KR20090052381A

KR20090052381A - 트롤리선 마모 측정 장치

Info

Publication number: KR20090052381A
Application number: KR1020097006827A
Authority: KR
Inventors: 유스케 와타베; 마코토 니와카와
Original assignee: 메이덴샤 코포레이션
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2009-05-25
Also published as: JP2008089524A; RU2009108733A; CN101529198A; KR101214645B1; RU2416068C2; EP2071277A4; JP4973108B2; US20090320554A1; US8071967B2; EP2071277A1; CN101529198B; EP2071277B1; WO2008044389A1

Abstract

본 발명은, 트롤리선 주변에 존재하는 구조물들에 의해 영향을 받지 않는 가운데 낮 시간에도 트롤리선의 전체 구간에 걸친 마모를 용이하고도 확실하게 측정하기 위한 것이다.

시험차(1)는, 트롤리선이 부설된 방향과 주사선이 수직을 이루는 방향으로 배치되는 라인 센서(5) 및 조명 램프(6)을 구비하며, 시험차(1)가 이동하는 동안 트롤리선의 팬터그래프 접촉면을 촬상한다. 측정 컴퓨터(7)가 기록 장치(8)에 이미지를 저장한다. 라인 센서 이미지가 라인 센서에 의해 획득되는 주사선의 휘도 신호를 시계열적으로 배열함에 의해 생성되고, 상기 라인센서 이미지로부터 이치화 라인 센서 이미지가 생성되며, 하늘 부분들이 상기 이치화 라인 센서 이미지로부터 제거되고, 트롤리선 마모 부분의 에지가 검출되며, 트롤리선의 마모 부분의 폭이 에지 데이터에 대한 트롤리선의 전체 폭 및 라인 센서에서 보이는 트롤리선의 높이로부터 결정된다.

트롤리선, 마모 측정, 라인 센서 이미지, 이치화, 마모 부분의 폭

Description

트롤리선 마모 측정 장치{TROLLEY WIRE WEAR MEASURING DEVICE}

본 발명은 트롤리선의 팬터그래프(pantograph) 접촉면의 마모를 측정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 트롤리선의 촬영 이미지를 통해 팬터그래프 접촉면의 폭을 결정한 다음 이 폭으로부터 트롤리선의 두께를 측정하는 마모 측정 장치에 관한 것이다.

전동차가 통과하는 매순간에, 전차 선로의 전동차에 전력을 공급하는 트롤리선 상에서, 팬터그래프와의 접촉이 일어난다. 이 때문에, 트롤리선은 전동차의 운전 도중에 점진적으로 마모되며, 만약 교체되지 않는다면, 종국적으로 파손 또는 단선이 일어나 사고를 야기한다. 따라서 마모한도(wear limit)가 트롤리선에 대해 설정된다. 트롤리선의 교체에 대한 지표로서 마모한도를 사용함에 의해, 트롤리선이 교체되고 전동차의 안전이 보장된다.

트롤리선의 마모를 측정하기 위한 방법으로서, 주된 두 가지 방법이 있다; 하나는 트롤리선의 두께를 직접적으로 측정하는 방법이고, 다른 하나는 트롤리선의 마모 부분의 폭을 측정하고 이러한 마모 부분의 폭을 트롤리선의 두께로 변환하는 방법이다.

트롤리선의 두께를 직접적으로 측정하는 하나의 방법으로서, 버니어 캘리퍼 스(vernier caliper)와 같은 자(ruler)를 사용하여 트롤리선의 두께를 측정하는 방법이 있다. 이것은, 손으로 버니어 캘리퍼스와 같은 자를 사용하여, 작업자가 측정하고자 하는 트롤리선 부분의 두께를 측정하는 방법이다. 이러한 방법을 통해, 측정될 트롤리선의 두께가 정확하게 측정될 수 있다. 반면에, 이러한 측정은 인력을 필요로 하고 자동화될 수 없으며, 따라서 장거리에 걸친 구간의 두께를 측정하기 어렵다.

트롤리선의 두께를 직접적으로 측정하는 다른 하나의 방법으로서, 광학적 센서를 사용하는 방법이 있다. 이것은, 회전 롤러가 트롤리선을 압박하는 곳에서, 트롤리선이 롤러 마운트(mount)에 끼워지도록 설치되는 레이저 방사장치 및 수광장치에 의해, 트롤리선의 사이에 끼인 부분에서의 수신된 광량이 측정되고, 이어서 트롤리선의 두께가 수신된 광량으로부터 변환되는 방법이다. 이러한 방법을 통해, 트롤리선의 두께를 연속적으로 측정할 수 있다. 그러나, 트롤리선과의 접촉으로 인해, 낮은 속도의 작업이 요구된다. 나아가, 트롤리선이 센서들 사이에 끼워지게 되는 측정구조가 채택되기 때문에, 센서와 충돌하기 쉬운, 포인트(point), 공기 섹션(air section) 및 앵커(anchor)와 같은 구조물이 존재하는 장소에서의 사용이 불가능하다. 더군다나, 그와 같은 기존의 구조물들이 존재하는 그러한 장소에서, 상기한 장치들을, 충돌하지 않도록 하기 위해, 측정지점으로부터 떨어져 있도록 이동시킬 필요가 있다.

트롤리선 마모 부분의 폭을 측정하기 위한 방법으로서, 소듐 램프 또는 레이저 광을 적용함에 의해 트롤리선 마모 부분을 측정하는 방법이 있다(특허문서1 참 조). 이것은 다음과 같은 관계를 이용하는 방법이다; 트롤리선의 하부가 둥근 호리병(gourd) 형상의 단면을 갖고, 트롤리선이 마모에 의해 깎이게 되어 평탄해짐에 따라, 깎인 부분의 폭이 넓어진다. 따라서, 트롤리선의 깎인 부분의 두께는 마모 폭으로부터 변환된다.

트롤리선 마모 부분의 폭 측정 방법으로서, 소듐 램프 또는 광원으로부터의 레이저 광이 적용될 때 트롤리선으로부터 반사된 빛이 정반사(regular reflection)로 수신되도록, 광 수신부의 라인 센서 및 광원의 위치가 정확하게 조정되고, 정반사에 의한 강한 광을 이미징 및 캡처링함에 의해 트롤리선 마모 부분이 화이트아웃 상태(whiteout state)로 변화되며, 이어서 트롤리선 손상 부분의 폭이 강한 광을 수신하는 화이트아웃 상태인 부분의 폭으로부터 측정된다.

이 방법은 비접촉식 방법이며, 따라서 높은 속도의 작업이 가능하다. 그러나, 이 방법은 트롤리선을 죄는 클램프 및 배경에 나타나는 구조물 등으로 인한 노이즈들에 의한 영향을 받기 쉽다. 나아가, 몇몇 노이즈에 의해 잘못된 측정 결과가 얻어지게 되는 경우에, 결과를 검증하기 위한 방법이 없다. 따라서, 트롤리선 마모 측정으로서, 문제가 있는 부분에 관하여, 마지막에 트롤리선의 두께를 직접적으로 측정하는 방법을 사용하여 검증하게 된다. 부가적으로, 광원의 적용 방향 및 초점 그리고 수광장치의 수광 방향을 정확하게 조정함에 의해, 정반사가 수신되는 것이 요구된다.

특허문서1: 일본 특허공개공보 평10-194015호

이상에서 설명한 바와 같이, 트롤리선의 마모를 측정하기 위한 방법으로서, 버니어 캘리퍼스와 같은 자를 사용하여 트롤리선의 두께를 직접적으로 측정하는 방법, 광학적 센서를 사용하여 트롤리선의 두께를 직접적으로 측정하는 방법, 및 소듐 램프 또는 레이저 광을 적용함에 의해 트롤리선 마모 부분의 폭을 측정하고 트로리선 마모 부분의 폭을 트롤리선 두께로 변환하는 방법과 같은 방법들이 있다. 그러나 각각의 방법은 다음과 같은 문제점이 있다.

(1) 버니어 캘리퍼스와 같은 자를 사용하여 트롤리선의 두께를 직접적으로 측정하는 방법의 경우, 작업자가 손으로 측정을 수행하고 이러한 측정은 또한 인력을 필요로 하며 자동화될 수 없기 때문에, 장거리에 걸친 구간의 두께를 짧은 시간에 측정하기 어렵다.

(2) 광학적 센서를 사용하여 트롤리선의 두께를 직접적으로 측정하는 방법의 경우, 측정이 회전 롤러와 트롤리선 간의 접촉을 수반하기 때문에, 낮은 속도의 작업이 요구된다. 부가적으로, 트롤리선이 센서들 사이에 끼워지는 끼워지게 되는 측정구조가 채택되기 때문에, 센서와 충돌하기 쉬운, 포인트, 공기 섹션 및 앵커와 같은 구조물이 존재하는 장소에서의 사용이 불가능하다. 더군다나, 그와 같은 기존의 구조물들이 존재하는 트롤리선 주변의 장소에서, 충돌하지 않도록 하기 위해 측정지점으로부터 떨어져 있도록 상기한 장치들을 이동시킬 필요가 있다.

(3) 소듐 램프 또는 레이저 광을 적용함에 의해 트롤리선 마모 부분의 폭을 측정하고, 마모 폭을 트롤리선의 두께로 변환하는 방법의 경우, 우선, 소듐 램프 및 레이저 광과 같은 특수한 조명 광을 제공할 필요가 있다. 구체적으로, 레이저 광이 사용되는 경우에, 인체에 미치는 영향이 고려되어야 하기 때문에, 주의 깊은 취급이 요구된다. 나아가, 이 방법은, 트롤리선을 죄는 클램프 및 배경에 나타나는 구조물 등으로 인한 노이즈들에 의한 영향을 받기 쉽고, 몇몇 노이즈로 인해 잘못된 측정 결과가 얻어지게 되는 경우에, 결과를 검증하기 위한 방법이 없다. 트롤리선 마모 측정으로서 문제가 있는 부분에 관하여, 그 원인을 규명할 방법이 없다. 따라서 마지막에는, 트롤리선의 두께를 직접적으로 측정하는 방법을 사용하여 두께가 검증되는 바와 같은, 불필요한 작업이 필요하게 된다. 부가적으로, 광원의 적용 방향 및 초점 그리고 수광 장치의 수광 방향을 정확하게 조정함에 의해, 정반사가 수신되는 것이 요구된다.

(4) 트롤리선 마모 부분이 조명의 반사광을 사용하여 측정되기 때문에, 측정은, 배경의 하늘이 어둡고 트롤리선 마모 부분이 밝아지는 밤 시간으로, 제한된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 트롤리선 주변에 존재하는 구조물들에 의해 영향을 받지 않는 가운데, 트롤리선의 전체 구간에 걸친 마모 측정을 보장하며, 마모 측정을 용이하게 하고, 나아가 낮 시간 동안 측정을 수행하는 것이 가능하도록 하는, 트롤리선의 마모 측정장치를 제공하는 것이다.

이상의 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명에서는 기본적으로, 라인 센서(line sensor)가, 트롤리선의 부설 방향과 주사선(scanning line)의 방향이 수직이 되도록 배치되며, 트롤리선을 따라 이동하는 동안에 트롤리선의 팬터그래프 접촉면을 촬상한다. 라인 센서에 의해 획득하게 되는 주사선의 휘도(luminance) 신호들이 시계열적으로 배열되어, 라인 센서 이미지가 생성된다. 이러한 라인 센서 이미지 또는 이치화된 라인 센서 이미지(binary operated line sensor image)로부터의 배경 부분 제거 등으로 인해, 단지 트롤리선 부분만 추출되고, 이에 대한 이치화 처리가 실행된다.

트롤리선 마모 부분의 에지(edge)들이 이러한 이치화된 라인 센서 이미지로부터 검출되고, 트롤리선의 전체 폭이 이러한 에지 데이터로부터 결정된 다음, 트롤리선의 마모 측정값이 획득된다. 본 발명은 다음의 시스템들을 구비한다.

(1) 트롤리선 마모 측정 장치는,

마모 측정 대상 트롤리선의 부설 방향과 주사선이 수직을 이루는 방향으로 배치되어 트롤리선을 따라 이동하는 동안에 트롤리선의 팬터그래프 접촉면(마모 부분)을 촬상하는, 라인 센서에 의해 획득되는 주사선들의 휘도 신호들이 시계열적으로 배열된, 라인 센서 이미지를 취득하는 수단; 상기 라인 센서 이미지에 이치화 처리를 수행하여 이치화된 라인 센서 이미지를 취득하는, 이치화 처리 수단; 상기 이치화된 라인 센서 이미지로부터 배경 부분을 제거하는 제거 수단; 상기 배경 부분이 제거된 이미지의 이치화 처리를 통해 트롤리선의 마모 부분이 강조된, 이치화된 이미지를 취득하는 잔존 이미지 이치화 처리 수단; 상기 잔존 이미지 이치화 처리가 수행된 이치화된 이미지 위의 마모 부분의 양 측방 에지를 검출하는 에지 검출 수단; 및 상기 이치화된 이미지 위의 양 측방 에지의 두 지점간 거리를 트롤리선의 마모 부분의 전체 폭으로서 산출하고, 이러한 전체 폭으로부터 트롤리선의 마모 부분 폭을 결정하는 마모 부분 폭 산출 수단;을 포함한다.

(2) 트롤리선 마모 측정 장치는,

마모 측정 대상 트롤리선의 부설 방향과 주사선이 수직을 이루는 방향으로 배치되어 트롤리선을 따라 이동하는 동안에 트롤리선의 팬터그래프 접촉면(마모 부분)을 촬상하는, 라인 센서에 의해 획득되는 주사선들의 휘도 신호들이 시계열적으로 배열된, 라인 센서 이미지를 취득하는 수단; 상기 라인 센서 이미지로부터 트롤리선 양 측면을 추출하는 수단; 상기 라인 센서 이미지의 양 측면의 내부 영역에 이치화 처리를 수행함으로써 트롤리선의 마모 부분이 강조된, 이치화된 이미지를 취득하는 영역-내부 이치화 처리 수단; 상기 영역-내부 이치화 처리가 수행된 이치화된 이미지 위의 마모 부분의 양 측방 에지를 검출하는 에지 검출 수단; 및 상기 이치화된 이미지 위의 양 측방 에지의 두 지점간 거리를 트롤리선의 마모 부분의 전체 폭으로서 산출하고, 이 전체 폭으로부터 트롤리선의 마모 부분 폭을 결정하는 마모 부분 폭 산출 수단;을 포함한다.

(3) 트롤리선 마모 측정 장치는,

둘 다 마모 측정 대상 트롤리선의 부설 방향과 주사선이 수직을 이루는 방향으로 배치되며 트롤리선을 따라 이동하는 동안에 하나는 광이 적용되는 트롤리선의 팬터그래프 접촉면(마모 부분)을 촬상하고 다른 하나는 광이 적용되지 않는 트롤리선의 팬터그래프 접촉면(마모 부분)을 촬상하는, 두 개의 라인 센서에 의해 획득되는 주사선들의 휘도 신호들이 시계열적으로 배열된, 한 쌍의 라인 센서 이미지를 취득하는 수단; 상기 한 쌍의 라인 센서 이미지 간의 휘도 차이(difference)를 취득함에 의해 트롤리선의 조명된 마모 영역이 강조된, 라인 센서 이미지를 취득하는 차분 처리(differential process) 수단; 상기 차분 처리가 수행된 라인 센서 이미지에 이치화 처리를 수행함에 의해 트롤리선의 마모 부분이 강조된, 이치화된 이미지를 취득하는 이치화 처리 수단; 상기 이치화된 이미지 위의 마모 부분의 양 측방 에지를 검출하는 에지 검출 수단; 및 상기 이치화된 이미지 위의 양 측방 에지의 두 지점간 거리를 트롤리선의 마모 부분의 전체 폭으로서 산출하고, 이 전체 폭으로부터 트롤리선의 마모 부분 폭을 결정하는 마모 부분 폭 산출 수단;을 포함한다.

(4) 상기 마모 부분 폭 산출 수단은,

상기 전체 폭 및 라인 센서의 카메라 파라미터를 통해 라인 센서에서 보이는 트롤리선의 높이를 결정하는 높이 검출 수단; 및 상기 전체 폭 및 상기 트롤리선의 높이를 통해 트롤리선 마모 부분의 실제 폭을 결정하는 마모 부분 실제 폭 산출 수단;을 구비한다.

(5) 상기 트롤리선 마모 측정 장치는,

트롤리선 마모 부분의 에지들이 결정되는 이치화된 라인 센서 이미지에서 트롤리선에 대응하는 에지 이미지의 부분을 그룹으로 추출하는 수단; 및 상기 이미지에서 상부로부터 하부로 연속되는 부분을 상기 각 그룹에 대한 트롤리선 이미지로 추출하고, 국부적으로 존재하는 다른 그룹들을 노이즈로 제거하는 수단;을 더 포함한다.

(6) 상기 에지 검출 수단은,

상기 이치화된 이미지의 각 라인에 대한 마모 부분의 폭으로서, 상기 이치화된 이미지 위의 모든 라인들에 대해, 좌우측 에지 사이의 위치 차이의 검출을 수행하는 수단; 상기 이미지 위의 모든 라인의 각 에지 폭에 대한 최대 폭 및 최소 폭 간의 차이를 취득하는 수단; 및 상기 최대 폭과 최소 폭 간의 차이가 큰 경우, 마모 부분의 마모가 파동형 마모라고 판정하는 수단;을 구비한다.

(7) 상기 이치화 처리 수단은,

상기 이미지 전체에 대한 휘도의 히스토그램(histogram)를 작도하고, 고 레벨 밴드(high level band)의 휘도 화소 수(pixels)가 정상 트롤리선 반사 면적으로부터 결정되는 임계값을 초과할 때, 상기 이미지를 포화(saturation)가 일어나고 있는 이미지로 판정하는 수단을 구비한다.

(8) 상기 마모 부분 폭 산출 수단은,

트롤리선 마모 부분의 폭이 트롤리선의 본선(main line) 보다 큰 경우에, 상기 이미지를 포화가 일어나고 있는 이미지로 판정하는 수단을 구비한다.

(9) 상기 이치화 처리 수단은,

트롤리선의 크기가 실험적으로 결정되는 임계값을 초과하는 면적일 경우, 이 부분은 배경 이미지가 이치화되어 나타나는 것으로 판정하고 트롤리선 이미지로부터 이 부분을 제거하는 수단을 구비한다.

(10) 상기 트롤리선 마모 측정 장치는,

상기 에지 검출 수단에 의해 검출되는 에지 이미지가 상기 라인 센서 이미지 위에 중첩된, 중첩 디스플레이 이미지를 취득하는 수단을 더 포함한다.

(11) 상기 트롤리선 마모 측정 장치는,

상기 이치화 처리 수단에 의해 획득되는 이치화된 이미지로부터 노이즈를 제거하는 수단을 더 포함한다.

(12) 상기 이치화 처리 수단은,

상기 이치화 처리 수단은 이치화 처리의 임계값을 판별분석 이치화 방법(discrimination analysis binary operation method)에 의해 자동으로 설정한다.

도 1은 본 발명의 실시예 1을 도시하는 트롤리선의 마모 측정 장치의 구성도이다.

도 2는 트롤리선 마모 부분의 폭 측정에 대한 흐름도이다(실시예 1).

도 3은 트롤리선의 마모 측정 장치의 기능 구성도이다(실시예 1).

도 4는 이치화 라인 센서 이미지로부터의, 에지의 검출 및 하늘 부분의 제거에 대한 예시들이다.

도 5는 트롤리선의 측면 검출의 예시들이다.

도 6은 트롤리선 마모 부분의 폭 측정에 대한 흐름도이다(실시예 2).

도 7은 트롤리선의 마모 측정 장치의 기능 구성도이다(실시예 2).

도 8은 본 발명의 실시예 3을 도시하는 트롤리선의 마모 측정 장치의 구성도이다.

도 9는 광 적용 트롤리선 이미지, 광 비적용 트롤리선 이미지, 및 이들 간의 차분 이미지에 대한 예시들이다.

도 10은 트롤리선 마모 부분의 폭 측정에 대한 흐름도이다(실시예 3).

도 11은 트롤리선의 마모 측정 장치의 기능 구성도이다(실시예 3).

도 12는 정상 트롤리선 마모 이미지에 대한 히스토그램의 예시이다.

도 13은 포화 상태의 마모 이미지에 대한 히스토그램의 예시이다.

도 14는 포화가 나타날 때 이미지의 예시이다.

(실시예 1)

도 1은, 낮 시간 동안에 트롤리선의 마모 측정을 수행하는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 트롤리선의 마모 측정 장치의 구성도이다.

시험차(1: test car)는, 지붕에 장착되는 팬터그래프(2)를 통해, 트롤리선(3)으로부터 전류를 수집하며, 객차(passenger car)와 마찬가지로 휠의 모터 구동기에 의해 트롤리선(3)과 나란한 레일 위를 달릴 수 있다. 이 시험차(1)는, 트롤리선(3)의 촬상 이미지 입력 수단으로서, 지붕 위의 라인 센서(5) 및 조명 램프(6)를 갖도록 제공된다. 그리고, 측정 컴퓨터(7)와 기록장치(8)가 시험차에 설치된다.

라인 센서(5)는 마모 측정 대상 트롤리선의 부설 방향과 주사선이 수직을 이루는 방향으로 배치되며, 트롤리선을 따라 이동하는 동안에 트롤리선의 팬터그래프 접촉면을 촬상한다. 이런 이유 때문에, 라인 센서(5)는, 라인 센서(5)가 시험차(1)의 지붕 위에서 상방을 향하도록, 수직으로 설치된다. 나아가, 라인 센서(5)는, 주사선이 시험차(1)의 이동 방향(즉, 트롤리선의 부설 방향)과 수직이며 그리고 주사선이 트롤리선(3)과 교차하는, 방향으로 설치된다. 조명 램프(6)에 관하여, 트롤리선(3)의 촬상 영역 및 중심에 있는 촬상 영역과 인접한 영역이 라인 센서(5)를 통해 조명되는 한도 내에서 제한이 없으며, 따라서 통상적인 조명 램프가 사용된다.

측정 컴퓨터(7)는, 시험차(1)의 이동에 의해 라인 센서(5)를 통해 획득되는, 주사선의 휘도 신호들을 입력한다. 나아가, 측정 컴퓨터(7)는 이러한 휘도 신호들을 시계열적으로 배열하고, 라인 센서 이미지(평면 이미지)를 생성한 다음, 계속하여 생성된 이미지를 하드 디스크와 같은 기록장치(8)에 트롤리선의 촬영 이미지로 저장한다. 측정 컴퓨터(7) 또는 다른 컴퓨터들이, 기록장치(8)에 저장된 라인 센서 이미지의 이미지 처리를 통해, 트롤리선(3)의 마모 부분의 폭을 결정하며, 이 결정된 마모 부분의 폭으로부터 트롤리선(3)의 두께를 결정한다.

이와 같이 트롤리선 마모 부분의 폭을 결정하는 흐름도가 도 2에 도시된다. 이러한 처리를 실현하기 위한 컴퓨터 수단들(resources) 및 소프트웨어에 의한 기능적 구성이 도 3에 도시된다. 이하에서, 상세한 이미지 처리가 이 도면들과 도 4를 참조하여 설명될 것이다.

(S1) 라인 센서 이미지의 취득

상기한 바와 같이, 라인 센서 이미지는 라인 센서(5) 및 측정 컴퓨터(7)를 통해 기록장치(8)에 저장된다. 도 3에서, 라인 센서 이미지는, 측정 컴퓨터(7)의 라인 센서 이미지 생성부(7A)에서, 라인 센서(5)에 의해 획득된 이미지 신호로부터 생성되며, 이어서 기록장치(8)의 선결된 메모리부(8A)에 기록된다. 라인 센서 이미지의 이러한 취득에 관하여, 기록장치(8)의 메모리부(8A)에 저장된 라인 센서 이미지가 작동 메모리(working memory)와 같은 메모리(11)로 전달된다.

(S2) 이치화 처리

만약 상기한 라인 센서 이미지가 낮 시간에 촬상된 라인 센서 이미지라면, 트롤리선은 검은색이 되고 배경(하늘 부분들)은 흰색이 된다. 그러나, 트롤리선의 마모 부분은, 팬터그래프에 의해 깎인 부분임에 따라, 마모되지 않는 부분과 비교했을 때 상당한 광택을 갖는다. 따라서, 라인 센서 이미지 위에서도, 트롤리선 마모 부분은, 배경 부분과 비교했을 때, 다른 휘도 레벨의 밴드 구역으로 촬상된다(도 4a 참조).

따라서, 도 3의 이치화 처리부(12)가, 밴드 구역으로 촬상된 트롤리선 마모 부분(팬터그래프 접촉면)을 (하늘 부분들 및 기존의 구조물들과 같은) 나머지 배경 부분들로부터 분리하게 위하여, 임계값을 설정하고, 이 임계값을 사용하여 라인 센서 이미지에 이치화 처리를 수행한 다음, 트롤리선의 마모 부분(이하, "이치화된 라인 센서 이미지"로 칭함)을 강조한다. 단지 이러한 연산에 의해, 이치화된 라인 센서 이미지에서, 트롤리선 측면(side surface) 전체는 검은색이고, 배경 부분은 흰색이다(도 4b 참조).

여기서, 비록 필요하다면 이치화 처리에 사용되는 임계값이 임의로 설정될 수 있지만, 임계값은, 트롤리선의 위치변경(shift) 또는 트롤리선으로부터 반사되는 빛의 강도 차이에 대응하기 위하여, 판별분석 이치화 방법을 사용하여 설정될 수 있다. 이 판별분석 이치화 방법은 컴퓨터 처리에 의해 이미지에 따라 자동으로 임계값을 결정하는 방법이다. 더욱 구체적으로, 특정 범위 이내의 휘도 레벨을 가지며 각 이미지의 히스토그램에 집합되는 화소들의 그룹(이하, "클래스"로 칭함)이 있으며, 임계값은, 배경 및 패턴 영역(pattern area)에 대한 클래스 내부 분산(intraclass variance)과 클래스 간 분산(interclass variance)의 분산비(variance ratio)가 이치화에서 최대가 되도록 결정된다. 이 방법으로, 비교적 양호한 임계값이 모든 이미지에 대해 결정될 수 있으며, 마모 부분이 추출될 수 있다. 마찬가지로 뒤따르는 실시예에도, 이치화 처리의 임계값은 판별분석 이치화 방법을 사용하여 자동으로 설정될 수 있다.

(S3) 이치화 이미지에서 흰색(하늘 부분들)의 제거

낮 시간 동안 트롤리선을 촬상하는 경우, 하늘이 배경으로 드러난다(도 4a). 더군다나, 그 휘도는 트롤리선 마모 부분의 휘도보다 더 크다. 이 때문에, 트롤리선이 이치화 처리에서 검은색이 된다(도 4b). 말하자면, 전체 라인 센서 이미지에 대한 이치화 처리의 경우에, 하늘이 흰색이 되고 트롤리선이 검은색이 된다.

따라서, 도 3의 하늘 제거 처리부(13)가, 이치화 처리에 의해 흰색이 되는 부분이 초기 이미지에 대해 제거되도록 필터링을 수행한다. 이어서, 하늘 부분들이 제거되며, 단지 트롤리선 이미지만 남게 될 수 있다(도 4c).

(S4) 잔존 이미지에 이치화 처리

도 3의 이치화 처리부(14)가 "하늘 부분들"이 제거된 상기한 이미지(잔존 이미지)에 이치화를 추가로 수행한다. 이때, 트롤리선의 마모 부분 표면이 드러나고, 트롤리선 마모 부분이 흰색이고 배경이 검은색인 이치화된 라인 센서 이미지가 획득된다(도 4d).

(S5) 이치화된 라인 센서 이미지의 노이즈 제거

이치화된 라인 센서 이미지가, 트롤리선 마모 부분의 스크래치 또는 배경 부분의 상태로 인한, 작은 노이즈들과 함께 나타나는 경우가 있다. 따라서, 도 3의 노이즈 제거 처리부(15)가, 이치화 처리의 확대, 축소 처리 방법 및 메디안 필 터(median filter)나 스무딩 필터(smoothing filter)를 사용하는, 이미지 노이즈 제거방법을 통해, 이러한 노이즈들을 제거한다.

(S6) 트롤리선 마모 부분의 에지 검출

노이즈들과 기존의 구조물들이 제거된 이치화된 라인 센서 이미지에서 흰색으로 나타나는 트롤리선 마모 부분의 양측 에지가 검출된다(도 4e).

이러한 에지 지점들에 관하여, 다음과 같이 검출될 수 있다; 조사가 특정 라인의 좌측에서부터 수행되는 경우에, 배경의 검은색으로부터 마모 부분의 흰색으로 변화하는 지점이 마모 부분의 좌측 에지 지점으로 간주되며, 마모 부분의 흰색으로부터 배경의 검은색으로 변화하는 지점이 마모부분의 우측 에지 지점으로 간주된다. 도 3의 트롤리선 마모 부분 에지 검출부(16)가 이미지의 상부에서 하부까지 각 라인에 대하여 이러한 처리를 수행하고, 이치화된 라인 센서 이미지의 트롤리선 마모 부분의 에지를 검출한다.

(S7) 트롤리선 마모 부분 폭의 산출

도 3의 트롤리선 마모 부분 폭 산출부(17)가, 이치화된 라인 센서 이미지로부터 검출되는 트롤리선 마모 부분의 양측 에지 데이터를 사용함에 의해, 트롤리선 마모 부분의 이미지 위에서의 폭으로서, 라인 센서의 한 주사선 위의 양측 에지의 두 지점 간 거리를 산출한다. 이러한 산출과 관련하여, 트롤리선의 전체 폭을 검출하고 트롤리선의 높이 산출을 수행함에 의해, 마모 부분의 실제 폭이 결정된다.

이러한 산출과 관련하여, 트롤리선의 두께가 사전에 설정되고, 트롤리선의 전체 폭이 입력 라인 센서 이미지에 의한 이미지 처리를 통해 추출되고 산출되며, 나아가 이러한 전체 폭 값 및 라인 센서의 카메라 파라미터(렌즈 초점 거리, 센서 폭, 센서 화소 수 및 하나의 화소(pixel))에 대한 실제 크기(mm)의 정도인 이미지 해상도(mm/pixel)로부터 변환이 이루어진 다음, 라인 센서로부터 보이는 트롤리선의 높이가 산출된다.

따라서, 본 실시예에서, 라인 센서 이미지로부터 하늘 부분들을 제거함에 의해, 낮 시간 동안 태양광 아래에서의 촬상을 통해 트롤리선의 마모가 측정될 수 있다.

(실시예 2)

일반적으로, 트롤리선 측면은 녹(rust)이나 검댕(soot)으로 인해 검은색 부분으로 촬상된다. 트롤리선 마모 부분은, 강한 조명을 적용함에 의해, 측면과 비교했을 때, 흰색으로 촬상된다(도 5a).

이것의 사용을 통해, 본 실시예에서의, 실시예 1의 "이치화된 라인 센서 이미지"로부터 하늘 부분들이 제거된 것에, 트롤리선 측면들의 검은 라인들 사이에 끼인 상태로 트롤리선 마모 부분이 존재하기 때문에, 트롤리선 측면이 우선 추출된 다음, 측면 내부에 존재하는 흰색 부분만이 추출된다(도 5b).

이러한 처리의 흐름도가 도 6에 도시된다. 도 2와 다르게, 트롤리선 측면이 획득된 라인 센서 이미지로부터 추출되고(S8), 이치화 처리가 이러한 측면 내부의 영역에 대하여 실행된다(S9). 나아가, 이러한 장치의 시스템이 도 7에 도시된다. 트롤리선 측면 추출 처리부(18)가 이치화 처리부(12) 및 하늘 제거 처리부(13)를 대신하여 제공된다.

이와 더불어, 처리의 수가 감소하고, 측정 처리가 더 빨라진다. 나아가 이것은 측정 결과의 신뢰도를 향상시키는 장점을 제공한다.

(실시예 3)

본 실시예에서, 도 8의 구성도에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 "이치화된 라인 센서 이미지"로부터의 하늘 부분들의 제거와 관련하여, 하늘 부분들의 제거에 대한 다른 방법으로서, 두 개의 라인 센서가 제공되며, 하나의 라인 센서(5A)는 조명 램프(6)에 의해 조명되는 트롤리선(3)의 부분을 촬상하고(도 9b), 다른 하나의 라인 센서(5B)는 빛이 적용되지 않은 트롤리선(3)을 촬상한다(도 9a). 그리고, 이들로부터 획득된 차이를 취득함에 의해, 단지 조명되는 마모 영역만 강조된 형태로 추출된다(도 9c).

이러한 처리의 흐름도가 도 10에 도시된다. 라인 센서(5A)에 의해 촬상된 이미지가 획득되고(S10), 라인 센서(5B)에 의해 촬상된 이미지가 획득된 다음(S11), 두 이미지의 차분 연산을 실행함에 의해, 조명된 마모 영역이 강조되는, 도 2와는 다른, 라인 센서 이미지가 획득된다(S12). 나아가, 이러한 장치의 시스템이 도 11에 도시된다. 라인 센서(5A) 및 라인 센서(5B)가 제공되며, 이러한 라인 센서 이미지들로부터 차이를 취득하는 차분 처리부(19)가 제공된다.

(실시예 4)

트롤리선의 마모 상태 중 하나로서, 파동형 마모 부분(이하, "파동형 마모" 로 칭함)을 갖는 마모가 있다. 이러한 파동형 마모의 경우, 분산된 형태로 존재하는 섬형(island) 마모 부분들이 이치화된 이미지에도 나타나며, 마모 부분 폭의 적절한 측정이 수행될 수 없도록 하고 마모 부분 폭이 갑자기 좁아지는 바와 같은 비정상적인 출력이 나타나는 경우가 있다.

본 실시예에서, 실시예 1 내지 3에서의 이미지 처리로, 파동형 마모가 판별되고 검출되며, 트롤리선에서의 파동형 마모의 발생 위치 및 빈도와 같은 다양한 정보가 획득된다. 이러한 처리에서, 실시예 1 등에서의 "트롤리선 마모 부분 폭의 산출 처리"에서 결정되는 마모 부분 폭이 사용된다. 이어서, 최대 마모 부분 폭을 갖는 부분과 최소 마모 부분 폭을 갖는 부분 간의 차이가 트롤리선 마모 부분의 에지 검출 이미지에 대한 임계값을 초과하는지 여부에 관해 검출함에 의해, 파동형 마모의 특징인 파동을 구비하는 마모 표면이 파동형 마모로 판정된다.

이러한 처리를 위하여, 도 2, 도 6 및 도 10에 도시된 흐름도들에서의 에지 검출 처리(S6) 이후에, 파동형 마모 검출 처리가 추가된다. 나아가, 도 3, 도 7 및 도 11에 도시된 장치들의 시스템들에서, 트롤리선 마모 부분 에지 검출부(16)가 파동형 마모 검출 기능을 구비한다.

이와 더불어, 오류가 출력될 수 있고, 파동형 마모가 판별되고 검출되며, 나아가 파동형 마모의 발생 위치 및 빈도와 같은 다양한 정보를 획득할 수 있게 된다.

(실시예 5)

실시예 1 내지 3에서의 이미지 처리에서 기존의 구조물이 촬상되는 경우, 이 러한 위치의 트롤리선의 마모 폭이 구조물로 인해 현저히 크게 출력되는 경우가 있다. 말하자면, 트롤리선이 하나의 직선이기 때문에, 화면의 상부에서 하부까지 연속적으로 촬상되고, 이에 반하여 다른 기존의 구조물들은 국부적으로 촬상된다.

이러한 특징으로부터, 본 실시예에서, 실시예 1 등에서의 "트롤리선 마모 부분 폭의 산출"을 수행하기 이전에, 트롤리선 마모 부분의 에지가 검출되는 이치화된 라인 센서 이미지에 대하여, 에지 이미지의 (트롤리선에 대응하는) 흰색 부분이 선별되고, 에지 이미지가 그룹으로 추출된다. 그리고, 화면의 상부에서 하부로 연속되는 그룹이 트롤리선으로 판정되며, 이어서 국부적으로 존재하는 클램프들 및 절연체들과 같은 다른 기존 구조물을 제거함에 의해 단지 트롤리선만 추출된다.

이러한 처리를 위하여, 도 2, 도 6 및 도 10에 도시된 흐름도들에서의 에지 검출 처리(S6) 이후에, 트롤리선 추출 처리가 추가된다. 나아가, 도 3, 도 7 및 도 11에 도시된 장치들의 시스템들에서, 트롤리선 마모 부분 에지 검출부(16)가 트롤리선 추출 기능을 구비한다.

이와 더불어, 기존 구조물 등의 노이즈들이 제거되며, 트롤리선만을 추출함에 의해, 검출 오류가 억제되고, 따라서 더욱 정확한 트롤리선 마모 폭이 결정된다.

(실시예 6)

실시예 1 내지 3에서의 이미지 처리에서, 조명 램프(6)로부터의 강한 빛이 마모 표면에서 정반사로 반사되어 라인 센서의 카메라 렌즈로 입사할 때, "포화(saturation)" 현상이 발생하는 경우가 있다. 이 경우, 이 위치의 트롤리선 마모 부분 폭은 매우 큰 것으로 판정될 것이다.

본 실시예에서의, 실시예 1의 "이치화 처리에 의한 트롤리선 마모 부분에 대한 강조"의 실행에서, 포화 현상이 일어나는 이미지가 오류로 처리되도록 포화 판별이 수행된다.

수평축이 휘도이고 수직축이 화소 수인 전체 라인 센서 이미지에 대한 히스토그램을 작도할 때, 일반적으로, 도 12에 도시한 바와 같이 현저히 돌출하는 부분이 나타나지 않는다. 그러나, 포화가 일어나는 경우의 특징으로서, 강한 빛이 렌즈에 입사되기 때문에, 휘도가 넓은 범위에 걸쳐 있고 높은 레벨이 유지된다(도 13 참조)

이러한 휘도 변화의 상태는 일반적으로 나타나지 않는다. 따라서, 본 실시예에서 이것의 이용을 통해, 이미지에 대한 휘도 히스토그램에서, 고 레벨 밴드에 있는 화소 수가, 이미지의 정상 트롤리선 반사 면적으로부터 결정되는, 임계값을 초과하는 경우에, 포화가 일어나는 이미지로 판정되며, 오류가 출력된다.

이러한 처리를 위하여, 고 휘도 화소 수 판별 처리가, 도 2, 도 6 및 도 10의 흐름도에 나타난 이치화 처리들(S4, S9 및 S2)에 의한, 이치화된 이미지들에 부가된다. 그리고, 고 휘도 화소 수가 판정될 때, 오류 출력이 획득된다. 나아가, 도 3, 도 7 및 도 11에 도시된 장치들의 시스템들에서, 노이즈 제거 처리부(15)가 포화 오류 처리 기능을 구비한다.

이와 더불어, 포화 검출이 수행될 수 있고, 마모 측정 오류가 감소하게 될 수 있다.

(실시예 7)

이상에서 설명한 바와 같이, 강한 빛이 마모 표면에서 정반사로 반사되어 카메라 렌즈로 입사할 때, "포화(saturation)" 현상이 일어난다. 이러한 포화로 인해, 실시예 1 내지 3에서의 "트롤리선 마모 부분 폭의 산출"의 실행에서, 강한 반사광에 의해 촬상된 이미지가, 마모 부분이 트롤리선의 본선보다 크고 톱날 같은 에지를 갖게 되는, 이미지인 경우가 있다(도 14 참조).

이러한 처리를 위하여, 트롤리선 마모 부분 폭 산출의 실행에서, 트롤리선 폭 판별 처리가 도 2, 도 6 및 도 10에 도시된 흐름도들에 추가된다. 그리고, 마모 부분이 트롤리선의 본선보다 큰 이미지의 경우에, 오류가 출력된다. 나아가, 도 3, 도 7 및 도 11에 도시된 장치들의 시스템들에서, 트롤리선 마모 부분 폭 산출부(17)가 포화 오류 처리 기능을 구비한다.

이와 더불어, 본 실시예에서, 마모 부분이 트롤리선의 본선보다 크게 검출될 때 포화를 판정함에 의해, 포화가 감지되고 마모 측정 오류가 감소하게 될 수 있다.

(실시예 8)

실시예 1 내지 3에서의 "이치화 처리"의 실행시 트롤리선이 이치화된 라인 센서 이미지에 나타나지 않는 경우에, 낮은 휘도의 배경조차 판별분석 이치화 방법에 의해 흰색이 되고, 큰 노이즈가 나타난다.

이러한 현상에서, 트롤리선의 크기는 거의 고정되어 있기 때문에, 흰색 부분은 실험적으로 결정되는 임계값을 초과하는 면적이 된다. 이점을 이용하여, 본 실 시예에서, 흰색 부분은 배경이 이치화되어 나타나는 것으로 판정되고, 전체 흰색은 검은색으로 전환된 다음 트롤리선 이미지로부터 제거된다.

이러한 처리를 위하여, 이치화 처리의 실행에서, 도 2, 도 6 및 도 10의 흐름도들에 트롤리선 존재 판별 처리가 추가된다. 그리고, 흰색 부분이 임계값을 초과하는 면적의 경우에, 오류가 출력된다. 나아가, 도 3, 도 7 및 도 11에 도시된 장치들의 시스템들에서, 이치화 처리부들(12)(14)은 트롤리선 존재 판정 처리 기능을 구비한다.

이와 더불어, 트롤리선이 이미지에 존재하지 않는 때에도, 검출 오류가 방지되고, 마모 측정 오류가 감소할 수 있게 된다.

(실시예 9)

실시예 1 내지 3의 이미지 처리에서, 육안으로 트롤리선 마모 부분 이미지를 검사할 수 있다. 이미지를 검사할 때, 만약 에지 이미지가 초기 이미지(라인 센서 이미지) 위에 색을 갖도록 중첩되거나, 만약 옆으로 확장된 이미지의 종횡비가 개선된다면, 트롤리선의 마모 부분이 쉽게 보일 수 있게 된다.

이러한 처리에서, 초기 이미지 위에 에지 이미지를 중첩시킴에 의해, 중첩 디스플레이 이미지가 획득되며, 이것은, 사용자가 일견에 마모 부분으로 취급되는 것으로 이해할 수 있도록 하는 바와 같은, 장점을 제공한다.

이러한 장치의 시스템으로서, 중첩 이미지 디스플레이부가 모니터의 이미지 디스플레이 처리 기능으로서 추가된다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 마모 측정 장치는 트롤리선의 전체 구간에 걸친 마모 측정을 보장하며, 마모 측정을 용이하게 하고, 나아가 트롤리선 주변에 존재하는 구조물에 의해 영향을 받지 않는 가운데, 낮 시간 동안 측정을 수행할 수 있도록 한다. 구체적인 효과는 다음과 같다.

(1) 비접촉식이기 때문에, 고속 작업이 가능하며, 장거리 구간의 두께가 단시간에 측정될 수 있다.

(2) 라인 센서가 시스템의 포인트, 공기 섹션 및 앵커와 같은 기존 구조물로부터 떨어져 위치하도록 설치되기 때문에, 회전 롤러 및 광학 센서를 사용하여 트롤리선의 두께를 직접적으로 측정하는 방법과 비교했을 때, 기존 구조물과의 충돌을 고려할 필요가 없고, 그러므로 기존 구조물이 존재하는 장소에서도 트롤리선의 두께를 연속적으로 측정할 수 있도록 한다.

(3) 트롤리선의 마모 폭이 트롤리선의 높이 파라미터를 외부에서 입력해주지 않아도 측정될 수 있다.

(4) 기본적으로, 트롤리선의 전체 구간에 걸쳐 라인 센서 이미지의 촬상이 가능하고, 마모 측정이 트롤리선의 전체 구간에 걸쳐 실행될 수 있다.

(5) 특별한 조명 광을 사용할 필요가 없다.

(6) 레이저 광을 사용하는 방법에 비해, 인체에 미치는 영향을 고려할 필요가 없고, 취급이 용이하게 된다.

(7) 트롤리선 마모 부분의 반사광이 정반사로 수신될 필요가 없기 때문에, 광원 및 수광장치의 위치를 정확하게 조정하는 불편함이 없다.

(8) 측정 부분의 라인 센서 이미지가 저장되기 때문에, 트롤리선 마모 측정 으로서 문제의 부분에 대하여, 이 문제의 부분의 이미지를 검사함에 의해 검증될 수 있다.

(9) 트롤리선의 팬터그래프 접촉면의 파동형 마모를 판별하고 검출할 수 있다. 나아가, 파동형 마모의 발생 위치 및 빈도 등과 같은 다양한 정보가 획득될 수 있으며, 이 정보는 유지 및 교체를 위해 사용될 수 있다.

(10) 기존 구조물 등의 노이즈가 제거될 수 있으며, 따라서 단지 트롤리선만 추출될 수 있다. 그러므로 검출 오류가 억제되고, 더욱 정확한 트롤리선 마모 폭이 결정될 수 있다.

(11) 처리의 수가 감소하여 측정 처리가 더 빨라지며, 나아가 측정 결과의 신뢰성이 또한 향상된다.

(12) 판별분석 이치화 방법을 채용함에 의해, 트롤리선의 위치변경 등으로 인한 촬상 휘도의 변화와 무관하게 양호한 임계값이 결정될 수 있으며, 따라서 더욱 정확한 마모 측정이 수행될 수 있다.

Claims

마모 측정 대상 트롤리선의 부설 방향과 주사선이 수직을 이루는 방향으로 배치되어 상기 트롤리선을 따라 이동하는 동안에 상기 트롤리선의 팬터그래프 접촉면(마모 부분)을 촬상하는, 라인 센서에 의해 획득되는 상기 주사선들의 휘도 신호들이 시계열적으로 배열된, 라인 센서 이미지를 취득하는 수단;

상기 라인 센서 이미지에 이치화 처리를 수행하여 이치화된 라인 센서 이미지를 취득하는, 이치화 처리 수단;

상기 이치화된 라인 센서 이미지로부터 배경 부분을 제거하는 제거 수단;

상기 배경 부분이 제거된 이미지의 이치화 처리를 통해 상기 트롤리선의 마모 부분이 강조된, 이치화된 이미지를 취득하는 잔존 이미지 이치화 처리 수단;

상기 잔존 이미지 이치화 처리가 수행된 상기 이치화된 이미지 위의 상기 마모 부분의 양 측방 에지를 검출하는 에지 검출 수단; 및

상기 이치화된 이미지 위의 상기 양 측방 에지의 두 지점간 거리를 상기 트롤리선의 상기 마모 부분의 전체 폭으로서 산출하고, 이러한 전체 폭으로부터 상기 트롤리선의 마모 부분 폭을 결정하는 마모 부분 폭 산출 수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 트롤리선 마모 측정 장치.
마모 측정 대상 트롤리선의 부설 방향과 주사선이 수직을 이루는 방향으로 배치되어 상기 트롤리선을 따라 이동하는 동안에 상기 트롤리선의 팬터그래프 접촉 면(마모 부분)을 촬상하는, 라인 센서에 의해 획득되는 상기 주사선들의 휘도 신호들이 시계열적으로 배열된, 라인 센서 이미지를 취득하는 수단;

상기 라인 센서 이미지로부터 상기 트롤리선 양 측면을 추출하는 수단;

상기 라인 센서 이미지의 상기 양 측면의 내부 영역에 이치화 처리를 수행함으로써 상기 트롤리선의 상기 마모 부분이 강조된, 이치화된 이미지를 취득하는 영역-내부 이치화 처리 수단;

상기 영역-내부 이치화 처리가 수행된 상기 이치화된 이미지 위의 상기 마모 부분의 양 측방 에지를 검출하는 에지 검출 수단; 및

상기 이치화된 이미지 위의 상기 양 측방 에지의 두 지점간 거리를 상기 트롤리선의 마모 부분의 전체 폭으로서 산출하고, 이 전체 폭으로부터 상기 트롤리선의 마모 부분 폭을 결정하는 마모 부분 폭 산출 수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 트롤리선 마모 측정 장치.
둘 다 마모 측정 대상 트롤리선의 부설 방향과 주사선이 수직을 이루는 방향으로 배치되며 상기 트롤리선을 따라 이동하는 동안에 하나는 광이 적용되는 상기 트롤리선의 팬터그래프 접촉면(마모 부분)을 촬상하고 다른 하나는 광이 적용되지 않는 상기 트롤리선의 팬터그래프 접촉면(마모 부분)을 촬상하는, 두 개의 라인 센서에 의해 획득되는 상기 주사선들의 휘도 신호들이 시계열적으로 배열된, 한 쌍의 라인 센서 이미지를 취득하는 수단;

상기 한 쌍의 라인 센서 이미지 간의 휘도 차이를 취득함에 의해 상기 트롤 리선의 조명된 마모 영역이 강조된, 라인 센서 이미지를 취득하는 차분 처리 수단;

상기 차분 처리가 수행된 상기 라인 센서 이미지에 이치화 처리를 수행함에 의해 트롤리선의 마모 부분이 강조된, 이치화된 이미지를 취득하는 이치화 처리 수단;

상기 이치화된 이미지 위의 상기 마모 부분의 양 측방 에지를 검출하는 에지 검출 수단; 및

상기 이치화된 이미지 위의 상기 양 측방 에지의 두 지점간 거리를 상기 트롤리선의 상기 마모 부분의 전체 폭으로서 산출하고, 이 전체 폭으로부터 상기 트롤리선의 마모 부분 폭을 결정하는 마모 부분 폭 산출 수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 트롤리선 마모 측정 장치.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마모 부분 폭 산출 수단은,

상기 전체 폭 및 상기 라인 센서의 카메라 파라미터를 통해 상기 라인 센서에서 보이는 상기 트롤리선의 높이를 결정하는 높이 검출 수단; 및

상기 전체 폭 및 상기 트롤리선의 높이를 통해 상기 트롤리선의 상기 마모 부분의 실제 폭을 결정하는 마모 부분 실제 폭 산출 수단;

을 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 트롤리선 마모 측정 장치.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 트롤리선 마모 부분의 상기 에지들이 결정되는 상기 이치화된 라인 센서 이미지에서 상기 트롤리선에 대응하는 에지 이미지의 부분을 그룹으로 추출하는 수단; 및

상기 이미지에서 상부로부터 하부로 연속되는 부분을 상기 각 그룹에 대한 트롤리선 이미지로 추출하고, 국부적으로 존재하는 다른 그룹들을 노이즈로 제거하는 수단;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 트롤리선 마모 측정 장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 에지 검출 수단은,

상기 이치화된 이미지의 각 라인에 대한 마모 부분의 폭으로서, 상기 이치화된 이미지 위의 모든 라인들에 대해, 좌우측 에지 사이의 위치 차이의 검출을 수행하는 수단;

상기 이미지 위의 상기 모든 라인의 각 에지 폭에 대한 최대 폭 및 최소 폭 간의 차이를 취득하는 수단; 및

상기 최대 폭과 상기 최소 폭 간의 차이가 큰 경우, 상기 마모 부분의 마모가 파동형 마모라고 판정하는 수단;

을 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 트롤리선 마모 측정 장치.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이치화 처리 수단은, 상기 이미지 전체에 대한 휘도의 히스토그램를 작도하고, 고 레벨 밴드의 휘도 화소 수가 정상 트롤리선 반사 면적으로부터 결정되는 임계값을 초과할 때, 상기 이미지를 포화가 일어나고 있는 이미지로 판정하는 수단;

을 구비하는 것을 특징으로 하는 트롤리선 마모 측정 장치.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 마모 부분 폭 산출 수단은, 상기 트롤리선 마모 부분의 폭이 상기 트롤리선의 본선 보다 큰 경우에, 상기 이미지를 포화가 일어나고 있는 이미지로 판정하는 수단;

을 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 트롤리선 마모 측정 장치.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이치화 처리 수단은, 상기 트롤리선의 크기가 실험적으로 결정되는 임계값을 초과하는 면적일 경우, 이 부분은 배경 이미지가 이치화되어 나타나는 것으로 판정하고 상기 트롤리선 이미지로부터 이 부분을 제거하는 수단;

을 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 트롤리선 마모 측정 장치.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 에지 검출 수단에 의해 검출되는 상기 에지 이미지가 상기 라인 센서 이미지 위에 중첩된, 중첩 디스플레이 이미지를 취득하는 수단;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 트롤리선 마모 측정 장치.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이치화 처리 수단에 의해 획득되는 상기 이치화된 이미지로부터 노이즈를 제거하는 수단;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 트롤리선 마모 측정 장치.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이치화 처리 수단은 상기 이치화 처리의 임계값을 판별분석 이치화 방법에 의해 자동으로 설정하는 것을 특징으로 하는 상기 트롤리선 마모 측정 장치.