JPH09118153A - 架線検査方法および架線検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 架線の種類に関係なく、しかも架線の上方に
存在する張架線等に影響されることなく、架線の摺面幅
が正確に測定できる架線検査方法および架線検査装置を
提供する。 【解決手段】 架線１０のほぼ真下から集光形照明装置
３により架線１０を斜めに照明し、その照明された個所
の右横下方および左横下方から、例えばラインセンサカ
メラ１，２により撮像し、画像処理・制御装置４によ
り、その撮像画像の輝度が極大値となる個所を摺面のエ
ッジとして摺面幅を算出するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は架線検査方法および
架線検査装置に関する。さらに詳しくは、画像処理を行
うことにより架線の検査がなされる架線検査方法および
架線検査装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】鉄道車両への動力の供給は、図１９に示
すように、架線１０に接触している車両（図示せず）の
屋根に設けられたパンタグラフ１００の集電体１０１に
よりなされている。しかるに、この集電体１０１は車両
が高速で走行するところから、架線１０に接触した状態
で高速移動することになる。そのため、図１９に示すよ
うに、架線１０の集電体１０１に接触している部分が磨
耗する。この磨耗がある程度以上になると、架線１０に
作用している張力により架線１０が切断するので、架線
１０の保全のためにこの磨耗の程度が定期的に検査され
ている。当初、この検査は作業員が停止した車両の屋根
等に上がり、ノギス等の機械式測定器具を用いてなされ
ていた。このように、当所の検査は機械式測定器具によ
り行っている関係上、検査に高所作業を伴い安全性に問
題があるとともに、検査記録も自動的になされず効率的
でないという問題があった。 【０００３】かかる当初の架線検査方法を改善すべく、
特開平５ー９６９８０号公報には、図２０に示すよう
に、架線１０の所定方向からの画像を取り込む画像検出
手段２０１と、前記画像検出手段２０１によって取り込
まれた画像から前記架線１０の磨耗面幅を検出し、この
架線１０の磨耗面幅をもとに架線磨耗量を算出する制御
手段２０２と、前記制御手段２０２によって算出された
架線磨耗量を記録する記録手段２０３とを具備したこと
を特徴とする架線検査装置２００が提案されている。 【０００４】しかしながら、前記提案にかかわる架線検
査装置２００は、図２０に示すように、ＣＣＤカメラを
１台しか用いていないために、架線１０の３次元的な位
置や寸法を測定することができない。そのため、架線１
０の直径や集電体１０１との接触面の幅、いわゆる摺面
幅の絶対寸法を測定することができない。そこで、前記
提案にかかわる架線検査装置２００においては、架線１
０の直径は既知であるとして直径との比から摺面幅を算
出している。かかる方法により摺面幅を算出した場合、
架線１０の種類が違ったときや架線が大きく変位し、撮
像が斜め方向となり架線１０の直径が正確に測定できな
いときには、摺面幅を算出することができない。また、
高さ方向の情報がないため、架線１０の上方にある張架
線やその他の構造物と架線を分離することができない。 【０００５】あるいは図２１に示すような、レーザ式架
線磨耗測定装置３００が用いられている。このレーザ式
架線磨耗測定装置３００は、ミラー部３１０と走査受光
部３２０とパンタグラフ高さ測定部３３０と演算処理部
３４０とを備え、単一波長の光線を回転ミラーを介して
架線１０の幅方向に走査照射して、その反射光を光電変
換素子に受光検出し、そして反射光が受光素子に検出さ
れる時間が架線１０の摺面１０ａに比例することから、
この時間幅を電圧に変換して摺面幅、すなわち架線１０
の磨耗量を算出するものである。より具体的には、この
レーザ式架線磨耗測定装置３００は、走査受光部３２０
において、Ｈｅ−Ｎｅガスレーザ３２１からのレーザ光
（ビーム光）はＡミラー３２２で方向が変えられ、第１
レンズ３２３を通過後、一度位置ａで集光するが、位置
ａは第２レンズ３２５の焦点と若干ずれているので、穴
明きミラー３２４、第２レンズ３２５を通過した後、回
転ミラー３２６によりミラー部３１０に出力される。そ
して、ミラー部３１０において、第１ミラー３１１、第
２ミラー３１２、第３ミラー３１３により反射されて架
線１０にスポット光として出力される。この出力された
スポット光は架線１０の摺面１０ａに集光する。このと
き、回転ミラー３２６は矢印の方向に回転しているか
ら、スポット状のレーザ光も矢印の方向に架線１０を走
査する。この架線１０に集光したレーザ光は、ついで架
線１０の摺面１０ａで正反射され、天空からの外光とと
もに往路と同一経路を反対にたどって走査受光部３２０
の穴明きミラー３２４に到達する。この穴明ミラー３２
４に到達した光は、そこで方向を変えられて干渉フィル
ター３２７に入力されてレーザ光以外の外光は除去さ
れ、架線１０で反射したレーザ光のみが受光素子３２８
に結像される。受光素子３２８は、この受光したレーザ
光を電気信号に変換し、前置増幅器３２９に入力する。
前置増幅器３２９は、この電気信号を増幅して演算処理
部３４０の摺面幅算出部３４１に入力する。この摺面幅
算出部３４１は、入力された受光時間を架線１０の摺面
幅に相当する電圧に変換して出力する。 【０００６】ところが、架線１０はレール踏面上４８０
０ｍｍを中心として上下に６００ｍｍの幅で変化してい
るために、レーザ光を架線１０に集光させて摺面幅を測
定するようにしているレーザ式架線磨耗測定装置３００
においては、架線１０の高さ変化に追従させてレーザ光
の集光位置を調整する必要がある。そのため、レーザ式
架線磨耗測定装置３００では、架線の高さがパンタグラ
フｐの高さに一致するとしてパンタグラフ高さ測定部３
３０によりパンタグラフｐの高さを測定し、その測定高
さに基づいて第２レンズ３２５の位置を調整してレーザ
光を架線１０に集光するようにしている。ここで、パン
タグラフ高さ測定部３３０のパンタグラフ高さ測定装置
としては、例えば、パンタグラフｐの主軸にポテンショ
メータを装着し、このポテンショメータによりパンタグ
ラフｐが架線１０の高さ変化に追従して上下する際の主
軸の回転角を検出し、それにより架線１０の高さ測定す
るようにしてなるものがある。 【０００７】このように、このレーザ式架線磨耗測定装
置３００においては、一台の受光素子３２８しか用いら
れていないので、前記特開平５ー９６９８０号公報の提
案にかかわる測定装置２００と同様の問題がある。ま
た、パンタグラフの昇降に追従させて第２レンズ３２５
の位置を調整しているので、構造が複雑であるという問
題もある。さらに、パンタグラフｐの昇降量から架線１
０の高さを推定しているので、その測定精度が低いとい
う問題があるとともに、レール踏面からの架線１０の高
さが測定できないという問題もある。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の課題に鑑みなされたものであって、架線の種類に関
係なく、しかも架線の上方に存在する張架線等に影響さ
れることなく、架線の摺面幅を正確に測定できる架線検
査方法および架線検査装置を提供することを主たる目的
としている。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記従来
技術の課題を解決すべく鋭意研究した結果、架線の集電
体と接触している部分（摺面）は、集電体が摺動するた
めに、鏡面状態となっている。このため、この架線を下
方から集光形照明装置により適当な角度で照明すると、
摺面では乱反射がほとんど起こらず、照射された光のほ
とんどは所定の反射角で反射されるが、架線の摺面との
境界部分より上の部分（以下、エッジ部という）は鏡面
ではないために、照射された光は乱反射される。そこ
で、集光形照明装置に照明されている箇所を、撮像手段
を光線に対してほぼ直角にし、かつ斜め下方から撮像す
ると、摺面では乱反射光が少ないためにその部分では輝
度が低く、エッジ部では乱反射光が多いためにその部分
では輝度が高いという画像が得られる。そして、得られ
た画像の輝度が極大値となる位置を、摺面のエッジと認
定して演算処理を行えば摺面幅が測定できることを見出
した。本発明はかかる知見に基づいてなされたものであ
る。 【００１０】すなわち、本発明の架線検査方法の第１態
様は、架線のほぼ真下から架線を斜めに集光的に照射す
る手順と、架線の照射された個所をその右横斜め下方お
よび左横斜め下方から撮像する手順と、両画像の対応す
る画素列における輝度が極大値となる位置を検出する手
順と、前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を
算出する手順と、前記算出された座標により摺面幅を算
出する手順とを含んでなることを特徴とする。 【００１１】本発明の架線検査方法の第２態様は、架線
のほぼ真下から架線を斜めに集光的に照射する手順と、
架線の照射された個所をその右横斜め下方および左横斜
め下方から撮像する手順と、両画像の対応する画素列に
おける輝度が極大値となる位置を検出する手順と、前記
検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出する手
順と、前記算出された座標により摺面幅を算出する手順
と、前記算出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定
する手順とを含んでなることを特徴とする。 【００１２】本発明の架線検査方法の第３態様は、架線
のほぼ真下から架線を斜めに集光的に照射する手順と、
架線の照射された個所をその右横斜め下方および左横斜
め下方から撮像する手順と、両画像の対応する画素列に
おける輝度が極大値となる位置を検出する手順と、前記
検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出する手
順と、前記算出された座標により摺面幅を算出する手順
と、前記算出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定
する手順と、前記判定において許容値外と判定すると警
報を発する手順とを含んでなることを特徴とする。 【００１３】本発明の架線検査方法の第４態様は、架線
のほぼ真下から架線を斜めに集光的に照射する手順と、
架線の照射された個所をその右横斜め下方および左横斜
め下方から撮像する手順と、両画像の対応する画素列に
おける輝度が極大値となる位置を検出する手順と、前記
検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出する手
順と、前記算出された座標により摺面幅を算出する手順
と、前記算出された摺面幅を記録する手順とを含んでな
ることを特徴とする。 【００１４】本発明の架線検査方法の第５態様は、架線
のほぼ真下から架線を斜めに集光的に照射する手順と、
架線の照射された個所をその右横斜め下方および左横斜
め下方から撮像する手順と、両画像の対応する画素列に
おける輝度が極大値となる位置を検出する手順と、前記
検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出する手
順と、前記算出された座標により摺面幅を算出する手順
と、前記算出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定
する手順と、前記算出された摺面幅および／または判定
結果を記録する手順とを含んでなることを特徴とする。 【００１５】本発明の架線検査方法の第６態様は、架線
のほぼ真下から架線を斜めに集光的に照射する手順と、
架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
斜め下方から撮像する手順と、前記撮像に同期させて車
両の走行距離を計測する手順と、両画像の対応する画素
列における輝度が極大値となる位置を検出する手順と、
前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
る手順と、前記算出された座標により摺面幅を算出する
手順と、前記算出された摺面幅と、前記計測された走行
距離との対応関係を求める手順と、前記対応関係におい
て、所定の閾値を超える走行区間を抽出する手順とを含
んでなることを特徴とする。 【００１６】本発明の架線検査方法の第６態様において
は、前記抽出された所定の閾値を超える走行区間におい
て、摺面幅が最大となる地点を検出する手順が付加され
てなるのが好ましい。 【００１７】本発明の架線検査方法の第７態様は、架線
のほぼ真下から架線を斜めに集光的に照射する手順と、
架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
斜め下方から撮像する手順と、前記撮像に同期させて車
両の走行距離を計測する手順と、両画像の対応する画素
列における輝度が極大値となる位置を検出する手順と、
前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
る手順と、前記算出された座標から架線の位置を算出す
る手順と、前記算出された架線の位置から架線の水平方
向の偏位を算出する手順と、前記算出された架線の水平
方向の偏位と前記計測された走行距離との対応関係を求
める手順とを含んでなることを特徴とする。 【００１８】本発明の架線検査方法の第８態様は、架線
のほぼ真下から架線を斜めに集光的に照射する手順と、
架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
斜め下方から撮像する手順と、前記撮像に同期させて車
両の走行距離を計測する手順と、両画像の対応する画素
列における輝度が極大値となる位置を検出する手順と、
前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
る手順と、前記算出された座標により摺面幅を算出する
手順と、前記算出された摺面幅と、前記計測された走行
距離との対応関係を求める手順と、前記走行距離と対応
関係が求められた摺面幅のデータ列から高周波成分を除
去する手順と、前記高周波成分が除去された摺面幅のデ
ータ列の周波数分析を行う手順と、前記周波数分析によ
り得られた周波数成分から特定の周波数成分を抽出する
手順とを含んでなることを特徴とする。ここで、前記特
定の周波数成分は、例えば波状磨耗に関する周波数成分
とされる。 【００１９】本発明の架線検査方法の第９態様は、架線
のほぼ真下から架線を斜めに集光的に照射する手順と、
架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
斜め下方から撮像する手順と、前記撮像に同期させてレ
ール踏面の車両の特定位置からの距離を計測する手順
と、両画像の対応する画素列における輝度が極大値とな
る位置を検出する手順と、前記検出された輝度の極大値
となる位置の座標を算出する手順と、前記算出された座
標および前記計測されたレール踏面の車両の特定位置か
らの距離を用いて架線摺面のレール踏面からの高さを算
出する手順とを含んでなることを特徴とする。 【００２０】本発明の架線検査方法の第１０態様は、架
線のほぼ真下から架線を斜めに集光的に照射する手順
と、架線の照射された個所を、その右横斜め下方および
左横斜め下方から撮像する手順と、前記撮像に同期させ
て車両の走行距離を計測する手順およびレール踏面の車
両の特定位置からの距離を計測する手順と、両画像の対
応する画素列における輝度が極大値となる位置を検出す
る手順と、前記検出された輝度の極大値となる位置の座
標を算出する手順と、前記算出された座標および前記計
測されたレール踏面の車両の特定位置からの距離を用い
て架線摺面のレール踏面からの高さを算出する手順と、
前記算出された架線摺面のレール踏面からの高さおよび
走行距離から架線の勾配を算出する手順とを含んでなる
ことを特徴とする。 【００２１】一方、本発明の架線検査装置の第１態様
は、一対の撮像手段と集光形照明手段と画像処理・制御
手段とを備え、前記撮像手段が車両の屋根上において、
一方の撮像手段が架線をその右横斜め下方から撮像する
ように配設され、他方の撮像手段が架線をその左横斜め
下方から撮像するように配設され、前記集光形照明手段
が車両の架線のほぼ真下に対応する屋根上において、前
記撮像手段の撮像位置を斜め下方から照明する位置に配
設され、前記画像処理・制御手段において、入力され
た両撮像手段からの画像の対応する画素列から、輝度が
極大値となる位置が検出され、前記検出された位置の
座標が算出され、前記算出された座標により摺面幅が
算出されることを特徴とする。 【００２２】本発明の架線検査装置の第２態様は、一対
の撮像手段と集光形照明手段と画像処理・制御手段とを
備え、前記撮像手段が車両の屋根上において、一方の撮
像手段が架線をその右横斜め下方から撮像するように配
設され、他方の撮像手段が架線をその左横斜め下方から
撮像するように配設され、前記集光形照明手段が車両の
架線のほぼ真下に対応する屋根上において、前記撮像手
段の撮像位置を斜め下方から照明する位置に配設され、
前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大値とな
る位置が検出され、前記検出された位置の座標が算出
され、前記算出された座標により摺面幅が算出され、
前記算出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定さ
れることを特徴とする。 【００２３】本発明の架線検査装置の第３態様は、一対
の撮像手段と集光形照明手段と画像処理・制御手段と警
報手段とを備え、前記撮像手段が車両の屋根上におい
て、一方の撮像手段が架線をその右横斜め下方から撮像
するように配設され、他方の撮像手段が架線をその左横
斜め下方から撮像するように配設され、前記集光形照明
手段が車両の架線のほぼ真下に対応する屋根上におい
て、前記撮像手段の撮像位置を、斜め下方から照明する
位置に配設され、前記画像処理・制御手段において、
入力された両撮像手段からの画像の対応する画素列から
輝度が極大値となる位置が検出され、前記検出された
位置の座標が算出され、前記算出された座標により摺
面幅が算出され、前記算出された摺面幅が許容値内に
あるか否か判定され、前記判定により摺面幅が許容値外
であると判定された場合、前記警報手段から警報が発せ
られることを特徴とする。 【００２４】本発明の架線検査装置の第４態様は、一対
の撮像手段と集光形照明手段と画像処理・制御手段と記
録手段とを備え、前記撮像手段が車両の屋根上におい
て、一方の撮像手段が架線をその右横斜め下方から撮像
するように配設され、他方の撮像手段が架線をその左横
斜め下方から撮像するように配設され、前記集光形照明
手段が車両の架線のほぼ真下に対応する屋根上におい
て、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方から照明する位
置に配設され、前記画像処理・制御手段において、入
力された両撮像手段からの画像の対応する画素列から輝
度が極大値となる位置が検出され、前記検出された位
置の座標が算出され、前記算出された座標により摺面
幅が算出され、前記記録手段により前記算出された摺面
幅が記録されることを特徴とする。 【００２５】本発明の架線検査装置の第５態様は、一対
の撮像手段と集光形照明手段と画像処理・制御手段と記
録手段とを備え、前記撮像手段が車両の架線のほぼ真下
に対応する屋根上において、一方の撮像手段が架線をそ
の右横斜め下方から撮像するように配設され、他方の撮
像手段が架線をその左横斜め下方から撮像するように配
設され、前記集光形照明手段が車両の屋根上において、
前記撮像手段の撮像位置を斜め下方から照明する位置に
配設され、前記画像処理・制御手段において、入力さ
れた両撮像手段からの画像の対応する画素列から輝度が
極大値となる位置が検出され、前記検出された位置の
座標が算出され、前記算出された座標により摺面幅が
算出され、前記算出された摺面幅が許容値内にあるか
否か判定され、前記記録手段により、前記算出された摺
面幅および／または前記判定結果が記録されることを特
徴とする。 【００２６】本発明の架線検査装置の第６態様は、一対
の撮像手段と集光形照明手段と画像処理・制御手段と走
行距離計測手段とを備え、前記撮像手段が車両の屋根上
において、一方の撮像手段が架線をその右横斜め下方か
ら撮像するように配設され、他方の撮像手段が架線をそ
の左横斜め下方から撮像するように配設され、前記集光
形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する屋根上に
おいて、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方から照明す
る位置に配設され、前記画像処理・制御手段において、
入力された両撮像手段からの画像の対応する画素列か
ら輝度が極大値となる位置が検出され、前記検出され
た位置の座標が算出され、前記算出された座標により
摺面幅が算出され、前記算出された摺面幅と前記走行
距離計測手段により得られた走行距離との対応関係が求
められ、前記走行距離との対応関係が求められた摺面
幅から所定の閾値を超える走行区間が抽出されることを
特徴とする。 【００２７】本発明の架線検査装置の第６態様において
は、前記所定の閾値を超える走行区間から摺面幅が最大
となる地点が抽出されるのが好ましい。 【００２８】本発明の架線検査装置の第７態様は、一対
の撮像手段と集光形照明手段と画像処理・制御手段と走
行距離計測手段とを備え、前記撮像手段が車両の屋根上
において、一方の撮像手段が架線をその右横斜め下方か
ら撮像するように配設され、他方の撮像手段が架線をそ
の左横斜め下方から撮像するように配設され、 前記集
光形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する屋根上
において、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方から照明
する位置に配設され、前記画像処理・制御手段におい
て、入力された両撮像手段からの画像の対応する画素
列から輝度が極大値となる位置が検出され、前記検出
された位置の座標が算出され、前記算出された座標か
ら架線の位置が算出され、前記算出された架線の位置
から架線の水平方向の偏位が算出され、前記算出され
た架線の水平方向の偏位と走行距離との対応関係が求め
られることを特徴とする。 【００２９】本発明の架線検査装置の第８態様は、一対
の撮像手段と、集光形照明手段と、高周波成分除去手段
と周波数分析手段とを有する画像処理・制御手段と、走
行距離計測手段とを備え、前記撮像手段が車両の屋根上
において、一方の撮像手段が架線をその右横斜め下方か
ら撮像するように配設され、他方の撮像手段が架線をそ
の左横斜め下方から撮像するように配設され、前記集光
形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する屋根上に
おいて、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方から照明す
る位置に配設され、前記画像処理・制御手段において、
入力された両撮像手段からの画像の対応する画素列か
ら輝度が極大値となる位置が検出され、前記検出され
た位置の座標が算出され、前記算出された座標により
摺面幅が算出され、前記算出された摺面幅と前記走行
距離計測手段により得られた走行距離との対応関係が求
められ、前記高周波成分除去手段により前記走行距離
との対応関係が求められた摺面幅のデータ列から高周波
成分が除去され、前記周波数分析手段により前記高周
波成分が除去された摺面幅のデータ列の周波数分析がな
され、前記周波数分析により得られた周波数成分から
特定の周波数成分、例えば波状磨耗に関する周波数成分
が抽出されることを特徴とする。 【００３０】本発明の架線検査装置の第９態様は、一対
の撮像手段と集光形照明手段と画像処理・制御手段と距
離計測手段とを備え、前記撮像手段が車両の屋根上にお
いて、一方の撮像手段が架線をその右横斜め下方から撮
像するように配設され、他方の撮像手段が架線をその左
横斜め下方から撮像するように配設され、前記集光形照
明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する屋根上におい
て、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方から照明する位
置に配設され、前記距離計測手段により車両の特定位置
からレール踏面までの距離が計測され、前記画像処理・
制御手段において、入力された両撮像手段からの画像
の対応する画素列から輝度が極大値となる位置が検出さ
れ、前記検出された位置の座標が算出され、前記算
出された座標および前記計測されたレール踏面までの距
離とから架線摺面のレール踏面からの高さが算出される
ことを特徴とする。 【００３１】本発明の架線検査装置の第１０態様は、一
対の撮像手段と、集光形照明手段と、高周波成分除去手
段と周波数分析手段とを有する画像処理・制御手段と、
走行距離計測手段と距離計測手段とを備え、前記撮像手
段が車両の屋根上において、一方の撮像手段が架線をそ
の右横斜め下方から撮像するように配設され、他方の撮
像手段が架線をその左横斜め下方から撮像するように配
設され、前記集光形照明手段が車両の架線のほぼ真下に
対応する屋根上において、前記撮像手段の撮像位置を斜
め下方から照明する位置に配設され、前記距離計測手段
により車両の特定位置からレール踏面までの距離が計測
され、前記画像処理・制御手段において、入力された
両撮像手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大
値となる位置が検出され、前記検出された位置の座標
が算出され、前記算出された座標および前記計測され
たレール踏面までの距離とから架線摺面のレール踏面か
らの高さが算出され、前記算出された架線摺面のレー
ル踏面からの高さおよび前記走行距離計測手段により得
られた走行距離から架線の勾配が算出されることを特徴
とする。 【００３２】ここで、前記走行距離計測手段は、例えば
車両の車軸に配設されたパルスジェネレータとされ、前
記高周波成分除去手段は、例えばローパスフィルタとさ
れ、前記周波数分析手段は、例えばスペクトルアナライ
ザとされる。 【００３３】また、前記撮像手段は、例えば２次元ＣＣ
Ｄカメラまたはラインセンサカメラとされる。 【００３４】 【作用】車両の屋根上に配設された集光形照明手段によ
り、架線の撮像手段が望む個所が集光的に照明される。
架線のこの照明された個所が、車両の屋根上において架
線の左右の横斜め下方に配設されている撮像手段により
撮像される。この撮像画像は、信号ケーブルを介して画
像処理・制御手段に入力される。画像処理・制御手段
は、入力された両画像の対応する画素列における輝度が
極大値となる個所を検出し、ついでその座標を算出す
る。さらに画像処理・制御手段は、算出された座標から
摺面幅を算出する。 【００３５】本発明の好ましい態様においては、この算
出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定され、許容
値外であれば警報が出力される。あるいは、算出された
摺面幅や判定結果が記録手段により記録される。 【００３６】本発明の別の好ましい態様においては、車
両の車軸に設けられている走行距離計測手段により、摺
面の撮像に同期させて走行距離が計測されるとともに、
所定の閾値を超える走行区間が抽出されるので、磨耗の
激しい区間を特定できる。この別の好ましい態様におい
て、所定の閾値を超える区間内で摺面幅が最大となる地
点が特定されるようにされている、さらに好ましい態様
においては、最初に破断される個所を検出できる。 【００３７】本発明のさらに別の好ましい態様において
は、架線の水平方向の偏位と走行距離との対応関係が求
められるので、架線が集電体から外れる位置を検出でき
る。 【００３８】本発明のさらに別の好ましい態様において
は、車両の車軸に設けられている走行距離計測手段によ
り、摺面の撮像に同期させて走行距離が計測されるとと
もに、その走行距離に対応した摺面幅のデータ列から高
周波成分が除去され、その高周波成分が除去されたデー
タから周波数分析により、特定周波数成分、例えば波状
磨耗に関する周波数成分が抽出されるので、波状磨耗等
の特定の磨耗を生ずる走行区間を抽出できる。 【００３９】本発明のさらに別の好ましい態様において
は、さらに車両の特定位置からレール踏面までの距離も
計測されて、そのレール踏面までの距離および架線の位
置に基づいて架線のレール踏面からの高さが計測され
る。そのため、架線が車両の天井に備えられている機器
と干渉するか否か判定できる。 【００４０】本発明のさらに別の好ましい態様において
は、走行距離と架線のレール踏面からの高さに基づいて
架線の勾配が測定できる。それゆえ、架線が車両の天井
に備えられている機器と干渉するか否かが予測できる。 【００４１】 【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明を実施の形態に基づいて説明するが、本発明はかか
る実施の形態のみに限定されるものではない。 【００４２】実施の形態１ 本発明の架線検査方法に用いられる架線検査装置の実施
の形態１の概略図を図１および図２に示し、同架線検査
装置Ｉは、一対の２次元ＣＣＤカメラ（第１カメラ１お
よび第２カメラ２）と、集光形照明装置３と、画像処理
・制御装置４と、記録装置５と、警報装置６を主要部と
して備えてなる。 【００４３】一対の２次元ＣＣＤカメラ１，２は、図２
に示すように、車両Ｔの屋根に対称に配設されている。
そして、この２次元ＣＣＤカメラ１，２の撮像部１ａ，
２ａは、架線１０の摺面１０ａを望むよう、その向きが
調整されている。この２次元ＣＣＤカメラ１，２の撮像
部１ａ，２ａが望む位置を照明するために、集光形照明
装置３が車両Ｔの屋根の中央、すなわち架線１０のほぼ
真下に対応する位置において２次元ＣＣＤカメラ１，２
の後方に所定距離を置いて配設されている。この所定距
離は、撮像された画像からエッジが特定できる輝度差を
得るために、この照明装置３からの架線１０への入射光
の入射角が適当な範囲、例えば３０度ないし６０度の範
囲となるよう選定される。 【００４４】この一対の２次元ＣＣＤカメラ１，２によ
り撮像された画像は、信号ケーブル１１を介して画像処
理・制御装置４に入力され、２次元ＣＣＤカメラ１，２
を用いた３次元位置計測方法により処理されて摺面幅が
算出される。 【００４５】以下、実施の形態１の理解を容易にするた
めに、この２次元ＣＣＤカメラ１，２を用いた３次元位
置計測方法について簡単に説明する。 【００４６】いま、図３に示すように光学系を設定し、
空間上（物体座標系上）の点Ｐ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を観測す
るものとする。この点Ｐのカメラ１およびカメラ２の像
の撮像面上の座標（カメラ座標）を、それぞれＱ₁（Ｘ
_C1，Ｙ_C2）、Ｑ₂（Ｘ_C2，Ｙ_C2）とすると、点Ｐと点Ｑ₁
および点Ｐと点Ｑ₂の関係は下記式１および式２により
表される。 【００４７】 【数１】 【００４８】 【数２】 【００４９】ここに、 Ｃ１₁₁〜Ｃ１₃₄：カメラ１のカメラパラメータ Ｃ２₁₁〜Ｃ２₃₄：カメラ２のカメラパラメータ 【００５０】しかして、カメラパラメータ（Ｃ１₁₁〜Ｃ
１₃₄およびＣ２₁₁〜Ｃ２₃₄）を予め定めておいて、点Ｑ
₁（Ｘ_C1，Ｙ_C2）およびＱ₂（Ｘ_C2，Ｙ_C2）を撮像画像か
ら計測し、ついでこれらの値を用いて式１および式２を
連立させて解くことにより点Ｐの３次元位置（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）を算出できる。すなわち、式１および式２を展開
し、同次座標表現における媒介変数ｈ₁およびｈ₂を消去
し、Ｘ，Ｙ，Ｚについて整理すると下記式３が得られ
る。 【００５１】 Ｂ＝Ａ＊Ｖ （３） 【００５２】ここに、 【００５３】 【数３】 【００５４】 【数４】 【００５５】 【数５】 【００５６】したがって、点Ｐの３次元座標（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）は下記式４により算出される。 Ｖ＝（Ａ^t・Ａ）^-1・Ａ^t・Ｂ （４） 【００５７】それ故、カメラ１およびカメラ２より、図
４に模式図的に示す形状の架線１０について、それぞれ
図５および図６に示すような摺面１０ａの画像が、また
同一摺面に対応する画素列Ａ，Ｂについて図７および図
８に示すような輝度曲線が得られたとすると、輝度が極
大値となる位置がエッジ（エッジ１およびエッジ２）と
認定されるから、画像処理・制御装置４において、前述
した２次元ＣＣＤカメラを用いた３次元位置計測方法を
用いることにより、エッジ１およびエッジ２の物体座標
系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）における座標を算出できる。したがっ
て、この座標を用いて簡単な数学の公式により摺面幅を
算出できる。なお、図５および図６中、符号２１はエッ
ジを、符号２２は摺面を示す。 【００５８】この場合、両眼立体視では一般的に２つの
画像の対応点を取るのに時間がかかるので、処理の迅速
化の観点から、例えば２つの画面の中央部の画素列Ａ，
Ｂが同じ摺面位置となるように、カメラ１およびカメラ
２を設置するのが好ましい。また、この実施の形態１に
おいては、カメラ１およびカメラ２は対称に配置されて
いるが、カメラ１およびカメラ２は必ずしも対称に配置
される必要はない。 【００５９】さらに画像処理・制御装置４は、算出され
た摺面幅が許容値内にあるか否か判定し、許容値外であ
れば警報装置に警報を発するように指令する。そして、
警報装置は、この指令により警報信号、警報ブザー、警
報ランプの点灯等の処置をとる。ここで、この画像処理
・制御装置４は、例えば、ＣＰＵを中心として画像処理
用メモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースな
どを備えてなるものとされる。 【００６０】また、この算出された摺面幅や判定結果
は、記録装置により記録される。この記録装置として
は、磁気記録装置、光ディスク記録装置などが用いられ
る。 【００６１】このように、実施の形態１によれば、一対
の２次元ＣＣＤカメラを用いて架線を撮像しているため
に、非接触により摺面を３次元的に計測できるので、架
線の種類や直径が変わっても摺面幅を直接測定できる。
しかも、撮像の際には集光形照明装置により撮像部近傍
のみを照明するようにしているので、張架線等の不要な
ものが撮像された画像中に存在しない。そのため、画像
処理が簡素化され、その処理時間が短縮される。また、
その算出結果は自動的に記録されるので、架線検査が効
率的になされる。さらに、摺面幅が許容値外であれば警
報が発せられるので、不具合個所の探知が迅速になされ
る。 【００６２】実施の形態２ 本発明の架線検査方法に用いられる架線検査装置の実施
の形態２の概略図を図９および図１０に示す。実施の形
態２は、実施の形態１におけるＣＣＤカメラ１，２に代
えてラインセンサカメラ１，２を用いてなるものであ
る。なお、その余の構成については実施の形態１と同様
とされている。したがって、ここでは実施の形態２の実
施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。 【００６３】以下、実施の形態２の理解を容易にするた
めに、このラインセンサカメラ１，２を用いた３次元位
置計測方法について簡単に説明する。 【００６４】いま、図１１に示すように光学系を設定し
たとすると、ラインセンサカメラ１，２の撮像面上の座
標（カメラ座標）（Ｘ_c）と、物体座標系（Ｘ，Ｙ）の
関係は透視変換の関係式５で表される。 【００６５】 【数６】 【００６６】ここに、Ｃ₁₁，Ｃ₁₂，Ｃ₁₃，Ｃ₂₁，Ｃ₂₂，
Ｃ₂₃はカメラパラメータを、ｈは倍率をそれぞれ示す。 【００６７】式５からｈを消去して、Ｘ，Ｙについて解
くと下記式６が得られる。 【００６８】 (C₂₁*X_c-C₁₁)X+(C₂₂*X_c-C₁₂)Y+C₂₃*X_c-C₁₃=0 （６） 【００６９】前記式６はカメラ１およびカメラ２につい
て成立するので、式６をカメラ１およびカメラ２に適用
して変形すると、下記式７，８が得られる。 【００７０】 (C1₂₁*X_c-C1₁₁)X+(C1₂₂*X_c-C1₁₂)Y+C1₂₃*X_c-C1₁₃=0 （７） (C2₂₁*X_c-C2₁₁)X+(C2₂₂*X_c-C2₁₂)Y+C2₂₃*X_c-C2₁₃=0 （８） 【００７１】そして、カメラ１およびカメラ２のカメラ
パラメータ（Ｃ１₁₁〜Ｃ１₂₃およびＣ２₁₁〜Ｃ２₂₃）
は、それぞれ特定されており、またカメラ座標（Ｘ_c）
も撮像画像から特定されるので、式７および式８から、
撮像されたものの物体座標系（Ｘ，Ｙ）における座標を
求めることができる。 【００７２】X=(bf-ce)/(ae-bd) Y=(af-cd)/(bd-ae) 【００７３】ここに a=C1₂₁*x_c-C1₁₁ b=C1₂₂*x_c-C1₁₂ c=C1₂₃*x_c-C1₁₃ d=C2₂₁*x_c-C2₁₁ e=C2₂₂*x_c-C2₁₂ f=C2₂₃*x_c-C2_{13 【００７４】} しかして、カメラ１およびカメラ２より、
架線１０についてそれぞれ図１２および図１３に示すよ
うな摺面１０ａの画像が得られたとすると、前述したラ
インセンサカメラ１，２を用いた３次元位置計測方法を
用いることにより、エッジ１およびエッジ２の物体座標
系（Ｘ，Ｙ）における座標を算出できる。したがって、
この座標を用いて簡単な数学の公式により摺面幅を算出
できる。 【００７５】このように、実施の形態２によれば、実施
形態１と同様に摺面幅を非接触により測定できる。ま
た、ラインセンサカメラを用いて架線を撮像しているの
で、実施の形態１と比較して検査時間が短いという効果
も得られる。 【００７６】実施の形態３ 本発明の架線検査方法に用いられる架線検査装置の実施
の形態３の概略図を図１４に示す。実施の形態３は実施
の形態１において車軸に走行距離計測手段、例えばパル
スジェネレータ１２を設けて、架線の撮像に同期させて
走行距離数も計測できるようにしてなるものである。な
お、その余の構成は実施の形態１と同様とされている。 【００７７】図１５は、この実施の形態３において得ら
れた走行区間と摺面幅との関係を、横軸に走行距離数を
取り、縦軸に摺面幅を取った場合のグラフである。図１
５から明らかなように、走行区間のどの区間においてよ
く磨耗が生ずるかを把握することができる。またその
際、この摺面幅の所定の閾値を超える区間を要注意区間
として選定してもよい。さらに、その選定された区間お
ける摺面幅が最大となる地点を抽出してもよい。このよ
うにすることにより、危険個所あるいは破断しやすい個
所の認定がただちになされるようになる。 【００７８】また、算出された摺面の位置から架線の位
置を算出して、その算出された架線の位置の車両進行方
向中心からの左右の振れを算出すれば、架線の水平方向
の偏位を算出できる。そして、算出された架線の水平方
向の偏位と走行距離計測手段により得られた走行距離と
の対応関係を求めれば、走行距離のどの位置で架線が集
電体から外れるか否かの判定できる。なお、架線の位置
は、例えば摺面の中央位置とされる。 【００７９】このように、実施の形態３においては、摺
面幅が所定の閾値を超えて、危険がある個所や区間ある
いは破断しやすい区間や個所、さらには集電不能となる
位置の認定がただちになされるようになるので、架線の
保守作業が効率的になるという実施の形態１および実施
の形態２では得られない効果が得られる。 【００８０】実施の形態４ 本発明の架線検査方法に用いられる架線検査装置の実施
の形態４の概略図を図１６に示す。実施の形態４は実施
の形態３を改変したものであって、走行距離と対応関係
がとられた摺面幅のデータ列から高周波成分を除去する
高周波成分除去手段、例えばローパスフィルタ４ａ、お
よび高周波成分が除去された摺面幅のデータ列の周波数
成分析を行う周波数分析手段、例えばスペクトルアナラ
イザ４ｂを画像処理・制御装置４に設けて、そしてその
周波数分析された周波数成分から特定の周波数成分、例
えば波状磨耗に関する周波数成分を抽出するようにして
なるものである。なお、実施の形態４のその余の構成は
実施の形態３と同様とされている。 【００８１】そのため、実施の形態４においては、図１
７に示すように、走行区間と対応関係が取られた摺面幅
のデータ列（図１７（ａ）参照）から、ローパスフィル
タ４ａにより高周波成分が除去され（図１７（ｂ）参
照）、ついでスペクトルアナライザ４ｂにより含有され
ている周波数成分のパワー分布が得られる（図１７
（ｃ）参照）。そして、得られた周波数成分のパワー分
布から、特定の周波数成分、例えば波状磨耗に関する周
波数成分を抽出すれば、摺面の磨耗が、例えば波状磨耗
によるものか否かの判定がなし得る。 【００８２】このように、実施の形態４によれば磨耗に
関与している現象を特定できるという実施の形態１ない
し実施の形態３では得られない効果が得られる。ちなみ
に、この波状磨耗が発生すると、架線の磨耗が急速に進
行する。そのため、この波状磨耗が発生している区間を
特定できるということは、その対策上重要な意義を有す
る。 【００８３】実施の形態５ 本発明の架線検査方法に用いられる架線検査装置の実施
の形態５の概略図を図１８に示す。実施の形態５は実施
の形態３を改変し、車体の前方の特定高さ位置、例えば
レール踏面Ｒａの上方にレーザ距離計１３を設置してレ
ール踏面Ｒａまでの距離をも計測できるようにしたもの
である。かかる構成とすることにより、レーザ距離計１
３により計測されたレール踏面Ｒａまでの垂直距離
ｈ₁、第１カメラ１および第２カメラ２により得られた
架線１０の高さｈ₃および第１カメラ１とレーザ距離計
１３との垂直距離ｈ₂から、架線１０のレール踏面Ｒａ
からの高さが計測できる。また、高さ計測に同期させて
走行距離も計測されているので、架線１０の勾配も計測
できる。そのため、車両の天井に設置されている機器が
架線と干渉するか否かの判定や予測ができる。 【００８４】このように、実施の形態５によれば架線１
０のレール踏面Ｒａからの高さや架線の勾配が計測され
て、車両の天井に設置されている機器の架線との干渉が
防止されるという実施の形態１ないし実施の形態４では
得られない効果が得られる。 【００８５】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
集光形照明装置により撮像する架線の近傍のみを照明す
るようにし、その照明された個所を２台のカメラにより
斜め下方より撮像し、その撮像画像により摺面のエッジ
の物体座標系における座標を算出し、その値を用いて摺
面幅を直接算出しているので、測定に要する時間を短縮
できるとともに、架線の種類が変わっても測定できると
いう優れた効果が得られる。 【００８６】また、ラインセンサカメラを用いている本
発明の好ましい態様によれば、検査時間を短かくできる
ので、車両が走行中においても計測できるという優れた
効果も得られる。 【００８７】本発明の別の好ましい態様によれば、摺面
幅、架線の水平方向の偏位や架線のレール踏面からの高
さや架線の勾配と走行区間とを対応させているので、走
行区間における危険区間の特定が容易となり、架線の保
守作業が効率的になるという優れた効果も得られる。 【００８８】本発明のさらに別の好ましい態様によれ
ば、走行区間と対応関係が取られた摺面幅のデータ列か
ら特定の周波数成分を抽出しているので、その成分から
架線の磨耗に関与している現象を特定できるという優れ
た効果も得られる。例えば、架線を急速に磨耗させる波
状磨耗が発生している箇所を検出できるという優れた効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の架線検査方法に用いられる架線検査装
置の実施の形態１の説明図である。

【図２】実施の形態１におけるカメラの配置を示す説明
図である。

【図３】実施の形態１における光学系の説明図である。

【図４】撮像される架線の説明図である。

【図５】実施の形態１におけるカメラ１による摺面の撮
像画像を示す説明図である。

【図６】実施の形態１におけるカメラ２による摺面の撮
像画像を示す説明図である。

【図７】実施の形態１におけるカメラ１による摺面の画
面中央の撮像画像を示す説明図である。

【図８】実施の形態１におけるカメラ２による摺面の画
面中央の撮像画像を示す説明図である。

【図９】本発明の架線検査方法に用いられる架線検査装
置の実施の形態２の説明図である。

【図１０】実施の形態２におけるカメラの配置を示す説
明図である。

【図１１】実施の形態２における光学系の説明図であ
る。

【図１２】実施の形態２におけるカメラ１による摺面の
撮像画像を示す説明図である。

【図１３】実施の形態２におけるカメラ２による摺面の
撮像画像を示す説明図である。

【図１４】本発明の架線検査方法に用いられる架線検査
装置の実施の形態３の説明図である。

【図１５】摺面幅と走行距離数との関係を示すグラフで
ある。

【図１６】本発明の架線検査方法に用いられる架線検査
装置の実施の形態４の説明図である。

【図１７】実施の形態４における走行区間と対応関係が
取られた摺面幅のデータ列の処理を示す説明図であっ
て、同（ａ）はデータ列が高周波成分を含んでいる状態
を示し、同（ｂ）は高周波成分が除去された状態を示
し、同（ｃ）は周波数分析がなされた状態を示す。

【図１８】本発明の架線検査方法に用いられる架線検査
装置の実施の形態５の説明図である。

【図１９】架線が集電体の摺動によりその摺面が摩耗す
ることを示す説明図である。

【図２０】特開平５ー９６９８０号公報の提案にかかわ
る検査装置の概略図である。

【図２１】従来のレーザ式架線磨耗測定装置の概略図で
ある。

【符号の説明】

１ 第１カメラ（２次元ＣＣＤカメラ、ラインセ
ンサカメラ） ２ 第２カメラ（２次元ＣＣＤカメラ、ラインセ
ンサカメラ） ３ 集光形照明装置 ４ 画像処理・制御装置 ４ａ ローパスフィルタ ４ｂ スペクトルアナライザ ５ 記録装置 ６ 警報装置 １０ 架線 １０ａ 摺面 １１ 信号ケーブル １２ パルスジェネレータ １３ レーザ距離計 Ｉ 架線検査装置 Ｔ 車両 Ｒａ レール踏面

フロントページの続き (72)発明者 上田 澄広 野田市二ツ塚118番地 川崎重工業株式会 社野田工場内 (72)発明者 金丸 孝夫 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 飯島 剛平 神戸市兵庫区和田山通２丁目１番18号 川 崎重工業株式会社兵庫工場内 (72)発明者 岡 明彦 神戸市兵庫区和田山通２丁目１番18号 川 崎重工業株式会社兵庫工場内 (72)発明者 中野 康夫 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 上月 敏裕 明石市川崎町１番１号 川崎重工業株式会 社明石工場内 (72)発明者 村田 聰 大阪市北区芝田二丁目４番24号 西日本旅 客鉄道株式会社内 (72)発明者 酒井 謙次 大阪市北区芝田二丁目４番24号 西日本旅 客鉄道株式会社内

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架線のほぼ真下から架線を斜めに集光的
   に照射する手順と、 架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
   斜め下方から撮像する手順と、 両画像の対応する画素列における輝度が極大値となる位
   置を検出する手順と、 前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
   る手順と、 前記算出された座標により摺面幅を算出する手順とを含
   んでなることを特徴とする架線検査方法。
2. 【請求項２】 架線のほぼ真下から架線を斜めに集光的
   に照射する手順と、 架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
   斜め下方から撮像する手順と、 両画像の対応する画素列における輝度が極大値となる位
   置を検出する手順と、 前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
   る手順と、 前記算出された座標により摺面幅を算出する手順と、 前記算出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定する
   手順とを含んでなることを特徴とする架線検査方法。
3. 【請求項３】 架線のほぼ真下から架線を斜めに集光的
   に照射する手順と、 架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
   斜め下方から撮像する手順と、 両画像の対応する画素列における輝度が極大値となる位
   置を検出する手順と、 前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
   る手順と、 前記算出された座標により摺面幅を算出する手順と、 前記算出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定する
   手順と、 前記判定において許容値外と判定すると警報を発する手
   順とを含んでなることを特徴とする架線検査方法。
4. 【請求項４】 架線のほぼ真下から架線を斜めに集光的
   に照射する手順と、 架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
   斜め下方から撮像する手順と、 両画像の対応する画素列における輝度が極大値となる位
   置を検出する手順と、 前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
   る手順と、 前記算出された座標により摺面幅を算出する手順と、 前記算出された摺面幅を記録する手順とを含んでなるこ
   とを特徴とする架線検査方法。
5. 【請求項５】 架線のほぼ真下から架線を斜めに集光的
   に照射する手順と、 架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
   斜め下方から撮像する手順と、 両画像の対応する画素列における輝度が極大値となる位
   置を検出する手順と、 前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
   る手順と、 前記算出された座標により摺面幅を算出する手順と、 前記算出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定する
   手順と、 前記算出された摺面幅および／または判定結果を記録す
   る手順とを含んでなることを特徴とする架線検査方法。
6. 【請求項６】 架線のほぼ真下から架線を斜めに集光的
   に照射する手順と、 架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
   斜め下方から撮像する手順と、 前記撮像に同期させて車両の走行距離を計測する手順
   と、 両画像の対応する画素列における輝度が極大値となる位
   置を検出する手順と、 前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
   る手順と、 前記算出された座標により摺面幅を算出する手順と、 前記算出された摺面幅と、前記計測された走行距離との
   対応関係を求める手順と、 前記走行距離と対応関係が求められた摺面幅において、
   所定の閾値を超える走行区間を抽出する手順とを含んで
   なることを特徴とする架線検査方法。
7. 【請求項７】 架線のほぼ真下から架線を斜めに集光的
   に照射する手順と、 架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
   斜め下方から撮像する手順と、 前記撮像に同期させて車両の走行距離を計測する手順
   と、 両画像の対応する画素列における輝度が極大値となる位
   置を検出する手順と、 前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
   る手順と、 前記算出された座標から架線の位置を算出する手順と、 前記算出された架線の位置から架線の水平方向の偏位を
   算出する手順と、 前記算出された架線の水平方向の偏位と前記計測された
   走行距離との対応関係を求める手順とを含んでなること
   を特徴とする架線検査方法。
8. 【請求項８】 架線のほぼ真下から架線を斜めに集光的
   に照射する手順と、 架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
   斜め下方から撮像する手順と、 前記撮像に同期させて車両の走行距離を計測する手順
   と、 両画像の対応する画素列における輝度が極大値となる位
   置を検出する手順と、 前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
   る手順と、 前記算出された座標により摺面幅を算出する手順と、 前記算出された摺面幅と、前記計測された走行距離との
   対応関係を求める手順と、 前記走行距離と対応関係が求められた摺面幅のデータ列
   から高周波成分を除去する手順と、 前記高周波成分が除去された摺面幅のデータ列の周波数
   分析を行う手順と、 前記周波数分析により得られた周波数成分から特定の周
   波数成分を抽出する手順とを含んでなることを特徴とす
   る架線検査方法。
9. 【請求項９】 前記特定の周波数成分が波状磨耗に関す
   る周波数成分とされることを特徴とする請求項８記載の
   架線検査方法。
10. 【請求項１０】 架線のほぼ真下から、架線を斜めに集
    光的に照射する手順と、 架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
    斜め下方から撮像する手順と、 前記撮像に同期させてレール踏面の車両の特定位置から
    の距離を計測する手順と、 両画像の対応する画素列における輝度が極大値となる位
    置を検出する手順と、 前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
    る手順と、 前記算出された座標および前記計測されたレール踏面の
    車両の特定位置からの距離を用いて架線摺面のレール踏
    面からの高さを算出する手順とを含んでなることを特徴
    とする架線検査方法。
11. 【請求項１１】 架線のほぼ真下から、架線を斜めに集
    光的に照射する手順と、 架線の照射された個所を、その右横斜め下方および左横
    斜め下方から撮像する手順と、 前記撮像に同期させて車両の走行距離を計測する手順お
    よびレール踏面の車両の特定位置からの距離を計測する
    手順と、 両画像の対応する画素列における輝度が極大値となる位
    置を検出する手順と、 前記検出された輝度の極大値となる位置の座標を算出す
    る手順と、 前記算出された座標および前記計測されたレール踏面の
    車両の特定位置からの距離を用いて架線摺面のレール踏
    面からの高さを算出する手順と、 前記算出された架線摺面のレール踏面からの高さおよび
    走行距離から架線の勾配を算出する手順とを含んでなる
    ことを特徴とする架線検査方法。
12. 【請求項１２】 一対の撮像手段と集光形照明手段と画
    像処理・制御手段とを備え、 前記撮像手段が車両の屋根上において、一方の撮像手段
    が架線をその右横斜め下方から撮像するように配設さ
    れ、他方の撮像手段が架線をその左横斜め下方から撮像
    するように配設され、 前記集光形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する
    屋根上において、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方か
    ら照明する位置に配設され、 前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
    手段からの画像の対応する画素列から、輝度が極大値と
    なる位置が検出され、前記検出された位置の座標が算
    出され、前記算出された座標により摺面幅が算出され
    ることを特徴とする架線検査装置。
13. 【請求項１３】 一対の撮像手段と集光形照明手段と画
    像処理・制御手段とを備え、 前記撮像手段が車両の屋根上において、一方の撮像手段
    が架線をその右横斜め下方から撮像するように配設さ
    れ、他方の撮像手段が架線をその左横斜め下方から撮像
    するように配設され、 前記集光形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する
    屋根上において、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方か
    ら照明する位置に配設され、 前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
    手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大値とな
    る位置が検出され、前記検出された位置の座標が算出
    され、前記算出された座標により摺面幅が算出され、
    前記算出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定さ
    れることを特徴とする架線検査装置。
14. 【請求項１４】 一対の撮像手段と集光形照明手段と画
    像処理・制御手段と警報手段とを備え、 前記撮像手段が車両の屋根上において、一方の撮像手段
    が架線をその右横斜め下方から撮像するように配設さ
    れ、他方の撮像手段が架線をその左横斜め下方から撮像
    するように配設され、 前記集光形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する
    屋根上において、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方か
    ら照明する位置に配設され、 前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
    手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大値とな
    る位置が検出され、前記検出された位置の座標が算出
    され、前記算出された座標により摺面幅が算出され、
    前記算出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定さ
    れ、 前記判定により摺面幅が許容値外であると判定された場
    合、前記警報手段から警報が発せられることを特徴とす
    る架線検査装置。
15. 【請求項１５】 一対の撮像手段と集光形照明手段と画
    像処理・制御手段と記録手段とを備え、 前記撮像手段が車両の架線のほぼ真下に対応する屋根上
    において、一方の撮像手段が架線をその右横斜め下方か
    ら撮像するように配設され、他方の撮像手段が架線をそ
    の左横斜め下方から撮像するように配設され、 前記集光形照明手段が車両の屋根上において、前記撮像
    手段の撮像位置を斜め下方から照明する位置に配設さ
    れ、 前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
    手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大値とな
    る位置が検出され、前記検出された位置の座標が算出
    され、前記算出された座標により摺面幅が算出され、 前記記録手段により前記算出された摺面幅が記録される
    ことを特徴とする架線検査装置。
16. 【請求項１６】 一対の撮像手段と集光形照明手段と画
    像処理・制御手段と記録手段とを備え、 前記撮像手段が車両の架線のほぼ真下に対応する屋根上
    において、一方の撮像手段が架線をその右横斜め下方か
    ら撮像するように配設され、他方の撮像手段が架線をそ
    の左横斜め下方から撮像するように配設され、 前記集光形照明手段が車両の屋根上において、前記撮像
    手段の撮像位置を斜め下方から照明する位置に配設さ
    れ、 前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
    手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大値とな
    る位置が検出され、前記検出された位置の座標が算出
    され、前記算出された座標により摺面幅が算出され、
    前記算出された摺面幅が許容値内にあるか否か判定さ
    れ、 前記記録手段により、前記算出された摺面幅および／ま
    たは前記判定結果が記録されることを特徴とする架線検
    査装置。
17. 【請求項１７】 一対の撮像手段と集光形照明手段と画
    像処理・制御手段と走行距離計測手段とを備え、 前記撮像手段が車両の屋根上において、一方の撮像手段
    が架線をその右横斜め下方から撮像するように配設さ
    れ、他方の撮像手段が架線をその左横斜め下方から撮像
    するように配設され、 前記集光形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する
    屋根上において、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方か
    ら照明する位置に配設され、 前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
    手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大値とな
    る位置が検出され、前記検出された位置の座標が算出
    され、前記算出された座標により摺面幅が算出され、
    前記算出された摺面幅と前記走行距離計測手段により
    得られた走行距離との対応関係が求められ、前記走行
    距離との対応関係が求められた摺面幅から所定の閾値を
    超える走行区間が抽出されることを特徴とする架線検査
    装置。
18. 【請求項１８】 一対の撮像手段と集光形照明手段と画
    像処理・制御手段と走行距離計測手段とを備え、 前記撮像手段が車両の屋根上において、一方の撮像手段
    が架線をその右横斜め下方から撮像するように配設さ
    れ、他方の撮像手段が架線をその左横斜め下方から撮像
    するように配設され、 前記集光形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する
    屋根上において、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方か
    ら照明する位置に配設され、 前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
    手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大値とな
    る位置が検出され、前記検出された位置の座標が算出
    され、前記算出された座標から架線の位置が算出さ
    れ、前記算出された架線の位置から架線の水平方向の
    偏位が算出され、前記算出された架線の水平方向の偏
    位と走行距離との対応関係が求められることを特徴とす
    る架線検査装置。
19. 【請求項１９】 一対の撮像手段と、集光形照明手段
    と、高周波成分除去手段と周波数分析手段とを有する画
    像処理・制御手段と、走行距離計測手段とを備え、 前記撮像手段が車両の屋根上において、一方の撮像手段
    が架線をその右横斜め下方から撮像するように配設さ
    れ、他方の撮像手段が架線をその左横斜め下方から撮像
    するように配設され、 前記集光形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する
    屋根上において、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方か
    ら照明する位置に配設され、 前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
    手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大値とな
    る位置が検出され、前記検出された位置の座標が算出
    され、前記算出された座標により摺面幅が算出され、
    前記算出された摺面幅と前記走行距離計測手段により
    得られた走行距離との対応関係が求められ、前記高周
    波成分除去手段により前記走行距離との対応関係が求め
    られた摺面幅のデータ列から高周波成分が除去され、
    前記周波数分析手段により前記高周波成分が除去された
    摺面幅のデータ列の周波数分析がなされ、前記周波数
    分析により得られた周波数成分から特定の周波数成分が
    抽出されることを特徴とする架線検査装置。
20. 【請求項２０】 前記特定の周波数成分が波状磨耗に関
    する周波数成分とされることを特徴とする請求項１９記
    載の架線検査装置。
21. 【請求項２１】 一対の撮像手段と集光形照明手段と画
    像処理・制御手段と距離計測手段とを備え、 前記撮像手段が車両の屋根上において、一方の撮像手段
    が架線をその右横斜め下方から撮像するように配設さ
    れ、他方の撮像手段が架線をその左横斜め下方から撮像
    するように配設され、 前記集光形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する
    屋根上において、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方か
    ら照明する位置に配設され、 前記距離計測手段により、車両の特定位置からレール踏
    面までの距離が計測され、 前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
    手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大値とな
    る位置が検出され、前記検出された位置の座標が算出
    され、前記算出された座標および前記計測されたレー
    ル踏面までの距離とから架線摺面のレール踏面からの高
    さが算出されることを特徴とする架線検査装置。
22. 【請求項２２】 一対の撮像手段と、集光形照明手段
    と、高周波成分除去手段と周波数分析手段とを有する画
    像処理・制御手段と、走行距離計測手段と距離計測手段
    とを備え、 前記撮像手段が車両の屋根上において、一方の撮像手段
    が架線をその右横斜め下方から撮像するように配設さ
    れ、他方の撮像手段が架線をその左横斜め下方から撮像
    するように配設され、 前記集光形照明手段が車両の架線のほぼ真下に対応する
    屋根上において、前記撮像手段の撮像位置を斜め下方か
    ら照明する位置に配設され、 前記距離計測手段により、車両の特定位置からレール踏
    面までの距離が計測され、 前記画像処理・制御手段において、入力された両撮像
    手段からの画像の対応する画素列から輝度が極大値とな
    る位置が検出され、前記検出された位置の座標が算出
    され、前記算出された座標および前記計測されたレー
    ル踏面までの距離とから架線摺面のレール踏面からの高
    さが算出され、前記算出された架線摺面のレール踏面
    からの高さおよび前記走行距離計測手段により得られた
    走行距離から架線の勾配が算出されることを特徴とする
    架線検査装置。