JPH1051590A - 連続走査画像取込装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軌道面や軌道設備等の長大な対象設備の精密
な画像を低コストで得ることができ、車輌走行時の画像
データ取り込み時において画像処理し、画像データ蓄積
のための記憶容量を小さくすることを目的とする。 【解決手段】 ラインスキャンセンサと、このラインス
キャンセンサの車両移動方向への移動速度若しくは移動
量を検出するセンサ移動量検出手段と、ラインスキャン
センサによって撮影された連続走査画像データを記憶す
る記憶手段と、ライン走査画像の画像データをセンサ移
動量検出手段によって算出される車両の移動量に対応し
た記憶手段の所定アドレスに記憶させる制御手段とを有
して構成される。 そして、ラインスキャンセンサによ
って撮影された各ライン走査画像データをラインスキャ
ンセンサの車両移動方向への移動速度（垂直掃引速度）
に対応して順次記憶手段に記録していき、結果としてラ
イン走査画像の画像データが記憶手段内の車両の移動量
に対応したメモリーアドレスに記録される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフィールドにおいて
道路面や軌道面等の長大設備を撮影するための連続走査
画像撮影システムに関するものであり、詳しくは道路、
軌道並びに架線のような長大設備を連続走査画像を利用
して移動しながら撮影し、この撮影した連続画像を画像
データベースとして蓄積する可動式の連続走査画像取込
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道軌道等の長大設備の点検等に
ついては現場作業員が現場を巡回し目視により点検して
いたが、長大設備の異常検出、修復をより速やかに行う
ために、従来の現場巡回に代わって、営業列車や画像収
録車などにより撮影された長大設備の連続走査画像を画
像データベースにして検索点検する方法が開発されてい
る。このような画像処理装置を用いた設備維持管理シス
テムでは、設備管理者が室内において画像データベース
から出力される対象画像をディスプレー上に表示し、肉
眼で対象物の状態を観察したり或いは、定型的な検査処
理に関しては計算機で支援して点検することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな設備維持管理システムにおいて、ビデオカメラを移
動車体に取り付け、しかも移動しながら対象物の二次元
的な画像を精細な画質で捉えようとすると、カメラ性能
を高速度、高解像度のものとする必要があり、現実的に
は価格、規模ともに大がかりなものとなってしまうおそ
れがある。一方、一次元走査画像（ラインスキャン方
式）を使用して連続画像の画像形成を行うと標準的なビ
デオ画像等に比べて非常に高い解像度を実現できるが、
そのためには膨大な画像データの蓄積が必要であり、シ
ステム自体に画像表示、検索のための膨大な記憶容量を
有したメモリを備えることが必要となる。

【０００４】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、軌道面や軌道設備等の長大な対象設備の
精密な画像を低コストで得ることができ、且つラインス
キャンセンサより逐次取り込まれる連続走査画像の画像
データを一旦記憶させた後、画像処理して画像データベ
ースとする手間をかけることなく、車輌走行時の画像デ
ータ取り込み時において画像処理し、画像データ蓄積の
ための記憶容量を小さくすることのできる可動式の連続
走査画像取込装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係る連続走査画像取込装置は車両走
行面に沿って配設された設備の横断面走査画像を撮影す
るラインスキャンセンサを車両に取り付けて使用する。
そして、このラインスキャンセンサを車両の走行方向に
対して直角な方向に一定速度で走査し、車両幅方向のラ
イン走査画像を取り込みながら車両の移動により走行方
向に掃引して連続走査画像を撮影する。

【０００６】本発明に係る連続走査画像取込装置は、こ
のラインスキャンセンサと、このラインスキャンセンサ
の車両移動方向への移動速度若しくは移動量を検出する
センサ移動量検出手段と、ラインスキャンセンサによっ
て撮影されたライン走査画像データを記憶する記憶手段
と、ライン走査画像の画像データをセンサ移動量検出手
段によって算出される車両の移動量に対応した記憶手段
の所定アドレスに記憶させる制御手段とを有して構成さ
れる。そして、ラインスキャンセンサによって撮影され
た各ライン走査画像データをラインスキャンセンサの車
両移動方向への移動速度（垂直掃引速度）に対応して順
次記憶手段に記録していき、結果としてライン走査画像
の画像データが記憶手段内の車両の移動量に対応したメ
モリーアドレスに記録されるように構成されている。

【０００７】このように構成された連続走査画像取込装
置においては、ラインスキャンセンサが車両の走行方向
に対して直角な方向のライン走査画像を１ライン分若し
くは数ライン分、繰り返し一定速度で取り込む。そし
て、常に所定のメモリーアドレスに書き込み記録する。
車両が走行し、ラインスキャンセンサの移動があると、
ラインセンサによって取り込まれたライン走査画像はそ
の移動速度に合わせ、その移動速度によって決定される
移動量に対応したメモリの所定アドレスに書き込まれ
る。ここで、センサの移動速度が遅い場合には一度記録
したデータの上に数ライン毎に重なった新たなライン走
査画像データが再度記録されていく。

【０００８】その結果、画像データ記憶後にライン走査
画像データを画像処理して再生用の画像データベースと
することなく、記憶手段に取り込んだままの状態で直ち
に再生可能な連続走査画像データを形成することがで
き、連続走査画像データの記憶に必要な記憶容量を最小
限に抑えることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る連続走査画像取込装置を装備した軌道車が軌道面
の保守点検のために軌道面の画像を取り込む場合の一実
施の態様について説明する。図１は軌道車１の後部にラ
インスキャンセンサ１０がレンズ面を軌道面２に向けて
配設されている状況を模式的に表している。ラインスキ
ャンセンサ１０はライン走査領域１１内を一定の速度で
往復動作しながら軌道面２のライン走査画像を取り込む
（これを水平走査という）。

【００１０】軌道車１が移動し始めるとこれに伴い車両
後部に配設されたラインスキャンセンサ１０も移動方向
に移動しながら水平走査されて、ラインスキャンセンサ
１０は新たなライン走査画像を取り込むことができる。
すなわち、ラインスキャンセンサ１０は軌道車１の走行
方向の移動速度に応じて順次新たなライン走査画像を取
り込んでいくことになる（これを掃引という）。なお、
連続走査画像データの対象としては本実施の態様で述べ
る軌道面２の他にトンネル壁面、架線等も考えられる。

【００１１】ところで、ラインスキャンセンサ１０を一
定速度で水平走査して取り込むライン走査画像を軌道車
１の移動速度で掃引して新たに撮影していったのでは、
軌道車１の移動速度が常に一定の場合にはよいが移動速
度が変化すると、低速度の場合と高速度に場合では軌道
車１の走行方向の移動距離が異なることになり、取り込
まれるライン走査画像の解像度や画像データの記憶容量
に影響を及ぼすことになる。

【００１２】言い換えれば、ラインスキャンセンサ１０
によって撮影されるライン走査画像の解像度を一定の低
速走行時の移動距離に合わせて設定すると高速時におい
て撮影されるライン走査画像の移動方向の解像度が悪く
なり、逆に、所定の高速時におけるライン走査画像にお
いて最適な解像度が得られる状態にすると低速時のライ
ン走査画像には重複した画像データも多く含まれ、これ
を全て記憶装置に記憶して行くと膨大な記憶容量が必要
となる。従って、このような重複した不要な画像データ
を記憶させることなく移動距離に応じて必要な画像デー
タのみを記憶させることができれば記憶容量を小さくす
ることができることになる。

【００１３】本発明に係る連続走査画像取込装置は以上
のような観点から、図２に示すような構成要素を有して
構成されている。１０はラインスキャンセンサであり、
２０はこのラインスキャンセンサ１０の車両走行方向へ
の移動速度、移動量を検出するセンサ移動量検出器であ
り、３０は画像記録装置である。この画像記録装置３０
は高速大容量の記憶装置３２と記憶装置３２への画像デ
ータの書き込みを制御する制御回路３１を有して構成さ
れている。

【００１４】ラインスキャンセンサ１０は高速撮影可能
な一次元カメラであり、電子式、機械式のスキャニング
カメラとして既に実用化されているカメラを使用するこ
とができる。本実施例に使用されるスキャニングカメラ
では１ラインにおよそ２０００画素の画像データ入力性
能を持ったカメラヘッドが使用される。なお、赤外線カ
メラとして熱画像を撮影することも可能である。

【００１５】センサ移動速度検出器２０は車輪に取り付
けられたパルスジェネレータから連続パルスを入力し車
輪回転速度を選出する方法が最も一般的であるが、本発
明の発明者が発明した既に出願済みの軌道車の速度検出
装置及びこれを用いた現在位置検出装置（特平願８−１
６８８２３）を用いれば、きわめて正確なセンサ移動速
度並びに移動量を検出することができる。

【００１６】記憶装置３２に関しては特に限定はなくデ
ータレコーダ等であってもよいが、画像ファイルの容量
は測定対象物の長さに依存し、数１００ギガバイトにも
達することがあるのでなるべく大容量の記憶装置を選択
する必要がある。制御装置３１はラインスキャンセンサ
１０によって撮影された各ライン走査画像データをライ
ンスキャンセンサ１０の車両移動方向への移動速度（垂
直掃引速度）に対応して順次記録装置に記録していき、
結果としてライン走査画像の画像データが記憶装置３２
内の車両の移動量に対応したメモリーアドレスに記録さ
れるように書き込み制御する。

【００１７】以上のように構成された本発明に係る連続
走査画像取込装置では、ラインスキャンセンサ１０が常
に一定の速度で繰り返し水平走査されており、軌道面２
のライン走査画像を撮影している。車両が停車中におい
ては、撮影されたライン走査画像の画像データは記憶装
置３２の所定のアドレスに繰り返し上書きされて記憶さ
れるだけであり、記憶装置の新たなアドレスに順次記憶
されることはない。従って、新たなメモリーを使用する
ことはない。

【００１８】車両が移動し始めるとラインスキャンセン
サ１０も車両速度で移動し、車両の走行方向に掃引され
る。するとラインスキャンセンサ１０は移動に伴って新
しいライン画像データを取り込むことになり、この新た
なライン走査画像データはセンサ移動速度（垂直掃引速
度）に対応して順次記憶装置に記憶され、結果的に車両
の移動量に対応したメモリーアドレスに記録される。所
定速度で定速走行を行うときには前記ライン走査画像デ
ータは次々と新しいアドレスに記憶され、記憶装置３２
に記憶されたライン走査画像データは車両の移動量に対
応した連続走査画像データを記憶装置３２内に形成する
ことになる。

【００１９】しかし、車両速度が低速になると、ライン
スキャンセンサ１０の一往復のスキャンニング時間に車
両が移動する距離は少なくなり、従って、この一回のス
キャンニング時間に取り込んだライン走査画像データを
記憶装置３２の新たなメモリアドレスにそのまま記憶さ
せると、必要な画像データが重複して記憶されることに
もなり記憶容量は膨大なものが必要となる。そこで、記
憶装置３２への書き込みを車両の移動速度に対応してメ
モリのアドレス位置を選択しながら行う。

【００２０】このようにすれば、車両の移動量が少ない
ときには、新たに取り込まれるライン走査画像データは
既に記憶されているライン走査画像データに一部上書き
した状態で順次記憶されていくことになり、その結果、
ライン走査画像データは記憶装置３２内の車両の移動量
に対応したメモリーアドレスに記録される。すなわち、
記憶装置３２が記憶すべきデータ量は画像データ取り込
みが行われた距離のみによって決定され、記憶装置３２
に記憶されているデータはそのまま軌道面２の連続走査
画像の画像データとなる。

【００２１】なお、記憶装置３２に記憶されている連続
走査画像データは画像処理装置（図示しない）によって
記憶装置から逐次取り出され、表示手段上において水平
及び垂直走査されて画像を形成する。このとき連続走査
画像データは車両の移動量に対応して記憶されているた
め、車両の移動速度に拘わらず一定の画素密度の画面を
再生できる。また、一定速度でスクロールされる連続走
査画像とすることができる。

【００２２】

【実施例】連続走査画像を利用した設備検査のために必
要となる解像度は、軌道面２の傷なども検出することを
考えると、１ミリメートル×１ミリメートル程度の解像
度を持つことが必要である。そこで今、２０００画素の
カメラヘッドで、１秒間に１２５００回水平走査するラ
インスキャンセンサを用い、４５キロメータ／hourの速
度で２メートルの軌道幅を撮影すると、理想的な１ミリ
メートル×１ミリメートルの解像度の連続走査画像が得
られる。このような解像度を有するラインスキャンセン
サ１０を用いて図３に示すような速度モードで移動する
軌道車１に関し必要な記憶容量を計算してみる。

【００２３】本発明に係る連続走査画像取込装置を使用
しない場合には、５０秒間に５０（秒）×２０００（画
素）×１２５００（スキャン）×（ライン走査画像デー
タ）＝１．２５×１０⁹ＭＢ×画像データとなる。一
方、本発明に係る画像取込装置によって軌道車１の移動
速度に同期させて記憶装置３２に記憶していく場合、図
３に示す速度モードでは延べ走行距離が３０５．５メー
トルとなるので、３０５．５（メートル）×２０００
（画素）×（ライン走査画像データ）＝０．６１１×１
０⁹ＭＢ×画像データとなり、このような例では必要な
記憶容量は前述の半分で済むことになる。すなわち、本
実施例のようなラインスキャンセンサ１０を用いると、
１ミリメートルの移動によって１ライン分の画素データ
を新たにメモリーしていくことになる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る連続走査画
像取込装置よれば、ライン走査画像データの記憶装置へ
の書き込みを車両の移動速度に対応して行っているの
で、重複した画像データを別々に記憶する必要がなく、
記憶容量を少なくすることができる。また、ラインスキ
ャンセンサが取り込む連続走査画像データは記憶装置内
の車両移動量に対応したアドレスに記憶されていくの
で、検索時に場所の特定を簡単に行うことができる。さ
らに、車両速度によって解像度が変わることなく、精密
な画像を低コストで得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラインスキャンセンサによる軌道面の移動撮影
状況を示す模式図である。

【図２】本発明に係る連続走査画像取込装置の構成を示
すブロック図である。

【図３】実施例に示す画像取込装置の車両の速度モード
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 軌道車 ２ 軌道面 １０ ラインスキャンセンサ １１ ライン走査領域 ２０ センサ移動量検出手段 ３０ 画像記憶装置 ３１ 制御装置 ３２ 記憶装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行可能な車両に取り付けられ、この車
   両の走行方向に対し直角な方向に走査させて車両幅方向
   のライン走査画像を得、さらに前記車両の移動により走
   行方向に掃引させて走行面に沿って配設された設備の連
   続走査画像を撮影するラインスキャンセンサと、 前記ラインスキャンセンサの前記車両の走行方向への移
   動量を算出するセンサ移動量検出手段と、 前記連続走査画像の画像データを記憶する記憶手段と、 前記ライン走査画像の画像データを前記センサ移動量検
   出手段によって算出される前記車両の移動量に対応した
   前記記憶手段の所定アドレスに記憶させる制御手段とか
   らなる連続走査画像取込装置であって、 前記制御手段により前記記憶手段内の所定アドレスに前
   記車両の移動に伴って撮影されたライン走査画像の画像
   データを記憶させていくことによって前記記憶手段内に
   おいて前記車両の移動量に対応した連続走査画像データ
   を形成していくことを特徴とする連続走査画像取込装
   置。