(57)【要約】【課題】軌道上を走行する鉄道車両の動的動揺測定を軌道の画像と対応付けて行うことができ、しかも製造コストを低く抑え、かつサイズを小さくすることができるとともに、撮影される画像を高画質なものとすることができる車両動揺測定システムおよびこれに用いて好適な画像同期装置を提供する。【解決手段】車両動揺測定システムは、加速度センサーなどを有する車両動揺測定装置３０と、加速度センサーなどにより選択された時間間隔毎に取得され、同期番号がそれぞれ付与されたセンサーデータの同期番号を選択された時間間隔毎に音声レベル信号に変換するデジタル／アナログ変換回路を有する画像同期装置１０と、車両に搭載されたビデオカメラなどの撮像装置２０とを有する。車両動揺測定装置３０の同期番号の出力端子と画像同期装置１０の入力端子とを接続し、画像同期装置１０の音声レベル信号の出力端子と撮像装置２０の音声入力端子とを接続する。【選択図】図４
2015023370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択された時間間隔毎に取得され、同期番号がそれぞれ付与されたセンサーデータの上記同期番号を選択された時間間隔毎に音声レベル信号に変換するデジタル／アナログ変換回路を有することを特徴とする画像同期装置。
【請求項２】
上記画像同期装置は音声入力機能を有する撮像装置の音声入力端子が接続される出力端子を有し、上記デジタル／アナログ変換回路から出力される上記音声レベル信号は上記出力端子から出力されることを特徴とする請求項１記載の画像同期装置。
【請求項３】
上記同期番号はシリアル信号として上記画像同期装置の入力端子に送られることを特徴とする請求項１または２記載の画像同期装置。
【請求項４】
上記同期番号はシリアル通信規格のシリアル信号として上記画像同期装置の入力端子に送られることを特徴とする請求項３記載の画像同期装置。
【請求項５】
上記シリアル通信規格はＲＳ４８５、ＲＳ４２２ＡまたはＲＳ２３２Ｃであることを特徴とする請求項４記載の画像同期装置。
【請求項６】
上記同期番号を１２００Ｈｚまたは２２００Ｈｚの周波数信号に変換することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の画像同期装置。
【請求項７】
上記画像同期装置は、シリアル通信規格のシリアル信号として上記画像同期装置の入力端子に送られる上記同期番号をＴＴＬレベルの信号に変換するＴＴＬレベル変換回路を有し、このＴＴＬレベル変換回路の出力が上記デジタル／アナログ変換回路に入力されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の画像同期装置。
【請求項８】
移動体に搭載され、または、移動体に設置された、少なくとも一つのセンサーを有する測定装置と、
上記センサーにより選択された時間間隔毎に取得され、同期番号がそれぞれ付与されたセンサーデータの上記同期番号を選択された時間間隔毎に音声レベル信号に変換するデジタル／アナログ変換回路を有する画像同期装置と、
上記移動体に搭載され、または、上記移動体に設置された、上記画像同期装置の上記音声レベル信号が出力される出力端子に音声入力端子が接続された音声入力機能を有する撮像装置とを有することを特徴とする測定システム。
【請求項９】
上記センサーは加速度センサー、角速度センサー、傾斜センサー、速度センサー、温度センサー、湿度センサー、放射線センサー、ガスセンサーおよび騒音センサーからなる群から選ばれた少なくとも一つであることを特徴とする請求項８記載の測定システム。
【請求項１０】
上記撮像装置は光学カメラ、赤外線カメラ、蛍光カメラ、超音波カメラおよび放射線カメラからなる群から選ばれた少なくとも一つであることを特徴とする請求項８または９記載の測定システム。
【請求項１１】
上記測定装置は、車両に搭載され、または、車両に設置された車両動揺測定装置であることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか一項記載の測定システム。
【請求項１２】
上記測定装置は、鉄道車両に搭載され、または、鉄道車両に設置された車両動揺測定装置であることを特徴とする請求項１１記載の測定システム。
【請求項１３】
上記センサーは加速度センサー、角速度センサーおよび傾斜センサーからなる群から選ばれた少なくとも一つであることを特徴とする請求項１２記載の測定システム。
【請求項１４】
上記加速度センサーは、軌道上を走行する鉄道車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度を検出する３軸加速度センサーであることを特徴とする請求項１３記載の測定システム。
【請求項１５】
上記撮像装置はビデオカメラであることを特徴とする請求項１４記載の測定システム。
【請求項１６】
移動体に搭載され、または、移動体に設置された、少なくとも一つのセンサーを有する測定装置の上記センサーにより選択された時間間隔毎に取得され、同期番号がそれぞれ付与されたセンサーデータの上記同期番号をデジタル／アナログ変換回路により選択された時間間隔毎に音声レベル信号に変換するステップと、
上記移動体に搭載され、または、上記移動体に設置された、音声入力機能を有する撮像装置により撮影するとともに、上記撮像装置の音声入力端子に上記音声レベル信号を入力して録音するステップと、
上記撮像装置の上記音声入力端子に入力されて録音された上記音声レベル信号をアナログ／デジタル変換により上記撮像装置により撮影された画像と同期した同期番号に変換するステップと、
上記アナログ／デジタル変換により変換された上記同期番号を上記センサーデータに付与された上記同期番号と照合することにより上記センサーデータと上記画像とを同期することを特徴とする画像同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像同期装置、測定システムおよび画像同期方法に関し、例えば、鉄道車両の走行試験において軌道の状態を軌道の画像と対応付けて動的動揺測定で記録解析するのに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の走行試験において軌道の状態を動的動揺測定で記録解析することは、軌道の状態を正確に把握し、状態が悪い場合には適切な処置を施すことで軌道を良好な状態に維持し、乗客の乗り心地を良くしたり、車両の安全運転を実現する上で重要である。この動的動揺測定に際しては、加速度センサーなどにより動的動揺測定を行うだけでなく、動揺測定値と対応した軌道の画像を取得することが望ましい。
【０００３】
従来、動的動揺測定に加えて軌道の画像を取得する方法として、列車巡回ビデオ検査装置を使用して列車動揺検査を行う方法が知られている（非特許文献１参照。）。この列車巡回ビデオ検査装置は、乗務員室内に設置したＣＣＤカメラで取得した線路画像に、加速度センサーからの列車動揺値と、速度発電機およびデータデポから積算されるキロ程情報あるい検測者が自ら確認して押すキロ程情報とを記録し、音声を同時に録音して、それらの情報をＨｉ８方式のＶＴＲに記録する。
【０００４】
なお、本出願人は先に、車両の動揺測定を行うために、軌道上を走行する車両に設置され、上記車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度を検出する３軸加速度センサーと、上記車両に設置されるＧＰＳアンテナおよびＧＰＳ受信機とを有し、上記ＧＰＳアンテナにより上記ＧＰＳ受信機が受信するＧＰＳ信号により取得される位置情報と上記３軸加速度センサーにより検出される上記車両の前後方向の加速度とに基づいて上記車両の位置を補正するとともに、上記車両が駅に停止している時に計測者により入力される駅停止信号および上記車両が構造物を通過する時に計測者により入力される構造物信号により上記車両の走行距離を補正する車両走行動揺解析システムを提案した（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９９３２２２号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「新線路」、株式会社鉄道現業社、ｐｐ．１８〜２１、２００６年７月
【非特許文献２】［平成２５年７月８日検索］、インターネット〈http://www.m-system.co.jp/mstoday/plan/mame/b ＿network/9812/index.html 〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非特許文献１の列車巡回ビデオ検査装置は、製造コストが高く、サイズも大きいだけでなく、撮影される画像の画質が悪いため、線路の状態を正確に把握することが困難であるという問題があった。
【０００８】
そこで、この発明が解決しようとする課題は、軌道上を走行する鉄道車両の動的動揺測定、より一般的には各種の移動体に関する各種の物理量の動的測定を移動体周辺の画像と対応付けて行うことができ、しかも製造コストを低く抑え、かつサイズを小さくすることができるだけでなく、撮影される画像の画質を良好なものとすることができる測定システム、この測定システムに用いて好適な画像同期装置および画像同期方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明は、
選択された時間間隔毎に取得され、同期番号がそれぞれ付与されたセンサーデータの上記同期番号を選択された時間間隔毎に音声レベル信号に変換するデジタル／アナログ変換回路を有することを特徴とする画像同期装置である。
【００１０】
この画像同期装置は、典型的には、音声入力機能を有する撮像装置の音声入力端子が接続される出力端子を有し、上記のデジタル／アナログ変換回路から出力される音声レベル信号はその出力端子から出力される。同期番号は、典型的には、シリアル通信規格のシリアル信号として画像同期装置の入力端子に送られる。シリアル通信規格は、例えば、ＲＳ４８５、ＲＳ４２２ＡまたはＲＳ２３２Ｃであり、これらの中から必要に応じて選択されるが、中でもＲＳ４８５が好ましい。一つの典型的な例では、同期番号を１２００Ｈｚまたは２２００Ｈｚの周波数信号に変換し、「１」を１２００Ｈｚ、「０」を２２００Ｈｚとする。典型的な例では、画像同期装置は、シリアル通信規格のシリアル信号として画像同期装置の入力端子に送られる同期番号をＴＴＬレベルの信号に変換するＴＴＬレベル変換回路を有し、このＴＴＬレベル変換回路の出力がデジタル／アナログ変換回路に入力される。センサーデータを取得する時間間隔および音声レベル信号に変換する時間間隔は必要に応じて選ばれるが、例えば、センサーデータを取得する時間間隔は２ｍｓｅｃ、音声レベル信号に変換する時間間隔は１００ｍｓｅｃである。同期番号のビット数は必要に応じて選ばれるが、例えば６ビット以上１０ビット以下である。
【００１１】
また、この発明は、
移動体に搭載され、または、移動体に設置された、少なくとも一つのセンサーを有する測定装置と、
上記センサーにより選択された時間間隔毎に取得され、同期番号がそれぞれ付与されたセンサーデータの上記同期番号を選択された時間間隔毎に音声レベル信号に変換するデジタル／アナログ変換回路を有する画像同期装置と、
上記移動体に搭載され、または、上記移動体に設置された、上記画像同期装置の上記音声レベル信号が出力される出力端子に音声入力端子が接続された音声入力機能を有する撮像装置とを有することを特徴とする測定システムである。
【００１２】
移動体は、例えば、軌道上を走行する車両、具体的には、列車、電車（地下鉄電車を含む）、モノレール、新交通システム、ジェットコースター、リフト、ケーブルカーなどのほか、自動車（トラック、バス、乗用車など）、自動二輪車なども含まれる。センサーは、例えば、加速度センサー（前後方向の加速度、左右方向の加速度、上下方向の加速度を検知）、角速度センサー（ヨー、ロールを検知）、傾斜センサー（ピッチ、ロールを検知）、速度センサー（速度を検知）、温度センサー（温度を検知）、湿度センサー（湿度を検知）、放射線センサー（γ線などの各種放射線を検知）、ガスセンサー（各種のガスを検知）および騒音センサー（騒音を検知）からなる群から選ばれた少なくとも一つであるが、これに限定されるものではない。撮像装置は、例えば光学カメラ（ビデオカメラ、スチルカメラなど）、赤外線カメラ、蛍光カメラ、超音波カメラおよび放射線カメラからなる群から選ばれた少なくとも一つであり、これらの中から必要に応じて選ばれる。例えば、放射線センサーを用いる例としては、事故により放射能汚染された原子力発電所内で放射線センサーを有する測定装置および光学カメラあるいは放射線カメラを搭載した無人の探査車を無線操縦により走らせ、放射線センサーにより放射能の測定を行いながら、光学カメラあるいは放射線カメラで撮影を行うことにより、放射能の強度と画像とを対応付けることができ、放射能分布を正確にかつ容易に求めることができる。あるいは、事故により放射能汚染された原子力発電所の上空を放射線センサーを有する測定装置および光学カメラあるいは放射線カメラを搭載したヘリコプターに飛行させ、放射線センサーにより放射能の測定を行いながら、光学カメラあるいは放射線カメラで撮影を行うことにより、放射能の強度と画像とを対応付けることができ、放射能分布を正確にかつ容易に求めることができる。また、温度センサーを用いる例としては、人が立ち入ることができない高温の空間内で温度センサーを有する測定装置および光学カメラを搭載した無人の探査車を無線操縦により走らせ、温度センサーにより温度の測定を行いながら、光学カメラで撮影を行うことにより、温度と画像とを対応付けることができ、温度分布を正確にかつ容易に求めることができる。さらに、ガスセンサーを用いる例としては、人が立ち入ることができない有毒ガスを含む空間内でガスセンサーを有する測定装置および光学カメラを搭載した無人の探査車を無線操縦により走らせ、ガスセンサーによりガスの測定を行いながら、光学カメラで撮影を行うことにより、ガスの種類および濃度と画像とを対応付けることができ、有毒ガスの分布を正確にかつ容易に求めることができる。
【００１３】
典型的な例では、測定装置は、車両に搭載され、または、車両に設置された車両動揺測定装置であり、取り分け、鉄道車両に搭載され、または、鉄度車両に設置された車両動揺測定装置である。この場合、センサーは、例えば、加速度センサー、角速度センサーおよび傾斜センサーからなる群から選ばれた少なくとも一つである。このうち加速度センサーは、軌道上を走行する鉄道車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度を検出する３軸加速度センサーである。また、撮像装置はビデオカメラであり、市販のものを用いることができる。
【００１４】
この測定システムの発明における画像同期装置については、上記の画像同期装置の発明に関連して説明したことが成立する。
【００１５】
また、この発明は、
移動体に搭載され、または、移動体に設置された、少なくとも一つのセンサーを有する測定装置の上記センサーにより選択された時間間隔毎に取得され、同期番号がそれぞれ付与されたセンサーデータの上記同期番号をデジタル／アナログ変換回路により選択された時間間隔毎に音声レベル信号に変換するステップと、
上記移動体に搭載され、または、上記移動体に設置された、音声入力機能を有する撮像装置により撮影するとともに、上記撮像装置の音声入力端子に上記音声レベル信号を入力して録音するステップと、
上記撮像装置の上記音声入力端子に入力されて録音された上記音声レベル信号をアナログ／デジタル変換により上記撮像装置により撮影された画像と同期した同期番号に変換するステップと、
上記アナログ／デジタル変換により変換された上記同期番号を上記センサーデータに付与された上記同期番号と照合することにより上記センサーデータと上記画像とを同期することを特徴とする画像同期方法である。
【００１６】
この画像同期方法の発明においては、その性質に反しない限り、上記の画像同期装置の発明および測定システムの発明に関連して説明したことが成立する。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、市販の汎用ビデオカメラなどの撮像装置を用いて容易に同期を取ることができ、しかも安価に構成することができる画像同期装置を実現することができる。そして、移動体の移動中に測定装置のセンサーにより測定される測定値と撮像装置により撮影される画像とをこの画像同期装置により容易に同期させることができ、しかも撮像装置として例えば市販の高画質の汎用ビデオカメラを用いることができるため、各種の移動体に関する各種の物理量の動的測定を移動体周辺の画像と対応付けて行うことができ、しかも製造コストを低く抑え、かつサイズを小さくすることができるとともに、撮影される画像の画質を良好なものとすることができる測定システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の第１の実施の形態による画像同期装置を示す回路図である。
【図２】この発明の第１の実施の形態による画像同期装置において同期番号を音声レベル信号に変換する方法を説明するための略線図である。
【図３】この発明の第１の実施の形態による画像同期装置の具体的な構成例を示す略線図である。
【図４】この発明の第２の実施の形態による車両動揺測定システムを示す略線図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態による車両動揺測定システムの車両動揺測定装置の構成例を示す平面図、正面図および側面図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態による車両動揺測定システムにより車両動揺測定および撮像装置による撮影を行う方法を説明するための略線図である。
【図７】この発明の第２の実施の形態による車両動揺測定システムの各部の信号波形の一例を示す略線図である。
【図８】この発明の第２の実施の形態による車両動揺測定システムの各部の信号波形の一例を示す略線図である。
【図９】この発明の第２の実施の形態による車両動揺測定システムにより実際に車両動揺測定を行った結果の一例を示す略線図である。
【図１０】この発明の第２の実施の形態による車両動揺測定システムにより実際に車両動揺測定を行った結果の他の例を示す略線図である。
【図１１】この発明の第２の実施の形態による車両動揺測定システムの車両動揺測定装置のディスプレイ上に表示される画面の例を示す略線図である。
【図１２】この発明の第２の実施の形態による車両動揺測定システムの車両動揺測定装置のディスプレイ上に表示される画面の他の例を示す略線図である。
【図１３】この発明の第２の実施の形態による車両動揺測定システムの車両動揺測定装置のディスプレイ上に表示される画面のさらに他の例を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、発明を実施するための形態（以下「実施の形態」という）について説明する。
〈第１の実施の形態〉
第１の実施の形態による画像同期装置について説明する。
【００２０】
図１はこの画像同期装置１０を示す。図１に示すように、画像同期装置１０は、デジタル信号である同期番号をアナログ信号である音声レベル信号に変換するためのデジタル／アナログ変換（Ｄ／Ａ変換）回路１１を有する。このデジタル／アナログ変換は、例えば、同期番号の「１」を音声周波数帯の周波数ｆ1 の周波数信号に、「０」を音声周波数帯の周波数ｆ2 （≠ｆ1 ）の周波数信号に変換するものであり、典型的にはｆ2 ＞ｆ1 に選ばれる。一例として、図２に、同期番号として６ビットの「００１１００」を周波数信号に変換した例を示す。ｆ1 、ｆ2 の具体例を挙げると、ｆ1 ＝１２００Ｈｚ、ｆ2 ＝２２００Ｈｚであるが、これに限定されるものではない。この同期番号は、測定装置のセンサーにより選択された時間間隔毎に取得される時系列のセンサーデータにそれぞれ付与されるものであり、センサーデータに対して連番となっている。画像同期装置１０は入力端子１２を有し、同期番号は測定装置からこの入力端子１２に供給される。同期番号は、測定装置からシリアル通信規格のシリアル信号として入力端子１２に供給される。シリアル通信規格は、例えば、ＲＳ４８５、ＲＳ４２２ＡまたはＲＳ２３２Ｃである。画像同期装置１０は出力端子１３を有し、デジタル／アナログ変換回路１１から出力される音声レベル信号はこの出力端子１３から出力される。この出力端子１３には、音声入力機能を有する撮像装置の音声入力端子が接続されるようになっている。撮像装置は、例えば既に挙げたものの中から必要に応じて選択される。
【００２１】
図３は画像同期装置１０の具体的な構成例を示す。図３に示すように、この画像同期装置１０は、ＴＴＬレベル変換回路１４、デジタル／アナログ変換回路１１および音声電圧レベル変換回路１５を有する。ＴＴＬレベル変換回路１４は画像同期装置１０の入力端子１２と接続されている。入力端子１２にはシリアル通信規格によるシリアル信号が供給され、このシリアル信号のレベルがＴＴＬレベル変換回路１４によりＴＴＬレベルに変換される。こうしてＴＴＬレベルに変換された同期番号がデジタル／アナログ変換回路１１に入力され、音声レベル信号に変換される。例えば、測定装置から入力端子１２に同期番号がＲＳ４８５レベル信号として供給され、このＲＳ４８５レベル信号がＴＴＬレベル変換回路１４によりＴＴＬレベルに変換される。デジタル／アナログ変換回路１４から出力される音声レベル信号は音声電圧レベル変換回路１５に入力され、電圧レベル変換が行われる。音声電圧レベル変換回路１５の出力端子は画像同期装置１０の出力端子１３と接続されている。出力端子１３には、撮像装置２０の音声入力端子を接続することができるようになっている。デジタル／アナログ変換回路１１の具体例を挙げると、ＨＡＲＴ（Highway Addressable Remote Transducer)モデム（例えば、非特許文献２参照。「ＨＡＲＴ」は登録商標。）である。ＨＡＲＴモデムでは、「１」を１２００Ｈｚの周波数信号に、「０」を２２００Ｈｚの周波数信号に変換する。画像同期装置１０は入力端子２５を有し、この入力端子２５に外部マイク２６を接続することができるようになっている。この外部マイク２６はモノラル録音に用いられる。入力端子２５は出力端子１３と接続されており、必要に応じて、入力端子２５に入力されるモノラル音声（あるいは、ステレオ片チャンネル）を音声レベル信号とともに出力端子１３から外部に送ることができるようになっている。
【００２２】
以上のように、この第１の実施の形態によれば、センサーデータに付与された同期番号を音声レベル信号に変換しているので、この音声レベル信号を撮像装置２０の音声入力端子に入力して録音することができる。このため、この音声レベル信号を用いて、センサーデータと撮像装置により撮影された画像とを同期させることができる。この画像同期装置１０は簡単に構成することができるため、製造コストを低く抑えることができ、しかもサイズを小さくすることができる。また、撮像装置２０としては市販の汎用ビデオカメラなどを用いることができるため、測定システムを安価に構成することができる。
【００２３】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態による車両動揺測定システムについて説明する。
図４はこの車両動揺測定システムを示す。図４に示すように、この車両動揺測定システムは、車両動揺測定装置３０、画像同期装置１０および音声入力機能を有する撮像装置２０を有する。画像同期装置１０の入力端子（図３に示す入力端子１２）は車両動揺測定装置３０の出力端子と接続されている。撮像装置２０の音声入力端子は画像同期装置１０の出力端子（図３に示す出力端子１３）と接続されている。画像同期装置１０は、必要に応じて、車両動揺測定装置３０と一体化され、あるいは、車両動揺測定装置３０に内蔵されてもよい。
【００２４】
車両動揺測定装置３０は、センサー処理部３１、表示処理部３２、位置情報処理部３３、データ保存部３４、外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）制御部３５および電源制御部３６を有する。これらのセンサー処理部３１、表示処理部３２、位置情報処理部３３、データ保存部３４、外部インターフェース制御部３５および電源制御部３６は高速シリアルバス３７を介して相互に接続されている。外部インターフェース制御部３５の出力端子が画像同期装置１０の入力端子（図３に示す入力端子１２）と接続されている。位置情報処理部３３には、ＧＰＳ受信機３８により受信されるＧＰＳ信号および速度発電機３９の信号が供給されるようになっている。
【００２５】
センサー処理部３１は、軌道上を走行する鉄道車両の前後方向、左右方向および上下方向の加速度を検出するための３軸加速度センサー、角速度センサー（ヨー、ロール）および傾斜センサー（ピッチ、ロール）の出力信号が供給され、所定の処理が行われる。表示処理部３２は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の表示制御を行う。位置情報処理部３３は、ＧＰＳ受信機３８により受信されるＧＰＳ信号により鉄道車両の位置（経度、緯度）を測定するとともに、速度発電機３９の信号により軌道上の位置（キロ程）を測定する。データ保存部３４は、センサー処理部３１により処理されたセンサーデータおよびセンサーデータに付与された同期番号を保存し、記録媒体としては例えばＳＤカードが用いられる。外部インターフェース制御部３５は、センサー処理部２１から出力されるＳＣＩ（Serial Communication Interface）のＴＴＬレベルの同期番号をシリアル通信規格、例えばＲＳ４８５レベルに変換して画像同期装置１０の入力端子１２に送る。電源制御部３６はバッテリー４０を備えており、センサー処理部３１、表示処理部３２、位置情報処理部３３、データ保存部３４、外部インターフェース制御部３５およびディスプレイへの電源の供給を制御する。
【００２６】
画像同期装置１０は図３に示す構成を有する。デジタル／アナログ変換回路１１としてはＨＡＲＴモデムが用いられる。
【００２７】
撮像装置２０としては市販の汎用ビデオカメラが用いられる。このビデオカメラは、例えば、鉄道車両の先頭車両の運転室内に前方の軌道を撮影することができるように設置される。
【００２８】
車両動揺測定装置３０の具体的な構成例（外形）を図５Ａ、ＢおよびＣに示す。ここで、図５Ａは平面図、図５Ｂは正面図、図５Ｃは側面図である。図５Ａ、ＢおよびＣに示すように、車両動揺測定装置３０は、直方体形状の筐体３０ａの内部に、図４に示すセンサー処理部３１、表示処理部３２、位置情報処理部３３、データ保存部３４、外部インターフェース制御部３５、電源制御部３６および高速シリアルバス３７が収納されている。ここで、センサー処理部３１、表示処理部３２、位置情報処理部３３、外部インターフェース制御部３５および電源制御部３６はそれぞれセンサー処理基板、表示処理基板、位置情報処理基板、外部インターフェース制御基板および電源制御基板として構成されている。筐体３０ａの大きさの一例を挙げると、２５０ｍｍ×１７０ｍｍ×１２０ｍｍ程度である。筐体３０ａの両端には把手３０ｂ、３０ｃが取り付けられており、これらの把手３０ｂ、３０ｃを両手で掴んで車両動揺測定装置３０を持ち運ぶことができるようになっている。筐体３０ａの前面にはＬＣＤ３０ｄが設置されている。このＬＣＤ３０ｄの表示は表示処理部３２により制御される。筐体３０ａの前面には電源スイッチ３０ｅが取り付けられている。電源スイッチ３０ｅは電源制御部３６と接続されている。電源スイッチ３０ｅにより車両動揺測定装置３０の電源のオン／オフを行うことができるようになっている。
【００２９】
次に、この車両動揺測定システムの使用方法について説明する。
【００３０】
図６に示すように、レール５０上を走行する列車の先頭車両６０の運転室内に車両動揺測定装置３０を設置し、この車両動揺測定装置３０の出力端子に画像同期装置１０の入力端子１２をケーブルにより接続する。画像同期装置１０の出力端子１３をケーブルにより撮像装置２０としてのビデオカメラの音声入力端子に接続する。このビデオカメラは、先頭車両６０の前方の軌道を撮影することができるように設置し、例えば、運転席の前方窓ガラスに吸盤などを用いて固定する。
【００３１】
車両動揺測定を開始する駅を発車する時点で、車両動揺測定装置３０、画像同期装置１０および撮像装置２０の電源をオンし、列車の運転を開始する。
【００３２】
列車の走行中に車両動揺測定装置３０の３軸加速度センサー、角速度センサーおよび傾斜センサーにより、前後方向の加速度、左右方向の加速度、上下方向の加速度、角速度および傾斜を測定するとともに、ビデオカメラで撮影を行う。
【００３３】
この場合、車両動揺測定装置３０のセンサー処理部３１において、３軸加速度センサー、角速度センサーおよび傾斜センサーにより、選択された時間間隔（例えば、２ｍｓｅｃ）毎にセンサーデータを取得する。そして、この時間間隔毎に取得された時系列のセンサーデータに同期番号を連番で付与する。こうして取得されたセンサーデータおよび同期番号は、必要に応じて他のデータとともに、測定データパケットとして作成され、データ保存部３４、例えばＳＤカードに保存される。例えば、３軸加速度センサーにより測定された前後方向の加速度、左右方向の加速度および上下方向の加速度のデータおよびこれらに付与された同期番号の一例を示すと下記の通りである。「振動」は加速度と同義である。
【００３４】
振動−左右(m/s2)    振動−前後(m/s2)    振動−上下(m/s2)    同期番号
0                0.02                0.27            219266
0                0.03                0.28            219267
0                0.03                0.29            219268
0                0.04                0.29            219269
-0.01                0.03                0.29            219270
-0.02                0.03                 0.3            219271
-0.02                0.03                 0.3            219272
-0.01                0.03                0.31            219273
-0.02                0.04                0.31            219274
-0.02                0.04                0.31            219275
-0.02                0.04                0.32            219276
-0.02                0.04                0.32            219277
-0.03                0.04                0.32            219278
-0.03                0.04                0.33            219279
-0.02                0.04                0.33            219280
【００３５】
こうしてセンサーデータに付与された同期番号は、車両動揺測定装置３０の外部インターフェース制御部３５においてＳＣＩ（ＴＴＬ）信号からＲＳ４８５レベル信号に変換されて出力され、このＲＳ４８５レベル信号が画像同期装置１０の入力端子１２に入力される。画像同期装置１０の入力端子１２に入力されたＲＳ４８５レベル信号はＴＴＬレベル変換回路１４によりＴＴＬレベル信号に変換され、デジタル／アナログ変換回路１１により音声レベル信号に変換される。この音声レベル信号は音声電圧レベル変換回路１５で電圧レベルが変換された後、画像同期装置１０の出力端子１３から撮像装置２０としてのビデオカメラの音声入力端子に入力され、録音される。これによって、ビデオカメラには、列車走行中に撮影した画像が録画されるとともに、同期番号をデジタル／アナログ変換した音声レベル信号が録音される。
【００３６】
車両動揺測定を終了する駅に列車が到着したら、車両動揺測定装置３０、画像同期装置１０および撮像装置２０の電源をオフする。そして、車両動揺測定装置３０のデータ保存部３４に記録されたデータを取り出す。例えば、ＳＤカードを取り出す。また、撮像装置２０としてのビデオカメラを画像同期装置１０から取り外す。
【００３７】
次に、例えばパーソナルコンピュータの本体のＳＤカード収納部に上記のＳＤカードを収納するとともに、ビデオカメラの再生出力端子を本体の信号入力端子に接続する。そして、パーソナルコンピュータにインストールされたビューワーソフトウエアにより、ビデオカメラの音声入力端子に入力して録音された音声レベル信号をアナログ／デジタル変換回路によりデジタル信号に変換して、ビデオカメラにより撮影された画像と同期した同期番号を再現する。こうして再現された同期番号をセンサーデータファイル内の同期番号を参照することでセンサーデータと画像とを同期させることができる。
【００３８】
車両動揺測定装置３０の外部インターフェース制御部３５のＳＣＩ（ＴＴＬ）信号の波形の例を図７Ａに、ＲＳ４８５レベル変換後のＲＳ４８５レベル信号の波形の例を図７ＢおよびＣに示す。また、画像同期装置１０に入力されたＲＳ４８５レベル信号の波形の例を図８ＡおよびＢに、ＴＴＬレベル変換回路１４により変換されたＴＴＬレベル信号の波形の例を図８Ｃに、音声電圧レベル変換を行った後の音声レベル信号の波形の例を図８Ｄに示す。
【００３９】
また、実際に車両動揺測定システムにより動的動揺測定を行った結果の一例を図９に示す。図９に示すように、パーソナルコンピュータのディスプレイ上に、車両動揺測定装置３０により測定された軌道上の車両動揺測定結果として前後方向の加速度、左右方向の加速度および上下方向の加速度が速度とともに時間軸上に表示されるとともに、軌道の画像が表示されている。
【００４０】
また、実際に車両動揺測定システムにより動的動揺測定を行った結果の他の例を図１０に示す。図１０に示すように、パーソナルコンピュータのディスプレイ上に、車両動揺測定装置３０により測定された軌道上の車両動揺測定結果として前後方向の加速度、左右方向の加速度、上下方向の加速度、角速度（ヨー）および傾斜角度が速度とともに時間軸上に表示されている。
【００４１】
図１１、図１２および図１３に、それぞれ、図５Ａ、ＢおよびＣに示す車両動揺測定装置３０のＬＣＤ３０ｄ上に表示される起動画面、測定画面および詳細設定画面の一例を示す。
【００４２】
この第２の実施の形態によれば、軌道上を車両が走行中に車両動揺測定装置３０のセンサーにより測定される測定値と撮像装置２０により撮影される画像とを画像同期装置１０により容易に同期させることができる。しかも、撮像装置２０として例えば市販の最新の高画質汎用ビデオカメラを用いることができる。このため、車両の動揺測定値の動的測定を軌道の画像と対応付けて行うことができ、しかも製造コストを低く抑え、かつサイズを小さくすることができるとともに、撮影される画像を高画質なものとすることができ、線路の状態を正確に把握することができる車両動揺測定システムを実現することができる。さらに、非特許文献１の列車巡回ビデオ検査装置では、キロ程情報は画像を見て確認していると考えられ、位置の測定に誤差が生じやすいのに対し、この車両動揺測定システムでは、速度発電機３９の信号によりキロ程を測定しているため、このような問題がなく、位置の測定の精度が高い。
【００４３】
以上、この発明の実施の形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００４４】
例えば、上述の実施の形態において挙げた数値、構造、構成、形状、回路などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、構成、形状、回路などを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０…画像同期装置、１１…デジタル／アナログ変換回路、１２、２５…入力端子、１３…出力端子、１４…ＴＴＬレベル変換回路、１５…音声電圧レベル変換回路、２０…撮像装置、２６…外部マイク、３０…車両動揺測定装置、３０ａ…筐体、３０ｂ、３０ｃ…把手、３０ｄ…ＬＣＤ、３０ｅ…電源スイッチ、３１…センサー処理部、３２…表示処理部、３３…位置情報処理部、３４…データ保存部、３５…外部インターフェース制御部、３６…電源制御部、３７…高速シリアルバス、３８…ＧＰＳ受信機、３９…速度発電機、４０…バッテリー、５０…線路、６０…先頭車両
【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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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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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