取り付けられたレー
ルボンド１３ａ〜１３ｄを確実に撮影できるように、図
３に示すように、レール１１の延伸方向に対してほぼ垂
直かつレール１１の斜め上方に設置されている。さら
に、棒状閃光装置４ａ，４ｂは、レールボンド１３ａ〜
１３ｄを均一に照明するように、ＴＶカメラ５ａ，５ｂ
よりもレール１１に近い位置に設置されている。

【００１１】図１に示す、送信部１、受信部２、検出部
３、棒状閃光装置４ａ，４ｂ、ＴＶカメラ５ａ，５ｂお
よび画像メモリ６はいずれも、粉塵や水滴等が付着する
のを防止するため、車両２１の下部に設けられた筐体７
の中に収納され、光の出射、入射および撮影は透明な窓
８を通して行われる。なお、この筐体７を車両２１の側
面に設けてもよい。

【００１２】図１に基づいて本実施例の動作を説明す
る。車両の走行に合わせて、送信部１はスリット状の光
束をレール上面に連続的に出射し、受信部２はレール１
１からの反射光を受光する。送信部１とレール１１を結
ぶ線（送信部１からの光束の光軸方向）と、受信部２と
レール１１を結ぶ線とは、図示のように正反射の関係に
あるため、レール上面で反射された光は受信部２に効率
よく入射される。車両２１がレール継目１２を横切る
と、レール継目部分に照射された光は反射されないた
め、そのときだけ、受信部２が受光する受光量が低下す
る。検出部は、この受光量の変化によってレール継目位
置を検出する。

【００１３】検査対象物であるレールボンド１３ａ〜１
３ｄは、図示のようにレール継目１２の両側に設置され
ており、検出部３でレール継目位置が検出されると、検
出部３からレール継目信号が棒状閃光装置４ａ，４ｂと
ＴＶカメラ５ａ，５ｂに送出され、前述したようにレー
ルボンド１３ａ〜１３ｄの撮影が行われる。検出部３で
レール継目１２を検出してからＴＶカメラ５ａ，５ｂで
撮影を行うまでの時間は非常に短い時間であるため、予
めＴＶカメラ５ａ，５ｂをレールボンド１３ａ〜１３ｄ
全体が撮影できるような所定位置に設置しておくこと
で、走行車両の速度に関係なく、撮影画面のほぼ中央部
でレールボンド１３ａ〜１３ｄの撮影を行える。各ＴＶ
カメラ５ａ，５ｂで撮影されたレールボンド画像は、撮
影順に画像メモリ６に交互に記録され、その場で直ちに
あるいは車両走行終了後に、不図示の画像処理装置や目
視によって、レールボンド１３ａ〜１３ｄの溶接部に脱
落・亀裂等がないか否かが検出される。

【００１４】このように、上記実施例では、レール継目
１２をはさんでレール延伸方向の両側に棒状閃光装置４
ａ，４ｂとＴＶカメラ５ａ，５ｂを設けるため、レール
継目１２の両側にあるレールボンド１３ａ〜１３ｄを拡
大して撮影することができる。また、ＴＶカメラ５ａ，
５ｂはレール１１の延伸方向に対して垂直かつ斜め上方
に設置されるため、レール側面にあるレールボンド１３
ａ〜１３ｄの全体を鮮明な画像で撮影することができ
る。さらに、棒状閃光装置４ａ，４ｂは、レールボンド
１３ａ〜１３ｄとＴＶカメラ５ａ，５ｂとの間、すなわ
ちＴＶカメラ５ａ，５ｂよりもレール１１に近い側に設
けられるため、レールボンド１３ａ〜１３ｄとレール１
１との境界が明確になるように照明することができ、レ
ールボンド１３ａ〜１３ｄの欠陥検出の確度を高めるこ
とができる。

【００１５】上記実施例では、レールボンド検査を例に
とって説明したが、検査対象物はレールボンドに限定さ
れず、レール継目板、レール絶縁プレート等でもよく、
あるいはレール継目自体を検査対象物としてもよい。上
記実施例では、レール継目１２の両側に棒状閃光装置４
ａ，４ｂおよびＴＶカメラ５ａ，５ｂを設置したが、レ
ール継目１２の片側だけを検査する場合には、その側だ
けに設置してもよい。上記実施例では、軌道上の特定の
構造物であるレール継目１２を検出するために光を用い
たが、超音波等の他のエネルギービームを用いて継目の
検出を行ってもよい。上記実施例では、棒状閃光装置４
ａ，４ｂでレールボンド１３ａ〜１３ｄを瞬間的に照明
することによってレールボンド１３ａ〜１３ｄの静止画
像を得ているが、棒状閃光装置４ａ，４ｂの代わりに、
連続的に照明する点光源または棒状光源と、高速シャッ
タを有するＴＶカメラとによって静止画像を得るように
してもよい。ただしこの場合、レールボンドの良否判定
に支障のない静止画像を得るためには、ＴＶカメラのシ
ャッタ速度を十分に速くする必要がある。上記実施例に
おいて、画像メモリ６を各ＴＶカメラごとに設けてもよ
い。

【００１６】このように構成された実施例にあっては、
レール１１が軌道に、レール継目１２が特定の構造物
に、レールボンド１３ａ〜１３ｄが検査対象物に、送信
部１が送信手段に、受信部２が受信手段に、検出部３が
検出手段に、ＴＶカメラ５ａ，５ｂが撮像手段に、棒状
閃光装置４ａ，４ｂが照明手段に、それぞれ対応する。

【００１７】

【発明の効果】以上に詳細に説明したように、本発明に
よれば、撮像部と照明部を軌道の延伸方向に対してほぼ
垂直かつ斜め上方に配置し、また照明部を検査対象物と
撮像部との間に配置して検査対象物の撮影を行うため、
検査対象物と軌道との境界が明瞭な撮影画像が得られ
る。したがって、レールボンド溶接部の脱落・亀裂等の
欠陥検査を精度よく行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による軌道検査装置を側面方向から見た
側面図である。

【図２】本発明による軌道検査装置を上面方向から見た
上面図である。

【図３】レール延伸方向に対して垂直な方向から見た軌
道検査装置およびレールの断面図である。

【図４】レール上面に照射されるスリット状の光束を示
す図である。

【符号の説明】

１ 送信部 ２ 受信部 ３ 検出部 ４ａ，４ｂ 棒状閃光装置 ５ａ，５ｂ ＴＶカメラ ６ 画像メモリ ７ 筐体 ８ 窓 １１ レール １２ レール継目 １３ａ〜１３ｄ レールボンド ２１ 車両

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 與本 雅彦 東京都千代田区丸の内３丁目２番３号 株 式会社ニコン内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記軌道上から反射されるエネルギービームを受信する
   受信手段と、 この受信手段による受信信号に基づいて前記軌道上に存
   在する特定の構造物を検出する検出手段と、 この検出手段によって前記特定の構造物が検出される
   と、前記軌道上の検査対象物を撮像する撮像手段と、 前記検査対象物を照明する照明手段とを備えた軌道検査
   装置において、 前記撮像手段は、前記軌道の延伸方向に対してほぼ垂直
   かつ斜め上方から前記検査対象物を撮像するような位置
   に配置された撮像部を有し、 前記照明手段は、前記検査対象物と前記撮像部との間
   で、前記軌道の延伸方向に対してほぼ垂直かつ斜め上方
   から前記検査対象物を照明するように配置された照明部
   を有することを特徴とする軌道検査装置。