"移動体が所定の速度で所定の進行方向に移動するときの上記移動体の速度値を計測する速度計測装置であって、上記移動体の進行方向と実質的に平行な方向で主走査方向の撮像ラインを有し、上記移動体に対向して対地に固定的に載置された物体を、所定の時間間隔で上記主走査方向とは平行でない副走査方向で繰り返して撮像して画像信号を出力する撮像手段と、上記撮像手段から出力される画像信号に基づいて、上記移動体が移動するときに上記画像信号に含まれかつ上記物体に基づく縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算し、上記勾配角度が上記速度値に比例する関係を用いて、上記勾配角度を上記移動体の速度値に変換して出力する速度値変換手段とを備えたことを特徴とする速度計測装置。上記副走査方向は上記主走査方向とは実質的に直交するように設定され、上記速度値変換手段は、上記主走査方向に対応する第1の方向と、上記副走査方向に対応しかつ上記第1の方向に直交する第2の方向とで計算し、上記第1の方向の濃度勾配に対する上記第2の方向の濃度勾配に基づいて勾配角度を計算することを特徴とする請求項1記載の速度計測装置。上記撮像手段から出力される画像信号から、上記物体に基づく縞形状のテクスチャに係る画像成分とは異なる所定の雑音成分を除去するようにろ波した後、上記速度値変換手段に出力するフィルタ手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の速度計測装置。上記速度値変換手段は、上記物体に基づく縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算するときに、上記画像信号に係る濃度勾配の平均値を計算し、当該濃度勾配の平均値に基づいて上記勾配角度を計算することを特徴とする請求項1乃至3のうちのいずれか1つに記載の速度計測装置。上記速度値変換手段は、上記撮像手段から出力される画像信号に対して上記画像信号の解像度を変更することにより、上記速度値の計測精度を変更することを特徴とする請求項1乃至4のうちのいずれか1つに記載の速度計測装置。上記速度値変換手段は、互いに異なる解像度を有する複数の画像信号を生成し、当該複数の画像信号のうち所定の速度計測の精度を得られる画像信号を選択して、選択された画像信号に基づいて上記縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算して上記移動体の速度値に変換することを特徴とする請求項5記載の速度計測装置。移動体が所定の速度で所定の進行方向に移動するときの上記移動体の速度値を計測する速度計測方法であって、撮像手段は、上記移動体の進行方向と実質的に平行な方向で主走査方向の撮像ラインを有し、上記撮像手段が上記移動体に対向して対地に固定的に載置された物体を、所定の時間間隔で上記主走査方向とは平行でない副走査方向で繰り返して撮像して画像信号を出力するステップと、制御装置が、上記撮像手段から出力される画像信号に基づいて、上記移動体が移動するときに上記画像信号に含まれかつ上記物体に基づく縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算し、上記勾配角度が上記速度値に比例する関係を用いて、上記勾配角度を上記移動体の速度値に変換して出力するステップとを含むことを特徴とする速度計測方法。上記副走査方向は上記主走査方向とは実質的に直交するように設定され、上記速度値に変換して出力するステップは、上記制御装置が、上記主走査方向に対応する第1の方向と、上記副走査方向に対応しかつ上記第1の方向に直交する第2の方向とで計算し、上記第1の方向の濃度勾配に対する上記第2の方向の濃度勾配に基づいて勾配角度を計算することを含むことを特徴とする請求項7記載の速度計測方法。上記撮像手段から出力される画像信号から、上記物体に基づく縞形状のテクスチャに係る画像成分とは異なる所定の雑音成分を除去するようにろ波した後、上記制御装置に出力するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項7又は8記載の速度計測方法。上記速度値に変換して出力するステップは、上記制御装置が、上記物体に基づく縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算するときに、上記画像信号に係る濃度勾配の平均値を計算し、当該濃度勾配の平均値に基づいて上記勾配角度を計算することを含むことを特徴とする請求項7乃至9のうちのいずれか1つに記載の速度計測方法。上記制御装置が、上記撮像手段から出力される画像信号に対してデシメーションフィルタ処理を行って上記画像信号の解像度を変更することにより、上記速度値の計測精度を変更するステップをさらに含むことを特徴とする請求項7乃至10のうちのいずれか1つに記載の速度計測方法。上記速度値に変換して出力するステップは、上記制御装置が、互いに異なる解像度を有する複数の画像信号を生成し、当該複数の画像信号のうち所定の速度計測の精度を得られる画像信号を選択して、選択された画像信号に基づいて上記縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算して上記移動体の速度値に変換することを含むことを特徴とする請求項11記載の速度計測方法。しかし、車両の場合、空転滑走などの現象が頻発し、正確な車両速度が得られない問題があった。ここで、複数の車軸からのパルスを利用して空転を補おうとする技術や、速度測定のためだけの自由車輪を利用するなどの方法も提案されているが、営業車両で実施するにはコストが多大になるという問題点があった。これに対し、対地速度を非接触に測定する既存の技術として、レーザやマイクロ波によるドップラー速度計、空間フィルタ式速度計があるが、1マイクロ波の場合、法規制が国によって厳しい、2レーザや空間フィルタ式において、橋梁ではマクラギの間は全くの空間であり、対物距離が極端に変動するため正確な速度が算出できないという問題点があった。本発明の目的は以上の問題点を解決し、従来技術に比較して正確に対地速度を計測することができ、しかも構成が簡単である速度計測装置及び方法を提供することにある。第1の発明に係る速度計測装置は、移動体が所定の速度で所定の進行方向に移動するときの上記移動体の速度値を計測する速度計測装置であって、上記移動体の進行方向と実質的に平行な方向で主走査方向の撮像ラインを有し、上記移動体に対向して対地に固定的に載置された物体を、所定の時間間隔で上記主走査方向とは平行でない副走査方向で繰り返して撮像して画像信号を出力する撮像手段と、上記撮像手段から出力される画像信号に基づいて、上記移動体が移動するときに上記画像信号に含まれかつ上記物体に基づく縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算し、上記勾配角度が上記速度値に比例する関係を用いて、上記勾配角度を上記移動体の速度値に変換して出力する速度値変換手段とを備えたことを特徴とする。上記速度計測装置において、上記副走査方向は上記主走査方向とは実質的に直交するように設定され、上記速度値変換手段は、上記主走査方向に対応する第1の方向と、上記副走査方向に対応しかつ上記第1の方向に直交する第2の方向とで計算し、上記第1の方向の濃度勾配に対する上記第2の方向の濃度勾配に基づいて勾配角度を計算することを特徴とする。また、上記速度計測装置において、上記撮像手段から出力される画像信号から、上記物体に基づく縞形状のテクスチャに係る画像成分とは異なる所定の雑音成分を除去するようにろ波した後、上記速度値変換手段に出力するフィルタ手段をさらに備えたことを特徴とする。さらに、上記速度計測装置において、上記速度値変換手段は、上記物体に基づく縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算するときに、上記画像信号に係る濃度勾配の平均値を計算し、当該濃度勾配の平均値に基づいて上記勾配角度を計算することを特徴とする。またさらに、上記速度計測装置において、上記速度値変換手段は、上記撮像手段から出力される画像信号に対して上記画像信号の解像度を変更することにより、上記速度値の計測精度を変更することを特徴とする。さらに、上記速度計測装置において、上記速度値変換手段は、互いに異なる解像度を有する複数の画像信号を生成し、当該複数の画像信号のうち所定の速度計測の精度を得られる画像信号を選択して、選択された画像信号に基づいて上記縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算して上記移動体の速度値に変換することを特徴とする。第2の発明に係る速度計測方法は、移動体が所定の速度で所定の進行方向に移動するときの上記移動体の速度値を計測する速度計測方法であって、撮像手段は、上記移動体の進行方向と実質的に平行な方向で主走査方向の撮像ラインを有し、上記撮像手段が上記移動体に対向して対地に固定的に載置された物体を、所定の時間間隔で上記主走査方向とは平行でない副走査方向で繰り返して撮像して画像信号を出力するステップと、制御装置が、上記撮像手段から出力される画像信号に基づいて、上記移動体が移動するときに上記画像信号に含まれかつ上記物体に基づく縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算し、上記勾配角度が上記速度値に比例する関係を用いて、上記勾配角度を上記移動体の速度値に変換して出力するステップとを含むことを特徴とする。上記速度計測方法において、上記副走査方向は上記主走査方向とは実質的に直交するように設定され、上記速度値に変換して出力するステップは、上記制御装置が、上記主走査方向に対応する第1の方向と、上記副走査方向に対応しかつ上記第1の方向に直交する第2の方向とで計算し、上記第1の方向の濃度勾配に対する上記第2の方向の濃度勾配に基づいて勾配角度を計算することを含むことを特徴とする。また、上記速度計測方法において、上記撮像手段から出力される画像信号から、上記物体に基づく縞形状のテクスチャに係る画像成分とは異なる所定の雑音成分を除去するようにろ波した後、上記制御装置に出力するステップをさらに備えたことを特徴とする。さらに、上記速度計測方法において、上記速度値に変換して出力するステップは、上記制御装置が、上記物体に基づく縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算するときに、上記画像信号に係る濃度勾配の平均値を計算し、当該濃度勾配の平均値に基づいて上記勾配角度を計算することを含むことを特徴とする。またさらに、上記速度計測方法において、上記制御装置が、上記撮像手段から出力される画像信号に対してデシメーションフィルタ処理を行って上記画像信号の解像度を変更することにより、上記速度値の計測精度を変更するステップをさらに含むことを特徴とする。さらに、上記速度計測方法において、上記速度値に変換して出力するステップは、上記制御装置が、互いに異なる解像度を有する複数の画像信号を生成し、当該複数の画像信号のうち所定の速度計測の精度を得られる画像信号を選択して、選択された画像信号に基づいて上記縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算して上記移動体の速度値に変換することを含むことを特徴とする。従って、本発明に係る速度計測装置及び方法によれば、従来技術に比較して正確に対地速度を計測することができ、しかも構成が簡単である速度計測装置及び方法を提供することができる。従って、本発明に係る速度計測装置及び方法により、発明が解決しようとする課題の欄で説明した1マイクロ波の場合、法規制が国によって厳しい、2レーザや空間フィルタ式において、橋梁ではマクラギの間は全くの空間であり、対物距離が極端に変動するため正確な速度が算出できないという問題点を解決することができる。例えば車両の対地速度を測定することで、車両検査システムにおいて自己の位置をより正確に測定することができ、検査確度が大幅に向上する。また、車両の走行状態において、従来の速度計と合わせて、空転滑走状態を正確に検知して測定できる。以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、同様の構成要素については同一の符号を付している。図1は本発明の一実施形態に係る速度計測装置の外観を示す斜視図であり、図2は図1の画像処理装置の構成を示すブロック図である。また、図3は図1の速度計測装置による取り込み画像の一例を示す図であって、図3aは鉄道車両の床下に図1の速度計測装置を装備したときに、1対のレール21a,21b上の複数の枕木22を撮像するラインセンサカメラ1の視野A1を示す平面図であり、図3bは図1のラインセンサカメラ1により取り込まれた画像の一例を示す平面図である。図1において、本実施形態に係る速度計測装置は、例えば鉄道車両である移動体の床下に装備され、図3に示すように、複数のセンサ素子が並置していわゆるリニアアレイセンサとして構成され1対のレール21a,21b上の複数の枕木22を撮像するラインセンサカメラ1と、撮像対象が暗いときに照明するレーザラインプロジェクタ2と、ラインセンサカメラ1により撮像された画像データに基づいて鉄道車両の速度値を計算して速度出力信号5を速度表示器4に出力する画像処理装置3とを備えて構成される。ラインセンサカメラ1の主走査方向複数のセンタ素子の並置方向をいう。の撮像ラインを移動体の移動方向と実質的に平行に配置し、一定サイクルで所定の時間間隔で画像信号のデジタルデータを繰り返し取得する。ここで、1サンプリング当たりの各センタ素子からの出力信号を主走査方向に対応するX方向で並べてサンプリングデータとし、当該サンプリングデータを順次主走査方向とは実質的に直交する副走査方向に対応する-Y方向図3の時間方向に並べて画像を得る。移動体が対地に対して相対移動がある場合、図3bに示すように、例えば枕木22の画像パターンは速度に比例して斜めに傾いた縞形状のテクスチャ模様を含む画像のパターンになる。なお、本実施形態では、主走査方向と副走査方向とは実質的に直交する方向であるが、本発明はこれに限らず、主走査方向とは少なくとも平行ではない方向であれば、上記縞形状の画像を得ることができる。また、上記サイクルと図3のY方向のデータ間隔とを対応させれば、必ずしも一定のサイクルでサンプリングを行う必要はない。例えば、時間間隔0.1秒のときY方向のデータ間隔を1ピクセルとし、時間間隔0.2秒のときY方向のデータ間隔を2ピクセルとするように異なるサイクルを用いても、正しく上記縞形状の画像を得ることができる。図1において、A1はラインセンサカメラ1の視野領域を示し、A2はレーザラインプロジェクタ2のレーザ光の照明領域を示す。なお、レーザラインプロジェクタ2については、撮像対象が明るいときは、装備しなくてもよいし、もしくはその電源をオフとしてもよい。また、ラインセンサカメラ1の視野領域A1がライン形状なので、レーザラインプロジェクタ2としてレーザスリット投光器などの照明装置を利用してコンパクトに構成できる。図2は図1の画像処理装置3の構成を示すブロック図である。図2において、画像処理装置3は、バッファメモリ11mを有する画像取込回路11と、低域通過フィルタLPF12と、微分フィルタ13と、勾配角度計算回路14と、速度値変換回路15とを備えて構成される。なお、画像処理装置3の各構成要素11~15をまとめてデジタルシグナルプロセッサなどのデジタル制御装置などで構成してもよい。図2において、画像取込回路11は、ラインセンサカメラ1からの画像信号を、所定の内部クロックを用いて例えば30kHzなどの所定のサンプリング周波数でサンプリングすることにより画像デジタルデータにAD変換してフレーム毎にバッファメモリ11mに取り込み、一時的に格納した後、フレーム毎に、低域通過フィルタ12に出力する。次いで、低域通過フィルタ12は入力される信号からノイズを抑制するためのノイズカットフィルタの一例であり、ノイズの抑制後の信号を微分フィルタ13に出力する。ここで、低域通過フィルタ12は、少なくとも、上記物体に基づく縞形状のテクスチャに係る画像成分とは異なる所定の雑音成分を除去する。さらに、微分フィルタ13は、例えば、図3に示すように車両進行方向に平行なX方向のSOBELオペレータfxと、時間方向に対応するY方向のSOBELオペレータfyを用いて、詳細後述する微分フィルタ処理を実行することにより入力される画像の各画素でピークとなる濃度勾配をX方向とY方向とで局所的に計算して勾配角度計算回路14に出力する。勾配角度計算回路14は、入力される各画素のX方向とY方向の濃度勾配を全画素で加算することにより全画素での濃度勾配の平均値を計算し、当該平均値から画像全体の勾配角度を次式を用いて計算して速度値変換回路15に出力する。次いで、速度値変換回路15は、当該装置における勾配角度θに対応する移動体の速度との関係移動体の速度が速くなれば、勾配角度が大きくなる比例関係を予め求めておきその変換係数比例定数又は変換テーブルでもよいを速度値変換回路15内の内部メモリに格納しておき、当該関係を用いて入力される勾配角度θに対応する速度値を計算して、当該計算された速度値を示す速度出力信号を速度表示器4に出力する。図4Aは図2の勾配角度計算回路14で用いるSOBELオペレータfxの一例を示す図であり、図4Bは図2の勾配角度計算回路14で用いるSOBELオペレータfyの一例を示す図である。ここで、SOBELオペレータはエッジ抽出のための演算子であり、局所積和演算でグラジエントの強度微分値を求める方法であって、例えば、図4Aのfxと図4Bのfyに対して、で強度を計算することができる。また、でエッジの方向を計算することができる。そして、本実施形態では、勾配角度θを上記式1を用いて計算することができる。以上の実施形態においては、微分フィルタ13及び勾配角度計算回路14において、全微分処理SOBELオペレータfxの処理後の画像データと、時間方向に対応するY方向のSOBELオペレータfyの処理後の画像データとを加算して合成する処理後の画像データについて、勾配角度θを変化させながら濃度投影し、得られた濃度分布の分散を評価することで、分散値が最も大きくなる角度を選ぶことでも速度値に変換できる。以上の実施形態においては、勾配角度計算回路14においてSOBELオペレータfx,fyを用いて濃度勾配を求めているが、本発明はこれに限らず、図5に示すように、画像上の出発点及び角度を変えつつライン上の濃度を積分して白と黒の差が一番大きい方向を縞の角度として検出してもよい。当該方向の処理は、SOBELオペレータfx,fyの処理前もしくは処理後に行ってもよいし、各SOBELオペレータfx,fyの片方のみの処理後に使用してもよい。図2の実施形態においては、デシメーション処理をしない場合であって、ノイズカットフィルタの一例である低域通過フィルタ12及び微分フィルタ13を用いて構成しているが、本発明はこれに限らず、以下に示すように、デシメーションフィルタを用いて複数回デシメーション処理を実行してもよい。例えば1000×1000の画像データを、例えば1000×250の画像データ、もしくは250×1000の画像データに解像度変換する。このときエイリアシングを避けるために必要な低域通過フィルタ12を作用させた後に再サンプリング間引きする。ここで用いる低域通過フィルタ12は、デシメーション処理をしないときのフィルタとは異なり、エイリアシングノイズなどのノイズを除去し帯域制限するために、入力される画像デジタルデータの周波数成分のうち、サンプリング周波数の1/2の周波数以下の周波数成分のみを低域通過ろ波して出力する。これにより、検出レンジを広げ、結果を統合することで高い精度を得ることが可能である。すなわち、速度値は勾配角度θに比例するので、所定の第1の速度値範囲で画像データの解像度を所定の第1の解像度とし、上記第1の速度値範囲とは異なる所定の第2の速度値範囲で画像データの解像度を上記第1の解像度よりも高くすることで、上記第2の速度値範囲での速度値計測の精度を上記第1の速度値範囲での速度値計測の精度を高くすることができる。言い換えれば、画像データの解像度を変更することで、移動体の速度値の計測精度を変更することができる。上記の方法では、解像度を変えるためにデシメーション処理を行っているが、本発明はこれに限らず、サンプリング速度を変えて、もしくは他の種々の方法で解像度を変化してもよい。図6は、図1の画像処理装置3の変形例であって、速度を変化して得られる各事例において解像度を変化して得られた、高速用解像度の画像、中速用解像度の画像及び低速用解像度の画像を示す図である。図6aは最低速時の事例1の各画像V11~V13を示し、最低速時には、画像V12及びV13を用いて速度計測を行うことで所定の計測精度を得ることができる。また、図6bは図6aよりも速い中速時の事例2の各画像V21~V23を示し、中速に近づいても画像V22,V23を選択して速度計測しても傾斜急すぎるという問題は起こらず、計測するうえで都合がよいいずれか画像V22,V23を選択して速度計測を行うことができる。さらに、図6cは図6bよりも速い高速時の事例3の各画像V31~V33を示し、縞形状のパターンの傾斜が所定のしきい値を越えれば、例えば画像V31,V32を選択して速度計測することで所定の計測精度を得ることができる。またさらに、図6dは図6cよりも速い最高速時の事例4の各画像V41~V43を示し、画像V41,V42を選択すれば、常に所定のしきい値以上の角度を使用することで所定の計測精度を得ることができる。従って、画像処理装置3において、互いに異なる解像度を有する複数の画像信号を生成し、当該複数の画像信号のうち所定の速度計測の精度もしくは、所定のしきい値以上の速度計測の精度を得られる画像信号を選択して、選択された画像信号に基づいて上記縞形状のテクスチャを含む画像の濃度勾配を計算して上記移動体の速度値に変換するように構成してもよい。以上の実施形態においては、図3に示すように、枕木22の画像に基づいて鉄道車両の対地速度を計算している。枕木22が例えば60cm間隔で配置されているときは、好ましくは、少なくとも2本程度の枕木22が撮像可能なようにラインセンサカメラ1の撮像ライン長を選択することが好ましい。ここで、本発明はこれに限らず、枕木22に関わらず、転てつ機など、移動体の床下にある物体の画像に基づいて移動体の対地速度を計算してもよい。すなわち、移動体は鉄道車両に限定されず、車両などの移動体であってもよく、移動体の例えば床下又は側面などに対向して対地に固定的に載置された物体に基づいて縞形状のテクスチャを得ることができ、その勾配角度θに基づいて速度値を得ることができる。以上の実施形態においては、照明された画像をラインセンサカメラ1により取り込んでいるが、本発明はこれに限らず、所定の波長を有する光を用いて照明して、ラインセンサカメラ1により撮像された撮像信号を当該波長のみを通過させる帯域通過フィルタを用いてろ波してその画像処理を行ってもよい。これにより、他の光波長による雑音を除去でき、正確な対地速度を計算できる。以上の実施形態において、低域通過フィルタ12を用いているが、画像取込回路11からの画像デジタルデータに含まれる雑音成分が比較的小さいときは、低域通過フィルタ12を挿入しなくてもよい。以上の実施形態においては、ラインセンサカメラ1を用いているが、本発明はこれに限らず、複数の検出素子が一列に並置されて構成されたいわゆるリニアアレイセンサであればよく、例えば、安価なエリアセンサの中央部走査線の一部1ライン~数ラインを部分取り込みパーシャルスキャンすることにより、低コストに実現してもよい。以上説明したように、本発明に係る実施形態によれば、ラインセンサカメラ1の撮像ラインを移動体の移動方向と実質的に平行に配置し、一定サイクルで画像を取得する。相対移動がある場合、画像パターンは速度に比例して斜めに傾いたパターンになるため、この傾きを速度に換算することで、移動体の速度値を従来技術に比較して高精度でかつ簡単な構成で計測することができる。本実施形態では、1電波を利用せず、法規制の影響を受けない、また、2例えばラインセンサカメラ1のレンズの選定で視野を広く取れ、対物距離が枕木22の周期で変動する橋梁でも測定が可能であり、上述の従来技術の課題を解決している。"