JPH11101613A

JPH11101613A - 軌道検査装置

Info

Publication number: JPH11101613A
Application number: JP27991397A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Shinoda; 衛篠田; Yoshihisa Shimoyama; 善久下山; Hideji Matsuzawa; 秀司松沢
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokimec Inc
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 1999-04-13
Anticipated expiration: 2017-09-26
Also published as: JP3908355B2

Abstract

(57)【要約】【課題】継目板を基準にして的確に検測車からレール
遊間を撮影しうる軌道検査装置を実現する。【解決手段】撮像装置３１によるレール遊間の撮像を
軌道構造物検出手段の検出結果に基づいて行う軌道検査
装置において、軌道構造物検出手段は、レール２０側面
に付設された継目板２３を検出する継目板検出手段９０
であり、これ９０は、継目板２３に向けて斜め上から点
状の又はレール長手方向に線状の送光を行う手段９１
と、レール長手方向と直交する方向における反射光の位
置を検出する手段９２と、その検出位置の変化に基づい
て継目板２３についての検出判別を行う手段９３とを備
えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地上や地下に敷
設されたレールにおける遊間の撮像等に基づいて又はそ
の撮像等に伴ってなされる軌道状態の検査を行う軌道検
査装置に関し、詳しくは、走行する検測車から軌道検査
装置によって軌道状態を的確に検査するための改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図１２に概要模式図を示した軌道検査装
置３０は、検測車１０の車体１１に搭載して用いられる
基本的なものであり、検測車１０の車輪１２間において
レール２０のレール頂面２１へ向けて車体１１に取着さ
れた撮像装置としてのカメラ３１と、カメラ３１で撮っ
た画像データを処理してビデオテープに記録したり表示
部３３へ送出して表示させたりする画像処理部３２とを
備えたものである。そして、検測車１０が走行するのに
伴って、検査対象のレールを次々に撮影するが、十分な
解像度・精度で撮影を継続するのはデータ量が膨大とな
って保存や検索に支障を来たすことから、検査対象とし
て特に重要なレール遊間２２を選出しての断続的な撮像
が行われる。すなわち、軌道上に設けられた構造物を検
出する軌道構造物検出手段を設けて、この軌道構造物検
出手段の検出結果に基づいたタイミングで撮像装置によ
るレール遊間の撮像を行うのである。

【０００３】従来、撮像装置と軌道構造物検出手段とを
具備した軌道検査装置として、特開平３−１６５２０７
号公報や，特開平３−２２５２０８号公報，特開平３−
２２５２０９号公報などに記載されたものが知られてい
る。いずれにも、軌道構造物検出手段としては、レール
遊間そのものを検出する手段が、設けられている。図１
３にその構造図を掲げたが、この軌道検査装置は、画像
処理部３２と共にトリガ部４３が車体１１内に設置さ
れ、カメラ３１がレール２０へ向けて車体１１の下部に
取着され、カメラ３１の周りに照明用のストロボ５１が
配置され、さらにストロボ５１の左右外側に軌道構造物
検出手段としてのレーザ送光部４１及びレーザ受光部４
２も設けられている。

【０００４】これらは、車体１１下面に取着された保護
カバー６１によって覆われている。そして、その透明窓
６２を介してレーザ送光部４１，レーザ受光部４２によ
るレール遊間２２の検出と共にカメラ３１によるレール
遊間２２の撮像を行う。具体的には、レーザ送光部４１
からレール頂面２１へスリット状のレーザビーム４４を
照射し、その反射光を反対側のレーザ受光部４２によっ
て受けていて、ビーム照射位置がレール頂面２１の途切
れるレール遊間２２に来たときにレーザ光の反射が途切
れることに基づいてレール遊間２２の存在を検出する。
レール遊間２２が検出されると、トリガ部４３からスト
ロボ５１及びカメラ３１に対して撮像処理実行のトリガ
が送出される。こうして、レール遊間の撮像がレール遊
間の検出に基づいて行われるのである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の軌道検査装置では、レール遊間におけるレー
ザ光の反射の喪失でレール遊間を検出し、この検出に基
づいてレール遊間の撮像が行われていたため、レーザ光
路上に草等の異物が存在していてこれによってレーザ光
が断たれる状況では検出の精度や信頼性を確保するのが
難かしいと思われる。また、レール遊間に向けてレール
が伸びてきてレール遊間が極めて狭くなったときも、同
様の難しさが有ると考えられる。これに対し、レール遊
間の検出に代えて継目板の検出を行うこと等も上述の公
報で触れられてはいるが、具体的な手段は開示されてい
ない。継目板は、レールの側面に付設されている上に、
上端の幅がレール頂面よりも狭いので、単純に反射光の
有無によって検出したのでは、レール遊間の場合より却
って不安定にも成りかねない。さらには継目板の長さに
数種類の異なる規格が存在するので一筋縄では納まらな
い。レールの継目板を検出することは言うほど容易では
ないのである。そこで、継目板の検出に基づいて的確に
検測車からレール遊間を撮影しうるような軌道検査装置
を案出することが課題となる。

【０００６】また、レール遊間やレール温度などの軌道
構造物状態等を検出するに際し光学的な手段が用いられ
ているが、その場合、光路上に不透明な物体が存在する
と検出の妨げになる。さらに異物がカメラ等に衝突する
とカメラ等を損なうおそれもある。このため、従来は固
い保護カバーや透明窓で光学系が覆われていたが、固い
保護カバーはレールや軌道構造物等との接触を避けるた
めに十分にレール等からの距離を保つ必要があった。し
かしながら、鉄道等の軌道においては、レールの脇の直
ぐ近くまで雑草が生い茂っていることも有りうるし、レ
ール周りに紙屑や砂等の異物が舞っていて光路が遮られ
ることもしばしば起こりうる。このような場合、検出の
確度を十分に高めることは難しい。このことは、レール
の側面方向や斜め上から軌道構造物の検出を行う際に、
顕著な影響を与える。そこで、軌道構造物状態等を検出
するに際し、より確実に且つ柔軟に光路を確保しうるよ
うに工夫することも課題となる。

【０００７】さらに、上方からレール遊間を撮影するこ
とでレール遊間の程度等は検知することが可能となる
が、これだけで段ちがいと呼ばれるレールの上下方向ず
れや食い違いと呼ばれるレールの横方向ずれまでが明確
になる訳ではない。そのような画像ではレールエッジが
鋭利でないので映像がはっきりしないため、ずれを検出
するには精度が不足しているのである。そこで、レール
遊間の撮像用の撮像装置等を利用して簡便にレールのず
れを検出できれば好都合である。

【０００８】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、継目板を基準にして的確に検
測車からレール遊間を撮影しうる軌道検査装置を実現す
ることを目的とする。また、本発明は、検出光路を確実
かつ柔軟に確保しうる軌道検査装置を実現することを目
的とする。さらに、本発明は、レールのずれを検出しう
る軌道検査装置を実現することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第１乃至第６の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。

【００１０】［第１の解決手段］第１の解決手段の軌道
検査装置は（、出願当初の請求項１に記載の如く）、撮
像装置と軌道構造物検出手段とを具備し前記撮像装置に
よるレール遊間の撮像を前記軌道構造物検出手段の検出
結果に基づいて行う軌道検査装置において、前記軌道構
造物検出手段は、レール側面に付設された継目板を検出
する継目板検出手段であり、この継目板検出手段は、前
記継目板に向けて斜め上から点状の（又はレール長手方
向に線状の）送光を行う手段と、レール長手方向と直交
する方向における反射光の位置を検出する手段と、その
検出位置の変化に基づいて前記継目板についての検出判
別を行う手段とを備えたものであることを特徴とするも
のである。

【００１１】このような第１の解決手段の軌道検査装置
にあっては、通常、検測車に搭載されて用いられ、レー
ル状態の検査のため、検測車走行中に撮像装置によるレ
ール遊間の撮像が軌道構造物検出手段の検出結果に基づ
いて行われるのであるが、この軌道構造物の検出につい
ては、継目板検出手段によって、レール側面に付設され
た継目板の検出が行われる。しかも、その際に、点状の
送光が継目板に向けて斜め上から行なわれるが、あるい
はレール長手方向に線状に延びた送光が継目板に向けて
斜め上から行なわれるが、このような光の当たるところ
は、継目板が有ればそこのところになり、継目板が無け
ればレール側面のところとなる。これにより、反射光は
原則として常に存在することとなる。レール遊間のとこ
ろには継目板が存在するはずなのでそこでも反射光は観
測される。

【００１２】そして、このような反射光について、レー
ル長手方向と直交する方向における位置が検出され、そ
の検出位置の変化に基づいて継目板についての検出判別
が行なわれる。このとき、その反射光の検出位置は継目
板の有無に応じて明確に変化する。レール長手方向と直
交する方向には特に明確に変化する。そこで、レール遊
間の広狭に左右されることなく、確実な検出が行われ
る。また、レール頂面より厚さの薄い継目板であって
も、斜め上から送光することにより、それを確実に捉え
ることが出来る。

【００１３】また、振動状態や異物介在等によって例え
反射光が喪失したとしても、それが瞬間的・一時的なも
のであれば何ら差し支えない。正常状態では喪失するこ
との無い反射光の検出位置に基づいて継目板を検出して
いるので、反射光の一時的喪失は単純なノイズと見なし
て除去したり無視して済ませられる。これにより、反射
光の喪失によるレール遊間の検出手法をそのまま継目板
の検出に用いたときよりも、検出の精度や信頼性が向上
する。

【００１４】このように、常に存在する反射光の位置変
化による継目板の検出手法を用いることにより、レール
遊間の検出に代えて継目板の検出を行うに際して、確実
な検出を行うことができる。したがって、この発明によ
れば、継目板を基準にして的確に検測車からレール遊間
を撮影しうる軌道検査装置を実現することができる。

【００１５】［第２の解決手段］第２の解決手段の軌道
検査装置は（、出願当初の請求項２に記載の如く）、上
記の第１の解決手段の軌道検査装置であって、前記撮像
装置から前記レール遊間の撮像データを受けて複数個を
記憶する一時記憶手段と、これら複数個のうちから一の
撮像データを選出して出力する選択手段とを備え、前記
継目板検出手段は、前記継目板の前縁を検出してから所
定期間経過後に前記レール遊間の撮像を行わせる手段
と、前記継目板の後縁検出に基づいて前記選択手段に選
出処理を行わせる手段とを具えたものであることを特徴
とするものである。

【００１６】このような第２の解決手段の軌道検査装置
にあっては、継目板の検出結果に基づくタイミングでレ
ール遊間を撮像するに際し、継目板検出手段によって継
目板の前縁が検出されてから所定期間経過後に撮像装置
によるレール遊間の撮像が行われ、複数個の撮像データ
が一時記憶手段に記憶される。このときの所定期間は各
種の継目板の長さとレール遊間位置との規格値に基づい
て事前に定まっており、複数個が有る。そこで、一時記
憶手段に記憶された複数個の撮像データは、それぞれ、
数種類の継目板の何れかに対応したレール遊間の画像に
一致するはずである。

【００１７】そして、その後に、継目板検出手段によっ
て継目板の後縁が検出されるが、この後縁検出がなされ
るとこれに基づいて選択手段による選出処理も行われ
る。すなわち、一時記憶手段に記憶されている複数個の
撮像データうちから一の撮像データが選出・出力され
る。この時点では、既に継目板の前縁も後縁も判明して
いるので、そのときの継目板が規格上の何れに該当して
いたかは明白である。さらに、その結果として、レール
遊間像の候補である複数個の撮像データうち何れがその
ときの継目板に対応しているのかも明白となっている。

【００１８】これにより、その時々の継目板に適合した
正しいレール遊間の撮像データが確実に選出されること
となる。なお、継目板の長さ規格は数種類に限られてい
るので、たまたま石等の異物が継目板該当位置に存在し
ていても、通常は継目板と長さが異なるので、誤検出す
ることもほとんど無い。したがって、この発明によれ
ば、継目板の長さが統一されてなくても継目板を基準に
して的確に検測車からレール遊間を撮影しうる軌道検査
装置を実現することができる。

【００１９】［第３の解決手段］第３の解決手段の軌道
検査装置は（、出願当初の請求項３に記載の如く）、撮
像装置と軌道構造物検出手段とを具備し前記撮像装置に
よるレール遊間の撮像を前記軌道構造物検出手段の検出
結果に基づいて行う軌道検査装置において、前記撮像装
置から前記レール遊間の撮像データを受けて複数個を記
憶する一時記憶手段と、これら複数個のうちから一の撮
像データを選出して出力する選択手段とを備え、前記軌
道構造物検出手段は、レール側面に付設された継目板を
検出する継目板検出手段であり、この継目板検出手段
は、検出部に磁気利用の近接センサを用いたものであっ
て、前記継目板の前縁を検出してから所定期間経過後に
前記レール遊間の撮像を行わせる手段、及び前記継目板
の後縁検出に基づいて前記選択手段に選出処理を行わせ
る手段を具えたものであることを特徴とする。

【００２０】このような第３の解決手段の軌道検査装置
にあっては、第２の解決手段とほぼ同様の構成であるこ
とから、同様の作用効果を発揮するが、特に、光学的手
段に代えて磁気利用の近接センサを検出部に用いたこと
により、センサと継目板との間に草や紙くず等の非磁性
体が存在してしても影響されないで検出を行うことがで
きるので、草等に起因しての誤検出が無い又は少ない。

【００２１】［第４の解決手段］第４の解決手段の軌道
検査装置は（、出願当初の請求項４に記載の如く）、光
学的な検出素子が軌道構造物の斜め上に配置された軌道
構造物検出手段または軌道構造物状態検出手段を具備し
た軌道検査装置において、前記検出素子の光路を覆うと
ともに前記軌道構造物に向けて開口した弾性保護カバー
（と、望ましくは前記弾性保護カバーによって覆われた
空間に空気等の透明気体を送給する手段と）を備えたこ
とを特徴とするものである。

【００２２】このような第４の解決手段の軌道検査装置
にあっては、検査に必要な光路が弾性保護カバー及びそ
の開口によって確保されるが、その保護カバーが弾性を
有しているので、例えレールや軌道構造物等と接触した
としても、容易に変形し、簡単に元に戻るので、カバー
が破損に至ることは滅多に無い。そこで、レールの脇の
直ぐ近くまで保護カバーで覆うことが可能となる。これ
により、レール等の脇の直ぐ近くに雑草が生い茂ってい
ても、これが保護カバーで薙ぎ倒されるので、そのよう
な場合でも、検査に必要な光路が確保される。また、レ
ールの周り近くに紙屑や砂等の異物が舞っている場合も
同様である。したがって、この発明によれば、検出光路
を確実かつ柔軟に確保しうる軌道検査装置を実現するこ
とができる。

【００２３】［第５の解決手段］第５の解決手段の軌道
検査装置は（、出願当初の請求項５に記載の如く）、レ
ール頂面に向けた撮像装置を具備した軌道検査装置にお
いて、レール長手方向に傾斜して設けられ前記撮像装置
の撮影範囲内の前記レール頂面に対して前記レール頂面
の幅を超す線状の送光を行う第１傾斜線状送光手段と、
レール長手方向に前記第１傾斜線状送光手段と異なる角
度で傾斜して設けられ前記撮像装置の撮影範囲内の前記
レール頂面であって前記第１傾斜線状送光手段の送光箇
所と異なるところに対して前記レール頂面の幅を超す線
状の送光を行う第２傾斜線状送光手段とを備えたことを
特徴とするものである。

【００２４】このような第５の解決手段の軌道検査装置
にあっては、撮像装置の撮影範囲内のレール頂面に対し
てレール頂面の幅を超す線状の送光がレール長手方向に
傾斜して行われる。そうすると、その画像には、レール
長手方向に直交する直線パターンがレール頂面のところ
に現われるとともに、レール長手方向に対して傾斜する
僅かな曲がりで概ね直線のパターンがレール頂面の縁お
よびその外側の頭部傾斜部のところに現われる。これら
のパターンは、傾斜した送光の性質に従って、レール頂
面が横方向に変位したとき及び上下方向に変位したとき
には、その変位量に応じてパターン位置が変化する。し
かも、この装置の場合、２つの第１，第２傾斜線状送光
手段で異なる条件の送光がなされることから、両者でパ
ターン位置の変化する方向等が相違する。そこで、両パ
ターンの相対位置が両送光箇所の間における相対変位に
対応して定まる。

【００２５】これにより、撮像装置の撮像データに対
し、両送光箇所に該当するレール位置の相対変位情報を
含ませることが可能となるのである。そして、この情報
を次のパターン処理等で取り出せば、レールの上下方向
ずれや横方向ずれを検出することができる。したがっ
て、この発明によれば、レールのずれを検出しうる軌道
検査装置を実現することができる。

【００２６】［第６の解決手段］第６の解決手段の軌道
検査装置は（、出願当初の請求項６に記載の如く）、上
記の第５の解決手段の軌道検査装置であって、前記第１
傾斜線状送光手段および前記第２傾斜線状送光手段の送
光に対する前記撮像装置による画像に対し、レール長手
方向と直交する直線パターン、及びレール長手方向に傾
斜する直線パターンを抽出するパターン処理を施す手段
と、これで抽出されたパターンに基づいてレールのずれ
量を演算する手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【００２７】このような第６の解決手段の軌道検査装置
にあっては、両送光箇所に該当するレール位置の相対変
位情報を含んだパターンが撮像データから抽出され、さ
らにこれらのパターンからレールのずれ量が求められる
が、その際に、レール長手方向に直交あるいは傾斜する
直線パターンを抽出し、これに基づいて処理が行われ
る。直線パターンの処理は、他の形状のパターンに較べ
て扱い易い。また、直線または概ね直線となっているこ
とが既に判明していることから、パターンマッチング等
の精度も比較的高いので、パターンに多少の切れや掠れ
が有っても、明確に直線パターンを判別することが可能
である。したがって、この発明によれば、レールのずれ
を容易かつ明確に検出する軌道検査装置を実現すること
ができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明の軌道検査装置について、これを実施するための
形態を説明する。

【００２９】本発明の第１の実施形態は、上述した解決
手段の軌道検査装置であって、前記撮像装置および前記
軌道構造物検出手段のうち少なくとも１つが搭載された
独立のレール追随機構を備えたことを特徴とする。ここ
で、上記の「独立の」とは、左右のレールのうち該当す
るレールに追随するに際して他方のレールの存在によっ
て又は他のレール追随機構が設けられていればこれによ
って追随機能を阻害されること無くという意味であり、
発停車時や，分岐器通過時，非常時等の非定常状態は別
として少なくとも通常のレール遊間撮影時には他のレー
ル追随機構等によって動作阻止されないで該当レールを
追随する。この場合、レール遊間の撮像に際して、独立
のレール追随機構によって該当のレールが個別に追従さ
れる。そして、このようなレール追随機構に搭載された
撮像装置又は／及び軌道構造物検出手段も該当レールを
的確に追跡することとなる。これにより、左右のレール
間における幅が変動しても少なくともレール追随機構搭
載の装置等はその影響を受けることなくレール遊間の撮
像を行うことができる。したがって、レール追随機構の
採用等によりレール遊間を的確に撮影しうる軌道検査装
置を実現することができる。

【００３０】本発明の第２の実施形態は、上述した解決
手段および実施形態の軌道検査装置であって、前記レー
ル追随機構の追随動作を（手動で又は自動的に制御し
て）停止させる追随停止手段を備えたことを特徴とす
る。この場合、軌道上の分岐器等のポイントに検測車が
差し掛かったときには、追随停止手段が作動して又はこ
れを作動させることで、レール追随機構の追随動作が停
止させられる。そして、レール追随機構は自然に検測車
に伴ってこれと同じ方向へ進行する。これにより、レー
ル追随機構が独立して不所望な分岐方向へ追随してしま
うのを防止することができる。したがって、不所望なレ
ール追随を回避してレール遊間を的確に撮影しうる軌道
検査装置を実現することができる。

【００３１】本発明の第３の実施形態は、上述した解決
手段および実施形態の軌道検査装置であって、前記レー
ル追随機構は、レール長手方向の前後に設けられた複数
の追随車輪と、前記撮像装置又は前記軌道構造物検出手
段を載置する設置台とを有したものであり、前記設置台
は、前記複数の追随車輪の（車軸を軸支等している）支
持体によって鉛直方向に支承され、且つ水平面内におい
て（少なくとも前記複数の追随車輪のレール短手方向移
動量に対応した範囲内で）双方向回転可能なことを特徴
とする。この場合、設置台を介在させてカメラ等は前後
双方から追従輪によって支承される。これにより、カメ
ラ等に働く重力と、前後追従輪による支持力の合力と
が、近づいて又は重なって、偶力が無くなる又は小さく
なる。そこで、カメラの揺れ等が抑制されることとな
る。したがって、振動等の少ない安定した状態でレール
遊間を的確に撮影しうる軌道検査装置を実現することが
できる。

【００３２】本発明の第４の実施形態は、上述した解決
手段および実施形態の軌道検査装置であって、前記レー
ル追随機構は、バネ力または空気圧を利用した付勢機構
を有し、その付勢力に基づいて該当レールに追随するも
のであることを特徴とする。この場合、レール追随機構
が該当レールに追随するに際し付勢機構によって付勢さ
れることで、明示的・積極的に追随が行われる。これに
より、レール追随機構の追随能力に加えて安定力も増大
する。また、付勢機構に空気圧を利用した場合、一定圧
力を作用させるのが容易なので、簡素な機構でも付勢力
が一定となって安定する。一方、付勢機構にバネ力を利
用した場合、エアポンプ等の付帯設備が不要なのでレー
ル追随機構を安価に具体化することが可能である。した
がって、レール追随機構を採用してレール遊間を的確に
撮影しうる軌道検査装置を安価に又は簡素な構成で実現
することができる。

【００３３】本発明の第５の実施形態は、上述した解決
手段および実施形態の軌道検査装置であって、前記軌道
構造物検出手段は、（レール横断面を基準正面として）
斜め上から該当レールの継目板を検出する継目板検出手
段であることを特徴とする。この場合、該当レールの継
目板検出が脱輪防止レールを避けて斜め上から行われる
が、継目板検出手段が検測車の車体にでなくレール追随
機構に搭載されていて、左右のレール間における幅が変
動してもそれによって影響されることなくレールと継目
板検出手段との相対位置が一定に維持される。これに伴
って、レール側面に付設の継目板とその検出手段との相
対位置も一定に維持されることとなる。これにより、斜
め上から検出がなされても、継目板を確実に検出するこ
とが可能となる。レール遊間がレールの無いところに生
じる空虚な存在であるのに対し、継目板は規定の長さで
実体が存在することから、実存に基づく明示的な検出が
可能となるので、軌道構造物検出の確度が向上する。そ
して、レール遊間の撮影も一層適切なタイミングで確実
に行われることとなる。したがって、継目板を基準にし
て的確に検測車からレール遊間を撮影しうる軌道検査装
置を実現することができる。

【００３４】

【実施例】本発明の軌道検査装置の一実施例について、
その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１
は、そのレール追随機構等の要部模式図であり、図２
は、その継目板検出手段の構成図であり、図３は、その
継目板検出に基づいたレール遊間像の画像処理部であ
り、図４は、そのレール追随機構の追随停止手段のブロ
ック図であり、図５は、そのレール追随機構の側面図で
あり、図６は、そのレール追随機構の駆動部等の模式図
であり、図７は、その弾性保護カバーの構造図であり、
図８は、そのレールずれ検出手段の構造図であり、図９
は、そのレールずれ検出手段の動作状態図である。

【００３５】この軌道検査装置は、画像処理部３２やト
リガ部４３等の後方ユニットが従来同様に検測車１０の
車体１１に乗載されているのに対し、新たにレール追随
機構７０が設けられ、しかも、軌道構造物検出手段とし
て従来のレール遊間検出手段が新たな継目板検出手段９
０によって置換され、さらに、撮像装置としてのカメラ
３１と共に継目板検出手段９０のうちのレーザ送光部９
１，レーザ受光部９２がそのレール追随機構７０に搭載
されている点で従来と相違する。また、従来のカバー６
１等が弾性保護カバーであるゴムマット１１０によって
置換された点、及びレーザ送光部１２１，レーザ送光部
１２２を用いたレールずれ検出手段が追加された点で
も、従来と相違する。以下、重複する再度の説明は割愛
し、これらの相違点を中心に述べる。

【００３６】レール追随機構７０は、車体１１の下側に
おいて左右それぞれ別個に設けられている。左側のレー
ル追随機構７０は（図１参照）、車輪１２よりも小形で
あってレール頂面２１上で接触回転する小径部とその内
側でレール２０の側面に当接する大径部とからなる追随
車輪７１と、これを下方Ａ及び左方Ｂへ付勢する後述の
駆動機構とを有して、追随車輪７１をレール２０の頭頂
部へ押しつけることで追随するようになっている。

【００３７】そして、追随車輪７１の可動範囲は、少な
くともレール間の幅の許容変動範囲内であればその追随
車輪７１が右のレール追随機構７０によって妨げられる
ことなく自由に左方のレール２０を追跡移動しうるよう
に設定されている。右側のレール追随機構も左右対称な
だけで同じ構造をしており、少なくともレール間の幅の
許容変動範囲内であればその追随車輪７１は左の追随車
輪７１等によって妨げられることなく自由に右方のレー
ル２０を追跡移動しうる。これにより、左右のレール追
随機構７０は相互に独立したものとなっている。

【００３８】レール追随機構７０は、カメラ３１及びレ
ーザ送光部９１，レーザ受光部９２を載置するために、
設置台としての設置板７２も有している。設置板７２
は、水平な状態で追随車輪７１の車軸上に軸受けを介し
て設けられていて、追随車輪７１の上下左右方向への移
動力だけが伝達され、回転力は伝わらない。これによ
り、追随車輪７１がレール２０上を回転移動するとき、
設置板７２及びカメラ３１等がレール２０に対して一定
の相対位置を保って追随しうるようになっている。

【００３９】継目板検出手段９０の主要部として従来の
レーザ送光部４１，レーザ受光部４２に代えて新たに設
けられたレーザ送光部９１及びレーザ受光部９２は、レ
ーザビームが斜め上から継目板２３に当たって反射して
くるように設置板７２の開口部に傾斜して取着されてい
る。レーザ送光部９１は、点状に絞ったスポットビーム
を発するものであって、継目板２３が存在すればその頭
頂部にビームが当たり、継目板２３が存在しなければレ
ール２０の側面にビームが当たるのである。これによ
り、継目板検出手段９０のレーザ送光部９１は、継目板
に向けて斜め上から点状の送光を行うものとなってい
る。なお、この送光ビームは外乱光との弁別のために数
ＫＨｚ〜数百ＫＨｚにおける所定周波数で変調されてい
る。

【００４０】一方、レーザ受光部９２は（図２参照）、
反射光を集光して結像させるレンズ９２ａと、その結像
を受けるＰＳＤ９２ｂとを具えたものである。ＰＳＤ９
２ｂは、反射光の結像位置が変化し得る範囲に亘って延
びたライン状の検出部を持つ受光素子である。具体的に
は、レンズ９２ａ側から順に、受光透明電極としてのＩ
ＴＯ膜９２ｃと、線状に分布したフォトダイオードとな
るＰＮ接合ライン９２ｄと、連続分布抵抗のライン抵抗
９２ｅとが積層されたものである。ＩＴＯ膜９２ｃは継
目板検出回路９３によって接地され、ライン抵抗９２ｅ
は両端が継目板検出回路９３によって電源電圧Ｖccの供
給を受けるように駆動されている。

【００４１】さらに、レーザ受光部９２は、ＰＮ接合ラ
イン９２ｄがレール長手方向と直交するラインに一致す
るような向きで、設置される。その状態では、継目板２
３からの反射光（図２における光Ｈ参照）を受けるとそ
の結像位置のＰＮ接合が導通してライン抵抗９２ｅの両
端にはそれぞれその導通箇所までの分割抵抗に見合った
電流が流れる。また、レール２０からの反射光（図２に
おける光Ｉ参照）を受けたときには異なる結像位置のＰ
Ｎ接合が導通するのでライン抵抗９２ｅの両端には異な
る分割抵抗に見合った電流が流れる。これにより、継目
板検出手段９０のレーザ受光部９２は、レール長手方向
と直交する方向における反射光の位置を電流状態で検出
するものとなっている。なお、このようなレーザ受光部
９２の配置条件下ではレーザ光がレール長手方向に延び
たスリット状になっていても同様の検出が行われるもの
となる。

【００４２】継目板検出回路９３は（図２参照）、ライ
ン抵抗９２ｅの一端側の電流を電圧信号に変換するため
の抵抗と、この電圧信号を増幅するアンプと、送光ビー
ムの変調周波数に該当する帯域成分だけを抽出して太陽
光等の外乱を抑圧・除去するとともに一時的な遮光によ
る単発ノイズ成分を除去するために平滑化も行うＢＰＦ
９３ａとを具えて、反射光の検出位置に応じて変化する
一方の信号を得る。継目板検出回路９３は、ライン抵抗
９２ｅの他端側に対しても、同様のＢＰＦ９３ｂ等を具
えていて、反射光の検出位置に応じて変化する他方の信
号を得る。これら一対の信号は、反射光の検出位置に応
じて変化する際に逆特性を示すものである。そして、継
目板検出回路９３は、これら一対の信号を入力するコン
パレータ９３ｃも設けられていて、反射光がライン抵抗
９２ｅの一端側に近いときに（図２のＨ参照）有意とな
り、反射光がライン抵抗９２ｅの他端側に近いときに
（図２のＩ参照）非有意となる継目板有無信号Ｊを生成
するものである。

【００４３】これにより、継目板検出手段９０の継目板
検出回路９３は、反射光の検出位置の変化に基づいて継
目板についての検出判別を行うものとなっている。つま
り、継目板検出手段９０は、軌道構造物検出手段として
斜め上から該当レールの継目板を検出するが、正常状態
である限りは反射光が途切れることなく継続することに
基づいて、その検出に際して、継目板からの反射光およ
びレール側面からの反射光の双方を検出するとともに、
それらを検出位置の相違に基づいて区別して検出するこ
とで、確実に軌道構造物を検出するものとなっている。

【００４４】また、継目板検出回路９３は、図示は割愛
したが、検測車１０の車体１１に搭載済みのものである
又は追随車輪７１の車軸に装着されたエンコーダを主体
とするものである車速検出部１３から走行速度信号Ｖを
入力する。そして、継目板有無信号Ｊの立ち上がりエッ
ジ検出後に、継目板長さの各規定に対応して決まってい
る式［レール遊間位置／走行速度］で、カメラ３１がレ
ール遊間２２の直上に達するタイミングを演算回路等の
処理によって推定し、それぞれのタイミング毎に制御回
路等の制御によってトリガ部４３経由でカメラ３１へト
リガを送って撮像を行わせる。これにより、継目板検出
手段９０は、継目板の前縁を検出してから所定期間経過
後にレール遊間の撮像を複数回行わせるものとなってい
る。

【００４５】このような継目板検出手段９０の導入に伴
って従来の画像処理部３２は新たな画像処理部３２０に
よって置換されている（図３参照）。この画像処理部３
２０は、カメラ３１からレール遊間またはその候補とな
る撮像データを受けて複数フレームを記憶する一時記憶
手段としてのランダムアクセス可能なフレームメモリ３
２１と、これら複数フレームのうちから継目板検出回路
９３の選択制御信号に従って一の撮像データを選出して
大容量メモリ３２３へ出力する選択回路３２２と、記録
時に１コマ送りが可能なＶＴＲ等の大容量メモリ３２３
とが設けられている。そして、継目板検出回路９３のト
リガに応じて継目板有無信号Ｊの有意期間内にカメラ３
１によって撮像されたレール遊間の撮像データをカメラ
３１から受けると順次領域を変えてフレームメモリ３２
１に取りあえず記憶しておくものとなっている。

【００４６】さらに、継目板検出回路９３は、継目板有
無信号Ｊの立ち下がりエッジを検出すると、式［継目板
有無信号Ｊの有意期間／走行速度］の演算を行って継目
板の長さを求め、規定に従って何番目のフレーム画像が
レール遊間に最も良く対応しているかを判別し、このフ
レームの番号を選択制御信号として選択回路３２２へ送
出する処理も行う。これにより、継目板検出手段９０
は、継目板の後縁検出に基づいて所定の選出処理を行わ
せるものとなっている。

【００４７】また、この軌道検査装置は、後に詳述する
追随停止機構８０も設けられていて（図４参照）、手動
で又は自動的に、レール追随機構の追随動作を停止させ
るものとなっている。そのために、追随停止機構８０は
追随停止時に左方Ｂ等への付勢力よりも強い右方Ｂ＊等
への対抗力を出せる機構が採用されるが、その制御信号
の発生は、手動スイッチ８１を押すことで、非常時等の
必要時には随時行えるようになっている（図４（ａ）参
照）。

【００４８】さらに、軌道における分岐器の近くに敷設
された枕木２４等の所定位置に、分岐器についてのデー
タを保持したデータ記憶体８２が設置されるとともに、
車体１１の下面であってデータ記憶体８２に対応した部
位に、電磁誘導結合等に基づき非接触でデータ記憶体８
２のデータを読み取ることが可能なデータ読取装置８３
が設置される。いわゆるデータデポシステムである（図
４（ｂ）参照）。そして、データ読取装置８３がデータ
記憶体８２のデータを読み取って分岐器の存在を検知す
ると、追随停止機構８０へ制御信号が送出される。これ
により、この軌道検査装置は、データ記憶体８２の設置
された分岐のポイント等に差し掛かるとその手前で自動
的に不所望な追随動作を停止させるものとなっている。

【００４９】レール追随機構７０は、横から即ちレール
短手方向から側面を見ると明らかなように（図５参
照）、設置板７２を挟んで一対の追随車輪７１が設けら
れたものである。すなわち、複数の追随車輪がレール長
手方向の前後に設けられたものとなっている。そして、
設置板７２は、前後で軸受けを介して各追随車輪７１と
連結されていて、複数の追随車輪の支持体によって鉛直
方向に支承されたものとなっている。その軸受けは、図
示は割愛したが、追随車輪７１の水平な車軸を支持する
第１軸受けと、一端が設置板７２の下面に植設され他端
が鉛直下方に向けて伸びたステムを双方向回転可能に軸
支する第２軸受けとが組み合わせられものである。これ
により、設置板７２は、水平面内において双方向回転可
能なようになっていて、前後の追随車輪７１を個別にレ
ール２０へ追従させうるものとなっている。

【００５０】レール追随機構７０における駆動機構は
（図６参照）、バネ７３の弾撥力を利用して追随車輪７
１を左方へ付勢するために、一端が追随車輪７１の車軸
支持の軸受けに取着され中間部左半分がバネ７３に遊挿
された水平ロッド７４と、これの他端側半分を左右移動
自在に軸支する水平のスライダ７５とを具有している。
また、バネ７６の弾撥力を利用して追随車輪７１を下方
へ付勢するために、下端がスライダ７５に固着され中間
部の下半分がバネ７６に遊挿された鉛直ロッドと、これ
の上側半分を上下移動自在に軸支するスライダ７７も具
有している。このスライダ７７が検測車１０の車体１１
下部に固設されていて、レール追随機構７０は、検測車
１０の走行中にバネ力利用した付勢力に基づいて該当レ
ール２０に追随するものとなっている。

【００５１】追随停止機構８０は、車体１１の下面に固
設された電磁モータ８４と、一端が電磁モータ８４の回
転軸に連結したアーム８５と、一端がアーム８５の解放
端に結ばれ他端が水平ロッド７４の自由端に結ばれたワ
イヤ８６とで構成され、手動スイッチ８１の押下等に応
じた制御信号を受けて電磁モータ８４が所定角度だけ回
転・揺動することで、アーム８５及びワイヤ８６を介し
て水平ロッド７４をバネ７３の弾撥力以上の力で強く引
いて追随車輪７１のレール２０への追随を停止させるも
のとなっている。

【００５２】ゴムマット１１０は、略三角形のゴムシー
ト製のものであり（図７参照）、三角形の一辺が弛んだ
状態でレール２０側に向けられ、残りの二辺が設置板７
２の下面に貼着されて、レーザ送光部９１の送光及びそ
の反射光の光路を包み込む。これにより、ゴムマット１
１０は、弾性保護カバーとして、軌道構造物の斜め上に
配置された光学的な検出素子の光路を覆うとともに軌道
構造物に向けて開口したものとなっている。なお、ゴム
マット１１０及び設置板７２によって覆われた空間に
は、開口から見て奥になる隅部にエアホース１１１を介
して圧搾空気が送給されるようになっている（図７のＫ
ａを参照）。この空気は、ゴムマット１１０内を流れて
（図７のＫｂを参照）、ゴムマット１１０を膨らませよ
うとすることで変形に対抗する復元力を与えるととも
に、ゴムマット１１０の開口からレール２０側へ吹き付
けられることで（図７のＫｃを参照）、屑や砂等の異物
を除去する役割も担うものとなっている。

【００５３】レーザ送光部１２１及びレーザ送光部１２
２は、レールずれを検出するためにレール２０に対して
送光するものであるが、レーザ送光部９１，レーザ受光
部９２や，従来のレーザ送光部４１，レーザ受光部４２
とはカメラ３１を基準としたときの設置位置が９０゜異
なるものである。レーザ送光部１２１は、第１傾斜線状
送光手段として、設置板７２に取着されてスリット状の
送光Ｌ１を出すものであるが、その取着に際してレール
２０上の鉛直面内で鉛直軸から左側に傾けられ、スリッ
ト光Ｌ１がカメラ３１の撮影範囲内でレール２０を横断
するように調整してから固定される。このスリット光Ｌ
１はスリット長がレール頂面の幅よりも長い。これによ
り、レーザ送光部１２１は、レール長手方向に傾斜して
設けられ撮像装置の撮影範囲内のレール頂面に対してレ
ール頂面の幅を超す線状の送光を行うものとなってい
る。

【００５４】レーザ送光部１２２は、第２傾斜線状送光
手段として、同様に設置板７２に取着されてスリット状
の送光Ｌ２を出すものであるが、その取着に際してレー
ル２０上の鉛直面内で鉛直軸から右側に傾けられ、スリ
ット光Ｌ２がカメラ３１の撮影範囲内でレール２０を横
断するように調整してから固定される。このスリット光
Ｌ２もスリット長がレール頂面の幅よりも長いが、スリ
ット光Ｌ１からはレール遊間２２の上限よりも少し離れ
たところでレール２０を横断する。これにより、レーザ
送光部１２２は、レール長手方向に第１傾斜線状送光手
段と異なる角度で傾斜して設けられ撮像装置の撮影範囲
内のレール頂面であって第１傾斜線状送光手段の送光箇
所と異なるところに対してレール頂面の幅を超す線状の
送光を行うものとなっている。

【００５５】なお、レーザ送光部１２１，レーザ送光部
１２２は、同様のスリット状送光を行うものであれば発
光ダイオードが用いられていてもよい。また、これらの
発光波長は、カメラ３１による撮像との干渉を防ぐため
に、ストロボ５１の発光波長と分離容易な、異なるもの
となっている。

【００５６】画像処理部３２０には、カメラ３１で撮っ
たスリット光Ｌ１，Ｌ２の画像に対するパターン処理を
行うために、ＤＳＰ３２４も設けられている。このＤＳ
Ｐ３２４は、カメラ３１から画像データを受けて、これ
に細線化処理を行うとともに、レール頂面２１の中央部
に現出する直線パターン及びレール頂面２１の縁部から
外側の頭部側面にかけて現出する「ハ」の字状の僅かに
曲がった略直線のパターンをパターンマッチング処理に
よって抽出する。これにより、ＤＳＰ３２４は、撮像装
置による画像に対してレール長手方向と直交する直線パ
ターン及びレール長手方向に傾斜する直線パターンを抽
出するパターン処理を施すものとなっている。なお、Ｄ
ＳＰ３２４は、これで抽出されたパターンに基づいてレ
ールのずれ量も演算するが、これについては後述する。

【００５７】この実施例の軌道検査装置について、その
使用態様及び動作を説明する。

【００５８】この軌道検査装置も従来通り検測車１０に
搭載してレール遊間の撮像に用いられるが、カメラ３１
等を搭載したレール追随機構７０が車体１１の下面外部
に設けられているので、検測車１０の車体１１には画像
処理部３２０等の後方ユニットを積み込んでこれらとカ
メラ３１等とを同軸ケーブル等で接続する。レーザ受光
部９２と継目板検出回路９３も同様に接続する。通常、
レール追随機構７０及びカメラ３１等は、左右のレール
それぞれに対応して２組を検測車１０に装着する。これ
で、使用準備が調う。

【００５９】次に、軌道検査装置を電源投入等して作動
させてから、検測車１０を走行させる。そうすると、検
測車１０が走行するに連れてレール遊間２２の上を通過
する度に、カメラ３１がレール遊間に差し掛かかるが、
その前にレーザ送光部９１，レーザ受光部９２，及び継
目板検出回路９３によって継目板が検出される。レーザ
送光部９１からのレーザ光が継目板２３に当たると、そ
の反射光（図２のＨ参照）によるＰＳＤ９２ｂ上の結像
位置がレール２０側面の反射光（図２のＩ参照）による
結像位置から変位して、継目板有無信号Ｊの値が変わる
ので、継目板の前縁から後縁まで総てが検出される。そ
して、継目板２３の前縁を検出した後に所定時間経過す
ると、数回ほどトリガ部４３を介してカメラ３１等に対
して撮像処理実行のトリガが送出される。これらの画像
データはフレームメモリ３２１にフレーム１，フレーム
２，…の如く順に一時記憶される。

【００６０】さらに、時間が経過して、継目板２３の後
縁が検出されると、継目板検出回路９３から選択回路３
２２に選出すべき画像データのフレーム番号が送出さ
れ、これに応じて選択された画像データだけが大容量メ
モリ３２３へ出力されて記録される。この選出フレーム
の画像には、レール遊間の像が中央に映っている。こう
して、次々に、レール遊間の撮像が継目板の検出に基づ
いて行われる。その画像データは画像処理部３２０へ送
られて記録や表示等の処理が施される。

【００６１】このとき、画像処理部３２０のＤＳＰ３２
４によって画像データに基づくレールずれ検出の処理も
次にようにして行われる。図９は、そのときの状態を例
示したものであり、（ａ）〜（ｃ）それぞれについて、
下段にレール側面図を示し、中段にレール頂面の平面図
を示し、上段左にＬ１像およびＬ２像を示し、上段右に
は、ＤＳＰ３２４によるマッチング処理後の直線パター
ンを示した。

【００６２】レール遊間２２を挟む両側のレール２０に
レールずれが全く無い場合（図９（ａ）参照）、Ｌ１像
の中央部直線ｎ１とＬ２像の中央部直線ｎ２とのレール
短手方向すなわちレール長手方向と直交する方向におけ
る相対位置は一致しており、中央部直線ｎ１，ｎ２間の
距離ｍも所定の既定値となっている。

【００６３】これに対し、レール遊間２２を挟む両側の
レール２０に横方向のずれが有る場合（図９（ｂ）参
照）、中央部直線ｎ１，ｎ２間の距離ｍは所定の既定値
となるが、Ｌ１像の中央部直線ｎ１とＬ２像の中央部直
線ｎ２とのレール短手方向における相対位置にレールず
れ量に対応した大きさの差が発現する。この差がＤＳＰ
３２４によって算出されて、横方向のレールずれが検出
される。

【００６４】他方、レール遊間２２を挟む両側のレール
２０に上下方向のずれが有る場合（図９（ｃ）参照）、
Ｌ１像の中央部直線ｎ１とＬ２像の中央部直線ｎ２との
レール短手方向における相対位置は一致しているが、中
央部直線ｎ１，ｎ２間の距離ｍは所定の既定値に較べて
レールずれ量に対応した大きさだけ伸縮する。この差が
ＤＳＰ３２４によって算出されて、上下方向のレールず
れが検出される。こうして、レール２０が上下左右にず
れている場合も、両検出成分に分解してそのずれ量が検
出される。

【００６５】なお、このような検査のための検測車走行
中に左右のレール間の幅が変化した場合、各レール追随
機構７０が該当のレール２０に対してバネ付勢等によっ
て確実に追随するので、そのようなレール間幅の変化が
あっても、レール遊間の画像は常に全体画像のほぼ中央
の同じ所に収まる。また、カメラ３１の前後の追随車輪
７１が多少跳ねたりしても、中央のカメラ３１はあまり
揺れたり振動したりしないので、画像の鮮明度も良い。
さらに、検測車１０が分岐器に差し掛かると、手動スイ
ッチ８１の操作によって、あるいはデータ記憶体８２と
の交信に基づいたデータ読取装置８３の制御によって追
随停止機構８０が作動する。そして、レール追随機構７
０が、一時的にレール２０の追随を停止して、車体１１
と同じ方向に移動する。こうして、分岐のポイントも無
事に通過できる。なお、分岐器等のところには撮るべき
レール遊間が存在しないので実用上不都合はない。

【００６６】図１０に示したレール追随機構の駆動部
は、空気圧を利用した付勢機構の変形例である。これ
は、一端が左の水平ロッド７４に対して或る程度双方向
回転可能に連結された第１のリンクと一端が右の水平ロ
ッド７４に対して或る程度双方向回転可能に連結された
第２のリンクとからなる「へ」の字状の一対のリンク７
８と、少し上方の中央でロッドが下向きで両リンク７８
の他端に対して或る程度双方向回転可能に連結されヘッ
ドが上向きで車体１１の下面に対して或る程度双方向回
転可能に連結されたエアシリンダ７９とを具えたもので
ある。

【００６７】さらに手動スイッチ８１からの制御信号を
受けて切り換え状態が変わる切換弁８７が設けられてい
て、切換弁８７の切換状態によってエアシリンダ７９の
ヘッド側に空気圧が送給されると、ロッドの押し出し力
がリンク７８を介して左右両方の水平ロッド７４に対し
外下側へ斜めに掛かる。そして、左右のレール間の幅が
変化して追随車輪７１及び水平ロッド７４が横に動く
と、リンク７８の開き角が幾分変化したり（図１０の矢
印Ｇ参照）、エアシリンダ７９のロッドが少し進退した
りすることで（図１０の矢印Ｆ参照）、位置変動に適応
して変形しながら常にほぼ一定の押しつけ力を水平ロッ
ド７４及び追随車輪７１に対して与えるようになってい
る。

【００６８】なお、手動スイッチ８１の操作等に応じて
切換弁８７が切り替わってエアシリンダ７９のロッド側
に空気圧が送給されると、ロッドが引き上げられ、これ
に伴って両リンク７８さらに両水平ロッド７４が内側へ
引き込まれる。そして、追随車輪７１がレール２０の側
面に対して追随することが止められる。これにより、こ
の付勢機構は、追随停止手段も兼ねたものとなってい
る。

【００６９】図１１に示したレール追随機構は、上述し
た機械的な接触に基づく構造のものと異なり、光学的な
検出に基づいてレールと非接触でこれに追随する構成の
ものである。このレール追随機構は、設置板７２に代わ
る設置板１０１と、これの下面に取着されレール２０の
頭部位置を両方の斜め上から検出する一対のレーザユニ
ット１０２，１０３と、これらの検出信号を入力して設
置板１０１が常にレール２０上方の一定位置に来るよう
なサーボ制御信号を生成するサーボコントローラ１０４
と、サーボ制御信号に従ってボールネジ１０６を回転駆
動して設置板１０１を水平移動させるサーボモータ１０
５とを具えて、レール追随機構７０を置換可能なものと
なっている。

【００７０】また、図示は割愛したが、レーザ受光部９
２等に代えて磁気利用の近接センサを設ける場合は、上
述した反射光の光路に沿って出来るだけ継目板２３の近
くに配設するのが望ましい。さらに、車体１１下面に取
着した軌道構造物状態検出手段としての放射温度計でレ
ール２０側面の温度を計測するような場合にも、ゴムマ
ット１１０と同様の構成の弾性保護カバーを車体１１下
面にも取着して、放射温度計等を保護するのが望まし
い。

【００７１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段の軌道検査装置にあっては、常に存在
する反射光の位置変化による継目板の検出手法を用いる
ようにしたことにより、継目板を基準にして的確に検測
車からレール遊間を撮影しうる軌道検査装置を実現する
ことができたという有利な効果が有る。

【００７２】また、本発明の第２の解決手段の軌道検査
装置にあっては、レール遊間像の候補となる複数個の撮
像データを一時記憶しておいてその時々の継目板に適合
した撮像データを選出するようにしたことにより、継目
板の長さが統一されてなくても継目板を基準にして的確
に検測車からレール遊間を撮影しうる軌道検査装置を実
現することができたという有利な効果を奏する。

【００７３】さらに、本発明の第３の解決手段の軌道検
査装置にあっては、継目板の長さが統一されてなくても
継目板を基準にして的確に検測車からレール遊間を撮影
しうるという効果に加えて、草等に起因しての誤検出が
無い又は少ないという有利な効果が有る。

【００７４】また、本発明の第４の解決手段の軌道検査
装置にあっては、レールの脇の直ぐ近くまで覆うことが
可能な保護カバーを採用したことにより、検出光路を確
実かつ柔軟に確保しうる軌道検査装置を実現することが
できたという有利な効果を奏する。

【００７５】さらに、本発明の第５の解決手段の軌道検
査装置にあっては、両送光箇所に該当するレール位置の
相対変位情報を撮像データに含ませるようにしたことに
より、レールのずれを検出しうる軌道検査装置を実現す
ることができたという有利な効果がある。

【００７６】また、本発明の第６の解決手段の軌道検査
装置にあっては、処理が容易で判別も明確な直線パター
ンに基づいて画像処理を行うようにしたことにより、レ
ールのずれを容易かつ明確に検出する軌道検査装置を実
現することができたという有利な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軌道検査装置の一実施例について、
そのレール追随機構に載せられた継目板検出手段等の要
部模式図である。

【図２】その継目板検出手段の構成図である。

【図３】その継目板検出に基づいたレール遊間像の画
像処理部である。

【図４】そのレール追随機構の追随停止手段のブロッ
ク図である。

【図５】そのレール追随機構の側面図である。

【図６】そのレール追随機構の駆動部等の模式図であ
る。

【図７】その弾性保護カバーの構造図である。

【図８】そのレールずれ検出手段の構造図である。

【図９】そのレールずれ検出手段の動作状態図であ
る。

【図１０】レール追随機構の駆動部の変形例である。

【図１１】レール追随機構の他の構成例である。

【図１２】軌道検査装置の概要図である。

【図１３】従来の軌道検査装置である。

【符号の説明】

１０検測車１１車体１２車輪１３車速検出部２０レール（軌道構造物）２１レール頂面２２レール遊間２３継目板（軌道構造物）３０軌道検査装置３１カメラ（撮像装置）３２画像処理部（データ処理部）３３表示部４１レーザ送光部（遊間検出部；軌道構造物検出手
段）４２レーザ受光部（遊間検出部；軌道構造物検出手
段）４３トリガ部（撮像時期判定手段）４４レーザビーム５１ストロボ（照明手段）６１カバー６２透明窓７０レール追随機構７１追随車輪７２設置板（設置台）７３バネ（付勢機構；駆動機構）７４水平ロッド（駆動機構）７５スライダ（駆動機構）７６バネ（付勢機構；駆動機構）７７スライダ（駆動機構）７８リンク（駆動機構）７９エアシリンダ（付勢機構；駆動機構；追随停止
機構）８０追随停止機構（追随停止手段）８１手動スイッチ（追随停止手段）８２データ記憶体（追随停止手段）８３データ読取装置（追随停止手段）８４電磁モータ（追随停止機構）８５アーム（追随停止機構）８６ワイヤ（追随停止機構）８７切換弁（付勢手段；追随停止手段）９０継目板検出手段（軌道構造物検出手段）９１レーザ送光部（継目板検出手段；軌道構造物検
出手段）９２レーザ受光部（継目板検出手段；軌道構造物検
出手段）９２ａレンズ９２ｂＰＳＤ９２ｃＩＴＯ膜（透明電極）９２ｄＰＮ接合ライン９２ｅライン抵抗９３継目板検出回路（継目板検出手段；軌道構造物
検出手段）９３ａＢＰＦ（バンドパスフィルタ）９３ｂＢＰＦ（バンドパスフィルタ）９３ｃコンパレータ１０１設置板１０２レーザユニット１０３レーザユニット１０４サーボコントローラ１０５サーボモータ１０６ボールネジ１１０ゴムマット（弾性保護カバー）１１１エアホース１２１レーザ送光部（第１傾斜線状送光手段；レール
ずれ検出手段）１２２レーザ送光部（第２傾斜線状送光手段；レール
ずれ検出手段）３２０画像処理部（データ処理部）３２１フレームメモリ（一時記憶手段）３２２選択回路（選択手段）３２３大容量メモリ３２４ＤＳＰ（線状パターン処理部；レールずれ検出
手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像装置と軌道構造物検出手段とを具備し
前記撮像装置によるレール遊間の撮像を前記軌道構造物
検出手段の検出結果に基づいて行う軌道検査装置におい
て、前記軌道構造物検出手段は、レール側面に付設され
た継目板を検出する継目板検出手段であり、この継目板
検出手段は、前記継目板に向けて斜め上から点状の又は
レール長手方向に線状の送光を行う手段と、レール長手
方向と直交する方向における反射光の位置を検出する手
段と、その検出位置の変化に基づいて前記継目板につい
ての検出判別を行う手段とを備えたものであることを特
徴とする軌道検査装置。
【請求項２】前記撮像装置から前記レール遊間の撮像デ
ータを受けて複数個を記憶する一時記憶手段と、これら
複数個のうちから一の撮像データを選出して出力する選
択手段とを備え、前記継目板検出手段は、前記継目板の
前縁を検出してから所定期間経過後に前記レール遊間の
撮像を行わせる手段と、前記継目板の後縁検出に基づい
て前記選択手段にその選出処理を行わせる手段とを具え
たものであることを特徴とする請求項１記載の軌道検査
装置。
【請求項３】撮像装置と軌道構造物検出手段とを具備し
前記撮像装置によるレール遊間の撮像を前記軌道構造物
検出手段の検出結果に基づいて行う軌道検査装置におい
て、前記撮像装置から前記レール遊間の撮像データを受
けて複数個を記憶する一時記憶手段と、これら複数個の
うちから一の撮像データを選出して出力する選択手段と
を備え、前記軌道構造物検出手段は、レール側面に付設
された継目板を検出する継目板検出手段であり、この継
目板検出手段は、検出部に磁気利用の近接センサを用い
たものであって、前記継目板の前縁を検出してから所定
期間経過後に前記レール遊間の撮像を行わせる手段、及
び前記継目板の後縁検出に基づいて前記選択手段に選出
処理を行わせる手段を具えたものであることを特徴とす
る軌道検査装置。
【請求項４】光学的な検出素子が軌道構造物の斜め上に
配置された軌道構造物検出手段または軌道構造物状態検
出手段を具備した軌道検査装置において、前記検出素子
の光路を覆うとともに前記軌道構造物に向けて開口した
弾性保護カバーを備えたことを特徴とする軌道検査装
置。
【請求項５】レール頂面に向けた撮像装置を具備した軌
道検査装置において、レール長手方向に傾斜して設けら
れ前記撮像装置の撮影範囲内の前記レール頂面に対して
前記レール頂面の幅を超す線状の送光を行う第１傾斜線
状送光手段と、レール長手方向に前記第１傾斜線状送光
手段と異なる角度で傾斜して設けられ前記撮像装置の撮
影範囲内の前記レール頂面であって前記第１傾斜線状送
光手段の送光箇所と異なるところに対して前記レール頂
面の幅を超す線状の送光を行う第２傾斜線状送光手段と
を備えたことを特徴とする軌道検査装置。
【請求項６】前記第１傾斜線状送光手段および前記第２
傾斜線状送光手段の送光に対する前記撮像装置による画
像に対し、レール長手方向と直交する直線パターン、及
びレール長手方向に傾斜する直線パターンを抽出するパ
ターン処理を施す手段と、これで抽出されたパターンに
基づいてレールのずれ量を演算する手段とを備えたこと
を特徴とする請求項５記載の軌道検査装置。