(57)【要約】【課題】軌道を走行中の列車の動揺を容易かつ安価に測定することを可能とする列車動揺測定方法及び列車動揺測定装置を提供すること。【解決手段】軌道Ｒを走行中の列車Ｔを一定時間ｔデジタルビデオカメラ１１で撮影し、撮影画像を解析することで列車Ｔの動揺の測定を行う方法である。具体的には、撮影画像をパーソナルコンピュータ１２に取り込んで、撮影画像における画素ｐ１、ｐ２間の距離や角度を検出し、これらをもとに列車の動揺変位、動揺速度、動揺加速度等を算出すればよい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道を走行中の列車の動揺を測定するための列車動揺測定方法であって、
軌道を走行中の列車を一定時間ビデオカメラで撮影し、撮影画像を解析することで前記動揺の測定を行うことを特徴とする列車動揺測定方法。
【請求項２】
前記ビデオカメラはデジタルビデオカメラであることを特徴とする請求項１に記載の列車動揺測定方法。
【請求項３】
前記ビデオカメラで撮影される前記列車の被写部分に対し、予めマーキングしておくことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の列車動揺測定方法。
【請求項４】
軌道を走行中の列車の動揺を測定するための列車動揺測定装置であって、
軌道を一定時間撮影するビデオカメラと、
このビデオカメラによって撮影された撮影画像を解析し、前記変位を求める解析手段とを備えることを特徴とする列車動揺測定装置。
【請求項５】
前記ビデオカメラはデジタルビデオカメラであることを特徴とする請求項４に記載の列車動揺測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軌道を走行中の列車の動揺を測定するための列車動揺測定方法及び列車動揺測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
列車が走行する軌道に近接する場所において工事を行う場合、例えば新たに軌道を設置したり、軌道下方に構造物を構築したりする場合には、軌道の位置が微妙に変化したり軌道が撓んだりして、軌道を走行する列車に影響を与える場合がある。したがって、列車に与える影響が大きいと考えられる場合には、工事状況の変化に合わせて、場合によっては一日に何度も列車の動揺測定を行うことが望ましい。従来における動揺測定は一般に、列車に加速度計を予め装備させたり、列車に加速度計を測定の度に取り付けたりして行っていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０７−０２３５０２号公報、段落［０００１］〜段落［００２６］
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、列車に加速度計を予め装備させて行う方法は、一日に何度も動揺測定を行うことを想定すると、相当数の列車に対して加速度計を予め装備させる必要があり極めてコストが大きくなる。
また、列車に加速度計を測定の度に取り付けて行う方法も、一日に何度も動揺測定を行うことを想定すると、一日に何度も工事現場を列車に乗って往復する必要があり現実的ではない。
【０００５】
本発明の課題は、軌道を走行中の列車の動揺を容易かつ安価に測定することを可能とする列車動揺測定方法及び列車動揺測定装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、
軌道Ｒを走行中の列車Ｔの動揺を測定するための列車動揺測定方法であって、軌道Ｒを走行中の列車Ｔを一定時間ｔビデオカメラ（デジタルビデオカメラ１１）で撮影し、撮影画像を解析することで前記列車Ｔの動揺の測定を行うことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、軌道を走行中の列車を一定時間ビデオカメラで撮影し、撮影画像を解析することで前記列車の動揺の測定が行われる。したがって、列車に加速度計を予め装備させたり、列車に加速度計を測定の度に取り付けたりする必要がなく、従来の方法に比べて、極めて容易かつ安価に列車の動揺の測定を行うことができる。
【０００８】
なお、前記ビデオカメラとしては、デジタルビデオカメラでもよいし、デジタルビデオカメラ以外のものでもよい。
【０００９】
デジタルビデオカメラを用いる場合における撮影画像の解析は、撮影画像における画素間の距離や角度を検出することで行うことができる。この画素間の距離や角度の検出は、撮影画像を例えば、パーソナルコンピュータに取り込んで容易に行うことができる。
【００１０】
また、デジタルビデオカメラ以外のビデオカメラで撮影画像の解析を行う場合には、例えば、キャプチャ装置を用いて撮影画像をデジタル画像に変換することで、前記したデジタルビデオカメラにおける方法と略同様の方法で行うことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の列車動揺測定方法において、
前記ビデオカメラはデジタルビデオカメラ１１であることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記ビデオカメラはデジタルビデオカメラであるので、前記撮影画像の解析は、撮影画像における所定の画素間の距離や角度を検出することで行うことができる。したがって、より迅速かつ正確に撮影画像の解析を行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、例えば図１に示すように、請求項１又は請求項２に記載の列車動揺測定方法において、
前記ビデオカメラ（デジタルビデオカメラ１１）で撮影される前記列車Ｔの被写部分に対し、予めマーキングＴ１しておくことを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、前記ビデオカメラで撮影される前記列車の被写部分に対して予めマーキングされるので、前記撮影画像にはマーキングが含まれる。したがって、前記撮影画像の解析は、マーキングに着目して行うことができるため、より容易かつ正確に撮影画像の解析を行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、例えば図１、図２に示すように、
軌道Ｒを走行中の列車Ｔの動揺を測定するための列車動揺測定装置１０であって、
軌道Ｒを一定時間ｔ撮影するビデオカメラ（デジタルビデオカメラ１１）と、このビデオカメラ（デジタルビデオカメラ１１）によって撮影された撮影画像を解析し、前記変位を求める解析手段（パーソナルコンピュータ１２）とを備えることを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、前記ビデオカメラによって軌道を走行中の列車を一定時間撮影し、この撮影画像を前記解析手段によって解析し、前記変位を求めることで、列車の動揺の測定を行うことができる。したがって、列車に加速度計を予め装備させたり、列車に加速度計を測定の度に取り付けたりする必要がなく、  従来の方法に比べて、極めて容易かつ安価に列車の動揺の測定を行うことができる。
【００１７】
なお、前記したように、前記ビデオカメラとしては、デジタルビデオカメラでもよいし、デジタルビデオカメラ以外のものでもよい。
【００１８】
なお、前記解析手段としては、例えば、前記ビデオカメラがデジタルビデオカメラである場合には、撮影画像を取り込み、撮影画像における同一被写部分の画素間の距離や角度を検出するパーソナルコンピュータが挙げられる。前記ビデオカメラがデジタルビデオカメラ以外のものである場合には、撮影画像をデジタル画像に変換するためのキャプチャ装置と、前記パーソナルコンピュータとの双方を備えた構成とすればよい。また、特にパーソナルコンピュータに限定されるものではなく、電卓や大型計算機を用いてもよいことは勿論である。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の列車動揺測定装置１０であって、前記ビデオカメラはデジタルビデオカメラ１１であることを特徴としている。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、前記ビデオカメラはデジタルビデオカメラであるので、前記撮影画像の解析は、撮影画像における所定の画素間の距離や角度を検出することで行うことができる。したがって、より迅速かつ正確に撮影画像の解析を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して、本発明である列車動揺測定方法及び列車動揺測定装置について詳細に説明する。図１において符号１０は、列車動揺測定装置を示す。
【００２２】
本発明に係る列車動揺測定装置は、図１に示すように、デジタルビデオカメラ１１、パーソナルコンピュータ１２等から概略構成され、軌道Ｒを走行中の列車Ｔの動揺を測定するためのものである。列車Ｔは、高速軌道検測車等の特別な車両ではなく、通常の車両である。
【００２３】
なお、符号Ｔ１は、列車Ｔに付されるマークであり、後述する撮影画像を解析する際に着目すべき部分が明確となる。マークＴ１を付す方法としては、例えば塗装したり、プラスチック等のカードを取り付けたりすればよい。マークＴ１の形状、大きさ等は特に限定されるものではなく、例えば図１に示すように、列車の前後に長尺に設けてもよいし、所定の一点あるいは複数点に設けてもよい。
【００２４】
デジタルビデオカメラ１１は、軌道Ｒの一方の側方又は両側方において所定の位置に設置され、軌道Ｒを走行中の列車Ｔを一定時間ｔ撮影するためのものである。なお、デジタルビデオカメラ１１は周知のものでよいが、所定の解像度と色数を有するものである。デジタルビデオカメラ１１は、受光素子で、フォトダイオード集合体のＣＣＤを搭載している。ＣＣＤで受光された光はその強弱がアナログデータとして認識される。前記アナログデータはデジタルデータに変換され、このデジタルデータがプロセッサで色情報に変換され、この色情報を有する画素ｐが組み合わさって撮影画像が形成される。
【００２５】
なお、デジタルビデオカメラ１１の設置角度を変えて、撮影される列車Ｔの被写部分を変えることで、列車Ｔの横揺れ（ローリング）や、縦揺れ（ピッチング）を自由に測定することができる。すなわち、列車の前面あるい後面を撮影することで、列車Ｔの横揺れを精度よく測定することができる。また、列車の側面を撮影することで、列車Ｔの縦揺れを精度よく測定することができる。また、列車Ｔの到来を感知するセンサが所定の位置に備えられており、デジタルビデオカメラ１１は、列車Ｔが到来すると自動的に撮影を開始し、一定時間ｔ、列車Ｔを撮影する。
【００２６】
パーソナルコンピュータ１２は、デジタルビデオカメラ１１で撮影された撮影画像を解析し、列車Ｔの動揺を算定するためのものであり、ＣＰＵ１２ａ、メモリ、モニタ１２ｂ、キーボード１２ｃ、プリンタ等を備えている。
【００２７】
パーソナルコンピュータ１２は、デジタルビデオカメラ１１に備えられた記録媒体に記録された撮影画像をメモリに取り込み、所定の画素ｐ１、ｐ２間の距離や角度の検出を行う。さらに、メモリには、デジタルビデオカメラ１２の設置位置データ、設置角度データ、軌道Ｒの幅デ−タ、等が予め記憶されているとともに、得られた画素ｐ１、ｐ２間の距離、角度や、前記したデータを用いて動揺変位を算出したり、必要に応じて動揺速度、動揺加速度等を算出するプログラムが予め組み込まれている。モニタ１２やプリンタは、ＣＰＵ１２ａで算出された結果を必要に応じてグラフ１３化等を行いながら出力する。これら一連の操作は、モニタ１２ｂを見ながら作業員がキーボード１２ｃから必要な情報を入力することで、順次行うことができる。
【００２８】
以下に、前記した列車動揺測定装置１０を用いた、本発明に係る列車動揺測定方法について詳細に説明する。
【００２９】
軌道Ｒを走行中の列車Ｔが、デジタルビデオカメラ１１が設置された位置にさしかかると、センサが列車Ｔの到来を感知し、これにより、デジタルビデオカメラ１１による列車Ｔの撮影が開始される。
【００３０】
一定時間ｔの撮影の後、デジタルビデオカメラ１１のメモリに記録された撮影画像は、自動又は手動でパーソナルコンピュータ１２のメモリに取り込まれる。ＣＰＵ１２ａは、所定の画素ｐ１、ｐ２間の距離や角度を検出し、予めメモリに記憶されたデジタルビデオカメラ１２の設置位置データや設置角度データ、得られた画素ｐ１、ｐ２間の距離データ、角度データ、等を用いて動揺変位を算出するとともに、必要に応じて動揺速度、動揺加速度等を算出する。ＣＰＵ１２ａはさらに、算出された結果を、必要に応じてグラフ１３化等しながら、モニタ１２ｂや図示しないプリンタに出力する。これらを行うための一連の操作は、モニタ１２ｂを見ながらキーボード１２ｃから必要な情報を作業員が入力して順次行う。
【００３１】
本実施の形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
デジタルビデオカメラ１１によって軌道Ｒを走行中の列車Ｔを一定時間ｔ撮影し、この撮影画像をパーソナルコンピュータ１２によって解析することで、列車Ｔの動揺の測定を行うことができる。具体的には、パーソナルコンピュータ１２によって、撮影画像における所定の画素ｐ１、ｐ２間の距離や角度を検出することで、より迅速かつ正確に撮影画像の解析を行うことができる。したがって、列車Ｔに加速度計を予め装備させたり、列車に加速度計を測定の度に取り付けたりする必要がなく、従来の方法に比べて、極めて容易かつ安価に列車Ｔの動揺の測定を行うことができる。なお、デジタルビデオカメラ１１で撮影される列車Ｔの被写部分に対して予めマークＴ１が付され、撮影画像の解析はマークＴ１に着目して行うことができるため、より容易かつ正確に撮影画像の解析を行うことができる。
【００３２】
なお、本発明は、本実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【００３３】
例えば、本実施の形態においては、ビデオカメラとしてデジタルビデオカメラ１１を用いているが、デジタルビデオカメラ以外のものを用いることもできる。この場合、デジタルビデオカメラ１１でないビデオカメラの撮影画像を、例えば、図示しないキャプチャ装置を用いてデジタル画像に変換することで、以降は、前記したデジタルビデオカメラ１１における方法と略同様の方法で行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ビデオカメラによって軌道を走行中の列車を一定時間撮影し、この撮影画像を解析することで、列車の動揺の測定を行うことができる。したがって、列車に加速度計を予め装備させたり、列車に加速度計を測定の度に取り付けたりする必要がなく、従来の方法に比べて、極めて容易かつ安価に列車の動揺の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る列車動揺測定装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る列車動揺測定方法において、撮影画像における画素間の距離や角度を検出している状況を示す模式図である。
【符号の説明】
１０            列車動揺測定装置
１１          デジタルビデオカメラ（ビデオカメラ）
ｐ１    画素
ｐ２    画素
１２          パーソナルコンピュータ（解析手段）
Ｒ              軌道
Ｔ              列車
Ｔ１          マーク
【図１】
2004212089.tif 000003
【図２】
2004212089.tif 000004