(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架線を撮像する３台のラインセンサカメラを車両の両端及び中央に設置し、前記３台のラインセンサカメラで撮像された前記架線の画像についてステレオ計測を利用した画像処理装置にて画像処理することにより前記架線の高さ・偏位を計測する線条計測装置において、前記車両の中央に設置される前記ラインセンサカメラは、前記車両の両端に設置されるラインセンサカメラに比較して、撮像範囲が広いこと及び、前記車両の中央に設置される前記ラインセンサカメラは、前記架線として渡り線が存在する範囲（以下、渡り線の範囲という）の全てを撮像範囲とする一方、前記車両の両端に設置される前記ラインセンサカメラは、前記渡り線の範囲のうち前記車両の中央で２分割した片側半分を少なくとも完全に含む範囲を各々撮像範囲とすることを特徴とする線条計測装置。
【請求項２】
前記画像処理装置は、前記３台のラインセンサカメラが前記架線として渡り線を撮像するとき、前記渡り線が前記架線である本線に対して一定高さにあるという高さ条件を満たす前記架線のみを渡り線として高さ・偏位を計測することを特徴とする請求項１記載の線条計測装置。
【請求項３】
前記本線に接触するパンタグラフの高さを計測するパンタグラフ高さ計測装置を更に備え、前記画像処理装置は、前記パンタグラフ高さ計測装置により計測された前記パンタグラフの高さを以て前記本線の高さとして前記高さ条件を設定することを特徴とする請求項２記載の線条計測装置。
【請求項４】
前記本線の高さについてステレオ計測を利用して検出するステレオ計測装置を更に備え、前記画像処理装置は、前記ステレオ計測装置により検出された前記本線の高さを用いて前記高さ条件を設定することを特徴とする請求項２記載の線条計測装置。
【請求項５】
架線を撮像する３台のラインセンサカメラを車両の両端及び中央に設置し、前記３台のラインセンサカメラで撮像された前記架線の画像についてステレオ計測を利用して画像処理することにより前記架線の高さ・偏位を計測する線条計測方法において、前記車両の中央に設置される前記ラインセンサカメラは、前記車両の両端に設置されるラインセンサカメラに比較して、撮像範囲が広いこと及び、前記車両の中央に設置される前記ラインセンサカメラは、前記架線として渡り線が存在する範囲（以下、渡り線の範囲という）の全てを撮像範囲とする一方、前記車両の両端に設置される前記ラインセンサカメラは、前記渡り線の範囲のうち前記車両の中央で２分割した片側半分を少なくとも完全に含む範囲を各々撮像範囲とすることを特徴とする線条計測方法。
【請求項６】
前記３台のラインセンサカメラが前記架線として渡り線を撮像するとき、前記渡り線が前記架線である本線に対して一定高さにあるという高さ条件を満たす前記架線のみを渡り線として高さ・偏位を計測することを特徴とする請求項５記載の線条計測方法。
【請求項７】
前記本線に接触するパンタグラフの高さを計測し、計測された前記パンタグラフの高さを以て前記本線の高さとして前記高さ条件を設定することを特徴とする請求項６記載の線条計測方法。
【請求項８】
前記本線の高さについてステレオ計測を利用して検出し、検出された前記本線の高さを用いて前記高さ条件を設定することを特徴とする請求項６記載の線条計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は線条計測装置及びその方法に関する。詳しくは、電車線の架線について、偏位及び高さの位置を測定する分野に係り、特に、車両中央から偏位９００ｍｍ離れ、本線を横切る渡り線を測定する分野のものである。
【背景技術】
【０００２】
計測対象となる架線とは、本線及び渡り線を含んでおり、各架線の特徴を下記に示し、本線及び渡り線の範囲を図１に示す。
【０００３】
本線は、電車（車両）０１０の中央線（一点鎖線で示す）Ｃから約偏位±３００ｍｍの範囲に存在し、パンタグラフが常に接しているため摺動面が存在する。本線の存在する範囲（本線の範囲）Ｄは、図中縦線を入れて示すように、電車０１０の中央線Ｃから水平方向に一定の横幅（約偏位±３００ｍｍ）ｄを持ち、また、垂直方向に一定の高さｈを持つ。
【０００４】
渡り線は、本線を横切る架線であり、電車０１０の中央線Ｃから離れた範囲（例：約偏位±９００ｍｍ）に存在し、また、パンタグラフに接しない箇所があるため、摺動面が存在しない箇所もある。渡り線の存在する範囲（渡り線の範囲）Ｅは、本線の範囲よりも横幅が広く、図中斜線を入れて示すように、電車０１０の中央線Ｃから水平方向に一定の横幅（例：約偏位±９００ｍｍ）ｅを持ち、また、垂直方向に一定の高さｈを持つ。
【０００５】
また、渡り線は、本線の高さから３０ｍｍ以内の高さに設置される。
なお、本線及び渡り線は、何れも、トロリ線の一種であり、線路の交差する箇所において、本線に対して斜めに交差する線条が渡り線である。
【０００６】
特許文献１は、架線位置測定方法として、ステレオ計測を用いる。ステレオ計測とは、複数台のカメラの視差情報を元に３次元の位置情報を算出する手法である。
図３〜図６のようにラインセンサカメラ（カメラとも略称する）０１の撮像範囲（図中、実線で示す）とカメラ０２の撮像範囲（図中、破線で示す）の重複する範囲がステレオ計測可能の範囲Ｊとなる。撮像範囲は、枕木方向にスキャンした角度で表される。
また、偏位と高さの分解能は下式(1)(2)式になり、高さ分解能では、カメラ間の距離Ｂに依存しており、カメラ間の距離Ｂが離れているほど高さ分解能は良くなる。
【０００７】
偏位分解能Δｘ（ｍｍ/ｐｉｘ) ：
Δｘ = Ｌ × Ｚ ／ ｆ          …（１）
高さ分解能Δｙ（ｍｍ／ｐｉｘ）：
Δｙ = Ｚ2 / (Ａ − Ｚ)           …（２）
[Ａ = ｆ × Ｂ ／ Ｌ]
【０００８】
但し、
ｆ：焦点距離（ｍｍ）
Ｌ：１素子当たりの長さ （ｍｍ／ｐｉｘ）
Ｂ：カメラ間の距離（ｍｍ）
Ｚ：ターゲットまでの高さ（ｍｍ）
【０００９】
また、図２のように、カメラ０１，０２を用いた架線のステレオ計測で、画像中に二つの架線が存在する場合、ステレオ対応の組み合わせのミスマッチで、つまり、カメラ０１，０２の仰角θ1，θ2が各々二つ存在し、それらの組み合せによるため、正常対応であるp1,p2だけでなく、誤対応であるp3,p4まで検出する。
そのため、どれが本物の架線であるかを、画像中のステレオ対応のみで検出することは困難である。そのため、特許文献１では、後述するように、画像中の架線までの距離を計測するレーザ距離計を利用したステレオの対応点マッチングを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2012-8026
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、特許文献１の方法は、下記の２点の課題がある。
ｉ．図３に示すように、二台のカメラ０１，０２は電車０１０の屋根上に設置される。
そのため、カメラ間の距離を離すことにより、撮像分解能を重視するパターン１では、二台のカメラ０１，０２によりステレオ計測可能の範囲（図中斜線を入れて示す）Ｊが渡り線の範囲（図中、二点鎖線で示す）Ｅをカバーできない。つまり、図４に示すように、パターン１では、ステレオ計測可能な架線検測の範囲（図中斜線を入れて示す）Ｋが、渡り線の範囲Ｅの一部に限られることとなり、撮像範囲が条件を満たさない。
【００１２】
図５に示すように、カメラ間の距離を短くすることにより、撮像範囲を重視するパターン２では、ステレオ計測可能な架線検測の範囲（図中斜線を入れて示す）Ｍが、渡り線の範囲をカバーできるが、カメラ間距離が短いため撮像分解能が条件を満たさない。
【００１３】
図６に示すように、カメラ０１，０２を斜めにし、分解能及び撮像範囲の両方を重視するパターン３では、カメラ間の距離が比較的離れ、ステレオ計測可能な架線検測の範囲（図中斜線を入れて示す）Ｎが、渡り線の範囲をカバーでき、分解能と撮像範囲の両立を図っているが、カメラ角度を考慮した計算処理になるため検測処理が複雑になる。
よって、渡り線を撮像する広範囲の撮像領域の確保と撮像分解能の細かさを両立できず、検測処理も複雑である。
【００１４】
ｉｉ．ステレオの対応点マッチングにレーザ距離計の位置情報を使用する。
レーザは性質上、検出率及び精度は計測距離に比例し悪くなるため、距離の離れた架線のステレオ計測が困難である。また、レーザの収録周期は、ラインカメラの撮像周期の０．１倍よりも低く、高速走行の営業車両には、不向きである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る線条計測装置は、架線を撮像する３台のラインセンサカメラを車両の両端及び中央に設置し、前記３台のラインセンサカメラで撮像された前記架線の画像についてステレオ計測を利用した画像処理装置にて画像処理することにより前記架線の高さ・偏位を計測する線条計測装置において、前記車両の中央に設置される前記ラインセンサカメラは、前記車両の両端に設置されるラインセンサカメラに比較して、撮像範囲が広いこと及び、前記車両の中央に設置される前記ラインセンサカメラは、前記架線として渡り線が存在する範囲（以下、渡り線の範囲という）の全てを撮像範囲とする一方、前記車両の両端に設置される前記ラインセンサカメラは、前記渡り線の範囲のうち前記車両の中央で２分割した片側半分を少なくとも完全に含む範囲を各々撮像範囲とすることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る線条計測装置は、請求項１において、前記画像処理装置は、前記３台のラインセンサカメラが前記架線として渡り線を撮像するとき、前記渡り線が前記架線である本線に対して一定高さにあるという高さ条件を満たす前記架線のみを渡り線として高さ・偏位を計測することを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係る線条計測装置は、請求項２において、前記本線に接触するパンタグラフの高さを計測するパンタグラフ高さ計測装置を更に備え、前記画像処理装置は、前記パンタグラフ高さ計測装置により計測された前記パンタグラフの高さを以て前記本線の高さとして前記高さ条件を設定することを特徴とする。
【００１９】
上記課題を解決する本発明の請求項４に係る線条計測装置は、請求項２において、前記本線の高さについてステレオ計測を利用して検出するステレオ計測装置を更に備え、前記画像処理装置は、前記ステレオ計測装置により検出された前記本線の高さを用いて前記高さ条件を設定することを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決する本発明の請求項５に係る線条計測方法は、架線を撮像する３台のラインセンサカメラを車両の両端及び中央に設置し、前記３台のラインセンサカメラで撮像された前記架線の画像についてステレオ計測を利用して画像処理することにより前記架線の高さ・偏位を計測する線条計測方法において、前記車両の中央に設置される前記ラインセンサカメラは、前記車両の両端に設置されるラインセンサカメラに比較して、撮像範囲が広いこと及び、前記車両の中央に設置される前記ラインセンサカメラは、前記架線として渡り線が存在する範囲（以下、渡り線の範囲という）の全てを撮像範囲とする一方、前記車両の両端に設置される前記ラインセンサカメラは、前記渡り線の範囲のうち前記車両の中央で２分割した片側半分を少なくとも完全に含む範囲を各々撮像範囲とすることを特徴とする。
【００２２】
上記課題を解決する本発明の請求項６に係る線条計測方法は、請求項５において、前記３台のラインセンサカメラが前記架線として渡り線を撮像するとき、前記渡り線が前記架線である本線に対して一定高さにあるという高さ条件を満たす前記架線のみを渡り線として高さ・偏位を計測することを特徴とする。
【００２３】
上記課題を解決する本発明の請求項７に係る線条計測方法は、請求項６において、前記本線に接触するパンタグラフの高さを計測し、計測された前記パンタグラフの高さを以て前記本線の高さとして前記高さ条件を設定することを特徴とする。
【００２４】
上記課題を解決する本発明の請求項８に係る線条計測方法は、請求項６において、前記本線の高さについてステレオ計測を利用して検出し、検出された前記本線の高さを用いて前記高さ条件を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明では、車両の両端及び中央に設置した３台のラインセンサカメラで撮像した架線の画像についてステレオ計測を利用した画像処理装置にて画像処理する際、車両の中央に設置されるラインセンサカメラの撮像範囲を車両の両端に設置されるラインセンサカメラの撮像範囲に比較して広くしたため、広範囲の撮像領域の確保と撮像分解能の細かさを両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】架線の範囲を示す説明図である。
【図２】ラインセンサカメラの架線ステレオ計測による正常対応及び誤対応の例を示す説明図である。
【図３】ステレオ計測可能な範囲の例を示す説明図である。
【図４】カメラ２台のステレオ計測（パターン１：撮像分解能を重視）を示す説明図である。
【図５】カメラ２台のステレオ計測（パターン２：撮像範囲を重視）を示す説明図である。
【図６】カメラ２台のステレオ計測（パターン３：分解能及び撮像範囲の両方を重視）を示す説明図である。
【図７】電車の屋根上の配置を示す説明図である。
【図８】各カメラの撮像範囲を示す説明図である。
【図９】カメラ配置の条件図である。
【図１０】左端と中央のカメラを使用したステレオ撮像可能領域図である。
【図１１】右端と中央のカメラを使用したステレオ撮像可能領域図である。
【図１２】左端のカメラと右端のカメラの撮像範囲が重なる箇所を示す説明図である。
【図１３】図１３（ａ）はパンタグラフの高さ計測装置の概要図、図１３（ｂ）はマーカーの拡大斜視図である。
【図１４】本発明の第一の実施例に係る線条計測装置のブロック図（パンタグラフ高さ情報による渡り線検出）である。
【図１５】渡り線検出のフローチャート（パンタグラフ高さ情報による渡り線検出）である。
【図１６】本発明の第二の実施例に係る線条計測装置のブロック図（本線のステレオ計測情報による渡り線検出）である。
【図１７】渡り線検出のフローチャート（本線のステレオ計測情報による渡り線検出）である。
【図１８】架線候補の渡り線とその他の架線との関係を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明について、図面に示す実施例を参照して具体的に説明する。
【実施例１】
【００２８】
本発明の第１の実施例に係る線条計測装置及びその方法を図７〜図１５に示す。本実施例は、パンタグラフ高さ情報により渡り線を検出するものである。即ち、車上の両端及び中央に置いた３台のカメラにより、渡り線（例：偏位±９００ｍｍ）の広範囲の撮像領域を確保し、かつ、撮像分解能も確保できる特徴がある。
【００２９】
即ち、図７に示すように、電車１０の側方に立設される電柱６に曲引金具７を介して、トロリ線（本線）８と、トロリ線（渡り線）９が吊り下げられている。トロリ線（渡り線）９は、トロリ線（本線）８に対して斜めに横切っている。
車両（電車）１０の屋根には、両端及び中央に３台のラインセンサカメラ（単にカメラとも略称する）１，２，３が架線であるトロリ線８，９を撮像できるよう上向きに設置されている。カメラ１，２，３の間には照明器具４，５が配置されている。
【００３０】
カメラ１，２，３は、枕木方向Ｐにスキャンすることにより所定範囲を撮像範囲とする。ここで、両端に設置されるカメラ１，２に比較し、中央に設置されるカメラ３は撮像範囲が広い。具体的には、図８に示すように、電車１０の左端に設置されるカメラ１の撮像範囲（図中一点鎖線で示す）及び電車１０の右端に設置されるカメラ２の撮像範囲（図中破線で示す）に比較し、電車１０の中央に設置されるカメラ３の撮像範囲（図中実線で示す）が広い。カメラ配置の条件は、後述する。
【００３１】
電車１０内には、画像処理部１００が配置されており、カメラ１，２，３により撮像された架線の画像はラインセンサ信号として、画像処理部１００に送られる。
画像処理部１００は、送られてくるラインセンサ信号を画像として記録する画像記録部を兼ねる他、送られてくるラインセンサ信号である架線の画像についてステレオ計測を利用した画像処理により、架線の高さ・偏位を計測する。
【００３２】
具体的には、画像処理部１００は、図１４に示すように、画像入力部１１、線条検出部１２、ステレオ計測部１３、高さデータ入力部１４、架線推定部１５、渡り線検出部１６、処理設定部１７及び記憶部１８からなる。
画像入力部１１は、カメラ１，２，３からのラインセンサ信号を画像データとして、記憶部１８に入力する。
【００３３】
線条検出部１２は、記憶部１８に保存されている画像データから線条データを検出する。線条データとは、各カメラの画面上の架線の位置情報である。線条データは、各カメラ１，２，３について各々検出されることになる。
ステレオ計測部１３は、線条検出部１２で検出された各カメラの線条データに基づきステレオ計測により架線候補位置データを作成する。ステレオ計測は、各カメラの撮像範囲が重複する範囲で行われる。
【００３４】
高さデータ入力部１４は、パンタグラフの高さ情報に基づき、本線の高さデータを取得する。ここでは、パンタグラフの高さを以て本線の高さとする。
パンタグラフの高さ情報は、例えば、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、ラインセンサカメラ２０でパンタグラフ４０のマーカー５０を撮像することでパンタグラフ４０の高さを計測するパンタグラフ高さ計測装置が使用できる。詳しくは、後述する。
【００３５】
架線推定部１５は、ステレオ計測部１３で作成した架線候補位置データに対して、架線である渡り線は架線である本線に対して一定高さにあるという高さ条件、具体的には、「渡り線は本線高さの３０ｍｍ以内にある」という条件により渡り線推定を行う。つまり、上記高さ条件を満たす架線候補位置データを渡り線であると推定する。上記高さ条件は、架線の特徴である。本線高さ情報は、高さデータ入力部１４から入力する。
渡り線検出部１６は、架線推定部１５の高さ条件を満たす架線候補位置データを渡り線として検出し、検出した渡り線の高さ・偏位を表示装置（図示省略）、記録装置（図示省略）に送る。上記高さ条件を満たさない架線候補位置データはノイズとして処理される。
処理設定部１７は、各種の処理パラメータを設定する。
記憶部１８は、各種のデータを記憶する。
【００３６】
ここで、図９を参照して、カメラ１，２，３の配置条件を説明する。
電車１０の両端に設置されるカメラ１及び２の偏位距離ａは、撮像最低の高さＹの時に、撮像片側の偏位Ｘが撮像範囲に入るように調整する。撮像最低の高さＹとは、電車１０
の屋根から渡り線の範囲Ｅの最下端までの距離である。
つまり、電車１０の左端に設置されるカメラ１の撮像範囲（図中一点鎖線で示す）に、電車１０の中央線Ｃで渡り線の範囲Ｅを２分割した左片側半分（図中、左半分）が全て含まれるようにし、電車１０の右端に設置されるカメラ２の撮像範囲（図中破線で示す）に、電車１０の中央線Ｃで渡り線の範囲Ｅを２分割した右片側半分（図中、右半分）が全て含まれるようにする。
【００３７】
渡り線の範囲Ｅの水平方向の横幅は、偏位２Ｘとする。つまり、電車１０の中央線Ｃか
ら左右に偏位Ｘとする。
カメラ３は，電車１０の中央に設置する。つまり、カメラ３の偏位距離は０である。
中央に設置されるカメラ３の高さ距離ｂは、撮像最低の高さＹの時に、撮像両側の偏位２Ｘが撮像範囲に入るように、調整する。
つまり、カメラ３の撮像範囲（図中実線で示す）に、渡り線の範囲Ｅが全て含まれるようにする。カメラ３の高さ距離ｂは、カメラ１，２の高さから下向きに計測するものとし、カメラ１，２は、電車１０の屋根から一定の高さに設置されるものとする。
【００３８】
なお、カメラ３は電車１０の中央に配置され、カメラ１，２は電車１０の両端に配置されるものであるが、ここにいう「中央」、「両端」とは厳密な位置を意味するものではない。電車１０の中央線Ｃについても同様である。広範囲の撮像領域の確保と撮像分解能の細かさを両立するという本発明の技術思想の本質に沿って柔軟に解釈されるものとする。
【００３９】
カメラ１，２，３でステレオ計測可能な架線検測の範囲を図１０、図１１示す。
図１０は、左端のカメラ１と中央のカメラ３により電車１０の中央線Ｃで渡り線の範囲Ｅを２分割した左片側半分の範囲（例：９００ｍｍ)を確保したものである。
つまり、左端のカメラ１と中央のカメラ３でステレオ計測可能な架線検測の範囲Ｑは、電車１０の中央線Ｃで渡り線の範囲Ｅを２分割した左片側半分の範囲（例：９００ｍｍ）を完全に含むものである。
【００４０】
図１１は、右端のカメラ２と中央のカメラ３により電車１０の中央線Ｃで渡り線の範囲Ｅを２分割した右片側半分の範囲（例：９００ｍｍ）を確保したものである。
つまり、右端のカメラ２と中央のカメラ３でステレオ計測可能な架線検測の範囲Ｒは、電車１０の中央線Ｃで渡り線の範囲Ｅを２分割した右片側半分の範囲（例：９００ｍｍ）を完全に含むものである。
これにより、分解能は高いが撮像範囲の狭いカメラ１及び２と、撮像範囲は広いが分解能が低いカメラ３を組み合わせることで、渡り線も含む撮像領域で高い分解能を確保したステレオ計測が可能となる。
【００４１】
なお、特許文献１の段落［００１６］に「本実施例に係る架線位置測定装置においては、ラインセンサカメラを２台設置することとしているが、ラインセンサカメラを３台以上設置してステレオ測定して、ステレオ対応点の探索を行うこととしてもよい。」と記載されているが、具体的ではなく、特別な効果をもたらすカメラの配置、条件については記載がない。
【００４２】
また、図１２に示すように、カメラ１とカメラ２の撮像範囲が重なる領域（ステレオ計測可能な架線検測の範囲）Ｓでは、カメラ２とカメラ３の架線位置情報、カメラ１とカメラ３の架線位置情報を平均して使用することができる。
これにより、１架線に対する位置情報が増えることでより高精度の位置情報を取得することができる。
【００４３】
本実施例は、ステレオの誤対応の中から本物架線を検出するための対応付けの情報に、先行技術のレーザ距離計ではなく、「渡り線が本線高さの３０ｍｍ以内にある」という架線の特徴（高さ条件）を使用し、架線候補の中から高さを限定することで、渡り線の線条計測を可能とする点に特徴がある。
即ち、カメラ１，２，３で撮像された画像から、ステレオ計測により推定された線条候補には、渡り線以外にも、その他の架線や誤対応による仮想の架線がある。
例えば、図１８に示すように、本線Ｐ10の他に渡り線Ｐ11や、その他の架線Ｐ12，Ｐ13，Ｐ14が存在する。
【００４４】
これを本線Ｐ10の高さ情報から「本線から３０ｍｍ以内」に制限する。具体的には、図１８に示すように、本線Ｐ10の高さデータから高さを限定した渡り線のある高さ範囲Ｔに存在する架線を渡り線Ｐ11として検出するのである。
本実施例では、渡り線の高さを制限するための本線の高さ情報は、例えば、図１３に示すパンタグラフ高さ計測装置で取得する。
これより、渡り線の高さが限定されるため、ステレオ計測の対応点を制約することができ、渡り線の適切な線条計測が可能である。また、レーザではなくカメラを使用しているため、高速走行の営業車両にも対応できる。
【００４５】
ここで、パンタグラフ高さ計測装置としては、具体的には、図１３（ａ）に示すように、電車１０の屋根上に、ラインセンサカメラ２０と照明器具３０を設置し、照明器具３０で照らしながら、パンタグラフ４０の舟体に取り付けたマーカー５０の映像をラインセンサカメラ２０で取得するものである（特開2013-181755）。
【００４６】
ここで、ラインセンサカメラ２０は、図中矢印Ｈで示すラインセンサ撮像面が、パンタグラフ４０とマーカー５０を上下方向に垂直に切断する方向に設置し、パンタグラフ４０がどの高さに変動したとしてもマーカー５０を必ず撮像できるようにする。
マーカー５０は、図１３（ｂ）に拡大して示すように、光を反射しにくい色や材質の第１領域（黒マーカー）をベースに、光を反射しやすい色や材質の第２領域（白マーカー）を重ねた縞模様である。
【００４７】
さらに、ラインセンサカメラ２０により取得された画像は、画像処理部６０で画像処理し、画像処理の結果、計測したパンタグラフ４０の高さが記録装置７０に記録されることになる。
【００４８】
本実施例の動作手順について、図１５に示すフローチャートを参照して説明する。
先ず、カメラ１，２，３で撮像された架線の画像がラインセンサ信号として、画像処理部１００の画像入力部１１に送られ（ステップＳ１）、画像データとして記憶部１８に入力される（ステップＳ２）。
【００４９】
次に、記憶部１８に入力された画像データに基づき線条検出部１２により各カメラの画面上の架線の位置情報である線条データが検出され（ステップＳ３）、線条検出部１２で検出された各カメラの線条データに基づきステレオ計測によりステレオ計測部１３で架線候補位置データが作成される（ステップＳ４）。架線候補位置データには、図１８に示すように、対象でない架線や線条対応のミスマッチで生じる仮想の架線が複数ある。架線候補位置データだけでは、渡り線を適切に判別できない。
【００５０】
そこで、図１３に示すようなパンタグラフ高さ計測装置で計測したパンタグラフ高さ情報を入力し（ステップＳ９）、高さデータ入力部１４によりパンタグラフの高さを以て本線の高さとする（ステップＳ１０）。
引き続き、高さデータ入力部１４から入力された本線の高さ情報及びステレオ計測部１３で作成された架線候補位置データとに基づき、架線推定部１５により、「渡り線は本線の高さから３０ｍｍ以内に設置されている」という高さ条件より渡り線を判別する。具体的には、図１８に示すように、本線Ｐ10の高さデータから高さを限定した渡り線のある高さ範囲Ｔに存在する架線を渡り線Ｐ11として検出する。
【００５１】
そして、上記高さ条件を満足する架線候補は渡り線検出部１６により渡り線として検出され（ステップＳ６）、検出された渡り線の高さ・偏位はデータとして出力される一方（ステップＳ７）、上記高さ条件を満足しない架線候補はノイズとして処理する（ステップＳ８）。
【００５２】
以上、説明した通り、本実施例は、以下の効果を奏する。
１）カメラ設置は車両屋根上に限定される。特許文献１の２台のみのカメラ構成では、渡り線を撮像する広範囲の撮像領域の確保と撮像分解能の細かさを両立できない。
しかしながら、本実施例は、車上の両端及び中央に置いた３台のカメラ構成により、分解能は高いが撮像範囲の狭いカメラ１及び２と、撮像範囲は広いが分解能が低いカメラ３を組み合わせることで、渡り線の範囲（例：偏位±９００ｍｍ）も含む広い撮像範囲で高い分解能を確保したステレオ計測が可能な点で優れている。
２）特許文献１は、ステレオの対応点マッチングにレーザ距離計の位置情報を使用しており、レーザは性質上、検出率及び精度は計測距離に比例し悪くなるため、距離の離れた架線のステレオ計測が困難だった。
【００５３】
しかしながら、本実施例は、レーザ距離計ではなく、「渡り線が本線高さの３０ｍｍ以内にある」という架線の特徴を使用し、架線候補の中から高さを限定することで、渡り線の線条計測を可能とする点が優れている。
又、本実施例では、本線の高さ情報には、パンタグラフ高さ計測（図１３）を使用する。レーザ距離計ではなくカメラを使用するため、撮像周期の関係上高速走行の営業車両にも対応できる。
【実施例２】
【００５４】
本発明の第２の実施例に係る線条計測装置及びその方法を図１６及び図１７に示す。本実施例は、本線のステレオ計測情報により渡り線を検出するものである。
即ち、本実施例は、実施例１に比較し、パンタグラフ高さ計測（図１３）ではなく、本線のステレオ計測により本線の高さ情報を取得する点が異なる。
【００５５】
そのため、図１６に示す本実施例の線条計測装置のブロック図において、図１４の高さデータ入力部（パンタグラフの高さ情報）１４に代えて、高さ情報データ入力部（ステレオ計測情報）２４を使用し、また、図１７に示す本実施例の動作手順を示すフローチャートにおいて、ステップＳ９のパンタグラフ高さデータ入力に代えて、ステップＳ１１のステレオ計測データ入力を用いる点が異なる以外については、図７〜図１５に示す実施例１と同様な構成であり、同様な作用・効果を奏する。
【００５６】
図１６に示す高さ情報データ入力部（ステレオ計測情報）２４は、ステレオ計測により本線の高さデータを入力するものであり、例えば、３台のカメラ１，２，３で撮像された少なくとも二つ画像の内から線条検出部１２で本線について位置情報である線条データを検出し、検出した線条データからステレオ計測部１３でステレオ計測により本線の高さを検出するものである。
【００５７】
そして、図１７に示すフローチャートにおいては、ステレオ計測部１３でステレオ計測により計測した本線の高さを入力し（ステップＳ１１）、高さデータ入力部２４により計測した本線の高さを本線の高さとして入力するのである（ステップＳ１２）。
このように、本実施例は、実施例１に比較し、高さ情報データ入力部（ステレオ計測情報）２４は、パンタグラフの高さ情報ではなく、本線のステレオ計測により算出された本線の高さデータを使用する点が異なる。
【００５８】
以上、説明したように、本実施例によれば、実施例１の効果１）２）に加え、本線の高さ情報をステレオ計測から取得することにより、図１３に例示するような、パンタグラフ高さ計測装置が不要になる利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は線条計測装置及びその方法として広く産業上利用可能なものである。
【符号の説明】
【００６０】
１，２，３，  ラインセンサカメラ（カメラ）
４，５  照明器具
６  電柱
７  曲引金具
８  トロリ線（本線）
９  トロリ線（渡り線）
１０  電車（車両）
１１  画像入力部
１２  線条検出部
１３  ステレオ計測部
１４  高さデータ入力部（パンタグラフの高さ情報）
１５  架線推定部
１６  渡り線検出部
１７  処理設定部
１８  記憶部
２０  ラインセンサカメラ
２４  データ入力部（ステレオ計測情報）
３０  照明器具
４０  パンタグラフ
５０  マーカー
６０  画像処理部
７０  記録装置
１００  画像処理部
Ｃ  電車の中央線
Ｄ  本線の範囲
Ｅ  渡り線の範囲
Ｊ  ステレオ計測可能の範囲
Ｋ，Ｍ，Ｎ，Ｑ，Ｒ，Ｓ  ステレオ計測可能な架線検測の範囲
Ｔ  渡り線のある高さ範囲
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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