JPH07324919A - 軌道検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 走行車両に搭載される軌道検査装置におい
て、検査対象物の見落としをすることなく、撮影を行う
ものとする。 【構成】 レール９を照射する照明装置１２−１（１２
−２）とレール９を撮影する撮影装置１１−１（１１−
２）からなり、制御装置３からの撮影信号によって撮影
を行う複数の撮像系１−１（１−２）と、撮影装置１１
−１（１１−２）により撮影された画像情報を処理する
画像処理装置２を備える。制御装置３は、複数の撮像系
１−１（１−２）に対してレール９を重複しながら撮影
する時間間隔で前記撮影信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地上に敷設された軌道
の検査を行う軌道検査装置に関し、特に、軌道を走行す
る車両に搭載されて、車両の走行と共に軌道の検査を行
う非接触型の軌道検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の軌道検査装置としては、特開平３
−２２５２０８号に記載されたものがある。この軌道検
査装置の撮像手段は、撮像部と検査対象物検出部（継目
遊間検出部）を有し、この検査対象物検出部で検査対象
物（例えばレール継目遊間）を検出し、その検出信号に
基づいて撮像部が検査対象物を撮影し、その画像を記憶
し、その場で又は持ち帰って画像処理装置に通すことに
よって、その遊間値等の検査測定値を自動的に測定す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の軌道検査
装置では、撮像部と別個の検査対象物検出部によって検
査対象物が存在すると判定された部分の画像しか撮影・
処理しない構成であるので、この検査対象物検出部が検
査の要になる。しかしながら、鉄道の軌道は使用条件が
過酷であるために、あらゆる場合に確実に検査対象物を
検出するのは、非常に困難である。例えば、レール継目
遊間を計測、検査する場合に、レール表面の傷を誤って
遊間であると判定したり、レール継目遊間に何らかの異
物が詰まっていた場合に、レール継目遊間を見落とす恐
れがある。

【０００４】また、撮像部は外部からの同期信号によっ
て、比較的自由なタイミングで撮影を行うことができる
が、撮影した映像信号を出力信号として出力しなくて
は、以後の撮影を行うことができない。そのため、誤っ
て検査対象物として判定し撮影した直後の撮影不能な時
間に本来撮影するべき検査対象物を通過してしまうと、
検査すべき部分を撮影し損なうという問題がある。

【０００５】さらに、検査対象物検出部で検査対象物を
検出し、撮像部で撮影して画像としてから、再びその画
像上から検査対象物を抽出することになるので、検査対
象物の検出が２度手間となり、いずれか一方の手段を用
いて検査対象物を検出する場合よりも信頼性が低下する
可能性が高いという問題もある。本発明は、かかる問題
点に鑑みなされたもので、検査対象物の見落としをする
ことなく、撮影ができる軌道検査装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の軌道検査装置は、軌道走行車両に搭載され
るべき軌道検査装置であって、軌道を撮影する撮像手段
と、該撮像手段により撮影された画像情報を処理する画
像処理手段と、これらを制御する制御手段を備え、前記
撮像手段は、軌道を照射する照明装置と軌道の撮影を行
う撮影装置からなる撮像系を複数備え前記制御手段から
の撮影信号によって撮影を行い、前記制御手段は、複数
の撮像系に対して軌道の一部を重複しながら撮影する時
間間隔で前記撮影信号を出力してなる。

【０００７】また、前記画像処理手段は軌道検査項目の
測定を行い、該検査項目測定値を記録する記憶手段をさ
らに備えることができる。

【０００８】

【作用】本発明の軌道検査装置は、検査対象物の見落と
しを防止すべく、軌道全線にわたって隙間無く撮影す
る。即ち、制御手段は、撮像手段の複数の撮像系に対し
て軌道を重複しながら撮影するような時間間隔で撮影信
号を出力し、各撮像系の撮影装置が撮影信号を受けて軌
道の撮影を行う。こうして軌道全線にわたって隙間無く
撮影することができる。さらに、画像処理装置で、この
撮影された画像情報の処理を行い、必要によっては軌道
の検査対象物の軌道検査項目の測定を行い、この測定値
を記憶手段に記録することができる。

【０００９】制御手段からの撮影信号の出力の時間間隔
については、以下の手段をとることができる。即ち、複
数の撮像系を、各撮像系の軌道の撮影範囲に重複範囲を
持たせながら軌道の長手方向にずらして配置すると共
に、制御手段が、全撮像系による前回の撮影範囲と次回
の撮影範囲が重複するように、各撮像系に同時に撮影信
号を出力する。この場合には、さらに、軌道走行車両の
走行距離を検出する走行距離計を備え、前記撮影信号を
一定の走行距離毎に出力してもよく、また、前記撮影信
号を一定の時間間隔毎に出力してもよい。

【００１０】その他の手段としては、制御手段が、各撮
像系の軌道の撮影範囲が重複範囲を持つように、各撮像
系にそれぞれ異なるタイミングで撮影信号を出力するこ
ともできる。

【００１１】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は、本発明の軌道検査装置の概要を示すブロッ
ク図であり、複数の撮像系１−１、１−２、・・・１−
ｎと、これら複数の撮像系１−１、１−２、・・・１−
ｎに接続された画像処理装置２と、画像処理装置２に接
続された制御装置３及び記憶装置４を備える。また、軌
道検査装置は、外部環境センサ５を備えており、センサ
５の出力信号は、制御装置３に供給される。

【００１２】図２は、軌道検査装置の詳細構成ブロック
図であり、２つの撮像系を備え、レール継目遊間を検査
する軌道検査装置を例にとっている。この軌道検査装置
は、レール９の上を走行する車両８に搭載され、２つの
撮像系１−１、１−２がレール９の長手方向に沿ってず
れて、かつレール９の頭部を真上から見下ろす位置に、
配置される。詳細には、各撮像系１−１、１−２は、そ
れぞれ、撮影装置１１−１、１１−２と照明装置１２−
１、１２−２を有し、撮影装置１１−１と１１−２の撮
影範囲が互いにある程度重複範囲を持つように配置され
る。これは、一方の撮影装置で撮影された検査対象物が
撮影範囲の境界を跨ぐように存在した場合でも、もう一
方では正常に検査対象物の全体が撮影されるようにする
ためである。従って、その重複範囲は、検査対象物を包
含することができる大きさに設定すると好ましい。

【００１３】各撮像系１−１、１−２と接続される画像
処理装置２は、各撮像系１−１、１−２を統括するロー
カルな制御を行う副制御装置２１と、撮像系１−１、１
−２で撮影した画像を処理する処理装置２２と、そのた
めの補助記憶装置２３を内包する。外部環境センサ５
は、レールの温度を測定する放射温度計５１と、車両８
の走行距離を測定する走行距離計５２を備える。放射温
度計５１と走行距離計５２からの各測定情報は、制御装
置３へと送られる。

【００１４】制御装置３は、装置全体の制御を行い、画
像処理装置２を介して撮像系１−１、１−２に対して撮
影するタイミングを決定し、撮影信号を出力する。走行
する車両上からレールを途切れなく撮影するためには、
毎回毎回の撮影で全撮像系１−１、１−２で撮影される
撮影範囲が、その直前回に撮影された撮影範囲と適度に
重複していなくてはならない。撮影間隔が長くなりすぎ
れば画像の連続性がなくなり、短かすぎれば余分なデー
タを多く抱えることになる。そこで、後述するように撮
影装置１１−１、１１−２の１回分の撮影範囲と、前回
の撮影をした所からの走行距離を元にして、適当な大き
さの重複範囲を持つように撮影のタイミングを制御装置
３にて決定し、決定されたタイミングに従って画像処理
装置２を介して撮像系１−１、１−２に撮影信号を出力
する。

【００１５】撮像系１−１、１−２では、撮影信号を受
けて撮影装置１１−１、１１−２による撮影と、それに
同期した照明装置１２−１、１２−２による照射を行
う。撮影は、全ての撮像系で同時に行われる。レール継
目遊間の測定は昼間の営業車両が走行する時間のデータ
を取る必要があるため、昼間でも外乱光の影響を受けな
いように撮影しなくてはならない。また、走行する車両
上から撮影を行うので、ゴーストが生じないようにする
ためには露光時間を短くする必要がある。以上の２つの
条件を満たすためには短時間で太陽光にも負けない強い
照射を行う必要があり、照明装置１２−１、１２−２と
してストロボ光源を用いることが望ましい。

【００１６】各撮影装置１１−１、１１−２で撮影され
た画像は、画像処理装置２内の補助記憶装置２３に一時
的に格納され、処理装置２２で必要な処理が行われる。
この際の画像処理としては様々な態様が考えられる。例
えば、処理装置２２でレール継目遊間を算出するまでの
処理を行ってもよいし、撮影された画像の画像情報を圧
縮するために二値化等の情報圧縮を行っても良い。ま
た、画像に対してはなんら加工も行わずに、記憶装置４
へ記録する順番を持つために、一時的に補助記憶装置２
３に記録させるだけの処理でも良い。

【００１７】画像処理装置２で必要な処理が行われた結
果は、記憶装置４へ送られ、格納される。上述したよう
に記憶装置４で格納される結果は、画像である必要はな
く、レール継目遊間の検査測定値だけを記録しておくこ
ともできる。この場合には記憶装置４は、大容量の記憶
装置を用いる必要はない。逆に画像として保存する場合
には、コマ撮りＶＴＲや、光磁気ディスク等の大容量記
憶装置を用いるとよい。最終的に記録させる情報量に合
わせて記憶装置は選択される。

【００１８】さらに、記録の際には、撮影・処理された
結果のみならず、検査に必要な他の数値も同時に記録す
るとよい。本実施例では、どの検査測定値がどのレール
遊間のものかを知るために、走行距離計５２で得られた
走行距離情報を同時に記録する。さらに、レール遊間
は、温度条件によって変化するので、放射温度計５１に
よって得られたレールの温度を同時に記録する。また、
別途備えた時計により、計測した時刻も記録する。

【００１９】以上の本軌道検査装置の検査処理の流れを
図３に示す。最初に走行距離の初期化をしておき（ブロ
ック６１）、走行距離計５２からの走行距離情報を取り
込み（ブロック６２）、前回撮影を行った位置との差、
即ち前回撮影を行った位置からの走行距離を求め（ブロ
ック６３）、その差が一定値に達したかどうかを判定す
る（ブロック６４）。差が一定値に達していない場合に
は、以上のループ（ブロック６２〜ブロック６４）を繰
り返し、差が一定値に達した場合には、照明装置１２−
１、１２−２を発光させ（ブロック６５）、同時に撮影
装置１１−１、１１−２でレール９の撮影を行う（ブロ
ック６６）。次に、照明装置１２−１、１２−２の発光
を停止し（ブロック６７）、撮影時のレールの温度を知
るため、放射温度計５１からのレールの温度情報を取り
込む（ブロック６８）。撮影装置１１−１、１１−２で
撮影した画像を画像処理装置２で処理し（ブロック６
９）、画像処理装置２からの処理の結果及び放射温度計
５１及び走行距離計５２の各センサからの情報を記憶装
置４へ記録する（ブロック７０）。そして、計測を終了
するかどうかを判定し（ブロック７１）、測定を続行す
る場合はブロック６２へ戻る。

【００２０】ブロック６４で判定する前回撮影を行った
位置と一定値との比較を行う際の、この一定値は各撮影
によって撮像される画像が前回の撮影によって撮像され
た画像とある程度重複するように設定される。その重複
範囲は、各撮像系毎の重複範囲と同様、検査対象物を包
含することができる大きさに設定すると好ましい。図４
にその説明図を示す。図４（Ａ）において、７５は、一
回の撮影で全撮影装置１１−１、１１−２によって撮影
される範囲を示し、前回の撮影の撮影範囲７５’と重複
範囲７６を持つように撮影している。撮影毎の距離間隔
７７、７７’は、一定であるが、図４（Ｂ）に示すよう
に、撮影の時間間隔７８、７８’は、車両８が等速走行
をしない限り、一定ではない。

【００２１】本実施例では、説明を簡単にするために撮
像系が２つの場合について説明したが、撮像系の個数
は、必要な撮影範囲と解像度に応じて３つ、４つと増加
することができる。車両８の走行速度が早くなるほど、
各撮像系の撮影装置が一度撮影してから再び次の撮影が
可能になるまでに車両の走行する距離が長くなり、広い
撮影範囲が必要となる。従って、撮影装置の次回撮影ま
での休止時間と車両の走行速度の関係に応じて撮像系の
個数を増加させればよい。

【００２２】また、本実施例では、各撮像系に含まれる
撮影装置の個数は１つであったが、必ずしも１つで構成
される必要はなく、レールの両側面を撮影する場合のよ
うに、同時性が要求されるような時には、各撮像系に複
数の撮影装置を備えることも可能である。図５は、本発
明による軌道検査装置の他の実施例における図４対応図
である。この実施例は、図１と同じ構成を持つが、前実
施例が走行距離計５２からの情報を元に撮影するタイミ
ングを決定していたのに対して、この実施例では、軌道
検査装置に別途備えたクロックからの信号によって、撮
影するタイミングを決定する。撮影範囲８０、８０’毎
の距離間隔８２、８２’は、車両８が等速走行をしない
限り、一定ではないが、図５（Ｂ）に示すように、撮影
の時間間隔８３、８３’は一定となる。

【００２３】本実施例における撮影の時間間隔は、前実
施例の方法で車両８が最高速度で等速走行しているとき
に、撮影したのと同じになるような時間間隔に設定すれ
ば、撮影範囲８０と前回の撮影範囲８０’との間に常に
重複範囲８１を確保しながら撮影を行うことができる。
尤も、車両が低速で走行しているときには、重複範囲８
１が大きくなり、同一の検査対象物が複数回撮影される
こともあり得るが、同時に記録される走行距離計５２か
らの情報から同一のものと判断することができる。この
ように複数回撮影された検査対象物は、撮影された回数
だけ計測結果を得ることができ、これは、検査を複数回
行ったのと同一であり、これら複数の計測結果を利用す
ればより信頼性の高い検査を行うことができる。

【００２４】図６は、本発明による軌道検査装置の第３
実施例の一部ブロック図を示す。本実施例では、複数の
撮像系の撮影装置１５−１、１５−２をレールの長手方
向に沿って配置するのではなく、レール９の横断方向に
沿って接近配置したものである。車両のレール横断方向
の運動はレールによって動きが拘束されるためさほど大
きくないので、各撮像系は、横断方向に大きな撮影範囲
を持つ必要はない。複数の撮像系を接近配置させれば、
かかる配置方向でも各撮像系は検査対象物を含むレール
全体を撮影することができる。

【００２５】本実施例の作用においては、制御装置３か
ら、各撮像系に対して順番に異なるタイミングで撮影信
号を出力する。図の撮影装置１５−１、１５−２は、交
互に異なるタイミングで撮影を行い、図示しない各照明
装置が各撮影装置に同期して照射を行う。撮影信号のタ
イミングを第１実施例の方法で車両８が最高速度で走行
しているときに、撮影したときの撮影タイミングを撮像
系の個数で割ったものと同じ時間間隔に設定すれば、撮
影装置１５−１による撮影範囲と撮影装置１５−２によ
る撮影範囲が重複範囲を確保しながら、レール全線を途
切れなく撮影していくことができる。

【００２６】また、この第３実施例の場合でも、車両８
の速度が低速になれば同一の検査対象物が複数回撮影さ
れることになるので、第２実施例と同様に検査を複数回
行ったのと同じになり、これら複数の計測結果を利用す
ればより信頼性の高い検査を行うことができる。さら
に、第３実施例の場合には、複数の撮像系が順番に撮影
を行うため、撮影後の画像処理装置２による画像処理の
順番の割当てが容易になる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の撮像系を備えてレールを途切れなく撮影するため
に、検査対象物を撮影し損なうことがなく、また、検査
対象物を検知するための装置を別途用意する必要がな
い。従って、装置の機械的な構成をさほど大きく変更す
ることなく、その他のアプリケーションに転用すること
も可能である。

【００２８】また、検査対象物の検出を一段階で行うの
で、信頼性が向上する。さらに、車両が低速で走行する
ときには、同一の検査対象物について複数回撮影するこ
とによって、検査結果の信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軌道検査装置の概要を示すブロック図
である。

【図２】図２は、軌道検査装置の詳細構成ブロック図で
ある。

【図３】本発明の軌道検査装置の検査処理の流れを示す
フローチャート図である。

【図４】（Ａ）は本発明の軌道検査装置の第１実施例に
よって撮影される撮影範囲を示し、（Ｂ）は撮影の時間
間隔を示すタイムチャートである。

【図５】（Ａ）は本発明の軌道検査装置の第２実施例に
よって撮影される撮影範囲を示し、（Ｂ）は撮影の時間
間隔を示すタイムチャートである。

【図６】本発明による軌道検査装置の第３実施例の一部
ブロック図である。

【符号の説明】

１−１，１−２，・・・１−ｎ 撮像系 ２ 画像処理装置 ３ 制御装置 ４ 記憶装置 ８ 車両 ９ レール（軌道） １１−１，１１−２ 撮影装置 １２−１，１２−２ 照明装置 １５−１，１５−２ 撮影装置 ５２ 走行距離計

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軌道走行車両に搭載されるべき軌道検査
   装置であって、軌道を撮影する撮像手段と、該撮像手段
   により撮影された画像情報を処理する画像処理手段と、
   これらを制御する制御手段を備え、 前記撮像手段は、軌道を照射する照明装置と軌道の撮影
   を行う撮影装置からなる撮像系を複数備え前記制御手段
   からの撮影信号によって撮影を行い、前記制御手段は、
   複数の撮像系に対して軌道の一部を重複しながら撮影す
   る時間間隔で前記撮影信号を出力することを特徴とする
   軌道検査装置。
2. 【請求項２】 前記画像処理手段は軌道検査項目の測定
   を行い、該検査項目測定値を記録する記憶手段をさらに
   備える請求項１記載の軌道検査装置。
3. 【請求項３】 前記複数の撮像系を、各撮像系の軌道の
   撮影範囲に重複範囲を持たせながら軌道の長手方向にず
   らして配置すると共に、前記制御手段は、全撮像系によ
   る前回の撮影範囲と次回の撮影範囲が重複するように、
   各撮像系に同時に撮影信号を出力する請求項１又は２記
   載の軌道検査装置。
4. 【請求項４】 さらに、軌道走行車両の走行距離を検出
   する走行距離計を備え、前記撮影信号は、一定の走行距
   離毎に出力される請求項３記載の軌道検査装置。
5. 【請求項５】 前記撮影信号は、一定の時間間隔毎に出
   力される請求項３記載の軌道検査装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、各撮像系の軌道の撮影
   範囲が重複範囲を持つように、各撮像系にそれぞれ異な
   るタイミングで撮影信号を出力する請求項１又は２記載
   の軌道検査装置。