(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
線路上の鉄道車両の車両床下部品を撮像する撮像部と、
上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部と、を備え、
上記撮像部および上記照明部は、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置されており、
上記照明部は、上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように設定されていることを特徴とする車両床下部品撮像システム。
【請求項２】
少なくとも２つの上記照明部を備えており、
当該２つの照明部は、それぞれが照射する上記光が上記車両床下部品よりも手前で交差するように上記光を照射することを特徴とする請求項１に記載の車両床下部品撮像システム。
【請求項３】
上記鉄道車両の車体は、上記車両床下部品の上部に、上記車両床下部品よりも上記線路の側方側にはみ出すように設けられており、
上記光の俯角は、上記車体によって遮られずに上記車両床下部品に到達するように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両床下部品撮像システム。
【請求項４】
線路上の鉄道車両の車両床下部品を撮像する撮像部と、上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部と、を備える車両床下部品撮像システムを設置する方法であって、
上記撮像部および上記照明部を、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置し、
上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記照明部が上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように上記照明部を設置することを特徴とする車両床下部品撮像システムの設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両床下部品撮像システム、および、車両床下部品撮像システムの設置方法に関する。
本願は、２０１８年２月５日に、日本に出願された特願２０１８−０１８２２３に優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両では、安全な運行を行うために、車両の様々な部品に関して、定期的に検査が行われる。このような車両部品の検査では、検査員が目視にて異常が生じていないか否かを検査しており、手間および時間がかかる、検査漏れが生じやすい等の問題がある。また、複数の車両が連接された状態で検査を行う場合、全ての車両に対して検査を行うためには作業範囲が非常に広くなるという問題がある。【０００３】
そこで、撮像装置を使って得られた画像から各部品の状態を検査する技術がある。特許文献１には、撮像装置を使ってトロリ線を撮影し、撮影画像を解析することで、トロリ線の状態を検出することによって、広範囲の検査を効率よく行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５２９８９２９号公報（２０１０年０９月０９日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示した撮像装置を使った検査では、検査対象を明るく撮影する必要があり、検査対象に向かって強い照明光を照射する必要がある。特に、検査対象と、撮像装置との間に相対的に動きが生じる場合には、鮮明な画像を取得するために早いシャッター速度で撮影する必要があるため、より強い照明光が必要となる。【０００６】
ここで、車両床下には様々な装置や器具が設置されており、検査対象とするものが多いが、車両の床下部品等を、車両側面方向から撮像装置を用いて検査を行う場合、線路脇からの撮影と、検査対象へ照明光の照射とが必要となる。このとき、そのまま車両側面に向かって照明光を照射した場合には、線路の反対側の領域にも広がるように光が照射されることになる。そのため、線路の反対側に作業員がいる場合、線路の近隣に建屋等がある場合には、このような照明により明るく照射され、光害の要因となる。【０００７】
また、車両の通過を検知し、車両通過中のみ照明を点灯させて検査対象で照明光をできる限り遮るような構成とした場合であっても、車両通過を検知するセンサが故障、または、誤検知したときには、照明が点灯し、遠方領域を直接照射し続ける可能性もある。また、検査対象に照射された光線の一部は被写体面で反射し、線路に対して照明を設置した方向の領域に向けて反射光が照射されるため、周辺への影響が問題になる。【０００８】
周辺への光の影響を低減させるために、線路の周辺に遮光する板のようなものを設置することも考えられるが、広がった光線をすべて遮光するためには広範囲に遮光板を設置する必要があり、システムが大掛かりになったり、設置できる場所が制約されたりする等の問題がある。【０００９】
遠方への照明光が照射しないように、大きく下に向けて照明することも考えられる。ただし、例えば、車両の床下部品を検査する場合には、上側に位置する車体に対して奥まった場所に床下部品が配置されているため、大きな角度で下向きに照射すると検査領域を明るく撮影することができない。逆に、角度を小さくすると遠方に照射することになり、線路に垂直な方向への照明光の影響が強くなるといった問題がある。【００１０】
本発明の一態様は、線路周辺への照明光の影響を低減しながら、車両の下部を鮮明に撮影することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両床下部品撮像システムは、線路上の鉄道車両の車両床下部品を撮像する撮像部と、上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部と、を備え、上記撮像部および上記照明部は、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置されており、上記照明部は、上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように設定されていることを特徴とする。【００１２】
また、上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る車両床下部品撮像システムの設置方法は、線路上の鉄道車両の車両床下部品を撮像する撮像部と、上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部と、を備える車両床下部品撮像システムを設置する方法であって、上記撮像部および上記照明部を、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置し、上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記照明部が上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように上記照明部を設置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、線路周辺への照明光の影響を低減しながら、車両の下部を鮮明に撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係る検査システムの要部構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る１つの車両全体を示す図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る台車の詳細を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る線路上を車両が通過する様子を上方から見た図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る撮像部および照明部の垂直方向の配置を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る照明部の垂直方向の配置を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る台車の右側面を撮影しているときの上方向から見た場合の図を示す。
【図８】本発明の実施形態１に係る照明光線の方向と、照明光線が地面に達するまでの距離との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る撮像部による被写体面上での撮影範囲および照明方向の概要を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態１に係るＬＶ棒の状態および制輪子の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る検査システム（車両床下部品撮像システム）１００の要部構成を示すブロック図である。検査システム１００は、地面に敷設された線路上の車両（鉄道車両）２０１（図２参照）の台車（車両床下部品）２０２、２０３（図２参照）の画像を取得する。検査システム１００は、撮像部１０１、照明部１０２、制御部１０３、画像処理部１０４、記録部１０５、および、表示部１０６を備えている。
【００１７】
撮像部１０１および照明部１０２は、線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置されている。
【００１８】
撮像部１０１は、線路上の車両の台車２０２、２０３を撮像する。撮像部１０１は、レンズ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子、それらの動作を制御する制御部、メモリ等から構成される。
【００１９】
照明部１０２は、台車２０２、２０３に向けて俯角方向に光を照射する。照明部１０２は、撮影に必要な明るさになるように制御を行う。照明部１０２は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）、蛍光灯、水銀灯、白熱電球等の光源で構成することができる。照明部１０２は、制御部１０３から入力される制御信号に応じて点灯し、夜間、曇天時等により照度が低いときに、計測対象が撮影できる状態となるように、台車領域を照射して明るさを調整する。
【００２０】
なお、照明部１０２は、上方から平面視したとき線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて光を照射し、当該角度は、光が台車２０２、２０３を通過した場合の光の到達地点が、線路の他方の側方における当該線路から特定の距離以内の範囲に納まるように設定されている。
【００２１】
制御部１０３は、撮像部１０１の撮影時の露出を制御したり、周辺の照度に応じて照明部の点灯状態を制御したりして、計測領域が所定の明るさで撮影できるように制御する。
【００２２】
画像処理部１０４は、撮像部１０１によって撮影された撮影画像から、検査内容に応じて厚さ、角度等を計測したり、損傷がないか識別したりする等の検査を行う。また、画像処理部１０４は、撮影画像、および、検査結果を記録部１０５に出力する。
【００２３】
表示部１０６は、記録部１０５から受け取った画像、計測結果等を表示したり、計測結果に応じた識別信号によって視覚的にユーザに知らせたりする。表示部１０６は、例えば、画像、結果等を表示するものであり、液晶ディスプレイ等で構成される。この場合、表示部１０６は、対象とする車両床下部品の計測結果、それがどの部分の結果であるかを画像で表示したり、複数の結果を並べて表示したりする等、ユーザの目的に応じて分かりやすく表示する。また、表示部１０６は、計測結果によって光源の点灯で通知する部でもよく、計測結果に問題ない場合には青を表示、問題がある場合には赤を表示といったように、発光色によって示すものでもよい。
【００２４】
本実施形態では、車両床下部品の検査として、後述する台車周辺部品の検査として、車速の制御に必要な制輪子と、乗り心地、高さに関わるサスペンションの制御に必要なＬＶ棒との検査を例に、各部の構成について説明する。
【００２５】
ここで、まず検査対象となる制輪子とＬＶ棒について説明する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る複数台の車両が連接された列車において、そのうち１つの車両２０１全体を示す図である。図２に示すように、通常、車両２０１は、２つの台車２０２、２０３を有し、台車２０２、２０３はそれぞれ２組の車輪を有する。それぞれの車輪は、線路２０４上に接地している。
【００２７】
図３は、本実施形態に係る台車２０２、２０３の詳細を示す図である。図３に示すように、車体３０１と、台車枠３０２との間には、空気ばね３０３が配置される。また、台車枠３０２は２組の車輪３０４、３０５を有し、それぞれの車輪３０４、３０５の台車枠３０２側には制輪子３０６、３０７が配置される。
【００２８】
制輪子３０６、３０７は、車両速度を調整するブレーキ機能に関する部品である。ブレーキをかける際には、車輪３０４、３０５の踏面にそれぞれ制輪子３０６、３０７を押し当てることにより、車両２０１の速度を低下させる。制輪子３０６、３０７は摩耗により擦り減っていくため、定期的に厚みを検査し、制輪子３０６、３０７が規定値より薄くなった場合に交換する必要がある。
【００２９】
鉄道車両は良好な乗り心地を得るために、線路の継ぎ目等による振動を軽減するサスペンションとして、車体３０１と、台車枠３０２との間に空気ばね３０３が使われている。多数の乗客が乗車するとその荷重で空気ばね３０３が撓み、車体３０１の高さが低くなるため、自動高さ調整装置（ＬＶ装置）によって高さを一定に保つようにする。ＬＶ棒３０８は、空気ばね３０３に空気を供給、排出する弁が動作させ、乗客の荷重等によって車体３０１の高さが低くなった際に、空気ばね３０３を制御して車体３０１の高さを一定に保つ。
【００３０】
例えば、車体３０１が低くなった場合には、車体３０１と、台車枠３０２との間の距離が縮まるので、固定の長さであるＬＶ棒は上側の回転軸を中心に回転して角度が付く。それに応じて空気ばね３０３に空気を供給するように弁が動作し、車体３０１の高さを上げるように動作する。正常に動作しているときは、ＬＶ棒は所定の角度範囲内で動作するため、定期的に規定の範囲を超えて傾いていないか、ＬＶ棒を支持するボルトが取れていないか等の検査を行う必要がある。
【００３１】
上記の台車周辺部品の検査において、検査システム１００の構成および動作について説明する。検査システム１００を用いた検査では、走行中の列車に対して行うものとし、線路脇に設置した検査システム１００の前を通過する台車２０２、２０３の画像を取得して計測する。
【００３２】
図４に、本実施形態に係る線路４０１上を車両４０２が通過する様子を上方から見た図である。車両４０２の通過領域付近には、構造物を設置できない領域の境界である建築限界４０３、４０４が規定されている。建築限界４０３、４０４は、それぞれ、構造物を設置できない領域の、車両４０２の側面方向の境界を示す。ここで、車両４０２の右側の部品の検査を行う場合に、検査システム１００は、線路４０１の右側の建築限界４０４より離れた位置に設置され、検査システム１００の前を車両４０２が通過する際に撮像部１０１によって台車４０６の画像を撮影する。
【００３３】
この場合、検査システム１００の撮像部１０１の撮影範囲４０５は、検査対象である台車４０６の右側面４０７全体が含まれる範囲とする。
【００３４】
検知センサ４０８は、台車４０６の通過を検知するセンサであり、台車４０６が通過を検知したタイミングで検査システム１００の制御部１０３に信号を送信する。制御部１０３は、撮像部１０１および照明部１０２を制御して、通過する複数の台車４０６の撮影画像を取得する。検知センサ４０８は、直接台車４０６の通過を検出するものでもよいし、車輪の通過の検知により台車４０６の通過を検出するものでもよい。例えば、線路側面に設置して、側面方向から線路４０１上方の領域を通過する台車、車輪等を検知するセンサ、レール側面近傍（建築限界外）に設置して車輪の通過を検知するセンサ等が考えられる。台車、車輪等の検知方法については、制限されない。
【００３５】
また、本実施形態では、台車の通過を検知して、撮影する方法を示すが、列車通過中に連写することにより、連続的に画像を取得し、その中から台車が撮影された画像を抽出するものでもよい。
【００３６】
次に、検査システム１００の撮像部１０１および照明部１０２の設置位置について説明する。図５は、本実施形態に係る撮像部１０１および照明部１０２の垂直方向の配置を示す図である。図５は、車両の進行方向に向かって見た場合の配置を示す。図３、図４と共通の番号については、同じものを示す。
【００３７】
図５に示すように、車両４０２の車体４０９は、台車（車両床下部品）４０６の上部に、台車４０６よりも線路４０１の側方側にはみ出すように設けられており、光の俯角５０５は、車体４０９によって遮られずに台車４０６に到達するように設定されている。
【００３８】
撮像部１０１および照明部１０２は、ともに建築限界４０４の外に配置され、撮像部１０１は、台車周辺部品が撮影範囲内に入るような画角および角度で配置される。台車周辺部は凹凸が多いため、撮像部１０１は、制輪子、ＬＶ棒等が完全に遮蔽されて見えなくならないような位置に設置される。ここでは、撮像部１０１は、光軸５０１の方向を水平方向とし、撮像部１０１側に突出している台車枠３０２によって制輪子３０７が完全に遮蔽されない高さに配置される。
【００３９】
なお、撮像部１０１の撮影方向は、必ずしも水平方向ではなく、仰角方向（水平方向より上向き）または俯角方向（水平方向より下向き）でも構わないが、計測精度の観点からは、被写体面に対して正対する角度とする方が望ましい。
【００４０】
照明部１０２は、俯角方向に照射するように下向きに角度を付けて配置される。照明部１０２の照射方向を下向きにすることにより、照明光が地面を照射することになり、遠方まで照明光が届くことを防ぐことができる。ここで、照明光の俯角５０５を大きくするほど、照明光が地面に達する距離５０４を短くすることができる。ただし、車輪面に対して、車体４０９、台車枠３０２等が撮像部１０１方向に出ているため、大きな俯角で照射すると、光線が遮蔽されて計測領域が暗くなる場合がある。
【００４１】
図６は、本実施形態に係る照明部１０２の垂直方向の配置を示す図である。図６は、建築限界４０４の外側からの光の俯角５０５を大きくして、台車４０６への方向に照明光を照射した場合を示す。照明光軸５０３が車体４０９、台車枠３０２に遮光されており、計測対象となる制輪子、ＬＶ棒等の周辺が暗くなる。そのため、照明部１０２の俯角５０５は、このような車両４０２の凹凸を考慮した角度に抑える必要がある。ただし、俯角５０５が小さくなるほど地面に達する照明光軸５０３の距離が長くなってしまうため、線路に対して反対側の領域への照明光の影響が大きくなる。照明光の光軸は、建築限界内に納まることが望ましい。
【００４２】
ここで、照明部１０２の配置を水平面で見た場合に、線路４０１の敷設方向（長手方向）に垂直な方向に対して、斜め方向に角度を付けて配置することにより光路長を確保し、線路４０１の反対側の領域へ抜ける照明光量を低下させることができる。水平面における、照明部１０２の配置について説明する。
【００４３】
図７は、本実施形態に係る台車の右側面４０７を撮影しているときの上方向から見た場合の図を示す。台車周辺部品等、図３と同じ番号については同じものを示す。撮像部１０１は、建築限界４０４より外側に設置され、線路側面側から撮影する。この場合、撮像部１０１の光軸５０１が台車の方に向いており、１回の撮影範囲に台車枠３０２、２つの車輪３０４、３０５が含まれるものとする。
【００４４】
検査システム１００は、少なくとも２つの照明部を備えている。２つの照明部１０２（ａ）、１０２（ｂ）は、それぞれが照射する光が台車よりも手前で交差するように光を照射する。本明細書において「二つの光が交差する」とは、上方から平面視したときに、一方の光の経路と、他方の光の経路とが一部でも重なることを意味する。２つの照明部１０２（ａ）、１０２（ｂ）が照射する光が台車よりも手前で交差することにより、撮像部１０１が台車を撮影する際に、照射位置での影の発生を抑制することができる。それらの詳細を、以下に説明する。
【００４５】
照明部１０２は、第１の照明部１０２（ａ）と、第２の照明部１０２（ｂ）とから構成される。第１の照明部１０２（ａ）と、第２の照明部１０２（ｂ）とは、ともに建築限界４０４の外側に配置され、線路側面方向から照射する。また、この場合、第１の照明部１０２（ａ）と、第２の照明部１０２（ｂ）とは撮像部１０１の両側に配置され、それぞれの照明光軸６０３（ａ）、６０３（ｂ）は、それぞれ撮像部１０１の方向に向くように角度を付けて配置される。
【００４６】
図８は、本実施形態に係る照明光線の方向と、照明光線が地面に達するまでの距離との関係を示す図である。図８（ａ）は上方から平面視した図を示し、図８（ｂ）は車両進行方向に向かって見た図を示す。
【００４７】
第１の照明部１０２（ａ）の照明光軸７０１（ａ）は、上方から平面視したとき線路の敷設方向に対して垂直方向に照射した場合の光軸である。第１の照明部１０２（ａ）は、照射方向が俯角方向になるように配置される。そのため、第１の照明部１０２（ａ）の高さおよび角度が同じであれば、光線は一定の光路長を進んで地面に達する。照明光軸７０１（ａ）は、建築限界４０３を超えた領域７０２（ａ）に達する。
【００４８】
ここで、第１の照明部１０２（ａ）の角度を水平面内で変更して、第２の照明部１０２（ｂ）の方向に角度θｈ（ａ）回転させた場合の照明光軸を７０３（ａ）とする。この場合、照明光軸７０１（ａ）の長さと、照明光軸７０３（ａ）の長さとは同じであるが、照明光軸７０３（ａ）の地面への到達点は、建築限界４０３内の領域７０４（ａ）に納まる。
【００４９】
同様に、第２の照明部１０２（ｂ）に関して、上方から平面視したとき線路の敷設方向に垂直な方向に照射した照明光軸７０１（ｂ）は建築限界４０３を超えた領域７０２（ｂ）に達する。第２の照明部１０２（ｂ）を、第１の照明部１０２（ａ）の方向に角度θｈ（ｂ）回転させた場合の照明光軸を７０３（ｂ）とする。その場合、照明光軸７０１（ｂ）の長さと、照明光軸７０３（ｂ）の長さとは同じであるが、照明光軸７０３（ｂ）の地面への到達点は、建築限界４０３内の領域７０４（ｂ）に納まる。
【００５０】
このように、第１の照明部１０２（ａ）の光軸と、第２の照明部１０２（ｂ）の光軸とを線路に平行な方向に回転させて配置することにより、建築限界内に照明中心を変位させることができ、建築限界を超えて線路の反対側へ抜ける光線を低減させることができる。
【００５１】
ここで、第１の照明部１０２（ａ）と、第２の照明部１０２（ｂ）とを線路に平行な方向に回転させる場合に、互いが向かい合う方向に回転させることが望ましい。すなわち、図７に示すように、撮像部１０１の撮影範囲（すなわち、検査対象となる被写体面６０４）を撮像部１０１の光軸５０１を中心に照明配置方向に２分割した領域に対して、第１の照明部１０２（ａ）の光軸と、第２の照明部１０２（ｂ）の光軸とが、それぞれの設置位置とは逆方向の領域を照射するように、撮像部１０１と、第１の照明部１０２（ａ）と、第２の照明部１０２（ｂ）との間の距離、第１の照明部１０２（ａ）および第２の照明部１０２（ｂ）の水平角を調整することが望ましい。
【００５２】
図９は、本実施形態に係る撮像部１０１による被写体面上での撮影範囲および照明方向の概要を示す図である。撮像部１０１は、台車周辺部品を含む撮影範囲８０１を撮影する。第１の照明部１０２（ａ）、第２の照明部１０２（ｂ）の水平面における照明角度は、光軸が建築限界内で地面に到達する角度θｈ（ａ）、θｈ（ｂ）で配置されている。また、撮像部１０１と、第１の照明部１０２（ａ）との間の距離を８０３（ａ）とし、撮像部１０１と、第２の照明部１０２（ｂ）との間の距離を８０３（ｂ）とする。距離８０３（ａ）と、距離８０３（ｂ）とを変更することにより、被写体面上の照明範囲を変更することができる。
【００５３】
ここで、撮影範囲８０１は、第１の照明部１０２（ａ）および第２の照明部１０２（ｂ）の配置方向に２つの領域に分割される。第１の照明部１０２（ａ）および第２の照明部１０２（ｂ）は、それぞれの撮影領域を照射するように配置される。
【００５４】
例えば、第１の照明部１０２（ａ）および第２の照明部１０２（ｂ）は、撮像部１０１を中心に右左に配置されている。そのため、撮影範囲は、撮像部１０１の光軸８０２を中心に、左側の撮影領域６０２（ａ）と、右側の撮影領域６０２（ｂ）との２つの領域に分割される。そして、右側の照明部１０２（ａ）は左側の撮影領域６０２（ａ）を照射し、左側の照明部１０２（ｂ）は右側の撮影領域６０２（ｂ）を照射するように、距離８０３（ａ）、８０３（ｂ）が調整される。
【００５５】
このように、被写体面上の撮影範囲を分割して照射することで、１つの照明部から照射される光線範囲を狭くして、光の広がりを抑えることができ、かつ、２つの照明部として広い撮影範囲を明るく照射することができる。また、撮像部１０１の光軸を中心に２分割した撮影領域に対して照明位置と反対側の領域を照射する構成とすることにより、撮像部１０１から見て被写体面を明るく照射することができる。特に、台車周辺部品は凹凸が多いため、撮像部１０１の方向から明るく照射することにより、さらに視認性を高めた撮影画像を取得することができる。
【００５６】
次に、検査の動作について説明する。
【００５７】
前述したように、検知センサ４０８（図４参照）は、台車の通過を検知した場合、検知信号を制御部１０３に出力する。制御部１０３は、台車の通過タイミングに合わせて第１の照明部１０２（ａ）、および、第２の照明部１０２（ｂ）を点灯させ、撮像部１０１へのシャッター信号を送信する。撮像部１０１は、シャッター信号を受信した場合、台車の撮影画像を取得し、画像処理部１０４に送信する。画像処理部１０４は、台車の撮影画像を取得し、検査対象となる領域の検出および計測を行う。
【００５８】
この場合、画像処理部１０４は、例えば、撮影画像として図３に示すような台車および周辺部品の画像を取得したとする。画像処理部１０４は、撮影画像から予め登録された制輪子およびＬＶ棒の情報に基づいてマッチング処理を行い、撮影画像のどの領域に写っているかを検出する。
【００５９】
ＬＶ棒の検査において、画像処理部１０４は、画像上からＬＶ棒の撮影されている領域を検出し、その後ＬＶ棒の傾きを計測する。図１０（ａ）はＬＶ棒が回転していない状態を示し、図１０（ｂ）はＬＶ棒が回転している状態を示す。ＬＶ棒は支点９０１を中心に回転するため、画像処理部１０４は、回転角９０４を算出し、その回転角９０４が規定値以内であるか否かを判定する。また、それと同時に、画像処理部１０４は、接合部である支点９０１のボルト、支点９０３のボルト領域９０２に関して問題の有無を判定する処理を行う。画像処理部１０４は、ＬＶ棒の角度が問題ないか否か、または、ボルトが外れていないか否かの判定結果と、撮影画像とを関連付けて、関連付けたデータを記録部１０５に出力する。
【００６０】
制輪子の検査において、画像処理部１０４は、撮影画像から検出された制輪子領域に対して、制輪子のエッジ位置を検出し、その厚みを算出する。図１０（ｃ）および図１０（ｄ）は、本実施形態に係る制輪子の状態を示す図である。図１０（ｄ）は、摩耗によって削れて、厚みが薄くなった状態を示す。画像処理部１０４は、この厚みを計測して、当該厚みが規定値を下回っている場合には交換が必要と判定する。制輪子の厚みの計測においては、画像処理部１０４は、近隣の車輪の軸方向を検出し、車輪の軸方向に対する厚みの計測を行う。
【００６１】
撮像部１０１の設置位置が固定のため、画像処理部１０４は、制輪子面が通過する面との距離を予め取得しておき、焦点距離と、センサの画素ピッチとの関係から被写体面の１画素あたりの大きさを算出する。画像処理部１０４は、厚み方向の画素数を検出して大きさを取得する。画像処理部１０４は、取得した厚みの値と、画像とを関連付けて、記録部１０５に送信する。
【００６２】
記録部１０５は、撮影画像、計測された結果等をデータベースとして保持する。また、制御部１０３による制御の下で、記録部１０５は、当該データベースから要求に応じた情報を抽出して表示部１０６に出力する。表示部１０６は、記録部１０５から受け取った画像、計測結果等を表示したり、計測結果に応じた識別信号によって視覚的にユーザに知らせたりする。
【００６３】
表示部１０６は、例えば、画像、結果等を表示するものとして、液晶ディスプレイ等で構成される。この場合、表示部１０６は、設定された部品の計測結果、それがどの部分の結果であるかを画像で表示したり、複数の結果を並べて表示したりする等、ユーザの目的に応じて分かりやすく表示する。また、表示部１０６は、計測結果によって光源の点灯により通知する部分でもよく、計測結果に問題ない場合に青を表示し、問題ある場合に赤を表示といったように発光色によって示すものでもよい。
【００６４】
本実施形態では、線路の片側に検査システム１００を配置して撮影するものとしたが、これに制限されるものではなく、線路の両側に設置する構成でもよい。検査システム１００では、線路の反対側へ抜ける光線を低減できるため、同じ領域の線路の両側に設置しても、対向する検査システム１００からの光の影響を低減でき、設置位置をずらす必要がないため、設置面積を小さくすることができる。
【００６５】
本実施形態では、１つまたは２つの照明部を用いるものとしたが、３つ以上の照明部を備えた構成でもよい。その場合、照明数に応じて撮影範囲を分割して照射することが望ましい。
【００６６】
このように、本実施形態に係る検査システム１００では、周辺への照明による影響を軽減させて撮影および検査箇所の計測が可能である。
【００６７】
〔実施形態１の効果〕
本実施形態によれば、撮像部の両側に配置した第１の照明部の光軸と、第２の照明部の光軸とを、俯角方向に照射し、上方から平面視したとき線路の敷設方向に垂直な方向に対して斜め方向に２つの照明装置の光軸を配置する。これにより、広い範囲を照射しつつ、線路の反対側の領域への漏れ光、被写体からの反射光が線路の近隣にいる人、建屋等を照射することを低減することができる。また、広範囲を遮光する設備を不要であるため、設置場所への制約が少なく、周辺に建屋の多い場所でも設置することが可能となる。また、広い範囲を照射することができるため、１回の撮影で同時に複数個所の部品の検査が可能になる。
【００６８】
〔ソフトウェアによる実現例〕
検査システム１００の制御ブロック（特に制御部１０３および画像処理部１０４）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【００６９】
後者の場合、検査システム１００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路等を用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）等をさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【００７０】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る車両床下部品撮像システム（検査システム１００）は、線路（２０４）上の鉄道車両（車両２０１）の車両床下部品（台車２０２）を撮像する撮像部（１０１）と、上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部（１０２）と、を備え、上記撮像部および上記照明部は、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置されており、上記照明部は、上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように設定されている。
【００７１】
上記の構成によれば、照明部が上方から平面視したとき線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて光を照射するので、車両の下部を鮮明に撮影することができるとともに、光の到達地点が、線路の他方の側方における当該線路から特定の距離以内の範囲に納まるように設定されているので、線路周辺への影響を低減することができる。
【００７２】
本発明の態様２に係る車両床下部品撮像システムは、上記態様１において、少なくとも２つの上記照明部を備えており、当該２つの照明部（１０２（ａ）、１０２（ｂ））が、それぞれが照射する上記光が上記車両床下部品よりも手前で交差するように上記光を照射することとしてもよい。
【００７３】
上記の構成によれば、２つの照明部が照射する光が、車両床下部品のうち、各照明装置の設置位置とは反対側を照らすので、１つの照明部から照射される光線範囲を狭くして、光の広がりを抑えることができ、かつ、２つの照明部により広い撮影範囲を明るく照射することができる。これにより、撮影部に十分な撮影範囲を確保することができる。
【００７４】
本発明の態様３に係る車両床下部品撮像システムは、上記態様１、２において、上記鉄道車両（車両４０２）の車体（４０９）が、上記車両床下部品の上部に、上記車両床下部品よりも上記線路（４０１）の側方側にはみ出すように設けられており、上記光の俯角が、上記車体によって遮られずに上記車両床下部品に到達するように設定されていることとしてもよい。
【００７５】
上記の構成によれば、光の俯角が車体によって遮られずに車両床下部品に到達するように設定されているので、鉄道車両の車体が車両床下部品よりも線路の側方側にはみ出すように設けられていたとしても、車両の下部を鮮明に撮影することができる。
【００７６】
本発明の態様４に係る車両床下部品撮像システムは、線路上の鉄道車両の車両床下部品を撮像する撮像部と、上記車両床下部品に向けて俯角方向に光を照射する照明部と、を備える車両床下部品撮像システムを設置する方法であって、上記撮像部および上記照明部を、上記線路の一方の側方に当該線路から特定の距離以上離隔して設置し、上方から平面視したとき上記線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて上記照明部が上記光を照射し、当該角度は、上記光の到達地点が、上記線路の他方の側方における当該線路から上記特定の距離以内の範囲に納まるように上記照明部を設置する。
【００７７】
上記によれば、上方から平面視したとき線路の敷設方向に垂直な方向に対して角度をつけて光を照射するように照明部を設置するので、車両の下部を鮮明に撮影することができるとともに、光の到達地点が、線路の他方の側方における当該線路から特定の距離以内の範囲に納まるように照明部を設置するので、線路周辺への影響を低減することができる。
【００７８】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
【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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