(57)【要約】【課題】専用車両を用いるため、非常に高額になってしまう他、深夜などの営業時間外にしか検測できない。【解決手段】  営業列車のパンタグラフ１の近傍に撮像機器３，４，５を設置し、該撮像機器３，４，５からの画像データを、前記列車内等に設置された汎用パソコン１０，２０へ光伝送し、保存することを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
営業列車のパンタグラフ近傍に撮像機器を設置し、該撮像機器で取得した画像データを、前記列車内等に設置された汎用パソコンへ光伝送し、保存することを特徴とする架線検測システム。
【請求項２】
前記撮像機器として、パンタグラフ集電部とトロリー線の接触部分を認識するために必要な画像を取得するためのステレオ視が可能なカメラを有することを特徴とする請求項１記載の架線検測システム。
【請求項３】
前記撮像機器は、主としてパンタグラフの上下動の挙動を認識するために専用に設けたラインセンサーを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の架線検測システム。
【請求項４】
前記撮像機器から前記汎用パソコンへ画像データをパンタグラフ近傍という強電磁界環境条件下で安定して送信する信号伝送路として、シールドされたケーブルを用いることを特徴とする請求項１，２又は３記載の架線検測システム。
【請求項５】
前記汎用パソコンは、送られてきた画像データを検測属性と共に記録する画像記録装置であることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の架線検測システム。
【請求項６】
前記検測属性は、自動列車制御装置からの走行位置を示す信号を、パンタグラフ近傍位置を示す信号へ補正変換したものを含むことを特徴とする請求項５記載の架線検測システム。
【請求項７】
前記汎用パソコンにて保存された画像データを画像処理して、検測処理を行う汎用パソコンを含む地上装置を設置することを特徴とする請求項１，２，３，４，５又は６記載の架線検測システム。
【請求項８】
前記検測処理には、エッジ処理を始めとする画像処理技術、２枚の画像データから距離等を求めるステレオ計測技術を適用することを特徴とする請求項７記載の架線検測システム。
【請求項９】
前記地上装置は、前記パンタグラフの高さ、トロリー線との交点、トロリー線偏位等の諸データを抽出する機能を備えることを特徴とする請求項７記載の架線検測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トロリ線・パンタグラフの動的状態を診断するための架線検測システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在行われている方法は、検測用の特殊なパンタグラフを搭載した新幹線電気軌道総合試験車「ドクターイエロー」などの検測専用車両を用いて、トロリ線にレーザー光を照射し、その反射光を検知することにより、トロリ線、パンタグラフの状態を計測する方法が一般的である。
新幹線以外の列車にも適用できる架線検測装置としては、特許文献１に開示されるものがある。
【特許文献１】特開2004-42837
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来技術では、専用車両を用いるため、非常に高額になってしまう他、深夜などの営業時間外にしか検測できないといった問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
営業列車のパンタグラフ近傍に設置した撮像機器からの画像データを、列車内等に設置された汎用パソコンへ光伝送し、保存する。
保存した画像データは、事務所等に設置された汎用パソコンで、パンタグラフの高さ・挙動などの解析を行う。
【発明の効果】
【０００５】
本発明により、トロリ線高さ、トロリ線偏位、パンタグラフ舟体・ホーンの形状監視、パンタグラフ周囲の支障物検知、わたり線箇所におけるトロリ線高さ、パンタグラフの異常挙動検知、集電状態監視を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
営業列車の屋根上パンタグラフ近傍に撮像機器・照明装置を設置し、撮像機器にて取得された撮像データを光変換し、汎用パソコンへ伝送し、保存する。
画像データを磁気テープなどの記録媒体にコピーして、事務所等に設置された汎用パソコンにロードし、解析する。これにより、専用車両を用いず、営業時間内での検測を可能とした。
【０００７】
営業列車にて検測業務を行うための最良の形態は以下の通りである。
１）屋根上の撮像機器として、パンタグラフ集電部とトロリ線の接触部分を認識するために必要な画像を取得するためのステレオ視を可能としたカメラ構成を有する画像取得センサー部。
２）主としてパンタグラフの上下動の挙動を認識するために専用に設けたラインセンサーをカメラ構成の一つして取り入れた画像取得センサー部。
【０００８】
３）これらのセンサー部から、パンタグラフ近傍という強電磁界環境条件下で、車内に設置した汎用パソコンよりなる画像記録装置へ画像信号を安定して送信するためにシールドされたケーブルにより構成した信号伝送路。
４）送られてきた信号を検測属性と共に記録する画像記録装置。
【０００９】
５）走行位置を把握するために、自動列車制御装置（ＡＴＣ）からの信号を受信し、パンタグラフ近傍位置への補正変換を加えた位置を示す信号を画像記録の際に検測属性として画像情報を合わせて記録する画像記録装置。
６）画像記録装置で取得した画像を処理し、検測処理を行う地上装置。
【００１０】
７）検測処理には、本出願人が保有するエッジ処理を始めとする画像処理技術、２枚の画像データから距離等を求めるステレオ計測技術を適用する。
８）該地上装置は、パンタグラフの諸データ（パンタグラフ高さ、トロリ線との交点、トロリ線偏位）を抽出する機能を備える。
【実施例１】
【００１１】
本発明の一実施例に係る架線検測システムを図１〜図３に示す。
本実施例は新幹線の架線検測に適用されるものであり、図１は本発明の一実施例に係る架線検測システムの全体概念図、図２は本発明の一実施例に係る架線検測システムの入出力線図、図３は本発明の一実施例に係る架線検測システムの地上装置の概念図である。
【００１２】
図１に示すように、５号車の屋根上にはパンタグラフ１が設置され、パンタグラフ１がトロリ線２に接する状態を左右からステレオ視で撮影できるように、撮像機器として２台のＣＣＤカメラ３，４が屋根上に搭載されている。
ＣＣＤカメラ３，４の設置状況の調整は、図示しない可搬の汎用パソコンを使用して行うと良い。
ＣＣＤカメラ３，４で取得される画像データには、パンタグラフの画像データの他、トロリ線、支持物の画像データも含む。
【００１３】
また、パンタグラフ１のパンタグラフの上下動を認識するための１台のラインセンサ５が屋根上に搭載され、パンタグラフ１を照明する照明装置６が設けられている。
更に、６号車内には画像記録装置として２台の汎用パソコン１０，２０が搭載され、汎用パソコン１０には２台のＣＣＤカメラ３，４で取得された画像データが伝送され保存される一方、汎用パソコン２０にはラインセンサ５で取得された画像データが伝送され保存される。
【００１４】
ここで、図２に示すように、２号車においても、５号車と同様に２台のＣＣＤカメラ７，８と１台のラインセンサ９が屋根上に搭載され、２台のＣＣＤカメラ７，８、１台のラインセンサ９で取得された画像データはそれぞれ汎用パソコン１０，２０へ伝送され保存される。
また、図２に示すように、ＣＣＤカメラ３，４，７，８、ラインセンサ５，９で取得された画像データを光変換して汎用パソコン１０，２０へ伝送するため、電光変換器２０１〜２１５、光電変換器３０１〜３１５等が設けられている。
【００１５】
即ち、５号車の２台のＣＣＤカメラ３，４、ラインセンサ５は、シールドされた同軸ケーブル１０１，１０２，１０３を介して電光変換器（Ｅ／Ｏ）２０１，２０２，２０３に電気的に接続され、電光変換器２０１，２０２，２０３から６号車内の光電変換器（Ｏ／Ｅ）３０１，３０２，３０３へ光ファイバ４０１，４０２，４０３を介して光学的に接続され、光電変換器３０１，３０２，３０３から各汎用パソコン１０，２０のそれぞれのキャプチャーボード１１，２１へ電気的に接続される。
各電光変換器２０１〜２０３は、画像データを電気信号から光信号に変換する機能を有し、また、各光電変換器３０１〜３０３は、画像データを光信号から電気信号に変換する機能を有する。
【００１６】
従って、２台のＣＣＤカメラ３，４で撮像した画像データは、シールドされた同軸ケーブル１０１，１０２を伝送し、電光変換器２０１，２０２で電気信号から光信号に変換され、更に、光ファイバ４０１，４０２を伝送し、光電変換器３０１，３０２で電気信号に変換され、キャプチャーボード２１を経て汎用パソコン２０に入力される。
また、ラインセンサ５で撮像した画像データは、シールドされた同軸ケーブル１０３を伝送し、電光変換器２０３で電気信号から光信号に変換され、更に、光ファイバ４０３を伝送し、光電変換器３０３で電気信号に変換され、キャプチャーボード１１を経て汎用パソコン１０に入力される。
【００１７】
一方、２号車の２台のＣＣＤカメラ７，８、ラインセンサ９は、シールドされた同軸ケーブル１０４，１０５，１０６を介して電光変換器２０４，２０５，２０６に電気的に接続され、電光変換器２０４，２０５，２０６から３号車内の光電変換器３０４，３０５，３０６へ光ファイバ４０４，４０５，４０６を介して光学的に接続される。
光電変換器３０４，３０５，３０６は、３号車内において、電光変換器２０７，２０８，２０９に電気的に接続され、電光変換器２０７，２０８，２０９は４号車内の光電変換器３０７，３０８，３０９へ光ファイバ４０７，４０８，４０９を介して光学的に接続される。
【００１８】
光電変換器３０７，３０８，３０９は、４号車内において、電光変換器２１０，２１１，２１２に電気的に接続され、電光変換器２１０，２１１，２１２は５号車内の光電変換器３１０，３１１，３１２へ光ファイバ４１０，４１１，４１２を介して光学的に接続される。
光電変換器３１０，３１１，３１２は、５号車内において、電光変換器２１３，２１４，２１５に電気的に接続され、電光変換器２１３，２１４，２１５は６号車内の光電変換器３１３，３１４，３１５へ光ファイバ４１３，４１４，４１５を介して光学的に接続される。
【００１９】
光電変換器３１３，３１４，３１５から各汎用パソコン１０，２０のそれぞれのキャプチャーボード１１，２１へ電気的に接続される。
各電光変換器２０４〜２１５は、画像データを電気信号から光信号に変換する機能を有し、また、各光電変換器３０４〜３１５は、画像データを光信号から電気信号に変換する機能を有する。
【００２０】
従って、２台のＣＣＤカメラ７，８で撮像した画像データは、シールドされた同軸ケーブル１０４，１０５を伝送し、電光変換器２０４，２０５，２０７，２０８，２１０，２１１，２１３，２１４で電気信号から光信号に変換され、光ファイバ４０４，４０５，４０７，４０８，４１０，４１１，４１３，４１４を伝送し、光電変換器３０４，３０５，３０７，３０８，３１０，３１１，３１３，３１４で電気信号に変換され、キャプチャーボード２１を経て汎用パソコン２０に入力される。
また、ラインセンサ９で撮像した画像データは、シールドされた同軸ケーブル１０６を伝送し、電光変換器２０６，２０９，２１２，２１５で電気信号から光信号に変換され、光ファイバ４０６，４０９，４１２，４１５を伝送し、光電変換器３０６，３０９，３１２，３１５で電気信号に変換され、キャプチャーボード１１を経て汎用パソコン１０に入力される。
【００２１】
汎用パソコン１０，２０には、切替器３０を介して、キーボード３１、液晶表示装置（ＬＣＤ）３２、マウス３３が切り替え可能に接続され、ハブ４０を介して汎用パソコン１０，２０間にＬＡＮが構築されている。
また、各汎用パソコン１０，２０には、それぞれ、ハードディスク１２，２２及び磁気テープ記録装置１３，２３が接続されている。
従って、ＣＣＤカメラ３，４，７，８、ラインセンサ５，９で撮像した画像データは汎用パソコン１０，２０に入力されて、ハードディスク１２，２２及び磁気テープ記録装置１３，２３に記録される。
【００２２】
また、汎用パソコン１０には、新幹線の走行距離・速度を示す信号が自動列車制御装置から入力され、これらの信号は各車両の位置、つまり、パンタグラフ近傍を示す位置へ補正変換した上で画像データと合わせて記録される。
磁気テープ記録装置１３，２３で記録された磁気テープは、図３に示す地上装置に送られる。磁気テープに代えて、そのほかの記録媒体を用いることもできる。着脱自在なハードディスクドライブ（ＨＤＤ）ユニットを用いても良い。
【００２３】
ここで、同軸ケーブル１０１，１０２，１０３，１０４〜１０６はシールドされているので、パンタグラフ近傍の強電磁界環境条件下においても、安定して画像データを伝送することが可能である。
また、光ファイバ４０１〜４１５は、パンタグラフ１から離れた位置に配置されているため、強電磁界の影響を受けない。
２号車から６号車までは長距離であるので、電光変換器２０４〜２１５又は光電変換器３０４〜３１５の何れかには、信号強度の低下を回復する程度の増幅機能を持たせると良い。
なお、信号強度の低下が無視できる程度であれば、３号車から５号車における電光変換器２０７〜２１５又は光電変換器３０４〜３１０を省略して、光ファイバで直接に光伝送するようにしても良い。
【００２４】
地上の事務所内には、図３に示すように、ファイルサーバー５０、検測処理端末６０、ＣＲＴ７０、スイッチングハブ８０及びプリンタ９０よりなる地上装置が設置されている。
ファイルサーバー５０、検測処理端末６０は、スイッチングハブ８０を介してＬＡＮが構築されている。
ファイルサーバー５０には、各汎用パソコン１０，２０で記録された磁気テープから画像データがロード（蓄積）され、データベース化される。
検測処理端末６０は、ファイルサーバー５０に蓄えられた画像データを画像処理し、検測計算が行われる。
【００２５】
検測計算としては、トロリ線、支持物の画像処理を行い、７項目を検測・速度・距離情報より測定点の位置を計算することを含む。
更に、検測結果はＣＲＴ７０に表示され、また、プリンタ９０により印字される。
ファイルサーバー５０、検測処理端末６０としては、汎用パソコンを利用し、オペレーションシステム（ＯＳ）も一般的なものを使用することができる。
【００２６】
上記実施例では、事務所内に設置した検測処理端末６０であるパソコンで検測処理を行っていたが、新幹線に車載している汎用パソコン１０，２０が十分な処理能力を有するのであれば、汎用パソコン１０，２０で検測処理を行っても良い。
更に、汎用パソコン１０，２０として可搬パソコンを使用すれば、画像データと共に汎用パソコン１０，２０を事務所へ移動させて検測処理を行わせることもできる。
【００２７】
上述したように、本実施例によれば以下の効果を奏する。
（１）新幹線電気軌道総合試験車「ドクターイエロー」などの検測専用車両を用いる必要がない。
（２）架線保線業務におけるコストダウンが図れる。
（３）営業時間内の検測が可能である。
（４）検測結果を電子データで保存できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、新幹線に限らず、その他一般の列車においても、トロリ線、パンタグラフの動的状態を診断するために広く利用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施例に係る架線検測システムの全体概念図である。
【図２】本発明の一実施例に係る架線検測システムの入出力線図である。
【図３】本発明の一実施例に係る架線検測システムの地上装置の概念図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  パンタグラフ
２  トロリ線
３，４，７，８  ＣＣＤカメラ
５，９  ラインセンサ
６  照明装置
１０，２０  汎用パソコン
３０  切替器
４０  ハブ
５０  ファイルサーバー
６０  検測処理端末
７０  ＣＲＴ
８０  スイッチングハブ
９０  プリンタ
１０１〜１０６  同軸ケーブル
３０１〜３１５  光電変換器
２０１〜２１５  電光変換器
４０１〜４１５  光ファイバ
【図１】
2006248412.tif 000003
【図２】
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【図３】
2006248412.tif 000005