TWI641515B - Insulator detection device and obstacle detection method - Google Patents

Insulator detection device and obstacle detection method Download PDF

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TWI641515B TW106131386A TW106131386A TWI641515B TW I641515 B TWI641515 B TW I641515B TW 106131386 A TW106131386 A TW 106131386A TW 106131386 A TW106131386 A TW 106131386A TW I641515 B TWI641515 B TW I641515B
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Abstract

本發明之目的在於提供一種能夠以簡單之構成抑制成本並且進行礙子之檢測之礙子檢測裝置及礙子檢測方法。 本發明之礙子檢測裝置具備：一軸掃描型測域感測器2，其設置於車輛之車頂上，至少取得至架線之距離及角度；及運算裝置3，其具有架線位置算出部3a，上述架線位置算出部3a基於由測域感測器2取得之資料而檢測架空線4之高度及偏位；運算裝置3構成為具有基於由測域感測器2取得之資料之資料件數而檢測礙子之架線周圍資料件數計測部3b、及礙子判定處理部3c。

Description

礙子檢測裝置及礙子檢測方法
本發明係關於礙子檢測裝置及礙子檢測方法。
作為電氣化鐵路之設備，主要列舉架線(以下稱為架空線)與軌道(以下稱為導軌)。該等分別成為鐵路運行時重要之保養設備。
架空線在運用電氣化鐵路車輛中每當電氣化鐵路車輛通過時就會與集電裝置接觸。因此架空線逐漸磨損，未作更換之情形時有最終斷裂而導致事故之虞。又，導軌因電氣列車之運行而產生彎曲、變形、損壞、磨損等，若將該等之發展放任不管則有導致電氣化鐵路車輛之脫軌等事故之虞。
因此，為迅速掌握因架空線或導軌之磨損等導致之需要注意部位並應對於此，而特定出架空線或導軌之需要注意部位之位置(例如於自某地點行駛幾千米之位置存在需要注意部位等)之資訊自保養管理的方面而言為重要事項。
進行架空線或導軌等設備之保養之情形時，使用保養專用車輛或陸軌兩用車等，於檢測之結果為檢測出需要注意部位之情形時，進行自獲得該資料時之車輛位置推斷需要注意部位之位置。
此處，車輛位置可藉由偵測設置於地上之支持物之位置而掌握，該情形時，支持物之偵測變得非常重要。支持物在隧道區間與明亮區間形狀不同，在隧道區間，在支持物與架空線之間設有用於絕緣之礙子。即，在 隧道區間，可藉由檢測礙子而間接地檢測支持物。
先前，作為檢測礙子之技術，已知有一種剛體架線支持礙子之檢測裝置，其於檢測車之車頂的上部設置雷射光源及攝錄影機，利用攝錄影機拍攝藉由以覆蓋架空線、剛體架空線及礙子之寬度產生來自雷射光源之光束而得的狹縫像，且進行圖像處理而檢測礙子(例如參照下述專利文獻1)。
另一方面，亦已知有一種架空線檢測裝置，其藉由設置於車輛之車頂上的測域感測器而測定架空線，基於所取得之測定結果而藉由運算裝置算出架空線之高度或偏位等(例如參照下述專利文獻2)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]]日本專利特開2005-147879號公報
[專利文獻2]]日本專利特開2010-243416號公報
此處，先前之礙子檢測裝置有需要雷射光源、高感度相機及運算裝置等耗費成本之問題。
因此，本發明之目的在於提供一種能夠以簡單之構成抑制成本並且進行礙子之檢測之礙子檢測裝置及礙子檢測方法。
用以解決上述問題之第1發明之礙子檢測裝置之特徵在於具備：一軸掃描型測域感測器，其設置於車輛之車頂上，至少取得至架線之距離及角度之資料；及 運算裝置，其具有架線位置算出部，上述架線位置算出部基於由上述測域感測器取得之資料而檢測架線之高度及偏位；且上述運算裝置具備礙子檢測部，上述礙子檢測部從由上述測域感測器取得之資料而求得資料件數，且基於所得到之上述資料件數而檢測礙子。
又，第2發明之礙子檢測裝置之特徵在於，上述礙子檢測部具有：架線周圍資料件數計測部，其決定基於由上述架線位置算出部算出之架線之位置資料而執行礙子之檢測的區域即礙子檢測區域，求得該礙子檢測區域內之上述資料件數；及礙子判定處理部，其基於上述資料件數而判定有無礙子。
又，第3發明之礙子檢測裝置之特徵在於，上述礙子判定處理部於上述資料件數大於基於特定線量(所定分)之上述礙子檢測區域內之資料件數之中央值及標準偏差而決定的特定值時，判定為有礙子。
又，第4發明之礙子檢測方法之特徵在於，取得由設置於車輛之車頂上之測域感測器取得之與位於上述車輛上方之構造物之間的距離及角度之資料，自上述資料求得資料件數，基於所取得之上述資料件數而檢測礙子。
又，第5發明之礙子檢測方法之特徵在於，決定基於上述資料而執行礙子之檢測之區域即礙子檢測區域，自該礙子檢測區域內求得上述資料件數， 基於上述資料件數而判定有無礙子。
又，第6發明之礙子檢測方法之特徵在於，於上述資料件數大於基於特定線量之上述礙子檢測區域內之資料件數之中央值及標準偏差而決定之特定值時，判定為有礙子。
根據本發明之礙子檢測裝置及礙子檢測方法，能夠以簡單之構成抑制成本，並且進行礙子之檢測。
1‧‧‧車輛
2‧‧‧測域感測器
3‧‧‧運算裝置
3a‧‧‧架線位置算出部
3b‧‧‧架線周圍資料件數計測部
3c‧‧‧礙子判定處理部
3d‧‧‧記憶體
4‧‧‧架空線
5‧‧‧支持物
6‧‧‧礙子
7‧‧‧支持鞍座
8‧‧‧剛體架線
A‧‧‧測定範圍
B‧‧‧檢測範圍
C‧‧‧礙子檢測區域
DB‧‧‧架空線之偏位
DH‧‧‧架空線之高度
H‧‧‧礙子檢測區域之高度
L‧‧‧線
S1~S4‧‧‧步驟
W‧‧‧礙子檢測區域之寬度
圖1A係模式性表示本發明之實施例之礙子檢測裝置之應用例之前視圖。
圖1B係模式性表示本發明之實施例之礙子檢測裝置之應用例之側視圖。
圖2係表示礙子之一例之立體圖。
圖3係表示本發明之實施例1之礙子檢測裝置之構成之方塊圖。
圖4係表示自正下方觀察剛體架線之例之說明圖。
圖5係表示圖4所示之礙子之檢測例之說明圖。
圖6係表示自正下方觀察存在礙子之部位之說明圖。
圖7係表示圖6所示之礙子之檢測例之說明圖。
圖8係表示本發明之實施例1之礙子檢測處理之流程之流程圖。
以下，參照圖式對本發明之礙子檢測裝置及礙子檢測方法加以說明。
再者，本說明書中，如以下般定義用語。
「偏位」=鐵路專用語，係於集電弓與架空線接觸之位置上至集電弓之中央之距離。
「線」=利用測域感測器相對枕木方向掃描時所取得之測定面。例如在測域感測器以25Hz測定時，1秒所取得之線數為25線。
[實施例]
以下，使用圖1A至圖8說明本發明之實施例之礙子檢測裝置及礙子檢測方法之詳情。
如圖1A及圖1B所示，本實施例之礙子檢測裝置構成為具備：測域感測器2，其可測定架空線4地設置於車輛1之車頂上；及運算裝置3，其設置於車輛1之內部。
又，於圖2表示礙子之一例。圖2中，5為支持物，6為礙子，7為支持鞍座，8為剛體架線。
測域感測器2係如下者，即，藉由將雷射光繞與車輛1之行進方向平行之軸放射狀投光，並接收其反射光而測定至測定對象物之距離。本實施例中，測域感測器2以1080階掃描圖1A及圖1B所示之測定範圍(掃描角度270°)，藉此角度分辨力ω變為0.25°。
運算裝置3基於測域感測器2之測定結果而算出架空線4之高度DH或偏位DB等。如圖3所示，運算裝置3具備架線位置算出部3a、架線周圍資料件數計測部3b、礙子判定處理部3c及記憶體3d。
架線位置算出部3a取得藉由測域感測器2掃描測定範圍A而取得之資料(角度及距離。以下稱為測域感測器資料)，且基於該測域感測器資料而算出架線位置(高度DH及偏位DB等)。此處，圖1A及圖1B中所示之符號B係於算出架線位置時，於測定範圍A內基於架空線4之高度方向及水平方 向之偏位而設定的架線檢測區域。再者，架線位置之計測係使用已知之方法(例如參數上述專利文獻2之段落0032~0056等)，省略此處之詳細說明。
架線周圍資料件數計測部3b係以由架線位置算出部3a求得之架線位置為基準，指定高度、偏位之範圍而決定礙子之檢測區域C(參照圖2)，自架線位置資料計測該礙子檢測區域C內之雷射資料數(以下稱為資料件數)，求得如圖5及圖7所示之與剛體架線8之間所含之區塊之資料件數。該處理係對特定線量(例如數千線量)之掃描資料一併進行。
再者，礙子檢測區域C係根據剛體架線8之位置或形狀及至頂部之距離，例如藉由將架空線4之位置設為(0,0)而相對性地指定原點(x0，y0)，並且設定寬度W及高度H而決定。再者，x0及寬度W係以於礙子檢測區域C之偏位方向之範圍內至少包含礙子6之方式設定，y0及高度H係以礙子檢測區域C之上下方向之範圍成為自低於架空線4的位置至高於礙子6且低於頂部之位置的範圍之方式設定。
礙子判定處理部3c基於由架線周圍資料件數計測部3b求得之資料件數而檢測礙子6。即，礙子檢測區域C內之資料件數有如下傾向，即，相對於如圖4及圖5所示僅有剛體架線8之情形(不存在礙子6之情形)時在架空線4周圍所取得的資料件數，而如圖6及圖7所示存在礙子6之情形時在架空線4周圍所取得的資料件數較多。礙子判定處理部3c利用該傾向而檢測礙子6。
具體而言，求得位於特定線量之礙子檢測區域C內之資料件數的中央值m及標準偏差s。若將要判定之線設為第i條線，且將第i條線之資料件數設為Di，則當滿足下式(1)時，判斷為於第i條線上存在礙子6。
Di>m+(decision coefficient(決策係數))* s…(1)
此處，decision coefficient係礙子判定所使用之係數。
又，圖4及圖6中之L表示線。
記憶體3d記憶各種資料。
其次，使用圖8對本實施例之礙子檢測裝置之處理進行簡單說明。
如圖8所示，本實施例中進行礙子6之檢測時，首先，收集藉由測域感測器2取得之距離資料(步驟S1)，基於藉由架線位置算出部3a收集之距離資料而算出架空線4之位置(步驟S2)。繼而，基於藉由架線位置算出部3a算出之架空線4之位置，而由架線周圍資料件數計測部3b計測架空線4周圍之資料件數(步驟S3)，基於計測出之特定線量之資料件數，而藉由礙子判定處理部3c檢測礙子6(步驟S4)。
根據如此構成之本實施例之礙子檢測裝置及礙子檢測方法，基於由使用一軸掃描型測域感測器2之簡單裝置所取得之架空線4之偏位及高度，計測該架空線4周圍之資料件數，於其值為大於其他線之資料件數之值時，判定為於該線上存在礙子6，藉此檢測出礙子6，從而可間接地檢測出支持物5。
此處，先前方法中係使用所謂之光切斷法之方法，即，照射雷射狹縫光，使用相機測定由雷射光映出之礙子部之形狀。然而該方法中，需要相機與雷射之二台構成，有耗費成本並且裝置構成繁雜之問題。
相對於此，本實施例之礙子檢測裝置及礙子檢測方法中，具有能夠以一台掃描式雷射(測域感測器2)之簡單構成抑制成本並且進行礙子6之檢測之優點。再者，亦具有能夠礙子6之檢測中所使用之測域感測器2測定架空線4之高度的優點。
[產業上之可利用性]
本發明可應用於礙子檢測裝置及礙子檢測方法。

Claims (6)

  1. 一種礙子檢測裝置，其特徵在於具備：一軸掃描型之一台測域感測器，其設置於車輛之車頂上，至少取得至架線之距離及角度之資料；及運算裝置，其具有架線位置算出部，該架線位置算出部基於由上述測域感測器取得之資料而檢測架線之高度及偏位；上述測域感測器將雷射光繞著與車輛之行進方向平行之軸而放射線狀地投光，並接收其反射光，藉而測定至測定對象物之距離；上述運算裝置具備礙子檢測部，上述礙子檢測部從由上述測域感測器取得之資料求得資料件數，且基於所得到之上述資料件數而檢測礙子。
  2. 一種礙子檢測裝置，其特徵在於具備：一軸掃描型之測域感測器，其設置於車輛之車頂上，至少取得至架線之距離及角度之資料；及運算裝置，其具有架線位置算出部，該架線位置算出部基於由上述測域感測器取得之資料而檢測架線之高度及偏位；上述運算裝置具備礙子檢測部，上述礙子檢測部從由上述測域感測器取得之資料求得資料件數，且基於所得到之上述資料件數而檢測礙子；其中上述礙子檢測部具有：架線周圍資料件數計測部，其決定基於由上述架線位置算出部算出之架線之位置資料而執行礙子之檢測的區域即礙子檢測區域，求得該礙子 檢測區域內之上述資料件數；及礙子判定處理部，其基於上述資料件數而判定有無礙子。
  3. 如請求項2之礙子檢測裝置，其中上述礙子判定處理部於上述資料件數大於基於特定線量之上述礙子檢測區域內之資料件數的中央值及標準偏差而決定之特定值時，判定為有礙子。
  4. 一種礙子檢測方法，其特徵在於取得藉由設置於車輛之車頂上且將雷射光繞著與車輛之行進方向平行之軸而放射線狀地投光之一台測域感測器所取得的至位於上述車輛上方之構造物之距離及角度之資料，自上述資料求得資料件數，且基於所取得之上述資料件數而檢測礙子。
  5. 如請求項4之礙子檢測方法，其中基於上述資料而算出架線之位置資料；決定基於上述資料而執行礙子之檢測之區域即礙子檢測區域，自該礙子檢測區域內求得上述資料件數，且基於上述資料件數而判定有無礙子。
  6. 一種礙子檢測方法，其特徵在於：其係取得藉由設置於車輛之車頂上之測域感測器取得的至位於上述車輛上方之構造物之距離及角度之資料，自上述資料求得資料件數， 基於所取得之上述資料件數而檢測礙子；且基於上述資料而算出架線之位置資料；決定基於上述資料而執行上述礙子之檢測的區域即礙子檢測區域，並自該礙子檢測區域內求得上述資料件數；於上述資料件數大於基於特定線量之上述礙子檢測區域內之資料件數的中央值及標準偏差而決定之特定值時，判定為有礙子，藉此基於上述資料件數而判定有無礙子。
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