JPH11118435A - 車輪測定装置 - Google Patents
車輪測定装置Info
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- JPH11118435A JPH11118435A JP9280711A JP28071197A JPH11118435A JP H11118435 A JPH11118435 A JP H11118435A JP 9280711 A JP9280711 A JP 9280711A JP 28071197 A JP28071197 A JP 28071197A JP H11118435 A JPH11118435 A JP H11118435A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内側側面に基準溝の存在しない列車車輪でも
直径等の各部寸法を非接触で走行中に測定できる車輪測
定装置を得る。 【解決手段】 車輪（１）の前後に線線状の光を照射す
る光源（２０、２１）とカメラ（２３、２４）を各１組
ずつ設置してフランジ先端の位置を測定し、さらに車輪
（１）の中央フランジ先端部を車輪側面から線線状の光
を照射する光源（２２）とカメラ（２５）で測定する。
そして、画像信号処理装置（２６）において、これら３
つのカメラ（２３、２４、２５）の撮影映像から車輪の
３ヵ所のフランジ先端位置を算出し、これら３ヵ所のフ
ランジ先端位置からフランジ直径を算出する。
直径等の各部寸法を非接触で走行中に測定できる車輪測
定装置を得る。 【解決手段】 車輪（１）の前後に線線状の光を照射す
る光源（２０、２１）とカメラ（２３、２４）を各１組
ずつ設置してフランジ先端の位置を測定し、さらに車輪
（１）の中央フランジ先端部を車輪側面から線線状の光
を照射する光源（２２）とカメラ（２５）で測定する。
そして、画像信号処理装置（２６）において、これら３
つのカメラ（２３、２４、２５）の撮影映像から車輪の
３ヵ所のフランジ先端位置を算出し、これら３ヵ所のフ
ランジ先端位置からフランジ直径を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば鉄道車両
の車輪を測定する車輪測定装置に関するものである。
の車輪を測定する車輪測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、例えば特開平７−９１９１８号
公報に示された従来の車輪測定装置を示す構成図であ
る。図において、地上に設置された光源５から出射され
た細線状の光５ａは、レール１３上の車輪１のフランジ
３およぴ踏面４に照射される。地上に設置された光源７
から照射された細線状の光７ａは、車輪１の内側側面２
に照射される。車輪１の踏面４に光が照射されている部
分は、地上に設置された撮影装置８により撮影され、車
輪１の内側側面２の光が照射されている部分は、撮影装
置１０により撮影される。
公報に示された従来の車輪測定装置を示す構成図であ
る。図において、地上に設置された光源５から出射され
た細線状の光５ａは、レール１３上の車輪１のフランジ
３およぴ踏面４に照射される。地上に設置された光源７
から照射された細線状の光７ａは、車輪１の内側側面２
に照射される。車輪１の踏面４に光が照射されている部
分は、地上に設置された撮影装置８により撮影され、車
輪１の内側側面２の光が照射されている部分は、撮影装
置１０により撮影される。
【０００３】撮影装置８および１０から出力される映像
信号は、画像信号処理装置１１に送られる。画像信号処
理装置１１は、入力された映像信号に基づいて、車輪径
α、踏面勾配ψ、フランジ厚さβおよぴフランジ高さγ
を算出する。なお、光源５、光源７から照射される２本
の細線状の光５ａ、７ａは、車輪の中心と踏面４を結ぶ
直線上に一致している必要があり、光電スイッチ１２に
より車輪が検出されたタイミングに従い撮影装置８、１
０により映像入力が行なわれる。
信号は、画像信号処理装置１１に送られる。画像信号処
理装置１１は、入力された映像信号に基づいて、車輪径
α、踏面勾配ψ、フランジ厚さβおよぴフランジ高さγ
を算出する。なお、光源５、光源７から照射される２本
の細線状の光５ａ、７ａは、車輪の中心と踏面４を結ぶ
直線上に一致している必要があり、光電スイッチ１２に
より車輪が検出されたタイミングに従い撮影装置８、１
０により映像入力が行なわれる。
【０００４】図６は、図５で測定される車輪１の踏面お
よび内側側面２の輪郭を示したものである。車輪１の形
状は、車輪径α、踏面勾配ψ、フランジ厚さβおよびフ
ランジ高さγによって表される。図において、点Ａ、点
Ｂおよび点Ｃは測定基準位置であり、点Ａは内側側面２
から車輪厚さ方向に所定距離ｌ離れた点であり、点Ｂは
点Ａから車輪径方向に所定距離ｍ離れた点であり、点Ｃ
はフランジ３の先端である。そして、車輪径αは、点Ａ
を通る車輪の直径であり、踏面勾配ψは、点Ａにおける
踏面の勾配であり、フランジ厚さβは、点Ｂから内側側
面２までの車輪厚さ方向の距離であり、フランジ高さγ
は、点Ａから点Ｃまでの車輪径方向の距離である。
よび内側側面２の輪郭を示したものである。車輪１の形
状は、車輪径α、踏面勾配ψ、フランジ厚さβおよびフ
ランジ高さγによって表される。図において、点Ａ、点
Ｂおよび点Ｃは測定基準位置であり、点Ａは内側側面２
から車輪厚さ方向に所定距離ｌ離れた点であり、点Ｂは
点Ａから車輪径方向に所定距離ｍ離れた点であり、点Ｃ
はフランジ３の先端である。そして、車輪径αは、点Ａ
を通る車輪の直径であり、踏面勾配ψは、点Ａにおける
踏面の勾配であり、フランジ厚さβは、点Ｂから内側側
面２までの車輪厚さ方向の距離であり、フランジ高さγ
は、点Ａから点Ｃまでの車輪径方向の距離である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の車輪測定装置は
以上のように構成され、撮影装置１０により得られた映
像上で、図６に示すように車輪１の内側側面２に彫り込
まれた基準溝Ｄからフランジ３の先端Ｃまでの寸法δを
求め、基準溝Ｄの直径が既知であるとして車輪直径を求
めている。ところが測定対象となる車輪には基準溝の彫
り込まれていないものがあり、従来の装置では車輪直径
を算出することは不可能であった。この発明は上記のよ
うな間題点を解消するためになされたもので、基準溝の
有無にかかわらず、車輪直径を測定することのできる車
輪測定装置を提供することを目的とする。
以上のように構成され、撮影装置１０により得られた映
像上で、図６に示すように車輪１の内側側面２に彫り込
まれた基準溝Ｄからフランジ３の先端Ｃまでの寸法δを
求め、基準溝Ｄの直径が既知であるとして車輪直径を求
めている。ところが測定対象となる車輪には基準溝の彫
り込まれていないものがあり、従来の装置では車輪直径
を算出することは不可能であった。この発明は上記のよ
うな間題点を解消するためになされたもので、基準溝の
有無にかかわらず、車輪直径を測定することのできる車
輪測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による車
輪測定装置は、車輪の前踏面に関する情報を検出する第
１の検出手段と、上記車輪の後踏面に関する情報を検出
する第２の検出手段と、上記車輪の側面に関する情報を
検出する第３の検出手段と、上記第１、第２および第３
の検出手段の出力に基づいて上記車輪の少なくとも直径
を演算する演算手段とを備えたものである。
輪測定装置は、車輪の前踏面に関する情報を検出する第
１の検出手段と、上記車輪の後踏面に関する情報を検出
する第２の検出手段と、上記車輪の側面に関する情報を
検出する第３の検出手段と、上記第１、第２および第３
の検出手段の出力に基づいて上記車輪の少なくとも直径
を演算する演算手段とを備えたものである。
【０００７】請求項２の発明による車輪測定装置は、請
求項１の発明において、第１の検出手段が、車軸に装着
された左右一対の車輪のうち一方の上記車輪に対し、該
車輪の前方に配置され、該車輪の踏面と中心軸とを結ぶ
線上に細線状の第１の光を照射する第１の光源と、上記
第１の光により照射された上記踏面の像を撮影する第１
の撮影手段とからなり、第２の検出手段が、上記車輪の
後方に配置され、該車輪の踏面と中心軸とを結ぶ線上に
細線状の第２の光を照射する第２の光源と、上記第２の
光により照射された上記踏面の像を撮影する第２の撮影
手段とからなり、第３の検出手段が、上記車輪のレール
と接する位置において上記車輪のフランジ内面側に配置
され、該フランジ内面の先端から上記車輪の中心軸を通
る線上の上記フランジ先端を含む所定の範囲に細線状の
第３の光を照射する第３の光源と、上記第３の光により
照射された上記フランジ内面の像を撮影する第３の撮影
手段とからなり、演算手段が、上記各撮影手段により得
られる映像信号に基づいて上記車輪の踏面の寸法および
直径を算出する画像信号処理装置からなるものである。
求項１の発明において、第１の検出手段が、車軸に装着
された左右一対の車輪のうち一方の上記車輪に対し、該
車輪の前方に配置され、該車輪の踏面と中心軸とを結ぶ
線上に細線状の第１の光を照射する第１の光源と、上記
第１の光により照射された上記踏面の像を撮影する第１
の撮影手段とからなり、第２の検出手段が、上記車輪の
後方に配置され、該車輪の踏面と中心軸とを結ぶ線上に
細線状の第２の光を照射する第２の光源と、上記第２の
光により照射された上記踏面の像を撮影する第２の撮影
手段とからなり、第３の検出手段が、上記車輪のレール
と接する位置において上記車輪のフランジ内面側に配置
され、該フランジ内面の先端から上記車輪の中心軸を通
る線上の上記フランジ先端を含む所定の範囲に細線状の
第３の光を照射する第３の光源と、上記第３の光により
照射された上記フランジ内面の像を撮影する第３の撮影
手段とからなり、演算手段が、上記各撮影手段により得
られる映像信号に基づいて上記車輪の踏面の寸法および
直径を算出する画像信号処理装置からなるものである。
【０００８】請求項３の発明による車輪測定装置は、請
求項２の発明において、画像信号処理装置が、各撮影手
段に対応してそれぞれ設けられた複数のＡ／Ｄ変換器
と、該Ａ／Ｄ変換器の出力に基づいて車輪に関連する情
報を演算するＣＰＵと、該ＣＰＵに接続され上記車輪に
関連した情報を格納する記憶手段とを備えたものであ
る。
求項２の発明において、画像信号処理装置が、各撮影手
段に対応してそれぞれ設けられた複数のＡ／Ｄ変換器
と、該Ａ／Ｄ変換器の出力に基づいて車輪に関連する情
報を演算するＣＰＵと、該ＣＰＵに接続され上記車輪に
関連した情報を格納する記憶手段とを備えたものであ
る。
【０００９】請求項４の発明による車輪測定装置は、請
求項２または３の発明において、第３の撮影手段が、車
輪の車軸に対して所定の角度だけずらして設置されてい
るものである。
求項２または３の発明において、第３の撮影手段が、車
輪の車軸に対して所定の角度だけずらして設置されてい
るものである。
【００１０】請求項５の発明による車輪測定装置は、請
求項３または４の発明において、車輪のフランジ先端が
所定位置を通過したことを検知し、複数のＡ／Ｄ変換器
に対応する撮影手段からの映像信号の取込みを開始させ
る光電センサを備えたものである。
求項３または４の発明において、車輪のフランジ先端が
所定位置を通過したことを検知し、複数のＡ／Ｄ変換器
に対応する撮影手段からの映像信号の取込みを開始させ
る光電センサを備えたものである。
【００１１】
実施の形態１．以下、この発明の一実施の形態につい
て、図を参照して説明する。図１はこの発明による車輪
測定装置を示す構成図である。図１において、図５と対
応する部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略す
る。図において、２０は第１の光としての細線状の光２
０ａを照射する第１の光源としての前踏面光源であり、
この前踏面光源２０は車輪１の前方に配置され、車輪１
の中心を通る線上で水平線より下方角度θ1の方向から
踏面を横断するように細線状の光２０ａを照射する。２
１は第２の光としての細線状の光２１ａを照射する第２
の光源としての後踏面光源であり、この後踏面光源２１
は車輪１の後方に配置され、車輪１の中心を通る線上で
水平線から下方角度θ2の方向から踏面を横断するよう
に細線状の光２１ａを照射する。
て、図を参照して説明する。図１はこの発明による車輪
測定装置を示す構成図である。図１において、図５と対
応する部分には同一符号を付し、その詳細説明を省略す
る。図において、２０は第１の光としての細線状の光２
０ａを照射する第１の光源としての前踏面光源であり、
この前踏面光源２０は車輪１の前方に配置され、車輪１
の中心を通る線上で水平線より下方角度θ1の方向から
踏面を横断するように細線状の光２０ａを照射する。２
１は第２の光としての細線状の光２１ａを照射する第２
の光源としての後踏面光源であり、この後踏面光源２１
は車輪１の後方に配置され、車輪１の中心を通る線上で
水平線から下方角度θ2の方向から踏面を横断するよう
に細線状の光２１ａを照射する。
【００１２】また、２２は第３の光としての細線状の光
２２ａを照射する第３の光源としての側面光源であり、
この側面光源２２はフランジ３の下端とほぼ同じ高さま
たはやや低めの車輪１の内側に配置され、車輪１の中心
を通る鉛直線に沿ったフランジ３の側面を細線状の光２
２ａにより照射する。前踏面光源２０の下方角度θ1と
後踏面光源21の下方角度θ2は異なってもよいが、通常
は同じ角度に設定する。
２２ａを照射する第３の光源としての側面光源であり、
この側面光源２２はフランジ３の下端とほぼ同じ高さま
たはやや低めの車輪１の内側に配置され、車輪１の中心
を通る鉛直線に沿ったフランジ３の側面を細線状の光２
２ａにより照射する。前踏面光源２０の下方角度θ1と
後踏面光源21の下方角度θ2は異なってもよいが、通常
は同じ角度に設定する。
【００１３】２３は前踏面光源２０の光線軸と所定の角
度φ1をもった方向に配置され、前踏面光源２０からの
細線状の光２０ａにより照射された車輪１を撮影する第
１の撮影手段としての前踏面カメラ、２４は後踏面光源
２１の光線軸と所定の角度φ2をもった方向に配置さ
れ、後踏面光源２１からの細線状の光２１ａにより照射
された車輪１を撮影する第２の撮影手段としての後踏面
カメラ、２５は側面光源２２の光線軸と所定の角度φ3
をもった方向に配置され、側面光源２２からの細線状の
光２２ａにより照射された車輪１を撮影する第３の撮影
手段としての側面カメラである。
度φ1をもった方向に配置され、前踏面光源２０からの
細線状の光２０ａにより照射された車輪１を撮影する第
１の撮影手段としての前踏面カメラ、２４は後踏面光源
２１の光線軸と所定の角度φ2をもった方向に配置さ
れ、後踏面光源２１からの細線状の光２１ａにより照射
された車輪１を撮影する第２の撮影手段としての後踏面
カメラ、２５は側面光源２２の光線軸と所定の角度φ3
をもった方向に配置され、側面光源２２からの細線状の
光２２ａにより照射された車輪１を撮影する第３の撮影
手段としての側面カメラである。
【００１４】なお、前踏面光源２０と前踏面カメラ２３
は第１の検出手段を構成し、後踏面光源２１と後踏面カ
メラ２４は第２の検出手段を構成し、側面光源２２と側
面カメラ２５は第３の検出手段を構成する。２６はカメ
ラ２３、２４および２５で撮影された映像を取り込んで
画像処理を行う演算手段としての画像信号処理装置、２
７は車輪１のフランジ３の先端がそのスポット位置を通
過したことを検知する光電センサであって、その検知の
瞬間のカメラ２３、２４および２５からの映像信号を画
像信号処理装置２６が取込み保存する。
は第１の検出手段を構成し、後踏面光源２１と後踏面カ
メラ２４は第２の検出手段を構成し、側面光源２２と側
面カメラ２５は第３の検出手段を構成する。２６はカメ
ラ２３、２４および２５で撮影された映像を取り込んで
画像処理を行う演算手段としての画像信号処理装置、２
７は車輪１のフランジ３の先端がそのスポット位置を通
過したことを検知する光電センサであって、その検知の
瞬間のカメラ２３、２４および２５からの映像信号を画
像信号処理装置２６が取込み保存する。
【００１５】図３は画像信号処理装置２６の具体的回路
構成の一例を示すブロック図である。画像信号処理装置
２６は、カメラ２３、２４、および２５にそれぞれ対応
して設けられ、光電センサ２７の出力が印加された時点
で各カメラからの映像信号をそれぞれＡ／Ｄ（アナログ
／ディジタル）変換するＡ／Ｄ変換器２６ａ、２６ｂお
よび２６ｃと、Ａ／Ｄ変換器２６ａ、２６ｂおよび２６
ｃからの出力に基づいて後述される種々の演算処理を行
うＣＰＵ２６ｄと、ＣＰＵ２６ｄを介して車輪のデータ
や処理結果等を格納する記憶手段としてのメモリ２６ｅ
と、ＣＰＵ２６ｄに接続されたディスプレイインタフェ
ース２６ｆおよび入出力インタフェース２６ｇとを備え
る。２８はディスプレイインタフェース２６ｆに接続さ
れたディスプレイ、２９は入出力インタフェース２６ｇ
に接続された外部装置である。
構成の一例を示すブロック図である。画像信号処理装置
２６は、カメラ２３、２４、および２５にそれぞれ対応
して設けられ、光電センサ２７の出力が印加された時点
で各カメラからの映像信号をそれぞれＡ／Ｄ（アナログ
／ディジタル）変換するＡ／Ｄ変換器２６ａ、２６ｂお
よび２６ｃと、Ａ／Ｄ変換器２６ａ、２６ｂおよび２６
ｃからの出力に基づいて後述される種々の演算処理を行
うＣＰＵ２６ｄと、ＣＰＵ２６ｄを介して車輪のデータ
や処理結果等を格納する記憶手段としてのメモリ２６ｅ
と、ＣＰＵ２６ｄに接続されたディスプレイインタフェ
ース２６ｆおよび入出力インタフェース２６ｇとを備え
る。２８はディスプレイインタフェース２６ｆに接続さ
れたディスプレイ、２９は入出力インタフェース２６ｇ
に接続された外部装置である。
【００１６】次に動作について説明する。カメラ２３、
２４、および２５により撮影された映像信号は、光電セ
ンサ２７からの出力信号が入った瞬間にそれぞれＡ／Ｄ
変換器２６ａ、２６ｂおよび２６ｃによりディジタルデ
ータに変換され、ＣＰＵ２６ｄに読み込まれ、メモリ２
６ｅに格納される。列車の全車輪を測定するような場合
には、次々に通過する車輪について映像のディジタルデ
ータをメモリ２６ｅに格納する。そして対象とする全て
の車輪のデータを格納し終わった後、ＣＰＵ２６ｄはメ
モリ２６ｅから順次データを読みだし演算処理（画像処
理）を実行してメモリ２６ｅに格納する。メモリ２６ｅ
に格納された画像データや処理結果は必要に応じてディ
スプレイ２８に表示され、また外部装置２９に送信され
る。
２４、および２５により撮影された映像信号は、光電セ
ンサ２７からの出力信号が入った瞬間にそれぞれＡ／Ｄ
変換器２６ａ、２６ｂおよび２６ｃによりディジタルデ
ータに変換され、ＣＰＵ２６ｄに読み込まれ、メモリ２
６ｅに格納される。列車の全車輪を測定するような場合
には、次々に通過する車輪について映像のディジタルデ
ータをメモリ２６ｅに格納する。そして対象とする全て
の車輪のデータを格納し終わった後、ＣＰＵ２６ｄはメ
モリ２６ｅから順次データを読みだし演算処理（画像処
理）を実行してメモリ２６ｅに格納する。メモリ２６ｅ
に格納された画像データや処理結果は必要に応じてディ
スプレイ２８に表示され、また外部装置２９に送信され
る。
【００１７】次に画像処理の内容について詳しく説明す
る。図２は、カメラ２３、２４、および２５により撮影
される画像を示したもので、それぞれ画像２３ａは前踏
面カメラ２３、画像２４ａは後踏面カメラ２４、画像２
５ａは側面カメラ２５により撮影される細線状の光によ
る車輪１での反射像を表わしている。これらの画像上に
おけるフランジ３の先端位置●印は画像処理手法により
容易に認識することができ、画像上での位置を求めるこ
とができる。図２には直径の異なる２つの車輪が通過し
た場合の撮影される瞬間の位置を示している。
る。図２は、カメラ２３、２４、および２５により撮影
される画像を示したもので、それぞれ画像２３ａは前踏
面カメラ２３、画像２４ａは後踏面カメラ２４、画像２
５ａは側面カメラ２５により撮影される細線状の光によ
る車輪１での反射像を表わしている。これらの画像上に
おけるフランジ３の先端位置●印は画像処理手法により
容易に認識することができ、画像上での位置を求めるこ
とができる。図２には直径の異なる２つの車輪が通過し
た場合の撮影される瞬間の位置を示している。
【００１８】これらの画像が撮影されるタイミングは、
光電センサ２７のスポット位置３０を車輪１のフランジ
３が横切る瞬間であるため、車輪１の直径が異なる場
合、図中に示した「車輪径方向」矢印の方向に位置の差
が生じ、撮影される画像も同矢印の方向に差が生じる。
そこで、まず、寸法の既知である車輪１について画像を
取込み、画像上のフランジ３の先端位置を測定してお
く。次に測定対象である車輪１について画像を取込み、
画像上のフランジ３の先端の寸法の差を図示した方向の
符号付の値として求める。これより実際の寸法差に換算
される。
光電センサ２７のスポット位置３０を車輪１のフランジ
３が横切る瞬間であるため、車輪１の直径が異なる場
合、図中に示した「車輪径方向」矢印の方向に位置の差
が生じ、撮影される画像も同矢印の方向に差が生じる。
そこで、まず、寸法の既知である車輪１について画像を
取込み、画像上のフランジ３の先端位置を測定してお
く。次に測定対象である車輪１について画像を取込み、
画像上のフランジ３の先端の寸法の差を図示した方向の
符号付の値として求める。これより実際の寸法差に換算
される。
【００１９】即ち、 画像２３ａ上での寸法差：△ｒm1 画像２４ａ上での寸法差：△ｒm2 画像２５ａ上での寸法差：△ｒm3 実際の半径方向寸法差（前方）：△ｒ1 実際の半径方向寸法差（後方）：△ｒ2 案際の半径方向寸法差（中央）：△ｒ3 で表すと、これより次式を用いて実際の寸法差が求めら
れる。
れる。
【００２０】 △ｒ1＝△ｒm1・Ｍy1・cosecφ1 （１） △ｒ2＝△ｒm2・Ｍy2・cosecφ2 （２） △ｒ3＝△ｒm3・Ｍy3 （３）
【００２１】上記各式においてＭy1、Ｍy2、Ｍy3はそれ
ぞれの画像上の寸法（画素数）から実際の寸法への換算
係数であり、これらは撮像素子のサイズ、Ａ／Ｄ変換の
定数、レンズの焦点距離、対象物までの距離によって決
定される。測定対象の車輪のサイズの違いによって対象
物までの距誰が厳密には異なるが、基準車輪における距
離を一律に採用しても誤差は少ない。
ぞれの画像上の寸法（画素数）から実際の寸法への換算
係数であり、これらは撮像素子のサイズ、Ａ／Ｄ変換の
定数、レンズの焦点距離、対象物までの距離によって決
定される。測定対象の車輪のサイズの違いによって対象
物までの距誰が厳密には異なるが、基準車輪における距
離を一律に採用しても誤差は少ない。
【００２２】以上により実際の寸法差が求められるの
で、図２における基準車輪の中心を通る３つの直線上で
それぞれの値だけ位置をずらした３つの点が決定され
る。測定対象の車輪１のフランジ３の直径はこの３点を
通る円として計算できる。こうしてフランジ直径が求ま
ると、車輪直径は、図６と同様、図４に示すように画像
上から求まるγmに換算係数Ｍy1を乗じて実際の寸法γ
を求め、次式に基づいて測定される。
で、図２における基準車輪の中心を通る３つの直線上で
それぞれの値だけ位置をずらした３つの点が決定され
る。測定対象の車輪１のフランジ３の直径はこの３点を
通る円として計算できる。こうしてフランジ直径が求ま
ると、車輪直径は、図６と同様、図４に示すように画像
上から求まるγmに換算係数Ｍy1を乗じて実際の寸法γ
を求め、次式に基づいて測定される。
【００２３】 車輪直径＝フランジ直径一２γ （４）
【００２４】なお、図４において、図６と対応する符号
には添え字ｍを付し、実質的に同一の意味を表すものと
する。また、車輪のフランジの軸方向の位置は、側面カ
メラ２５の画像から求めることができる。側面カメラ２
５の光軸と車軸との角度がφ3であることから、画像上
での基準位置からの変位△Ｌm3から実際の軸方向変位△
Ｌ3は次式により求めることができる。
には添え字ｍを付し、実質的に同一の意味を表すものと
する。また、車輪のフランジの軸方向の位置は、側面カ
メラ２５の画像から求めることができる。側面カメラ２
５の光軸と車軸との角度がφ3であることから、画像上
での基準位置からの変位△Ｌm3から実際の軸方向変位△
Ｌ3は次式により求めることができる。
【００２５】 △Ｌ3＝△Ｌm3・Ｍy3・cosecφ3 （５）
【００２６】もう一方の車輪についても同様の測定を行
なえば、両側の内面間の距離変化が求められ、基準車輪
に対する内面間距誰の差が測定できる。このように側面
カメラ２５はフランジ３の先端の位置を測定する働きと
車輪内面位置を測定する働きを兼ねている。
なえば、両側の内面間の距離変化が求められ、基準車輪
に対する内面間距誰の差が測定できる。このように側面
カメラ２５はフランジ３の先端の位置を測定する働きと
車輪内面位置を測定する働きを兼ねている。
【００２７】このように、本実施の形態では、測定対象
とする車輪の前後にそれぞれ踏面を照射する細線状の光
の光源と踏面を撮影するカメラを各１組ずつ設置し、さ
らに車輪の中央フランジ先端部を車輪側面から照射する
細線状の光の光源と側面を撮影するカメラを設置し、こ
れら３つの撮影映像から車輪の３ヵ所のフランジ先端位
置を算出し、これら３ヵ所のフランジ先端位置からフラ
ンジ直径を算出することができる。従って、従来の非接
触測定方法では測定不可能であった車輪側面に基準溝が
ない車輪についても車輪直径を測定することが可能とな
る。
とする車輪の前後にそれぞれ踏面を照射する細線状の光
の光源と踏面を撮影するカメラを各１組ずつ設置し、さ
らに車輪の中央フランジ先端部を車輪側面から照射する
細線状の光の光源と側面を撮影するカメラを設置し、こ
れら３つの撮影映像から車輪の３ヵ所のフランジ先端位
置を算出し、これら３ヵ所のフランジ先端位置からフラ
ンジ直径を算出することができる。従って、従来の非接
触測定方法では測定不可能であった車輪側面に基準溝が
ない車輪についても車輪直径を測定することが可能とな
る。
【００２８】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、車輪の前踏面に関する情報を検出する第１の検出手
段と、上記車輪の後踏面に関する情報を検出する第２の
検出手段と、上記車輪の側面に関する情報を検出する第
３の検出手段と、上記第１、第２および第３の検出手段
の出力に基づいて上記車輪の少なくとも直径を演算する
演算手段とを備えたので、基準溝のない車輪についても
車輪直径を測定することが可能になるという効果があ
る。
ば、車輪の前踏面に関する情報を検出する第１の検出手
段と、上記車輪の後踏面に関する情報を検出する第２の
検出手段と、上記車輪の側面に関する情報を検出する第
３の検出手段と、上記第１、第２および第３の検出手段
の出力に基づいて上記車輪の少なくとも直径を演算する
演算手段とを備えたので、基準溝のない車輪についても
車輪直径を測定することが可能になるという効果があ
る。
【００２９】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、第１の検出手段が、車軸に装着された左右一
対の車輪のうち一方の上記車輪に対し、該車輪の前方に
配置され、該車輪の踏面と中心軸とを結ぶ線上に細線状
の第１の光を照射する第１の光源と、上記第１の光によ
り照射された上記踏面の像を撮影する第１の撮影手段と
からなり、第２の検出手段が、上記車輪の後方に配置さ
れ、該車輪の踏面と中心軸とを結ぶ線上に細線状の第２
の光を照射する第２の光源と、上記第２の光により照射
された上記踏面の像を撮影する第２の撮影手段とからな
り、第３の検出手段が、上記車輪のレールと接する位置
において上記車輪のフランジ内面側に配置され、該フラ
ンジ内面の先端から上記車輪の中心軸を通る線上の上記
フランジ先端を含む所定の範囲に細線状の第３の光を照
射する第３の光源と、上記第３の光により照射された上
記フランジ内面の像を撮影する第３の撮影手段とからな
り、演算手段が、上記各撮影手段により得られる映像信
号に基づいて上記車輪の踏面の寸法および直径を算出す
る画像信号処理装置からなるので、基準溝のない車輪に
ついても車輪直径を確実に測定することが可能になると
いう効果がある。
において、第１の検出手段が、車軸に装着された左右一
対の車輪のうち一方の上記車輪に対し、該車輪の前方に
配置され、該車輪の踏面と中心軸とを結ぶ線上に細線状
の第１の光を照射する第１の光源と、上記第１の光によ
り照射された上記踏面の像を撮影する第１の撮影手段と
からなり、第２の検出手段が、上記車輪の後方に配置さ
れ、該車輪の踏面と中心軸とを結ぶ線上に細線状の第２
の光を照射する第２の光源と、上記第２の光により照射
された上記踏面の像を撮影する第２の撮影手段とからな
り、第３の検出手段が、上記車輪のレールと接する位置
において上記車輪のフランジ内面側に配置され、該フラ
ンジ内面の先端から上記車輪の中心軸を通る線上の上記
フランジ先端を含む所定の範囲に細線状の第３の光を照
射する第３の光源と、上記第３の光により照射された上
記フランジ内面の像を撮影する第３の撮影手段とからな
り、演算手段が、上記各撮影手段により得られる映像信
号に基づいて上記車輪の踏面の寸法および直径を算出す
る画像信号処理装置からなるので、基準溝のない車輪に
ついても車輪直径を確実に測定することが可能になると
いう効果がある。
【００３０】請求項３の発明による車輪測定装置は、請
求項２の発明において、画像信号処理装置が、各撮影手
段に対応してそれぞれ設けられた複数のＡ／Ｄ変換器
と、該Ａ／Ｄ変換器の出力に基づいて車輪に関連する情
報を演算するＣＰＵと、該ＣＰＵに接続され上記車輪に
関連した情報を格納する記憶手段とを備えたので、車輪
に関する画像処理を効率よく行うことができるという効
果がある。
求項２の発明において、画像信号処理装置が、各撮影手
段に対応してそれぞれ設けられた複数のＡ／Ｄ変換器
と、該Ａ／Ｄ変換器の出力に基づいて車輪に関連する情
報を演算するＣＰＵと、該ＣＰＵに接続され上記車輪に
関連した情報を格納する記憶手段とを備えたので、車輪
に関する画像処理を効率よく行うことができるという効
果がある。
【００３１】請求項４の発明による車輪測定装置は、請
求項２または３の発明において、第３の撮影手段が、車
輪の車軸に対して所定の角度だけずらして設置されてい
るので、車輪のフランジ先端の位置と同時に車輪内面の
位置も測定できるという効果がある。
求項２または３の発明において、第３の撮影手段が、車
輪の車軸に対して所定の角度だけずらして設置されてい
るので、車輪のフランジ先端の位置と同時に車輪内面の
位置も測定できるという効果がある。
【００３２】請求項５の発明による車輪測定装置は、請
求項３または４の発明において、車輪のフランジ先端が
所定位置を通過したことを検知し、複数のＡ／Ｄ変換器
に対応する撮影手段からの映像信号の取込みを開始させ
る光電センサを備えたので、３つの撮影手段からの映像
信号の取り込みをタイミングよく確実に行うことができ
るという効果がある。
求項３または４の発明において、車輪のフランジ先端が
所定位置を通過したことを検知し、複数のＡ／Ｄ変換器
に対応する撮影手段からの映像信号の取込みを開始させ
る光電センサを備えたので、３つの撮影手段からの映像
信号の取り込みをタイミングよく確実に行うことができ
るという効果がある。
【図１】 この発明の一実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図２】 この発明の一実施の形態における撮影画像と
測定車輪の関係を示す図である。
測定車輪の関係を示す図である。
【図３】 この発明の一実施の形態の画像信号処理装置
の具体的構成の一例を示すブロック図である。
の具体的構成の一例を示すブロック図である。
【図４】 図１において細線状の光が照射された踏面の
画像を示す図である。
画像を示す図である。
【図５】 従来の車輪測定装置を示す構成図である。
【図６】 従来例における車輪断面の形状と測定部を示
す図である。
す図である。
１ 車輪、２ 内側側面、３ フランジ、４ 車輪踏
面、２０ 前踏面光源、２１ 後踏面光源、２２ 側面
光源、２３ 前踏面カメラ、２４ 後踏面カメラ、２５
側面カメラ、２６ 画像信号処理装置、２６ａ〜２６
ｃ Ａ／Ｄ変換器、２６ｄ ＣＰＵ、２６ｅ メモリ、
２７ 光電センサ。
面、２０ 前踏面光源、２１ 後踏面光源、２２ 側面
光源、２３ 前踏面カメラ、２４ 後踏面カメラ、２５
側面カメラ、２６ 画像信号処理装置、２６ａ〜２６
ｃ Ａ／Ｄ変換器、２６ｄ ＣＰＵ、２６ｅ メモリ、
２７ 光電センサ。
Claims (5)
- 【請求項１】 車輪の前踏面に関する情報を検出する第
１の検出手段と、 上記車輪の後踏面に関する情報を検出する第２の検出手
段と、 上記車輪の側面に関する情報を検出する第３の検出手段
と、 上記第１、第２および第３の検出手段の出力に基づいて
上記車輪の少なくとも直径を演算する演算手段とを備え
たことを特徴とする車輪測定装置。 - 【請求項２】 第１の検出手段は、車軸に装着された左
右一対の車輪のうち一方の上記車輪に対し、該車輪の前
方に配置され、該車輪の踏面と中心軸とを結ぶ線上に細
線状の第１の光を照射する第１の光源と、上記第１の光
により照射された上記踏面の像を撮影する第１の撮影手
段とからなり、 第２の検出手段は 上記車輪の後方に配置され、該車輪
の踏面と中心軸とを結ぶ線上に細線状の第２の光を照射
する第２の光源と、上記第２の光により照射された上記
踏面の像を撮影する第２の撮影手段とからなり、 第３の検出手段は、上記車輪のレールと接する位置にお
いて上記車輪のフランジ内面側に配置され、該フランジ
内面の先端から上記車輪の中心軸を通る線上の上記フラ
ンジ先端を含む所定の範囲に細線状の第３の光を照射す
る第３の光源と、上記第３の光により照射された上記フ
ランジ内面の像を撮影する第３の撮影手段とからなり、 演算手段は、上記各撮影手段により得られる映像信号に
基づいて上記車輪の踏面の寸法および直径を算出する画
像信号処理装置からなることを特徴とする請求項１記載
の車輪測定装置。 - 【請求項３】 画像信号処理装置は、各撮影手段に対応
してそれぞれ設けられた複数のＡ／Ｄ変換器と、該Ａ／
Ｄ変換器の出力に基づいて車輪に関連する情報を演算す
るＣＰＵと、該ＣＰＵに接続され上記車輪に関連した情
報を格納する記憶手段とを備えたことを特徴とする請求
項２記載の車輪測定装置。 - 【請求項４】 第３の撮影手段は、車輪の車軸に対して
所定の角度だけずらして設置されていることを特徴とす
る請求項２または３記載の車輪測定装置。 - 【請求項５】 車輪のフランジ先端が所定位置を通過し
たことを検知し、複数のＡ／Ｄ変換器に対応する撮影手
段からの映像信号の取込みを開始させる光電センサを備
えたことを特徴とする請求項３または４記載の車輪測定
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9280711A JPH11118435A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 車輪測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9280711A JPH11118435A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 車輪測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11118435A true JPH11118435A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17628895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9280711A Pending JPH11118435A (ja) | 1997-10-14 | 1997-10-14 | 車輪測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11118435A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008037284A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 鉄道車両車輪計測装置 |
| CN100453375C (zh) * | 2006-06-23 | 2009-01-21 | 西南交通大学 | 机车车辆轮对外形尺寸在线动态检测装置 |
| JP2011242239A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Toshiba Transport Eng Inc | 車輪形状計測装置、車輪形状計測方法、および車輪形状計測プログラム |
| CN104316004A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-01-28 | 大连交通大学 | 基于边缘衍射线光源的轮对踏面图像数据动态采集系统 |
| CN105292179A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-02-03 | 东莞市诺丽电子科技有限公司 | 轮缘尺寸检测方法 |
| CN107415985A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-12-01 | 东莞市诺丽电子科技有限公司 | 列车车轮直径检测方法 |
| JP2020197473A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 株式会社ダイフク | 車輪径計測装置 |
-
1997
- 1997-10-14 JP JP9280711A patent/JPH11118435A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100453375C (zh) * | 2006-06-23 | 2009-01-21 | 西南交通大学 | 机车车辆轮对外形尺寸在线动态检测装置 |
| JP2008037284A (ja) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 鉄道車両車輪計測装置 |
| JP2011242239A (ja) * | 2010-05-18 | 2011-12-01 | Toshiba Transport Eng Inc | 車輪形状計測装置、車輪形状計測方法、および車輪形状計測プログラム |
| CN104316004A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-01-28 | 大连交通大学 | 基于边缘衍射线光源的轮对踏面图像数据动态采集系统 |
| CN105292179A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-02-03 | 东莞市诺丽电子科技有限公司 | 轮缘尺寸检测方法 |
| CN107415985A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-12-01 | 东莞市诺丽电子科技有限公司 | 列车车轮直径检测方法 |
| JP2020197473A (ja) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | 株式会社ダイフク | 車輪径計測装置 |
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