JP2009234338A

JP2009234338A - 鉄道のトロリ線の状態診断装置

Info

Publication number: JP2009234338A
Application number: JP2008080854A
Authority: JP
Inventors: Masaru Ota; 勝太田; Shunichi Kusumi; 俊一久須美
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15

Abstract

【課題】検査車両の屋根に２個のカメラをトロリ線に向けて配置し、走行しながら、２個のカメラからトロリ線の長尺ビューア画像を生成し、トロリ線の位置同定を行いながら、トロリ線の状態診断を行うことができる鉄道のトロリ線の状態診断装置を提供する。
【解決手段】鉄道のトロリ線の状態診断装置において、検査車両１の屋根のこの車両の進行方向に直交する両側に２個のカメラ２，３をトロリ線５に向け傾斜させて取り付け、前記２個のカメラ２，３から得られる画像を長尺ビューア画像として記憶させ、前記トロリ線５の位置同定を行いながら前記トロリ線５の状態診断を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車両に給電を行うトロリ線の状態を診断する装置に係り、特に、ステレオカメラ法を用いたトロリ線の状態診断装置に関するものである。

従来、ビデオ画像を、連続した繋ぎ目のない、かつ歪みの少ないパノラマ画像に変換し、それをデータベース化するシステムが提案され、例えば、鉄道や送電線など広範なため一度に全体を見通すことができない検査対象の外観を検査することに用いられている（下記特許文献１）。

一方、鉄道関係の分野でも、鉄道車両や鉄道施設を点検するために可視化する、画像の利用が考えられている。

ところで、鉄道関係の分野におけるトロリ線の状態管理においては、従来は、レーザ式トロリ線摩耗測定装置を用いて走行する車両からトロリ線の摩耗量を非接触で測定し、この測定と同時に、車両の速度発電機パルス信号と地上のマーカーから推定したキロ程位置を同時に記録し、計測データの測定位置の同定を行っていた。

また、トロリ線の高さ測定と左右偏位測定は、現状では主にレーザ式測定で行い、一部別方式の２ラインセンサカメラ方式を用いている。

さらに、トロリ線の外観検査は、現状では目視による巡回検査を行っている。

また、ステレオ解析法であって、三角測量法で交点の位置を求め、パンタグラフ高さとトロリ線偏位を測定する方法（下記非特許文献１）が提案されている。

さらに、本願発明者は、長尺画像を用いた鉄道施設検査方法及びその装置を提案している（下記特許文献２及び３）。
特開２００３−９１４４号公報特開２００７−２２３４７３号公報特開２００７−２２３４７４号公報「ステレオ解析手法を用いた九州新幹線のパンタグラフと架線の状態計測」，庭川誠，恩田寿和，木下信夫，電学論Ｄ，１２７巻２号，２００７年，ｐｐ．１１８−１２３

しかしながら、列車の高速化に伴い、トロリ線の状態管理の質の向上がますます求められている。位置同定に関しては、誤差を含む推定したキロ程位置ではなく、実際の設備、例えば何番目のハンガー位置で異常摩耗が発生しているなど、正確に位置同定することが望まれている。

また、トロリ線の高さ測定や左右位置偏位測定についても、同様に、どこでトロリ線の異常が発生しているか、などの具体的位置同定が望まれている。

さらに、トロリ線の外観検査では、係員によるテレビカメラ映像の確認、更には画像処理による自動判定が望まれている。

本発明は、上記状況に鑑みて、検査車両の屋根に２個のカメラをトロリ線に向けて配置し、２個のカメラからトロリ線の長尺ビューア画像を生成し、トロリ線の位置同定を行いながら、トロリ線の状態診断を行うことができる鉄道のトロリ線の状態診断装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕鉄道のトロリ線の状態診断装置において、検査車両の屋根の両側に２個のカメラをトロリ線に向け傾斜させて取り付け、前記２個のカメラから得られる画像から長尺ビューア画像を生成し、前記トロリ線の位置同定を行いながら前記トロリ線の状態の診断を行うことを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の鉄道のトロリ線の状態診断装置において、前記トロリ線の状態診断が、前記トロリ線の高さ方向の位置偏位測定であることを特徴とする。

〔３〕上記〔１〕記載の鉄道のトロリ線の状態診断装置において、前記トロリ線の状態診断が、前記トロリ線の左右方向の位置偏位測定であることを特徴とする。

〔４〕上記〔１〕記載の鉄道のトロリ線の状態診断装置において、前記トロリ線の状態診断が、前記トロリ線の外観状態検査であることを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で、位置同定を伴う電車線の状態診断を行うことができる。

本発明の鉄道のトロリ線の状態診断装置は、検査車両の屋根の両側に２個のカメラをトロリ線に向け傾斜させて取り付け、前記２個のカメラから得られる画像を長尺ビューア画像として記憶させ、前記トロリ線の位置同定を行いながら前記トロリ線の状態診断を行う。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施例を示す鉄道のトロリ線の状態診断装置の模式図、図２はその鉄道の軌道の長手方向からみた鉄道のトロリ線の状態診断装置の模式図、図３はその長尺ビューア画像を示す図、図４はその長尺ビューア画像の第１のイメージを示す図面代用写真、図５はその長尺ビューア画像の第２のイメージを示す図面代用写真である。

これらの図において、１は検査車両、２は検査車両１の屋根に配置される左側カメラ、３は検査車両１の屋根に配置される右側カメラ、４は検査車両１のパンタグラフ、５はトロリ線、６Ａはこのトロリ線５のドロッパ、６Ｂはハンガ、６Ｃは補助ちょう架線、７はちょう架線、１０は２個のカメラからの画像情報を処理する処理装置であり、この処理装置１０は、画像編集部１１と、この画像編集部１１で編集されたトロリ線５の長尺画像を記憶する長尺画像記憶部１２と、この記憶部１２からのデータから特徴を抽出する特徴抽出部１３と、予め記憶されているトロリ線の参照データ記憶部１４と、この参照データ記憶部１４に記憶されている参照データから特徴を抽出する特徴抽出部１５と、長尺画像データの特徴と参照データの特徴とを比較する比較部１６と、その比較結果の判定部１７と、その判定結果の出力部１８とを備えている。

そこで、例えば、トロリ線５を２個のカメラ２，３で撮影した画像情報からステレオカメラ法を用いてトロリ線の高さを計測すると、参照データ記憶部１４に予め記憶されているトロリ線５の高さに関する参照データと比較する。その比較結果からトロリ線５の高さの偏位が異常か否かを判定部１７で判定して、判定結果の出力部１８からの出力結果によりトロリ線５の高さの状態診断を行うことができる。

また、トロリ線５の高さを２個のカメラ２，３で撮影した画像情報からステレオ法を用いてトロリ線５の左右偏位を計測すると、参照データ記憶部１４に予め記憶されているトロリ線５の左右位置に関する参照データと比較する。その比較結果からトロリ線５の左右偏位が異常か否かを判定部１７で判定し、出力部１８からの出力結果によりトロリ線５の左右位置の状態診断を行うことができる。

さらに、トロリ線５の外観の場合には、その撮影したトロリ線５の外観に関する情報と、参照データとしての外観に関する情報とを比較して、トロリ線の波状摩耗などの異常摩耗や損傷などを判定部１７で判定し、出力部１８からの出力結果によりトロリ線５の外観の状態診断を行うことができる。

このような長尺画像データの取得に伴って、同時に位置の同定を、以下のようにして行う。

まず、線路に設けられている地上マーカー２１からの位置情報を検査車両１に搭載される地上マーカー情報収集装置２２で収集して、診断情報の出力部に入力して、トロリ線の状態診断情報に併せて位置同定情報も出力するようにする。例えば、地上マーカー２１からの位置情報と、長尺画像データにおけるトロリ線を支持しているちょう架線７から垂下しているトロリ線のハンガ６Ｂ又はドロッパ６Ａの番号とを関連付けて記憶し、そこから、順次トロリ線のハンガ６Ｂ又はドロッパ６Ａの番号を対応させてトロリ線５の位置同定を行いながら状態診断を行う。

このように、本発明によれば、簡単な構成で、トロリ線の偏位、つまり、トロリ線の水平方向の偏位やトロリ線の鉛直方向の偏位、又はトロリ線の外観状態を位置の同定を同時に行いながら測定することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の鉄道のトロリ線の状態診断装置は、簡単な構成でトロリ線の状態診断を行うためのツールとして利用可能である。

本発明の実施例を示す鉄道のトロリ線の状態診断装置の模式図である。本発明の実施例を示す鉄道の軌道の長手方向からみた鉄道のトロリ線の状態診断装置の模式図である。本発明の実施例を示す鉄道のトロリ線の状態診断装置の長尺ビューア画像を示す図である。本発明の実施例を示す鉄道のトロリ線の状態診断装置の長尺ビューア画像の第１のイメージを示す図面代用写真である。本発明の実施例を示す鉄道のトロリ線の状態診断装置の長尺ビューア画像の第２のイメージを示す図面代用写真である。

符号の説明

１検査車両
２左側カメラ
３右側カメラ
４パンタグラフ
５トロリ線
６Ａドロッパ
６Ｂトロリ線のハンガ
６Ｃ補助ちょう架線
７ちょう架線
１０処理装置
１１画像編集部
１２長尺画像記憶部
１３特徴抽出部
１４参照データ記憶部
１５参照データから特徴を抽出する特徴抽出部
１６比較部
１７判定部
１８判定結果の出力部
２１地上マーカー
２２地上マーカー情報収集装置

Claims

検査車両の屋根の該検査車両の進行方向に直交する方向の両側に２個のカメラをトロリ線に向け傾斜させて取り付け、前記２個のカメラから得られる画像から長尺ビューア画像を生成し、前記トロリ線の位置同定を行いながら前記トロリ線状態の診断を行うことを特徴とする鉄道のトロリ線の状態診断装置。
請求項１記載の鉄道のトロリ線の状態診断装置において、前記トロリ線の状態診断が、前記トロリ線の高さ方向の位置偏位測定であることを特徴とする鉄道のトロリ線の状態診断装置。
請求項１記載の鉄道のトロリ線の状態診断装置において、前記トロリ線の状態診断が、前記トロリ線の左右方向の位置偏位測定であることを特徴とする鉄道のトロリ線の状態診断装置。
請求項１記載の鉄道のトロリ線の状態診断装置において、前記トロリ線の状態診断が、前記トロリ線の外観状態検査であることを特徴とする鉄道のトロリ線の状態診断装置。