(57)【要約】【課題】  二次元変位センサの検出信号を画像処理することで画像処理ロードを低減して高い精度でレールに対する脱線防止用ガードレールの位置測定をすることができる脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置を提供することにある。【解決手段】  この発明は、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔が正規の距離にあるときに得られるレールの頭面と脱線防止用ガードレールの上面の間隔を画像処理により算出して正規の距離とのオフセット値を算出する。このことで、画像処理による算出値とのずれ量を得て、レール横断方向の画像の連続性を確保することなく、また、複数個の二次元変位センサのレール横断方向の設置状態にかかわらずにオフセット値によりずれ量分を補正することにより測定範囲（測定値）の連続性を確保する。【選択図】      図１
2010189850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールに沿って所定の間隔を置いて軌道内側に設けられた脱線防止用ガードレールの前記レールに対する位置を測定する脱線防止用ガードレールの位置測定方法において、
前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面にそれぞれ対応して所定距離離れて第１および第２の二次元距離センサを対峙させて走行車両にそれぞれ設けてこれら第１および第２の二次元距離センサにより前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面に対してレール横断方向に沿って距離をそれぞれ検出し、
前記第１および第２の二次元距離センサから得られる前記距離の検出信号に基づいてそれぞれの前記レールの頭面の少なくとも前記間隔に接する側の前記レール横断方向に沿った第１の輪郭画像と前記脱線防止用ガードレールの上面の少なくとも前記間隔に接する側の前記レール横断方向に沿った第２の輪郭画像をそれぞれ得て、前記間隔が正規の距離にあるときに得られる前記第１の輪郭画像と前記第２の輪郭画像とに基づいて前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの画像による測定間隔を算出して、この算出値と前記正規の距離との差を第１のオフセット値として記憶し、車両走行状態において得られる前記第１の輪郭画像と前記第２の輪郭画像に基づいて前記測定間隔を算出して前記第１のオフセット値分を補正することにより前記間隔を測定する脱線防止用ガードレールの位置測定方法。
【請求項２】
前記第１および第２の二次元距離センサはそれぞれ二次元変位センサであって、前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面に対してレール横断方向に沿って変位量をそれぞれ検出し、さらに、前記データ処理装置は、前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの高さの関係が正規の距離にあるときに得られる前記第２の輪郭画像における変位量測定の基準点から前記ガードレールの上面までの第３の距離と前記第１の輪郭画像における変位量測定の基準点から前記レールの頭面における踏面までの第４の距離との差を算出し、この差に対して前記高さ関係の正規の距離との差を第２のオフセット値として記憶し、
車両走行状態において得られる前記第１の輪郭画像と前記第２の輪郭画像に基づいて前記第３の距離と前記第４の距離の差を算出して前記第２のオフセット値分を補正することにより前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの高さの差を測定する請求項１記載の脱線防止用ガードレールの位置測定方法。
【請求項３】
レールに沿って所定の間隔を置いて軌道内側に設けられた脱線防止用ガードレールの前記レールに対する位置を測定する脱線防止用ガードレールの位置測定装置において、
前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面にそれぞれ対応して所定距離離れて前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面に対峙して走行車両にそれぞれ設けられ前記頭面と前記上面についてのレール横断方向の距離をそれぞれ検出する第１および第２の二次元距離センサと、
これら第１および第２の二次元距離センサからの前記距離の前記検出信号をそれぞれ受けてこれらをデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路と、
Ａ／Ｄ変換された各前記検出信号に基づいてそれぞれ前記レール横断方向の前記レールの頭面の少なくとも前記間隔に接する側の前記レール横断方向に沿った第１の輪郭画像と前記脱線防止用ガードレールの上面の少なくとも前記間隔に接する側の前記レール横断方向に沿った第２の輪郭画像をそれぞれ生成するデータ処理装置とを備え、
前記データ処理装置は、前記間隔が正規の距離にあるときに得られる前記第１の輪郭画像と前記第２の輪郭画像とに基づいて前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの画像による測定間隔を算出して、この算出値と前記正規の距離との差を第１のオフセット値として記憶し、車両走行状態において得られる前記第１の輪郭画像と前記第２の輪郭画像に基づいて前記測定間隔を算出して前記第１のオフセット値分を補正することにより前記間隔を測定する脱線防止用ガードレールの位置測定装置。
【請求項４】
前記第１および第２の二次元距離センサはそれぞれ二次元変位センサであって、前記レールの頭面と前記脱線防止用ガードレールの上面に対してレール横断方向に沿って変位量をそれぞれ検出し、さらに、前記データ処理装置は、前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの高さの関係が正規の距離にあるときに得られる前記第２の輪郭画像における変位量測定の基準点から前記ガードレールの上面までの第３の距離と前記第１の輪郭画像における変位量測定の基準点から前記レールの頭面における踏面までの第４の距離との差を算出し、この差に対して前記高さ関係の正規の距離との差を第２のオフセット値として記憶し、
車両走行状態において得られる前記第１の輪郭画像と前記第２の輪郭画像に基づいて前記第３の距離と前記第４の距離の差を算出して前記第２のオフセット値分を補正することにより前記レールと前記脱線防止用ガードレールとの高さの差を測定する請求項３記載の脱線防止用ガードレールの位置測定装置。
【請求項５】
前記第１の輪郭画像は、前記レール横断方向における前記レールの頭面全体の画像であり、前記第２の輪郭画像は、前記レール横断方向における前記ガードレールの上面全体の画像である請求項４記載の脱線防止用ガードレールの位置測定装置。
【請求項６】
前記第１の二次元変位センサは、前記レールの頭面の両側端部を測定中心としてそれぞれに前記レールの頭面に対してレール横断方向に測定光を照射する第３および第４の二次元変位センサを有し、
前記第２の二次元変位センサは、前記脱線防止用ガードレールの上面の両側端部を測定中心としてそれぞれに前記脱線防止用ガードレールの上面に対してレール横断方向に測定光を照射する第５および第６の二次元変位センサを有し、
前記第３の二次元変位センサと前記第５の二次元変位センサとが前記間隔に対応して配置され、
前記データ処理装置は、前記第３および第４の二次元変位センサの前記検出信号に基づいてそれぞれ前記レール横断方向に沿った第３および第４の輪郭画像をそれぞれ生成して前記第３の輪郭画像に対して第４の輪郭画像を合成することで前記第１の輪郭画像を生成し、かつ前記第５および第６の二次元変位センサの前記検出信号に基づいてそれぞれ前記第５および第６の輪郭画像をそれぞれ生成して前記第５の輪郭画像に対して第６の輪郭画像を合成することで前記第２の輪郭画像を生成する請求項５記載の脱線防止用ガードレールの位置測定装置。
【請求項７】
前記第１の二次元変位センサの前記レール横断方向の変位量の前記検出信号に基づいて前記レールの傾きが算出されて前記第１の輪郭画像における前記レールの頭面の傾きが補正される請求項５記載の脱線防止用ガードレールの位置測定装置。
【請求項８】
前記第２の二次元変位センサの前記レール横断方向の変位量の前記検出信号に基づいて前記ガードレールの傾きが算出されて前記第２の輪郭画像における前記ガードレールの上面の傾きが補正される請求項７記載の脱線防止用ガードレールの位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置に関し、詳しくは、カメラ等により撮像をすることなく、二次元変位センサの検出信号を画像処理することで画像処理ロードを低減して高い精度でレールに対する脱線防止用ガードレールの位置測定をすることができるような脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
脱線防止用ガードレールは、走行車輪のレール横断方向の一定以上の移動を阻止することにより脱線を防止するものである。これは、本線レールに沿って所定の間隔を置いて軌道の内側に敷設される（特許文献１）。
通常、脱線防止用ガードレールは、レールより少し高く設置されていて、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔は、年に数回程度、測定器具による手測りにてレールを基準にして高さと側面方向の距離（間隔）とが測定され、管理されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６３７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レールを基準とした脱線防止用ガードレールの側面方向の距離（レールとの間隔）と高さの差の測定は、現在のところ人手によるために誤差や測定ミスが発生し易い。しかも、測定作業に費やす手間が大きくかかる。
そこで、トロリ線摩耗量測定などと同様にカメラ等によりレールと脱線防止用ガードレールとの映像を採取してこれらの間の間隔を画像処理により自動計測することが考えられる。しかし、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔は、８０ｍｍ程度はあり、レールと脱線防止用ガードレールとの両者を８０ｍｍの間隔を挟んで斜めから撮像しなければならない。
検測車の車体が上下左右に揺れる関係で、脱線防止用ガードレールに対してレンズを有するカメラ等で斜めから撮像すると、その撮像位置の変動が大きく、精度の高い測定画像が採取し難いのが現状である。しかも  斜めからカメラ等により採取した映像を画像処理する場合には、データ処理装置における画像処理ロードが大きくなり、車両走行中で処理するには測定処理に時間がかかり過ぎる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、カメラ等により撮像をすることなく、二次元変位センサの検出信号を画像処理することで画像処理ロードを低減して高い精度でレールに対する脱線防止用ガードレールの位置測定をすることができる脱線防止用ガードレールの位置測定方法および測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的を達成するためのこの発明の脱線防止用ガードレールの位置測定方法の特徴は、レールの頭面と脱線防止用ガードレールの上面にそれぞれ対応して所定距離離れて第１および第２の二次元距離センサを対峙させて走行車両にそれぞれ設けてこれら第１および第２の二次元距離センサによりレールの頭面と脱線防止用ガードレールの上面に対してレール横断方向に沿って距離をそれぞれ検出し、第１および第２の二次元距離センサから得られる距離の検出信号に基づいてそれぞれのレールの頭面の少なくとも間隔に接する側のレール横断方向に沿った第１の輪郭画像と脱線防止用ガードレールの上面の少なくとも間隔に接する側の前記レール横断方向に沿った第２の輪郭画像をそれぞれ得て、間隔が正規の距離にあるときに得られる第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とに基づいてレールと脱線防止用ガードレールとの画像による測定間隔を算出して、この算出値と正規の距離との差を第１のオフセット値として記憶し、車両走行状態において得られる第１の輪郭画像と第２の輪郭画像に基づいて測定間隔を算出して第１のオフセット値分を補正することにより間隔を測定するものである。
【０００６】
また、この発明の脱線防止用ガードレールの位置測定装置の特徴は、レールの頭面と脱線防止用ガードレールの上面にそれぞれ対応して所定距離離れてレールの頭面と脱線防止用ガードレールの上面に対峙して走行車両にそれぞれ設けられ頭面と上面についてのレール横断方向の距離をそれぞれ検出する第１および第２の二次元距離センサと、これら第１および第２の二次元距離センサからの距離の検出信号をそれぞれ受けてこれらをデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換回路と、Ａ／Ｄ変換された各検出信号に基づいてそれぞれレール横断方向のレールの頭面の少なくとも間隔に接する側のレール横断方向に沿った第１の輪郭画像と脱線防止用ガードレールの上面の少なくとも間隔に接する側のレール横断方向に沿った第２の輪郭画像をそれぞれ生成するデータ処理装置とを備えていて、
データ処理装置が、間隔が正規の距離にあるときに得られる第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とに基づいてレールと脱線防止用ガードレールとの画像による測定間隔を算出して、この算出値と正規の距離との差を第１のオフセット値として記憶し、車両走行状態において得られる第１の輪郭画像と第２の輪郭画像に基づいて測定間隔を算出して第１のオフセット値分を補正するものである。
【発明の効果】
【０００７】
ところで、検測車の車体が上下左右に揺れる関係で、左右の移動に対応するレールと脱線防止用ガードレールの間隔は、通常の二次元距離センサ、例えば、二次元変位センサを使用した場合その走査範囲よりも大きく、移動範囲を含めた間隔の測定範囲に対して十分な二次元走査ができない。
そこで、発明者は、レールと脱線防止用ガードレールに対してこれらの上部にそれぞれに二次元変位センサを配列してレールと脱線防止用ガードレールの間隔の走査範囲を拡大して画像処理にて測定することを考えた。
レールの輪郭画像と脱線防止用ガードレールの輪郭画像は、走行車両が左右に揺れても、多少上下動しても２つの二次元変位センサが同時に同じ方向に位置が変動するので車両の走行にほとんど影響されず、レールに対する脱線防止用ガードレールとの相対的な間隔や高さは確保されるからである。
しかし、複数個の二次元変位センサを配列すると各二次元変位センサの測定範囲（測定値）が個別である関係でこれら相互間のレール横断方向の画像の連続性を確保しなければならなくなる。上下方向においてもまた同じである。しかし、測定装置の設置状態の調整で各二次元変位センサのレール横断方向の測定値の連続性を確保することが難しいことが判った。しかも、二次元変位センサは、走行車両に設けられているので、設置位置の位置ずれが発生し易い。
そこで、このようなことを回避するために、この発明は、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔が正規の距離にあるときに得られるレールの頭面と脱線防止用ガードレールの上面の間隔を画像処理により算出して正規の距離とのオフセット値を算出する。このことで、画像処理による算出値と実測値とのずれ量を得ることができる。
このオフセット値を得ることで、レール横断方向の画像の連続性を確保することなく、また、複数個の二次元距離センサ（二次元変位センサ）のレール横断方向の設置状態にかかわらずにオフセット値による補正により測定範囲（測定値）の連続性を確保することができる。
【０００８】
そこで、この発明にあっては、前記したように、第１および第２の二次元距離センサ（二次元変位センサ）からの検出信号からそれぞれのレールの頭面の第１の輪郭画像と脱線防止用ガードレールの上面の第２の輪郭画像をそれぞれに得て、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔が正規の距離にあるときに得られる第１の輪郭画像と第２の輪郭画像とにより測定されるレールと脱線防止用ガードレールとの間隔を算出して、この算出値と正規の距離との差をオフセット値として記憶しておき、車両走行状態において得られる第１の輪郭画像と第２の輪郭画像からレールと脱線防止用ガードレールとの間隔を算出して前記オフセット値分を補正することによりレールと脱線防止用ガードレールとの間隔を測定する。
その結果、この発明は、作業者による手測定によることなく、またカメラ等により撮像をすることなく、二次元距離センサ（二次元変位センサ）の検出信号を画像処理することで処理ロードを低減して高い精度で脱線防止用ガードレールのレールに対する位置測定をすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、この発明による脱線防止用ガードレールの位置測定方法を適用した測定原理の斜視説明図である。図１（ｂ）は、その測定画像の説明図である。
【図２】図２は、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔が正規の距離にある測定治具の説明図である。
【図３】図３（ａ）は、二次元測定センサ部の車体取付状態の説明図、図３（ａ）は、二次元測定センサ部とレール，ガードレールとの関係の詳細説明図である。
【図４】図４（ａ）は、二次元レーザ変位センサによるレール頭面と脱線防止用ガードレールの上面と測定光との関係の説明図、図４（ｂ）は、２個の二次元レーザ変位センサによる各測定画像の説明図、そして図４（ｃ）は、２個の二次元レーザ変位センサの測定画像を合成した画像の説明図である。
【図５】図５は、脱線防止用ガードレールの位置測定装置のブロック図である。
【図６】図６（ａ）は、車体がローリングした場合のレール頭面と脱線防止用ガードレールの上面との関係の説明図、図６（ｂ）は、車体がローリングした場合の高さ誤差についての説明図、図６（ｃ）は、車体がローリングした場合の水平方向の誤差についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１（ａ）において、１０は、脱線防止用ガードレールの位置測定装置であって、１は、その変位センサ測定部である。変位センサ測定部１は、レール測定用の二次元測定のセンサヘッド２と脱線防止用のガードレール測定用の二次元測定のセンサヘッド３とからなる。
なお、位置測定装置１０は、軌道上の左右のレールに対応して設けられるが、左右とも同様な構成であるので、ここでは、その一方のみについて説明し、他方については省略する。
【００１１】
センサヘッド２，３は、それぞれ二次元変位センサで構成され、三角測量式のレーザビームセンサであって、レール５の頭面５ａをレール横断方向に走査することによりＺ方向（高さ方向）における所定の基準位置から高さ（変位）を計測する。センサヘッド３も同様なレーザビームセンサであって、ガードレール６の上面６ａをレール横断方向に走査することによりＺ方向（高さ方向）における所定の基準位置から高さ（変位）を計測する。
これらセンサヘッド２，３は、図３（ａ）に示すように、走行車両の車体７から下に延びたブラケットフレーム４の先端側に固定されている。センサヘッド２，３は、レール５と脱線防止用ガードレール（以下ガードレール）６とに平行になるようにそれぞれ３０ｍｍ〜６０ｍｍ程度離れてレール５とガードレール６と対峙して配置され、ブラケットフレーム４を介して走行車両の車体７に取付けられている。
なお、４ａは、ブラケットフレーム４の先端部に取付けられたフードであり、雨等による泥跳や水跳から保護する。Ｌｒ（Ｌｇ）は、二次元測定のセンサヘッドの測定光である。
その結果、レール５とガードレール６に対するセンサヘッド２とセンサヘッド３とによる変位量の測定範囲は、ブラケットフレーム４に固定されることで、一定値となり、この測定範囲におけるレール５とガードレール６の相対的な位置関係には変動がない。
【００１２】
まず、この発明の脱線防止用ガードレールの位置測定の測定原理を説明すると、センサヘッド２，３のレール横断方向の走査に応じて得られる検出信号をＡ／Ｄ変換してデータ処理装置２０（図５参照）で画像処理することで、図１（ｂ）に示すようなレール５の頭面５ａとガードレール６の上面６ａについてのレール横断方向に沿った輪郭画像Ａ，Ｂをそれぞれに得る。この２つの輪郭画像Ａ，Ｂは、センサヘッド２，３の測定中心Ｏr，Ｏgが固定された状態で採取される。
両画像の原点（０，０）は、それぞれ測定中心Ｏr，測定中心Ｏgと変位センサの測定基準となるＸ軸との交点である。測定中心Ｏr，測定中心Ｏgは、輪郭画像Ａ，ＢのそれぞれのＺ軸に対応している。
走行車両が左右にシフトしたとしても、また走行車両が上下動したとしても、それに応じて輪郭画像Ａ，Ｂは、左右にシフトし、上下に移動するだけであるので、レール５に対するガードレール６の相対的な距離（間隔）と相対的な高さとは変化することなく、輪郭画像Ａ，Ｂにおけるレール５と脱線防止用ガードレール６の間隔と高さとして表れてくる。
そこで、図１（ａ）に示すレール５と脱線防止用ガードレール６の間隔Ｌは、輪郭画像Ａ，Ｂにおけるレール５と脱線防止用ガードレール６の間隔に対応する画素数と、測定中心Ｏrと測定中心Ｏgの距離との関係で決定される。
なお、画像展開したときの１画素が何ミリになるかは、センサヘッド２，３の測定分解能と画面構成との関係で決定され、これらはパラメータとしてデータ処理装置２０のメモリ２２のパラメータ領域２２ｉ（図５参照）に記憶されている。
【００１３】
測定に当たって問題となるのは、輪郭画像Ａ，Ｂにおける画面上でのレール５と脱線防止用ガードレール６の間隔と実際のレール５と脱線防止用ガードレール６の間隔Ｌとの対応関係である。
図１（ｂ）において、レール５に対するガードレール６の距離（間隔Ｌ）と高さの差とを輪郭画像Ａ，Ｂの画素から算出する場合、これら輪郭画像Ａ，Ｂが連続するものであれば、これら輪郭画像Ａ，Ｂにおける間隔を挟んだレール５の端からガードレール６の端までの画素数を算出し、１画素当たりの距離を掛ければ容易に間隔Ｌと高さの差とが算出できる。しかし、それには、少なくともセンサヘッド２とセンサヘッド３の測定範囲（測定値の相互間）でのレール横断方向の連続性を確保しなければならなくなる。
そこで、ここでは、図２に示すレール５と脱線防止用ガードレール６との間隔が正規の距離にある測定治具３０を用いる。この測定治具３０を測定して、ガードレール６とレール５との間隔が正規の距離（ここではこの距離を８０ｍｍとする。）にあるときの輪郭画像Ａと輪郭画像Ｂとにより画像上でそれぞれに測定されるレール５とガードレール６との間隔を算出して、この算出値と正規の距離との差をオフセット値として算出する。このオフセット値により輪郭画像Ａ，Ｂにおけるレール５と脱線防止用ガードレール６の間隔と実際のレール５と脱線防止用ガードレール６の間隔Ｌとの対応を採る。
【００１４】
輪郭画像Ａと輪郭画像Ｂとにより画像上で測定されるレール５とガードレール６との間隔は、図１（ｂ）におけるＸｒ＋Ｘｇとする。Ｘｒは、輪郭画像Ａにおける画面左端からレール５の頭面５ａの左端までの距離であり、レール５と脱線防止用ガードレール６の間隔に接する側のレール５側で採取される間隔（間隔Ｌの一部）に相当する。Ｘｇは、輪郭画像Ｂおける画面右端からガードレール６の上面６ａの右端までの距離であり、レール５と脱線防止用ガードレール６の間隔に接する側のガードレール６側で採取される間隔（間隔Ｌの一部）に相当する。
間隔（Ｘｒ＋Ｘｇ）が実際のレール５とガードレール６との間隔Ｌに一致するのは、輪郭画像Ａと輪郭画像ＢのＸ軸が連続しているときである。
同様に、輪郭画像Ａと輪郭画像Ｂとにより画像上で測定されるレール５とガードレール６との高さの差は、図１（ｂ）におけるＺｇ−Ｚｒである。Ｚｇは、輪郭画像ＢおけるＸ軸からガードレール６の上面６ａの上面６ａまでの距離であり、レール５と脱線防止用ガードレール６の間隔に接する側のガードレール６側の基準位置からの高さに相当する。Ｚｒは、輪郭画像ＡにおけるＸ軸からレール５の頭面５ａまでの高さであり、レール５と脱線防止用ガードレール６の間隔に接する側のレール５側の基準位置からの高さに相当する。
高さの差（Ｚｇ−Ｚｒ）が実際のレール５とガードレール６の高さの差に一致するのは、輪郭画像Ａと輪郭画像Ｂの双方のＺ軸の原点の位置（Ｚ＝０の位置）が一致しているときである。
輪郭画像Ａと輪郭画像Ｂの双方のＺ軸の原点の位置（Ｚ＝０の位置）の一致は、センサヘッド２，３の高さ調整により可能であるが、輪郭画像Ａと輪郭画像ＢのＸ軸の高い精度での連続性の確保は難しい。しかも、センサヘッド２，３は、走行車両に設けられているので、設置位置の位置ずれが発生し易い。
そこで、ここでは、測定治具を使用して連続性を得るためのオフセット値を算出する。
【００１５】
図２において、３０は、その測定治具であって、レールと脱線防止用ガードレールとの間隔が正規の距離、例えば、８０ｍｍに設定され、レールの踏面３２ａと脱線防止用ガードレールの上面３３ａとの高さの差が、例えば、２０ｍｍに選択されている。
なお、この測定治具３０は、位置測定装置１０を搭載した車両が載置されるレール３１の延長線上に配置されて位置測定装置１０により測定される。なお、図２は、２本あるレールのうち、１本のみを示してある。他方のレールについても同様にして測定治具３０が設けられる。
３２は、レール５に対応するレールブロック、３３は、脱線防止用ガードレールに対応する脱線防止用ガードレールブロックである。
データ処理装置２０は、実際のレール５とガードレール６との間隔Ｌと高さの差を測定する前に、まず、測定治具３０により得られる輪郭画像Ａと輪郭画像Ｂにより間隔Ｌｓ（＝Ｘｒ＋Ｘｇ）を得て、レール５とガードレール６との間隔Ｌｓ［ｍｍ］を算出して、さらにオフセット値ＦｓをＦｓ＝８０−Ｌｓにより算出してオフセット値Ｆｓをメモリ２２のパラメータ領域２２ｉに記憶する。
そして、輪郭画像Ａと輪郭画像Ｂによりレール５とガードレール６との間隔Ｌの実測に当たっては、オフセット値Ｆｓを加えることで、レール５とガードレール６との間隔Ｌを測定する。
同様に、レール５とガードレール６との高さの差のオフセット値Ｆｈも算出して、オフセット値Ｆｈを加えることで、レール５とガードレール６との高さの差を測定する（後述）。
【００１６】
以下、その詳細を説明する。
図３（ｂ）は、センサヘッド２，３とレール５とガードレール６との関係の詳細説明図であって、センサヘッド２，３は、レール５とガードレール６の上部に配置され、左右のレール５に対応してそれぞれ設けられている。
左右のセンサヘッド２，３は、それぞれに２個の二次元レーザ変位センサ２ａ，２ｂと２個の二次元レーザ変位センサ３ａ，３ｂとからなる。左右のセンサヘッド２，３の二次元レーザ変位センサ２ａ，２ｂと２二次元レーザ変位センサ３ａ，３ｂは、軌道の中心に対して対称になるように配置されている。
図１に示すセンサヘッド２，３は、これらのうち図面右側に配置されてものである。
以下では左側のレール５に対応するものを説明し、右側のレール５に対応するものは関係が対称になるだけで、内容は同様であるので割愛する。
二次元レーザ変位センサ２ａと二次元レーザ変位センサ２ｂとの測定基準位置となるＸ軸（Ｚ＝０の位置）は一致している。また、二次元レーザ変位センサ３ａと二次元レーザ変位センサ３ｂとの測定基準位置となるＸ軸（Ｚ＝０の位置）は一致している。ただし、後者のＸ軸（Ｚ＝０の位置）は、二次元レーザ変位センサ２ａと二次元レーザ変位センサ２ｂとの測定基準位置となるＸ軸より少し上にある。
その理由は、脱線防止用ガードレール６は、図示するように、レール５の頭面５ａの踏面（頭面の平らな部分）よりもその上面６ａが少し高く設置されているからである。前記した測定治具３０では基準となる高さの差は、例えば、２０ｍｍとなっている。
【００１７】
図４は、二次元レーザ変位センサによるレール頭面と脱線防止用ガードレールの上面との測定画像の説明図であって、図４（ａ）は、二次元レーザ変位センサ２ａ，２ｂと二次元レーザ変位センサ３ａ，３ｂの測定光の説明図であり、レール５は、図３（ｂ）の左側のレール５に対応している。
図面左側に示すように、センサヘッド２の測定光Ｌｒは、二次元レーザ変位センサ２ａ，２ｂの各測定光で構成され、各測定光は、それぞれレール５の頭面５ａの両側端部５ｂ，５ｃを測定中心Ｏ1，Ｏ2としてそれぞれに頭面５ａに対してレール横断方向に測定光を照射する。そのため、二次元レーザ変位センサ２ａ，２ｂの測定光の各測定中心Ｏ1，Ｏ2は、車両の左右の変位がないときのレール５の頭部５ａの中央に立てたセンサヘッド２のの測定光Ｌｒの測定中心Ｏｒ（図１（ｂ）のＺ軸に相当）に対して対称にかつレール５の頭面５ａの両側端部５ｂ，５ｃに位置するようにそれぞれ所定距離だけ離れている。しかも、二次元レーザ変位センサ２ａ，２ｂの測定領域は、測定位置Ｏｒを越えて相互に測定領域がカバーされるように設定されている。
これにより、レール５の頭面５ａの両側角部５ｂ，５ｃを測定中心として測定光Ｌｒがレール５の両側からそれぞれにレール５の頭面５ａに照射されて頭面５ａを走査する。それにより、二次元レーザ変位センサ２ａ，２ｂが検出する変位量に対応して２つの輪郭画像が生成される。
【００１８】
図面左側に示すように、センサヘッド３の測定光Ｌｇは、二次元レーザ変位センサ３ａ，３ｂの各測定光で構成され、各測定光は、それぞれガードレール６の上面６ａの両側端部６ｂ，６ｃを測定中心Ｏ3，Ｏ4としてそれぞれに上面６ａに対してガードレール横断方向に測定光を照射する。そのため、二次元レーザ変位センサ３ａ，３ｂの測定光Ｌｇの測定中心Ｏ3，Ｏ4は、車両の左右の変位がないときのレール６の上部６ａの中央に立てたセンサヘッド３の測定中心Ｏｇ（図１（ｂ）のＺ軸に相当）に対して対称にガードレール６の上面６ａの両側端部６ｂ，６ｃに位置するようにそれぞれ所定距離だけ離れている。しかも、二次元レーザ変位センサ３ａ，３ｂの測定領域は、中心位置Ｏｇを挟んで離隔して配置され、各測定領域は重ならない。これは、ガードレール６の幅が二次元レーザ変位センサの走査範囲より大きいことによる。
これにより、ガードレール６の上面６ａの両側角部６ｂ，６ｃを測定中心として測定光Ｌｇがガードレール６の両側からそれぞれにガードレール６の上面６ａに照射されて上面６ａを走査する。それにより、二次元レーザ変位センサ３ａ，３ｂが検出する変位量に対応して２つの輪郭画像が生成される。
なお、センサヘッド２とセンサヘッド３との測定中心間、すなわち、測定中心Ｏｒと測定中心Ｏｇ間の距離Ｄは、例えば、Ｄ＝１８７ｍｍで一定値である。そこで、隣接する内側の二次元レーザ変位センサ２ａの測定光Ｌｒの測定中心Ｏ1と二次元レーザ変位センサ３ａの測定光Ｌｇの測定中心Ｏ3との距離も走行車両の左右の揺れや上下動に対しても変化せず、一定である。
ここで、測定対象は、図４（ａ）に示すように、実際のレール５とガードレール６との間隔Ｌと高さの差Ｈである。
【００１９】
図５は、脱線防止用ガードレールの位置測定装置のブロック図であって、変位センサ測定部１は、ＵＳＢ，ＲＳ−２３２Ｃ等で接続されるインタフェースコントローラ８を介してデータ処理装置２０に接続されている。
９は、距離パルス発生回路であって、走行車輪の車軸に結合され、走行距離を示す距離パルスＰを発生する。データ処理装置２０には距離パルス発生回路９から距離パルスＰが入力されていて、走行車両の現在位置を示す走行距離が算出される。
各左右のレール５とガードレール６に対応してそれぞれ設けられた各二次元レーザ変位センサ２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂは、同一構成の回路であって、二次元レーザ変位センサ２ａの１つにその内部構成を示すように、走査型投光系１１と二次元ＣＣＤ受光部１２、そしてコントロール回路１３、Ａ／Ｄ１４，そしてメモリ１５とで構成されている。
二次元ＣＣＤ受光部１２は、例えば、各画素位置が２分割された受光エリアをＸＹ方向（Ｘは走査方向，Ｙは高さＺ方向に応じた受光方向）に二次元配列され、２分割された受光エリアの信号が差動増幅回路等を介して変位信号として各画素位置対応（Ｘ方向の走査位置対応）に出力される。
なお、受光素子としては、例えば、走査方向ＸとＺ方向に応じた受光方向とにそれぞれＰＳＤ（ポジショニングセンサ）が配置されて用いられてもよい。
コントロール回路１３は、二次元ＣＣＤ受光部１２による画素対応の２分割受光エリアの差の受光信号を差動増幅回路等から変位信号として受けてＡ／Ｄ１４により変位データに変換して受光画素位置対応（Ｘ方向の走査位置対応）にメモリ１５にデジタル値として記憶する。
メモリ１５の受光画素位置対応（Ｘ方向の走査位置対応）の変位データは、コントロール回路１３により読出されて、インタフェースコントローラ８に転送され、インタフェースコントローラ８を介してデータ処理装置２０に送出され、データ処理装置２０に設けられたメモリ２２に記憶される。
【００２０】
データ処理装置２０は、ＭＰＵ２１とメモリ２２、そしてＨＤＤ２３等が設けられている。メモリ２２には、二値化処理プログラム２２ａ、輪郭スムージング処理プログラム２２ｂ、画像傾斜補正プログラム２２ｃ、測定画像合成処理プログラム２２ｄ、レール側・ガードレール側の各間隔算出プログラム２２ｅ、測定画像のオフセット値算出プログラム２２ｆ，そしてガードレールの位置測定プログラム２２ｇ等が格納され、作業領域２２ｈとパラメータ領域２２ｉとが設けられている。
センサヘッド２の変位データから得られる測定画像は、二次元レーザ変位センサ２ａ，２ｂから得られる２つである。この２つの測定画像は、図４（ｂ）に示すように、二次元レーザ変位センサ２ａ側の変位データから得られる測定画像２４ａと二次元レーザ変位センサ２ｂ側の変位データから得られる測定画像２４ｂである。
また、センサヘッド３の変位データから得られる測定画像は、二次元レーザ変位センサ３ａ，３ｂから得られる２つである。この２つの測定画像は、図４（ｂ）において、二次元レーザ変位センサ３ａ側の変位データから得られる測定画像２５ａと二次元レーザ変位センサ３ｂ側の変位データから得られる測定画像２５ｂである。
これら測定画像２４ａ，２４ｂと測定画像２５ａ，２５ｂは、メモリ２２に記憶された各変位データに対してデータ処理装置２０で二値化処理され、輪郭スムージング処理がされたものであり、それぞれレール横断方向に沿った輪郭画像になっている。
測定画像２４ａ，２４ｂは、図４（ｃ）に示すようなレール５の頭面５ａの断面輪郭を示す二値化画像２４に合成される。この二値化画像２４は、図１（ｂ）におけるレール５の輪郭画像Ａに対応している。また、測定画像２５ａ，２５ｂもガードレール６の上面６ａの断面輪郭を示す二値化画像２５に合成される。この二値化画像２５は、図１（ｂ）におけるガードレール６の輪郭画像Ｂに対応している。
なお、二値化画像２５の合成に際しては、図４（ａ）に示すように、ガードレール６の途中の輪郭線がないので、この輪郭線を補間する処理を行う。
【００２１】
以下、二値化画像２４，２５の合成処理について説明する。
各二次元センサからの変位データをそれぞれに１画面の画面データに展開して二値化処理、輪郭スムージング処理が終わり、図４（ｂ）に示す測定画像２４ａ，２４ｂと測定画像２５ａ，２５ｂを作業領域２２ｈに記憶する。次に、ＭＰＵ２１は、測定画像合成処理プログラム２２ｄをコールして実行して、測定画像２４ａに対して測定画像２４ｂを結合してこれらを合成する。図４（ｃ）の二値化画像２４は、画像上でのレール５の踏面５ｄが連続しかつ水平になるようにし、さらに頭部の幅Ｗｒがあらかじめ決められた所定値、例えば、６５ｍｍになるように各測定画像２４ａに対して測定画像２４ｂを合成することで得られる。
このときの二値化画像２４において示す測定中心Ｏ1の位置は、合成後も測定画像２４ａの位置と同じ位置に固定されている。その結果、二値化画像２４と実際のレール５との間隔Ｌと高さの差Ｈについての位置関係は保持される。
同様に、ＭＰＵ２１は、測定画像２５ａに対して測定画像２５ｂを結合してこれらを合成する。図４（ｃ）の二値化画像２５は、ガードレール６の上面６ａが連続しかつ水平になるようにし、さらに頭部の幅ＷGがあらかじめ決められた所定値、例えば、１５０ｍｍになるように測定画像２５ａに対して測定画像２５ｂを合成することで得られる。
このときの二値化画像２５において示す測定中心Ｏ3の位置は、合成後も測定画像２５ａの位置と同じ位置に固定されている。その結果、二値化画像２５と実際のガードレール６との間隔Ｌと高さの差Ｈについての位置関係は画像上で保持される。
二値化画像２４のＸ軸は、変位量“０”の基準位置（座標Ｚ＝０）が原点とされ、Ｚ軸と交わる。同様に二値化画像２５のＸ軸は、変位量“０”の基準位置（座標Ｚ＝０）が原点とされ、Ｚ軸と交わる。
【００２２】
ところで、走行車両上での上下方向のセンサの位置変動は５ｍｍ程度であり、センサヘッド２，３が同時に上下動するので、レール５とガードレール６の間隔と相対的な高さ算出における測定時の誤差にほとんど影響を与えないが、必要に応じて後述するように輪郭画像の傾斜補正をする。
この誤差の点について説明すると、車体７がローリングした場合には、図６に示すように、前後５ｍｍ程度であるので、それぞれ水平方向の間隔誤差が０．０６５ｍｍ、高さ方向の誤差が０．２９ｍｍ程度であり、無視できる。そこで、傾斜補正をしなくても測定にはほとんど影響を与えない。
【００２３】
図６は、車体７がローリングした場合のレール頭面と脱線防止用ガードレールの上面との測定についての説明図である。
高さ方向の誤差を説明すると、図６（ａ）において、レール間の距離を、例えば、１５００ｍｍとし、レール５の頭部の幅ＷｒをＷｒ＝６５ｍｍ、ガードレール６の上面の幅ＷｇをＷｒ＝１５０ｍｍとし、車体７がローリングしたことによりレール５の測定角度がθ＝０．３８°傾いたとし、ガードレール６の厚さを０．５ｍｍとする。
レール５の頭部の高さの変位は、図６（ｂ）において、６５ｍｍ×sinθ＝０．２１ｍｍである。そこで、レール５の頭部の高さの変位は、１５０ｍｍ×sinθ＝０．５ｍｍとなる。
よって、高さ方向の誤差は、０．２９ｍｍ＝０．５−０．２１である。
次に、水平方向の間隔誤差を説明すると、図６（ｃ）において、レール５とガードレール６の間隔を、例えば、８０ｍｍとすると、０．３８°傾いたときの両者の間隔は、８０×tanθ＝８０．００１７である。また、ガードレール６の厚さによる下端部の出っ張り分は、ガードレール６の厚さを１０ｍｍとした場合に、１０ｍｍ×sinθ＝０．６６ｍｍとなる。
よって、水平方向の間隔誤差は、０．０６５＝８０．０−（８０．０−０．０６６）となる。
これによりセンサヘッド２，３がレール５から３０ｍｍ〜６０ｍｍ程度の範囲で離れて配置されている場合には、車体７のローリングによる距離誤差を無視することができる。車体の左右の揺れによる移動に対しては、センサヘッド２，３が同時に同じ方向に移動するので、レール５に対するガードレール６の間隔（距離）についての変動の問題も無視することができる。
【００２４】
そこで、まず、二次元レーザ変位センサ２ａ，２ｂから得られた二次元変位データから二値化処理、輪郭スムージング処理をして図４（ｂ）に示す２枚の測定画像２４ａ，２４ｂをレール頭面の二値化測定画像として得る。同時に二次元レーザ変位センサ３ａ，３ｂから得られた二次元変位データから二値化処理、輪郭スムージング処理をして図４（ｂ）に示す２枚の測定画像２５ａ，２５ｂをガードレール上面の二値化測定画像として得る。そして、ＭＰＵ２１が測定画像合成処理プログラム２２ｄを実行して、測定画像２４ａ，２４ｂの画像におけるレール５の上面５ａが水平となるようにして図４（ｃ）に示す二値化画像２４を生成してメモリ２２の作業領域２２ｈに記憶し、同様にして測定画像２５ａ，２５ｂの画像におけるガードレール６の上面６ａが水平となるようにして図４（ｃ）に示す合成画像２５を生成してメモリ２２の作業領域２２ｈに記憶する。
【００２５】
各測定画像２４ａ，２４ｂを合成する場合に、レール５の頭面５ａの輪郭画像において各測定画像２４ａ，２４ｂにおける踏面５ｄ（図４（ｂ）参照）の両端部のＺ座標値が実質的に一致していないときには頭面５ａが水平となっていないものとして傾斜補正をする。
同様に、各測定画像２５ａ，２５ｂを合成する場合に、ガードレール６の上面６ａの輪郭画像において各測定画像２５ａ，２５ｂにおける上面６ａの両端部のＺ座標値が実質的に一致していないときには上面６ａが水平となっていないものとして傾斜補正をする。
各測定画像２４ａ，２４ｂの傾斜補正として、ＭＰＵ２１は、画像傾斜補正プログラム２２ｃをコールしてそれぞれ測定中心Ｏ1，Ｏ2のＸ座標値とＺ軸（座標Ｚ＝０）の交点の位置を回転中心としてレール５の踏面５ａが水平となるように各測定画像２４ａ，２４ｂを回転補正する。その後、レール５の踏面５ｄが連続してかつ水平になるように測定画像２４ｂを測定画像２４ａに合成して二値化画像２４を得る。
各測定画像２５ａ，２５ｂの傾斜補正として、ＭＰＵ２１は、画像傾斜補正プログラム２２ｃをコールしてそれぞれ測定中心Ｏ3，Ｏ4のＸ座標値とＺ軸（座標Ｚ＝０）の交点の位置を回転中心としてレール６の上面６ａが水平となるように回転補正する。その後、ガードレール６の上面６ａが連続してかつ水平になるように測定画像２５ｂを測定画像２５ａに合成して二値化画像２５を得る。
なお、傾斜補正は、レール５の頭面５ａの踏面５ｄ、ガードレール６の上面６ｂが直線状になるように合成した後の図４（ｃ）の二値化画像２４，２５を得た後に、これに対して踏面５ｄ，上面６ａの両端部のＺ座標値の不一致をみて、同様な傾斜補正をしてもよい。また、このような補正は、前記補正後にさらに行うことができる。このような傾斜補正をするためにここでは、センサヘッド２，３をそれぞれ２個の二次元レーザ変位センサで構成し、それぞれにレール５の頭部５ａとガードレール６の上面６ｂの全体的な輪郭画像をここでは得ている。
このような傾斜補正をしない場合には、センサヘッド２，３は、二次元レーザ変位センサ２ａと二次元レーザ変位センサ３ａだけであってもよい。
【００２６】
次に、データ処理装置２０は、図４（ｃ）に示す得られた合成画像の二値化画像２４，２５に基づいてレール５とガードレール６との間隔Ｌ、そしてこれらの高さの差Ｈを算出する。これらを算出する条件としてオフセット値をメモリ２２のパラメータ領域２２ｉに記憶するオフセット値の採取処理が必要になるので、まず、オフセット値の採取処理から説明する。
脱線防止用ガードレールの位置測定装置１０が走行車両の車体７に取付けられた状態で図２のレール３１に走行車両が載置されて、測定治具３０のレール３２とガードレール３３に対峙して配置される。もちろん、残りのレールについても同様に測定治具３０が設けられ、以下の測定が同様に行われてオフセット値が採取されるが、ここではこれについては同様であるので割愛する。
ＭＰＵ２１は、測定治具３０を測定して、センサヘッド２，３からの検出信号を受けて、二値化処理プログラム２２ａと、輪郭スムージング処理プログラム２２ｂ、画像傾斜補正プログラム２２ｃ、測定画像合成処理プログラム２２ｄを順次コールして実行して二値化画像２４と二値化画像２５をメモリ２２の作業領域２２ｈに記憶する。そして、測定治具３０のレール３２とガードレール３３と間の間隔、例えば、Ｌ＝８０ｍｍについて画像処理により距離Ｌｓ算出をする。
その算出は、図４（ｃ）に示す二値化画像２４においてレール５側の間隔に対応する部分Ｘｒ［ｍｍ］の距離がこの部分の画素数をカウントして算出される。同様に、図４（ｃ）に示す二値化画像２５においてガードレール６側の間隔に対応する部分Ｘｇ［ｍｍ］の距離がこの部分の画素数をカウントして算出される。そして、レール横断方向の画像による測定間隔（レール５側の間隔とガードレール６側の間隔との和）Ｌｓを、Ｌｓ＝Ｘｒ＋Ｘｇにより算出し、さらにオフセット値Ｆｓを、Ｆｓ＝８０−Ｌｓにより算出してパラメータ領域２２ｉに記憶する。
【００２７】
次に、図４（ｃ）に示す二値化画像２４においてレール５側の基準位置（Ｚ＝０）からの高さ部分Ｚｒ［ｍｍ］の距離がこの部分の画素数をカウントして算出される。同様に、図４（ｃ）に示す二値化画像２５においてガードレール６側の基準位置（Ｚ＝０）からの高さ部分Ｚｇ［ｍｍ］の距離がこの部分の画素数をカウントして算出される。そして、高さ方向の画像による測定間隔（ガードレール６側の高さ部分Ｚｇとレール５側の高さ部分Ｚｒとの差）Ｈｓを、Ｈｓ＝Ｚｇ−Ｚｒにより算出し、さらにオフセット値Ｆｈを、Ｆｈ＝２０−Ｈｓにより算出してパラメータ領域２２ｉに記憶する。
なお、オフセット値Ｆｓは、センサヘッド２，３の走査により生成される二値化画像２４と二値化画像２５の画像上での測定範囲がＸ軸方向においてレール５とガードレール６の間の間隔Ｌの領域に対応することなく、一部で重なっているときには負の値となる。逆に、測定範囲が離れているときには正の値となる。二値化画像２４と二値化画像２５の測定範囲が連続しているときにはオフセット値Ｆｓは“０”である。
同様に、オフセット値Ｆｈは、センサヘッド２の走査により生成される二値化画像２４に対して二値化画像２５のＺ軸方向（Ｘ軸の位置）での測定範囲が上側（高さ方向において＋側）にずれているときには正の値となり、下側（高さ方向において−側）にずれているときには負の値となる。測定範囲が一致しているのときにオフセット値は“０”である。ここでは、二値化画像２５のＺ軸方向での測定範囲は、この実施例では上になっているので、正の値となる。
【００２８】
左右のレールに対応するそれぞれのオフセット値Ｆｓ，Ｆｈが算出されて、データ処理装置２０のメモリ２２に記憶されると、ガードレールの位置測定が可能になる。
ガードレールの位置測定は、ＭＰＵ２１がガードレールの位置測定プログラム２２ｇをコールして実行することで行われる。
ＭＰＵ２１がガードレールの位置測定プログラム２２ｇをコールして実行すると、ＭＰＵ２１は、センサヘッド２，３からの検出信号を受けて、二値化処理プログラム２２ａと、輪郭スムージング処理プログラム２２ｂ、画像傾斜補正プログラム２２ｃ、測定画像合成処理プログラム２２ｄを順次実行して二値化画像２４と二値化画像２５をメモリ２２の作業領域２２ｈに記憶する。
次に、レール５とガードレール６と間のレール横断方向の測定間隔Ｌｓ［ｍｍ］について画像処理によりＬｓ＝Ｘｒ＋Ｘｇにより算出する。さらに、レール５とガードレール６と間のレール横断方向の間隔Ｌについて、Ｌ＝Ｌｓ＋Ｆｓにより算出する。
同様にして、レール５とガードレール６と間の高さ方向の測定間隔Ｈｓ［ｍｍ］について画像処理によりＨｓ＝Ｚｇ−Ｚｒにより算出する。さらに、レール５とガードレール６と間の高さ方向の間隔Ｈについて、Ｈ＝Ｈｓ＋Ｆｈにより算出する。
そして、これらレール横断方向の間隔Ｌと高さ方向の間隔Ｈとを距離パルス発生回路９から得られる距離パルスにより算出される走行距離とともにＨＤＤ２３等に記憶する。
なお、脱線防止用ガードレール６の位置測定は、脱線防止用ガードレールの有無を検出して、脱線防止用ガードレールのあるところのみ、車両走行状態で所定間隔、例えば、距離パルス発生回路９から得られる距離パルスＰに応じて１ｍｍピッチで画像処理により測定することになる。この場合の脱線防止用ガードレール６の検出は、光学センサあるいは電磁センサ等で検出することが容易にできる。もちろん、カメラで撮像して得てもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上説明してきたが、実施例では変位センサとして二次元レーザ変位センサを用いているが、この発明は、レーザ変位センサに限定されるものではなく、通常の変位センサあるいは変位センサに換えて距離センサが用いられてもよい。
また、実施例のセンサヘッドは、それぞれ２個の二次元センサを有しているが、この発明は、レール５とガードレール６との間隔に対応して設けられる１個の二次元センサをレール５とガードレール６とに対応させてそれぞれ設けるだけであってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１…変位センサ測定部、２…レール測定用のセンサヘッド、
２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ…二次元レーザ変位センサ、
３…脱線防止用のガードレール測定用のセンサヘッド、
４…ブラケットフレーム、５…レール、
６…脱線防止用ガードレール（ガードレール）、
７…車体、８…インタフェースコントローラ、
９…距離パルス発生回路、
１０…脱線防止用ガードレールの位置測定装置、
１１…走査型投光系、１２…二次元ＣＣＤ受光部、
１３…コントロール回路、１４…Ａ／Ｄ、１５…メモリ、
２０…データ処理装置、２１…ＭＰＵ、２２…メモリ、
２２ａ…二値化処理プログラム、２２ｂ…輪郭スムージング処理プログラム、
２２ｃ…画像傾斜補正プログラム、２２ｄ…測定画像合成処理プログラム、
２２ｅ…レール側・ガードレール側の各間隔算出プログラム、
２２ｆ…測定画像のオフセット値算出プログラム、
２２ｇ…ガードレールの位置測定プログラム、２３…ＨＤＤ、
３０…測定治具、３１…レール、３２…レールブロック、
３３…ガードレールブロック。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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