JPH0777419A - 車両の偏倚量測定装置 - Google Patents
車両の偏倚量測定装置Info
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- JPH0777419A JPH0777419A JP22351293A JP22351293A JPH0777419A JP H0777419 A JPH0777419 A JP H0777419A JP 22351293 A JP22351293 A JP 22351293A JP 22351293 A JP22351293 A JP 22351293A JP H0777419 A JPH0777419 A JP H0777419A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】車両の偏倚量を車両の実際の走行状態で動的
に、しかも各種の車両、線路条件に於いて地上側に対し
正確でかつ容易に測定できる車両の偏倚量測定装置を提
供することにある。 【構成】車体１に取付られたレーザ投光器３よりレール
２に向かってレーザ光をに投光し、このレーザ光のレー
ル２からの反射光を車体１側に取付られたセンサ４でと
らえ、この反射光の基準位置からの、前後、左右方向の
ズレ量及び左右レール２間距離を測定することにより、
車体１のレール２に対する左右、上下方向変位及びロー
リング角を求めて車両の偏倚量を演算によって求め、セ
ンサ４の生データ、反射光の位置データ、演算された偏
倚量を記憶装置７に記憶し結果をリアルタイムでディス
プレー８に表示するばかりでなく、測定後の解析、位置
検出、演算処理を測定後に行えるようにしたもの。
に、しかも各種の車両、線路条件に於いて地上側に対し
正確でかつ容易に測定できる車両の偏倚量測定装置を提
供することにある。 【構成】車体１に取付られたレーザ投光器３よりレール
２に向かってレーザ光をに投光し、このレーザ光のレー
ル２からの反射光を車体１側に取付られたセンサ４でと
らえ、この反射光の基準位置からの、前後、左右方向の
ズレ量及び左右レール２間距離を測定することにより、
車体１のレール２に対する左右、上下方向変位及びロー
リング角を求めて車両の偏倚量を演算によって求め、セ
ンサ４の生データ、反射光の位置データ、演算された偏
倚量を記憶装置７に記憶し結果をリアルタイムでディス
プレー８に表示するばかりでなく、測定後の解析、位置
検出、演算処理を測定後に行えるようにしたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両が走行中に線
路の曲線、走行振動によって生じる車両の線路に対する
はみ出し量：偏倚量を測定する車両の偏倚量測定装置に
関する。
路の曲線、走行振動によって生じる車両の線路に対する
はみ出し量：偏倚量を測定する車両の偏倚量測定装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両の偏倚量は車両の寸法（車体
幅、車体長、台車中心間距離）と軌道の幾何学的関係に
より近似的に計算しており、これに振動要素を加える場
合は、車両の振動方程式を解くことにより計算によって
求めるのが通例である。
幅、車体長、台車中心間距離）と軌道の幾何学的関係に
より近似的に計算しており、これに振動要素を加える場
合は、車両の振動方程式を解くことにより計算によって
求めるのが通例である。
【０００３】また、実測する方法としては、例えば特開
平５−５３０１号公報に示す方法があり、振動を考慮す
る方法としては、静的には車両に外力を与え、車両の変
位量を測定することにより偏倚量を算出する手法がとら
れており、走行中の偏倚量を動的に測定する場合は、地
上側に車両を検出する超音波または光学式のセンサを設
置することにより測定している。
平５−５３０１号公報に示す方法があり、振動を考慮す
る方法としては、静的には車両に外力を与え、車両の変
位量を測定することにより偏倚量を算出する手法がとら
れており、走行中の偏倚量を動的に測定する場合は、地
上側に車両を検出する超音波または光学式のセンサを設
置することにより測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】振動を考慮した車両の
偏倚量を計算で求める場合、振動方程式を解いて求める
ことができるが、車両の構造は複雑であり、かつまた車
両の振動は車両の振動特性と線路条件が密接に関係して
おり、振動方程式も複雑になるため適当なモデル化等の
近似が必要である。
偏倚量を計算で求める場合、振動方程式を解いて求める
ことができるが、車両の構造は複雑であり、かつまた車
両の振動は車両の振動特性と線路条件が密接に関係して
おり、振動方程式も複雑になるため適当なモデル化等の
近似が必要である。
【０００５】また、車両の振動特性を正確に求めること
は困難である。これらのことから、計算に依って求めら
れた偏倚量と実際の値の間には当然のことながら差が存
在する。車両の偏倚量を知る目的は地上側の設置物等と
の干渉を避ける目的が主であるが、場所の制約条件から
地上側構造物と車両との隙間が十分にとれない場合や車
両が予測に反して大きな振動をする場合は偏倚量を精密
に知る必要が生じる。
は困難である。これらのことから、計算に依って求めら
れた偏倚量と実際の値の間には当然のことながら差が存
在する。車両の偏倚量を知る目的は地上側の設置物等と
の干渉を避ける目的が主であるが、場所の制約条件から
地上側構造物と車両との隙間が十分にとれない場合や車
両が予測に反して大きな振動をする場合は偏倚量を精密
に知る必要が生じる。
【０００６】そこで、偏倚量を実測する必要があるが、
特開平５−５３０１号公報では車両の寸法と軌道の幾何
学的関係を利用して実測する方法を提供しているが、振
動に対する考慮はされておらず、かつ具体的に変位を測
定し偏倚量を求める方法についてはふれられていない。
特開平５−５３０１号公報では車両の寸法と軌道の幾何
学的関係を利用して実測する方法を提供しているが、振
動に対する考慮はされておらず、かつ具体的に変位を測
定し偏倚量を求める方法についてはふれられていない。
【０００７】一方、振動を考慮した偏倚を静的に実測す
る場合は、与える外力を正確に見積る必要があるが、実
際の走行時の振動は複雑であり、走行時に合わせた外力
を与えることは困難である。
る場合は、与える外力を正確に見積る必要があるが、実
際の走行時の振動は複雑であり、走行時に合わせた外力
を与えることは困難である。
【０００８】また、地上側にセンサを設置して偏倚量を
測定する場合、センサを設置した特定の場所でしか測定
できず、各種の車両、各種の線路条件で測定を行うには
膨大な手間がかかり、非現実的である。
測定する場合、センサを設置した特定の場所でしか測定
できず、各種の車両、各種の線路条件で測定を行うには
膨大な手間がかかり、非現実的である。
【０００９】本発明は、車両の偏倚量を車両の実際の走
行状態で動的に、しかも各種の車両、線路条件に於いて
地上側に対し正確でかつ容易に測定できる車両の偏倚量
測定装置を提供することを目的としている。
行状態で動的に、しかも各種の車両、線路条件に於いて
地上側に対し正確でかつ容易に測定できる車両の偏倚量
測定装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に対応する発明では、レール上を走行する
車体に取り付けられ、測定基準位置を求め、この測定基
準位置に対して前記車体の前後方向および左右方向のず
れ量と、前記レール間の距離を検出する非接触形の検出
手段と、この検出手段からの前後方向および左右方向の
ずれ量ならびにレール間の距離に基づき前記車体のレー
ルに対する左右方向および上下方向の変位量ならびにロ
ーリング角を演算し、この演算結果に基づき車両の偏倚
量を演算する演算手段と、を具備した車両の偏倚量測定
装置である。
め、請求項１に対応する発明では、レール上を走行する
車体に取り付けられ、測定基準位置を求め、この測定基
準位置に対して前記車体の前後方向および左右方向のず
れ量と、前記レール間の距離を検出する非接触形の検出
手段と、この検出手段からの前後方向および左右方向の
ずれ量ならびにレール間の距離に基づき前記車体のレー
ルに対する左右方向および上下方向の変位量ならびにロ
ーリング角を演算し、この演算結果に基づき車両の偏倚
量を演算する演算手段と、を具備した車両の偏倚量測定
装置である。
【００１１】前記目的を達成するため、請求項２に対応
する発明では、レール上を走行する車体に、該レールに
向かって所定の傾斜角をなすように取付られ、前記レー
ルに向かってレーザ光を帯状に投光するレーザ投光器
と、前記車体に取り付けられ、前記レールからの前記レ
ーザ光による反射光を検出して反射光の基準位置を求
め、この基準位置に対して前後方向および左右方向のず
れ量を検出し、かつ前記レール間距離を測定する検出器
と、この検出器からの検出値に基づき、車体のレールに
対する左右方向変位量および上下方向変位量ならびにロ
ーリング角を求める処理器と、この処理器からの出力と
前記車体の寸法に基づき車両の偏倚量を演算する演算器
と、この演算器によって求められた偏倚量を出力するた
めのものであって、記憶手段または報知手段の少なくと
も一方からなる出力手段と、を具備した車両の偏倚量測
定装置である。
する発明では、レール上を走行する車体に、該レールに
向かって所定の傾斜角をなすように取付られ、前記レー
ルに向かってレーザ光を帯状に投光するレーザ投光器
と、前記車体に取り付けられ、前記レールからの前記レ
ーザ光による反射光を検出して反射光の基準位置を求
め、この基準位置に対して前後方向および左右方向のず
れ量を検出し、かつ前記レール間距離を測定する検出器
と、この検出器からの検出値に基づき、車体のレールに
対する左右方向変位量および上下方向変位量ならびにロ
ーリング角を求める処理器と、この処理器からの出力と
前記車体の寸法に基づき車両の偏倚量を演算する演算器
と、この演算器によって求められた偏倚量を出力するた
めのものであって、記憶手段または報知手段の少なくと
も一方からなる出力手段と、を具備した車両の偏倚量測
定装置である。
【００１２】前記目的を達成するため、請求項３に対応
する発明では、請求項２記載の測定装置において、左右
方向、前後方向それぞれ独立した検出器を設け、この検
出器の前に高精度が必要な方向には視野を狭くし、精度
が必要でない他の方向には視野を拡大する光学レンズを
設けた車両の偏倚量測定装置である。
する発明では、請求項２記載の測定装置において、左右
方向、前後方向それぞれ独立した検出器を設け、この検
出器の前に高精度が必要な方向には視野を狭くし、精度
が必要でない他の方向には視野を拡大する光学レンズを
設けた車両の偏倚量測定装置である。
【００１３】
【作用】請求項１に対応する発明によれば、車両の偏倚
量を車両の実際の走行状態で動的に、しかも各種の車
両、線路条件に於いて地上側に対し正確でかつ容易に測
定できる。
量を車両の実際の走行状態で動的に、しかも各種の車
両、線路条件に於いて地上側に対し正確でかつ容易に測
定できる。
【００１４】請求項２に対応する発明によれば、請求項
１に対応する発明の作用に加えて、演算器の出力である
生データ、反射光の位置データ、これらから演算される
変位量、偏倚量は記憶手段に蓄えることにより、測定後
にデータの詳細な解析が行え、かつ生データは処理速度
に関係なく記録できるのでこれを測定後にバッチ処理す
ることにより緻密な偏倚量データが得られ、また、処理
前の生データをこの記憶手段にそのまま記憶させておく
ことにより、処理、演算時間が省かれサンプリング間隔
をより短くすることができる。請求項３に対応する発明
によれば、精度および処理速度が向上し、また検出器の
数を最小限に抑えることができる。
１に対応する発明の作用に加えて、演算器の出力である
生データ、反射光の位置データ、これらから演算される
変位量、偏倚量は記憶手段に蓄えることにより、測定後
にデータの詳細な解析が行え、かつ生データは処理速度
に関係なく記録できるのでこれを測定後にバッチ処理す
ることにより緻密な偏倚量データが得られ、また、処理
前の生データをこの記憶手段にそのまま記憶させておく
ことにより、処理、演算時間が省かれサンプリング間隔
をより短くすることができる。請求項３に対応する発明
によれば、精度および処理速度が向上し、また検出器の
数を最小限に抑えることができる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の第１実施例の概略構成を示す斜
視図であり、これは以下のように構成されている。車体
１に左右のレール２の位置に対応させ、かつ進行方向に
所定角度θだけ傾斜させて配設したレーザ投光器３と、
車体１に左右のレール２の位置に対応させて配設され、
かつレーザ投光器３からのレーザ光の反射光を反射位置
の上部でとらえる撮像器またはセンサ（以下センサと称
する）４と、センサ４からの検出信号を入力して所定の
処理を行う処理器５と、車体１の寸法データ等を蓄えか
つタイムデータの発生を行い、変位量、偏倚量の演算、
システムの統括を実行する演算器６と、演算結果、生デ
ータ等を記憶する記憶装置７と、演算結果、測定生デー
タを表示するディスプレー（表示器）８と、車体１のヨ
ー軸回りの加速度ωを検出するジャイロ９と、車体１の
走行速度Ｖを検出する速度計１０とから構成されてい
る。
明する。図１は本発明の第１実施例の概略構成を示す斜
視図であり、これは以下のように構成されている。車体
１に左右のレール２の位置に対応させ、かつ進行方向に
所定角度θだけ傾斜させて配設したレーザ投光器３と、
車体１に左右のレール２の位置に対応させて配設され、
かつレーザ投光器３からのレーザ光の反射光を反射位置
の上部でとらえる撮像器またはセンサ（以下センサと称
する）４と、センサ４からの検出信号を入力して所定の
処理を行う処理器５と、車体１の寸法データ等を蓄えか
つタイムデータの発生を行い、変位量、偏倚量の演算、
システムの統括を実行する演算器６と、演算結果、生デ
ータ等を記憶する記憶装置７と、演算結果、測定生デー
タを表示するディスプレー（表示器）８と、車体１のヨ
ー軸回りの加速度ωを検出するジャイロ９と、車体１の
走行速度Ｖを検出する速度計１０とから構成されてい
る。
【００１６】レーザ投光器３からレール２の進行方向対
して所定角度θで、左右方向（Ｙ方向）に走査しながら
投光されたレーザ光の反射光の一部はセンサ４でとらえ
られる。このセンサ４からの検出信号は処理器５に送ら
れ、検出信号の強弱からレール２からの反射光を抽出
し、レール２からの反射光の位置データを演算器６に送
る。演算器６ではこのデータから変位量が演算されあら
かじめ入力されている車体１の寸法データ（例えば図５
の車体寸法Ｂ，Ｈ等）と合わせ、ジャイロ９で計測され
た車体ヨー軸回りの加速度から曲線通過か否かの判定を
し、速度計１０によって計測された車体１の走行速度Ｖ
と加速度ωから求まる曲線半径から偏倚量が演算され、
発生したタイムデータとともに記憶装置７に送られると
ともに演算結果はディスプレー８で表示される。一方記
憶装置７には測定された生データも記憶されるので、演
算結果を測定後表示、出力するばかりでなく生データを
バッチ処理できる。
して所定角度θで、左右方向（Ｙ方向）に走査しながら
投光されたレーザ光の反射光の一部はセンサ４でとらえ
られる。このセンサ４からの検出信号は処理器５に送ら
れ、検出信号の強弱からレール２からの反射光を抽出
し、レール２からの反射光の位置データを演算器６に送
る。演算器６ではこのデータから変位量が演算されあら
かじめ入力されている車体１の寸法データ（例えば図５
の車体寸法Ｂ，Ｈ等）と合わせ、ジャイロ９で計測され
た車体ヨー軸回りの加速度から曲線通過か否かの判定を
し、速度計１０によって計測された車体１の走行速度Ｖ
と加速度ωから求まる曲線半径から偏倚量が演算され、
発生したタイムデータとともに記憶装置７に送られると
ともに演算結果はディスプレー８で表示される。一方記
憶装置７には測定された生データも記憶されるので、演
算結果を測定後表示、出力するばかりでなく生データを
バッチ処理できる。
【００１７】このようにし、地上側の設備は一切使用せ
ず車体の偏倚量を動的に測定することができ、このシス
テムは各種の車両に容易に搭載できることから車両に運
用状態での測定が可能で実態にあった状態の偏倚量が測
定でき、かつ同一車両の経年変化も測定できる。
ず車体の偏倚量を動的に測定することができ、このシス
テムは各種の車両に容易に搭載できることから車両に運
用状態での測定が可能で実態にあった状態の偏倚量が測
定でき、かつ同一車両の経年変化も測定できる。
【００１８】また、データ処理を測定後としバッチ処理
を実行することにより、データのサンプリング間隔はよ
り短くすることができ、データを精密に取得することが
できる。
を実行することにより、データのサンプリング間隔はよ
り短くすることができ、データを精密に取得することが
できる。
【００１９】図２は以上述べたレーザ反射光位置を示す
イメージ図であり、車体１がレール２に対して基準位置
にある時、すなわち偏倚が無い時の反射光の位置を基準
位置１１とする。車体１がローリングすると車体１の一
方はレール２に近づき、他方は離れる。レーザ光はレー
ル２に対して角度θをもって投光されているため、レー
ルに近づいた場合は反射位置は後方（図１のＸ方向のレ
ーザ光入射側）にずれ、レールから離れた場合は反射位
置は前方（図１のＸ方向のレーザ光反射側）にずれる。
従って、車体１がローリングした時は、反射光は図２の
１２の位置にずれる。図２ではローリングにより左側が
レールから離れ、右側がレールに近づいた例を示してい
る。
イメージ図であり、車体１がレール２に対して基準位置
にある時、すなわち偏倚が無い時の反射光の位置を基準
位置１１とする。車体１がローリングすると車体１の一
方はレール２に近づき、他方は離れる。レーザ光はレー
ル２に対して角度θをもって投光されているため、レー
ルに近づいた場合は反射位置は後方（図１のＸ方向のレ
ーザ光入射側）にずれ、レールから離れた場合は反射位
置は前方（図１のＸ方向のレーザ光反射側）にずれる。
従って、車体１がローリングした時は、反射光は図２の
１２の位置にずれる。図２ではローリングにより左側が
レールから離れ、右側がレールに近づいた例を示してい
る。
【００２０】そこで、この左右のずれ量の差ΔＸ1 およ
び左右レール２，２間の距離Ｌを反射光の位置データに
より求めれば、次のようにローリング角φが求まる。ず
れ量：ΔＸ1 と車体１の上下変位量ΔＺ1 の間には次の
関係がある。図３に示すように、 ΔＺ1 ＝ΔＸ1 ・ｔａｎ（θ） よって、 φ＝ｔａｎ-1（ΔＺ1 ／Ｌ） から求めることができる。図３において、１６はレーザ
光、１７は基準位置での反射光位置、１８はローリング
または上下変位時の反射光位置を示している。
び左右レール２，２間の距離Ｌを反射光の位置データに
より求めれば、次のようにローリング角φが求まる。ず
れ量：ΔＸ1 と車体１の上下変位量ΔＺ1 の間には次の
関係がある。図３に示すように、 ΔＺ1 ＝ΔＸ1 ・ｔａｎ（θ） よって、 φ＝ｔａｎ-1（ΔＺ1 ／Ｌ） から求めることができる。図３において、１６はレーザ
光、１７は基準位置での反射光位置、１８はローリング
または上下変位時の反射光位置を示している。
【００２１】また、車体１がレール２に対して左右方向
に変位した場合（左右動の場合）は反射光位置は左右方
向（図１Ｙ方向）にずれ、図２の１３の位置になる。こ
の反射光位置の基準位置からのずれ量ΔＹ1 が位置デー
タから求まり、このずれ量ΔＹ1 が車体１のレール２に
対する左右方向の変位量となる。
に変位した場合（左右動の場合）は反射光位置は左右方
向（図１Ｙ方向）にずれ、図２の１３の位置になる。こ
の反射光位置の基準位置からのずれ量ΔＹ1 が位置デー
タから求まり、このずれ量ΔＹ1 が車体１のレール２に
対する左右方向の変位量となる。
【００２２】また、車体１がレール２に対して上下方向
に変位した場合（上下動の場合）は、ローリングの場合
と同様にレーザ反射光位置は前後方向にずれる、ただし
この場合左右は同一方向にずれ、かつずれ量ΔＸ2 も左
右で等しくなり、図２の１４の位置となる。このずれ量
ΔＸ2 から次のように上下変位量：ΔＺ2 が求まる。
に変位した場合（上下動の場合）は、ローリングの場合
と同様にレーザ反射光位置は前後方向にずれる、ただし
この場合左右は同一方向にずれ、かつずれ量ΔＸ2 も左
右で等しくなり、図２の１４の位置となる。このずれ量
ΔＸ2 から次のように上下変位量：ΔＺ2 が求まる。
【００２３】ΔＺ2 ＝ΔＸ2 ・ｔａｎ（θ） 車体１のレール２に対する変位は、上下、左右、ローリ
ングが複合された状態（複合動揺）で起こっている。従
って、通常はレーザの反射光位置は、図２の１５に示す
位置となる。この場合各変位量は次のように求められ
る。左右の前後方向ずれ量はΔＸ3 ，ΔＸ4 を求め、上
下変位量はΔＺ3 は、 ΔＺ3 ＝（（ΔＸ3 ＋ΔＸ4 ）／２−ΔＸ3 ）・ｔａｎ
（θ） また、ローリング角はφは、 φ＝ａｔａｎ（（ΔＸ3 ＋ΔＸ4 ）／Ｌ） また、左右変位量はΔＹ2 がそのまま変位量となる。
ングが複合された状態（複合動揺）で起こっている。従
って、通常はレーザの反射光位置は、図２の１５に示す
位置となる。この場合各変位量は次のように求められ
る。左右の前後方向ずれ量はΔＸ3 ，ΔＸ4 を求め、上
下変位量はΔＺ3 は、 ΔＺ3 ＝（（ΔＸ3 ＋ΔＸ4 ）／２−ΔＸ3 ）・ｔａｎ
（θ） また、ローリング角はφは、 φ＝ａｔａｎ（（ΔＸ3 ＋ΔＸ4 ）／Ｌ） また、左右変位量はΔＹ2 がそのまま変位量となる。
【００２４】このようにして、車体１のレール２に対す
る上下、左右変位量、ローリング角が求められれば、車
体１の寸法データをあらかじめ演算器８に入力しておけ
ば図４，図５に示すよう幾何学的な演算により車両の偏
倚量ΔＨが求められる。
る上下、左右変位量、ローリング角が求められれば、車
体１の寸法データをあらかじめ演算器８に入力しておけ
ば図４，図５に示すよう幾何学的な演算により車両の偏
倚量ΔＨが求められる。
【００２５】ΔＨ＝Ｂ／２・ｃｏｓ（φ）＋Ｈ・ｓｉｎ
（φ）＋ΔＹ−Ｂ／２ ここに示したのは、車両の上下、左右、ローリング動揺
（振動）による偏倚のみであるが、偏倚に関して考慮す
べき車両の運動にはヨーイングがある。これに対しては
変位量の測定を、図６に示すように車体１の前後２箇所
１９で行い、それぞれの左右変位の差からヨーイング角
φを知ることができ、これによる車両の偏倚量ΔＨy を
演算することが可能である。（図６参照） φ＝ａｔａｎ（（ΔＹ21＋ΔＹ22）／Ｌｘ）／２ ΔＨy ＝Ｌo ／２・ｔａｎ（φ） さらに、車両の偏倚は図７に示すよう車両が曲線通過に
よっても生じる、この場合は左右方向の変位量として観
測されるが、左右動による変位と区別するため車体に取
り付けられたジャイロ９によって車両のヨー軸回りの加
速度ωを測定し車体の速度Ｖを速度計１０で測定すれ
ば、曲線半径ｒが求まりこれとあらかじめ演算器に入力
されている車体１の寸法データにより、この偏倚量：Δ
Ｈr1，ΔＨr2を演算することができる。
（φ）＋ΔＹ−Ｂ／２ ここに示したのは、車両の上下、左右、ローリング動揺
（振動）による偏倚のみであるが、偏倚に関して考慮す
べき車両の運動にはヨーイングがある。これに対しては
変位量の測定を、図６に示すように車体１の前後２箇所
１９で行い、それぞれの左右変位の差からヨーイング角
φを知ることができ、これによる車両の偏倚量ΔＨy を
演算することが可能である。（図６参照） φ＝ａｔａｎ（（ΔＹ21＋ΔＹ22）／Ｌｘ）／２ ΔＨy ＝Ｌo ／２・ｔａｎ（φ） さらに、車両の偏倚は図７に示すよう車両が曲線通過に
よっても生じる、この場合は左右方向の変位量として観
測されるが、左右動による変位と区別するため車体に取
り付けられたジャイロ９によって車両のヨー軸回りの加
速度ωを測定し車体の速度Ｖを速度計１０で測定すれ
ば、曲線半径ｒが求まりこれとあらかじめ演算器に入力
されている車体１の寸法データにより、この偏倚量：Δ
Ｈr1，ΔＨr2を演算することができる。
【００２６】ｒ＝Ｖ／ω ΔＨr1＝（ｒ2 −（Ｌ／２）2 ）1/2 −（ｒ2 −（ｌ＋
Ｌ／２）2 ）1/2 ΔＨr2＝ｒ−（ｒ2 −（Ｌ／２）2 ）1/2 このようにして求められた偏倚量はディスプレー８で確
認でき、同時に記憶装置７にも記憶されるため、測定後
再表示、プリンタ等で出力することができる。
Ｌ／２）2 ）1/2 ΔＨr2＝ｒ−（ｒ2 −（Ｌ／２）2 ）1/2 このようにして求められた偏倚量はディスプレー８で確
認でき、同時に記憶装置７にも記憶されるため、測定後
再表示、プリンタ等で出力することができる。
【００２７】以上述べた第１実施例によれば、以下のよ
うな効果が得られる。車両の偏倚量は車体１側に搭載し
た機器のみでしかも動的に測定できる。搭載機器が全て
車体１側に容易に搭載できるため、各種の車両の各種の
線路条件に対して実運用状態で偏倚量が正確に測定でき
る。
うな効果が得られる。車両の偏倚量は車体１側に搭載し
た機器のみでしかも動的に測定できる。搭載機器が全て
車体１側に容易に搭載できるため、各種の車両の各種の
線路条件に対して実運用状態で偏倚量が正確に測定でき
る。
【００２８】また、各種の車両に搭載できるため車両の
経年変化も把握することができる。さらに、センサ４信
号の生データ、反射光の位置データ、これらから演算さ
れる変位量、偏倚量は記憶装置７に蓄えられるので、測
定後にデータの詳細な解析が行え、かつ生データは処理
速度に関係なく記録できるのでこれを測定後にバッチ処
理することにより緻密な偏倚量データが得られる。
経年変化も把握することができる。さらに、センサ４信
号の生データ、反射光の位置データ、これらから演算さ
れる変位量、偏倚量は記憶装置７に蓄えられるので、測
定後にデータの詳細な解析が行え、かつ生データは処理
速度に関係なく記録できるのでこれを測定後にバッチ処
理することにより緻密な偏倚量データが得られる。
【００２９】また、処理前の生データをこの記憶装置７
にそのまま記憶させておくことにより、処理、演算時間
が省かれサンプリング間隔をより短くすることができ
る。図７は第２実施例の要部のみを示す図であり、図１
の実施例でセンサ４の前に左右方向（図１及び図８のＹ
方向）の視野のみ拡大する光学レンズ２２を設置した例
である。
にそのまま記憶させておくことにより、処理、演算時間
が省かれサンプリング間隔をより短くすることができ
る。図７は第２実施例の要部のみを示す図であり、図１
の実施例でセンサ４の前に左右方向（図１及び図８のＹ
方向）の視野のみ拡大する光学レンズ２２を設置した例
である。
【００３０】図９は第３実施例の要部のみを示す図であ
り、図１の実施例でセンサ４を１次元ＣＣＤ等のセンサ
２３としセンサ２３の前面に前後方向（図１および図９
のＸ方向）の視野のみ拡大する光学レンズ２４を設置し
た例である。。
り、図１の実施例でセンサ４を１次元ＣＣＤ等のセンサ
２３としセンサ２３の前面に前後方向（図１および図９
のＸ方向）の視野のみ拡大する光学レンズ２４を設置し
た例である。。
【００３１】本発明の効果を出すためには、図１に示す
ように左右それぞれ一対のレーザ投光器３とセンサ４が
あれば図２に示すような反射光位置のイメージが得られ
る。しかし、反射光位置の変動幅をカバーするためには
視野を大きくとっておく必要があるが位置精度は撮像器
またはセンサの画素数に制約をうける。この制約から逃
れるための一つの方法として反射光の変動幅をカバーし
つつ精度を向上されるべく撮像器またはセンサの数を増
やすことが考えられる。しかし、この方法ではセンサの
数が増え本発明の一つの特徴である各種の車両に容易に
搭載することが難しくなるばかりか多数の撮像器または
センサのデータを合成する必要があることから処理速度
が遅くなってしまう。反射光位置の変動幅はＹ方向に大
きく、Ｘ方向には比較的小さいので、図８のように反射
光が視野から外れないよう光学レンズ２２で視野をＹ方
向に拡大しつつＸ方向には精度を確保するようにして、
Ｘ方向の反射光位置を検出する。しかも、図８のように
Ｙ方向に対しては広い視野の１次元ＣＣＤ等のセンサを
用い、その前方に反射光が視野から外れないようにＸ方
向のみ視野を拡大する光学レンズ２４を取付けＹ方向の
反射光位置を検出する。このように、Ｘ方向とＹ方向で
独立した撮像器またはセンサを用いることにより精度を
向上させつつセンサの数が最小限で済み、かつ画像の合
成も不要になり位置検出は各センサで独立して行うため
位置検出処理が高速で行える。
ように左右それぞれ一対のレーザ投光器３とセンサ４が
あれば図２に示すような反射光位置のイメージが得られ
る。しかし、反射光位置の変動幅をカバーするためには
視野を大きくとっておく必要があるが位置精度は撮像器
またはセンサの画素数に制約をうける。この制約から逃
れるための一つの方法として反射光の変動幅をカバーし
つつ精度を向上されるべく撮像器またはセンサの数を増
やすことが考えられる。しかし、この方法ではセンサの
数が増え本発明の一つの特徴である各種の車両に容易に
搭載することが難しくなるばかりか多数の撮像器または
センサのデータを合成する必要があることから処理速度
が遅くなってしまう。反射光位置の変動幅はＹ方向に大
きく、Ｘ方向には比較的小さいので、図８のように反射
光が視野から外れないよう光学レンズ２２で視野をＹ方
向に拡大しつつＸ方向には精度を確保するようにして、
Ｘ方向の反射光位置を検出する。しかも、図８のように
Ｙ方向に対しては広い視野の１次元ＣＣＤ等のセンサを
用い、その前方に反射光が視野から外れないようにＸ方
向のみ視野を拡大する光学レンズ２４を取付けＹ方向の
反射光位置を検出する。このように、Ｘ方向とＹ方向で
独立した撮像器またはセンサを用いることにより精度を
向上させつつセンサの数が最小限で済み、かつ画像の合
成も不要になり位置検出は各センサで独立して行うため
位置検出処理が高速で行える。
【００３２】また、図８のセンサ４は精度をカバーしな
ければならない視野から判断し選定されるもので、それ
に応じて２次元ＣＣＤカメラ等、１次元ＣＣＤセンサ等
が選定され得る。また、図９のセンサも精度と視野の関
係で２次元ＣＣＤカメラとすることは可能である。２次
元ＣＣＤカメラを用いる場合でもＸ方向をＹ方向のうち
いずれか一方についてのみ位置検出を行い、他方向に対
してはこの検出を損なわないよう視野に入れるだけとし
処理時間の高速化を行う。
ければならない視野から判断し選定されるもので、それ
に応じて２次元ＣＣＤカメラ等、１次元ＣＣＤセンサ等
が選定され得る。また、図９のセンサも精度と視野の関
係で２次元ＣＣＤカメラとすることは可能である。２次
元ＣＣＤカメラを用いる場合でもＸ方向をＹ方向のうち
いずれか一方についてのみ位置検出を行い、他方向に対
してはこの検出を損なわないよう視野に入れるだけとし
処理時間の高速化を行う。
【００３３】以上述べた第２、第３実施例によれば、以
下のような効果が得られる。車両の偏倚量の計算に必要
な車体１のレール２に対する変位量を、Ｘ方向、Ｙ方向
に分けそれぞれ各方向の視野を確保しつつ精度を向上さ
せるよう光学レンズ２２，２４で選択的に視野の拡大、
縮小を行うので、センサ４の数を必要最小限にすること
ができ、かつまたＸ，Ｙ方向に独立して位置測定を行う
ので処理が容易になり処理時間の短縮がはかられる。
下のような効果が得られる。車両の偏倚量の計算に必要
な車体１のレール２に対する変位量を、Ｘ方向、Ｙ方向
に分けそれぞれ各方向の視野を確保しつつ精度を向上さ
せるよう光学レンズ２２，２４で選択的に視野の拡大、
縮小を行うので、センサ４の数を必要最小限にすること
ができ、かつまたＸ，Ｙ方向に独立して位置測定を行う
ので処理が容易になり処理時間の短縮がはかられる。
【００３４】前述の実施例では、撮像器またはセンサ４
はレーザ投光器３からのレーザ光の反射光を入力するよ
うにしたものをあげたが、レーザ光の代りに電磁波、磁
界、超音波等を利用した非接触形の計測手段なら何でも
よい。
はレーザ投光器３からのレーザ光の反射光を入力するよ
うにしたものをあげたが、レーザ光の代りに電磁波、磁
界、超音波等を利用した非接触形の計測手段なら何でも
よい。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、車両の偏倚量を車両の
実際の走行状態で動的に、しかも各種の車両、線路条件
に於いて地上側に対し正確でかつ容易に測定できる車両
の偏倚量測定装置を提供することができる。
実際の走行状態で動的に、しかも各種の車両、線路条件
に於いて地上側に対し正確でかつ容易に測定できる車両
の偏倚量測定装置を提供することができる。
【図１】第１実施例を示す概略構成図。
【図２】レーザ反射光位置を示すイメージ図。
【図３】レーザ反射光位置と車体変位の関係を示すイメ
ージ図。
ージ図。
【図４】車体のレールに対する変位量と車両の偏倚量の
関係を示すイメージ図。
関係を示すイメージ図。
【図５】車体のレールに対する変位量と車両の偏倚量の
関係を示すイメージ図。
関係を示すイメージ図。
【図６】車両のヨーイングを示すイメージ図。
【図７】車両の曲線通過による偏倚を示すイメージ図。
【図８】図１の実施例で撮像器またはセンサの前にＹ方
向の視野を拡大する光学レンズを取付た実施例を示すレ
ーザ投光器と撮像器またはセンサの部分の拡大図。
向の視野を拡大する光学レンズを取付た実施例を示すレ
ーザ投光器と撮像器またはセンサの部分の拡大図。
【図９】図１の実施例で撮像器またはセンサの代わりに
１次元ＣＣＤ等のセンサとしその前面にＸ方向の視野を
拡大する光学レンズを取付た実施例を示すレーザ投光器
とセンサの部分の拡大図。
１次元ＣＣＤ等のセンサとしその前面にＸ方向の視野を
拡大する光学レンズを取付た実施例を示すレーザ投光器
とセンサの部分の拡大図。
１…車体、２…レール、３…レーザ投光器、４…撮像器
またはセンサ、５…処理器、６…演算器、７…記憶装
置、８…ディスプレー、９…ジャイロ、１０…速度計、
１１…基準位置にあるレーザ反射光、１２…ローリング
時のレーザ反射光、１３…左右動時のレーザ反射光、１
４…上下動時のレーザ反射光、１５…複合動揺時のレー
ザ反射光、１６…レーザ光、１７…基準位置での反射光
位置、１８…ローリング時または上下変位時の反射光位
置、１９…測定位置、２０…車体中心線、２１…レール
中心線、２２…光学レンズ、２３…センサ、２４…光学
レンズ。
またはセンサ、５…処理器、６…演算器、７…記憶装
置、８…ディスプレー、９…ジャイロ、１０…速度計、
１１…基準位置にあるレーザ反射光、１２…ローリング
時のレーザ反射光、１３…左右動時のレーザ反射光、１
４…上下動時のレーザ反射光、１５…複合動揺時のレー
ザ反射光、１６…レーザ光、１７…基準位置での反射光
位置、１８…ローリング時または上下変位時の反射光位
置、１９…測定位置、２０…車体中心線、２１…レール
中心線、２２…光学レンズ、２３…センサ、２４…光学
レンズ。
Claims (3)
- 【請求項１】 レール上を走行する車体に取り付けら
れ、測定基準位置を求め、この測定基準位置に対して前
記車体の前後方向および左右方向のずれ量と、前記レー
ル間の距離を検出する非接触形の検出手段と、 この検出手段からの前後方向および左右方向のずれ量な
らびにレール間の距離に基づき前記車体のレールに対す
る左右方向および上下方向の変位量ならびにローリング
角を演算し、この演算結果に基づき車両の偏倚量を演算
する演算手段と、 を具備した車両の偏倚量測定装置。 - 【請求項２】 レール上を走行する車体に、該レールに
向かって所定の傾斜角をなすように取付られ、前記レー
ルに向かってレーザ光を帯状に投光するレーザ投光器
と、 前記車体に取り付けられ、前記レールからの前記レーザ
光による反射光を検出して反射光の基準位置を求め、こ
の基準位置に対して前後方向および左右方向のずれ量を
検出し、かつ前記レール間距離を測定する検出器と、 この検出器からの検出値に基づき、車体のレールに対す
る左右方向変位量および上下方向変位量ならびにローリ
ング角を求める処理器と、 この処理器からの出力と前記車体の寸法に基づき車両の
偏倚量を演算する演算器と、 この演算器によって求められた偏倚量を出力するための
ものであって、記憶手段または報知手段の少なくとも一
方からなる出力手段と、 を具備した車両の偏倚量測定装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の測定装置において、左右
方向、前後方向それぞれ独立した検出器を設け、この検
出器の前に高精度が必要な方向には視野を狭くし、精度
が必要でない他の方向には視野を拡大する光学レンズを
設けた車両の偏倚量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22351293A JPH0777419A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 車両の偏倚量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22351293A JPH0777419A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 車両の偏倚量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0777419A true JPH0777419A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=16799309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22351293A Pending JPH0777419A (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | 車両の偏倚量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0777419A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001289614A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-10-19 | Omron Corp | 変位センサ |
| JP2009031295A (ja) * | 2008-08-05 | 2009-02-12 | Olympus Corp | 移動体姿勢検出装置 |
| JP2011163981A (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | East Japan Railway Co | アタック角測定装置及び測定方法 |
| CN105004310A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-10-28 | 浙江工商大学 | 一种整托盘运输在途货物偏离检测装置 |
-
1993
- 1993-09-08 JP JP22351293A patent/JPH0777419A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001289614A (ja) * | 2000-01-31 | 2001-10-19 | Omron Corp | 変位センサ |
| US6959103B2 (en) | 2000-01-31 | 2005-10-25 | Omron Corporation | Displacement sensor having a display data output |
| US8107685B2 (en) | 2000-01-31 | 2012-01-31 | Omron Corporation | Displacement sensor having a display data output |
| JP2009031295A (ja) * | 2008-08-05 | 2009-02-12 | Olympus Corp | 移動体姿勢検出装置 |
| JP2011163981A (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-25 | East Japan Railway Co | アタック角測定装置及び測定方法 |
| CN105004310A (zh) * | 2015-06-17 | 2015-10-28 | 浙江工商大学 | 一种整托盘运输在途货物偏离检测装置 |
| CN105004310B (zh) * | 2015-06-17 | 2018-01-23 | 浙江工商大学 | 一种整托盘运输在途货物偏离检测装置 |
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