JP2002279409A - Pantograph measuring method by image processing and measuring device by method - Google Patents
Pantograph measuring method by image processing and measuring device by methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理によりパ
ンタグラフを測定する方式及びこの方式による測定装置
に関する。特にパンタグラフの高さと加速度を測定する
ための画像処理の手段に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for measuring a pantograph by image processing and a measuring apparatus using the system. In particular, the present invention relates to a means for image processing for measuring the height and acceleration of a pantograph.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電気鉄道の設備としてトロリがあるが、
トロリはレール面より規定高さの範囲に布設されなけれ
ばならない。従って、経年変化や車両の動的な因子に影
響されず、トロリの高さが管理値内に収まっているか管
理する必要がある。このときトロリの高さはパンタグラ
フの高さと等価なので、パンタグラフの高さを代用して
管理している。パンタグラフとは、電気鉄道車両の屋根
に設置された集電装置のひとつである。また、運転中パ
ンタグラフが大きな加速度で下方に振動すると、パンダ
とトロリが離線し、このアークでトロリが局所摩耗す
る。従って、パンタグラフの加速度が小さくなるよう管
理する必要がある。2. Description of the Related Art There are trolleys as equipment for electric railways.
The trolley must be laid at a specified height above the rail surface. Therefore, it is necessary to control whether the height of the trolley is within the control value without being affected by aging and dynamic factors of the vehicle. At this time, since the height of the trolley is equivalent to the height of the pantograph, the height of the pantograph is managed instead. A pantograph is one of the current collectors installed on the roof of an electric railway vehicle. When the pantograph vibrates downward at a large acceleration during operation, the panda and the trolley are separated from each other, and the trolley is locally worn by the arc. Therefore, it is necessary to manage the acceleration of the pantograph to be small.
【０００３】パンタグラフの測定手段として、検測車や
車両限界測定車などと呼ばれる専用の測定車があり、営
業運転の合間を縫って、一定周期毎運用されている。こ
れら測定車には、車体の傾きやレールの変位等を測定す
るセンサが多数取り付けられており、そのセンサのひと
つとしてパンタグラフの測定センサがある（引用文献：
電気学会著「電車線路設備保全の近代化技術」）。パン
タグラフ測定方式には、レーザセンサ方式、光切断セン
サ方式、加速度センサ方式・画像処理方式があり、以下
の特徴がある。[0003] As a pantograph measuring means, there is a dedicated measuring vehicle called an inspection vehicle or a vehicle limit measuring vehicle, which is operated at regular intervals during commercial operation. These measuring vehicles are equipped with a large number of sensors for measuring the inclination of the vehicle body, the displacement of the rail, and the like, and one of the sensors is a pantograph measuring sensor (cited reference:
The Institute of Electrical Engineers of Japan, "Modernization technology for maintenance of railway track equipment"). The pantograph measurement method includes a laser sensor method, a light cutting sensor method, an acceleration sensor method, and an image processing method, and has the following features.
【０００４】１）レーザセンサは、主にスキャン式が使
用され、ミラーなどでレーザをパンタグラフに走査し、
この反射波の位相差や照射したレーザ形状の変形によ
り、パンタグラフまでの距離を測定するセンサである。 ２）光切断センサは、縞を測定対象に投光し、パンタグ
ラフ形状に応じて凹凸になった縞を受光して、パンタグ
ラフまでの距離を測定するセンサである。 ３）加速度センサは、ジャイロや圧電素子などによって
加速度を出力するセンサで、パンタグラフに直接取り付
け、パンタグラフの加速度を測定するセンサである。 ４）両像処理方式には、モデルマッチングやパタンマッ
チングでパンダを検出する方式がある。例えば、特願２
０００−３３２９４１号に係るパンタグラフ支障物検出
方法と装置がある。[0004] 1) The scanning type is mainly used for the laser sensor, and the laser is scanned in a pantograph by a mirror or the like.
This sensor measures the distance to the pantograph based on the phase difference of the reflected wave and the deformation of the irradiated laser shape. 2) The light cutting sensor is a sensor that emits a stripe to a measurement target, receives a stripe having irregularities according to a pantograph shape, and measures a distance to the pantograph. 3) The acceleration sensor is a sensor that outputs acceleration using a gyro, a piezoelectric element, or the like, and is a sensor that is directly attached to a pantograph and measures the acceleration of the pantograph. 4) In both image processing methods, there is a method of detecting a panda by model matching or pattern matching. For example, Japanese Patent Application No. 2
There is a pantograph obstacle detection method and apparatus according to 000-332941.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】パンタグラフの測定方
法に、レーザセンサ方式、光切断センサ方式、加速度セ
ンサ方式、画像処理方式があるが、次の問題がある。 レーザセンサの走査周期は、ミラーを回転させるモー
タの回転数限界と、ミラーの共振防止のため、相対的に
走査（スキャン）周期が遅い。これによりレーザセンサ
は、パンタグラフの位置（低周波成分）を測定できる
が、加速度（高周波成分）の測定には向いていない問題
ある。The pantograph measuring methods include a laser sensor system, a light cutting sensor system, an acceleration sensor system, and an image processing system, but have the following problems. The scanning cycle of the laser sensor is relatively slow in order to prevent the rotation of the motor for rotating the mirror and the resonance of the mirror. Thus, the laser sensor can measure the position (low frequency component) of the pantograph, but is not suitable for measuring the acceleration (high frequency component).
【０００６】光切断センサは昼間測定できない。これ
により熱膨張の激しい昼間に測淀できない。 加速度センサでパンタグラフの加速度を測定する方法
は、現在主に用いられる方法である。しかし、以下の対
策が必要で、簡易な測定方法でない。 (i)パンタグラフにセンサを直接固定する必要がある。 (ii)センサ出力電圧を取り出すケーブルには、耐ノイズ
性を考慮する必要がある。 (iii)センサ出力電圧を取り出すケーブルには、絶縁性
を考慮する必要がある。[0006] Light cutting sensors cannot measure during the day. As a result, measurement cannot be performed during daytime when thermal expansion is severe. The method of measuring the acceleration of a pantograph with an acceleration sensor is a method mainly used at present. However, the following countermeasures are required, which is not a simple measurement method. (i) It is necessary to fix the sensor directly to the pantograph. (ii) It is necessary to consider the noise resistance of the cable for extracting the sensor output voltage. (iii) It is necessary to consider the insulation of the cable for extracting the sensor output voltage.
【０００７】画像処理方式は、測定時間が長い場合や
単位時間あたりのフレームレート数が多い場合、計算処
理が膨大になる問題がある。The image processing method has a problem that the calculation processing becomes enormous when the measurement time is long or the number of frame rates per unit time is large.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１に係る画像処理によるパンタグラフ測定方
式及びこの方式による測定装置は、車両の屋根上に設置
したラインセンサからパンタグラフ付近の映像を取得
し、この映像から時空画像を生成し、この時空画像に対
して平均化処理を繰り返して階層時空画像を順次求め、
該階層時空画像より前記パンタグラフの位置と加速度を
測定することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a pantograph measuring method using image processing and a measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein an image near a pantograph is obtained from a line sensor installed on a roof of a vehicle. Is obtained, a space-time image is generated from this video, and an averaging process is repeated on this space-time image to sequentially obtain a hierarchical space-time image,
The position and acceleration of the pantograph are measured from the hierarchical space-time image.
【０００９】上記課題を解決する本発明の請求項２に係
る画像処理によるパンタグラフ測定方式及びこの方式に
よる測定装置は、請求項１において、前記ラインセンサ
は、前記パンタグラフに対して斜めのラインで画像を取
得することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a pantograph measuring method using image processing and a measuring apparatus according to the second method. Is obtained.
【００１０】上記課題を解決する本発明の請求項３に係
る画像処理によるパンタグラフ測定方式及びこの方式に
よる測定装置は、請求項１において、前記階層時空画像
は時間的にオーバーラップさせて平均化することにより
求めることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided a pantograph measuring method by image processing and a measuring apparatus according to the method, wherein the hierarchical space-time image is temporally overlapped and averaged. It is characterized in that it is obtained by:
【００１１】上記課題を解決する本発明の請求項４に係
る画像処理によるパンタグラフ測定方式及びこの方式に
よる測定装置は、請求項１において、前記時空画像に対
する抽出フィルタを使用することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pantograph measuring method using image processing and a measuring apparatus using the method, wherein an extraction filter for the space-time image is used.
【００１２】上記課題を解決する本発明の請求項５に係
る画像処理によるパンタグラフ測定方式及びこの方式に
よる測定装置は、請求項１において、前記ラインセンサ
に代えてエリアカメラを使用し、横方向の平均値により
時空画像を求めることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a pantograph measuring system using image processing and a measuring apparatus according to the first embodiment, wherein an area camera is used in place of the line sensor, It is characterized in that a space-time image is obtained from an average value.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】（１）基本的な考え方 本実施例は、パンタグラフの高さと加速度を、画像処理
によって簡便に測定することを目的とする。その構成は
図１に示すように、車両の屋根１上に、ラインセンサ３
を設置し、パンタグラフ２の付近の映像を取得するよう
にするものである。ここで、ラインセンサ３の配置は、
パンタグラフ２を上下に垂直に切断する方向としてあ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (1) Basic Concept The purpose of this embodiment is to easily measure the height and acceleration of a pantograph by image processing. As shown in FIG. 1, a line sensor 3 is provided on a roof 1 of a vehicle.
Is installed, and an image near the pantograph 2 is acquired. Here, the arrangement of the line sensor 3 is as follows.
This is a direction in which the pantograph 2 is vertically cut vertically.
【００１４】更に、ラインセンサ３により取得された画
像は、画像処理部４で画像処理し、画像処理の結果、計
測したパンタグラフの高さと加速度が結果記録部５に記
録される。画像処理部４における画像処理方式は、図２
に示すフローチャートに従い、次のように処理される。Further, the image acquired by the line sensor 3 is subjected to image processing by the image processing unit 4, and the measured height and acceleration of the pantograph are recorded in the result recording unit 5 as a result of the image processing. The image processing method in the image processing unit 4 is shown in FIG.
Is processed as follows according to the flowchart shown in FIG.
【００１５】時空画像生成：先ず、ラインセンサ３に
より単位時間毎（フレームレート毎）にパンタグラフ２
の付近の映像を取得し、図４に示す時空画像を生成す
る。単位時間当たりとは、例えば、１／３０秒程度であ
る。図４に示す時空画像は、パンタグラフ３自体に厚み
や光の反射のために部分的に２重に検出される場合があ
り、また、パンタグラフ３の背景がノイズとして現れて
いる。Generation of a spatio-temporal image: First, the line sensor 3 generates a pantograph 2 for each unit time (for each frame rate).
Is acquired, and a space-time image shown in FIG. 4 is generated. The term “per unit time” is, for example, about 1/30 second. The spatio-temporal image shown in FIG. 4 may be partially double-detected in the pantograph 3 itself due to thickness or light reflection, and the background of the pantograph 3 appears as noise.
【００１６】階層時空画像生成：次に、図４に示す時
空画像から、図５に示すようなｎ層の階層時空画像を生
成する。即ち、図４に示す時空画像を１層目とし、式１
の平均化を行い２層目以降の階層時空画像を求め、同様
な平均化をｎ回繰返し、ｎ層の階層時空画像を生成す
る。Generation of hierarchical space-time image: Next, an n-layer hierarchical space-time image as shown in FIG. 5 is generated from the space-time image shown in FIG. That is, the space-time image shown in FIG.
Is performed to obtain hierarchical space-time images of the second and subsequent layers, and the same averaging is repeated n times to generate a hierarchical space-time image of n layers.
【００１７】[0017]
【数１】 (Equation 1)
【００１８】ｎ層の階層時空画像は、平均時間ｗに応じ
て、順に横軸である時間が圧縮された状態として示され
る。The hierarchical space-time image of the n-th layer is shown in a state where the time on the horizontal axis is compressed in order according to the average time w.
【００１９】１層目パンダ走査：引き続き、ｎ層目の
階層時空画像に対してエッジ検出（例えば、特願平６−
１４９２４６号画像処理装置のエッジ検出回路）を行
う。ここで、エッジ検出としては、図６に示すように、
ｎ階層目の階層時空画像（時空画像）に対し、走査線Ａ
を上方から下向きに走査させ、パンタグラフの軌跡に対
し発生する一定以上の強いエッジ、つまり、交点を探索
することにより行う。一定以上の強いエッジであれば、
１走査線について最も強いエッジから順位を付けて複数
記録する。つまり、第１候補、第２候補のように複数記
録する。また、一定以上の強いエッジが存性しない箇所
は保留する。First-layer panda scanning: Subsequently, edge detection is performed on the n-th layer space-time image (for example, Japanese Patent Application No.
No. 149246, an edge detection circuit of the image processing apparatus). Here, as for edge detection, as shown in FIG.
For the n-th hierarchical space-time image (space-time image), the scanning line A
Is scanned downward from above, and a search is made for a certain or more intense edge that occurs with respect to the locus of the pantograph, that is, an intersection. If the edge is stronger than a certain level,
A plurality of recordings are made for one scanning line in order from the strongest edge. That is, a plurality of recordings are made, such as a first candidate and a second candidate. Further, a place where a strong edge of a certain level or more does not exist is reserved.
【００２０】パンダ位置補完：エッジ検出において、
図７に示すように、保留された位置Ｂや連結していない
位置Ｃは、前後の点とｎ層目パンダ走査の複数個の位
置との照合によって位置を補完する。補間の方法は、単
純には、保留箇所Ｂにおける間隙を埋めるように直線的
に補間する方法があるが、その他の方法により補間して
も良い。Panda position complement: In edge detection,
As shown in FIG. 7, the positions of the reserved positions B and the unconnected positions C are complemented by comparing the preceding and following points with a plurality of positions in the n-th panda scan. As the interpolation method, there is simply a method of linearly interpolating so as to fill the gap at the reserved portion B, but interpolation may be performed by another method.
【００２１】（ｎ−１）層目パンダ走査：（ｎ−１）
層目の階層時空画像について、ｎ層目パンダ走査、パ
ンダ位置補完で得たデータ基づき、走査範囲を絞って
エッジ検出し、ここを走査してエッジが存在していれば
位置を記録し直す。走査範囲を絞る方法としては、ｎ層
目パンダ走査で求めた最大値と最小値の間とする方法
や、平均的な位置に対して±α（％）の範囲とする方法
がある。(N-1) th layer panda scanning: (n-1)
With respect to the layer space-time image of the layer, based on the data obtained by the panda scanning and panda position complementation of the nth layer, the scanning range is narrowed to detect the edge, and this is scanned, and if an edge exists, the position is recorded again. As a method of narrowing the scanning range, there is a method in which the scanning range is set between the maximum value and the minimum value obtained in the n-th panda scanning, and a method in which the scanning range is set to ± α (%) with respect to the average position.
【００２２】パンダ位置補完：（ｎ−１）層目の階層
時空画像についても、図７に示すような保留された位置
Ｂや連結していない位置Ｃは、前後の点から補完する。Panda position complement: With respect to the (n-1) th layer space-time image, the reserved position B and the unconnected position C as shown in FIG. 7 are complemented from the preceding and following points.
【００２３】処理終了判定：全ての階層時空画像につ
いて、上述したようにエッジ検出、位置補間の処理を繰
返、パンタグラフ位置を記録する。Processing end determination: Edge detection and position interpolation processing are repeated for all hierarchical space-time images as described above, and the pantograph position is recorded.
【００２４】高さ出力：記録されたパンタグラフ位置
を、高さとして出力する。Height output: The recorded pantograph position is output as a height.
【００２５】加速度出力：記録されたパンタグラフ位
置で、下に凸の変極点の極値を求め、所定の値以上の極
値を加速度として出力する。Acceleration output: At the recorded pantograph position, the extreme value of the downwardly convex inflection point is determined, and an extreme value not less than a predetermined value is output as acceleration.
【００２６】本実施例は、画像処理によりパンタグラフ
高さと加速度を測定するものであり、次の利点がある。 階層時空画像に変換（平均化）することにより、パン
タグラフ付近を高速で横切る電車線設備などパンタグラ
フ以外のものは消えるため、ノイズ除去のメリットがあ
る。 測定時間が長い場合や単位時間あたりのフレームレー
ト数が多い場合、処理画像力が膨大になるが、階層時空
画像にすることで時空両画像が縮小され、処理が短縮で
きるメリットがある。The present embodiment measures the height and acceleration of a pantograph by image processing, and has the following advantages. By converting (averaging) the image into a hierarchical space-time image, other than the pantograph, such as a train line facility that crosses the vicinity of the pantograph at high speed, disappears, and thus has an advantage of noise removal. When the measurement time is long or the number of frame rates per unit time is large, the processing image power becomes enormous. However, there is an advantage that the use of the hierarchical space-time image reduces both the space-time image and the processing.
【００２７】（２）斜めラインによる階層時空画像生成
の実施例 本方式は、「（１）基本的な考え方」との目的、構成、
フローチャートが同じであるが、図３のようにパンタグ
ラフ２のすり板に対して斜めに撮影したラインから時空
画像を取得する点が異なる。即ち、ラインセンサ３のラ
インは、カメラ取付位置の制約やレンズ倍率の制約によ
り、測定するパンタグラフ２について最適な測定範囲に
ならない。そこで、本実施例のラインセンサ３は、パン
タグラフ２に対してθ度傾けてラインを取得することに
より、パンタグラフ２の高さ分解像度を１／cosθ倍向
上させるメリットがある。(2) Embodiment of Generating Hierarchical Spatio-Temporal Image Using Diagonal Lines
The flowchart is the same, except that the space-time image is obtained from a line taken obliquely with respect to the slide of the pantograph 2 as shown in FIG. That is, the line of the line sensor 3 is not in the optimum measurement range for the pantograph 2 to be measured due to the restriction on the camera mounting position and the restriction on the lens magnification. Therefore, the line sensor 3 according to the present embodiment has a merit of improving the resolution of the pantograph 2 by 1 / cos θ by acquiring the line at an angle of θ with respect to the pantograph 2.
【００２８】（３）オーバーラップ型階層時空画像生成
の実施例 本方式は、「（１）基本的な考え方」との目的、構成、
フローチャートが同じであるが、図８のように時間的に
オーバーラップさせた平均時間ｗから階層時空画像を求
める点が異なる。即ち、測定するパンタグラフ２の振幅
が大きく、且つ、平均時間ｗが大きい場合、上層の階層
時空画像のパンタグラフの軌跡が不連続になる問題があ
る。そこで、本実施例は、オーバーラップさせて階層時
空画像を生成し、階層時空画像が上層になってもパンタ
グラフの軌跡を連続に保つメリットがある。(3) Embodiment of Generation of Overlapping Hierarchical Spatio-Temporal Image
The flowchart is the same, but differs in that a hierarchical space-time image is obtained from an average time w that is temporally overlapped as shown in FIG. That is, when the amplitude of the pantograph 2 to be measured is large and the average time w is large, there is a problem that the locus of the pantograph of the upper layer space-time image becomes discontinuous. Therefore, the present embodiment has an advantage that the hierarchical space-time image is generated by overlapping, and the locus of the pantograph is kept continuous even when the hierarchical space-time image becomes an upper layer.
【００２９】（４）パンダ摘出フィルタによる実施例 本方式は、「（１）基本的な考え方」との目的、構成、
フローチャートが同じであるが、エッジ検出の代わりに
パンダ抽出フィルタを使用する点が異なる。パンダ抽出
フィルタは、図９に示すように、幅ｄ×高さ２ｈの領域
において、上下が−１、中央が１の重み付けを持つフィ
ルタであり、階層時空画像に積和して、その値を出力と
するものである。幅ｄは実験的に決定するが、ｈは画像
中のパンタグラフのすり板の厚さに相当させる。この抽
出フィルタは、水平方向の太さｈのパンダグラフを抽出
する効果がある。昼間のパンタグラフの背景に山や建物
など映るとパンタグラフが抽出されにくくなる問題があ
るが、本実施例は、このような状態でもパンタグラフを
抽出できるメリットがある。(4) Embodiment Using Panda Extraction Filter This method is based on the purpose, configuration, and “(1) Basic concept”.
The flowchart is the same, except that a panda extraction filter is used instead of edge detection. As shown in FIG. 9, the panda extraction filter is a filter having a weight of -1 at the top and bottom and 1 at the center in an area of width d × height 2h. Output. The width d is determined experimentally, and h is equivalent to the thickness of the pantograph slider in the image. This extraction filter has an effect of extracting a panda graph having a thickness h in the horizontal direction. There is a problem that it is difficult to extract the pantograph when a mountain or a building is reflected on the background of the pantograph in the daytime. However, this embodiment has an advantage that the pantograph can be extracted even in such a state.
【００３０】（５）エリアカメラの場合の実施例 本方式は、「（１）基本的な考え方」との目的、構成、
フローチャートが同じであるが、図１０のようにインセ
ンサの代わりにエリアカメラを使用して平面的な領域Ｄ
の画像を取得する点が異なる。本方式の時空画像の生成
方法は、次の通りである。 単位時間毎に図１０に示す領域Ｄにおけるパンタグラ
フ付近の映像を取得する。 領域Ｄの横方向の平均値を求め、上下における１本の
ラインにする。 取得したラインを図４の様に時空画像にする。(5) Embodiment in case of area camera This method is based on the purpose, configuration and "(1) Basic concept".
The flowchart is the same, but a planar area D using an area camera instead of the in-sensor as shown in FIG.
Is different in that an image is obtained. The method of generating a spatio-temporal image according to this method is as follows. An image near the pantograph in the area D shown in FIG. 10 is acquired for each unit time. An average value in the horizontal direction of the area D is obtained, and is set as one upper and lower line. The acquired line is made into a space-time image as shown in FIG.
【００３１】図１０では、領域Ｄを２カ所設定している
が、複数の領域を設定し、複数の領域において、全ての
横方向の平均値で時空画像を生成すると良い。本実施例
は、平面的な領域の平均から時空画像を生成するため、
パンタグラフ付近を高速で横切る電車線設備などパンタ
グラフ以外のものが消えるため、ノイズ除去に効果があ
る。In FIG. 10, two areas D are set. However, it is preferable to set a plurality of areas and generate a space-time image with an average value in all the horizontal directions in the plurality of areas. In this embodiment, in order to generate a space-time image from an average of a planar area,
Since things other than the pantograph disappear, such as train line equipment that crosses the vicinity of the pantograph at high speed, it is effective in removing noise.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明によれば、車両の屋根に設置したライ
ンセンサやエリアセンサによりパンタグラフ付近の映像
を撮影し、画像処理によりパンタグラフの高さと加速度
を簡便に測定するものであり、以下の利点がある。 （１）高圧のパンタグラフの高さと加速度を非接触で測
定できるので、安全で、簡便に測定できる。 （２）階層時空画像を使用することで、パンダ以外のノ
イズ除去の効果がある。 （３）階層両像により処理画像が縮小され、計算時間が
少なくて済む。 （４）パンタグラフに対して斜めのラインで画像を取得
することで、分解能を１／cosθ倍向上させることがで
きた。 （５）階層時空画像は時間的にオーバーラップさせて平
均化することにより、パンタグラフの軌跡の連続性を保
つ効果がある。 （６）時空画像に対する抽出フィルタを使用することに
より、パンタグラフの映りが悪い条件でも測定できるメ
リットがある。 （７）平面的な画像の横方向の平均を使用することによ
り、ノイズ除去のメリットがある。As described above in detail with reference to the embodiments, according to the present invention, an image near the pantograph is photographed by a line sensor or an area sensor installed on the roof of a vehicle, and the pantograph is image-processed. It simply measures the height and acceleration of the vehicle, and has the following advantages. (1) Since the height and acceleration of a high-pressure pantograph can be measured in a non-contact manner, it can be measured safely and easily. (2) Use of the hierarchical space-time image has an effect of removing noise other than pandas. (3) The processed image is reduced by both hierarchical images, and the calculation time is reduced. (4) The resolution could be improved by 1 / cos θ by acquiring an image with a line oblique to the pantograph. (5) The hierarchical space-time images are temporally overlapped and averaged, so that there is an effect of maintaining the continuity of the path of the pantograph. (6) By using an extraction filter for a space-time image, there is an advantage that measurement can be performed even under conditions where the reflection of the pantograph is poor. (7) There is a merit of noise removal by using the horizontal average of a planar image.
【図１】本発明の基本的な実施例に係る画像処理による
パンタグラフ測定装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a pantograph measuring apparatus using image processing according to a basic embodiment of the present invention.
【図２】本発明の基本的な実施例に係る画像処理による
パンタグラフ測定方式を実施するためのフローチャート
である。FIG. 2 is a flowchart for implementing a pantograph measurement method by image processing according to a basic embodiment of the present invention.
【図３】本発明の他の実施例に係る画像処理によるパン
タグラフ測定装置の概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram of a pantograph measuring apparatus using image processing according to another embodiment of the present invention.
【図４】時空画像例を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing an example of a space-time image.
【図５】階層時空画像を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a hierarchical space-time image.
【図６】パンタグラフの走査を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing pantograph scanning.
【図７】パンタグラフの位置の補間を示すグラフてあ
る。FIG. 7 is a graph showing interpolation of the position of a pantograph.
【図８】本発明の他の実施例に係る画像処理によるパン
タグラフ測定方式を実施するため時空画像例である。FIG. 8 is a space-time image example for implementing a pantograph measurement method by image processing according to another embodiment of the present invention.
【図９】パンタ抽出フィルタの説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a panta extraction filter.
【図１０】エリアセンサの時空画像を示す説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram showing a space-time image of an area sensor.
１ 車両の屋根 ２ パンタグラフ ３ ラインセンサ ４ 画像処理部 ５ 結果記録部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle roof 2 Pantograph 3 Line sensor 4 Image processing part 5 Result recording part
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Claims (5)
らパンタグラフ付近の映像を取得し、この映像から時空
画像を生成し、この時空画像に対して平均化処理を繰り
返して階層時空画像を順次求め、該階層時空画像より前
記パンタグラフの位置と加速度を測定することを特徴と
する画像処理によるパンタグラフ測定方式及びこの方式
による測定装置。An image near a pantograph is acquired from a line sensor installed on a roof of a vehicle, a space-time image is generated from the image, and an averaging process is repeated on the space-time image to sequentially obtain a hierarchical space-time image. And a pantograph measurement method by image processing, wherein the position and acceleration of the pantograph are measured from the hierarchical space-time image.
に対して斜めのラインで画像を取得することを特徴とす
る請求項１記載の画像処理によるパンタグラフ測定方式
及びこの方式による測定装置。2. The pantograph measurement method according to claim 1, wherein the line sensor acquires an image in a line oblique to the pantograph.
ップさせて平均化することにより求めることを特徴とす
る請求項１記載の画像処理によるパンタグラフ測定方式
及びこの方式による測定装置。3. The pantograph measurement method by image processing and the measurement apparatus according to claim 1, wherein the hierarchical space-time image is obtained by averaging the temporally overlapped space-time images.
用することを特徴とする請求項１記載の画像処理による
パンタグラフ測定方式及びこの方式による測定装置。4. The pantograph measurement system by image processing according to claim 1, wherein an extraction filter for the space-time image is used.
を使用し、横方向の平均値により時空画像を求めること
を特徴とする請求項１記載の画像処理によるパンタグラ
フ測定方式及びこの方式による測定装置。5. A pantograph measuring method by image processing and a measuring apparatus according to claim 1, wherein an area camera is used in place of the line sensor, and a space-time image is obtained by an average value in a horizontal direction.
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