(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロリ線を支持するトロリ線支持碍子の高さ測定装置において、
検測車から上方に向けて前記検測車の走行方向と実質的に直角な方向に所定の幅の光束を発生するレーザ光源と、
前記検測車に天地が反転して取付けられ前記トロリ線支持碍子からの前記光束の反射光を受光してその映像を採取する撮像装置と、
この撮像装置から得られる前記トロリ線支持碍子の下側周辺部の映像を二値化して上下が反転した対象画像を得てこの対象画像を画面表示したときの画像の頂点の水平走査ラインをスタート点として水平走査ライン上の輪郭座標位置を各水平ラインについて順次検出していき手前の前記水平走査ライン上の輪郭座標位置に対して現在の前記水平走査ライン上の輪郭座標位置がある範囲内に入ることおよび前記対象画像の面積が所定の面積範囲にあることにより碍子と判定する碍子画像判定手段と、
この碍子画像判定手段により判定された碍子画像について前記頂点の垂直方向の画像上の座標位置に基づいて前記トロリ線支持碍子の高さを算出する高さ算出手段とを備えることを特徴とするトロリ線支持碍子の高さ測定装置。
【請求項２】
前記手前の輪郭座標位置に対して現在の輪郭座標位置がある範囲内に入ることの前記碍子画像判定手段の判定は、前記対象画像におけるある水平走査ライン上の前縁座標位置と次の前記水平走査ライン上の前縁座標位置との第１の差と前記対象画像における前記ある水平走査ライン上の後縁座標位置と前記次の前記水平走査ライン上の後縁座標位置との第２の差とを算出して前記第１の差および前記第２の差をそれぞれ第１の所定値と比較することにより行う請求項１記載のトロリ線支持碍子の高さ測定装置。
【請求項３】
前記手前の輪郭座標位置に対して現在の輪郭座標位置がある範囲内に入ることの前記碍子画像判定手段の判定は、さらに前記ある手前の水平走査ライン上の前記第１の差と次の前記水平走査ライン上の第１の差との差を第３の差として算出し、さらに前記ある手前の水平走査ライン上の前記第２の差と次の水平走査ライン上の第２の差との差を第４の差として算出して前記第３の差および前記第４の差をそれぞれ第２の所定値と比較することにより行う請求項２記載のトロリ線支持碍子の高さ測定装置。
【請求項４】
さらに、前記碍子画像判定手段は、前記対象画像における前記水平走査ライン上の前記頂点を最初として最後の前記水平走査ラインの前記前縁から前記後縁までの長さが一定範囲の値であることを判定することにより前記碍子の判定を行う請求項３記載のトロリ線支持碍子の高さ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トロリ線支持碍子の高さ測定装置に関し、詳しくは、トロリ線とトロリ線との接続部であるエアーセクション個所に設けられ、トロリ線を支持柱に支持固定するために使用されるトロリ線支持碍子の高さを検測車上において容易に測定することが可能なトロリ線支持碍子の高さ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トロリ線とトロリ線との接続部であるエアーセクション個所のトロリ線同士の高さ測定には、トロリ線支持碍子の高さ検出が重要な要素となっている。また、エアーセクション個所では、２本のトロリ線が平行して走るので、碍子の高さが低下すると碍子の最下端がパンタグラフに衝突する危険性がある。そのために碍子の高さ測定が必要になる。
従来の碍子の高さ測定は、人手で行われており、トロリ線の摩耗測定や曲引金具等の測定がカメラ撮影により検測車上で行われるようになってきている現在ではトロリ線支持碍子の高さ測定も検測車上で測定できるようにする要請がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、カメラ撮影により碍子高さを測定することが考えられる。この場合、トロリ線の支持碍子の高さ測定は斜め横方向からカメラ撮影をすることが好ましいが、測定対象が高い位置にある上に、トロリ線とトロリ線との接続部であるエアーセクション個所では、トロリ線が邪魔となり斜めからのカメラ撮影が難しくなる。また、検測車上からは十分に横方向にカメラ設定ができないために斜めからの碍子の映像が採取し難い。さらに、カメラ撮影により種々の画像が取り込まれるので、その中から碍子画像を取出す処理のロードが大きくなり、検測車上で短時間に高さ測定を行うことは難しくかつ高速な画像処理と計算処理が要求される。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、トロリ線支持碍子の高さを検測車上において容易に測定することが可能なトロリ線支持碍子の高さ測定装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するためのこの発明のトロリ線支持碍子の高さ測定装置の特徴は、トロリ線を支持するトロリ線支持碍子の高さ測定装置において、検測車から上方に向けて検測車の走行方向と実質的に直角な方向に所定の幅の光束を発生するレーザ光源と、検測車に天地が反転して取付けられトロリ線支持碍子からの光束の反射光を受光してその映像を採取する撮像装置と、この撮像装置から得られるトロリ線支持碍子の下側周辺部の映像を二値化して上下が反転した対象画像を得てこの対象画像を画面表示したときの画像の頂点の水平走査ラインをスタート点として水平走査ライン上の輪郭座標位置を各水平ラインについて順次検出していき手前の水平走査ライン上の輪郭座標位置に対して現在の水平走査ライン上の輪郭座標位置がある範囲内に入ることおよび対象画像の面積が所定の面積範囲にあることにより碍子と判定する碍子画像判定手段と、この碍子画像判定手段により判定された碍子画像について頂点の垂直方向の画像上の座標位置に基づいてトロリ線支持碍子の高さを算出する高さ算出手段とを備えるものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
このように、検測車から上方に向けて撮像装置（カメラ）を設置して、碍子の映像を上下反転させて二値化画像を採取することで、最下端を頂点とするほぼ対称な肉厚の弓形湾曲画像を碍子の下側周辺部の画像として得ることができる。これにより碍子画像を特徴のある画像として撮像でき、その分、碍子部分の判定が容易になる。その判定としては、碍子の最下端を頂点としてこれを基準に湾曲の状態を対象画像の輪郭座標位置で判定する。また、肉厚弓形の状態を面積として判定する。これらのことで容易に碍子映像を判定することが可能になる。
この考え方に従って、前記の構成のように碍子画像判定手段を設けて、この対象画像を画面表示したときのその画像の頂点を基準として水平走査ライン上の各輪郭座標位置について手前の輪郭座標位置に対して現在の輪郭座標位置がある範囲内に入ることおよび対象画像の面積が所定の面積範囲にあることにより碍子と判定する。
碍子の映像が抽出できれば、カメラの設置位置で採取した最下端の映像の位置（頂点の画面上の座標位置）とカメラの設置位置との関係により碍子の最下端の高さを得ることができる。
その結果、撮像された画像から高さ測定の処理が実質的にカメラの撮像速度に近いリアルタイムでかつ簡単にでき、高さ測定処理が検測車上において比較的簡単な処理により実現できる。
【０００６】
【実施例】
図１は、この発明のトロリ線支持碍子の高さ測定装置を適用した一実施例のブロック図であり、図２は、その高さ測定処理のフローチャート、図３は、高さ測定処理における碍子判定処理のフローチャート、図４は、その実高さ参照テーブルの説明図、図５は、画像処理の説明図、そして図６は、エアーセクション個所に設けられたトロリ線支持碍子と検測車との関係の説明図である。
図６に示すように、エアーセクション個所では、トロリ線１とトロリ線２とがほぼ同じ高さで平行に走り、トロリ線１が支持柱３に複数の碍子４、４…を経て支持固定され、終点とされる。トロリ線２は、支持柱３とレールを挟んで反対側の支持柱（図示せず）に支持固定され、１個乃至複数の碍子５、５…を経て引継のトロリ線として始点とされる。
碍子４と碍子５とで支持されるそれぞれのトロリ線１、２は、実質的に高さが等しく、数十センチ程度の間隔をおいて一定の距離の間、レール上部に平行に走り、パンタグラフには２本のトロリ線がこのとき同時に接触する。
この場合には、碍子４と碍子５の最下端の高さが問題となる。
【０００７】
図１において、１０は、その碍子４と碍子５の高さを測定するトロリ線支持碍子の高さ測定装置であって、映像採取タイミング検出センサ１１と、レーザ光源１２と、検測車２０の屋根上に天地が反転して取付られたＩＴＶカメラ（二次元のＣＣＤカメラ、以下カメラ）１３、Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）１４、そして画像データ処理装置１５とにより構成される。
ここで、映像採取タイミング検出センサ１１と、レーザ光源１２、そしてカメラ１３との関係は、図示するように、検測車２０の屋根に設置されていて、カメラ１３は、７０度前後の仰角で中空に向けられている。一方、レーザ光源１２は、碍子４（あるいは碍子５、以下では碍子４をもって説明する）を挟んで反対側にカメラ１３とほぼ対称となる位置に８０度前後の仰角で中空に向けられ、帯状の光束（帯状光，図１参照）を碍子４，５をカバーする幅で発生する。
【０００８】
映像採取タイミング検出センサ１１は、所定のレベルの碍子４の下側の面の反射光を受けてカメラ１３のシャッタを動作させ、同時に画像データ処理装置１５の碍子高さを測定するプログラムを起動する。これにより碍子４の下側の輪郭映像がカメラ１３により採取され、高さ測定処理が開始される。なお、映像採取タイミング検出センサ１１を設けることなく、エアーセクション個所において、常時、画像を採取する構成を採ってもよい。この場合には、映像採取タイミング検出センサ１１は不要である。
映像採取タイミング検出センサ１１は、内部にホトダイオード１１１とアンプ（ＡＭＰ）１１２とコンパレータ（ＣＯＭ）１１３とが内蔵されていてコンパレータ１１３により閾値レベルが調整され、あるいは、トロリ線からの反射光に反応しない感度調整がなされる。これによりノイズが除去された検出信号ｄを出力する。
【０００９】
ここで、カメラ１３の撮像映像の画素数を６４０×４００ドットのモノクロ画像とすれば、その１フレーム分の画像データがＡ／Ｄ１４によりＡ／Ｄ変換されて検出信号ｄを受けた画像データ処理装置１５に取込まれる。先に説明したように、カメラ１３は、天地が反転して設置されているので上部の採取映像が画面上で下側となる。
画像データ処理装置１５は、ＭＰＵ１５１とメモリ１５２とＣＲＴディスプレイ１５３、画像メモリ１５４、そしてインタフェース１５５を備えて、バス１５６によりこれら回路が相互に接続されている。
【００１０】
メモリ１５２には二値化処理プログラム２１とノイズ除去処理プログラム２２、構造物除去処理プログラム２３、碍子画像判定プログラム２４、そして碍子実高さ算出プログラム２５とが格納され、Ａ／Ｄ１４からのデータが画像メモリ１５４に一旦記録される。さらにメモリ１５２には、碍子４の最下点の座標位置から碍子の実高さを求めるために実高さ参照テーブル２６が設けられている。
なお、インタフェース１５５を介して接続されたハードディスク等の外部記憶装置１５７もこれには設けられていて、測定結果がこの外部記憶装置１５７に走行距離に応じて記憶される。なお、走行距離測は、距離パルスにより測定される。この測定位置の検出等については周知であるので割愛する。
【００１１】
二値化処理プログラム２１は、このプログラムがＭＰＵ１５１に実行されたときに、画像メモリ１５４に記憶された１フレーム分（あるいは１フィールド分）のデータを所定の閾値で比較演算をして二値化処理して画像メモリ１５４に再記憶する。この二値化処理により一定レベル以下の反射映像が検出対象から排除される。
ノイズ除去処理プログラム２２は、このプログラムがＭＰＵ１５１に実行されたときに、二値化処理された画像メモリ１５４のデータから画素（特に水平方向の画素数分）を基準としていわゆるノイズに対応する映像をテンプレート画像としてテンプレート処理により画像メモリ１５４の画像データからノイズを除去する。
【００１２】
構造物除去処理プログラム２３は、テンプレート画像として、例えば、トロリ線をレーザが横切った画像を用意しておき、１画面の画像にテンプレート画像を通過させ、その時のテンプレート画像と実質的に一致する画像があればこれを画像から除去する。例えば、図５（ｃ）〜（ｆ）に示すような碍子以外の構造物の画像を持ち、テンプレート処理により画像メモリ１５４の画像データから図５（ｃ）〜（ｆ）に示すような碍子以外の構造物の映像を除去する。図５（ｃ）は、碍子画像Ｇのほかに、金具画像Ｋとトロリ線の画像Ｔが画像メモリ１５４に採取された場合であって、構造物除去処理プログラム２３の実行により金具画像Ｋとトロリ線の画像Ｔが構造物ノイズとして除去される。図５（ｄ）は、トロリ線Ｔと曲引金具Ａの構造物ノイズ画像であり、図５（ｅ）は、トンネル壁面等の画像Ｂであり、図５（ｄ）は、トロリ線コネクタ部Ｃの画像である。
これらの画像は、構造物除去処理プログラム２３の実行により採取画像からテンプレート処理により除去される。最終的には図５（ｃ）のような湾曲した弓形の碍子画像Ｇが残される。なお、これら図５の各図において画面のＸ座標（水平走査方向）は、検測車２０と直角方向であり、画面のＹ座標（垂直走査方向）は、碍子４の高さ方向に対応している。
【００１３】
碍子画像判定プログラム２４は、さらに、二値化処理と構造物除去処理で残った画像、例えば、除去しきれないで残った図５（ｃ）〜（ｆ）に示すような構造物を含む画像から碍子を判別するプログラムであって、図５（ｃ）の碍子画像Ｇが本当に碍子の画像か否か判定する処理を行うプログラムであって、このプログラムがＭＰＵ１５１に実行されたときに、ノイズの除去された画像から各水平走査ライン上において白黒に二値化された画像データにおいて得られた画像の頂点の座標位置を基準として映像の水平走査ライン上の前縁と後縁の座標に基づいて碍子形状の判定を行う。これは、碍子であれば、肉厚がある弓形湾曲画像であり、しかも上下を反転させるられている二値化画像である。そこで、対象画像を画面表示したときのその画像の頂点を基準として水平走査ライン上の各輪郭座標位置について手前の輪郭座標位置に対して現在の輪郭座標位置がある範囲内に入ることおよび対象画像の面積が所定の面積範囲にあることにより碍子と判定するものである。
すなわち、画像の部分の水平走査ラインに採った前縁と後縁のエッジ画素座標を取出して次の水平走査ラインとの差を算出して、この差が一定の範囲のものであって（弓形に湾曲していてかつ画像の頂点に対してほぼ左右対称的な画像となることとによる。）、かつ、画像部分の面積が一定の基準範囲にあるときに碍子と判定する。
その詳細は後述するが、それは、碍子の画像の外形の曲率の変化を判定するものである。その結果として図５（ａ）に示されるような上下が反転し、碍子の最下端が上になった弓形の碍子画像Ｇを抽出する。
碍子実高さ算出プログラム２５は、このプログラムがＭＰＵ１５１に実行されたときに、碍子の頂点の座標を検出してこの座標から実高さ参照テーブル２６（図４参照）を参照して碍子の実高さを算出する。
【００１４】
以下、図２のフローチャートに従って碍子高さ算出処理について説明する。
まず、映像採取タイミング検出センサ１１の起動信号を受けて画像データ処理装置１５は、まず、Ａ／Ｄ１４からのデータを画像メモリ１５４に取込む（ステップ１０１）。そして、二値化処理プログラム２１をコールして採取した画像データの二値化処理をし（ステップ１０２）、次に、ノイズ除去処理プログラム２２をコールしてノイズ除去処理をする（ステップ１０３）。さらに、構造物除去処理プログラム２３をコールして構造物の除去を行う（ステップ１０４）。通常、各種の画像がことのとき採取されているので、ここでは、画像の固まりが複数個あると仮定して、順次碍子画像か否か判定するために最終画像における各画像のブロックに対応して名前を付けるラベリング処理を行う（ステップ１０５）。そして、それぞれのラベリングされた対象画像についてそれが本当に碍子の画像Ｇか否か判定する（ステップ１０６）。ここでＹＥＳとなり、碍子と判定されたときには、碍子の頂点Ｐの表示画面上の座標（Ｘo，Ｙo）のうちのＹ座標Ｙoから図５の実高さ参照テーブル２６を参照して実際の画像上での高さＹを求める。そして、最後に碍子高さをＹ＋Ｙrにより高さＨを算出する（ステップ１０７）。なお、Ｙrは、検測車２０上で決定されるのカメラ１３の表示画面Ｄの上端の地上からみた基準高さ（図１参照）である。
なお、ステップ１０６の判定で碍子でないと判定（ＮＯ）されたときには、この処理を終了する。
【００１５】
次に、碍子判定処理１０６のステップの詳細について図３のフローチャートと図５（ｂ）に従って説明する。図５（ｂ）は、ステップ１０６の判定の結果得られた碍子４の画像Ｇの部分を取出したものである。
碍子判定処理として画像メモリ１５４の画像データから上下が反転した碍子４の対象画像を画面表示したときの画像Ｇについて、まず、その頂点のＸ座標Ｘoを検出してメモリ１５２に頂点Ｐの座標（Ｘo，Ｙo）を記憶する（ステップ２０１）。次に、対象画像（碍子画像Ｇ）のエッジのＸ座標を検出してそれを記憶する（ステップ２０２）。これは、図５（ｂ）に示すように、前記頂点Ｐの水平走査ラインをスタート点として、次の水平走査ラインにおいてＸ座標における前縁のエッジ座標ＸS1と後縁のエッジ座標ＸE1を検出する処理である。さらに、次の水平走査ラインにおいてＸ座標における前縁のエッジ座標ＸS2と後縁のエッジ座標ＸE2を検出し、このようにして対象画像が占める水平十数ライン〜数十ライン分（図では説明の都合上５本の水平ライン）のエッジ座標検出を行う。また、この場合、碍子４の内側の湾曲部のエッジが存在したときには、そのエッジ座標を内側エッジとしてそれぞれの後縁、前縁エッジをＸ座標をＸEa、ＸSaとして検出する（図５（ｂ）参照）。なお、エッジの座標は、画像部分を白とすれば、黒レベルから白レベルに変化した水平ライン上での最初の画素位置に相当する点である。
【００１６】
次に、まず、碍子４の画像Ｇの頂点座標Ｘoからエッジ検出ができなくなるまでの対象画像（碍子画像Ｇ）における水平走査ラインの総数Ｎを算出する（ステップ２０３）。そして、水平走査ライン総数Ｎが碍子としての所定の範囲Ｎ1〜Ｎ2の範囲にあるか否かの判定を行う（ステップ２０４）。ここで所定の範囲外となって、ＮＯ条件が成立するとこの処理を終了する。ここで、ＹＥＳとなると、次にＸ座標における各水平走査ラインにおける碍子画像Ｇ（対象画像）のエッジ座標から面積Ｓを総画素数により算出する（ステップ２０５）。次に、面積Ｓが碍子としての所定の範囲Ｓ1〜Ｓ2の範囲にあるか否かの判定を行う（ステップ２０６）。ここでＮＯ条件となるとこの処理を終了する。
【００１７】
ステップ２０６で、ＹＥＳとなると、次に１つ前の水平走査ラインの輪郭のエッジについて、まず、前縁座標ＸSi同士の差ΔＸSi＝ＸSi−ＸSi+1の算出を行い（ステップ２０７）、差ΔＸSiをメモリ１５２に記憶して（ステップ２０８）、差ΔＸSiが所定値Ｘr以下か否かを判定する（ステップ２０９）。これは、碍子４の輪郭エッジの曲率を判定しているものであって、碍子の画像であればその水平走査ラインからみた輪郭増加は、一定範囲で増加するはずである。これにより前縁からみた輪郭映像について相似形となるような類似画像を排除する。そこで、ここでＮＯ条件となるとこの処理を終了する。
なお、この場合、碍子４の内側の湾曲部のエッジＸSa、ＸSb…があるときには、所定値Ｘrは、Ｘiに置き換えられてステップ２０９の判定が行われる。ただし、Ｘr＜Ｘiである。なお、これら所定値Ｘr、Ｘiは、実測値に基づいて決定される。
【００１８】
さて、ステップ２０９においてＹＥＳのときには、次にΔＸSiが−Ｍより大きいか否かが判定される（ステップ２１０）。碍子の画像であればその輪郭は増加し、負にはならないが、画像ノイズや採取条件に応じて多少負になることもあるので、この判定を行う。碍子は、ここで行う一定より以上の大きな負の値（−Ｍ）にはならない。そこで、ここでＮＯ条件となるとこの処理を終了する。
次に、対象画像に含まれる水平走査ライン数Ｎ本がすべて終了か、否かの判定をして（ステップ２１１）、ＮＯのときにはiを次の水平走査ライン（ｉ＝ｉ＋１）に更新して（ステップ２１２）、ステップ２０７と戻り、iを更新しながらステップ２０７を経て差ΔＸSiをメモリに順次記憶し、ステップ２０９の判定を繰り返す。そして、差ΔＸSiが所定値Ｘr（あるいはＸi）以上となり、ステップ２０９の判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終了する。ステップ２１０でＮＯとなった場合もこの処理を終了する。なお、この場合のステップ２０７の計算は、頂点Ｐの座標Ｘoを含めるものである。したがって、最初の演算は、ΔＸSo＝ＸSo−ＸS1の算出であって、これによりステップ２０８で差ΔＸSoの判定をすることになる。
【００１９】
さて、ステップ２１１の判定でＹＥＳとなると、後縁判定か否かの判定をして（ステップ２１３）、ここで最初はＮＯとなるので、このときにはステップ２０７に換わってステップ２０７ａの後縁側の処理に切換わる選択となり、ステップ２０７ａへと移り、後縁座標ＸEi同士の差ΔＸEi＝ＸEi+1−ＸEiの算出を行う（ステップ２０７ａ）。今度は差ΔＸEiをメモリ１５２に記憶して（ステップ２０８）、前記と同様に差ΔＸEiが所定値Ｘr以上か否かを判定する（ステップ２０９）。この後縁座標の判定のときには、前記のステップ２０７に換えてステップ２０７ａに戻る繰り返し処理になる。そして前記と同様にステップ２０９、２１０の判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。これにより後縁からみた輪郭映像について相似形となるような類似画像を排除する。
なお、この場合、前記と同様に碍子４の内側の湾曲部のエッジＸEa、ＸEb…があるときには、所定値Ｘrは、Ｘiに置き換えられてステップ２０９の判定が行われる。
【００２０】
このようにして、ステップ２１３の判定で後縁とされてＹＥＳとなり、前縁の判定と後縁の判定が行われると、ステップ２１４に移る。ここで、前記の頂点を開始点として対象画像の最終水平走査ラインであるＮ本目について前縁と後縁のラインの差Ｌをそれぞれの座標からその差として算出し（ステップ２１４）、差ＬがＬr以下かの判定（Ｌ≦Ｌr）をする（ステップ２１５）。この判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。映像の最終ラインは、一定値以下であり、碍子は弓形であるので、最終ラインの前縁から後縁の距離は、一定の値以下になる。そうでない場合には、碍子ではない。
なお、このステップ２１５の判定は、弓形の最終ラインの碍子の最小値をＬｑとし、碍子の最大値をＬrとして、範囲判定としてＬｑ≦Ｌ≦Ｌrとして碍子であるか否かを判定してもよい。
さて、ステップ２１５でＹＥＳとなると、こんどは、二次の差値としてメモリ１５２に記憶されたΔＸSiを順次読出してさらにΔΔＸSi=ΔＸSi-ΔＸSi+1の演算を行い（ステップ２１６）、差ΔΔＸSiをメモリ１５２に記憶して（ステップ２１７）、差ΔΔＸSiが所定値ΔＸr以下か否かを判定する（ステップ２１８）。ここでＮＯ条件となるとこの処理を終了する。これにより前縁からみた輪郭映像について曲率に沿って段階的に所定の範囲で変化するものを抽出し、それ以外のものを碍子でないものとしてここで排除する。
そして、ここでＹＥＳとなると、水平走査ラインすべて終了か、否かの判定をして（ステップ２１９）、ＮＯのときにはiを次の水平走査ラインとして更新（ｉ＝ｉ＋１）し（ステップ２２０）、ステップ２１６へと戻り、iを更新しながらステップ２１７を経て差ΔΔＸSiをメモリに順次記憶するとともにステップ２１８の判定を繰り返す。
【００２１】
ステップ２１９の判定でＹＥＳとなると、最初は、前記ステップ２１３と同様に後縁判定か否かの判定をして（図示せず）、ここでＮＯとなるので、このときにはステップ２１６に換わってステップ２１６ａの後縁側の処理に切換わる選択となり、ステップ２１６ａへと移り、後縁座標ＸEi同士の差ΔΔＸEi＝ΔＸEi-1−ＸEiの算出を行い（ステップ２１６ａ）。今度は差ΔＸEiをメモリ１５２に記憶して（ステップ２１７）、前記と同様に差ΔＸEiが所定値Ｘr以上か否かを判定する（ステップ２１８）。この後縁座標の判定のときには、前記のステップ２１６に換えてステップ２１６ａに戻る繰り返しになる。そして前記と同様にステップ２１７の判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。これにより後縁からみた輪郭映像について曲率に沿って段階的に所定の範囲で変化するものを抽出し、それ以外のものを排除する。
【００２２】
次に、ステップ２１９でＹＥＳとなると、メモリ１５２に記憶ΔΔＸSiを読出
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の判定をする（ステップ２２１）。この判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。すなわち、二次の差値において絶対値が所定値Ｎより大きいものは曲率が順次減少する特性ではないことを意味する。よって、碍子ではない。
以上の結果、ステップ２２１でＹＥＳとなると、碍子の画像Ｇが決定され、図２のフローチャートの１０７へと戻る。そして、次に頂点座標（Ｘo，Ｙo）から座標Ｙoの実高さを実高さ参照テーブル２６を参照して算出してＹ＝Ｙo＋Ｙｒにより碍子高さを算出する。
【００２３】
なお、前記のステップ２２１の判定の後に、ステップ２２１でＹＥＳとなったときに、次に、ΔΔＸSiが負の値をカウントする。そのカウント値が＜Ｑの判定を加えるとよい。この判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。二次の差値において負値が所定値の個数Ｐ以上あるときには映像採取上の問題ではなく、実際のものが負値の極性を持つからであり、これは、曲率が順次減少する特性ではないことを意味する。よって、この場合も碍子ではない。
同様に得、次に、ΔΔＸEiが負の値をカウントする。そのカウント値が＜Ｑの判定をする。この判定でＮＯ条件が成立するとこの処理を終する。これも前記と同じ理由である。このような判定をさらに加えることで碍子の判定はより確実になる。
ところで、ステップ２０４、ステップ２０６、ステップ２０９、ステップ２１０、ステップ２１５、ステップ２１８、そしてステップ２２１の各処理においてＮＯとなって、ここでの処理が終了したときは次のような処理になる。
図２の処理へと戻り、図２のステップ１０５においてラベリング処理をした判定対象となるブロックがさらに残されたいるときには、点線で示すように、ステップ１０５に戻って、ラベリングされた別のブロックについて再びステップ１０６で碍子判定処理をする。そのような残りブロックがないときには、ステップ１０６でＮＯとなったときに点線で示すように処理が終了する。なお、このとき、後述するように、常時カメラ１３を撮像状態で動作させて碍子判定するときには、ステップ１０１に戻り、処理は継続し、電源が遮断されるまで続けられる。
【００２４】
図４は、その実高さ参照テーブル２６の説明図である。カメラ１３により採取した映像は、下方から上部に向けてカメラを設定しているので、上側と下側とでは、水平走査の１ラインについての距離の割合が相違し、リニアな関係になっていない。また、ここでは、天地が逆転しているので、画像の上側に水平走査の１ラインの高さに対して表示画面Ｄにおいては、上から下に向かって高さが圧縮された関係にある。この関係を考慮して実際の水平走査ラインに対応した高さを示すのが、実高さ参照テーブル２６である。
欄２６ａは、Ｙ座標の座標値であり、欄２６ｂが頂点Ｐの座標値Ｙoに対する実高さを示す。
【００２５】
以上説明してきたが、実施例では、差値ΔＸSi＝ＸSi+1−ＸSiについてそれぞれｉを更新して判定を最終まで行った後に、差値ΔＸEi＝ＸEi+1−ＸEiの判定に移行しているが、これは、差値ΔＸSi＝ＸSi+1−ＸSiと差値ΔＸEi＝ＸEi+1−ＸEiの算出と判定を同じｉの値について順次行って後にｉの値を更新していくものであってもよい。
また、実施例では、差ΔＸEiをΔＸEi＝ＸEi+1−ＸEiにより算出しているが、これは、ΔＸEi＝ＸEi−ＸEi+1により算出してもよい。この場合には算出結果が負となるので、以後の判定を負として行うことになる。このことは、差ΔΔＸEi＝ΔＸEi-1−ＸEiの演算についても同様である。
また、差ΔＸSiと差ΔＸEi、そして差ΔΔＸSiと差ΔΔＸEiを個別に所定値ＭあるいはＱを基準として判定しているが、これは、それぞれ絶対値を採って順次判定するようにしてもよい。
また、実施例では、映像採取タイミング検出センサ１１を用いて碍子画像を採取するようにしているが、このようなタイミング検出センサを使用しないときには、碍子判定処理で碍子でないと判定された後にカメラ１３をシャッタ動作させて画像を採取し、これに応じて図２のプログラムをスタートさせるか、あるいは、画像採取として定期的にカメラ１３をシャッタ動作させて、これに応じて定期的な割込み処理で図２のプログラムをスタートさせればよい。
【００２６】
ところで、以上の実施例では、カメラ１３のシャッタをその都度動作させて碍子の映像を採取するものであるが、この発明では、碍子の判定が非常に短時間で済むので、これとは別に、カメラ１３をシャッタ動作させることなく、カメラ１３を常時撮像状態設定しておき、走行する検測車上において碍子画像をリアルタイムで高速に採取することができる。このように、常時撮像状態で高速で画像を採取するときには、二値化処理プログラム２１、ノイズ除去処理プログラム２２、そして構造物除去処理プログラム２３は、それぞれプログラム処理によることなく、二値化回路、ノイズ除去回路、構造物除去回路とし、ハードウエハの回路として設けて高速処理をするとよい。これにより、それぞれカメラ１３から採取された１フィールドあるいは１フレーム対応に画像データをさらに高速に処理することができる。その結果、碍子判定処理を含めた全体の処理を１フィールドの画像に対応する、１／６０秒以内で行う程度まで高速化が可能になる。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、この発明にあっては、碍子画像判定手段を設けて、この対象画像を画面表示したときのその画像の頂点を基準として水平走査ライン上の各輪郭座標位置について手前の輪郭座標位置に対して現在の輪郭座標位置がある範囲内に入ることおよび対象画像の面積が所定の面積範囲にあることにより碍子と判定する。
碍子の映像が抽出できれば、カメラの設置位置の採取した最下端の映像の位置（頂点の画面上の座標位置）とカメラの設置位置との関係により碍子の最下端の高さを得ることができる。
その結果、撮像された画像から高さ測定の処理が実質的にカメラの撮像速度に近いリアルタイムでかつ簡単にでき、高さ測定処理が検測車上において比較的簡単な処理により実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明のトロリ線支持碍子の高さ測定装置を適用した一実施例のブロック図である。
【図２】図２は、その高さ測定処理のフローチャートである。
【図３】図３は、高さ測定処理における碍子判定処理のフローチャートである。
【図４】図４は、その実高さ参照テーブルの説明図である。
【図５】図５は、画像処理の説明図であって、（ａ）は、碍子画像の説明図、（ｂ）は、その判定処理におけるエッジ座標の説明図、（ｃ）〜（ｆ）は、碍子と認識されそうな各種構造物の画像の説明図である。
【図６】図６は、エアーセクション個所に設けられたトロリ線支持碍子と検測車との関係の説明図である。
【符号の説明】
１，２…トロリ線、３…支持柱３、
４，５…碍子、
１１…映像採取タイミング検出センサ、
１２…レーザ光源、１３…カメラ、
１４…Ａ／Ｄ変換回路（Ａ／Ｄ）、
１５…画像データ処理装置、１５１…ＭＰＵ、
１５２…メモリ、１５３…ＣＲＴディスプレイ、
１５４…画像メモリ、１５５…インタフェース、
１５６…バス、１５７…外部記憶装置、
２１…二値化処理プログラム、
２２…ノイズ除去処理プログラム、
２３…構造物除去処理プログラム、
２４…碍子画像判定プログラム、
２５…碍子実高さ算出プログラム、
２６…実高さ参照テーブル。
【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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