(57)【要約】 【課題】    簡単な撮影手段ですみ、準備に手間が掛からない車両の車輪検査装置を提供することである。  【解決手段】    車両の進入を検出する検知手段１１と、検知手段１１による車両検出に係る出力信号に基づいて車両２における車輪４ａ，５ａを撮像して画像データを得る撮像手段２２と、撮像手段２２で得た画像データの画像処理手段３２を有する車両の車輪検査装置１０であり、車輪を映す凹面鏡２１を設け、撮像手段２２は凹面鏡２１に映った車輪４ａ，５ａの像を撮像するようにした。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の進入を検出する検知手段と、該検知手段による車両検出に係る出力信号に基づいて該車両における車輪を撮像して画像データを得る撮像手段と、該撮像手段で得た画像データの画像処理手段を有する車両の車輪検査装置において、  
該車輪を映す凹面鏡を設け、該撮像手段は該凹面鏡に映った該車輪の像を撮像するものであることを特徴とする車両の車輪検査装置。  
【請求項２】
請求項１に記載の車両の車輪検査装置において、該凹面鏡はその焦点距離が該車輪の円周長より長いものであることを特徴とする車両の車輪検査装置。  
【請求項３】
請求項２に記載の車両の車輪検査装置において、該撮像手段は該検知手段の該出力信号に基づいて該車輪が該凹面鏡の焦点距離以内に入ったところで該凹面鏡に映った該車輪の像を撮像するようになされていることを特徴とする車両の車輪検査装置。  
【請求項４】
請求項３に記載の車両の車輪検査装置において、該撮像手段は該車両の進行に伴い該凹面鏡に映る該車輪の全円周の像を適宜な時間間隔で撮像して該車両における車輪の全周を複数個に分割して撮像して画像データを得るものであることを特徴とする車両の車輪検査装置。  
【請求項５】
請求項１に記載の車両の車輪検査装置において、該凹面鏡はその焦点距離が該撮像手段における焦点距離より長いものであることを特徴とする車両の車輪検査装置。  
【請求項６】
請求項５に記載の車両の車輪検査装置において、該凹面鏡の焦点距離は該撮像手段における焦点距離のほぼ１００倍の長さを有するものであることを特徴とする車両の車輪検査装置。  
【請求項７】
請求項５に記載の車両の車輪検査装置において、該撮像手段は自動焦点調整機能を備えたものであることを特徴とする車両の車輪検査装置。  
【請求項８】
請求項１に記載の車両の車輪検査装置において、該凹面鏡は該車輪との正対設置角を該車両の進行に合わせて移動させる設置角調整手段上に設けてあり、該カメラの視野中心は該凹面鏡の中心位置に向けてあることを特徴とする車両の車輪検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の車輪検査装置に係り、特に、車両の進入を検出する検知手段と、この検知手段による車両検出に係る出力信号に基づいて車両における車輪を撮像して画像データを得る撮像手段と、この撮像手段で得た画像データの画像処理手段とを有する車両の車輪検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
走行中の列車が急ブレーキを掛けると、車輪の踏面はレールとの摩擦で摩耗を生じ、車輪の踏面にフラットと呼ばれる傷ができる。このフラットは走行時の振動や騒音の発生原因であるため、速やかにこれを発見し車輪を削りとる必要がある。
【０００３】
車両基地に停車している車両の車輪を検査員により目視で検査することがフラット発見の最も確実な方法であるが、大変手間がかかる上に停止した状態で確認できるのは車輪全周に対してその一部のみである。
【０００４】
最近は検査業務を省力化する手段として、撮像手段を用いて車輪全周にわたる画像を撮影し、画像処理を利用して車輪検査を自動的に行うものとして、特許文献１に開示のものがある。
【０００５】
【特許文献１】特開平7−１７４６７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術は、車輪踏面の一周分の画像を得るために、車輪検知センサ，照明装置およびカメラなど撮像機材のセットを複数台レールの両側に並べておき、車輪の全周を複数個に分割して撮像して得た画像データで車輪踏面の検査をするというものである。
【０００７】
車輪踏面の一周分の撮影に複数の撮像機材セットが必要で、車輪検査装置の装置コストが高いだけでなく、個々のカメラについて設置作業や調整作業が必要で、準備に手間が掛かる。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、簡単な撮影手段ですみ、準備に手間が掛からない車両の車輪検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の特徴とするところは、車両の進入を検出する検知手段と、該検知手段による車両検出に係る出力信号に基づいて該車両における車輪を撮像して画像データを得る撮像手段と、該撮像手段で得た画像データの画像処理手段を有する車両の車輪検査装置において、該車輪を映す凹面鏡を設け、該凹面鏡に映った該車輪の像を該撮像手段で撮像することにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、焦点距離の長い凹面鏡を用いることで、車輪の全円周を１個の凹面鏡で映すことができる。従って、1台のカメラで車輪の全円周を撮像することができ、撮像機材の大幅削減を図ることができる。
【００１１】
片側１個の車輪の全円周について１台のカメラで対応できるから、設置作業や調整作業も簡略化され、大きな業務の省力化と作業環境の改善が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に示した本発明の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の一実施形態である車輪検査装置１０を示している。
【００１４】
図１の車輪検査装置１０は、レール１ａ，１ｂ上を図１において右から左に向けて走行する列車２における片側の車輪を撮像するものであり、他方の車輪を撮像する車輪検査装置は図示を省略してあるが、図示した車輪検査装置１０とは列車の進行方向におけるレールの中心に対し鏡面対象の配置を採るように設けられている。なお、列車２は先頭の台車３で図示を代表させており、台車３は車輪４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂを備えている。
【００１５】
列車２の進入は車両検知センサ１１で検知し、列車２の退出は車両検知センサ１２で検知する。レール１ａの両側に、列車２の車輪４ａが光軸を遮ることで列車２の走行速度を検知する車両速度検知センサ１３を設けてある。
【００１６】
列車２における車体の先頭部には、列車編成番号等の車両情報を発信する発信器１４を設けてあり、地上側には列車編成番号等の車両情報を受信するための受信器１５を設けてある。
【００１７】
２１は列車２の走行に合わせてレール１ａ上の各車輪４ａ，５ａを映す凹面鏡であり、凹面鏡２１はレール１ａの外側へ距離Ｌａだけ離れた位置に設置してある。２２は、凹面鏡２１に映った各車輪４ａ，５ａの像を撮像する撮像手段（ＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラ）である。
【００１８】
各車輪４ａ，５ａは円筒形状であり、一回の撮影（撮像）で各車輪４ａ，５ａの全周を撮影できないため複数回に分けて撮影する。この実施形態では、カメラ２２は、各車輪４ａ，５ａが走行して一周する間に、図２に示すように各車輪４ａ，５ａの全円周（円周長Ｌ０）を４分割した場合の各領域の中央位置Ｐ１〜Ｐ４で各車輪４ａ，５ａを分割して撮像し、４枚の画像を得る。
【００１９】
一つの車輪の鮮明な画像が得られる範囲が車輪の前面部で１２０度以上あれば、４枚撮影することで一つの車輪の全周を漏れなく撮影することができる。
【００２０】
各車輪４ａ，５ａに対する撮影開始タイミングを決めるために車輪検知センサ２３を、そして撮影終了のタイミングを決めるために車輪検知センサ２４をそれぞれ設けてある。
【００２１】
カメラ２２は位置Ｐ１において撮像するので、位置Ｐ２〜Ｐ４での撮像は各車輪４ａ，５ａが走行で回転し順次位置Ｐ１の場所に移動したときに行われる。
【００２２】
中央位置Ｐ１〜Ｐ４はカメラ２２の各車輪４ａ，５ａに対する撮像中心位置であり、二つの車輪検知センサ２３,２４の間を撮影区間（間隔Ｌ1）とする。各中央位置Ｐ１〜Ｐ４は、レール１ａ上に展開するとカメラ２２のレール１ａ上での撮像位置となり、撮影区間の間隔Ｌ1は、撮像位置Ｐ１〜Ｐ４の間隔Ｌ２より大きめに設定してある。なお、撮像位置Ｐ１から撮像位置Ｐ４までの円周上の長さは、各車輪４ａ，５ａの全円周（円周長Ｌ０）の７５％である。
【００２３】
車輪検知センサ２３の位置よりも最初の撮像位置Ｐ１を進行方向に置いたのは、後述する撮像制御部での信号処理における時間遅れを配慮したもので、各撮像位置Ｐ１〜Ｐ４は車両速度検知センサ１３で得る列車２の走行速度を反映させたタイミングとして設定される。
【００２４】
カメラ２２は各車輪４ａ，５ａがレール１ａのＰ１〜Ｐ４に位置するときに凹面鏡２１に映った各車輪４ａ，５ａの像を撮像するようにしてあり、従って凹面鏡２１はレール１ａのＰ１〜Ｐ４の中央位置に光軸を向けてある。
【００２５】
カメラ２２は，レール１ａから距離Ｌｂだけ離れ，凹面鏡２１から距離Ｌｃだけ離れた位置に設置し、その光軸は凹面鏡２１の中心に向けてある。ここで、距離Ｌｃは凹面鏡２１の焦点距離Ｆとしてある。この配置によりカメラ２２で得た像の歪みは小さく、レール１ａのＰ１〜Ｐ４の位置において各車輪４ａ，５ａの像を正確に得ることができる。
【００２６】
床下機器が多い列車などでは、列車の走行を支援する地上機器をレール周辺に設置する際の建築限界は厳しいことが多いが、凹面鏡２１は各車輪４ａ，５ａを映し、カメラ２２はその光軸を凹面鏡２１の中心に向けてあれば良いので、凹面鏡２１やカメラ２２はレールから離して設置することができ、厳しい建築限界にも十分対処することができる。
【００２７】
凹面鏡２１はその焦点距離Ｆが間隔（撮影区間）Ｌ1よりも長いものとし、各車輪４ａ，５ａの円周長Ｌ０より大きいものを用いている。
【００２８】
また、各車輪４ａ，５ａの鮮明な像をカメラ２２で得られるように、レール１ａから距離Ｌｄだけ離れた位置に照明用のライト２５を設けてある。図１では撮像位置Ｐ１に対する１個のライト２５のみを示したが、他の撮像位置Ｐ２〜Ｐ４に対してもライトを設けてある。ライト２５は、省エネのため撮像タイミングに合わせて発光するストロボを用いているが、撮像中は常時点灯してあっても良い。
【００２９】
図３に、車輪正面方向からみた凹面鏡２１の配置と形状を示す。  
図３の実施形態では各車輪４ａ，５ａを正面前方から凹面鏡２１に映し、カメラ視野に入れて撮影するため、凹面鏡２１の中心高さを各車輪４ａ，５ａの車軸（図示せず）高さＨ１と等しい高さに設置してある。また、各車輪４ａ，５ａを下方向からカメラ視野に入れる場合には、凹面鏡２１の中心高さを車軸高さＨ１より下側に設置する。
【００３０】
凹面鏡２１の形状と大きさは写し取るカメラ視野の大きさに関連して設定するが、カメラ２２の撮像素子形状が角型であることから角型の凹面鏡を用い、各車輪４ａ，５ａの全体像がカメラ視野内に収まるように、凹面鏡２１の高さＨ２は車輪径Ｄより少し大きくしてある。
【００３１】
凹面鏡２１の水平方向の幅は、凹面鏡２１とカメラ２２からなる撮像装置のレール１ａに対する水平面での設置角θ（後述）に基づいて設定する。設置角θを小さくすれば、各車輪４ａ，５ａの全体像が収まるカメラ視野を小さくすることができ、凹面鏡２１の小型化ができる。
【００３２】
凹面鏡２１の設置に制約がない場合、円形の凹面鏡２１Ａを用いることもできる。凹面鏡２１はカメラ２２における撮像素子に対しカメラ視野を有効に収めるためにカメラ２２における撮像素子と相似形となったものが好ましい。
【００３３】
次に、凹面鏡２１に映る各車輪４ａ，５ａの像を撮像カメラ２２で撮像することについて、図４に従ってカメラ２２の撮像素子２２ａ上に映る被写体（車輪４ａ，５ａ）の撮影倍率Ｍで説明する。
【００３４】
図４において、被写体である車輪４ａは凹面鏡２１から距離Ａの位置にあり、凹面鏡２１と撮影区間の関係から被写体（車輪）４ａは凹面鏡２１の焦点距離Ｆ内にある。凹面鏡２１で作られる被写体４ａの像Ｘと凹面鏡２１間との距離Ｂは、光学系の公式からＡ，Ｂ，Ｆの間に数1の関係式があり、また、そのときの像倍率Ｍ１は数２より求められる。
【００３５】
１／Ａ＋１／Ｂ＝１／Ｆ              …数１
Ｍ１＝Ｂ／Ａ＝Ｆ／（Ａ−Ｆ）        …数２
被写体４ａが凹面鏡２１の焦点距離Ｆ内にある条件Ａ＜Ｆを数1に代入すると、数3の関係式が得られ、数３からＢは負数となり被写体４ａの像Ｘは虚像となる。すなわち、凹面鏡２１の裏側の位置に虚像ができる。
【００３６】
また、Ａ＜Ｆの条件を数２に代入して像倍率Ｍ１の絶対値を計算すると、Ｍ１＞１になり、凹面鏡２１でできる虚像Ｘは被写体４ａよりも大きくなる性質がある。
【００３７】
１／Ｂ＜１／Ｆ−１／Ａ＜０          …数３
次いで、凹面鏡２１に映った虚像Ｘを被写体としてカメラ２２で撮影する場合、被写体Ｘとカメラ２２のレンズ２２ｂ間の距離aとカメラ２２のレンズ２２ｂから撮像素子２２ａまでの距離bは，光学系の公式より数４の関係式がある。ここでfはカメラ２２のレンズ２２ｂの焦点距離で、そのときの像倍率Ｍ２は数5より求められる。
【００３８】
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ              …数４
Ｍ２＝ｂ／ａ＝ｆ／（ａ−ｆ）        …数５
カメラ２２を凹面鏡２１の焦点距離Ｆのところに設置する場合、カメラ２２のレンズ２２ｂから虚像Ｘまでの距離ａは数６で表示される（被写体は虚像Ｘであるため、負数の距離Ｂの前に負符号を付けて、正数化する）。
【００３９】
ａ＝−Ｂ＋Ｆ                        …数６
凹面鏡２１の焦点距離Ｆとカメラ２２の焦点距離ｆの関係をＦ＞ｆと設定し、カメラ２２の像倍率Ｍ２を計算すると、Ｍ２＜1になり，カメラ２２では、逆に凹面鏡２１の虚像を小さく撮像する。
【００４０】
被写体４ａが凹面鏡２１を介して最終的にカメラ撮像素子２２ａに撮影されるときの総合倍率ＭはＭ１×Ｍ２で求められるので、数１〜数６の関係式より総合像倍率Ｍを求めると数7が得られる。
【００４１】
Ｍ＝−ｆ／｛Ｆ+（Ａ／Ｆ−１）×ｆ｝  …数７
数７において、被写体４ａが移動する位置範囲（０＜Ａ＜Ｆ）に対する総合倍率Ｍの変化を計算する。
【００４２】
被写体４ａが凹面鏡２１に最も接近した場合（Ａ≒０）の総合倍率Ｍ０は数８で近似できる。
【００４３】
Ｍ０≒−ｆ／（Ｆ−ｆ）                …数８
一方、被写体４ａが凹面鏡２１から最も離れた場合（Ａ≒Ｆ）の総合倍率ＭＦは数９で近似できる。
【００４４】
ＭＦ≒−ｆ／Ｆ                        …数９
この結果、被写体（車輪）４ａの走行移動に伴う総合倍率Ｍは、Ｍ０〜ＭＦの間で変化する。
【００４５】
数８および数９の総合倍率Ｍ０，ＭＦに着目すると、凹面鏡２１の焦点距離Ｆとカメラ２２のレンズ２２ｂの焦点距離ｆが同程度の値であれば、Ｍ０〜ＭＦは１〜無限大までの範囲で変化する。一方、凹面鏡２１の焦点距離Ｆがカメラ２２のレンズ２２ｂの焦点距離ｆより１０〜１００倍程度大きい場合には、Ｍ０〜ＭＦの変化は１〜１０％程度と小さくなる。
【００４６】
上記したように凹面鏡２１の焦点距離Ｆは各車輪４ａ，５ａの円周長より少し大きいものを用いており、６６０〜８８０ｍｍの車輪径Ｄに対応するには、凹面鏡２１の焦点距離Ｆは２５００〜３５００ｍｍ程度が好適である。
【００４７】
一方、カメラ２２におけるレンズ２２ｂの焦点距離ｆは撮像素子２２ａの大きさとカメラ視野との関連で最適値が決まるが、通常２５ｍｍ程度のものが標準レンズとして使いやすい。これらを組合せると焦点距離比Ｆ／ｆは１００倍程度となり、被写体４ａの移動に伴うカメラ２２の撮像素子２２ａ上での総合倍率Ｍの変化は１％程度と小さくなる。
【００４８】
従って、凹面鏡２１とカメラ２２とを組合すことにより撮影区間における各車輪４ａ，５ａの位置によらず、ほぼ一定な撮影倍率となる撮影条件を得ることができる。
【００４９】
被写体にカメラを直接向けて希望とする大きさの像を得るには、被写体が遠方にあるときは望遠レンズを装着したカメラとし、また近くにあるときは広角レンズを装着したカメラと云うように、被写体とカメラの距離に応じてカメラかレンズを交換する必要がある。
【００５０】
本実施形態によれば、被写体４ａ，５ａの位置に係らず１台のカメラで撮像することができる。被写体４ａ，５ａが移動するものであるだけに、カメラかレンズを交換する必要がないことは、撮像が容易であるだけでなく、移動に合わせて多くの像を必要に応じて得ることができる利点を備えている。
【００５１】
カメラでは、通常、被写体が無限遠方にあるとき、被写体の像はカメラレンズの焦点位置上に結像するが、被写体がカメラに接近して像倍率が変化すると、その合わせ焦点位置は像倍率に応じてカメラレンズの焦点位置から後方に移動する。このためカメラレンズの焦点合わせが必要で、鮮明な画像を得るためには焦点距離を自動調整する機構を備えたカメラが好ましい。
【００５２】
また、凹面鏡２１の像倍率Ｍ１は被写体４ａが凹面鏡２１に近づくにつれて小さくなるが、カメラ２２の像倍率Ｍ２は大きなものとなり、補完しあうので、カメラ２２で捉える像の大きさは被写体４ａの位置が変わっても、変化の度合いは小さく、被写体４ａの位置変化に係らずカメラ２２でほぼ同じ大きさの像を撮影することができる。
【００５３】
従って、後述する画像処理において画像データの取り扱いが楽で、複雑な画像処理を必要としないので画像処理に時間が掛からない。
【００５４】
図５は、車輪検査装置１０のブロック図である。
【００５５】
３１は制御装置で、凹面鏡２１を介して車輪４ａ，５ａを撮影するカメラ２２、車輪４ａ，５ａを均一に照明するための複数のライト２５、車両の進入と退出を検知する車両検知センサ１１，１２、車両速度を検出する車両速度検知センサ１３、撮影開始及び撮影終了の各タイミングを決定するための車輪検知センサ２３，２４、列車編成番号等の車両情報を受信するための受信器１５および画像処理装置３２と接続されており、双方向にデジタル信号でデータ伝送するようになっている。制御装置３１，画像処理装置３２での処理状況はモニタ画面３３で表示している。
【００５６】
次に、車輪検査装置１０における全体の動作を説明する。
【００５７】
先ず、車両検知センサ（進入側）１１が列車２の進入を検知すると、その検知信号に基づいて、車両速度検知センサ１３，列車編成番号等の車両情報を受信するための受信器１５，車輪検知センサ（開始側）２３と車輪検知センサ（終了側）２４が起動され、車輪４ａの有無の検出を開始する。同時にカメラ２２、ライト２５が起動され撮影可能状態になる。
【００５８】
この状態で、車両速度検知センサ１３の検出信号や受信器１５で受信した列車編成番号等の列車情報は、制御装置３１の記憶装置に記憶しておく。
【００５９】
車輪検知センサ（開始側）２３が車輪４ａを検知すると、カメラ２２は予め設定した待ち時間を経て連続撮影を開始する。車輪検知センサ（終了）２４が車輪を検出すると１つの車輪４ａの撮影を終了する。但し、車両検知センサ（退出側）１２が列車２の退出を検出するまでは、各センサ等は起動状態を保持している。
【００６０】
撮影区間を通過する列車２の走行速度は大略一定と見做せるので、撮影位置を厳密に決める必要はなく、一定の撮影時間間隔毎に複数回撮影することで車輪４ａ，５ａの全周を撮影できる。
【００６１】
制御装置３１は、車両速度検知センサ１３からの信号により車両速度を計算し、車両速度に適した撮影条件（予め設定されている撮影枚数，車輪検知後撮影開始までの待ち時間、撮影時間間隔など）をカメラ２２へ設定する。ここで、撮影枚数は、列車２における車両編成（連結している車両数）や車輪１個での撮影枚数や撮影したい車両の指定などで決まり、撮影時間間隔は１両の車両における台車の間隔や台車１両毎の車軸間隔などによって決まる。
【００６２】
カメラ２２では予め設定された枚数を撮影（撮像）するまで撮影を続け、撮像の度にカメラ２２内の記憶部に画像データを保管しておき、全ての撮影を終了してから制御装置３１の要求に応じて各画像データを転送し、制御装置３１では一つの車輪の画像データとして編集し、車両編成番号，車輪番号，測定日時等のデータと共に画像処理装置３２に転送し、画像処理装置３２は一旦画像処理装置３２内の記憶部に格納して、公知の技術で順次各画像データについて所望の画像処理を遂行して、後述するように画像の状態から各車輪４ａ，５ａにおける踏面でのフラットの有無や大きさなどを判断し、判定結果をモニタ画面３３に表示する。
【００６３】
なお、以上の説明はレール１ａを走行する台車３の片側の車輪についてのものであり、レール１ｂを走行する台車３の他の片側の車輪についても同様な車輪検査装置で実施されるが、車両検知センサ１１，１２，車両速度検知センサ１３，受信器１５，制御装置３１，画像処理装置３２及びモニタ画面３３などは、共用することができる。
【００６４】
次に、図６によりカメラ２２で得た車輪４ａ，５ａの画像について説明する。
【００６５】
図６（ａ）は図１に示す位置Ｐ１での車輪４ａのカメラ２２で得た画像Ｓ１で、レール１ａに対する凹面鏡２１とカメラ２２の配置関係から、車輪４ａは画像Ｓ１の左側に映る。図１における位置Ｐ４での撮像では、車輪４ａは画像Ｓ１を引用して説明すれば画像の右側に映っている必要がある。そこで、撮影枚数４に合わせて画像を４領域に区分し、列車２の走行速度と１回に撮影する画像の大きさを調整することにより、位置Ｐ１では領域Ｒ１に、続く位置Ｐ２での撮影では次の画像における領域Ｒ２に、と云うように各領域Ｒ１〜Ｒ４に順次車輪４ａが映り込むようにする。
【００６６】
こうして得た４枚の画像について、図５に示した画像処理装置３２で各画像における各領域Ｒ１〜Ｒ４に映った車輪４ａの画像を取り出して、図６（ｂ）に示すように１枚の画像Ｓ０に入るように編集する。この編集においては、位置Ｐ１での画像は位置Ｐ４での画像に較べてやや小さく撮像されているので、準備として各位置での画像を試写し大きさの比率を測定してこの比率を画像処理装置３２の記憶部に格納しておき、実際の各画像についてモニタ３３に表示する場合には各位置Ｐ１〜Ｐ４での画像の大きさが揃うように上記の比率に従って自動調整するプログラムを画像処理装置３２に持たせておくとよい。
【００６７】
こうしてできた画像Ｓ０をモニタ３３で表示すると、１個の車輪４ａについて、全周を１枚の画面に表示することができ、車輪踏面にフラットがあるか否か、一目で知ることができる。一例として、図６（ｂ）の領域Ｒ３にフラットＴを生じたことを示した。
【００６８】
画像処理装置３２でフラットＴの面積や長さを算定し、制御装置３１で基準を超えるものについては車輪を削りフラットＴを消す必要があるかどうかの判定をして、その判定結果をフラットＴを生じている車輪番号とともにモニタ３３に表示する。
【００６９】
なお、レール１ｂを走行する車輪４ｂの場合は、車輪４ｂ，５ｂ用の車輪踏面検査装置の配置が対称であるので、図６の左右を逆転した形で撮像されている。
【００７０】
以上説明したように、本発明によれば車両の車輪検査装置は簡単な撮影手段ですみ、準備に手間が掛からない。
【実施例２】
【００７１】
図７は、他の実施形態になる車輪検査装置１０を示しており、図７において、図１に示したものと同一物には同一符号を付けている。
【００７２】
凹面鏡２１とカメラ２２はベース２７上に設置してあり、回転軸２８を中心に凹面鏡２１とカメラ２２からなる撮影装置のレール１ａに対する水平面での設置角θを調整可能としている。ベース２７は図示していない回転駆動機構を備えており、制御装置３１は列車２の走行に伴うカメラ２２での各撮影タイミングに合わせて凹面鏡２１が車輪４a,５aに正対するようにベース２７の位置を変え、設置角θの調整を行う。
【００７３】
車輪４a,５aの一部を拡大して撮影する場合、カメラ視野が図1の例より相対的に狭くなるため、一度に一つの車輪が一周する際の車輪の移動範囲を同一のカメラ視野内に収めることができない。このため、何回かに分けて凹面鏡２１とカメラ２２の設置角θを所定の位置に設定する。
【００７４】
次に動作を説明する。先ず、列車２の進入を車両検知センサ（進入側）１１が検知すると、その検知信号に基づいて車両速度検知センサ１３,車輪検知センサ（開始側）２３と車輪検知センサ（終了側）２４を起動し、車輪の有無の検出を開始する。同時にカメラ２２,ライト２５,ベース２７が起動され、撮影可能状態になる。
【００７５】
この状態で、車輪検知センサ（開始側）２３が車輪４aを検知すると、カメラ２２は予め設定した待ち時間をへて連続撮影を開始する。車輪検知センサ（終了）２４が車輪４aを検出すると１つの車輪の撮影を終了する。但し、車両検知センサ（退出側）１２が車両の退出を検出するまでは、各センサ等は起動状態を保持している。
【００７６】
撮影区間を通過する列車２の速度は大略一定であり、撮影位置を厳密に決める必要はなく、一定の撮影時間間隔毎に複数回撮影することで車輪の全周を撮影する。車両速度検知センサ１３からの信号により、制御装置３１は車両速度を計算し、車両速度に適した撮影条件（予め設定されており、撮影枚数、車輪検知後撮影開始までの待ち時間、撮影時間間隔、ベース２７の設置角θなど）をカメラ２２およびベース２７へ設定する。
【００７７】
列車２の走行に合わせて予め設定した時間間隔毎に連続的に車輪踏面を撮影し、かつベース２７を所定量毎微動させて設置角θを調整して、一つの車輪の全周について凹面鏡２１を車輪４a,５aに正対させ、撮影をしていく。
【実施例３】
【００７８】
図８は、さらに他の実施形態になる車輪検査装置１０を示しており、図８において、図１に示したものと同一物には同一符号を付けている。
【００７９】
凹面鏡２１は回転するベース２７Ａ上に設置してあり、ベース２７Ａの回転軸２８は凹面鏡２１の中心位置に一致させてあり、ベース２７Ａは図示していない回転駆動機構を備えており、凹面鏡２１のレール１ａに対する水平面での設置角θを調整可能としている。カメラ２２は凹面鏡２１の中心位置（回転軸２８の中心）に向けて地上に固定してある。図７に示した実施例との相違点は、凹面鏡２１が車輪４a,５aに正対するように列車２の進行に合わせて回転するが、カメラ２２は回転しないことである。カメラ２２の光軸は凹面鏡２１の中心に向けてあるので、凹面鏡２１に映る像は撮像することができる。
【００８０】
車輪４a,５aの一部を拡大して撮影する場合、カメラ視野が図1の例より相対的に狭くなるため、一度に一つの車輪が一周する際の車輪の移動範囲を同一のカメラ視野内に収めることができない。このため、何回かに分けて凹面鏡２１とカメラ２２の設置角θを所定の位置に設定し、複数回撮影することで車輪の全周を撮影する。
【００８１】
車両速度検知センサ１３からの信号により、制御装置３１は車両速度を計算し、車両速度に適した撮影条件（予め設定されており、撮影枚数、車輪検知後撮影開始までの待ち時間、撮影時間間隔、ベース２７Ａの設置角θなど）をカメラ２２およびベース２７Ａの回転駆動機構へ設定する。
【００８２】
列車２の走行に合わせて予め設定した時間間隔毎に連続的に車輪踏面を撮影し、かつベース２７Ａにより凹面鏡２１を所定量毎微動させて設置角θを調整して、一つの車輪の全周について凹面鏡２１を車輪４a,５aに正対させ、撮影をしていく。
【００８３】
この実施例では、凹面鏡２１の駆動のみで済むため、駆動機構を小型化できる。
【実施例４】
【００８４】
図９は、またさらに他の実施形態になる車輪検査装置１０を示しており、図９において、図１に示したものと同一物には同一符号を付けている。
【００８５】
図１の実施形態では、進行する列車２における車輪の前側から凹面鏡２１に車輪の像が映るように設置しているが、図８の実施形態では遠ざかっていく車輪４ａ，５ａの像が凹面鏡２１に映るように車輪検査装置１０を設置している。
【００８６】
このようにして得られる各車輪４ａ，５ａの画像は、位置Ｐ１が凹面鏡２１に最も近いため、位置Ｐ１が凹面鏡２１に最も遠い場合の図６を左右反転した形になる。
【００８７】
この実施形態では、列車２の床下機器が視野障害となって前側からでは車輪が隠される場合に、裏側から車輪撮像するもので、１回の列車走行において漏れなく車輪検査が可能となる。
【００８８】
以上各実施形態では、各車輪４ａ，５ａについて全周をそれぞれ４枚ずつに分割して撮像しているが、分割枚数は４枚に限定されるものではない。また、車両として列車を用いたが、自動車などのタイヤを撮像して溝の模様などからタイヤの磨耗具合を判定するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明車輪検査装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１に示したカメラで車輪を撮影する状況を説明する図である。
【図３】図１に示した凹面鏡の車輪に対する設置状況を説明する図である。
【図４】図１に示した車輪検査装置の光学的配置を説明する図である。
【図５】図１に示した車輪検査装置のブロック図である。
【図６】図１に示したカメラで得た車輪の画像を説明する図である。
【図７】本発明車輪検査装置の他の実施形態を示す図である。
【図８】本発明車輪検査装置のさらに他の実施形態を示す図である。
【図９】本発明車輪検査装置のまたさらに他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ａ，１ｂ…レール  
２…列車  
３…台車  
４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ…車輪  
１０…車輪検査装置  
１１…車両検知センサ（進入側）  
１２…車両検知センサ（退出側）  
１３車両速度検知センサ  
１５…受信器  
２１…凹面鏡  
２２…カメラ  
２２ａ…撮像素子  
２２ｂ…カメラレンズ  
２３…車輪検知センサ（進入側）  
２４…車輪検知センサ（退出側）  
２５…ライト  
３１…制御装置  
３２…画像処理装置
【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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