TW201919933A - 電線桿距離測定裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於提供一種可不論晝夜地以高精度檢測至電線桿之最短水平距離之電線桿距離測定裝置。 本發明之求出行駛中之車輛1與設置於軌道左右之電線桿2之間之最短距離之電線桿距離測定裝置具備：測域感測器11，其測定至通過車輛1之側方之構造物之水平距離；光電感測器12，其檢測通過車輛1之正上方之構造物；及圖像處理部13，其基於掃描圖像及構造物之資訊而求出至電線桿2之最短距離，該掃描圖像為基於由光電感測器12取得之至構造物之水平距離而作成者，該構造物之資訊為由光電感測器12取得之通過車輛1之正上方之構造物之資訊者。

Description

電線桿距離測定裝置

本發明係關於一種電線桿距離測定裝置。

支撐電車之架空線之電線桿須位於電車行駛之建築界限之外側。先前，為了判斷電線桿是否位於建築界限之外，藉由搭載於車輛之雷射測距儀，進行於該車輛之行駛中檢測其至電線桿之水平距離。

又，於下述專利文獻1，記載有於列車前方搭載相機，自利用相機拍攝之圖像中檢測電線桿之車輛前方電線桿位置檢查裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2015-116916號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，如上所述，於使用雷射測距儀測定行駛中之車輛至位於軌道左右之電線桿之水平距離之情形時，有以下問題點。 (1)由於因車輛之速度而於掃描間隔產生偏差，故基於由雷射測距儀取得之資料作成之電線桿之掃描圖像不確定，難以自掃描圖像擷取電線桿。 (2)於電線桿為圓柱之情形時，因雷射測距儀之掃描間隔，未必可於至電線桿之水平距離為最短之區域進行測定，而有精度降低之可能性。為了提高精度，須利用數學方法補全前後之測定資料(例如，求出電線桿之形狀之近似式等)，但由於電線桿之掃描圖像不確定，故難以進行此種補全，而難以求出至電線桿之最短水平距離。

又，如上述之專利文獻1，於使用相機測定行駛中之車輛至位於軌道左右之電線桿之水平距離之情形時，有以下問題。 (1)因夜間相機影像變暗，故難以自影像特定出電線桿，而無法進行測定。

鑑於此，本發明之目的在於提供可不論晝夜地以高精度檢測至電線桿之最短水平距離之電線桿距離測定裝置。 [解決問題之技術手段]

用以解決上述課題之第1發明之電線桿距離測定裝置之特徵在於，其係於車輛之行駛中，求出該車輛與設置於軌道左右之電線桿間之最短水平距離之電線桿距離測定裝置；且具備：測域感測器，其測定上述車輛至通過該車輛之側方之構造物之水平距離；光電感測器，其檢測通過上述車輛之正上方之構造物；及圖像處理部，其根據由上述測域感測器取得之至上述構造物之水平距離、與由上述光電感測器取得之通過上述車輛之正上方之構造物之資訊而求出至上述電線桿之最短水平距離。

又，用以解決上述課題之第2發明之電線桿距離測定裝置之特徵在於，於第1發明中，上述圖像處理部將上述測域感測器之測定誤差平滑化，基於由上述測域感測器取得之至上述電線桿之複數個測定點而推定上述電線桿之近似圓，補全上述測定點並求出上述最短距離。

又，用以解決上述課題之第3發明之電線桿距離測定裝置之特徵在於，於第1或第2發明中，上述圖像處理部具備：掃描圖像作成部，其基於由上述測域感測器取得之上述車輛至上述構造物之水平距離而作成掃描圖像。

又，用以解決上述課題之第4發明之電線桿距離測定裝置之特徵在於，於第3發明中，上述圖像處理部具備：電線桿圖像特定部，其基於由上述光電感測器取得之通過上述車輛之正上方之構造物之資訊而擷取存在於上述掃描圖像中之電線桿圖像。

又，用以解決上述課題之第5發明之電線桿距離測定裝置之特徵在於，於第4發明中，上述圖像處理部具備：電線桿距離擷取部，其基於上述電線桿圖像而求出上述車輛至上述電線桿之最短水平距離。

又，用以解決上述課題之第6發明之電線桿距離測定裝置之特徵在於，於第3發明中，上述圖像處理部於由上述光電感測器檢測出通過上述車輛之正上方之構造物時，判斷為上述電線桿存在而自上述掃描圖像擷取上述電線桿。

又，用以解決上述課題之第7發明之電線桿距離測定裝置之特徵在於，於第4發明中，上述圖像處理部於由上述光電感測器檢測出通過上述車輛之正上方之構造物時，判斷為上述電線桿存在而自上述掃描圖像擷取上述電線桿。

又，用以解決上述課題之第8發明之電線桿距離測定裝置之特徵在於，於第5發明中，上述圖像處理部於由上述光電感測器檢測出通過上述車輛之正上方之構造物時，判斷為上述電線桿存在而自上述掃描圖像擷取上述電線桿。 [發明之效果]

根據本發明之電線桿距離測定裝置，可不論晝夜地以高精度檢測至電線桿之最短水平距離。

以下，參照圖式對本發明之電線桿距離測定裝置進行說明。 本發明係於電氣鐵路中，使用測域感測器與光電感測器測定行駛之車輛至以路線構造物立於軌道左右之電線桿之最短水平距離者。 [實施例]

使用圖1至圖7說明本發明之實施例之電線桿距離測定裝置之詳細內容。 如圖1所示，本實施例之電線桿距離測定裝置具備設置於車輛1之車頂上之測域感測器11及光電感測器12、及設置於車輛1之內部之圖像處理部(電腦)13。

測域感測器11於車輛1之車頂上之側方，設置為掃描方向朝向枕木方向外側為水平。測域感測器11根據取樣頻率，測定至通過行駛中之車輛1之側方之路線構造物之水平距離。具體而言，測定至位於如下範圍內之路線構造物之距離：以測域感測器11為中心，沿軌道線路方向±L[mm]、枕木方向S[mm]。藉由測域感測器11取得之至路線構造物之距離之資料(以下，稱為距離資料)被輸入至圖像處理部13。

光電感測器12於測域感測器11之附近，朝向鉛直上方設置。光電感測器12設置為用於檢測自通過行駛中之車輛1之側方之電線桿2之上部朝路線內側延伸並支持架線4之架線支持物(水平樑)3。即，藉由檢測向鉛直上方投光之光之自架線支持物3之反射光而檢測架線支持物3。有無由光電感測器12取得之架線支持物3之資料係作為電線桿位置檢測信號被輸入至圖像處理部13。

圖像處理部13綜合由測域感測器11及光電感測器12取得之資料，求出如圖2所示之測域感測器11至電線桿2之最短水平距離D。圖像處理部13如圖3所示，具備掃描圖像作成部13a、電線桿圖像特定部13b、電線桿距離擷取部13c、及記憶體13d。

掃描圖像作成部13a基於自測域感測器11輸入之距離資料，作成如圖4所示之路線構造物之掃描圖像。另，於圖4中，G1及G2顯示電線桿2以外之路線構造物之掃描圖像，G3顯示電線桿2之掃描圖像，G4顯示測域感測器11之周邊之車輛構造物之掃描圖像。

電線桿圖像特定部13b基於由掃描圖像作成部13a作成之路線構造物之掃描圖像(於圖4所示之例中為G1～G4。以下相同)及自光電感測器12輸入之電線桿位置檢測信號而自掃描圖像擷取如圖5所示之電線桿圖像。由於電線桿2僅面向測域感測器11之部位被掃描(僅與測域感測器11對向之部位被感測)，故於電線桿2為圓柱之情形時，電線桿圖像如圖5所示般測定點分佈成圓弧狀(大致半圓狀)。

電線桿距離擷取部13c基於由電線桿圖像特定部13b擷取之電線桿圖像而求出至電線桿2之最短距離。具體而言，如圖6所示，藉由測域感測器11之取樣頻率(掃描間距)，未必可根據由測域感測器11測定之測定點P獲得至電線桿2之最短距離。例如，於圖6所示之例中，可知對於真實之最短距離D，自測定點P獲得之最短距離D’不同。又，由測域感測器11本身之測定誤差而產生之偏差亦包含於測定值。因此，於電線桿距離擷取部13c中利用數學方法將測定誤差平滑化而推定如圖5所示之電線桿2之近似圓C，補全測定點P後，求出至電線桿2之最短距離。

記憶體13d記憶自測域感測器11輸入之距離資料、自光電感測器12輸入之電線桿位置檢測信號、於掃描圖像作成部13a中作成之路線構造物之掃描圖像、於電線桿圖像特定部13b中擷取之電線桿圖像、由電線桿距離擷取部13c求出之至電線桿2之最短距離等。

接著，使用圖7簡單地說明利用本實施例之電線桿距離測定裝置測定至電線桿2之最短距離之處理之流程。

如圖7所示，於本實施例中測定至電線桿2之最短距離之情形時，首先，於步驟S1A中利用光電感測器12進行通過車輛1之正上方之架線支持物3之感測，且於步驟S1B-1中利用測域感測器11進行位於軌道左右之路線構造物之感測，並於步驟S1B-2中利用掃描圖像作成部13a而基於由測域感測器11取得之距離資料作成路線構造物之掃描圖像。

接續步驟S1A及步驟S1B-2，於步驟S2中基於由光電感測器12取得之電線桿位置檢測信號判斷是否檢測出電線桿2之位置。於步驟S2中判斷檢測出電線桿2之位置之情形時(是(YES))，於步驟S3中利用電線桿圖像特定部13b自掃描圖像擷取電線桿圖像。另一方面，於步驟S2中判斷未檢測出電線桿2之位置之情形時(否(NO))，返回至步驟S1A及步驟S1B-1。

接續步驟S3，於步驟S4中基於利用電線桿距離擷取部13c於步驟S3擷取之電線桿圖像，而如上述般求出測域感測器11至電線桿2之最短距離並將其輸出。其後，於步驟S5中繼續測定之情形時(是)返回至步驟S1A、S1B-1，於不繼續測定之情形時(否)結束一連串之處理。

根據如此構成之本實施例之電線桿距離測定裝置，可基於自利用測域感測器11取得之距離資料作成之路線構造物之掃描圖像、與利用光電感測器12取得之電線桿檢測信號，正確地僅擷取通過行駛中之車輛1之側方之電線桿2。

又，藉由於電線桿距離擷取部13c中將測定誤差平滑化，推定電線桿2之近似圓，並補全測定點P，可高精度地求出車輛1至電線桿2之最短水平距離。進而，藉由不使用相機而使用測域感測器11，可不論晝夜地進行測定。

另，本發明並不限定於上述之實施例，當然可於不脫離本發明之主旨之範圍內進行各種變更。例如，於上述之實施例中，雖顯示設置一台測域感測器11之例，但亦可相對於車輛1之行進方向於左右各設置一台測域感測器11，而測定至通過行駛中之車輛1之左右側方之路線構造物之距離。

1‧‧‧車輛

2‧‧‧電線桿

3‧‧‧架線支持物

4‧‧‧架線

11‧‧‧測域感測器

12‧‧‧光電感測器

13‧‧‧圖像處理部

13a‧‧‧掃描圖像作成部

13b‧‧‧電線桿圖像特定部

13c‧‧‧電線桿距離擷取部

13d‧‧‧記憶體

C‧‧‧近似圓

D‧‧‧最短距離

D’‧‧‧最短距離

G1～G4‧‧‧掃描圖像

L‧‧‧距離

P‧‧‧測定點

S‧‧‧距離

S1A‧‧‧步驟

S1B-1‧‧‧步驟

S1B-2‧‧‧步驟

S2～S5‧‧‧步驟

圖1係模示性顯示本發明之實施例之電線桿距離測定裝置之概略構成圖。 圖2係顯示測域感測器至電線桿之最短距離之例之模式圖。 圖3係顯示圖1所示之圖像處理部之構成之方塊圖。 圖4係顯示藉由圖3所示之掃描圖像作成部作成掃描圖像之例之說明圖。 圖5係顯示自圖4所示之掃描圖像擷取電線桿圖像之例之說明圖。 圖6係顯示電線桿、測定點及最短距離之關係之說明圖。 圖7係顯示由本發明之實施例之電線桿距離測定裝置測定至電線桿之最短距離之流程之流程圖。

Claims (8)

1. 一種電線桿距離測定裝置，其特徵在於，其係於車輛之行駛中，求出該車輛與設置於軌道左右之電線桿間之最短水平距離之電線桿距離測定裝置；且具備： 測域感測器，其測定上述車輛至通過該車輛之側方之構造物之水平距離； 光電感測器，其檢測通過上述車輛之正上方之構造物；及 圖像處理部，其根據由上述測域感測器取得之至上述構造物之水平距離、與由上述光電感測器取得之通過上述車輛之正上方之構造物之資訊而求出至上述電線桿之最短水平距離。
2. 如請求項1之電線桿距離測定裝置，其中 上述圖像處理部將上述測域感測器之測量誤差平滑化，基於由上述測域感測器取得之至上述電線桿之複數個測定點而推定上述電線桿之近似圓，補全上述測定點並求出上述最短距離。
3. 如請求項1或2之電線桿距離測定裝置，其中 上述圖像處理部具備： 掃描圖像作成部，其基於由上述測域感測器取得之上述車輛至上述構造物之水平距離而作成掃描圖像。
4. 如請求項3之電線桿距離測定裝置，其中 上述圖像處理部具備： 電線桿圖像特定部，其基於由上述光電感測器取得之通過上述車輛之正上方之構造物之資訊而擷取存在於上述掃描圖像中之電線桿圖像。
5. 如請求項4之電線桿距離測定裝置，其中 上述圖像處理部具備： 電線桿距離擷取部，其基於上述電線桿圖像而求出上述車輛至上述電線桿之最短水平距離。
6. 如請求項3之電線桿距離測定裝置，其中 上述圖像處理部於由上述光電感測器檢測出通過上述車輛之正上方之構造物時，判斷為上述電線桿存在而自上述掃描圖像擷取上述電線桿。
7. 如請求項4之電線桿距離測定裝置，其中 上述圖像處理部於由上述光電感測器檢測出通過上述車輛之正上方之構造物時，判斷為上述電線桿存在而自上述掃描圖像擷取上述電線桿。
8. 如請求項5之電線桿距離測定裝置，其中 上述圖像處理部於由上述光電感測器檢測出通過上述車輛之正上方之構造物時，判斷為上述電線桿存在而自上述掃描圖像擷取上述電線桿。