【手続補正書】
【提出日】平成24年2月17日(2012.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製軌道の軌道狂い測定方法において、
検測車両がコンクリート製の軌道を走行して前記検測車両に設けられた第１の距離検出器の測定光を前記軌道の走行路に照射してこの走行路までの距離を非接触で測定し、前記第１の距離検出器の測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換して、コンクリート表面の凹凸を除去するために前記デジタル値の測定値に対して前記検測車両に設けられたデータ処理装置において所定の走行距離幅に対応する複数個の前記測定値を単位としてメディアンフィルタ処理を行い、このメディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいて前記データ処理装置が前記軌道の軌道狂い量の算出を行うコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
【請求項２】
さらに第２の距離検出器を前記検測車両に設け、前記第２の距離検出器の測定光を前記軌道の側面に照射して前記側面までの距離を非接触で測定し、前記第１および第２の距離検出器の各測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換して、前記メディアンフィルタ処理を行う請求項１記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
【請求項３】
前記検測車両は、前記コンクリート製の軌道上を走行するモノレール車両であり、前記第１および第２の距離検出器は、ビームスポット投光型のレーザ変位センサをそれぞれ有し、前記レーザ変位センサにより前記走行路と前記側軌道の側面までの変位量をそれぞれ検出して各前記変位量から前記走行路および前記軌道の側面までの距離をそれぞれ算出する請求項２記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
【請求項４】
前記モノレール車両は跨座形モノレール車両であり、前記第１の距離検出器の前記レーザ変位センサにより前記走行路のライン上において所定の長さの測定弦が形成されるように前記第１の距離検出器が３台設けられ、前記第２の距離検出器の前記レーザ変位センサにより前記軌道の側面に沿って前記所定の長さの測定弦が形成されるように前記第２の距離検出器が３台設けられ、前記第１および第２の距離検出器は、前記レーザ変位センサと距離算出回路とを有し、前記レーザ変位センサは、前記変位量をデジタル値として出力するものであり、前記距離算出回路は、前記変位量のデジタル値に基づいて移動平均処理と前記走行路および前記側軌道の側面までのそれぞれの測定距離をデジタル値として算出し、これらの各測定距離のデジタル値をＤ／Ａ変換してアナログ値の各前記測定距離を発生する請求項３記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
【請求項５】
前記跨座形モノレール車両は、モータカーに牽引される跨座形の台車である請求項４記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
【請求項６】
コンクリート製軌道の軌道狂い測定方法において、
検測車両がコンクリート製の軌道を走行して前記検測車両に設けられた距離検出器の測定光を前記軌道の側面に照射してこの側面までの距離を非接触で測定し、前記距離検出器の測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換して、コンクリート表面の凹凸を除去するために前記デジタル値の測定値に対して前記検測車両に設けられたデータ処理装置において所定の走行距離幅に対応する複数個の前記測定値を単位としてメディアンフィルタ処理を行い、このメディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいて前記データ処理装置が前記軌道の軌道狂い量の算出を行うコンクリート製軌道の軌道狂い測定方法。
【請求項７】
コンクリート製軌道の軌道狂い測定装置において、
検測車両に設けられ測定光を前記検測車両が走行するコンクリート製の軌道の走行路に照射してこの走行路までの距離を非接触で測定する第１の距離検出器と、
この第１の距離検出器の測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記検測車両に設けられ前記Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換された前記デジタル値の測定値に対してメディアンフィルタ処理を行いかつこのメディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいて前記軌道の軌道狂い量の算出を行うデータ処理装置とを備え、
前記データ処理装置は、コンクリート表面の凹凸を除去するために所定の走行距離幅に対応する複数個の前記測定値を単位として前記メディアンフィルタ処理を行なうコンクリート製軌道の軌道狂い測定装置。
【請求項８】
さらに第２の距離検出器を前記検測車両に設け、前記第２の距離検出器の測定光を前記軌道の側面に照射して前記側面までの距離を非接触で測定し、前記第１および第２の距離検出器の各測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換して、前記メディアンフィルタ処理を行う請求項７記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定装置。
【請求項９】
前記検測車両は、前記コンクリート製の軌道上を走行するモノレール車両であり、前記第１および第２の距離検出器は、ビームスポット投光型のレーザ変位センサをそれぞれ有し、前記レーザ変位センサにより前記走行路と前記側軌道の側面までの変位量をそれぞれ検出して各前記変位量から前記走行路および前記軌道の側面までの距離をそれぞれ算出する請求項８記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定装置。
【請求項１０】
前記モノレール車両は跨座形モノレール車両であり、前記第１の距離検出器の前記レーザ変位センサにより前記走行路のライン上において所定の長さの測定弦が形成されるように前記第１の距離検出器が３台設けられ、前記第２の距離検出器の前記レーザ変位センサにより前記軌道の側面に沿って前記所定の長さの測定弦が形成されるように前記第２の距離検出器が３台設けられ、前記第１および第２の距離検出器は、前記レーザ変位センサと距離算出回路とを有し、前記レーザ変位センサは、前記変位量をデジタル値として出力するものであり、前記距離算出回路は、前記変位量のデジタル値に基づいて移動平均処理と前記走行路および前記側軌道の側面までのそれぞれの測定距離をデジタル値として算出し、これらの各測定距離のデジタル値をＤ／Ａ変換してアナログ値の各前記測定距離を発生する請求項９記載のコンクリート製軌道の軌道狂い測定装置。
【請求項１１】
コンクリート製軌道の軌道狂い測定装置において、
検測車両に設けられ測定光を前記検測車両が走行するコンクリート製の軌道の側面に照射してこの走行路までの距離を非接触で測定する距離検出器と、
この距離検出器の測定信号の値を測定値としてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記検測車両に設けられ前記Ａ／Ｄ変換回路によりデジタル値に変換された前記デジタル値の測定信号の測定値に対してメディアンフィルタ処理を行いかつこのメディアンフィルタ処理により得られた測定値に基づいて前記軌道の軌道狂い量の算出を行うデータ処理装置とを備え、
前記データ処理装置は、コンクリート表面の凹凸を除去するために所定の走行距離幅に対応する複数個の前記測定値を単位として前記メディアンフィルタ処理を行なうコンクリート製軌道の軌道狂い測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
遊間量、段差が大きいモノレールの軌道狂い測定においては、検測車両の走行状態において測定をしかつその速度向上並びに精度向上を図る要請がある。この要請に応えるためには機構の簡略化が必須になる。非接触センサによる測定は、測定車輪を取付ける測定台車枠部分が不要となることから機構の簡略化が図れる利点があるが、非接触センサを使用した測定車輪なしでの測定では、直接コンクリート軌道の表面をターゲットとして測定する必要があるので、コンクリート軌道表面の凹凸に影響されて測定信号にノイズが多く入り、走行状態においての測定、特に走行速度を上げた測定となると、段差での測定誤差が大きくなる問題がある。そのため、検測車両の走行状態において段差を考慮した精度の高いモノレール軌道の軌道狂い測定が未だに実用的なレベルに至ってはいない。
例えば、特許文献１の測定方法にあっては、可搬型ということもあり、走行しながら測定をする技術にはなっていない。これに対して特許文献２の測定方法にあっては、走行状態にての点検は可能であるが、モノレールの軌道狂い測定と点検とは使用機器が異なる上に、測定項目の性質も異なる。そのため、このような方式のものをモノレールの軌道狂い測定に利用しても段差での測定誤差の問題は解決されない。その結果、段差の測定を含めての走行状態でのモノレール軌道の軌道狂い測定には適用し難いものとなっている。
また、特許文献３の測定装置は、建設中の跨座形モノレールの軌道桁についてのものであり、建設後の車両走行に対するモノレールの軌道狂い測定ではない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
【図１】図１は、この発明の跨座形モノレールの軌道狂い測定方法を適用した牽引形軌道検測車とコンクリート製の軌道との関係を示す断面説明図である。
【図２】図２（ａ）は、牽引形軌道検測車の台車に取り付けられた高低用非接触センサヘッドと通り用非接触センサヘッドの配置についての側面説明図、図２（ｂ）は、その平面説明図である。
【図３】図３は、軌道狂い測定装置において各測定値に対してメディアンフィルタ処理をするデータ収録・処理装置のブロック図である。
【図４】図４は、データ収録・処理装置による軌道狂い測定のフローチヤートである。
【図５】図５は、メディアンフィルタ処理による段差部分の誤差要因排除についての説明図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図３に示すように、各デジタルセンサアンプ１１ａ〜１１ｆの内部構成は、それぞれコントロール１１１とフィルタ処理１１２、そしてＤ／Ａ変換（Ｄ／Ａ）１１３の各処理ブロックからなる。受けたデジタル値の検出信号（変位信号）をフィルタ処理１１２のブロックにおいて移動平均値を算出し、この移動平均値から測定距離を演算してその演算値をＤ／Ａ１１３のブロックでアナログ信号に変換してインタフェース１２へと送出する。
コントロール１１１の処理ブロックは、あらかじめ設定された移動平均値を算出するサンプリング数においてフィルタ処理１１２のブロックに移動平均処理を行わせる。これにより受けた検出信号（変位信号）におけるノイズが除去される。なお、ここでの移動平均は、一瞬の突発的なノイズ成分の影響を多少受ける可能性があるので、出力が安定する程度のサンプリング数に止めるとよい。
フィルタ処理１１２のブロックは、移動平均処理のほかに、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタなども選択可能であるが、ここではデータを安定させるために移動平均処理を行っている。
フィルタ処理１１２のブロックの平均値を採る移動平均のデータ数（サンプリング数）は、高低用非接触センサヘッド８ａ、８b、８ｃおよび通り用非接触センサヘッド８ｄ、８ｅ，８ｆの出力から外来ノイズ、段差等による突発的なノイズを除去するために走行速度との関係で決定される。具体的には、走行状態に応じて各センサヘッドから得られる変位信号に対して３乃至５サンプル数程度の走行距離幅とする。
なお、後述する距離パルスに同期して測定値をサンプリングした場合には、１パルス／２ｍｍ程度の走行距離に対応するために、これは、走行距離にして前記は６ｍｍ乃至１０ｍｍ程度の幅に対応する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
データ収録・処理装置１４は、ＭＰＵ１４１、メモリ１４２、Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）１４３、そして外部記憶装置（ＨＤＤ）１４４とからなり、これらがバスを介して接続されている。メモリ１４２には、測定データ採取プログラム１４２ａ、２００ｍｍサンプルデータ抽出プログラム１４２ｂ、メディアンフィルタ処理プログラム１４２ｃ、４ｍ測定弦の軌道狂い演算プログラム１４２ｄ、走行距離算出プログラム１４２ｅ等が格納され、作業領域１４２ｄが設けられている。
インタフェース１２を介してデータ収録・処理装置１４に取込まれた各デジタルセンサアンプ１１からの各アナログデータ（各距離測定信号値）は、Ａ／Ｄ１４３でＡ／Ｄ変換されてデジタル信号に変換される。このデジタル値をＭＰＵ１４１が受けて６個の各センサヘッドにより検出される測定ターゲット（走行路と軌道側面）までの測定値がメモリ１４２の作業領域１４２ｆに直接あるいはＭＰＵ１４１を介して各センサヘッド対応に記録される。
データ収録・処理装置１４は、走行車輪２ａに設置した距離パルス発生器９の出力信号（距離パルス）を受けたときにＭＰＵ１４が走行距離算出プログラム１４２ｅをコールして実行し、現在までの走行距離の算出処理をする。
距離パルス発生器９の距離パルスは、２００パルス〜２，５００パルス／１回転の範囲で選択的に設定が可能である。通常、１回転に１０００パルス程度で使用される。これにより、距離パルス発生器９は、１パルス／２ｍｍ程度において走行距離に応じて発生する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
以下、データ収録・処理装置１４による軌道狂い測定処理について図４のフローチャートを参照して説明する。
データ収録・処理装置１４は、データ収録を開始すると、ＭＰＵ１４１が測定データ採取プログラム１４２ａをコールして実行する。このプログラムの実行によりＭＰＵ１４１は、デジタル信号に変換された６個の各センサヘッドの測定値（測定ターゲットまでの測定距離）をインタフェース１２から取得し（ステップ１０１）、メモリ１４２の作業領域１４２ｆに記録する（ステップ１０２）。そして、６個の各センサヘッドごとに測定ターゲットまでの測定距離についてメディアンフィルタ処理に必要な所定定量の測定データがメモリに記録されたか否かを判定する（ステップ１０３）。ここで判定がＮＯのときにはステップ１１０へと移り、測定中か否かの判定をして測定中であるときにはステップ１０１へと戻り、測定データの採取とメモリへの記録とを繰り返す。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
ステップ１０３の判定でＹＥＳとなると、ＭＰＵ１４１は、次にメディアンフィルタ処理プログラム１４２ｃをリコールして実行する。これにより、作業領域１４２ｆに記録された測定ターゲットまでの測定距離を示す各センサヘッドのデータに対してそれぞれにメディアンフィルタ処理が行われ、メディアンフィルタ処理された測定値がメモリの作業領域に記憶される（ステップ１０４）。
ここでのメディアンフィルタ処理とは、前記したように走行距離において一定の幅の範囲で選択されたできるだけ奇数個の測定データを単位として、例えば、昇順にソートしてソートした値のうちの中央位置の値を採用してそれを測定値とし、走行距離における一定の幅においてデータ値を１つずつ順次シフトさせていくことで各中央位置の測定値からなるデータを各センサヘッドの距離測定値として得るフィルタ処理である。
これにより突発的な特異点のデータや高周波ノイズデータが除去される。走行距離における一定の幅の範囲については、実際のコンクリートを測定し、最適値を設定することになる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
このようにして、５個の中に入るサンプリングデータが昇順にソートされてその幅の中での中央値がその幅を移動させながら順次選択されていく。順次、所定のサンプリング数の幅を維持したままに１サンプリングずつ後に採取されたデータにシフトさせて各中央値が幅中央位置での測定距離として検出されていく。これによりコンクリート製からくる特異値が測定値から取り除かれる。選択された中央値は、幅の中央位置での測定値（測定ターゲットまでの測定距離）とされる。
メディアンフィルタ処理された各センサヘッドの各測定データは、メモリ１４２の作業領域１４２ｆに順次走行距離とともに記録されていく。
なお、連続的なメディアンフィルタ処理は、測定値（測定ターゲットまでの測定距離）の取得待ちのときには１つ前の測定データについてその処理幅分、前記の例では５サンプリング分、残されて、残された５サンプリング分が次のデータ処理が開始されて連続処理を行う。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
次に、２００ｍｍサンプルデータ抽出プログラム１４２ｂをＭＰＵ１４１がコールして実行し、走行距離から前回のメディアンフィルタ処理の開始から検測車両が２００ｍｍ走行したか否かを走行距離から判定をする（ステップ１０５）。
このように、２００ｍｍサンプルデータ抽出プログラム１４２ｂを用いることにより、２００ｍｍ走行した場合、メディアンフィルタ処理された測定値データを２００ｍｍ走行ごとに一定量取得することができる。
ここでの判定でＮＯのときにはステップ１１０へと移り、測定中か否かの判定をして測定中であるときにはステップ１０１へと戻り、データの採取とメモリへの記録とを繰り返す。これにより、連続的に取得された測定ターゲットまでの測定距離のデータに対してメディアンフィルタ処理が順次繰り返されていく。
ステップ１０５の判定でＹＥＳのときには、ＭＰＵ１４１が４ｍ弦軌道狂い演算プログラム１４２ｄをコールして実行する。この４ｍ弦軌道狂い演算プログラム１４２ｄの実行により、走行路６の窪部６ａの高低狂いと軌道側面部６ｃの通り狂いを２００ｍｍ走行ごとに演算することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
各センサヘッドの測定データに対して走行距離２００ｍｍ分のメディアンフィルタ処理が終了した時点でステップ１０５の判定がＹＥＳとなると、ＭＰＵ１４１は、４ｍ測定弦の軌道狂い演算プログラム１４２ｄをコールして実行する。
メディアンフィルタ処理された測定データ（測定変位量のデータ）がある一定量、ここでは、走行距離２００ｍｍ分、作業領域１４２ｆに記録されると、メディアンフィルタ処理された測定値のデータを作業領域１４２ｆから取得し（ステップ１０６）、次に現在の走行距離をメモリの作業領域１４２ｆに記憶して（ステップ１０７）、各測定値のデータと現在の走行距離とに基づいて４ｍ測定弦の軌道狂いとして、高低狂い、通り狂いの算出が行われる（ステップ１０８）。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2011153981.tif 000001
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2011153981.tif 000002