(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電車屋根上に設置した摩耗測定用カメラで、パンタグラフに接触するトロリ線の下面を撮影し、撮影された前記トロリ線の下面の画像を画像処理して、前記トロリ線の摩耗幅を測定する摩耗測定方法において、前記パンタグラフの上面にならって傾斜する前記トロリ線の傾斜角度に応じて前記摩耗幅を補正して本来の摩耗幅を求めることを特徴とする摩耗測定方法。
【請求項２】
前記トロリ線の傾斜角度として、前記パンタグラフ全体の傾斜角度を用いることを特徴とする請求項１記載の摩耗測定方法。
【請求項３】
前記トロリ線の傾斜角度として、前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角度を用いることを特徴とする請求項１記載の摩耗測定方法。
【請求項４】
前記トロリ線の傾斜角度として、前記パンタグラフの全体の傾斜角度に前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角度を加えた傾斜角度を用いることを特徴とする請求項１記載の摩耗測定方法。
【請求項５】
パンタグラフに接触するトロリ線の下面を撮影する摩耗測定用カメラを電車屋根上に設置し、前記摩耗計測用カメラで撮影された前記トロリ線の下面の画像を画像処理して、前記トロリ線の摩耗幅を測定する画像処理部を備えた摩耗測定装置において、前記画像処理部は、前記パンタグラフの上面にならって傾斜する前記トロリ線の傾斜角度に応じて前記摩耗幅を補正して本来の摩耗幅を求める補正計算部を備えることを特徴とする摩耗測定装置。
【請求項６】
前記パンタグラフの左右２箇所に取り付けられたマーカを夫々撮影する２台のパンタグラフ撮影用カメラを前記電車屋根上に設置し、前記パンタグラフ撮影用カメラにより取得された前記マーカの画像に基づいて前記パンタグラフ全体の傾斜角度を算出するパンタグラフ全体の傾斜角度算出部を前記画像処理部に設け、前記補正計算部は、前記トロリ線の傾斜角度として、前記傾斜角度算出部により算出された前記パンタグラフ全体の傾斜角度を用いることを特徴とする請求項５記載の摩耗測定装置。
【請求項７】
前記摩耗計測用カメラで撮影された前記トロリ線の画像から前記トロリ線の偏位位置を計測する偏位計測部を前記画像処理部に設け、前記トロリ線の偏位位置に対応する前記パンタグラフ上面形状を記憶したパンタグラフ上面形状記憶部を前記摩耗測定装置に設け、前記パンタグラフ上面形状記憶部に記憶された前記パンタグラフ上面形状に基づき、前記偏位計測部で計測された前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角を算出する偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部を前記画像処理部に設け、前記補正計算部は、前記トロリ線の傾斜角度として、前記傾斜角度算出部で算出された前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角度を用いることを特徴とする請求項５記載の摩耗測定装置。
【請求項８】
前記パンタグラフの左右２箇所に取り付けられたマーカを夫々撮影する２台のパンタグラフ撮影用カメラを前記電車屋根上に設置し、前記パンタグラフ撮影用カメラにより取得された前記マーカの画像に基づいて前記パンタグラフ全体の傾斜角度を算出するパンタグラフ全体の傾斜角度算出部を前記画像処理部に設け、前記摩耗計測用カメラで撮影された前記トロリ線の画像から前記トロリ線の偏位位置を計測する偏位計測部を前記画像処理部に設け、前記トロリ線の偏位位置に対応する前記パンタグラフ上面形状を記憶したパンタグラフ上面形状記憶部を前記摩耗測定装置に設け、前記パンタグラフ上面形状記憶部に記憶された前記パンタグラフ上面形状に基づき、前記偏位計測部で計測された前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角を算出する偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部を前記画像処理部に設け、前記補正計算部は、前記トロリ線の傾斜角度として、前記パンタグラフ全体の傾斜角度算出部で算出された前記パンタグラフの全体の傾斜角度に前記偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部で算出された前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角度を加えた傾斜角度を用いることを特徴とする請求項５記載の摩耗測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩耗測定装置及びその方法に関する。詳しくは、電車の屋根上からトロリ線の下面の幅を撮影し、この画像を処理することでトロリ線の摩耗を測定する架線検測分野に属する。特にパンタグラフの傾斜角度を考慮して摩耗測定値を得ることに特徴がある。なお「偏位」と「変位」は、下記の意味とする。即ち、偏位とは、「鉄道専門用語で、パンタグラフがトロリ線に接触する位置でパンタグラフの中央からの距離」であり、変位とは、「一般的な物理量で、元の位置からの移動量」である。
【背景技術】
【０００２】
現在の摩耗測定技術について説明する。
図１に示すように、電車１の屋根上に設置した摩耗測定用カメラ２でトロリ線３の下面を撮影する。トロリ線３は、電車１の走行するレール４に沿って架線されており、摩耗測定用カメラ２は、トロリ線３を見上げるように上向きに設置されている。電車１の屋根には、トロリ線３に接触するパンタグラフ５も設置されている。
【０００３】
トロリ線３は、図８（ａ）に示すように、パンタグラフ５と接触して下面が平らに摩耗するため、トロリ線３の下面を撮影した画像を処理して摩耗幅を測定し、トロリ線の摩耗幅からトロリ線の残存直径に換算する。つまり、反射幅→摩耗幅→残存直径に換算する。図８（ａ）は、トロリ線３に傾斜がない状態の断面を示している。
【０００４】
図８（ａ）に示すように、トロリ線３の下面がカメラ２に対して正対していれば、つまり、トロリ線３の下面が水平であれば、正確な摩耗測定値が得られる。このことは、図８（ａ）中において、垂直上向きの矢印で示す照明光ａがトロリ線３の下面で反射して垂直下向きの矢印で示す反射光ｂとなることから明らかである。図８（ａ）中において、図中破線で示すｃは摩耗限界である。
【０００５】
なお、特許文献１，２に示すように車両の動揺(車両のローリング角度)を測定する技術もあるが、パンタグラフの傾斜（ローリング角度）を測定し、この傾斜角度からトロリ線摩耗測定値を補正する技術はなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１９２７５９
【特許文献２】特開２００３−０５２１０１
【特許文献３】ＵＳ２００７／０２９６９４９
【特許文献４】特開２００８−１０４３１２
【特許文献５】特開２０１１−０３３４２８
【特許文献６】特開２０１０−２６６３４１
【特許文献７】特開２０１０−１２７７４６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図４（ａ）に示すように、トロリ線３がパンタグラフ５の左右端で接触する場合、左右端で部分的に押し下げられたパンタグラフ５は傾斜(ローリング)する。そのため、図４（ｂ）に示すように、トロリ線３はパンタグラフ５の上面にならってトロリ線３の下面が水平方向から角度θ1で傾斜し、これを撮影した画像は、トロリ線３の摩耗幅が狭く見えて、実際の残存直径よりも太く算出される問題がある。
【０００８】
詳しくは、パンタグラフ５は、直線形状のすり板５ａの左右両側に下向きに湾曲したホーン５ｂをそれぞれ装着したものであり、図４（ａ）では、傾斜したすり板５ａの左右端にトロリ線３が接触した場合を示している。図８（ｂ）に示すように、トロリ線３の下面が水平方向から角度θ1で傾斜していると、撮影されるトロリ線３の下面は、本来の摩耗幅Ｗではなく、この本来の摩耗幅Ｗより小さな幅Ｗimageとして撮影されてしまう。
【０００９】
また、図５（ａ）に示すように、すり板５ａは水平であっても、湾曲したホーン５ｂにトロリ線３が接触していると、図５（ｂ）に示すように、ホーン５ｂの上面にならってトロリ線３の下面が水平方向から角度θ2で傾斜する。
【００１０】
更には、図６に示すように、すり板が弧形状のパンタグラフ５０の場合にも（特許文献３）、図５（ｂ）のようにパンタグラフ接触面にならってトロリ線下面が傾斜する。
これらの場合は、トロリ線下面を撮影したカメラ画像は、トロリ線の摩耗幅が狭く見えて実際の残存直径よりも太く算出される問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る摩耗測定方法は、電車屋根上に設置した摩耗測定用カメラで、パンタグラフに接触するトロリ線の下面を撮影し、撮影された前記トロリ線の下面の画像を画像処理して、前記トロリ線の摩耗幅を測定する摩耗測定方法において、前記パンタグラフの上面にならって傾斜する前記トロリ線の傾斜角度に応じて前記摩耗幅を補正して本来の摩耗幅を求めることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る摩耗測定方法は、請求項１において、前記トロリ線の傾斜角度として、前記パンタグラフ全体の傾斜角度を用いることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係る摩耗測定方法は、請求項１において、前記トロリ線の傾斜角度として、前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角度を用いることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の請求項４に係る摩耗測定方法は、請求項１において、前記トロリ線の傾斜角度として、前記パンタグラフの全体の傾斜角度に前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角度を加えた傾斜角度を用いることを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する本発明の請求項５に係る摩耗測定装置は、パンタグラフに接触するトロリ線の下面を撮影する摩耗測定用カメラを電車屋根上に設置し、前記摩耗計測用カメラで撮影された前記トロリ線の下面の画像を画像処理して、前記トロリ線の摩耗幅を測定する画像処理部を備えた摩耗測定装置において、前記画像処理部は、前記パンタグラフの上面にならって傾斜する前記トロリ線の傾斜角度に応じて前記摩耗幅を補正して本来の摩耗幅を求める補正計算部を備えることを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する本発明の請求項６に係る摩耗測定装置は、請求項５において、前記パンタグラフの左右２箇所に取り付けられたマーカを夫々撮影する２台のパンタグラフ撮影用カメラを前記電車屋根上に設置し、前記パンタグラフ撮影用カメラにより取得された前記マーカの画像に基づいて前記パンタグラフ全体の傾斜角度を算出するパンタグラフ全体の傾斜角度算出部を前記画像処理部に設け、前記補正計算部は、前記トロリ線の傾斜角度として、前記傾斜角度算出部により算出された前記パンタグラフ全体の傾斜角度を用いることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する本発明の請求項７に係る摩耗測定装置は、請求項５において、前記摩耗計測用カメラで撮影された前記トロリ線の画像から前記トロリ線の偏位位置を計測する偏位計測部を前記画像処理部に設け、前記トロリ線の偏位位置に対応する前記パンタグラフ上面形状を記憶したパンタグラフ上面形状記憶部を前記摩耗測定装置に設け、前記パンタグラフ上面形状記憶部に記憶された前記パンタグラフ上面形状に基づき、前記偏位計測部で計測された前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角を算出する偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部を前記画像処理部に設け、前記補正計算部は、前記トロリ線の傾斜角度として、前記傾斜角度算出部で算出された前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角度を用いることを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する本発明の請求項８に係る摩耗測定装置は、請求項５において、前記パンタグラフの左右２箇所に取り付けられたマーカを夫々撮影する２台のパンタグラフ撮影用カメラを前記電車屋根上に設置し、前記パンタグラフ撮影用カメラにより取得された前記マーカの画像に基づいて前記パンタグラフ全体の傾斜角度を算出するパンタグラフ全体の傾斜角度算出部を前記画像処理部に設け、前記摩耗計測用カメラで撮影された前記トロリ線の画像から前記トロリ線の偏位位置を計測する偏位計測部を前記画像処理部に設け、前記トロリ線の偏位位置に対応する前記パンタグラフ上面形状を記憶したパンタグラフ上面形状記憶部を前記摩耗測定装置に設け、前記パンタグラフ上面形状記憶部に記憶された前記パンタグラフ上面形状に基づき、前記偏位計測部で計測された前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角を算出する偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部を前記画像処理部に設け、前記補正計算部は、前記トロリ線の傾斜角度として、前記パンタグラフ全体の傾斜角度算出部で算出された前記パンタグラフの全体の傾斜角度に前記偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部で算出された前記トロリ線の偏位位置の前記パンタグラフ形状の傾斜角度を加えた傾斜角度を用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、パンタグラフの上面にならってトロリ線が傾斜する場合でも、パンタグラフ全体の傾斜角又は偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角により、或いは両者を加えた傾斜角度により、トロリ線の摩耗幅を補正して本来のトロリ線の摩耗幅を求められるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施例に係る摩耗測定装置の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る摩耗測定装置の概略図である。
【図３】本発明の第３の実施例に係る摩耗測定装置の概略図である。
【図４】図４（ａ）は傾斜したすり板にトロリ線が接触したパンタグラフの正面図、図４（ｂ）は同図（ａ）中の破線部で囲んだ部分Ａの拡大図である。
【図５】図５（ａ）は湾曲したホーンにトロリ線が接触したパンタグラフの正面図、図５（ｂ）は同図（ａ）中の破線部で囲んだ部分Ｂの拡大図である。
【図６】特許文献３に開示されるすり板が弧形状のパンタグラフの斜視図である。
【図７】図７（ａ）は左右二つのマーカが設置されたパンタグラフの正面図、図７（ｂ）は同図（ａ）中の破線部で囲んだ部分Ｃの拡大図である。
【図８】図８（ａ）は傾斜していないトロリ線の断面図、図８（ｂ）は傾斜したトロリ線の断面図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係る摩耗測定方法を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る摩耗測定方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施例に係る摩耗測定方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施例に係る摩耗測定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２の実施例に係る摩耗測定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３の実施例に係る摩耗測定装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５（ａ）はパンタグラフ上面形状の一例を示す正面図、図１５（ｂ）はパンタグラフ上面形状の他の例を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について、図面に示す実施例を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
本発明の第１の実施例に係る摩耗測定装置の概略図を図１に示す。
本実施例の特徴は、図４に示すように、パンタグラフ５全体の傾斜角度θ1≒トロリ線３の下面角度であることを利用し、パンタグラフ全体の傾斜角度を用いてトロリ線摩耗幅を補正することである。
本実施例の摩耗測定装置は、図１に示すように、電車１の屋根上に設置した２台のパンタグラフ撮影用カメラ６，７及び１台の摩耗計測用カメラ２と、電車１内に設置した画像処理部１０で構成する。
【００２３】
電車１の屋根上には、パンタグラフ５が設置されると共にこのパンタグラフ５のすり板５ａには左右２箇所に図７に示すようなマーカ８，９が取り付けられている。
パンタグラフ撮影用カメラ６，７は、パンタグラフ５の左右の高さ、即ち、パンタグラフ５の左右2箇所に取り付けられたマーカ８，９を撮影するものであり、斜め上向きに設置されている。マーカ８，９の形状は、例えば、特許文献４の［請求項１］と［００１１］段に記述されるように白黒の縞模様で形成することができる。
【００２４】
摩耗計測用カメラ２は、トロリ線３の摩耗面を真下から撮影することができるよう、垂直上向きに設置されている。
画像処理部１０は、図１２に示すように、高さ測定部１１、摩耗計測部１２、処理メモリ１３、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部１４、トロリ線の摩耗幅の補正計算部１５とから構成される。
【００２５】
高さ測定部１１は、パンタグラフ撮影用カメラ６，７により取得されたマーカ８，９についての画像（マーカ高さデータ）が入力され、これらの画像を画像処理して、二つのマーカ８，９の高さを算出して処理メモリ１３へ出力する。マーカ８，９の高さは、例えば、特許文献５，６を用いても算出可能である 。二つのマーカ８，９の水平距離の算出は、高さ算出に併せて行うことができ、また、既知としても良い。
摩耗計測部１２は、摩耗計測用カメラ２により取得されたトロリ線５についての画像（摩耗データ）が入力され、この画像を画像処理してトロリ線の摩耗幅Ｗimageを算出し処理メモリ１３へ出力する。トロリ線摩耗幅は、例えば、特許文献７で求めることができる。
【００２６】
処理メモリ１３は、高さ測定部１１、摩耗計測部１２、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部１４、トロリ線の摩耗幅の補正計算部１５で使用されるデータを演算時に一時的に保管するメモリである。
パンタグラフ全体の傾斜角度算出部１４は、図７（ａ）に示すように、高さ測定部１１で算出され処理メモリ１３に記憶されていたマーカ８，９の左右高低差dHとマーカ８，９の水平距離Lを用いてパンタグラフ５の全体の傾斜（ローリング）角度θ1=atan( dH/L)を算出する。
【００２７】
トロリ線の摩耗幅の補正計算部１５は、摩耗計測部１２で計測され処理メモリ１３に記憶されていたトロリ線摩耗幅Ｗimageに、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部１４で求めたパンタグラフ５の全体の傾斜（ローリング）角度θ1に基づき、1/cosθ1を乗じて本来の摩耗幅Ｗを算出する。
図８（ｂ）に示すように、パンタグラフの傾斜角度θ1≒トロリ線３の傾斜角度であり、摩耗計測部１２で計測されたトロリ線摩耗幅Ｗimageは、本来の摩耗幅Ｗにcosθ1を乗じた値であるためである。
【００２８】
本実施例の動作手順について図９のフローチャートを用いて説明する。
先ず、パンタグラフ撮影用カメラ６，７により、パンタグラフ５の左右2箇所に取り付けられたマーカ８，９を撮影し、パンタグラフ撮影用カメラ６，７により取得されたマーカ８，９についての画像を高さ測定部１１に入力して、これらの画像を画像処理して、二つのマーカ８，９の高さを算出し、処理メモリ１３に出力する（ステップＳ１）。
【００２９】
次に、高さ測定部１１で算出され処理メモリ１３に記憶されていたマーカ８，９の左右高低差dHとマーカ８，９の水平距離Lに基づいて、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部１４により、パンタグラフ５の全体の傾斜（ローリング）角度θ1=atan( dH/L)を算出する（ステップＳ２）。
【００３０】
そして、摩耗計測部１２で計測され処理メモリ１３に記憶されていたトロリ線摩耗幅Ｗimageに、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部１４で求めたパンタグラフ５の全体の傾斜（ローリング）角度θ1に基づき、トロリ線の摩耗幅の補正計算部１５により、1/cosθ1を乗じて本来の摩耗幅Ｗを算出する（ステップＳ５）。
引き続き、全ての計測点につき、摩耗補正が終了するまで、ステップＳ１、ステップＳ２、ステップＳ５を繰り返す（ステップＳ６）。
【００３１】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本実施例によれば、従来の技術ではパンタグラフ５全体が傾斜すると、パンタグラフ５の上面にならって傾斜するトロリ線摩耗幅に誤差が生ずるのに比較し、この誤差をパンタグラフ５全体の傾斜角に基づいて補正できるという効果を奏する。
【実施例２】
【００３２】
本発明の第２の実施例に係る摩耗測定装置の概略図を図２に示す。
本実施例の特徴は、図５に示すように、偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度θ2≒トロリ線下面の角度である特徴を利用し、トロリ線の摩耗幅を補正することである。つまり、パンタグラフ５全体としては傾斜していない場合でも、ホーン５ｂのように、偏位位置のパンタグラフ形状が傾斜している場合があるためである。
【００３３】
本実施例の摩耗測定装置は、図２に示すように、電車１の屋根上に設置した１台の偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ２ａと、電車１内に設置した画像処理部２０及びパンタグラフ上面形状記憶部４０で構成する。
偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ２ａは、トロリ線３の摩耗面を真下から撮影してトロリ線３の偏位位置を計測できるよう、垂直上向きに設置されている。
【００３４】
パンタグラフ上面形状記憶部４０は、図５（ｂ）に示すように、トロリ線３の偏位位置に対応したパンタグラフ５の上面形状、つまり、その水平方向からの傾斜角度θ2を記憶している。例えば、図１５（ａ）に示すように、直線状のすり板５ａ部分に接しているトロリ線３については傾斜角度が０として記憶され、ホーン５ｂに接しているトロリ線３については、その偏位位置おける傾斜角度として記憶されている。また、図１５（ｂ）に示すように、すり板５０ａが弧形状のパンタグラフ５０に対しては、偏位位置に応じてすり板５０ａからホーン５０ｂへかけて連続的に変化する水平方向からの傾斜角度として記憶されている。
【００３５】
画像処理部２０は、摩耗計測及び偏位計測部１２ａ、処理メモリ１３、偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部１６、トロリ線の摩耗幅の補正計算部１７とから構成される。
摩耗計測及び偏位計測部１２ａは、偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ２ａにより取得されたトロリ線５についての画像（摩耗データ）が入力され、この画像を画像処理してトロリ線の摩耗幅Ｗimageを算出し処理メモリ１３へ出力すると共にトロリ線３の偏位位置（偏位データ）をパンタグラフ上面形状記憶部４０へ出力する。トロリ線摩耗幅と偏位は、例えば、特許文献７で求めることができる。
【００３６】
処理メモリ１３は、摩耗計測及び偏位計測部１２ａ、偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部１６、トロリ線の摩耗幅の補正計算部１７で使用されるデータを演算時に一時的に保管するメモリである。
偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部１６は、摩耗計測及び偏位計測部１２ａにより計測されたトロリ線３の偏位位置に対応したパンタグラフ上面形状記憶部４０に記憶されているパンタグラフの傾斜角度θ2を算出する。
【００３７】
トロリ線の摩耗幅の補正計算部１７は、摩耗計測及び偏位計測部１２ａで計測され処理メモリ１３に記憶されていたトロリ線摩耗幅Ｗimageに、偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部１６で求めたトロリ線３の偏位位置に基づき、パンタグラフ上面形状記憶部４０に記憶されているトロリ線３の偏位位置に対応したパンタグラフ形状の傾斜角度  θ2に基づき、1/cosθ2を乗じて本来の摩耗幅Ｗを算出する。
図８（ｂ）において、θ1をθ2に置き換えれば明らかように、パンタグラフ形状の傾斜角度θ2≒トロリ線３の傾斜角度であり、摩耗計測及び偏位計測部１２ａで計測されたトロリ線摩耗幅Ｗimageは、本来の摩耗幅Ｗにcosθ2を乗じた値であるためである。
【００３８】
本実施例の動作手順について図１０のフローチャートを用いて説明する。
先ず、偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ２ａにより、トロリ線３の摩耗面を真下から撮影してトロリ線３の偏位位置を計測し、摩耗計測及び偏位計測部１２ａにより、偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ２ａにより取得されたトロリ線５についての画像を画像処理してトロリ線３の偏位位置（偏位データ）をパンタグラフ上面形状記憶部４０へ入力する（ステップＳ３）。
【００３９】
次に、摩耗計測及び偏位計測部１２ａにより算出されたトロリ線３の偏位位置に基づき、偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部１６により、パンタグラフ上面形状記憶部４０に記憶されていたトロリ線３の偏位位置に対応するパンタグラフ形状の傾斜角度θ2を算出する（ステップＳ４）。
【００４０】
そして、摩耗計測部１２で計測され処理メモリ１３に記憶されていたトロリ線摩耗幅Ｗimageに、トロリ線３の偏位位置に対応するパンタグラフ形状の傾斜角度θ2に基づき、トロリ線の摩耗幅の補正計算部１７により、1/cosθ2を乗じて本来の摩耗幅Ｗを算出する（ステップＳ５）。
引き続き、全ての計測点につき、摩耗補正が終了するまで、ステップＳ３、ステップＳ４、ステップＳ５を繰り返す（ステップＳ６）。
【００４１】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本実施例の利点は、図５のホーン５ｂや図６のすり板が弧形状のパンタグラフ５０と接触するトロリ線は、パンタグラフ５が全体として傾斜しない場合でも、パンタグラフの上面にならって下面が傾斜するのでトロリ線の摩耗面を真下から撮影するカメラ  からはトロリ線摩耗幅が狭く写り、摩耗計測値に誤差が生ずるのに対し、この誤差をトロリ線の偏位位置におけるパンタグラフ形状の傾斜角度に基づいて補正できる利点がある。
本実施例では、実施例１で必要なパンタグラフ撮影用カメラが不要な利点がある。
【実施例３】
【００４２】
本発明の第３の実施例に係る摩耗測定装置の概略図を図３に示す。
本実施例の特徴は、図７（ｂ）に示すように、パンタグラフ全体の傾斜角度θ1に偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度θ2を加算した傾斜角度がトロリ線下面の角度に略等しいことを利用し、トロリ線摩耗幅を補正することである。
【００４３】
本実施例の摩耗測定装置は、図3に示すように、電車１の屋根上に設置した２台のパンタグラフ撮影用カメラ６，７及び１台の偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ２ａと、電車１内に設置した画像処理部3０及びパンタグラフ上面形状記憶部４０で構成する。
電車１の屋根上には、パンタグラフ５が設置されると共にこのパンタグラフ５のすり板5ａには左右２箇所に図７（ａ）に示すようなマーカ８，９が取り付けられている。図７（ｂ）に示すように、トロリ線3がホーン５ｂに接触している場合は、パンタグラフ全体の傾斜角度θ1に偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度θ2を加算した傾斜角度がトロリ線下面の角度に略等しい。
【００４４】
パンタグラフ撮影用カメラ６，７は、パンタグラフ５の左右の高さ、即ち、パンタグラフ５の左右2箇所に取り付けられたマーカ８，９を撮影するものであり、斜め上向きに設置されている。マーカ８，９の形状は、例えば、特許文献４の［請求項１］と［００１１］段に記述されるように白黒の縞模様で形成することができる。
偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ２ａは、トロリ線３の摩耗面を真下から撮影してトロリ線３の偏位位置を計測できるよう、垂直上向きに設置されている。
【００４５】
パンタグラフ上面形状記憶部４０は、図５（ｂ）に示すように、トロリ線３の偏位位置に対応したパンタグラフ５の上面形状、つまり、その水平方向からの傾斜角度θ2を記憶している。例えば、図１５（ａ）に示すように、直線状のすり板５ａ部分に接しているトロリ線３については傾斜角度が０として記憶され、ホーン５ｂに接しているトロリ線３については、その偏位位置おける傾斜角度として記憶されている。また、図１５（ｂ）に示すように、すり板５０ａが弧形状のパンタグラフ５０に対しては、偏位位置に応じてすり板５０ａからホーン５０ｂへかけて連続的に変化する水平方向からの傾斜角度として記憶されている。
【００４６】
画像処理部３０は、高さ測定部１１、摩耗計測及び偏位計測部１２ａ、処理メモリ１３、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部１４、偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部１６、トロリ線の摩耗幅の補正計算部１８とから構成される。
高さ測定部１１は、パンタグラフ撮影用カメラ６，７により取得されたマーカ８，９についての画像（マーカ高さデータ）が入力され、これらの画像を画像処理して、二つのマーカ８，９の高さを算出して処理メモリ１３へ出力する。マーカ８，９の高さは、例えば、特許文献５，６を用いても算出可能である 。二つのマーカ８，９の水平距離の算出は、高さ算出に併せて行うことができ、また、既知としても良い。
【００４７】
摩耗計測及び偏位計測部１２ａは、偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ２ａにより取得されたトロリ線５についての画像（摩耗データ）が入力され、この画像を画像処理してトロリ線の摩耗幅Ｗimageを算出し処理メモリ１３へ出力すると共にトロリ線３の偏位位置（偏位データ）をパンタグラフ上面形状記憶部４０へ出力する。トロリ線摩耗幅と偏位は、例えば、特許文献７で求めることができる。
処理メモリ１３は、摩耗計測及び偏位計測部１２ａ、偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部１６、トロリ線の摩耗幅の補正計算部１８で使用されるデータを演算時に一時的に保管するメモリである。
【００４８】
パンタグラフ全体の傾斜角度算出部１４は、図７（ａ）に示すように、高さ測定部１１で算出され処理メモリ１３に記憶されていたマーカ８，９の左右高低差dHとマーカ８，９の水平距離Lを用いてパンタグラフ５の全体の傾斜（ローリング）角度θ1=atan( dH/L)を算出する。
偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部１６は、摩耗計測及び偏位計測部１２ａにより計測されたトロリ線３の偏位位置に基づき、パンタグラフ上面形状記憶部４０に記憶されているトロリ線３の偏位位置に対応したパンタグラフ形状の傾斜角度θ2を算出する。
【００４９】
トロリ線の摩耗幅の補正計算部１８は、摩耗計測及び偏位計測部１２ａで計測され処理メモリ１３に記憶されていたトロリ線摩耗幅Ｗimageに、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部１４で求めたパンタグラフ５の全体の傾斜（ローリング）角度θ1及び摩耗計測及び偏位計測部１２ａにより計測され処理メモリ１３に記憶されていたトロリ線３の偏位位置に対応したパンタグラフ上面形状記憶部４０に記憶されているトロリ線３の偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度θ2に基づき、1/ cos(θ1+θ2)を乗じて本来の摩耗幅Ｗを算出する。
図８（ｂ）において、θ1をθ1+θ2に置き換えれば明らかように、パンタグラフ全体の傾斜角度θ1に偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度θ2を加算した傾斜角度がトロリ線下面の角度に略等しい。そのため、摩耗計測及び偏位計測部１２ａで計測されたトロリ線摩耗幅Ｗimageは、本来の摩耗幅Ｗにcos(θ1+θ2)を乗じた値であるためである。
【００５０】
本実施例の動作手順について図１１のフローチャートを用いて説明する。
先ず、パンタグラフ撮影用カメラ６，７により、パンタグラフ５の左右2箇所に取り付けられたマーカ８，９を撮影し、パンタグラフ撮影用カメラ６，７により取得されたマーカ８，９についての画像を高さ測定部１１に入力して、これらの画像を画像処理して、二つのマーカ８，９の高さを算出し、処理メモリ１３に出力する（ステップＳ１）。
【００５１】
次に、高さ測定部１１で算出され処理メモリ１３に記憶されていたマーカ８，９の左右高低差dHとマーカ８，９の水平距離Lに基づいて、パンタグラフ全体の傾斜角度算出部１４により、パンタグラフ５の全体の傾斜（ローリング）角度θ1=atan( dH/L)を算出する（ステップＳ２）。
引き続き、偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ２ａにより、トロリ線３の摩耗面を真下から撮影してトロリ線３の偏位位置を計測し、摩耗計測及び偏位計測部１２ａにより、偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ２ａにより取得されたトロリ線５についての画像を画像処理してトロリ線３の偏位位置（偏位データ）をパンタグラフ上面形状記憶部４０へ入力する（ステップＳ３）。
【００５２】
その後、摩耗計測及び偏位計測部１２ａにより算出されたトロリ線３の偏位位置に基づき、偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部１６により、パンタグラフ上面形状記憶部４０に記憶されていたトロリ線３の偏位位置に対応するパンタグラフ形状の傾斜角度θ2を算出する（ステップＳ４）。
【００５３】
そして、摩耗計測部１２で計測され処理メモリ１３に記憶されていたトロリ線摩耗幅Ｗimageに、パンタグラフ５の全体の傾斜角度θ1及びトロリ線３の偏位位置に対応するパンタグラフ形状の傾斜角度θ2に基づき、トロリ線の摩耗幅の補正計算部１８により、1/ cos(θ1+θ2)を乗じて本来の摩耗幅Ｗを算出する（ステップＳ５）。
引き続き、全ての計測点につき、摩耗補正が終了するまで、ステップＳ１〜ステップＳ５を繰り返す（ステップＳ６）。
【００５４】
以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本実施例によれば、実施例１と実施例２の効果を併せ持つ効果を奏する。即ち、従来の技術では、パンタグラフ全体の傾斜角度及び偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度により、パンタグラフの上面にならって下面が傾斜するトロリ線の摩耗面を真下から撮影するカメラからはトロリ線摩耗幅が狭く写り、摩耗計測値に誤差が生ずるのに比較し、この誤差をパンタグラフ５全体の傾斜角にトロリ線の偏位位置におけるパンタグラフ形状の傾斜角度を加算した傾斜角度に基づいて補正できるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、電車の屋根上からトロリ線の下面の幅を撮影し、この画像を処理することでトロリ線の摩耗を測定する架線検測分野において、産業上広く利用可能なものである。
【符号の説明】
【００５６】
１  電車
２  摩耗測定用カメラ
２ａ  偏位計測を兼ねた摩耗計測用カメラ
３  トロリ線
４  レール
５，５０  パンタグラフ
５ａ，５０ａ  すり板
５ｂ，５０ｂ  ホーン
６，７  パンタグラフ撮影用カメラ
８，９  マーカ
１０，２０，３０  画像処理部
１１  高さ測定部
１２  摩耗計測部
１２ａ  摩耗計測及び偏位計測部
１３  処理メモリ
１４  パンタグラフ全体の傾斜角度算出部
１５，１７，１８  トロリ線の摩耗幅の補正計算部
１６  偏位位置のパンタグラフ形状の傾斜角度算出部
４０  パンタグラフ上面形状記憶部
【要約】      （修正有）【課題】パンタグラフの傾斜角度を考慮してトロリ線の摩耗測定値を得ることができる摩耗測定装置及びその方法を提供する。【解決手段】パンタグラフ５に接触するトロリ線３の下面を撮影する摩耗測定用カメラ２を電車１の屋根上に設置し、摩耗計測用カメラ２で撮影されたトロリ線３の下面の画像を画像処理して、トロリ線３の摩耗幅を測定する画像処理部１０を備えた摩耗測定装置において、パンタグラフ５の左右２箇所に取り付けられたマーカを夫々撮影する２台のパンタグラフ撮影用カメラ６，７を電車１の屋根上に設置し、パンタグラフ撮影用カメラ６，７により取得された画像に基づいてパンタグラフ５全体の傾斜角度を算出する傾斜角度算出部を画像処理部１０に設け、補正計算部は、トロリ線３の傾斜角度として、傾斜角度算出部により算出されたパンタグラフ５全体の傾斜角度を用いる。【選択図】図１【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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