KR20120134149A - 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

차량의 주행 위치와 통과 시각의 관계를 고정밀도로 특정하는 것을 가능하게 한 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치를 제공하기 위해서, 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서, 라인 센서 (1) 와, 라인 센서 (1) 에 의해서 촬영한 화상을 템플릿 화상과 입력 화상으로서 작성하는 화상 작성부 (10) 와, 화상 작성부 (10) 에 있어서 작성한 템플릿 화상과 입력 화상을 보존하는 메모리 (11) 와, 보존된 템플릿 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출하여 템플릿 데이터를 작성하고 메모리 (12) 에 보존하는 템플릿 작성 처리부 (13) 와, 입력 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출하여 메모리 (12) 에 보존하는 SIFT 특징량 추출 처리부 (14) 와, 보존된 템플릿 데이터의 SIFT 특징량과 입력 화상의 SIFT 특징량의 대응점을 탐색하여 입력 화상 중의 행거 위치를 검출하여 메모리 (12) 에 보존하는 행거 위치 검출 처리부 (15) 를 구비하는 것으로 하였다.

Description

전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치{TRAIN CAR POSITION MEASUREMENT DEVICE FOR ELECTRIC RAILWAY MAINTENANCE}
본 발명은 가선 (架線) 및 궤도 등의 보수에 사용되는 전기 철도 보수용 차량의 주행 위치를 측정하는 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 관한 것으로서, 특히, 화상 처리에 의해서 전기 철도 보수용 차량의 주행 위치와 통과 시각의 관계를 취득하는 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 관한 것이다.
전기 철도의 설비로는 주로 가선과 궤도를 들 수 있다. 이것들은 각각 철도를 운행할 때 중요한 보수 설비로 되어 있다. 가선은 전기 철도 차량을 운용해 가는 중, 전기 철도 차량이 통과할 때마다 집전장치와 접촉한다. 이 때문에, 가선은 서서히 마모되어 가고, 교환하지 않은 경우에는 최종적으로 파단되어 사고를 초래할 우려가 있다. 또, 궤도는 전차의 운행에 의해서 휨, 뒤틀림, 흠집, 마모 등이 발생되고, 이것들의 진행을 방치해 버리면 전기 철도 차량의 탈선 등 사고를 초래할 우려가 있다.
이와 같은 점에서, 가선이나 궤도의 마모 등에 의한 요주의 지점을 신속히 파악하고, 이에 대응하기 위해서, 가선이나 궤도의 요주의 지점의 위치 (예를 들어, 어느 지점에서부터 몇 킬로 주행한 위치에 요주의 지점이 존재하는 등) 정보를 특정하는 것은 보수 관리면에서 중요한 사항으로 되고 있다.
현재, 가선이나 궤도 등의 설비를 보수하는 경우, 보수 전용 차량이나 궤륙차 등이 이용되고 있고, 검측한 결과, 요주의 지점이 검출된 경우에는 그 데이터를 취득했을 때의 차량 위치로부터 요주의 지점의 위치를 추정하고 있다 (예를 들어, 하기 특허문헌 1 참조).
여기서, 차량의 위치를 특정하는 방법으로는, 종래, 예를 들어 자동 열차 제어 장치 (ATC) 나 로터리 인코더를 사용하는 방법이 있고, 각각 이하의 특징을 갖고 있다.
자동 열차 제어 장치는 열차의 위치나 속도를 제어하는 것으로서, 원래는 차량의 운전을 위한 시스템이지만, 이 자동 열차 제어 장치에는 열차의 위치나 속도의 정보를 외부에 통신하는 기구가 형성되어 있다. 그래서, 자동 열차 제어 장치를 이용하여 차량 위치를 특정하는 경우에는, 이 자동 열차 제어 장치의 외부와 통신하는 기구를 이용하여 보수 전용 차량 위치를 특정하고 있다 (예를 들어, 하기 특허문헌 2 참조).
또, 로터리 인코더를 사용하여 차량 위치를 특정하는 경우에는, 로터리 인코더에 의해서 얻어지는 차륜의 회전수에 기초하여, 이 차륜의 회전수와, 차륜의 원주 길이로부터, 어느 지점을 기준 위치로 하여 차량의 주행 거리를 구하고 있다 (예를 들어, 하기 특허문헌 3 참조).
일본 공개특허공보 2008－89523호 일본 공개특허공보 2006－248412호 일본 공개특허공보 2004－17700호
후지요시 히로노부, 「Gradient 베이스의 특징 추출-SIFT 와 HOG－」, 정보 처리 학회 연구 보고 CVIM 160, 2007년, p.211－224
그러나, 상기 서술한 종래의 자동 열차 제어 장치를 이용하는 경우, 차량측에 송수신 기기를 설치하는 것에 더하여, 궤도측에도 일정 간격으로 송수신 장치를 설치할 필요가 있기 때문에, 장거리의 선구 (線區) 에 설치하는 경우, 개수가 증가하여 비용이 든다는 문제가 있었다.
또, 로터리 인코더는, 차륜의 회전각을 카운트함으로써 주행 거리를 측정하는 구성으로 되어 있기 때문에, 브레이크나 비탈길 주행 등에 의해서, 열차는 진행되고 있지 않는데 차륜이 회전하고 있거나, 또는, 차륜의 미끄러짐에 의해서 차륜은 회전하고 있지 않는데 열차가 진행되고 있는 등의 국소적으로 발생된 오차가 가산적으로 증가하여 요주의 지점의 위치 특정이 곤란해질 우려가 있다는 문제가 있었다.
이 때문에, 종래의 자동 열차 제어 장치에 있어서, 차량의 지붕 위에 라인 센서 카메라 (이하, 라인 센서라고 한다) 를 설치하고, 이 라인 센서에 의해서 촬영한 가선 근방의 화상을 화상 처리 (템플릿 매칭이나 에지 검출 등) 하여 행거를 검출하고, 이 행거를 촬영한 시각에 기초하여 차량의 주행 위치와 통과 시각의 관계를 특정함으로써 상기 서술한 오차를 해소하는 것을 생각할 수 있다.
그러나, 행거 자체가 경사지게 걸려 있거나, 혹은 행거가 화면 상에서 경사지게 비춰지면, 템플릿 매칭에 의해서 행거를 검출하는 경우에는 템플릿과의 대조시에 행거 검출의 정밀도가 저하될 우려가 있고, 또, 에지 검출에 의해서 행거를 검출하는 경우에는 세로 방향 에지가 약해져 있는 점에서 행거 검출의 정밀도가 저하될 우려가 있었다.
이상으로부터, 본 발명은 차량의 주행 위치와 통과 시각의 관계를 고정밀도로 특정할 수 있는 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 1 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치는,
가선이나 가선을 지지하는 행거를 매다는 조가선 (吊架線) 의 화상을 촬영하는 라인 센서와,
상기 라인 센서에서 촬영한 화상을 템플릿 화상과 입력 화상으로서 작성하는 화상 작성부와,
상기 화상 작성부에 있어서 작성한 상기 템플릿 화상과 상기 입력 화상을 보존하는 기억부와,
상기 기억부에 보존된 상기 템플릿 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출하여 템플릿 데이터를 작성하고 상기 기억부에 보존하는 템플릿 작성 처리부와,
상기 기억부에 보존된 상기 입력 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출하여 상기 기억부에 보존하는 SIFT 특징량 추출 처리부와,
상기 기억부에 보존된 상기 템플릿 데이터의 SIFT 특징량과 상기 입력 화상의 SIFT 특징량의 대응점을 탐색하고 상기 입력 화상 중의 행거 위치를 검출하여, 상기 기억부에 보존하는 행거 위치 검출 처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 2 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치는, 제 1 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서,
상기 라인 센서의 샘플링 주파수와 상기 기억부에 보존된 상기 입력 화상 상의 행거 위치에 기초하여 상기 행거가 검출된 시각을 산출하여 시각 데이터를 상기 기억부에 보존하는 시각 기록 처리부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 3 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치는, 제 1 발명 또는 제 2 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서,
상기 행거 위치 검출 처리부에 있어서, 전회의 행거 위치가 존재하는 경우에 전회의 행거 위치와 조가선 및 가선의 경사 데이터를 받아 건네고, 전회의 행거 위치를 기준으로 하여 처리 영역을 한정하는 차회의 처리 영역의 계산을 행하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 4 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치는, 제 3 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서,
상기 행거 위치 검출 처리부에 있어서, 상기 차회의 처리 영역을 확장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 차량의 주행 위치와 통과 시각의 관계를 고정밀도로 특정할 수 있는 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 구성을 나타낸 모식도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 처리 순서를 나타낸 플로우 차트이다.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 템플릿 화상의 예를 나타낸 도면이다.
도 5 는 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 템플릿 데이터의 SIFT 특징량의 예를 나타낸 도면이다.
도 6 은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 입력 화상의 예를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 SIFT 특징량의 대응점 탐색 처리 영역의 예를 나타낸 도면이다.
도 8 은 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 9 는 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 처리 순서를 나타낸 플로우 차트이다.
도 10 은 본 발명의 제 2 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 차회의 처리 영역의 예를 나타낸 도면이다.
도 11 은 본 발명의 제 3 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 차회의 처리 영역을 확장한 예를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
실시예 1
이하, 본 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 제 1 실시예에 대해서 설명한다.
본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치는, 차량의 지붕 위에 설치한 라인 센서를 이용하여 라인 센서를 침목 방향을 향하게 하고, 또한 경사 상방을 향하게 하여 조가선과 가선을 촬영하고, 크기나 회전의 변화에 잘 영향을 받지 않는 화상 특징량으로서 SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) 특징량 (상기 비특허문헌 1 참조) 을 구하고, 미리 구해둔 템플릿용의 화상에서 추출한 SIFT 특징량과의 대응점을 구함으로써 행거를 검출하는 것을 특징으로 한다.
처음에, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 개요에 대해서 설명한다.
도 1 은 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 개요를 나타낸 모식도이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치는, 가선 (101) 이나 가선 (101) 을 지지하는 행거 (102) 를 매다는 조가선 (103) 의 화상을 촬영하기 위해서, 차량 (100) 의 지붕 위에 침목 방향을 향하게 하고, 또한 경사 상방을 향하게 하여 설치되고, 도 1 중에 화살표 L 로 나타내는 촬영 라인에 있어서 화상을 촬영하는 라인 센서 (1) 와, 야간이나 터널 내에서도 라인 센서 (1) 에 의한 화상의 촬영을 가능하게 하기 위해서 라인 센서 (1) 의 주변에 설치되는 조명 (2) 과, 라인 센서 (1) 에 의해서 촬영한 화상을 보존하여 화상 처리를 행하는 차량 (100) 내에 설치되는 처리용 PC (3) 를 구비하고 있다. 그리고, 라인 센서 (1) 와 처리용 PC (3) 는 화상 데이터가 송신할 수 있도록 접속되어 있다. 또한, 도 1 중의 화살표 A 로 나타내는 방향은 차량 (100) 의 진행 방향을 나타내고 있다.
다음으로, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 구성에 대해서 설명한다.
도 2 는 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치는, 라인 센서 (1) 에 의해서 촬영한 화상을 템플릿 화상과 입력 화상으로서 작성하는 화상 작성부 (10) 와, 화상 작성부 (10) 에서 작성한 템플릿 화상과 입력 화상을 보존하는 메모리 (11) 와, 메모리 (11) 에 보존된 템플릿 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출하여 템플릿 데이터를 작성하고 메모리 (12) 에 보존하는 템플릿 작성 처리부 (13) 와, 메모리 (11) 에 보존된 입력 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출하여 메모리 (12) 에 보존하는 SIFT 특징량 추출 처리부 (14) 와, 메모리 (12) 에 보존된 템플릿 데이터의 SIFT 특징량과 입력 화상의 SIFT 특징량의 대응점을 탐색하여 화상 중의 행거 위치를 검출하여 메모리 (12) 에 보존하는 행거 위치 검출 처리부 (15) 와, 라인 센서 (1) 의 샘플링 주파수와 메모리 (12) 에 보존된 화상 상의 행거 위치에 기초하여 행거 (102) 가 검출된 시각을 산출하여 시각 데이터를 메모리 (12) 에 보존하는 시각 기록 처리부 (16) 를 구비하고 있다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 처리용 PC (3) 가 화상 작성부 (10), 메모리 (11, 12), 템플릿 작성 처리부 (13), SIFT 특징량 추출 처리부 (14), 행거 위치 검출 처리부 (15), 행거 위치 검출 처리부 (15) 및 시각 기록 처리부 (16) 의 역할을 하고 있다. 또, 메모리 (11) 와 메모리 (12) 는 공통된 메모리로 할 수도 있다.
다음으로, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에서의 처리 순서에 대해서 설명한다.
도 3 은 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 처리 순서를 나타낸 플로우 차트이다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 처리 순서로서, 처음에, 단계 P10 에 있어서 라인 센서 (1) 로부터 템플릿용의 화상을 취득한다. 또한, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 템플릿 화상은 1 개의 행거 (102) 가 촬영되어 있는 부분을 잘라낸 화상으로 한다.
다음으로, 단계 P11 에 있어서, 템플릿 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출하여, 템플릿 데이터를 작성한다. 또한, 도 5 중에 흑색 원으로 나타내는 바와 같이, SIFT 특징량은 템플릿 화상 상에 복수 존재하고 있고, 그 모든 템플릿 데이터를 작성한다. 또한, SIFT 특징량을 구하는 방법에 대해서는, 상기 비특허문헌 1 에 기재되어 있는 방법을 사용하는 것으로 하고, 여기서의 설명은 생략한다.
다음으로, 단계 P12 에 있어서, 라인 센서 (1) 로부터 입력 화상을 작성한다. 또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이 입력 화상은 세로축이 높이가 되고, 가로축이 시간이 된다.
다음으로, 단계 P13 에 있어서, 입력 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출한다.
다음으로, 단계 P14 에 있어서, 템플릿 데이터의 SIFT 특징량과 입력 화상의 SIFT 특징량의 대응점을 탐색하여 입력 화상 내의 전체 행거 위치를 검출한다. 또한, 행거 위치의 검출 방법은, 템플릿 데이터의 SIFT 특징량과 입력 화상의 전체 SIFT 특징량의 유클리드 거리를 계산하여 최소의 값이 된 것을 대응점으로 한다. 또, 마찬가지로, 템플릿 데이터의 전체 SIFT 특징량에 대해서 유클리드 거리를 구하고, 각각 대응하는 점에 기초하여 행거 위치를 검출한다.
여기서, 유클리드 거리란, 템플릿 데이터의 SIFT 특징량과 입력 화상의 SIFT 특징량의 차이를 제곱하고, 그것들의 총합의 제곱근을 계산한 것이다. 구체적으로는 SIFT 특징량은 128 차원의 특징량이 된다. 이 때문에, 유클리드 거리를 계산하면 하기 식 (1) 과 같이 된다.
Figure pct00001
상기 식 (1) 에 있어서, V 는 입력 화상의 SIFT 특징량, Vt 는 템플릿 데이터의 SIFT 특징량, d 는 유클리드 거리를 의미한다.
또한, 통상적으로 유클리드 거리가 최소가 되는 지점은 1 장의 입력 화상 내에서 1 점밖에 나타나지 않는다. 또, 차량 (100) 의 주행 속도에 따라서는 1 장의 입력 화상 내에서 복수의 행거 (102) 가 촬영될 가능성이 있고, 이 상태로는 모든 행거 (102) 를 검출할 수 없다.
그런데, 라인 센서 (1) 에 의해서 촬영된 가로축이 시간인 입력 화상에 있어서는, 동일 시간 상에 복수의 행거 (102) 가 존재하는 경우는 없다. 이 때문에, 본 실시예에 있어서는, 도 7 중에 파선으로 나타내는 바와 같이, 1 장의 입력 화상을 시간별로 단책상 (短冊狀) 으로 구분하여 대응점을 탐색으로써, 복수의 행거 (102) 를 검출할 수 있도록 하고 있다. 또한, 구분 폭은 임의이지만, 기본적으로 템플릿 데이터 폭과 동일한 정도로 한다.
다음으로, 단계 P15 에 있어서, 검출된 행거 위치로부터 시각을 계산하고, 시각을 기록한다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 입력 화상은 가로축이 시간으로 되어 있다. 그리고, 라인 센서 (1) 의 샘플링 주파수와 입력 화상 상의 행거 위치에 기초하여 시각을 산출하는 것이 가능해진다.
예를 들어, 라인 센서 (1) 의 샘플링 주파수가 1 ㎑ 로서, 행거 (102) 가 시간축 방향의 100 라인째에서 검출된 경우, 1 라인당의 촬영 시간은 1 [sec] ÷ 1000 [㎐] = 0.001 [sec] 이고, 행거 (102) 가 100 라인째에서 검출되었기 때문에 0.001 [sec] × 100 [라인] = 0.1 [sec] 가 된다.
마지막으로, 단계 P16 에 있어서, 모든 입력 화상에 대해서 처리가 종료될 때까지 단계 P12~16 을 반복하여, 모든 입력 화상에 대해서 처리가 종료된 시점에서 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 일련의 처리를 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 의하면, 템플릿 데이터의 SIFT 특징량과 입력 화상의 SIFT 특징량을 사용하여 대응점을 탐색 처리함으로써, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 행거 (102) 가 주위의 구조물 (104) 과 동일 지점에 존재하고 있는 경우라도 행거 (102) 를 검출하는 것이 가능해지기 때문에 행거 (102) 의 미검출을 방지할 수 있다.
또, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 의하면, 스케일이나 회전이나 명도 변화에 대해서 정확한 SIFT 특징량을 사용하기 때문에, 스케일이나 회전이나 명도 변화에 따른 모든 경우의 템플릿 데이터를 준비할 필요가 없고, 스케일이나 회전이나 명도 변화가 있는 경우라도 1 개의 템플릿 데이터가 있으면 검출 가능하기 때문에, 행거 (102) 의 검출 효율을 높일 수가 있다.
실시예 2
이하, 본 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 제 2 실시예에 대해서 설명한다.
본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치는, 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치와 거의 동일한 구성이지만, 전회의 행거 위치가 존재하는 경우에, 전회의 행거 위치를 기준으로 하여 처리 영역을 한정함으로써 처리의 고속화를 도모하고 있는 점이 상이하다.
다음으로, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 구성에 대해서 설명한다.
도 8 은 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 8 에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 구성은, 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 구성과 거의 동일하나, 행거 위치 검출 처리부 (15) 에 있어서, 전회의 행거 검출 위치가 존재하는 경우에, 전회의 행거 위치와 조가선 (103) 및 가선 (101) 의 경사 데이터를 받아 건네고, 전회의 행거 위치를 기준으로 처리 영역을 한정한 차회의 처리 영역의 계산을 행하는 점이 상이하다.
다음으로, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 처리 순서에 대해서 설명한다.
본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 처리 순서는, 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 처리 순서와 거의 동일하나, 전회의 행거 위치가 존재하는 경우에, 전회의 행거 위치를 기준으로 처리 영역을 한정하는 차회의 처리 영역의 계산 처리를 추가한 점이 상이하다.
SIFT 특징량은, 산출하는 처리에 시간이 지나치게 걸리기 때문에, 처리의 고속화를 도모할 필요가 있다. SIFT 특징량의 산출에 소요되는 시간은 처리 영역의 크기에 비례하기 때문에, 처리 영역을 한정할 수 있다면 효율적으로 처리할 수 있다. 여기서, 행거 (102) 는 반드시 조가선 (103) 과 가선 (101) 사이에 존재하고, 또한, 조가선 (103) 과 가선 (101) 의 경사 방향에 존재할 가능성이 높기 때문에, 1 개째의 행거 (102) 를 검출할 수 있으면 처리 영역을 한정하는 것이 가능하다. 이와 같이, 조가선 (103) 및 가선 (101) 의 경사로부터 차회의 처리 영역을 한정할 수 있기 때문에 처리의 고속화를 도모할 수 있다.
도 9 는 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 처리 순서를 나타낸 플로우 차트이다.
도 9 에 나타내는 바와 같이, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 처리 순서로서, 처음에 단계 P10 에 있어서, 라인 센서 (1) 로부터 템플릿용의 화상을 취득한다. 또한, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 템플릿 화상은 1 개의 행거 (102) 가 촬영되어 있는 부분을 잘라낸 화상으로 한다.
다음으로, 단계 P11 에 있어서, 템플릿 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출하여 템플릿 데이터를 작성한다. 또한, 도 5 중에 흑색 원으로 나타내는 바와 같이, SIFT 특징량은 템플릿 화상 상에 복수 존재하고 있고, 그 모든 템플릿 데이터를 작성한다. 또한, SIFT 특징량을 구하는 방법에 대해서는 상기 비특허문헌 1 에 기재되어 있으므로 여기에서의 설명은 생략한다.
다음으로, 단계 P12 에 있어서, 라인 센서 (1) 로부터 입력 화상을 작성한다. 또한, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 입력 화상은 세로축이 높이가 되고, 가로축이 시간이 된다.
다음으로, 단계 P20 에 있어서, 전회의 행거 위치가 존재하는 경우, 단계 P21 에 있어서 차회의 처리 영역의 계산 처리를 실행한다. 또, 전회의 행거 위치가 없는 경우, 단계 P13 에 있어서 입력 화상 전체로부터 행거 위치를 검출 처리한다.
다음으로, 단계 P21 에 있어서, 1 장째의 화상 중에서 행거 (102) 를 검출하고, 1 장째의 행거 검출 위치 (4) 와 조가선 (103) 과 가선 (101) 의 경사에 기초하여 차회의 처리 영역 (5) 을 결정한다. 구체적으로는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 조가선 (103) 과 가선 (101) 의 경사가 우하 방향인 경우, 행거 (102) 는 조가선 (103) 과 가선 (101) 사이에 존재하기 때문에, 조가선 (103) 과 가선 (101) 의 경사 방향으로 존재할 가능성이 높다. 이 때문에, 1 장째의 행거 위치 (4) 를 기준으로 하여, 조가선 (103) 과 가선 (101) 의 경사 방향으로 차회의 처리 영역 (5) 을 결정할 수 있다.
또한, 도 10 중에 A, B 로 나타내는 일점 쇄선을 화상이 끊어진 곳으로 하고, 일점 쇄선 A 로부터 좌측을 1 장째의 화상, 일점 쇄선 A 와 일점 쇄선 B 사이를 2 장째의 화상, 일점 쇄선 B 로부터 우측을 3 장째의 화상으로 한다.
다음으로, 단계 P14 에 있어서, 차회의 처리 영역 (5) 내 또는 화상 전체에서 행거 위치를 검출 처리한다.
다음으로, 단계 P15 에 있어서, 검출된 행거 위치로부터 시각을 계산하고, 시각을 기록한다.
마지막으로, 단계 P16 에 있어서 전회의 행거 위치가 존재하는 경우에는, 단계 P12~15 를 입력 화상이 없어질 때까지 반복하고, 모든 입력 화상에 대해서 처리가 종료된 시점에서 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 일련의 처리를 종료한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 의하면, 제 1 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치가 얻는 효과에 추가하여, 처리 영역을 차회의 처리 영역 (5) 으로 한정함으로써 처리의 고속화를 도모할 수 있다.
실시예 3
이하, 본 발명에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치의 제 3 실시예에 대해서 설명한다.
본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치는, 제 2 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치와 거의 동일한 구성이지만, 처리 영역을 차회의 처리 영역 (5) 으로 한정하는 처리시에, 차회의 처리 영역 (5) 을 확장함으로써 행거 위치 검출 정밀도를 향상시키는 점이 상이하다.
다음으로, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 있어서의 처리 순서에 대해서 설명한다.
도 11 중에 A 로 나타내는 일점 쇄선을 화상이 끊어진 곳으로 하고, 일점 쇄선 A 의 좌측을 1 장째의 화상, 일점 쇄선 A 의 우측을 2 장째의 화상으로 한다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, 화상이 끊어진 곳에서 행거 (102) 가 촬영되어 버린 경우, SIFT 특징량이 상이한 것으로 되어 버리기 때문에 행거 (102) 를 검출할 수 없을 가능성이 있다. 그래서, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 차회의 처리 영역 (5) 의 범위를 이전의 화상, 즉 1 장째의 화상의 일부를 포함하도록 확장함으로써 화상이 끊어진 곳에 촬영되어 버린 행거 (102) 를 검출할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 의하면, 제 2 실시예에 관련된 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치가 얻는 효과에 추가하여, 차회의 처리 영역 (5) 을 확장함으로써, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 화상이 끊어진 곳에 행거 (102) 가 촬영되어 있는 경우라도 행거 (102) 를 양호한 정밀도로 검출할 수 있다.
산업상 이용가능성
본 발명은 가선 및 궤도 등의 보수에 사용되는 전기 철도 차량 위치를 측정하는 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치에 적용하기에 바람직한 것이다.
1 : 라인 센서
2 : 조명
3 : 처리용 PC
4 : 행거 위치
5 : 차회의 처리 영역
10 : 화상 작성부
11, 12 : 메모리
13 : 템플릿 작성 처리부
14 : SIFT 특징량 추출 처리부
15 : 행거 위치 검출 처리부
16 : 시각 기록 처리부
100 : 차량
101 : 가선
102 : 행거
103 : 조가선
104 : 구조물

Claims (4)

  1. 가선이나 가선을 지지하는 행거를 매다는 조가선의 화상을 촬영하는 라인 센서와,
    상기 라인 센서에서 촬영한 화상을 템플릿 화상과 입력 화상으로서 작성하는 화상 작성부와,
    상기 화상 작성부에 있어서 작성한 상기 템플릿 화상과 상기 입력 화상을 보존하는 기억부와,
    상기 기억부에 보존된 상기 템플릿 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출하여 템플릿 데이터를 작성하고 상기 기억부에 보존하는 템플릿 작성 처리부와,
    상기 기억부에 보존된 상기 입력 화상으로부터 SIFT 특징량을 추출하여 상기 기억부에 보존하는 SIFT 특징량 추출 처리부와,
    상기 기억부에 보존된 상기 템플릿 데이터의 SIFT 특징량과 상기 입력 화상의 SIFT 특징량의 대응점을 탐색하고 상기 입력 화상 중의 행거 위치를 검출하여, 상기 기억부에 보존하는 행거 위치 검출 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라인 센서의 샘플링 주파수와 상기 기억부에 보존된 상기 입력 화상 상의 행거 위치에 기초하여 상기 행거가 검출된 시각을 산출하여 시각 데이터를 상기 기억부에 보존하는 시각 기록 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 행거 위치 검출 처리부에 있어서, 전회의 행거 위치가 존재하는 경우에 전회의 행거 위치와 조가선 및 가선의 경사 데이터를 받아 건네고, 전회의 행거 위치를 기준으로 하여 처리 영역을 한정하는 차회의 처리 영역의 계산을 행하는 것을 특징으로 하는 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 행거 위치 검출 처리부에 있어서, 상기 차회의 처리 영역을 확장하는 것을 특징으로 하는 전기 철도 보수용 차량 위치 측정 장치.
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