(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速移動体の所定部位を撮影するための高速移動体の撮影装置であって、
前記高速移動体に設けられた所定の構造物の通過を検出する検出手段と、
撮影対象の前記高速移動体の所定部位が画角内を通過するように設置された撮像手段と、
前記検出手段の検出結果から前記高速移動体の通過速度と前記所定の構造物の通過時間位置とを取得し、この通過時間位置を基点として前記通過速度に基づき前記撮像手段の作動タイミングを設定する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記所定の構造物の通過時間位置として、前記所定の構造物が前記検出手段の検出位置を横切ることにより生じる前記検出手段の検出開始点と検出終了点であって、前記構造物をその中間点とする検出開始点と検出終了点を取得し、前記検出開始点を基点として前記撮像手段の作動タイミングを設定するためのカウントを開始すると共に、前記検出終了点の前において所定のカウントスピードに対し半分のカウントスピードでカウントを行い、前記検出終了点の後において前記所定のカウントスピードでカウントを行うこと
を特徴とする高速移動体の撮影装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記検出手段の検出結果からノイズを除去するためのフィルタ手段を有し、このフィルタ手段の特性に起因する前記検出開始点または検出終了点の変動分に応じたオフセットをカウント値に設けて、前記撮像手段の作動タイミングを設定するためのカウントを行うことを特徴とする請求項１に記載された高速移動体の撮影装置。
【請求項３】
撮影対象の前記所定部位と前記所定の構造物との位置関係に応じた前記高速移動体の種類を識別するための識別手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記識別手段の識別結果に基づき前記所定部位と前記所定の構造物との間の位置関係を特定し、この位置関係を反映させて前記撮像手段の作動タイミングを設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された高速移動体の撮影装置。
【請求項４】
前記撮像手段により得られた画像を記憶する画像記憶手段と、
前記画像記憶手段に記憶された画像を解析する画像解析手段と、
前記画像解析手段により得られた解析結果に関する情報を所定の通信回線に送出する情報送出手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載された高速移動体の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動中の高速列車などの高速移動体の一部を外部から撮影するための高速移動体の撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、列車に着雪すると運行に支障を生じるおそれがあるため、降雪地帯を運行する列車への着雪量の調査が行われている。この着雪量の調査は、例えば列車が駅に停車している間に、列車外部に設けられたゴミ箱などの特定の構造物の着雪状態を目視により把握することで行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば新幹線などの高速鉄道では、駅と駅との間の距離が離れており、一区間の走行距離が長いため、着雪量が多くなる傾向にある。このため、とりわけ高速鉄道については、列車の移動中に着雪量を知ることは、運行の安全管理をはかる上で重要となる。しかしながら、高速で移動中の列車の着雪状態を外部から目視により把握することは困難であり、精度良く着雪量を調査することができなかった。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高速列車などの高速移動体の外部の所定部位（特定の構造物）を的確且つ高精度に撮影することができ、その状態を正確に把握することを可能とする高速移動体の撮影装置を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決達成するため、この発明は以下の構成を有する。すなわち、本発明の高速移動体の撮影装置は、高速移動体の所定部位を撮影するための高速移動体の撮影装置であって、前記高速移動体に設けられた所定の構造物の通過を検出する検出手段と、撮影対象の前記高速移動体の所定部位が画角内を通過するように設置された撮像手段と、前記検出手段の検出結果から前記高速移動体の通過速度と前記所定の構造物の通過時間位置とを取得し、この通過時間位置を基点として前記通過速度に基づき前記撮像手段の作動タイミングを設定する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記所定の構造物の通過時間位置として、前記所定の構造物が前記検出手段の検出位置を横切ることにより生じる前記検出手段の検出開始点と検出終了点であって、前記構造物をその中間点とする検出開始点と検出終了点を取得し、前記検出開始点を基点として前記撮像手段の作動タイミングを設定するためのカウントを開始すると共に、前記検出終了点の前において所定のカウントスピードに対し半分のカウントスピードでカウントを行い、前記検出終了点の後において前記所定のカウントスピードでカウントを行うことを特徴とする。
【０００６】
この装置によれば、検出手段が、高速移動体（例えば列車）の所定の構造物（例えば列車の車輪）の通過を検出する。制御手段は、検出手段の検出結果を受けて、高速移動体の所定部位（例えば列車外部に設置されたゴミ箱）が画角内に収まったときに撮像手段が作動するように、この撮像手段を制御する。
【０００７】
ここで、所定の構造物と撮影対象の所定部位との位置関係が既知であって、所定の構造物の通過速度（高速移動体の移動速度）が既知である場合、撮影対象の所定部位が画角内におさまるタイミングをあらかじめ知ることができる。制御手段は、検出手段の検出結果から撮影対象の所定の部位が画角内におさまるタイミングを演算して撮像手段の作動を制御する。
【０００９】
この装置によれば、高速移動体の通過速度に基づき撮像手段の作動タイミングが算出される。したがって、控訴置く移動体の通過速度が既知でなくても、所定の構造物と撮影対象の所定部位との位置関係が既知であれば、画角内に撮影対象の所定の部位がおさまったときに撮像装置が作動するように、撮像装置の作動タイミングを算出することが可能となる。
【００１１】
この装置によれば、所定の構造物が検出手段の検出位置を横切ると、例えばこの構造物の有無を検出して、この構造物が検出位置に進入する際の検出開始点と、この検出点を離脱する際の検出終了点とが取得される。そして、この検出開始点と検出終了点との間の期間においては、所定のカウントスピードに対し所定比率のカウントスピードでカウントが行われ、この期間の後においては前記所定のカウントスピードでカウントが行われて撮像の作動タイミングが設定される。
【００１２】
ここで、例えば、所定比率のカウントスピードを、所定のカウントスピードの半分（すなわち５０パーセント）に設定すれば、検出開始点と検出終了点との中間位置を基点として所定のカウントスピードでカウントを行ったときのカウント値が得られる。したがって、所定比率を適切に選べば、カウントの基点そのものの通過を検出することなく、検出開始点と検出終了点から撮像手段の作動タイミングを適切に設定することができる。
【００１３】
また、本発明の高速移動体の撮影装置は、前記制御手段が、前記検出手段の検出結果からノイズを除去するためのフィルタ手段を有し、このフィルタ手段の特性に起因する前記検出開始点または検出終了点の変動分に応じたオフセットをカウント値に設けて、前記撮像手段の作動タイミングを設定するためのカウントを行うことを特徴とする。
【００１４】
この装置によれば、フィルタ手段の特性に起因して、所定の構造物の検出開始点または検出終了点が変動した場合、所定比率のカウントスピードでのカウント値の変動分を補償するように、カウント値にオフセットが設けられる。したがって、フィルタ手段の特性に起因して所定の構造物の検出開始点または検出終了点が変動しても、検出開始点と検出終了点から撮像手段の作動タイミングを適切に設定することができる。
【００１６】
この装置によれば、フィルタ手段の特性に起因して、所定の構造物の検出開始点または検出終了点が変動した場合、所定比率のカウントスピードでのカウント値の変動分を補償するように、カウントスピードが調整される。したがって、フィルタ手段の特性に起因して所定の構造物の検出開始点または検出終了点が変動しても、検出開始点および検出終了点から撮像手段の作動タイミングを適切に設定することができる。
【００１７】
また、本発明の高速移動体の撮影装置は、撮影対象の前記所定部位と前記所定の構造物との位置関係に応じた前記高速移動体の種類（例えば列車の系）を識別するための識別手段をさらに備え、前記制御手段は、前記識別手段の識別結果に基づき前記所定部位と前記所定の構造物との間の位置関係（例えば距離間隔）を特定し、この位置関係を反映させて前記撮像手段の作動タイミングを設定することを特徴とする。
【００１８】
この装置によれば、高速移動体の種類を識別し、高速移動体の種類に応じて所定部位と所定の構造物との間の位置関係を撮像手段の作動タイミングに反映させる。したがって、高速移動体の種類に応じて、画角内に撮影対象の所定部位がおさまったときに撮像装置が作動すように、撮像手段の作動タイミングを算出することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の高速移動体の撮影装置は、前記撮像手段により得られた画像を記憶する画像記憶手段と、前記画像記憶手段に記憶された画像を解析する画像解析手段と、前記画像解析手段により得られた解析結果に関する情報を所定の通信回線に送出する情報送出手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００２０】
この装置によれば、撮影された画像は、画像記憶手段に格納され、画像解析手段により解析され、情報送出手段により所定回線に送出される。したがって、撮影対象の状態（例えば着雪量）を解析し、所定の通信回線を介してその解析結果を送信することが可能となり、遠隔地から高速移動体の所定部位の状態を知ることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、高速列車の外部に設置されたゴミ箱を撮影してその着雪状態を調査するためのシステムとして構成された撮影装置を例とし、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１に、この実施の形態にかかる高速移動体の撮影装置の全体構成を示す。同図に示すように、この撮影装置は、高速列車５の車輪５１（高速移動体に設けられた所定の構造物）の通過を検出する検出手段としての検知部１と、撮影目標物であるゴミ箱５２（撮影対象の高速移動体の所定部位）が画角内を通過するように設置された撮像手段としての撮影部２と、撮影目標物であるゴミ箱５２と車輪５１との位置関係に応じた高速列車５の系（高速移動体の種類）を識別するための識別手段としての列車識別部３と、この装置の動作を制御して撮影目標物であるゴミ箱の画像を取得すると共にこの画像から列車の着雪量を解析するなどの各種の制御処理を行う制御部４とからなる。
【００２３】
ここで、検知部１は、２台の光センサ１０Ａおよび１０Ｂを有する光検知部１０と、磁気を検知するための磁気検知部１１とからなる。光センサ１０Ａおよび１０Ｂのそれぞれは、例えば赤外線光を射出してその反射光を検知するように構成され、光を射出するための投光器（符号なし）と、この投光器から射出された光を受光するための受光器（符号なし）とからなり、反射物の有無を検知する。光センサを２台とすることにより、降雪時などの不順な気象条件下における検出精度を高めている。
【００２４】
撮影部２は、撮影目標物を撮影するためのＣＣＤカメラ２１と、撮影目標物にストロボ光を照射するためのストロボ２２と、ストロボ２２を発光駆動するためのストロボ駆動部２３とからなる。列車識別部３は、列車の車体側面部に描かれたストライプを撮影するためのＣＣＤカメラ３１と、このＣＣＤカメラ３１の撮影の対象を照射するための水銀灯３２と、この水銀灯３２を点灯駆動するための水銀灯駆動部３３とからなる。
【００２５】
制御部４は、列車識別部３の識別結果と検知部１の検出結果とに基づき撮影部２の作動を制御する制御手段（または後述の情報送出手段）としての着雪コントローラ４１と、撮影部２により撮影して得られた画像（静止画）を格納するための画像記憶手段としての静止画ファイル４２と、静止画ファイル４２に格納された画像から列車の着雪量を解析するための画像解析手段としての画像解析部４３とからなる。この画像解析部４３での解析結果は情報送出手段としての着雪コントローラ４１から専用の通信回線（所定の通信回線）に送出される。着雪コントローラ４１の詳細な構成については後述する。
【００２６】
図２に、この撮影装置の設置例を示す。同図に示すように、光検知部１０をなす２台の光センサ１０Ａ，１０Ｂは、高速列車５の進行方向に対して左側の線路脇に設置され、反射物の有無を検知する。即ち、各光センサ１０Ａ，１０Ｂの投光器および受光器は、後述する図７に示すように、投光器からの光が反射率の高い車輪５１のディスクブレーキ部分５１Ａ（ブレーキパッドとの接触領域）に照射され、その反射光が受光器に向かうように設置される。この実施の形態では、この光検知部１０の検出結果は高速列車５の車軸の通過の検出に用いられる。
【００２７】
磁気検知部１１は、上述の光検知部１０に対して列車進行方向の上流側であって左側の線路側部に直付けされ、列車の通過時に発生する磁気を検知してパルスを出力する。この実施の形態では、磁気検知部１１の検出結果は、高速列車５の通過速度の検出に用いられる。
【００２８】
撮影部２は、上述の光検知部１０および磁気検知部１１に対して列車進行方向の下流側であって線路の右脇（すなわち線路を挟んで光検知部１０および磁気検知部１１とは反対側）に設置される。この撮影部２を構成するＣＣＤカメラ２１は、撮影目標物のゴミ箱５２がその画角内を通過するように固定され、ストロボ２２は、ＣＣＤカメラ２１の画角内を通過する撮影対象にストロボ光が照射されるように固定される。
【００２９】
列車識別部３は、光検知部１０および磁気検知部１１に対して列車進行方向の上流側であって線路の左脇に設置され、列車５の系を識別する。
制御部４（図２での図示なし）は、例えば融雪用スプリンクラー６に水を送り出すためのポンプ室脇の伝送架内（図示なし）に設置される。
【００３０】
図３に、制御部４の着雪コントローラ４１の詳細な構成を示す。同図において、符号４１Ａは、光センサ１０Ａ，１０Ｂの検出信号ＳＡ，ＳＢに含まれるノイズ（車輪幅以下の反射パルス）を除去するためのフィルタ手段としての入力フィルタ、４１Ｂは、磁気検知部１１の検出信号ＳＭから列車５の台車の通過を表す台車通過パルスと列車の車輌の通過を表す車輌通過パルスとを生成するスピードゲート検出部（光センサーと磁気センサーのパルスを同一化する）、４１Ｃは、列車の台車の種類を識別するための台車番号データと後述の目標距離データとのいずれかを選択するセレクタ、４１Ｄは、列車識別部３の識別結果が反映された列車識別パルスから列車の系を判別する列車系判別部である。
【００３１】
また、符号４１Ｅは、光検出部１０の検出結果から列車の通過速度を検出する光センサスピード検出部、４１Ｆは、光検知部１０の検出結果から台車の番号をカウントする台車番号カウンタ、４１Ｇは、磁気検知部１１の検出結果から列車の通過速度を検出する磁気センサスピード検出部、４１Ｈは、磁気検出部１１の検出結果から台車の番号をカウントする台車番号カウンタ、４１Ｊは、光センサスピード検出部４１Ｅまたは磁気センサスピード検出部４１Ｇのいずれかの出力信号を選択するスイッチである。このスイッチ４１Ｊは、どちらかのセンサーに異常が発生した場合、正常出力を自動的に選択するものであり、通常はスピード検知を磁気センサスピード検出部４１Ｇにより行うように設定される。
【００３２】
また、符号４１Ｋは、スイッチ４１Ｊにより選択された信号とセレクタ４１Ｃにより選択された信号とを乗算する乗算器、４１Ｌは、光検知部１０の検知結果が反映された乗算器４１Ｋと台車番号カウンタ４１Ｆとの出力信号から撮影部２のシャッターを作動させるためのシャッター駆動信号を生成するシャッタータイミング発生器、４１Ｍは、磁気検知部１１の検知結果が反映された乗算器４１Ｋと台車番号カウンタ４１Ｈとの各出力信号から撮影部２のシャッターを作動させるためのシャッター駆動信号を生成するシャッタータイミング発生器、４１Ｎは、シャッタータイミング発生器４１Ｌまたは４１Ｍからのシャッター駆動信号を選択するスイッチである。このスイッチ４１Ｎは、どちらかのセンサーに異常が発生した場合、正常出力を自動的に選択するものであり、通常はシャッタータイミング発生をシャッタータイミング発生器（光）４１Ｌにより行うように設定される。
【００３３】
また、符号４１Ｐは、スイッチ４１Ｊにより選択された光センサスピード検出部４１Ｅまたは磁気センサスピード検出部４１Ｇの出力信号に反映された列車５の速度情報を時速に変換する時速変換部、４１Ｑは、この着雪コントローラ４１の動作をシーケンス制御するためのシーケンス制御部、４１Ｒは、時速変換部４１Ｐとシーケンス制御部４１Ｑと列車判別部４１Ｄからの各信号をパラレル／シリアル変換するパラレル／シリアル変換部である。
【００３４】
次に、図４に、列車判別部４１Ｄ（図３参照）に入力される列車識別パルスの識別パルス生成回路を示す。この回路は、図示しないが、列車識別部３または制御部４の内部に設けられる。図４において、符号２０１は、列車識別部３（図１参照）のＣＣＤカメラ３１からのビデオ信号（ＴＶ信号）を同期分離してＤＣクランプするクランプ回路、２０２は、クランプされたビデオ信号をＡＤ変換するＡＤコンバータ、２０３は、ビデオ信号の１Ｈ（１水平同期期間）における画像信号領域での最高値と最低値を検出するピーク検出回路、２０４は、このビデオ信号の最高値と最低値とを加算する加算器、２０５は、加算器２０４の加算結果を「２」で除算する除算器、２０６は、ＡＤコンバータ２０２からのビデオ信号と除算器２０５の除算結果とを比較してその大小関係に応じた論理レベルを有するパルス信号を出力する比較器である。
【００３５】
符号２０７は、比較器２０６からのパルス信号に反映された３００系列車の信号パターンを検出する３００系パターン検出部、２０８は、比較器２０６からのパルス信号に反映された０系および１００系列車の信号パターンを検出する０／１００系パターン検出部、２０９は、クランプ回路２０１により同期分離された信号に同期したクロック信号を出力するＰＬＬ回路、２１０は、列車の識別動作に必要なタイミングやパターンを発生するパターン発生器（ゲージ）である。
【００３６】
以下、上述の構成を有するこの実施の形態にかかる撮影装置の動作について、光検知部１０の検出結果から列車５の通過の時間位置を認識し、磁気検知部１１の検出結果から通過速度を認識して撮像部２の作動を制御する場合を例として、図５に示すフローチャートに沿って説明する。この場合、シーケンス制御部４１Ｑの瀬尾魚の下に、スイッチ４１Ｊの可動接点は磁気センサスピード検出部４１Ｇ側に接続され、スイッチ４１Ｎの可動接点は、シャッタータイミング発生器（光）４１Ｌ側に接続される。
【００３７】
ステップＳ０１：  先ず、図２において、高速で移動する列車５が列車識別部３の前を通過すると、列車識別部３または制御部４の内部に設けられた識別パルス生成回路（図４参照）は、ＣＣＤカメラ３１からのビデオ信号（識別映像）から列車５の系を識別し、その系に応じた列車識別パルスを生成する。
【００３８】
ステップＳ０２：  次に、列車５が磁気検出部１１の前を通過すると、磁気検出部１１は、例えば列車の車輪通過による磁場の変化を検出し、図６に示す磁気センサーパルスを生成し、検出信号ＳＭとして制御部４に出力する。
ステップＳ０３：  次に、列車５が光検知部１０の前を通過すると、光検知部１０の光センサ１０Ａ，１０Ｂは、列車の車輪からの反射光を検出し、同じく図６に示す光センサーパルスＰ１，Ｐ２をそれぞれ生成し、検出信号ＳＡ，ＳＢとして制御部４に出力する。
【００３９】
上述のステップＳ０１〜Ｓ０３において得られた列車識別パルスおよび各検出信号ＳＭ，ＳＡ，ＳＢを用いて、制御部４の着雪コントローラ４１は、以下に説明するように撮影部２の作動を制御して、撮影対象の列車のゴミ箱５２を撮影する。すなわち、上述のステップＳ０１〜Ｓ０３の各ステップに続き、着雪コントローラ４１により次のステップＳ０４以降が実行される。
【００４０】
ステップＳ０４：  着雪コントローラ４１は、磁気検知部１１からの検出信号ＳＭから列車の速度を計算する。
具体的には、着雪コントローラ４１のスピードゲート検出部４１Ｂは、磁気検知部１１からの検出信号ＳＭを入力し、台車通過パルスおよび車輌通過パルスを生成する（図６参照）。ここで、台車通過パルスは各台車の通過を表し、通過した台車の数がパルス数に反映される。車輌通過パルスは、列車の各車輌の通過を表し、通過速度がそのパルス幅に反映される。磁気センサスピード検出部４１Ｇは、スピードゲート検出部４１Ｂからの台車通過パルスにより通過した台車の数をカウントし、車輌通過パルスにより各車輌の速度を検出して列車の速度データを出力する。
【００４１】
ステップＳ０５：  次に、着雪コントローラ４１は、磁気検知部１１の検出結果から得られる列車の速度情報と光検知部１０の検出結果とを用いて撮影部２の作動タイミングとしてのシャッタータイミング（図６参照）を算出する。具体的には、乗算器４１Ｋは、スイッチ４１Ｊを介して磁気センサスピード検出部４１Ｇから列車の速度データを入力し、この速度データにセレクタ４１Ｃで選択されたデータに応じた倍率データを乗算する。シャッタータイミング発生器４１Ｌは、磁気センサスピード検出部４１Ｇの速度データが反映された乗算器４１Ｋの出力と台車の数を表す台車番号カウンタ４１Ｆのカウント値とからシャッター駆動信号（シャッタータイミング）を生成する。
ステップＳ０６：  撮影部２は、このシャッター駆動信号を受けて作動し、ＣＣＤカメラ２１により、高速で移動する撮影対象のゴミ箱５２を撮影する。
【００４２】
ここで、図７を参照して、上述のシャッター駆動信号の生成方法を詳細に説明する。このシャッター駆動信号は、撮影部２を構成するＣＣＤカメラ２１のシャッターの作動タイミングを定めるもので、列車の速度と車軸の通過を検出し、車軸の通過が検出されてから撮影対象のゴミ箱が撮影用のＣＣＤカメラの画角におさまるまでの時間を列車の速度から割り出して算出される。
【００４３】
まず、列車の速度の検出方法を説明する。列車の速度は、１車輌にある２台の台車間の距離が一定（１，７５０センチメートル）であることを利用して検出される。すなわち、前述のスピードゲート検出部４１Ｂ（図３参照）からの台車通過パルス（図６参照）から１車輌分のゲート信号を生成し、このゲート信号が活性化状態にある期間、例えば２０ＫＨｚのクロックスピード（所定のクロックスピード）でカウントする。このカウント値をＮとすると、列車の速度Ｓ（時速）は、次式１によりカウント値Ｎから算出される。
【００４４】
Ｓ＝１，７５０×（２０，０００／Ｎ）×３，６００  ［ｃｍ／ｈ］
＝１，２６０，０００／Ｎ  ［ｋｍ／ｈ］             ・・・（１）
【００４５】
次に、撮影対象のゴミ箱５２が撮影部２のＣＣＤカメラ２１の画角におさまるまでのタイミング時間を算出する方法について説明する。
いま、車輪５１の車軸から撮影対象のゴミ箱５２までの距離をＤ（センチメートル）とし、この車軸の通過が検出されてからゴミ箱５２が撮影部２の画角内におさまるまでの時間をＴｘとし、列車が１，７５０センチメートルだけ移動するのに要する時間をＴｂとすると、次式２の関係が成り立ち、この関係式より式３が導かれる。この式３より、時間Ｔｘ（すなわち撮影対象のゴミ箱５２が撮影部２のＣＣＤカメラ２１の画角におさまるまでのタイミング時間）を知ることができる。
【００４６】
Ｓ＝１，７５０／Ｔｂ＝Ｄ／Ｔｘ                       ・・・（２）
Ｔｘ＝Ｄ／１，７５０×Ｔｂ                           ・・・（３）
【００４７】
式３において、車輪５１の車軸から撮影対象のゴミ箱５２までの距離Ｄは一定であるから、この車軸の通過からの経過時間Ｔｘはクロックのカウント値により表現することができる。したがって、式３のＴｘおよびＴｂをクロックのカウント値で表現し直せば、車輪５１の車軸の通過を基点とするクロックのカウント値Ｎｘは次式４で表される。すなわち、式４によれば、列車の通過速度に関係なく、クロックのカウント値のみからシャッタータイミングを知ることができる。
【００４８】
Ｎｘ＝Ｄ／１，７５０×Ｎ                             ・・・（４）
【００４９】
乗算器４１Ｋは、磁気センサスピード検出部４１Ｇから式４のカウント値Ｎを入力し、セレクタ４１Ｃから車輪５１の車軸とゴミ箱５２との間の距離Ｄを入力し、倍率データ（Ｄ／１，７５０）をカウント値Ｎに乗算してカウント値Ｎｘを算出する。
【００５０】
シャッタータイミング発生器４１Ｌは、台車番号カウンタ４１Ｆからのカウント値がゴミ箱が設置された車輌を表すものであれば、２０ｋＨｚのクロックスピードでカウントを開始し、そのカウント値が、式４で表されるカウント値Ｎｘに到達したときに、シャッター駆動信号を活性化させる。撮影部２は、このシャッター駆動信号を受けて作動制御される結果、高速で移動するゴミ箱５２が撮影される。
【００５１】
上述のように、シャッタータイミング発生部４１Ｌは、車輪５１の車軸の通過時間位置を基点として２０ｋＨｚ（所定のクロックスピード）でカウントするものであるが、以下、シャッタータイミング発生部４１Ｌのカウント方法について、図７を参照して詳細に説明する。
【００５２】
シャッタータイミング発生部４１Ｌは、車輪５１の車軸の通過時間位置を光検知部１０の検出結果から決定する。すなわち、図７に示すように、光センサの検出位置２００は、線路から例えば９０ミリメートルの高さに設定され、車輪５１のディスクブレーキ部分５１Ａが検出位置を横切るように設定される。このディスクブレーキ部分５１Ａは、ブレーキパッドとの摩擦により研磨され、反射率が高くなっている。
【００５３】
列車の車輪５１が光検知部１０の検出位置を横切ると、光センサは、ディスクブレーキ部分５１Ａからの反射光を検出し、検出開始点Ａと検出終了点Ｂとの間の期間においてハイレベルとなるパルス信号（光センサの出力信号）を出力する。このパルス信号は、入力フィルタ４１Ａ（図３参照）により、立ち上がりエッジが時間ｄだけ遅延したもの（入力フィルタの出力信号）となる。
【００５４】
ここで、車輪５１の車軸の通過時間位置ｔ３からカウントを開始すれば、そのカウント値は列車の速度に応じて、図７の特性図中に点線で示す直線に沿って単調に増加するものとなる。また検出開始点Ａの時間位置ｔ１からカウントを開始するものとした場合、検出終了点Ｂの時間位置ｔ４において点線で表されるカウント値に到達していれば、その後のカウント値が車軸の通過時間位置ｔ３を基点としてカウントを開始した場合と同じになるので、時間位置ｔ１からｔ４までの期間、カウンタースピードを半分にすればよいことになる。すなわち、２０ｋＨｚのクロックスピード（所定のクロックスピード）に対し５０パーセント（所定比率）のクロックスピードでカウントすればよい。ただし、車輪５１の車軸が検出開始点Ａと検出終了点Ｂとの中間にあるものとする。
【００５５】
ところで、この実施の形態では、シャッタータイミング発生器４１Ｌは、入力フィルタ４１Ａからのパルス信号の立ち上がりエッジに遅延ｄが生じるので、時間位置ｔ２からカウントを開始することとなり、時間位置ｔ１からｔ２の期間においてカウント値に欠損が生じる。
【００５６】
そこで、この期間のカウント値の欠損分をオフセットとして加算することにより、時間位置ｔ２以降は、時間位置ｔ１からカウントを開始した場合と同様のカウント値でカウントをすすめ、最終的に車輪５１の車軸の通過の時間位置ｔ３を基点としてカウントを開始した場合と同じカウント値を得る。換言すれば、車輪５１の車輪のディスクブレーキ部分５１Ａの検出開始点Ａと検出終了点Ｂとにより、車軸の通過の時間位置を基点としたカウント値と同じカウント値を得ることができる。
【００５７】
図７に示す例において、検出開始点Ａや検出終了点Ｂをカウントの基点とすることも可能である。しかしながら、この場合、車輪５１が摩耗して直径が変化すると、撮影対象のゴミ箱５２に対する検出開始点Ａと検出終了点Ｂの位置が移動し、撮影対象のゴミ箱５２とカウントの基点の位置関係が変動する。このため、撮影部２の作動タイミングを調整し直す必要が生じる。
【００５８】
これに対し、図７に示す上述のカウント方法によれば、あたかも検出開始点Ａと検出終了点Ｂとの中間位置を基点とするようにカウントが行われる。したがって、仮に車輪５１の直径が変化して検出開始点Ａと検出終了点Ｂの位置が移動しても、その中間位置（カウントの基点）は移動しないので、撮影部２の作動タイミングの調整を行う必要が生じない。
【００５９】
以上により、図３に示す着雪コントローラ４１の制御の下に撮影部２の作動が制御され、高速で移動する撮影対象のゴミ箱５２の撮影が行われる。この画像は、静止画の画像ファイルとして静止画ファイル４２（図１参照）に格納される。
【００６０】
なお、時速変換部４１Ｐ（図３参照）からの速度データ（時速）、列車判別部４１Ｄからの列車の系を表すデータ、シーケンス制御部４１Ｑのシーケンスの進行状態を表す各種ステータスは、パラレル／シリアル変換部４１Ｒでシリアルデータに変換されて出力される。
【００６１】
ここで、説明を図５に戻す。
ステップＳ０７：  静止画ファイル４２に格納された画像ファイルは画像解析部４３のＣＰＵ(Central Processing Unit)に転送する。
ステップＳ０８：  画像解析部４３は、転送された画像ファイルを解析して、ゴミ箱５２の着雪量を算出する。
【００６２】
ステップＳ０８：  静止画ファイル４２は、画像解析部４３での着雪量算出結果を受け、スーパーインポーズ処理を行う。
ステップＳ０９：  画像解析部４３での着雪量算出結果は、静止画ファイル４２でスーパーインポーズ処理が施された後、着雪コントローラ４１に送られ、着雪コントローラ４１から図示しない伝送部を介して専用の通信回線に送出される。
以上により、一連の高速移動体の撮影動作が終了する。
【００６３】
ここで、参考までに図８に機器設置時に必要なゲージ出力２１１（図４参照）のスーパーインポーズの一例を示す。
図８（ａ）は、ゴミ箱撮影用スーパーインポーズの一例である。同図において、符号３００は、画角水平線目盛りであり、線路の水平線が同一の目盛りに位置するように画面を調整するためのものである。符号３０１は、基準距離調整ラインであり、画面上に１メートルゲージを水平に配置し、左右の基準距離調整ラインと同一になるように画面を調整するためのものである。符号３０２は、画面センターであり、カメラの物理位置を調整するためのものである。
【００６４】
図８（ｂ）は、車種識別用スーパーインポーズの一例である。同図において、符号３１０は、画角水平用目盛りであり、線路などの水平線を合わせるためのものである。符号３１１は、計測エリアであり、最大値と最小値を測定する範囲を表すものである。符号３１２は、３００系ワクであり、３００系の車体側部の太ラインの下側エッジ（白から黒に移行する部分）の範囲を表すものである。符号３１３は、０系・１００系ワクであり、０系と１００系の車体側部の太ラインの下側エッジ（白から黒に移行する部分）の範囲を表すものである。
【００６５】
符号３１４は、３００系アクティブラインであり、３００系ワク３１２を用いる場合に表示されて太ライン上部のエッジをこのセンターに合わせるためのものである。符号３１５は、０系・１００系アクティブラインであり、０系・１００系ワク３１３を用いる場合に表示されて１００系の白ラインのセンターに合わせるためのものである。
【００６６】
以上、この発明の一実施形態を説明したが、上述の実施の形態では、磁気検知部１１の検出結果から列車速度を求め、光検知部１０の検出結果からタイミングのカウントの基点を求めるものとしたが、磁気検知部１１の検出結果からカウントの基点を求め、光検知部１０の検出結果から列車速度を求めるものとしてもよく、これらの検出結果をどのように組み合わせて撮影部２の作動を制御するものとしてもよい。
【００６７】
また、この実施の形態では、光検知部１０は赤外線を射出して、この反射光をする光センサを有するものとしたが、レーザー光を射出するものとしてもよく、また、機械的な接点動作により列車の通過を検出するものとしてもよい。また、光検知部１０は２台の光センサを備え、双方の光センサの検出結果から列車の通過を検出するものとしたが、１台の光センサから光検知部１０を構成してもよく、さらには３台以上の光センサを備えるものとしてもよい。
【００６８】
さらに、この実施の形態では、シャッタータイミング発生器においてシャッター駆動信号を生成する場合、所定のクロックスピードとして２０ｋＨｚでカウントするものとしたが、これに限定されることなく、適切なクロックスピードを設定してカウントを行えばよい。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば以下の効果を得ることができる。
すなわち、高速移動体に設けられた所定の構造物の通過を検出し、この検出結果に基づき、撮影対象の高速移動体の所定部位が画角内を通過するように設置された撮像手段の作動を制御するようにしたので、高速列車などの高速移動体の外部の所定部位（ゴミ箱などの特定の構造物）を的確且つ高精度に撮影することができ、その状態を静止画として正確に把握することができる。
【００７０】
また、所定の構造物の通過速度とその通過の時間位置とを取得し、この時間位置を基点として前記通過速度に基づき撮像手段の作動タイミングを設定するようにしたので、撮影対象の所定部位が画角内に位置する前に作動タイミングを設定することが可能となる。
【００７１】
また、検出手段の検出開始点と検出終了点とを取得し、前記検出開始点を基点として前記撮像手段の作動タイミングを設定するためのカウントを開始し、前記検出終了点の前において所定のカウントスピードに対し所定比率のカウントスピードでカウントを行い、前記検出終了点の後において前記所定のカウントスピードでカウントを行うようにしたので、カウントの基点となる構造物の通過時間位置を直接把握できなくても、この構造物の通過時間位置を基点としたカウント値と同じカウント値を得ることができる。
【００７２】
また、検出手段の検出結果からノイズを除去するためのフィルタ手段の特性に起因する検出開始点または検出終了点の変動分に応じたオフセットをカウント値に設けたので、フィルタの特性により所定の構造物の通過時間位置（検出開始点または検出終了点）が変動しても、この構造物の通過時間位置を基点としたカウント値と同じカウント値を得ることができる。
【００７３】
また、検出手段の検出結果からノイズを除去するためのフィルタ手段の特性に起因する検出開始点または検出終了点の変動分に応じて所定比率を設定したので、フィルタの特性により所定の構造物の通過時間位置（検出開始点または検出終了点）が変動しても、カウント値にオフセットを設けることなく、この構造物の通過時間位置を基点としたカウント値と同じカウント値を得ることができる。
【００７４】
また、撮影対象の前記所定部位と前記所定の構造物との位置関係に応じた前記高速移動体の種類を識別し、この位置関係を反映させて撮像手段の作動時刻を算出するようにしたので、高速移動体の種類に応じて撮像手段の作動タイミングを適切に設定することができる。
【００７５】
さらに、撮影された画像を格納（記憶）し、格納された画像を解析し、この解析結果に関する情報を所定の通信回線に送出するようにしたので、遠隔地から高速移動体の撮影が可能となり、その撮影画像に対する分析結果を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態にかかる高速移動体の撮影装置の構成を示すブロック図である。
【図２】  この発明の実施の形態にかかる高速移動体の撮影装置の設置例を示すブロック図である。
【図３】  この発明の実施の形態にかかる高速移動体の撮影装置の主要部をなす着雪コントローラの構成を示すブロック図である。
【図４】  この発明の実施の形態にかかる識別パルス生成回路の構成を示すブロック図である。
【図５】  この発明の実施の形態にかかる高速移動体の撮影装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【図６】  この発明の実施の形態にかかる高速移動体の撮影装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】  この発明の実施の形態にかかる撮影部の作動タイミングを求める方法（カウント方法）を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】  この発明の実施の形態にかかるスーパーインポーズの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…検知部、２…撮影部、３…列車識別部、４…制御部、１０…光検知部、１０Ａ，１０Ｂ…光センサ、１１…磁気検知部、２１，３１…ＣＣＤカメラ、２２…ストロボ、２３…ストロボ駆動部、３２…水銀灯、３３…水銀灯駆動部、４１…着雪コントローラ、４２…静止画ファイル、４３…画像解析部、４１Ａ…入力フィルタ、４１Ｂ…スピードゲート検出部、４１Ｃ…セレクタ、４１Ｄ…列車系判別部、４１Ｅ…光センサスピード検出部、４１Ｆ，４１Ｈ…台車番号カウンタ、４１Ｇ…磁気センサスピード検出部、４１Ｊ，４１Ｎ…スイッチ、４１Ｋ…乗算器、４１Ｌ…シャッタータイミング発生器（光）、４１Ｍ…シャッタータイミング発生器（磁気）、４１Ｐ…時速変換部、４１Ｑ…シーケンス制御部、４１Ｒ…パラレル／シリアル変換部、Ｓ０１〜Ｓ１０…ステップ。
【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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