(57)【要約】【課題】本発明の目的は、列車の架線を自動検測できる架線検測装置を提供することである。【解決手段】鉄道車両に電力を供給する架線の検測装置において、鉄道車両の屋根上に設置されたパンタグラフと架線の接触部熱分布を撮影できるように設置された撮影機器と、前記撮影機器が撮影した画像を処理する画像処理部と、前記画像処理部の画像処理結果から架線の車両枕木長手方向の位置と上下方向の位置を演算する架線位置演算部とを備え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】
車両屋根上に設置され、熱分布を撮影できる撮影機器と、
前記撮影機器が撮影した画像を処理する画像処理部と、
前記画像処理部の画像処理結果から架線の位置を演算する架線位置演算部と、
を備えることを特徴とする架線検測装置。
【請求項２】
車両屋根上に設置された赤外線カメラと、
前記赤外線カメラが撮影した赤外線画像を処理する画像処理部と、
前記画像処理部の画像処理結果から、架線の位置を演算する架線位置演算部と、を備えることを特徴とする架線検測装置。
【請求項３】
前記請求項２記載の架線検測装置において、
前記架線位置演算部が、前記赤外線カメラの撮影した画像から架線とパンタグラフ舟体の摩擦により熱の発生している発熱位置を検出し、架線の位置を検出することを特徴とする架線検測装置。
【請求項４】
前記請求項２記載の架線検測装置において、
前記架線演算部の演算結果に、鉄道車両の位置を付加する鉄道車両位置検出部を有することを特徴とする架線検測装置。
【請求項５】
前記請求項２記載の架線検測装置において、
前記画像処理部の画像処理結果より、パンタグラフが架線から離線したことを検出する離線検出部を、
有することを特徴とする架線検測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、架線検測装置に関わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に鉄道分野において、車両等へ電気を供給するための架線は、車両の走行に伴って、パンタグラフとの接触による摩耗、パンタグラフとの接触による振動、自然現象である横風等の影響などにより変動が生ずる。架線に変動が生ずるため、架線の敷設状態を定期的に検測、確認する作業が、安全上必要になってくる。特に架線の高低方向位置、及び左右方向位置がパンタグラフに対し、適切な位置であるかどうかの確認は、重要な検測項目になっている。
従来の架線の検測方法には、車両屋根上に検測用のパンタグラフを搭載し、車両走行中における架線との接触状態を付設された計測器により測定する手法が用いられている。
架線とパンタグラフの接触状態を検測する方法としては、特開平７−３２９６１５号公報などに開示されているように、車両屋根上から検測用パンタグラフの周辺の架線に向けてレーザ光を発信し、架線からの反射光を検知することにより、架線とパンタグラフの接触状態を計測する方法が従来の検測装置としては一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように構成された従来の検測装置は、検測用の特殊なパンタグラフを搭載しているため、車両屋根上の設置スペースを広範囲に確保する必要があり、且つ重量も増えるという問題点がある。また、架線の高低方向位置の計測と、左右方向位置の計測とに別々の計測手段を用いているため、装置構成が大掛かりになっている。そのため検測専用車両が必要であった。
装置が大型化してしまうという問題を解決するために、特許登録２８９０２６６号に開示されているように、車両屋根上のパンタグラフ周辺に可視カメラを設置し、パンタグラフ舟体、及び周辺架線を撮像し、画像処理することにより、架線の位置を計測する方式等も考案されている。しかし、架線とパンタグラフの接触状態を可視カメラにより検測する方式の場合、車両屋根上空間には、直接パンタグラフ舟体と接触する架線の他に，架線を吊っている吊架線，補助吊架線等が複数本張り巡らされているため、検測対象の架線のみを抽出するのが困難であるという問題がある。また可視カメラによる方式の場合では、車両走行に伴う周囲照度の変化に対し、最適な画像を撮像するための輝度調整が充分追従ができない場合がある。例えば、周囲照度の低いトンネルから周囲照度の高いトンネル外に出たときなどには、撮像画像にハレーション等が発生し、架線を抽出できないという問題もある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、小形化を達成でき、列車の架線を自動検測できる架線検測装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく架線検測装置は、車両屋根上に設置され、熱分布を撮影できる撮影機器と、前記撮影機器が撮影した画像を処理する画像処理部と、前記画像処理部の画像処理結果から架線の位置を演算する架線位置演算部とを備えることを特徴とする。
本発明に基づく架線検測装置は、車両屋根上に設置された赤外線カメラと、
前記赤外線カメラが撮影した赤外線画像を処理する画像処理部と、前記画像処理部の画像処理結果から、架線の位置を演算する架線位置演算部とを備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明に基づく第１の実施の形態の架線検測装置について、図を参照し詳細に説明する。図１は、本発明に基づく第１の実施の形態の架線検測装置の構成図である。
本発明に基づく第１の実施の形態の架線検測装置は、架線１，パンタグラフ２，舟体３，車両屋根４，熱分布を撮影できる映像機器である赤外線カメラ５，画像処理部６，架線位置演算部７により構成される。
このように構成された架線検測装置において、架線１と接するようにパンタグラフ２の舟体３が車両屋根４に設置されている。車両屋根４上のパンタグラフ近傍には、赤外線カメラ５が架線１と舟体３の接触する部分が写るように所定の角度を持ち設置されている。赤外線カメラ５と画像処理部６が接続される。画像処理部６と架線位置演算部７が接続される。
このように構成された架線検測装置において、車両走行中には、架線１とパンタグラフ２の舟体３は、接触することにより摩擦熱を発生させる。赤外線カメラ５は、架線１と舟体３の接触している部分を撮影する。赤外線カメラ５により撮影された架線１と舟体３の接触部分の映像は、画像処理部６に出力される。画像処理部６は、赤外線カメラ５から入力された画像を画像処理し、架線１と舟体３の摩擦により熱が発生している発熱部の位置を画像上の位置から算出する。架線位置演算部７は、画像処理部６から入力された発熱部の位置と予め記憶されている舟体３及び赤外線カメラ５の位置から、架線１の上下方向の位置及び車両枕木長手方向の位置を算出し、位置データとして数値又はグラフ等により出力する。
【０００７】
このように構成された架線検測装置において、赤外線カメラ５を使用することにより、どの架線がパンタグラフ２の舟体３と接触しているのかという事を容易に判別できるようになった。
このように構成された架線検測装置において、赤外線カメラ５を営業車の屋根上に設置するだけで、架線１の位置を検出することが出来るので特別な検測車両を使用する必要がない。営業車の屋根上に赤外線カメラ５を設置することができるため、架線に異常が起こった場合には即座に検知することができる。
このように構成された架線検測装置において、車両走行時の架線の状態を検測できるため、非車両走行時の架線の状態を検測する従来の架線検測装置よりも信頼性が高い。
（第２の実施の形態）
本発明に基づく第２の実施の形態の架線検測装置について、図を参照し詳細に説明する。図２は、本発明に基づく第２の実施の形態の架線検測装置の構成図である。なお、図１記載のものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
本発明に基づく第２の実施の形態の架線検測装置は、架線１，パンタグラフ２，パンタグラフ舟体３，車両屋根４，赤外線カメラ５，画像処理部６，架線位置演算部７，位置検出部８により構成される。
【０００８】
このように構成された架線検測装置において位置検出部８は、架線位置演算部７から入力された架線位置情報に、電車の位置情報を付加する。
このように構成された架線検測装置において、電車の位置情報を架線位置情報に付加することにより、架線異常を発見した時には、すぐに修理に取りかかることができる。
（第３の実施の形態）
本発明に基づく第３の実施の形態の架線検測装置について、図を参照し詳細に説明する。図３は、本発明に基づく第３の実施の形態の架線検測装置の構成図である。なお、図１記載のものと構造上同一のものについては、同符号を付して説明を省略する。
本発明に基づく第３の実施の形態の架線検測装置は、架線１，パンタグラフ２，パンタグラフ舟体３，車両屋根４，赤外線カメラ５，画像処理部６，架線位置演算部７，位置検出部８，離線検出部９により構成される。
このように構成された架線検測装置において、離線検出部９は、画像処理部６から出力される発熱位置の温度を時系列に比較することにより、パンタグラフ２が架線１離線時に発生するアーク光の発生を検知する。
このように構成された架線検測装置において、離線を検知することができるため、離線による架線１の位置演算の誤演算を防止することが出来，より精度の高い架線位置の計測ができる。
【０００９】
本発明に基づく架線検測装置は、赤外画像により架線位置を計測することができ、トロリー架線のみを抽出した計測、及び周囲環境の影響を受け難く安定した計測が行える架線検測装置を提供することができる。
本発明に基づく架線検測装置は、集電用のパンタグラフの周辺にコンパクトに配置する構成とすることにより、検測専用車両以外の一般運行車両への付設を可能とすることできる。
本発明は赤外線ビデオカメラをレール方向においてパンタグラフ１の前後に設置することなど配置に、無数の組合せがあるため、本発明に基づく第１の実施の形態，第２の実施の形態，第３の実施の形態の架線検測装置のみに限定されない。本発明に基づく架線検測装置において、赤外線ビデオカメラ１台で、パンタグラフ２台と架線の発熱部を監視することや、多方向から発熱部を撮影することも可能なため、赤外線ビデオカメラの台数については限定しない。
本発明に基づく架線検測装置において、熱分布を撮影できる映像機器として、赤外線ビデオカメラを使用しているが、赤外線カメラなども使用できるため、赤外線ビデオカメラのみに限定はしない。
【００１０】
【発明の効果】
本発明により、小形化を達成でき、列車の架線を自動検測できる架線検測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく第１の実施の形態の列車検測装置の構成図である。
【図２】本発明に基づく第２の実施の形態の列車検測装置の構成図である。
【図３】本発明に基づく第３の実施の形態の列車検測装置の構成図である。
【符号の説明】
１・・・架線
２・・・パンタグラフ
３・・・舟体
４・・・車両屋根上
５・・・赤外線カメラ
６・・・画像処理部
７・・・架線位置演算部
８・・・位置検出部
９・・・離線検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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