JPH11321650A - 地上子取付位置測定装置と測定方法 - Google Patents
地上子取付位置測定装置と測定方法Info
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- JPH11321650A JPH11321650A JP13230898A JP13230898A JPH11321650A JP H11321650 A JPH11321650 A JP H11321650A JP 13230898 A JP13230898 A JP 13230898A JP 13230898 A JP13230898 A JP 13230898A JP H11321650 A JPH11321650 A JP H11321650A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軌陸車を用いて地上子の位置計測を自動的に
行える地上子位置計測装置と測定方法とを提供する。 【解決手段】 走行中に自動的に地上子の存在を検知す
るためのスポットビーム投光器４とスポットビーム受光
器６と、地上子１の存在を検知したときにファンビーム
レーザ光２をその地上子１ならびに線路１３上に照射す
るファンビーム投光器５と、ファンビームレーザ光２に
より地上子１ならびにレール１３に形成された輝線１５
を所定の方向から撮像する２台のカメラ部７、８と、カ
メラ部７、８で取得された画像を画像処理して特定点を
抽出し、画像データを記録する制御装部と、光切断法に
より、特定点を用いて左右のレール間の中心と地上子の
中心との離れおよびレールの上面の地上子の上面からの
高さを演算する演算部と、計測結果を表示する表示部と
を備えている。
行える地上子位置計測装置と測定方法とを提供する。 【解決手段】 走行中に自動的に地上子の存在を検知す
るためのスポットビーム投光器４とスポットビーム受光
器６と、地上子１の存在を検知したときにファンビーム
レーザ光２をその地上子１ならびに線路１３上に照射す
るファンビーム投光器５と、ファンビームレーザ光２に
より地上子１ならびにレール１３に形成された輝線１５
を所定の方向から撮像する２台のカメラ部７、８と、カ
メラ部７、８で取得された画像を画像処理して特定点を
抽出し、画像データを記録する制御装部と、光切断法に
より、特定点を用いて左右のレール間の中心と地上子の
中心との離れおよびレールの上面の地上子の上面からの
高さを演算する演算部と、計測結果を表示する表示部と
を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は軌道上を走行する車
両のＡＴＳ装置用地上子の位置を計測する地上子位置計
測装置に関し、特に軌陸車に装備して測定する地上子位
置計測装置と計測方法とに関する。
両のＡＴＳ装置用地上子の位置を計測する地上子位置計
測装置に関し、特に軌陸車に装備して測定する地上子位
置計測装置と計測方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】軌道上を走行する電車や列車などの車両
の安全な走行を保持するためにＡＴＳ装置（自動列車停
止装置）が用いられ、電車や列車などの車両の通過位置
等を自動的に認識して列車の速度制御等を行っている
が、地上子はＡＴＳ装置の一部として軌道上に設置さ
れ、車両上の車上子との組み合わせにより車両の通過位
置等を自動的に認識する役割を分担している。
の安全な走行を保持するためにＡＴＳ装置（自動列車停
止装置）が用いられ、電車や列車などの車両の通過位置
等を自動的に認識して列車の速度制御等を行っている
が、地上子はＡＴＳ装置の一部として軌道上に設置さ
れ、車両上の車上子との組み合わせにより車両の通過位
置等を自動的に認識する役割を分担している。
【０００３】この軌道内に接地された地上子の保守点検
は、電気的性能と、物理的性能である軌道上の位置、即
ちレールに対する相対的な高さ、離れの計測によって行
われている。
は、電気的性能と、物理的性能である軌道上の位置、即
ちレールに対する相対的な高さ、離れの計測によって行
われている。
【０００４】電気的性能については、軌陸車の走行によ
る自動計測で行い、規定値を外れた地上子は交換してい
る。
る自動計測で行い、規定値を外れた地上子は交換してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、物理的性能で
ある位置計測については、保守員が軌道を歩いて専用の
ゲージを用いて地上子の中心位置および高さを計測し、
規定外の地上子はその場で位置ずれを修復する作業を行
っている。地上子の修復に費やす作業時間はほんの僅か
であるのに、保守員は位置計測作業に大半の作業時間を
費やさざるを得ないという問題点があった。
ある位置計測については、保守員が軌道を歩いて専用の
ゲージを用いて地上子の中心位置および高さを計測し、
規定外の地上子はその場で位置ずれを修復する作業を行
っている。地上子の修復に費やす作業時間はほんの僅か
であるのに、保守員は位置計測作業に大半の作業時間を
費やさざるを得ないという問題点があった。
【０００６】そこで、保守員の負担を軽減し、保守点検
作業の効率化を図るために、地上子取付位置の計測を自
動で行う装置の開発が望まれていた。
作業の効率化を図るために、地上子取付位置の計測を自
動で行う装置の開発が望まれていた。
【０００７】本発明の目的は、軌陸車を用いて地上子の
位置計測を自動的に行える地上子位置計測装置と測定方
法とを提供することにある。
位置計測を自動的に行える地上子位置計測装置と測定方
法とを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の地上子取付位置
測定装置は、軌道上を走行する軌陸車に搭載されて、Ａ
ＴＳ用地上子の取付位置を測定する地上子取付位置測定
装置である。この地上子取付位置測定装置は、走行中に
自動的に地上子の存在を検知する検知手段と、地上子の
存在を検知したときに平面状のファンビーム光をその地
上子ならびに線路上に所定の角度で照射するファンビー
ム投光器と、ファンビーム光により地上子ならびにレー
ルに形成された輝線を所定の方向から撮像する１台以上
の撮像器と、検知手段とファンビーム投光器と撮像器と
を制御するとともに、その撮像器で取得された画像を画
像処理して地上子の中心線と左右レールのレールトップ
とレール内側エッジとを特定し、画像データを記録する
制御部と、光切断法により、特定点を用いて左右のレー
ル間の中心と地上子の中心との離れおよびレールの上面
の地上子の上面からの高さを演算する演算部と、計測結
果を表示する表示部と、制御部の動作を制御する制御プ
ログラムを記録している記録媒体とを備えている。
測定装置は、軌道上を走行する軌陸車に搭載されて、Ａ
ＴＳ用地上子の取付位置を測定する地上子取付位置測定
装置である。この地上子取付位置測定装置は、走行中に
自動的に地上子の存在を検知する検知手段と、地上子の
存在を検知したときに平面状のファンビーム光をその地
上子ならびに線路上に所定の角度で照射するファンビー
ム投光器と、ファンビーム光により地上子ならびにレー
ルに形成された輝線を所定の方向から撮像する１台以上
の撮像器と、検知手段とファンビーム投光器と撮像器と
を制御するとともに、その撮像器で取得された画像を画
像処理して地上子の中心線と左右レールのレールトップ
とレール内側エッジとを特定し、画像データを記録する
制御部と、光切断法により、特定点を用いて左右のレー
ル間の中心と地上子の中心との離れおよびレールの上面
の地上子の上面からの高さを演算する演算部と、計測結
果を表示する表示部と、制御部の動作を制御する制御プ
ログラムを記録している記録媒体とを備えている。
【０００９】ファンビーム光は、レーザ光であってもよ
く、可視光であってもよい。
く、可視光であってもよい。
【００１０】また、撮像器が２台であり、１台が片方の
レールと地上子とに形成された輝線を撮像し、他の１台
が他のレールに形成された輝線を撮像してもよく、撮像
器がＣＣＤカメラであることが好ましい。
レールと地上子とに形成された輝線を撮像し、他の１台
が他のレールに形成された輝線を撮像してもよく、撮像
器がＣＣＤカメラであることが好ましい。
【００１１】さらに、検知部が、スポットビームレーザ
光を照射するスポットレーザ投光器と、そのスポットビ
ームレーザ光の地上子上面からの反射光のみを受光でき
る位置に配設されたスポットビーム受光器とを備えてい
てもよい。
光を照射するスポットレーザ投光器と、そのスポットビ
ームレーザ光の地上子上面からの反射光のみを受光でき
る位置に配設されたスポットビーム受光器とを備えてい
てもよい。
【００１２】本発明の地上子取付位置測定方法は、自動
列車停止装置用地上子の取付位置を測定するための地上
子取付位置測定方法である。走行中の軌陸車からスポッ
トビームレーザ光を出射して、反射光の入射を待機し、
スポットビームレーザ光の地上子からの反射光を検出
し、次にそのスポットビーム受光器の受光が途切れると
同時に、ファンビームレーザ光を所定の角度で地上子の
進行方向中間部に出射して、中央部に十字状に彫り込み
された中心線を有する地上子の上面中央部とレール上と
に輝線を形成させ、同時に撮像器により、地上子上とレ
ール上とにレーザ光により形成された輝線の画像を取得
し、画像処理により左レールトップ、左レール内側エッ
ジ、右側レール内側エッジ、および地上子中心を特定さ
せてそれらの座標を抽出し、光切断法により左右のレー
ル間の中心と地上子の中心との離れ、およびレールの上
面の地上子の上面からの高さを演算する。
列車停止装置用地上子の取付位置を測定するための地上
子取付位置測定方法である。走行中の軌陸車からスポッ
トビームレーザ光を出射して、反射光の入射を待機し、
スポットビームレーザ光の地上子からの反射光を検出
し、次にそのスポットビーム受光器の受光が途切れると
同時に、ファンビームレーザ光を所定の角度で地上子の
進行方向中間部に出射して、中央部に十字状に彫り込み
された中心線を有する地上子の上面中央部とレール上と
に輝線を形成させ、同時に撮像器により、地上子上とレ
ール上とにレーザ光により形成された輝線の画像を取得
し、画像処理により左レールトップ、左レール内側エッ
ジ、右側レール内側エッジ、および地上子中心を特定さ
せてそれらの座標を抽出し、光切断法により左右のレー
ル間の中心と地上子の中心との離れ、およびレールの上
面の地上子の上面からの高さを演算する。
【００１３】本発明の特徴は、地上子の電気的性能を自
動計測する軌陸車に本装置を取付け、まずスポットビー
ムレーザ光を用いて地上子を検出し、次にファンビーム
レーザ光を用いた光切断法によりレールの中心を基準と
した地上子の横方向の位置ずれおよびレールの高さを基
準として地上子の高さの計測を自動で行うことである。
動計測する軌陸車に本装置を取付け、まずスポットビー
ムレーザ光を用いて地上子を検出し、次にファンビーム
レーザ光を用いた光切断法によりレールの中心を基準と
した地上子の横方向の位置ずれおよびレールの高さを基
準として地上子の高さの計測を自動で行うことである。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態
のＡＴＳ地上子取付位置測定装置のブロック構成図、図
２は本発明の実施の形態のＡＴＳ地上子取付位置測定装
置の計測機器のレイアウトを示す斜視図である。
て図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態
のＡＴＳ地上子取付位置測定装置のブロック構成図、図
２は本発明の実施の形態のＡＴＳ地上子取付位置測定装
置の計測機器のレイアウトを示す斜視図である。
【００１５】ＡＴＳ地上子取付位置測定装置は、地上子
１を検出するために進行方向前方から後方斜め下方に向
けて照射されるスポットビームレーザ光２を照射するス
ポットビーム投光器４と、地上子１の軌道からの離れお
よび高さを計測するために垂直下方に向けて進行方向に
直交する平面状のファンビームレーザ光３を扇状に照射
するファンビーム投光器５と、スポットビームレーザ光
２の反射光を受光するスポットビーム受光器６と、ファ
ンビームレーザ光３の照射により照射面に生じた輝線を
進行方向右側斜め後方から撮像するＣＣＤカメラを備え
た右側カメラ部７と、左側斜め後方からから撮像するＣ
ＣＤカメラを備えた左側カメラ部８と、スポットビーム
投光器４、ファンビーム投光器５、スポットビーム受光
器６、右側カメラ部７および左側カメラ部８を制御する
とともに右側カメラ部７および左側カメラ部８の画像デ
ータを記録する制御装置９と、スポットビーム投光器
４、ファンビーム投光器５、右側カメラ部７、左側カメ
ラ部８、制御装置９に電源を供給する電源装置１０と、
制御装置９に蓄えられた映像信号を画像処理して地上子
の高さおよび離れを算出するパーソナルコンピュータ１
１と、計測結果をリアルタイムで表示するプリンタ１２
と、制御装置９の動作を制御する制御プログラムを記録
している記録媒体１９とを備える。これらの装置は軌道
上を走行して電気的性能を自動計測する軌陸車（不図
示）に搭載されている。
１を検出するために進行方向前方から後方斜め下方に向
けて照射されるスポットビームレーザ光２を照射するス
ポットビーム投光器４と、地上子１の軌道からの離れお
よび高さを計測するために垂直下方に向けて進行方向に
直交する平面状のファンビームレーザ光３を扇状に照射
するファンビーム投光器５と、スポットビームレーザ光
２の反射光を受光するスポットビーム受光器６と、ファ
ンビームレーザ光３の照射により照射面に生じた輝線を
進行方向右側斜め後方から撮像するＣＣＤカメラを備え
た右側カメラ部７と、左側斜め後方からから撮像するＣ
ＣＤカメラを備えた左側カメラ部８と、スポットビーム
投光器４、ファンビーム投光器５、スポットビーム受光
器６、右側カメラ部７および左側カメラ部８を制御する
とともに右側カメラ部７および左側カメラ部８の画像デ
ータを記録する制御装置９と、スポットビーム投光器
４、ファンビーム投光器５、右側カメラ部７、左側カメ
ラ部８、制御装置９に電源を供給する電源装置１０と、
制御装置９に蓄えられた映像信号を画像処理して地上子
の高さおよび離れを算出するパーソナルコンピュータ１
１と、計測結果をリアルタイムで表示するプリンタ１２
と、制御装置９の動作を制御する制御プログラムを記録
している記録媒体１９とを備える。これらの装置は軌道
上を走行して電気的性能を自動計測する軌陸車（不図
示）に搭載されている。
【００１６】次に図２および図３を参照して本発明の第
１の実施の形態のＡＴＳ地上子取付位置測定装置の動作
を説明する。図３は本発明の実施の形態のＡＴＳ地上子
取付位置測定装置の動作を説明するための模式的側面図
であり、（ａ）はスポットビームレーザ光４が敷石面１
４を照射している状態、（ｂ）はスポットビームレーザ
光４が地上子１をを照射し始めた状態、（ｃ）はスポッ
トビームレーザ光４が地上子１の段差部１ａを照射して
いる状態、（ｄ）はファンビームレーザ光３が地上子１
の上面を照射している状態である。スポットビーム投光
器４とスポットビーム受光器６との関係は、スポットビ
ームレーザ光２が地上子１の上面の高さの位置で正反射
されたときにスポットビーム受光器６にスポットビーム
レーザ光２が入射するように配置されている。
１の実施の形態のＡＴＳ地上子取付位置測定装置の動作
を説明する。図３は本発明の実施の形態のＡＴＳ地上子
取付位置測定装置の動作を説明するための模式的側面図
であり、（ａ）はスポットビームレーザ光４が敷石面１
４を照射している状態、（ｂ）はスポットビームレーザ
光４が地上子１をを照射し始めた状態、（ｃ）はスポッ
トビームレーザ光４が地上子１の段差部１ａを照射して
いる状態、（ｄ）はファンビームレーザ光３が地上子１
の上面を照射している状態である。スポットビーム投光
器４とスポットビーム受光器６との関係は、スポットビ
ームレーザ光２が地上子１の上面の高さの位置で正反射
されたときにスポットビーム受光器６にスポットビーム
レーザ光２が入射するように配置されている。
【００１７】軌陸車の走行開始と同時にスポットビーム
投光器４からスポットビームレーザ光２が出射され、地
上子１のないところでは図３（ａ）に示すようにスポッ
トビームレーザ光２はレールの下に敷かれた敷石面１４
で反射され、スポットビーム受光器６には入射しない。
この状態で地上子１からの反射光をスポットビーム受光
器６で受光するまで走行する。
投光器４からスポットビームレーザ光２が出射され、地
上子１のないところでは図３（ａ）に示すようにスポッ
トビームレーザ光２はレールの下に敷かれた敷石面１４
で反射され、スポットビーム受光器６には入射しない。
この状態で地上子１からの反射光をスポットビーム受光
器６で受光するまで走行する。
【００１８】図３（ｂ）に示すように、軌陸車が地上子
１の上に差し掛かり、スポットビームレーザ光２の地上
子１からの反射光をスポットビーム受光器６で検出する
と、制御装置９はファンビームレーザ光３の照射を準備
する。軌陸車が更に前進して図３（ｃ）に示すようにス
ポットビームレーザ光２が地上子１の前方端部を外れる
と地上子１の段差部１ａにより反射光が遮られスポット
ビーム受光器６の受光が途切れる。
１の上に差し掛かり、スポットビームレーザ光２の地上
子１からの反射光をスポットビーム受光器６で検出する
と、制御装置９はファンビームレーザ光３の照射を準備
する。軌陸車が更に前進して図３（ｃ）に示すようにス
ポットビームレーザ光２が地上子１の前方端部を外れる
と地上子１の段差部１ａにより反射光が遮られスポット
ビーム受光器６の受光が途切れる。
【００１９】この瞬間に、図３（ｄ）に示すように地上
子１の進行方向中間部を照射するような位置に配置され
ているファンビームレーザ光３が出射され、進行方向に
直交する平面上を扇状に照射されたファンビームレーザ
光３が、中央部に十字状に彫り込みされた中心線１ｃを
有する地上子１の上面中央部とレール１３上とに輝線１
５を形成し、同時に右側カメラ部７および左側カメラ部
８で撮像することにより、レール１３と地上子１にレー
ザにより形成された輝線１５の画像が取得できる。
子１の進行方向中間部を照射するような位置に配置され
ているファンビームレーザ光３が出射され、進行方向に
直交する平面上を扇状に照射されたファンビームレーザ
光３が、中央部に十字状に彫り込みされた中心線１ｃを
有する地上子１の上面中央部とレール１３上とに輝線１
５を形成し、同時に右側カメラ部７および左側カメラ部
８で撮像することにより、レール１３と地上子１にレー
ザにより形成された輝線１５の画像が取得できる。
【００２０】ここで光切断法による一般的な幅と高さの
計測法を図４を参照して説明する。図４は光切断法の説
明のための模式的斜視図である。段差を有する被計測物
体４１に段差面に沿った斜め方向から照射されたファン
ビームレーザ光４３は被計測物体４１上に輝線４５を形
成する。被計測物体４１をその上方から垂直方向にカメ
ラ部４７で撮像することにより輝線の画像が取得画像４
８に画素の集合として形成される。
計測法を図４を参照して説明する。図４は光切断法の説
明のための模式的斜視図である。段差を有する被計測物
体４１に段差面に沿った斜め方向から照射されたファン
ビームレーザ光４３は被計測物体４１上に輝線４５を形
成する。被計測物体４１をその上方から垂直方向にカメ
ラ部４７で撮像することにより輝線の画像が取得画像４
８に画素の集合として形成される。
【００２１】ここで、被計測物体４１の最上面の幅Ｗと
段差高さＨを計測するものとすると、最上面の幅Ｗは取
得画像４８上の幅Ｗに対応する輝線の幅を形成する画素
数をカウントし、既知の水平方向の１画素の見込む長さ
ΔＸを乗ずることによって取得できる。段差高さＨは段
差Ｈを形成する２水平面間の距離を形成する画素数Ｎ２
をカウントし、既知の垂直方向の１画素の見込む長さΔ
Ｙと既知のファンレーザビーム光４３の照射方向と水平
面とのなす角度θのｔａｎθとを乗ずることにより取得
できる。
段差高さＨを計測するものとすると、最上面の幅Ｗは取
得画像４８上の幅Ｗに対応する輝線の幅を形成する画素
数をカウントし、既知の水平方向の１画素の見込む長さ
ΔＸを乗ずることによって取得できる。段差高さＨは段
差Ｈを形成する２水平面間の距離を形成する画素数Ｎ２
をカウントし、既知の垂直方向の１画素の見込む長さΔ
Ｙと既知のファンレーザビーム光４３の照射方向と水平
面とのなす角度θのｔａｎθとを乗ずることにより取得
できる。
【００２２】ここでは、ファンビームレーザ光４３は斜
め方向から照射され、カメラ部４７は上方から垂直方向
に撮像することとしたが、ファンビームレーザ光４３は
上方から垂直方向に照射され、カメラ部４７は斜め方向
から撮像することとしても同様に被計測物体４１の最上
面の幅Ｗと段差高さＨを計測できる。ただしこの場合θ
は、カメラ部の撮像方向と水平面とのなす角度となる。
め方向から照射され、カメラ部４７は上方から垂直方向
に撮像することとしたが、ファンビームレーザ光４３は
上方から垂直方向に照射され、カメラ部４７は斜め方向
から撮像することとしても同様に被計測物体４１の最上
面の幅Ｗと段差高さＨを計測できる。ただしこの場合θ
は、カメラ部の撮像方向と水平面とのなす角度となる。
【００２３】次に本発明の右側カメラ部７および左側カ
メラ部８により撮像された取得画像から、左右のレール
１３の中心１３ｅと地上子１の中心との離れＬ、および
レール１３の上面の地上子１の上面からの高さＨの計測
方法について図５を参照して説明する。図５は本発明の
実施の形態のＡＴＳ地上子取付位置測定装置のカメラ部
の取得画像を用いて左右レール１３間の中心と地上子１
の中心との距離およびレール１３の上面の地上子１の上
面からの高さを計測する方法を説明する模式図であり、
上部はカメラ取得画像、中央部は上面図、下部は側面図
である。
メラ部８により撮像された取得画像から、左右のレール
１３の中心１３ｅと地上子１の中心との離れＬ、および
レール１３の上面の地上子１の上面からの高さＨの計測
方法について図５を参照して説明する。図５は本発明の
実施の形態のＡＴＳ地上子取付位置測定装置のカメラ部
の取得画像を用いて左右レール１３間の中心と地上子１
の中心との距離およびレール１３の上面の地上子１の上
面からの高さを計測する方法を説明する模式図であり、
上部はカメラ取得画像、中央部は上面図、下部は側面図
である。
【００２４】符号７ａで示されるものは右側カメラ部取
得画像、符号８ａで示されるものは左側カメラ部取得画
像である。左側カメラ部取得画像８ａには地上子１の輝
線１５と、左レールの輝線１５とが表示され、地上子１
の中心１ｂが地上子１の輝線１５の進行方向の中心線の
凹部による途切れとして特定できる。左レールではレー
ルの上部と内側側面に形成された輝線５から所定の処理
で左レールトップ１３ａ、左レール内側エッジ１３ｂが
特定できる。
得画像、符号８ａで示されるものは左側カメラ部取得画
像である。左側カメラ部取得画像８ａには地上子１の輝
線１５と、左レールの輝線１５とが表示され、地上子１
の中心１ｂが地上子１の輝線１５の進行方向の中心線の
凹部による途切れとして特定できる。左レールではレー
ルの上部と内側側面に形成された輝線５から所定の処理
で左レールトップ１３ａ、左レール内側エッジ１３ｂが
特定できる。
【００２５】右側カメラ部取得画像７ａには右レールの
輝線１５が表示され、右レールの上部と内側側面に形成
された輝線１５から所定の処理により右レールトップ１
３ｃ、右レール内側エッジ１３ｄが特定できる。
輝線１５が表示され、右レールの上部と内側側面に形成
された輝線１５から所定の処理により右レールトップ１
３ｃ、右レール内側エッジ１３ｄが特定できる。
【００２６】先ずレール１３の上面の地上子１の上面か
らの高さＨの計測方法について説明する。ここでファン
ビームレーザ光３は垂直方向に照射され、右側カメラ部
７および左側カメラ部８の撮像方向の水平面となす角度
をθとし、垂直方向の１画素の見込む長さをΔＹとし、
いずれも既知である。
らの高さＨの計測方法について説明する。ここでファン
ビームレーザ光３は垂直方向に照射され、右側カメラ部
７および左側カメラ部８の撮像方向の水平面となす角度
をθとし、垂直方向の１画素の見込む長さをΔＹとし、
いずれも既知である。
【００２７】左側カメラ部取得画像８ａから画像の右下
を原点とし画素を単位として地上子中心１ｂの座標（Ｘ
１、Ｙ１）と左レールトップ１３ａの座標（Ｘ２、Ｙ
２）とをパーソナルコンピュータ１１により抽出し、次
式の計算を行わせることによりレール１３の上面の地上
子１の上面からの高さＨは算出できる。
を原点とし画素を単位として地上子中心１ｂの座標（Ｘ
１、Ｙ１）と左レールトップ１３ａの座標（Ｘ２、Ｙ
２）とをパーソナルコンピュータ１１により抽出し、次
式の計算を行わせることによりレール１３の上面の地上
子１の上面からの高さＨは算出できる。
【００２８】Ｈ＝（Ｙ２−Ｙ１）×ΔＹ×ｔａｎθ 次に左右のレール１３の中心１３ｅと地上子１の中心と
の離れＬの計測法について説明する。
の離れＬの計測法について説明する。
【００２９】右側カメラ部取得画像７ａの左端と右側カ
メラ部取得画像８ａの右端との距離Ｒを予め測定により
確定させておく。
メラ部取得画像８ａの右端との距離Ｒを予め測定により
確定させておく。
【００３０】次に左側カメラ部取得画像８ａから画像の
右下隅の画素を原点とし画素を単位として、左レール内
側エッジ１３ｂの座標（Ｘ３、Ｙ３）と、右側カメラ部
取得画像７ａから画像の左下隅の画素を原点とし画素を
単位として、左レール内側エッジ１３ｄの座標（Ｘ４、
Ｙ４）とをパーソナルコンピュータ１１により抽出し、
既知である垂直方向の１画素の見込む長さΔＸを用い
て、次式の計算を行わせることによりそれぞれ左レール
内側エッジ１３ｂと画像右端との距離Ｌ１と、右レール
内側エッジ１３ｄと画像左端との距離Ｌ２とが算出でき
る。
右下隅の画素を原点とし画素を単位として、左レール内
側エッジ１３ｂの座標（Ｘ３、Ｙ３）と、右側カメラ部
取得画像７ａから画像の左下隅の画素を原点とし画素を
単位として、左レール内側エッジ１３ｄの座標（Ｘ４、
Ｙ４）とをパーソナルコンピュータ１１により抽出し、
既知である垂直方向の１画素の見込む長さΔＸを用い
て、次式の計算を行わせることによりそれぞれ左レール
内側エッジ１３ｂと画像右端との距離Ｌ１と、右レール
内側エッジ１３ｄと画像左端との距離Ｌ２とが算出でき
る。
【００３１】Ｌ１＝Ｘ３×ΔＸ Ｌ２＝Ｘ４×ΔＸ これによって左レール内側エッジ１３ｂと左右のレール
１３間の中心１３ｅとの距離Ｌｍｉｄが次式によりパー
ソナルコンピュータ１１により算出できる。
１３間の中心１３ｅとの距離Ｌｍｉｄが次式によりパー
ソナルコンピュータ１１により算出できる。
【００３２】Ｌｍｉｄ＝（Ｒ＋Ｌ１＋Ｌ２）／２ 従って、左右のレール１３の中心１３ｅと地上子１の中
心との離れＬは次式によりパーソナルコンピュータ１１
により算出できる。
心との離れＬは次式によりパーソナルコンピュータ１１
により算出できる。
【００３３】Ｌ＝Ｌｍｉｄ−（Ｘ３−Ｘ１）×ΔＸ 算出された左右のレール１３間の中心１３ｅと地上子１
の中心との離れＬ、およびレール１３の上面の高さと地
上子１の上面の高さの差Ｈは、測定された地上子１の識
別標識とともに制御装置９に記録され、必要に応じパー
ソナルコンピュータ１１の画面に表示したり、プリンタ
１２により印刷される。また、左右のレール１３間の中
心１３ｅと地上子１の中心との離れＬ、およびレール１
３の上面の地上子１の上面からの高さＨに閾値を設け、
閾値を超える地上子１のデータのみを表示あるいは印刷
してもよい。
の中心との離れＬ、およびレール１３の上面の高さと地
上子１の上面の高さの差Ｈは、測定された地上子１の識
別標識とともに制御装置９に記録され、必要に応じパー
ソナルコンピュータ１１の画面に表示したり、プリンタ
１２により印刷される。また、左右のレール１３間の中
心１３ｅと地上子１の中心との離れＬ、およびレール１
３の上面の地上子１の上面からの高さＨに閾値を設け、
閾値を超える地上子１のデータのみを表示あるいは印刷
してもよい。
【００３４】制御プログラムは記録媒体１９から制御装
置９のデータ処理装置（不図示）に読み込まれデータ処
理装置の動作を制御する。制御装置９は制御プログラム
の制御により以下の処理を実行する。
置９のデータ処理装置（不図示）に読み込まれデータ処
理装置の動作を制御する。制御装置９は制御プログラム
の制御により以下の処理を実行する。
【００３５】即ち、軌陸車の走行開始と同時にスポット
ビーム投光器４からスポットビームレーザ光２を出射
し、反射光の入射をスポットビーム受光器６で待機する
処理と、スポットビームレーザ光２の地上子１からの反
射光をスポットビーム受光器６で検出すると、制御装置
９にファンビームレーザ光３の照射を準備させる処理
と、スポットビーム受光器６の受光が途切れると、地上
子の進行方向中間部を照射するようにな位置に配置され
ているファンビームレーザ光３を出射し、中央部に十字
状に彫り込みされた中心線１ｃを有する地上子１の上面
中央部とレール１３上に輝線１５を形成させる処理と、
同時に右側カメラ部７および左側カメラ部８で撮像する
ことにより、レール１３と地上子１にレーザ光により形
成された輝線１５の画像を取得する処理と、画像処理に
より左レールトップ１３ａ、左レール内側エッジ１３
ｂ、右側レール内側エッジ１３ｄ、および地上子中心１
ｂを特定させ、それらの座標を抽出し、光切断法により
左右のレール１３間の中心１３ｅと地上子１の中心との
離れＬ、およびレール１３の上面の地上子１の上面から
の高さＨを演算する処理と、を実行する。
ビーム投光器４からスポットビームレーザ光２を出射
し、反射光の入射をスポットビーム受光器６で待機する
処理と、スポットビームレーザ光２の地上子１からの反
射光をスポットビーム受光器６で検出すると、制御装置
９にファンビームレーザ光３の照射を準備させる処理
と、スポットビーム受光器６の受光が途切れると、地上
子の進行方向中間部を照射するようにな位置に配置され
ているファンビームレーザ光３を出射し、中央部に十字
状に彫り込みされた中心線１ｃを有する地上子１の上面
中央部とレール１３上に輝線１５を形成させる処理と、
同時に右側カメラ部７および左側カメラ部８で撮像する
ことにより、レール１３と地上子１にレーザ光により形
成された輝線１５の画像を取得する処理と、画像処理に
より左レールトップ１３ａ、左レール内側エッジ１３
ｂ、右側レール内側エッジ１３ｄ、および地上子中心１
ｂを特定させ、それらの座標を抽出し、光切断法により
左右のレール１３間の中心１３ｅと地上子１の中心との
離れＬ、およびレール１３の上面の地上子１の上面から
の高さＨを演算する処理と、を実行する。
【００３６】本実施の形態ではファンビームレーザ光を
垂直に照射し、カメラ部は斜め後方より撮像することと
したが、ファンビームレーザ光を斜め前方より照射し、
カメラ部は垂直に撮像することとしてもよい。
垂直に照射し、カメラ部は斜め後方より撮像することと
したが、ファンビームレーザ光を斜め前方より照射し、
カメラ部は垂直に撮像することとしてもよい。
【００３７】またファンビームレーザ光による輝線の撮
像を２台のカメラ部で左右それぞれに行うこととしてい
るが、計測の精度は低下するが１台のカメラ部で左右の
レールと地上子を撮像しても本発明の目的は達成でき
る。
像を２台のカメラ部で左右それぞれに行うこととしてい
るが、計測の精度は低下するが１台のカメラ部で左右の
レールと地上子を撮像しても本発明の目的は達成でき
る。
【００３８】さらに、左右のレールと地上子に対しそれ
ぞれのカメラ部を計３台設けることによって測定の精度
をさらに向上させることができる。
ぞれのカメラ部を計３台設けることによって測定の精度
をさらに向上させることができる。
【００３９】また、本実施の形態の説明では、光切断法
に用いる電磁波としてファンビームレーザ光を用いるこ
ととしたが、可視光線によりファンビーム光を形成して
もよい。
に用いる電磁波としてファンビームレーザ光を用いるこ
ととしたが、可視光線によりファンビーム光を形成して
もよい。
【００４０】本実施の形態では地上子の存在の検知をス
ポットレーザ投光器から出射されるスポットビームレー
ザ光とスポットビーム受光器で行ったが、検知手段とし
て周知である光線を用いる方法で行ってもよく、電波や
音波等の送受信により検知しても本発明の目的は達成で
きる。
ポットレーザ投光器から出射されるスポットビームレー
ザ光とスポットビーム受光器で行ったが、検知手段とし
て周知である光線を用いる方法で行ってもよく、電波や
音波等の送受信により検知しても本発明の目的は達成で
きる。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の地上子取付
位置測定装置では、軌陸車に本装置を取り付け軌道上を
走行させてＡＴＳ地上子位置の自動計測が可能になった
ことにより、保守点検にかかる作業人工を削減すること
ができるとともに、昼間の軌道内作業を低減することが
可能となるという効果がある。
位置測定装置では、軌陸車に本装置を取り付け軌道上を
走行させてＡＴＳ地上子位置の自動計測が可能になった
ことにより、保守点検にかかる作業人工を削減すること
ができるとともに、昼間の軌道内作業を低減することが
可能となるという効果がある。
【図１】本発明の実施の形態のＡＴＳ地上子取付位置測
定装置のブロック構成図である。
定装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の実施の形態のＡＴＳ地上子取付位置測
定装置の計測機器のレイアウトを示す斜視図である。
定装置の計測機器のレイアウトを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態のＡＴＳ地上子取付位置測
定装置の動作を説明するための模式的側面図である。
（ａ）はスポットビームレーザ光が敷石面を照射してい
る状態である。（ｂ）はスポットビームレーザ光が地上
子をを照射し始めた状態である。（ｃ）はスポットビー
ムレーザ光が地上子の段差部を照射している状態であ
る。（ｄ）はファンビームレーザ光が地上子の上面を照
射している状態である。
定装置の動作を説明するための模式的側面図である。
（ａ）はスポットビームレーザ光が敷石面を照射してい
る状態である。（ｂ）はスポットビームレーザ光が地上
子をを照射し始めた状態である。（ｃ）はスポットビー
ムレーザ光が地上子の段差部を照射している状態であ
る。（ｄ）はファンビームレーザ光が地上子の上面を照
射している状態である。
【図４】光切断法の説明のための模式的斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態のＡＴＳ地上子取付位置測
定装置のカメラ部の取得画像を用いてレールの中心と地
上子の中心との距離およびレールの上面の地上子の上面
からの高さを計測する方法を説明する模式図であ
定装置のカメラ部の取得画像を用いてレールの中心と地
上子の中心との距離およびレールの上面の地上子の上面
からの高さを計測する方法を説明する模式図であ
１ 地上子 １ａ 地上子の段差部 １ｂ 地上子中心 １ｃ 地上子中心線 ２ スポットビームレーザ光 ３、４３ ファンビームレーザ光 ４ スポットビーム投光器 ５ ファンビーム投光器 ６ スポットビーム受光器 ７ 右側カメラ部 ７ａ 右側カメラ部取得画像 ７ｂ 右側カメラ部視野 ８ 左側カメラ部 ８ａ 左側カメラ部取得画像 ８ｂ 左側カメラ部視野 ９ 制御装置 １０ 電源装置 １１ パーソナルコンピュータ １２ プリンタ １３ レール １３ａ 左レールトップ １３ｂ 左レール内側エッジ １３ｃ 右レールトップ １３ｄ 右レール内側エッジ １４ 敷石面 １５、４５ 輝線 １９ 記録媒体 ４１ 被計測物体 ４７ カメラ部 ４８ 取得画像
Claims (8)
- 【請求項１】 軌道上を走行する軌陸車に搭載されて、
自動列車停止装置（ＡＴＳ）用地上子の取付位置を測定
する地上子取付位置測定装置であって、 前記地上子取付位置測定装置は、走行中に自動的に前記
地上子の存在を検知する検知手段と、 前記地上子の存在を検知したときに平面状のファンビー
ム光を該地上子ならびに線路上に所定の角度で照射する
ファンビーム投光器と、 前記ファンビーム光により前記地上子ならびに前記レー
ルに形成された輝線を所定の方向から撮像する１台以上
の撮像器と、 前記検知手段と、前記ファンビーム投光器と、前記撮像
器とを制御するとともに、該撮像器で取得された画像を
画像処理して前記地上子の中心線と左右レールのレール
トップとレール内側エッジとを特定し、画像データを記
録する制御部と、 光切断法により、前記特定点を用いて左右の前記レール
間の中心と前記地上子の中心との離れおよび前記レール
の上面の前記地上子の上面からの高さを演算する演算部
と計測結果を表示する表示部と、 前記制御部の動作を制御する制御プログラムを記録して
いる記録媒体と、を備えることを特徴とする地上子取付
位置測定装置。 - 【請求項２】 前記ファンビーム光が、レーザ光である
請求項１に記載の地上子取付位置測定装置。 - 【請求項３】 前記ファンビーム光が、可視光である請
求項１に記載の地上子取付位置測定装置。 - 【請求項４】 前記撮像器が２台であり、１台が片方の
前記レールと前記地上子とに形成された前記輝線を撮像
し、他の１台が他の前記レールに形成された前記輝線を
撮像する請求項１に記載の地上子取付位置測定装置。 - 【請求項５】 前記撮像器がＣＣＤカメラである請求項
１に記載の地上子取付位置測定装置。 - 【請求項６】 前記検知部が、スポットビームレーザ光
を照射するスポットレーザ投光器と、該スポットビーム
レーザ光の前記地上子上面からの反射光のみを受光でき
る位置に配設されたスポットビーム受光器とを備えた請
求項１に記載の地上子取付位置測定装置。 - 【請求項７】 自動列車停止装置用地上子の取付位置を
測定するするための地上子取付位置測定方法であって、 走行中の軌陸車からスポットビームレーザ光を出射し
て、反射光の入射を待機し、 前記スポットビームレーザ光の前記地上子からの反射光
を検出し、次に該スポットビーム受光器の受光が途切れ
ると同時に、ファンビームレーザ光を所定の角度で前記
地上子の進行方向中間部に出射して、中央部に十字状に
彫り込みされた中心線を有する前記地上子の上面中央部
とレール上とに輝線を形成させ、 同時に撮像器により、前記地上子上と前記レール上とに
レーザ光により形成された前記輝線の画像を取得し、 画像処理により左レールトップ、左レール内側エッジ、
右側レール内側エッジ、および地上子中心を特定させて
それらの座標を抽出し、光切断法により左右の前記レー
ル間の中心と前記地上子の中心との離れ、および前記レ
ールの上面の前記地上子の上面からの高さを演算する、
ことを特徴とする地上子取付位置測定方法。 - 【請求項８】 自動列車停止装置用地上子の取付位置を
測定するするための制御プログラムを記録した記録媒体
であって、 軌陸車の走行開始と同時にスポットビーム投光器からス
ポットビームレーザ光を出射し、反射光の入射をスポッ
トビーム受光器で待機する手順と、 前記スポットビームレーザ光の前記地上子からの反射光
を前記スポットビーム受光器で検出し、次に前記スポッ
トビーム受光器の受光が途切れると同時に、前記地上子
の進行方向中間部を照射するようにな位置に配置されて
いるファンビームレーザ光を出射し、中央部に十字状に
彫り込みされた中心線を有する前記地上子の上面中央部
とレール上とに輝線を形成させる手順と、 同時に撮像器により、前記地上子上と前記レール上とに
レーザ光により形成された前記輝線の画像を取得する手
順と、 画像処理により左レールトップ、左レール内側エッジ、
右側レール内側エッジ、および地上子中心を特定させて
それらの座標を抽出し、光切断法により左右の前記レー
ル間の中心と前記地上子の中心との離れ、および前記レ
ールの上面の前記地上子の上面からの高さを演算する手
順と、を実行させるためのプログラムを記録した記録媒
体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13230898A JP2904212B1 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 地上子取付位置測定装置と測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13230898A JP2904212B1 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 地上子取付位置測定装置と測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2904212B1 JP2904212B1 (ja) | 1999-06-14 |
| JPH11321650A true JPH11321650A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15078282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13230898A Expired - Lifetime JP2904212B1 (ja) | 1998-05-14 | 1998-05-14 | 地上子取付位置測定装置と測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2904212B1 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317288A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Central Japan Railway Co | ボルト高さ測定方法、ボルト緩み判定方法、ボルト高さ測定装置、およびボルト緩み検出装置 |
| JP2007269046A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Nec Corp | 地上子位置ずれ計測方法、装置、およびプログラム |
| JP2008224631A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 鉄道レール締結ボルト緩み検査装置 |
| JP2010184527A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Hitachi Ltd | 列車の停止検知システム並びに列車の移動速度及び位置検出システム |
| CN102854197A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-01-02 | 苏州富强科技有限公司 | 激光检测装置 |
| CN102853767A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-01-02 | 苏州富强科技有限公司 | 激光检测装置 |
| CN107389003A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-11-24 | 合肥锦和信息技术有限公司 | 一种钢轨的三维参数电子检测装置 |
| CN110466249A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-11-19 | 惠州市思凯鞋业有限公司 | 一种鞋码印刷方法、设备及其控制系统 |
| KR20200067590A (ko) * | 2018-12-04 | 2020-06-12 | 투아이시스(주) | Ats 및 atp 설치 상태 점검을 위한 검측 시스템 |
| JP2021124401A (ja) * | 2020-02-05 | 2021-08-30 | 住友金属鉱山株式会社 | 基板の検査装置、基板の検査方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105819220B (zh) * | 2016-03-16 | 2018-05-18 | 苏州富强科技有限公司 | 一种用于视觉成像测量系统的自动上下料组件 |
-
1998
- 1998-05-14 JP JP13230898A patent/JP2904212B1/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006317288A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Central Japan Railway Co | ボルト高さ測定方法、ボルト緩み判定方法、ボルト高さ測定装置、およびボルト緩み検出装置 |
| JP2007269046A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Nec Corp | 地上子位置ずれ計測方法、装置、およびプログラム |
| JP2008224631A (ja) * | 2007-03-15 | 2008-09-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 鉄道レール締結ボルト緩み検査装置 |
| JP2010184527A (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Hitachi Ltd | 列車の停止検知システム並びに列車の移動速度及び位置検出システム |
| CN102854197A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-01-02 | 苏州富强科技有限公司 | 激光检测装置 |
| CN102853767A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-01-02 | 苏州富强科技有限公司 | 激光检测装置 |
| CN107389003A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-11-24 | 合肥锦和信息技术有限公司 | 一种钢轨的三维参数电子检测装置 |
| KR20200067590A (ko) * | 2018-12-04 | 2020-06-12 | 투아이시스(주) | Ats 및 atp 설치 상태 점검을 위한 검측 시스템 |
| CN110466249A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-11-19 | 惠州市思凯鞋业有限公司 | 一种鞋码印刷方法、设备及其控制系统 |
| JP2021124401A (ja) * | 2020-02-05 | 2021-08-30 | 住友金属鉱山株式会社 | 基板の検査装置、基板の検査方法 |
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|---|---|
| JP2904212B1 (ja) | 1999-06-14 |
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