JPH0777671A - 電車線追尾装置 - Google Patents

電車線追尾装置

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JPH0777671A
JPH0777671A JP5281052A JP28105293A JPH0777671A JP H0777671 A JPH0777671 A JP H0777671A JP 5281052 A JP5281052 A JP 5281052A JP 28105293 A JP28105293 A JP 28105293A JP H0777671 A JPH0777671 A JP H0777671A
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JP
Japan
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train
light
train line
line
movable mirror
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Pending
Application number
JP5281052A
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English (en)
Inventor
Rooran Uintaaharutaa
ローラン ウィンターハルター
Kozo Takahashi
幸三 高橋
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電車線に接触することなく、高速かつ確実に
電車線を追尾することのできる電車線追尾装置を提供す
る。 【構成】 電車線25に検査光を照射すると共に、電車
線からの反射光を所定方向に反射する可動ミラー6と、
可動ミラー6からの反射光を受光して電車線25の位置
を検出する位置検出手段15と位置検出手段15の検出
結果に基づいて可動ミラー6を移動させる制御手段16
とを備え、電車線25を光学的に追尾する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電車線追尾装置に関し、
特に架線や起電線等の電車線の検査に用いるに好適なも
のである。
【0002】
【従来技術】鉄道に於ける電車線の検査は、安全性維持
のために必要不可欠のものであり、検査員が、軌道上を
歩きながら、あるいは軌道上を走行する検査車両に乗っ
て目視検査していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような人手による電車線の検査は、多大な時間と労力と
を要し、また、歩きながらの検査は危険が伴うなどの問
題点があった。本発明は、上記のような従来の問題点に
鑑みてなされたもので、走行する車両から電車線を追尾
することにより、安全かつ確実に短時間で電車線の検査
をすることができる装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、(1)走行す
る電車21に搭載され、該電車の上方に配設されている
電車線25を光学的に追尾する電車線追尾装置であっ
て、電車線25に照射するための検査光を発生する光源
1と、光源1から発生した検査光を電車線25に反射す
ると共に、電車線25からの反射光を所定の方向に反射
する可動ミラー6と、可動ミラー6からの反射光を受光
して電車線25の位置を検出する位置検出手段15と、
位置検出手段15の検出結果に基づいて、可動ミラー6
を制御する制御手段16と、を具備する電車線追尾装置
である。
【0005】本発明は、(2)走行する電車21に搭載
され、該電車の上方に配設されている電車線25を光学
的に追尾する電車線追尾装置であって、電車線25に照
射するための検査光を発生する光源1と、光源1から発
生した検査光を電車線25に反射すると共に、該電車線
25からの反射光を所定の方向に反射する可動ミラー6
と、可動ミラー6からの反射光を第1の反射光と第2の
反射光とに分割する分割手段5と、前記第1の反射光を
受光して前記電車線の位置を検出する位置検出手段15
と、該位置検出手段15の検出結果に基づいて、前記可
動ミラー6を制御する制御手段16と、前記第2反射光
を受光して前記電車線25を撮像する撮像手段8、9、
10、11、12、13と、を具備する電車線追尾装置
である。
【0006】また、本発明は、(3)走行する電車21
に搭載され、支持具31によって該電車の上方に支持さ
れている電車線25を光学的に追尾する電車線追尾装置
であって、 前記電車線25と該電車線に結合された前
記支持具31とに照射するための検査光を発生する光源
1と、該光源1から発生した検査光を前記電車線25と
前記支持具31とに反射すると共に、前記電車線25と
前記支持具31とからの反射光を所定の方向に反射する
可動ミラー6と、該可動ミラー6からの反射光を結像す
る結像光学系14と、該結像光学系14により形成され
た像の位置に基づいて前記電車線25の位置を検出する
と共に、前記像の形状に基づいて前記支持具31を検出
する位置検出手段15と、該位置検出手段15により検
出された前記電車線25の位置に基づいて、前記可動ミ
ラー6を制御する制御手段16と、前記位置検出手段1
5により前記支持具31が検出されたときに、前記電車
線25と前記支持具31とを撮像する撮像手段と、を具
備する電車線追尾装置である。
【0007】さらにまた、(4)上記(3)において、
前記位置検出手段15により前記支持具31が検出され
たときに発光する発光手段19をさらに具備する電車線
検査装置である。
【0008】
【作用】上記(1)の本発明においては、電車線25に
接触することなく電車線25を光学的に追尾する構成と
なっているので、装置を搭載した電車の走行速度を上げ
ても正確に電車線を追尾できる。また、上記(2)の本
発明においては、電車線25を光学的に追尾しながら電
車線25を撮像する構成になっているので、電車線25
の観察を容易におこなうことができる。
【0009】さらに、上記(3)の本発明においては、
電車線25を光学的に追尾しながら電車線25に結合さ
れている支持具31を検出し、この支持具31が検出さ
れたときに電車線25と支持具31とを撮像する構成と
なっているので、電車線と支持具との結合を容易に観察
することができる。さらにまた、上記(4)の本発明に
おいては、電車線25と支持具31とを撮像するときに
発光手段が発光する構成となっているので、より鮮明な
電車線と支持具との画像を得ることができる。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明
する。なお、本実施例は架線が支持金具に正確に支持さ
れているか否かを検査する架線支持金具検査に本発明の
電車線追尾装置を適用したものである。図2は、本実施
例の電車線追尾装置を電車に搭載した状態を示す図であ
り、レールの伸長方向に対して垂直な方向での断面図で
ある。
【0011】レール22a、22b上を走行する電車2
1の上面には、本実施例の一対の電車線追尾装置23
a、23bと画像処理装置24とが搭載されている。電
車21の上方には架線25が配設されている。架線25
には、図3に示すように、長手方向に溝25a、25b
が形成されており、吊り金具33に接続された支持金具
31で溝25a、25bを挟み込み、ボルト32で固定
することによって架線25は支持されている。
【0012】電車線追尾装置23a、23bは、架線2
5を挟んで対向して配置され、電車線追尾装置23a、
23bに備えられたCCDカメラ(図1参照)は、架線
25を両側から撮像する。電車線追尾装置23a、23
bに備えられたCCDカメラにより撮像された架線25
の像は画像処理装置24に送られる。図1は、図2の電
車線追尾装置23a、23bの概略構成を示す拡大図で
ある。なお、電車線追尾装置23a、23bは同様の構
成なので、ここでは簡単のため電車線追尾装置23aに
ついて説明し、電車線追尾装置23bの説明は省略す
る。
【0013】1はレーザダイオードを示し、780nm
程度の波長のレーザ光(検査光)を発生する。レーザダ
イオード1から発生したレーザ光は、コリメータレンズ
2で平行光束となる。コリメータレンズ2を通過したレ
ーザ光はシリンドリカルレンズ3で細長いスリット状の
光束となってハーフミラー4に入射する。ハーフミラー
4で反射したレーザ光は、さらにダイクロイックミラー
5で反射して、回転ミラー6に入射する。回転ミラー6
はモータ17により回転する。回転ミラー6で反射した
レーザ光は窓7を介して架線25を照射する。架線25
からの反射光は回転ミラー6でさらに反射してダイクロ
イックミラー5に入射する。回転ミラー6に入射する反
射光には、780nmのレーザ光と可視光とが含まれて
いる。
【0014】ダイクロイックミラー5は、入射した反射
光をそれぞれの波長に基づいて第1の反射光100a
(レーザ光)と第2の反射光100b(可視光)とに分
光する。 ダイクロイックミラー5を通過した第2の反
射光100bは、自動焦点検出機能を備えたCCDカメ
ラ8に入射する。このCCDカメラ8は蓄積時間可変型
のランダムシャッターカメラで、通常はリセット状態に
あり、トリガ信号により所定時間電荷蓄積を行うもので
ある。CCDカメラ8に入射した第2の反射光の大部分
は結像レンズ群9によって集光され、架線25の像が撮
像素子10に結ばれる。また、第2の反射光の一部はハ
ーフミラー11で反射して焦点検出素子12に入射す
る。焦点検出制御回路13は、焦点検出素子12に入射
する光に基づいて結像レンズ群9を制御して、電車線2
5の像が常に撮像素子10上に結ばれるように動作す
る。
【0015】ダイクロイックミラー5で反射した第1の
反射光は、ハーフミラー4を通過して結像レンズ14に
よってポジションセンサ15上に結像される。ポジショ
ンセンサ15は、図4に示すように、4個のフォトダイ
オード15a、15b、15c、15dを配列して構成
されている。4個のフォトダイオード15a、15b、
15c、15dはそれぞれ入射光量に応じた検出信号I
a、Ib、Ic、Idを出力する。
【0016】ポジションセンサ15から出力される検出
信号はモータ制御回路16に入力される。図1には簡単
のためポジションセンサ15からモータ制御回路16に
は1本の信号線のみを示しているが、実際には、ポジシ
ョンセンサ15からモータ制御回路16にはそれぞれの
フォトダイオードから4本の信号線が接続されている。
【0017】モータ制御回路16は、いずれのフォトダ
イオード15a、15b、15c、15dから検出信号
が入力されたか判別すると共に、フォトダイオード15
b、15cから出力される検出信号Ib、Icから(I
b−Ic)/(Ib+Ic)を算出して架線25の位置
を検出し、該算出結果に基づいてモータ17に制御信号
を出力する。モータ17はモータ制御回路16からの制
御信号に従って回転ミラー6と共に回転する。
【0018】ポジションセンサ15から出力される検出
信号はトリガ発生回路18にも出力される。トリガ発生
回路18はフォトダイード15a、15b、15cから
検出信号Ia、Ib、Icだけが入力されたときに、ト
リガ信号をCCDカメラ8と発光装置19とに出力す
る。CCDカメラ8は、トリガ信号が入力されたときに
撮像素子10上に結像されている画像を外部の画像処理
装置24(図2参照)に出力する。また、発光装置19
はトリガ信号が入力されると発光する。
【0019】上述の如く構成された本発明の電車線追尾
装置の動作を図4〜図7を参照して説明する。走行中の
電車に搭載された電車線追尾装置23aから発生したス
リット状のレーザ光(検査光)1aが電車線25に照射
されている。架線25を正確に追尾しているときは、図
4に示すように、架線25の像はポジションセンサ15
上のフォトダイオード15c、15d上に半分ずつ結像
される。この場合、フォトダイオード15a、15dか
らは検出信号が出力されない。また、フォトダイオード
15b、15cからはほぼ等しい大きさの検出信号I
b、Icが出力される。モータ制御回路16は、(Ib
−Ic)/(Ib+Ic)が零になることから架線25
の所定の位置にあることを検出する。この場合には、モ
ータ17へは制御信号が出力されない。
【0020】また、架線25の移動により架線25に対
するレーザ光1aの照射位置が変わり、架線25の像
が、例えば図5に示すように、フォトダイオード15c
側にずれると、フォトダイーオード15bの受光量が減
るため、フォトダイオード15bから出力される検出信
号Ibは、フォトダイオード15cから出力される検出
信号Icより小さくなる。従ってモータ制御回路16
は、回転ミラー6に制御信号を送り、検出信号Ib、I
cがほぼ等しい大きさになるまで回転ミラー6を回転さ
せる。
【0021】また、架線25の支持状態によっては、架
線25の位置が大きく変わる場合がある。例えば図6に
示すように、架線25の像がフォトダイオード15c、
15d上に結像される場合は、フォトダイオード15d
から検出信号Idが出力されるので、モータ制御回路1
6は、まず架線25の像がフォトダイオード15b、1
5c上に結像されるように(検出信号Idが出力されな
いように)回転ミラー6を回転させる。さらに、モータ
制御回路16は、フォトダイオード15b、15cから
出力される検出信号Ib、Icに基づいて回転ミラー6
を回転させる。
【0022】上述のような追尾動作により、架線25の
像はポジションセンサ15のフォトダイオード15bと
15c上に結像されるため、架線25を支持する支持金
具31の像はフォトダイオード15a上に結像される。
このとき、フォトダイオード15a、15b、15cか
ら検出信号Ia、Ib、Icがトリガ発生回路18に出
力される。検出信号Ia、Ib、Icは入力されると、
トリガ発生回路18からは、トリガ信号がCCDカメラ
8と発光装置19とに出力される。CCDカメラ8の撮
像素子10は、トリガ信号を受け電荷蓄積を開始する。
また、発光装置19は、CCDカメラ8の電荷蓄積開始
に同期して発光する。CCDカメラ8が所定時間蓄積し
た電荷は画像処理部24に送られ、架線25と支持金具
31の画像が不図示のフレームメモリに画像信号として
記憶される。画像処理部24では記憶された画像信号に
基づいて、架線25が支持金具31と正確に結合してい
るか判定する。
【0023】なお、上述の実施例のCCDカメラにズー
ム機能を持たせることによって、架線の像の大きさを一
定にすることも可能になる。また、上述の実施例におい
ては、CCDカメラに入射する光に基づいて自動的に焦
点を検出し結像レンズ群を制御しているが、一対の電車
線追尾装置の回転ミラーそれぞれにエンコーダを取り付
け、それぞれのエンコーダにより検出した回転角から架
線とCCDカメラとの距離を算出し、該算出結果に基づ
いて結像レンズ群を制御するようにしてもよい。
【0024】さらにまた、上述の実施例では、架線を支
持する支持金具の検査に本発明の電車線追尾装置を適用
した場合について説明したが、本発明はこれに限定され
ず、き電線を支持するガイシの検査や架線の摩耗、ねじ
れ検査などに適用できることはいうまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明は電車線を高速か
つ確実に光学追尾することができる。また、本発明を用
いることにより、安全、確実に少ない労力で短時間に電
車線の検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電車線追尾装置の一実施例の概略構
成を示す拡大図である。
【図2】 本発明に係る電車線追尾装置の搭載状態を示
す正面図である。
【図3】 架線と架線を支持する支持金具の正常な結合
状態を示す図である。
【図4】 図1の電車線追尾装置による電車線の追尾動
作を説明するための図である。
【図5】 図1の電車線追尾装置による電車線の追尾動
作を説明するための図である。
【図6】 図1の電車線追尾装置による電車線の追尾動
作を説明するための図である。
【図7】 図1の電車線追尾装置による電車線の撮像動
作を説明するための図である。
【符号の説明】
1 レーザダイオード 5 ダイクロイックミラー 6 回転ミラー 8 CCDカメラ 9 結像レンズ群 10 撮像素子 14 結像レンズ 15 ポジションセンサ 16 モータ制御回路 17 モータ 18 トリガ発生回路 19 発光装置 21 電車 24 画像処理装置 25 架線 31 支持金具

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】走行する電車に搭載され、該電車の上方に
    配設されている電車線を光学的に追尾する電車線追尾装
    置であって、 前記電車線に照射するための検査光を発生する光源と、 該光源から発生した検査光を前記電車線に反射すると共
    に、該電車線からの反射光を所定の方向に反射する可動
    ミラーと、 前記可動ミラーからの反射光を受光して前記電車線の位
    置を検出する位置検出手段と、 該位置検出手段の検出結果に基づいて、前記可動ミラー
    を制御する制御手段と、 を具備することを特徴とする電車線追尾装置。
  2. 【請求項2】走行する電車に搭載され、該電車の上方に
    配設されている電車線を光学的に追尾する電車線追尾装
    置であって、 前記電車線に照射するための検査光を発生する光源と、 該光源から発生した検査光を前記電車線に反射すると共
    に、該電車線からの反射光を所定の方向に反射する可動
    ミラーと、 該可動ミラーからの反射光を第1の反射光と第2の反射
    光とに分割する分割手段と、 前記第1の反射光を受光して前記電車線の位置を検出す
    る位置検出手段と、 該位置検出手段の検出結果に基づいて、前記可動ミラー
    を制御する制御手段と、 前記第2反射光を受光して前記電車線を撮像する撮像手
    段と、 を具備することを特徴とする電車線追尾装置。
  3. 【請求項3】走行する電車に搭載され、支持具によって
    該電車の上方に支持されている電車線を光学的に追尾す
    る電車線追尾装置であって、 前記電車線と該電車線に結合された前記支持具とに照射
    するための検査光を発生する光源と、 該光源から発生した検査光を前記電車線と前記支持具と
    に反射すると共に、前記電車線と前記支持具とからの反
    射光を所定の方向に反射する可動ミラーと、 該可動ミラーからの反射光を結像する結像光学系と、 該結像光学系により形成された像の位置に基づいて前記
    電車線の位置を検出すると共に、前記像の形状に基づい
    て前記支持具を検出する位置検出手段と、 該位置検出手段により検出された前記電車線の位置に基
    づいて、前記可動ミラーを制御する制御手段と、 前記位置検出手段により前記支持具が検出されたとき
    に、前記電車線と前記支持具とを撮像する撮像手段と、 を具備することを特徴とする電車線追尾装置。
  4. 【請求項4】前記位置検出手段により前記支持具が検出
    されたときに発光する発光手段をさらに具備することを
    特徴とする請求項3に記載の電車線検査装置。
JP5281052A 1993-07-12 1993-11-10 電車線追尾装置 Pending JPH0777671A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5281052A JPH0777671A (ja) 1993-07-12 1993-11-10 電車線追尾装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5-171497 1993-07-12
JP17149793 1993-07-12
JP5281052A JPH0777671A (ja) 1993-07-12 1993-11-10 電車線追尾装置

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JPH0777671A true JPH0777671A (ja) 1995-03-20

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ID=26494203

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JP5281052A Pending JPH0777671A (ja) 1993-07-12 1993-11-10 電車線追尾装置

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JP (1) JPH0777671A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006201030A (ja) * 2005-01-20 2006-08-03 Chugoku Electric Power Co Inc:The レーザー光利用接近検知システム
KR20150054363A (ko) * 2013-11-12 2015-05-20 한국철도기술연구원 전차선 편위 정보를 이용한 고정밀 열차 위치 검지 시스템

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