(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブ板上にタイプレートを介してレールを固定するスラブ軌道において、レール上に架設された測定台車の画像処理装置によってタイプレートショルダからタイプレートボルトの中心までの距離を測定し、当該距離と、予めわかっているタイプレートショルダからタイプレートボルト穴の外端及び内端までの距離との差をそれぞれ求めることにより、軌間内方及び軌間外方へのレールの横方向移動余裕量を求めるようにしたことを特徴とするスラブ軌道の横方向移動余裕量測定方法。
【請求項２】
タイプレートボルトの中心を、撮像したボルトの円弧より求めるようにした請求項１に記載のスラブ軌道の横方向移動余裕量測定方法。
【請求項３】
タイプレートボルトの中心を、撮像したナットの辺より求めるようにした請求項１に記載のスラブ軌道の横方向移動余裕量測定方法。
【請求項４】
スラブ板上にタイプレートを介してレールを固定するスラブ軌道の横方向移動余裕量を測定する装置であって、レール上に架設された測定台車と、測定台車からタイプレートボルト部を撮像して画像処理をし、タイプレートショルダからタイプレートボルトの中心までの距離を測定する画像処理装置と、当該画像処理装置の制御及び所定の演算処理を行う制御装置とで構成され、前記制御装置は、前記画像処理装置によって求めたタイプレートショルダーからタイプレートボルトの中心までの距離と、予めわかっているタイプレートショルダーからタイプレートボルト穴の外端までの距離及びタイプレートショルダーからタイプレートボルト穴の内端までの距離とに基づいて、レールの横方向移動余裕量を算出することを特徴とするスラブ軌道の横方向移動余裕量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スラブ板上にタイプレートを介してレールを固定するスラブ軌道において、タイプレート（レール）の横方向移動余裕量の測定を画像処理装置を用いて行う方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートスラブ板上にタイプレートを介してレールを固定する従来のスラブ軌道を示せば、図７の図（Ａ）の平面図及び図（Ｂ）の部分拡大図並びに図８の図（Ａ）のタイプレートとレールとの関係を示す平面図及び図（Ｂ）の同正面図の通りである。同図に示す如く、スラブ軌道１は、コンクリート製のスラブ板２上に、タイプレート３を介してレール４を固定するようにしている。スラブ板２には、タイプレート３を固定するためのタイプレートボルト５が固定埋設されている。タイプレート３は、楕円形状のタイプレートボルト穴６を対角線状の位置に二つ有し、それぞれスラブ板２上のタイプレートボルト５が挿通されている。レール４は、タイプレート３のショルダー７，７間に高さ調節用のスペーサ８を介して嵌合装着されており、板バネ９を介してショルダー７，７に固定されたボルト１０，１０にによって固定されている。
なお、同図において、符号１１はタイプレートボルト５へ螺着されるナットであり、符号１２は板バネ９を締結するボルト１０へ螺着されるナットである。
【０００３】
ところで、このようなスラブ軌道１において、レール４の通り狂いを整正するためには、タイプレートボルト５を緩めてタイプレート３を横方向（レール軌道の外方向又は内方向）へ移動させ、レール４の側面における凹凸をなくすようにしていた。そして、その場合に、予めタイプレート３を横方向へ移動することのできる横方向移動余裕量を測定しておき、通り狂いの整正に役立てるようにしていた。
【０００４】
従来の横方向移動余裕量の測定は、図７の図（Ｂ）に示すように、スラブ板２の端面からタイプレート３の端面までの距離Ａを作業員が手作業により定規を当てて測定し、予めわかっている固定された寸法に関する情報とを比較することで行っていた。すなわち、タイプレート３の横方向の移動は、タイプレートボルト穴６の長さ寸法Ｃの範囲内でしかできず、タイプレートボルト穴６の位置もタイプレート３の端面からＢ寸法離れた位置にあり、一義的である。またスラブ板２に埋設されたタイプレートボルト５もスラブ板２の端面から寸法Ｄだけ離れた位置にあり、一義的である。
【０００５】
従って、スラブ板２に対して、タイプレート３が最も外側へ移動したときの位置と、タイプレートボルト５がタイプレートボルト穴６の中心にあるときのタイプレート３の位置と、タイプレート３が最も内側へ移動したときの位置とにおける前記Ａ寸法は予めわかっているので、これらの固定された寸法情報Ｂ，Ｃ，Ｄと、測定したＡ寸法とから、タイプレート３の横方向移動余裕量を知ることが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記の如く、スラブ板２の端面とタイプレート３の端面とに定規を当てて寸法Ａを測定する方法では、定規を当てる位置や見る位置が異なると誤った数値を読み取ってしまうという欠点があった。また測定は、連続した屈伸作業となるため、作業内容が重労務作業であり、作業者に与える負担が大きいという欠点があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去したものであって、タイプレートボルトの中心を画像処理装置によって認識し、スラブ軌道の横方向移動余裕量の測定を自動化せんとするものである。
【０００８】
而して、前記課題を解決するために本発明が採用した請求項１の手段は、スラブ板上にタイプレートを介してレールを固定するスラブ軌道において、レール上に架設された測定台車の画像処理装置によってタイプレートショルダからタイプレートボルトの中心までの距離を測定し、当該距離と、予めわかっているタイプレートショルダからタイプレートボルト穴の外端及び内端までの距離との差をそれぞれ求めることにより、軌間内方及び軌間外方へのレールの横方向移動余裕量を求めるようにしたことを特徴とするスラブ軌道の横方向移動余裕量測定方法である。
このようにレール上に架設した測定台車の画像処理装置によって、タイプレートショルダからタイプレートボルトの中心までの距離を測定して所定の演算処理を行うことで、タイプレート（レール）の横方向移動余裕量を測定することが可能であり、自動化が図れ、著しい作業員の負担軽減を実現するこができる。
【０００９】
また本発明にあっては、タイプレートボルトの中心を、撮像したボルトの円弧より求めるか、又は撮像したナットの辺より求めるようにしている。
このように、タイプレートボルトの中心位置を、撮像したボルトの円弧又はナットの辺から求めることで、固定されたタイプレートボルトに対するタイプレートの現在位置を画像処理技術によって知ることができ、タイプレート（レール）の横方向移動余裕量がわかる。
【００１０】
更に、本発明にあっては、スラブ板上にタイプレートを介してレールを固定するスラブ軌道の横方向移動余裕量を測定する装置であって、レール上に架設された測定台車と、測定台車からタイプレートボルト部を撮像して画像処理をし、タイプレートショルダからタイプレートボルトの中心までの距離を測定する画像処理装置と、当該画像処理装置の制御及び所定の演算処理を行う制御装置とで構成され、前記制御装置は、前記画像処理装置によって求めたタイプレートショルダーからタイプレートボルトの中心までの距離と、予めわかっているタイプレートショルダーからタイプレートボルト穴の外端までの距離及びタイプレートショルダーからタイプレートボルト穴の内端までの距離とに基づいて、レールの横方向移動余裕量を算出することを特徴とするスラブ軌道の横方向移動余裕量測定装置を提供する。
この発明は、前記スラブ軌道の横方向移動余裕量を測定する方法を実現するための装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の構成を図面に示す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。なお、従来の場合と同一符号は同一部材である。図１乃至図６は本発明の一実施の形態に係るものであり、図１は横方向移動余裕量測定装置１３の全体構成を示すブロック図、図２は同装置１３をレール４，４間へ架設した状態を示すもので、図（Ａ）は正面図、図（Ｂ）は平面図である。また図３は画像処理装置１４による撮像状態を示すスラブ軌道の概略正面図、図４は横方向移動余裕量を求めるフローチャート図、図５の図（Ａ）はボルト中心をボルトの円弧から求める場合の概略図であり、図（Ｂ）はボルト中心をナットの辺から求める場合の概略図である。更に、図６は横方向移動余裕量の算出方法を説明するためのスラブ軌道の平面図である。
【００１２】
図１乃至図３に示す如く、この実施の形態にかかるスラブ軌道の横方向移動余裕量測定装置１３は、レール４上に作業員一人で架設することのできる極めて軽量な測定台車１５を有している。この測定台車１５には、タイプレートボルト５の部分をＣＣＤカメラ１６等を介して撮像して画像処理をし、タイプレートボルト５の中心を求める画像処理装置１４と、当該画像処理装置１４の制御及び当該画像処理装置１４からの情報により所定の演算処理を行い、スラブ軌道の横方向移動余裕量を算出する制御装置１７と、これらの各装置の操作盤１８とが搭載されている。
【００１３】
測定台車１５は、図２の図（Ａ）及び図（Ｂ）に示す用に、左右のレール４，４の頭部頂面に当接接合する絶縁性車輪１９と、各レール４，４の内側面に当接接合する絶縁性車輪２０とを有している。そのため、レール４，４上へ架設すれば、自動的にスラブ軌道に対して常に一定の基準位置（レール中心）に測定台車の中心が位置するようになされている。また測定台車１５には、照明用の電源２１等も搭載されている。
画像処理装置１４は、タイプレートボルト５を撮像するためのＣＣＤカメラ１６の他に、タイプレートショルダー７に取り付けられたボルト１０を検知するための撮像タイミングセンサー２２と、タイプレートボルト５の部分を照明するための複数のライト２３とを有している。
制御装置１７は、中央演算処理装置を備えた市販のパーソナルコンピュータ等からなり、所定のアプリケーションソフト等に基づいてスラブ軌道の横方向移動余裕量が測定されるようになっている。
【００１４】
次に、このように構成されたスラブ軌道の横方向移動余裕量の測定方法を、図４のフローチャートに基づいて説明する。先ず、測定対象区域内において、作業員が測定台車１５をレール４，４上に架設する。続いて、操作盤１８のスイッチ等を操作して各部の電源を投入し、スラブ番号等の設定入力を行った後、スタートボタンを押し、測定台車１５を作業員が手押ししながら測定を開始する。そして、撮像タイミングセンサー２２がタイプレートショルダー７の板バネ９を締結するボルト１０を検出すると、タイプレートボルト５の位置がわかるので、照明用のライト２３を点灯させ、ＣＣＤカメラ１６により撮像した画像の取り込みを行う。
【００１５】
取り込んだ画像の処理は、先ず、タイプレートショルダー７の画像を認識し、その位置を確認する。続いて、タイプレートボルト５（図４では符号ＴＢで表す）の画像を認識する。そして、図５の図（Ａ）で示すように、タイプレートボルト５の円弧の任意の三点を抽出し、当該三点の垂線を引き、これらの交点を求めればよい。これにより、タイプレートボルト５の中心Ｏを求めることが可能である。また同図の図（Ｂ）に示すように、タイプレートボルト５に螺着される六角ナット１１の各辺において任意の二点を求めて各辺を求め、隣位の二辺の交点Ｐを求める。そして、当該交点Ｐにおいて一つの辺から６０の線を引き、これらの線の交点を求めれば、ナット１１の中心、すなわち、タイプレートボルト５の中心Ｏを求めることが可能である。
【００１６】
然る後は、図６に示すように、最初に画像を認識したタイプレートショルダー７の端面からタイプレートボルト５の中心までの距離Ｘを算出する。ところで、タイプレートボルト穴６の位置及び大きさは、一義的であって予めわかっている。またタイプレートショルダー７の端面からタイプレートボルト穴６の外側までの寸法Ｙと、タイプレートショルダー７の端面からタイプレートボルト穴６の内側までの寸法Ｚとは固定の情報として明らかである。
従って、これらの固定情報Ｙ，Ｚと、測定した距離寸法Ｘとから、タイプレート３（レール４）の横方向移動余裕量を算出することが可能である。すなわち、スラブ軌道の外側への移動余裕量は、Ｙ−Ｘで求めることができ、またスラブ軌道の内側への移動余裕量は、Ｘ−Ｚから求めることができる。
このようにして求められた横方向移動余裕量のデータは、各タイプレート３ごとにテキスト形式等で保存され、レール軌道の通り狂いの整正に利用される。
【００１７】
とろころで、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、図２に示す測定装置は、レール４の一方側のタイプレート３の横方向移動余裕量を測定する場合を示しているが、図１に示すように、左右のレール４，４のそれぞれのタイプレート３，３を測定装置１３の両側で同時に行うようにすることも可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にあっては、スラブ板上にタイプレートを介してレールを固定するスラブ軌道において、レール上に架設された測定台車の画像処理装置によってタイプレートショルダからタイプレートボルトの中心までの距離を測定し、当該距離と、予めわかっているタイプレートショルダからタイプレートボルト穴の外端及び内端までの距離との差をそれぞれ求めることにより、軌間内方及び軌間外方へのレールの横方向移動余裕量を求めるようにしたから、測定台車をレール上で走行させるだけで自動的にタイプレート（レール）の横方向移動余裕量を測定することが可能であり、自動化が図れ、測定誤差のない高精度の測定と、著しい作業員の負担軽減を実現するこができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスラブ軌道の横方向移動余裕量測定装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るスラブ軌道の横方向移動余裕量測定装置をレールへ架設した状態を示すもので、図（Ａ）は正面図、図（Ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るものであり、画像処理装置による撮像状態を示すスラブ軌道の概略正面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るものであり、横方向移動余裕量を求めるフローチャート図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るタイプレートボルトの中心を求める方法を説明するための図面であり、図（Ａ）はボルトの円弧から求める場合の概略図、図（Ｂ）はナットの辺から求める場合の概略図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係るものであり、横方向移動余裕量の算出方法を説明するためのスラブ軌道の平面図である。
【図７】従来技術を示すものであり、図（Ａ）はスラブ軌道の平面図、図（Ｂ）はそのの部分拡大図である。
【図８】従来技術を示すものであり、図（Ａ）はタイプレートとレールとの関係を示す平面図、図（Ｂ）は同正面図である。
【符号の説明】
１…スラブ軌道、２…スラブ板、３…タイプレート、４…レール、５…タイプレートボルト、６…タイプレートボルト穴、７…タイプレートショルダー、９…板バネ、１１…タイプレートボルトのナット、１３…スラブ軌道の横方向移動余裕量測定装置、１４…画像処理装置、１５…測定台車、１６…ＣＣＤカメラ、１７…制御装置、１８…操作盤
【図１】
0004532012.tif 000002
【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】
0004532012.tif 000008
【図８】
0004532012.tif 000009