JP5402272B2 - Vehicle position measuring device for electric railway maintenance - Google Patents
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Description
本発明は、架線及び軌道などの保守による位置測定に関し、特に画像処理により電気鉄道車両の位置を測定する電気鉄道保守用車両位置測定装置に関する。 The present invention relates to position measurement by maintenance of overhead lines, tracks, and the like, and more particularly to a vehicle position measurement apparatus for electric railway maintenance that measures the position of an electric railway vehicle by image processing.
電気鉄道の設備としては、主に架線(以下、トロリ線)と軌道(以下、レール)とが挙げられる。これらはそれぞれ鉄道を運行するにあたり重要な保守設備となっている。 As electric railway facilities, there are mainly overhead lines (hereinafter referred to as trolley lines) and tracks (hereinafter referred to as rails). Each of these is an important maintenance facility for operating the railway.
トロリ線は、電気鉄道車両を運用していく中で電気鉄道車両が通過するたびに集電装置と接触する。そのためトロリ線は徐々に摩耗していき、交換をしない場合は最終的に破断して事故を招くおそれがある。また、レールは、電車の運行によって曲がり、ゆがみ、傷、摩耗等が発生し、これらの進行を放置してしまうと電気鉄道車両の脱線など事故を招くおそれがある。 The trolley line contacts the current collector every time the electric railway vehicle passes while operating the electric railway vehicle. For this reason, the trolley wire gradually wears out, and if it is not replaced, it may eventually break and cause an accident. In addition, the rails are bent, distorted, scratched, worn, etc. due to train operation, and if these progresses are left unattended, there is a risk of causing an accident such as derailment of an electric railway vehicle.
このようなことから、トロリ線やレールの摩耗等による要注意箇所を迅速に把握し、これに対応するために、トロリ線やレールの要注意箇所の位置(例えば、ある地点から何キロ走行した位置に要注意箇所が存在する等)の情報を特定することは保守管理の面から重要な事項となっている。 Because of this, in order to quickly grasp the point of caution due to wear on the trolley wire or rail, and to respond to this, the position of the point of caution on the trolley wire or rail (for example, how many kilometers you traveled from a certain point) It is an important matter from the viewpoint of maintenance and management to specify information such as the location that requires attention at the location.
現在、トロリ線やレール等の設備の保守を行う場合、保守専用車両や軌陸車などが用いられており、検測した結果、要注意箇所が検出された場合はそのデータを取得したときの車両の位置から要注意箇所の位置を推定している(例えば、特許文献1参照)。 Currently, when performing maintenance on equipment such as trolley wires and rails, maintenance-only vehicles and track-and-rail vehicles are used, and if a point requiring attention is detected as a result of inspection, the vehicle when the data was acquired The position of a point requiring attention is estimated from the position of (see, for example, Patent Document 1).
ここで、車両の位置を特定する方法としては、従来、例えば、自動列車制御装置(ATC)やロータリーエンコーダを用いる方法があり、それぞれ以下の特徴を有している。 Here, as a method for specifying the position of the vehicle, conventionally, for example, there is a method using an automatic train control device (ATC) or a rotary encoder, and each has the following characteristics.
自動列車制御装置は、列車の位置や速度を制御するものであり、もともとは車両の運転のためのシステムであるが、この自動列車制御装置には列車の位置や速度の情報を外部に通信する仕組みが設けられている。そこで、自動列車制御装置を用いて車両の位置を特定する場合は、この自動列車制御装置の外部と通信を行う仕組みを利用して保守専用車両の位置を特定している(例えば、特許文献2参照)。 The automatic train control device controls the position and speed of the train, and is originally a system for driving the vehicle, but this automatic train control device communicates information on the train position and speed to the outside. A mechanism is in place. Therefore, when the position of the vehicle is specified using the automatic train control device, the position of the maintenance-only vehicle is specified using a mechanism that communicates with the outside of the automatic train control device (for example, Patent Document 2). reference).
また、ロータリーエンコーダを用いて車両の位置を特定する場合は、ロータリーエンコーダにより得られる車輪の回転数に基づき、この車輪の回転数と、車輪の円周の長さとから、ある地点を基準位置として車両の走行距離を求めている(例えば、特許文献3参照)。 In addition, when specifying the position of the vehicle using a rotary encoder, based on the rotation speed of the wheel obtained by the rotary encoder, a certain point is set as a reference position from the rotation speed of the wheel and the circumference of the wheel. The travel distance of the vehicle is obtained (see, for example, Patent Document 3).
しかしながら、上述した自動列車制御装置を利用する場合、車両側に送受信機器を設置することに加え、レール側にも一定間隔で送受信装置を設置する必要があるため、長距離の線区に設置する場合、個数がかさみ、コストがかかるという問題があった。 However, when using the above-described automatic train control device, in addition to installing transmission / reception equipment on the vehicle side, it is necessary to install transmission / reception devices at regular intervals on the rail side, so it is installed in a long-distance line section In such a case, there is a problem that the number is large and the cost is high.
また、ロータリーエンコーダは車輪の回転角をカウントすることにより走行距離を測定する構成になっているため、ブレーキや坂道走行などにより、列車は進行していないのに車輪が回転している、又は、車輪のすべりにより車輪は回転していないのに列車が進行している等の局所的に生じた誤差が加算的に増加して要注意箇所の位置の特定が困難になるおそれがあるという問題があった。 Also, because the rotary encoder is configured to measure the travel distance by counting the rotation angle of the wheel, the wheel is rotating while the train is not progressing due to braking, traveling on a slope, etc., or There is a problem in that it may become difficult to specify the position of a point requiring attention due to an incremental increase in locally generated errors such as the train moving while the wheel is not rotating due to the slip of the wheel. there were.
これら特許文献1乃至3に対し、車両の屋根上にラインセンサカメラを設置し、このラインセンサカメラによって撮影したトロリ線近傍の画像を画像処理(テンプレートマッチングやエッジ検出等)してハンガを検出し、このハンガを撮影した時刻に基づいて車両の走行位置と通過時刻との関係を特定することにより上述したような誤差を解消することが考えられる。
For these
しかしながら、このような方法においては、ハンガ自体が斜めに張られている、あるいはハンガが画面上で斜めに映っていると、テンプレートマッチングによりハンガ検出を行う場合にはテンプレートとの照合の際にハンガ検出の精度が低下する可能性があるという問題、エッジ検出によりハンガの検出を行う場合には縦方向エッジが弱まっていることからハンガ検出の精度が低下する可能性があるという問題が発生するおそれがあった。 However, in such a method, if the hanger itself is slanted, or if the hanger is slanted on the screen, the hanger is used for matching with the template when detecting hanger by template matching. There is a possibility that the accuracy of detection may be reduced, and when detecting hangers by edge detection, there is a possibility that the accuracy of hanger detection may be reduced because the vertical edge is weakened. was there.
このようなことから本発明は、車両の走行位置と通過時刻との関係を高精度に特定することを可能とした電気鉄道保守用車両位置測定装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus that can specify the relationship between the traveling position of the vehicle and the passage time with high accuracy.
上記の課題を解決するための第1の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置は、等間隔に設置されトロリ線を支持するハンガを、車両の屋根上から撮影するラインセンサカメラと、前記車両の内部に設置され前記ラインセンサカメラによって得られる画像を解析する画像処理部とを備えて前記車両の走行位置と通過時刻との関係を特定する電気鉄道保守用車両位置測定装置であって、前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、前記ハンガ検出手段が、前記ラインセンサ画像上の点列から直線を検出するハフ変換手段と、前記ハフ変換手段によって検出された前記直線のうち予め設定する基準方向に対する角度が所定の範囲内にある前記直線を検出し、この直線を構成する物体を前記ハンガとして抽出するハンガ認識手段とからなることを特徴とする。 A vehicle position measuring apparatus for electric railway maintenance according to a first invention for solving the above-mentioned problems is a line sensor camera that photographs a hanger that is installed at equal intervals and supports a trolley wire from the roof of the vehicle, An electric railway maintenance vehicle position measuring device that includes an image processing unit that is installed inside a vehicle and analyzes an image obtained by the line sensor camera, and identifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time, A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals taken by the line sensor camera in time series; a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image; and time recording means for the hanger detected by the detecting means is said hanger to record the time taken by the line sensor camera, the Have a recording device that stores time, the hanger detecting means, a Hough transform means for detecting a straight line from the point sequence on the line sensor image, preset of the straight lines detected by the Hough transform means Hanger recognition means for detecting the straight line having an angle with respect to a reference direction within a predetermined range and extracting an object constituting the straight line as the hanger .
上記の課題を解決するための第2の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置は、 等間隔に設置されトロリ線を支持するハンガを、車両の屋根上から撮影するラインセンサカメラと、前記車両の内部に設置され前記ラインセンサカメラによって得られる画像を解析する画像処理部とを備えて前記車両の走行位置と通過時刻との関係を特定する電気鉄道保守用車両位置測定装置であって、前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、前記ハンガ検出手段が、所定時間ごとに前記ラインセンサ画像を分割し、分割された領域ごとに該領域内のピクセル位置と輝度との関係をヒストグラムとして作成し、該ヒストグラムの特徴に基づいて前記領域ごとに前記ハンガの有無を判定するヒストグラム作成判定手段であることを特徴とする。 Electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to a second invention for solving the aforementioned problem, a hanger for supporting the the equally spaced contact wire, the line sensor camera for photographing from the roof of the vehicle, the An electric railway maintenance vehicle position measuring device that includes an image processing unit that is installed inside a vehicle and analyzes an image obtained by the line sensor camera, and identifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time, A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals taken by the line sensor camera in time series; a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image; A time recording means for recording a time when the hanger detected by the hanger detection means is photographed by the line sensor camera; and And a recording device that stores time, the hanger detecting means, create divides the line sensor image at every predetermined time, the relationship between within that region of the pixel position and the brightness for each divided region as a histogram And a histogram creation determination means for determining the presence or absence of the hanger for each region based on the characteristics of the histogram.
上記の課題を解決するための第3の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置は、 等間隔に設置されトロリ線を支持するハンガを、車両の屋根上から撮影するラインセンサカメラと、前記車両の内部に設置され前記ラインセンサカメラによって得られる画像を解析する画像処理部とを備えて前記車両の走行位置と通過時刻との関係を特定する電気鉄道保守用車両位置測定装置であって、前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、前記ハンガ検出手段が、前記ラインセンサ画像中の二直線間の交点を検出し、予め設定する範囲内に前記交点が二つ存在する場合に該二つの交点を結ぶ直線を前記ハンガとして検出するコーナー検出手段であることを特徴とする。 Third electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the invention for solving the aforementioned problem, a hanger for supporting the the equally spaced contact wire, the line sensor camera for photographing from the roof of the vehicle, the An electric railway maintenance vehicle position measuring device that includes an image processing unit that is installed inside a vehicle and analyzes an image obtained by the line sensor camera, and identifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time, A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals taken by the line sensor camera in time series; a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image; A time recording means for recording a time when the hanger detected by the hanger detection means is photographed by the line sensor camera; and And a recording device that stores time, the hanger detecting means, said detecting the intersection between two straight lines in the line sensor image, the two when the intersection within a range set in advance is present twice It is a corner detection means for detecting a straight line connecting intersections as the hanger.
上記の課題を解決するための第4の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置は、 等間隔に設置されトロリ線を支持するハンガを、車両の屋根上から撮影するラインセンサカメラと、前記車両の内部に設置され前記ラインセンサカメラによって得られる画像を解析する画像処理部とを備えて前記車両の走行位置と通過時刻との関係を特定する電気鉄道保守用車両位置測定装置であって、前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、前記ハンガ検出手段が、前記ラインセンサ画像上の点列から直線を検出するハフ変換手段と、前記ハフ変換手段によって検出された前記直線を含む予め設定した時間幅の領域に対して該領域内のピクセル位置と輝度の関係をヒストグラムとして作成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラムの特徴に基づいて前記領域内の前記ハンガの有無を判定するハンガ判定手段とからなることを特徴とする。 Fourth electrical railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the invention for solving the aforementioned problem, a hanger for supporting the the equally spaced contact wire, the line sensor camera for photographing from the roof of the vehicle, the An electric railway maintenance vehicle position measuring device that includes an image processing unit that is installed inside a vehicle and analyzes an image obtained by the line sensor camera, and identifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time, A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals taken by the line sensor camera in time series; a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image; A time recording means for recording a time when the hanger detected by the hanger detection means is photographed by the line sensor camera; and And a recording device that stores time, the hanger detecting means, a Hough transform means for detecting a straight line from the point sequence on the line sensor image, a preset comprising the straight lines detected by the Hough transform means Histogram creation means for creating a relationship between the pixel position and luminance in the time width area as a histogram, and hanger determination means for judging the presence or absence of the hanger in the area based on the characteristics of the histogram It is characterized by becoming.
上述した第1の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、等間隔に設置されトロリ線を支持するハンガを、車両の屋根上から撮影するラインセンサカメラと、前記車両の内部に設置され前記ラインセンサカメラによって得られる画像を解析する画像処理部とを備えて前記車両の走行位置と通過時刻との関係を特定する電気鉄道保守用車両位置測定装置であって、前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、前記ハンガ検出手段が、前記ラインセンサ画像上の点列から直線を検出するハフ変換手段と、前記ハフ変換手段によって検出された前記直線のうち予め設定する基準方向に対する角度が所定の範囲内にある前記直線を検出し、この直線を構成する物体を前記ハンガとして抽出するハンガ認識手段とからなるので、ラインセンサカメラによって撮影した画像を処理することによって、ハンガの位置を簡便に測定し、保守用車両などの走行位置を特定することができる。 According to a first electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the invention described above, a hanger for supporting the the equally spaced contact wire, the line sensor camera for photographing from the roof of the vehicle, the interior of the vehicle An electric railway maintenance vehicle position measuring device that includes an image processing unit that is installed and that analyzes an image obtained by the line sensor camera, and that specifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time, the image processing unit A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals photographed by the line sensor camera in time series, a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image, and the hanger detecting means. and time recording means is detected the hanger records the time taken by the line sensor camera by, save the time Have a recording device, said hanger detecting means, a Hough transform means for detecting a straight line from the point sequence on the line sensor image, the angle with respect to the reference direction set in advance among the straight lines detected by the Hough transform means Is formed by hanger recognition means for detecting the straight line within a predetermined range and extracting an object constituting the straight line as the hanger, so that the position of the hanger can be determined by processing the image taken by the line sensor camera. It is possible to easily measure and specify the traveling position of a maintenance vehicle or the like.
具体的には、非接触でハンガの検出を行うため、高速な運用が可能であり、短期間に長い距離の区間を測定することができる。さらに、ハンガを検出した時刻と既存の設備保守システム等のトロリ線測定手段によって要注意箇所を検出した時刻とを同期させることにより、ハンガの位置と要注意箇所の位置の相互関係を正確に求めることができる。また装置の構造上、非接触でハンガを検出するため、装置が既存構造物と衝突するおそれがなく、基本的に全ての区間において測定が可能である。 Specifically, since the hanger is detected without contact, high-speed operation is possible, and a long distance section can be measured in a short time. Furthermore, by synchronizing the time when the hanger is detected and the time when the point of interest is detected by a trolley wire measuring means such as an existing equipment maintenance system, the correlation between the position of the hanger and the position of the point of interest is accurately obtained. be able to. In addition, because the hanger is detected in a non-contact manner due to the structure of the apparatus, there is no possibility of the apparatus colliding with an existing structure, and measurement is basically possible in all sections.
また、一台のラインセンサカメラによって撮影した画像からハンガを検出するため、ATCを利用して要注意箇所の位置を特定する場合に比較して地上側に大きな設備を追加する必要がなく、また一つのラインセンサ画像ごとに独立した検出処理を行うため、ロータリーエンコーダを利用して要注意箇所を特定する場合に比較して部分的に発生した誤差が累積されることがない。 In addition, because the hanger is detected from the image taken by one line sensor camera, it is not necessary to add a large facility on the ground side as compared with the case where the position of the point requiring attention is specified using ATC. Since independent detection processing is performed for each line sensor image, a partially generated error is not accumulated as compared with a case where a point requiring attention is specified using a rotary encoder.
また、ハンガ検出手段が、ラインセンサ画像上の点列から直線を検出するハフ変換手段と、ハフ変換手段によって検出された直線のうち予め設定する基準方向に対する角度が所定の範囲内にある直線を検出し、この直線を構成する物体をハンガとして抽出するハンガ認識手段とからなるので、ハンガ自体が斜めに張られていた場合、あるいは斜めに画像が取得された場合においても、テンプレートマッチングまたはエッジ検出によりハンガを検出する方法に比較してハンガを高精度に検出することができる。 Further , the hanger detecting means detects a straight line from the point sequence on the line sensor image, and a straight line whose angle with respect to a preset reference direction is within a predetermined range among the straight lines detected by the Hough converting means. Because it consists of hanger recognition means that detects and extracts the objects that make up this straight line as a hanger, template matching or edge detection even when the hanger itself is slanted or an image is acquired diagonally Thus, the hanger can be detected with higher accuracy than the method of detecting the hanger.
また、第2の発明に係る電機鉄道保守用車両位置測定装置によれば、等間隔に設置されトロリ線を支持するハンガを、車両の屋根上から撮影するラインセンサカメラと、前記車両の内部に設置され前記ラインセンサカメラによって得られる画像を解析する画像処理部とを備えて前記車両の走行位置と通過時刻との関係を特定する電気鉄道保守用車両位置測定装置であって、前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、前記ハンガ検出手段が、所定時間ごとに前記ラインセンサ画像を分割し、分割された領域ごとに該領域内のピクセル位置と輝度との関係をヒストグラムとして作成し、該ヒストグラムの特徴に基づいて前記領域ごとに前記ハンガの有無を判定するヒストグラム作成判定手段であるので、ハンガ自体が斜めに張られていた場合、あるいは斜めに画像が取得された場合においても、テンプレートマッチングまたはエッジ検出によりハンガを検出する方法に比較してハンガを高精度に検出することができる。 According to the vehicle position measuring apparatus for electric railway maintenance according to the second aspect of the invention, a line sensor camera that photographs the hanger that is installed at equal intervals and supports the trolley wire from the roof of the vehicle, and the inside of the vehicle An electric railway maintenance vehicle position measuring device that includes an image processing unit that is installed and that analyzes an image obtained by the line sensor camera, and that specifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time, the image processing unit A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals photographed by the line sensor camera in time series, a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image, and the hanger detecting means. A time recording means for recording a time when the hanger detected by the line sensor camera is photographed, and storing the time And a recording device, said hanger detecting means, divides the line sensor image at every predetermined time, create a relationship between within that region of the pixel position and luminance as a histogram for each divided region, the histogram Since it is a histogram creation determination means for determining the presence or absence of the hanger for each region based on the characteristics of the above, even when the hanger itself is slanted or when an image is acquired diagonally, template matching or Compared with the method of detecting the hanger by edge detection, the hanger can be detected with high accuracy.
また、第3の発明に係る電機鉄道保守用車両位置測定装置によれば、等間隔に設置されトロリ線を支持するハンガを、車両の屋根上から撮影するラインセンサカメラと、前記車両の内部に設置され前記ラインセンサカメラによって得られる画像を解析する画像処理部とを備えて前記車両の走行位置と通過時刻との関係を特定する電気鉄道保守用車両位置測定装置であって、前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、前記ハンガ検出手段が、前記ラインセンサ画像中の二直線間の交点を検出し、予め設定する範囲内に前記交点が二つ存在する場合に該二つの交点を結ぶ直線を前記ハンガとして検出するコーナー検出手段であるので、ハンガ自体が斜めに張られていた場合、あるいは斜めに画像が取得された場合においても、テンプレートマッチングまたはエッジ検出によりハンガを検出する方法に比較してハンガを高精度に検出することができる。 According to the vehicle position measuring apparatus for electric railway maintenance according to the third aspect of the invention, a line sensor camera that photographs the hanger that is installed at equal intervals and supports the trolley wire from the roof of the vehicle, and the inside of the vehicle An electric railway maintenance vehicle position measuring device that includes an image processing unit that is installed and that analyzes an image obtained by the line sensor camera, and that specifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time, the image processing unit A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals photographed by the line sensor camera in time series, a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image, and the hanger detecting means. A time recording means for recording a time when the hanger detected by the line sensor camera is photographed, and storing the time And a recording device, said hanger detecting means, said detecting the intersection between two straight lines in the line sensor image, the intersection within the preset connecting the two intersections if present twice linear Corner detection means for detecting the hanger as a hanger, even when the hanger itself is slanted or when an image is acquired diagonally, compared to a method of detecting a hanger by template matching or edge detection. The hanger can be detected with high accuracy.
また、第4の発明に係る電機鉄道保守用車両位置測定装置によれば、等間隔に設置されトロリ線を支持するハンガを、車両の屋根上から撮影するラインセンサカメラと、前記車両の内部に設置され前記ラインセンサカメラによって得られる画像を解析する画像処理部とを備えて前記車両の走行位置と通過時刻との関係を特定する電気鉄道保守用車両位置測定装置であって、前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、前記ハンガ検出手段が、前記ラインセンサ画像上の点列から直線を検出するハフ変換手段と、前記ハフ変換手段によって検出された前記直線を含む予め設定した時間幅の領域に対して該領域内のピクセル位置と輝度の関係をヒストグラムとして作成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラムの特徴に基づいて前記領域内の前記ハンガの有無を判定するハンガ判定手段とからなるので、第1乃至第3の発明の効果に加えて、誤ってハンガ以外の構造物を検出する可能性を防止することができる。 According to the vehicle position measuring apparatus for electric railway maintenance according to the fourth aspect of the invention, a line sensor camera that photographs the hanger that is installed at equal intervals and supports the trolley wire from the roof of the vehicle, and the inside of the vehicle An electric railway maintenance vehicle position measuring device that includes an image processing unit that is installed and that analyzes an image obtained by the line sensor camera, and that specifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time, the image processing unit A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals photographed by the line sensor camera in time series, a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image, and the hanger detecting means. A time recording means for recording a time when the hanger detected by the line sensor camera is photographed, and storing the time And a recording device, said hanger detecting means, a Hough transform means for detecting a straight line from the point sequence on the line sensor image, the region of the preset time width containing the straight line detected by the Hough transform means In contrast, the image forming apparatus includes a histogram creating unit that creates a relationship between the pixel position in the region and the luminance as a histogram, and a hanger determining unit that determines the presence or absence of the hanger in the region based on the characteristics of the histogram. In addition to the effects of the first to third inventions, the possibility of erroneously detecting a structure other than the hanger can be prevented.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る画像処理による電気鉄道保守用車両位置測定装置の詳細について説明する。 Hereinafter, the details of the vehicle position measuring apparatus for electric railway maintenance by image processing according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1乃至図5を用いて本発明に係る車両位置特定装置の第1の実施例を説明する。図1は本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の設置例を示す説明図、図2は本実施例に係る車両位置特定装置の概略構成を示すブロック図、図3は本実施例において取得したラインセンサ画像の例を示す説明図、図4は図2に示すラインセンサ画像に対してハフ変換による直線検出処理を行った結果を示す説明図、図5は本実施例に係る車両位置特定装置における処理の流れを示すフローチャートである。 A first embodiment of the vehicle position specifying device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory view showing an installation example of a vehicle position measuring device for electric railway maintenance according to the present embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the vehicle position specifying device according to the present embodiment, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the line sensor image acquired in FIG. 4, FIG. 4 is an explanatory diagram showing a result of performing straight line detection processing by Hough transform on the line sensor image shown in FIG. 2, and FIG. 5 is a vehicle according to the present embodiment It is a flowchart which shows the flow of the process in a position specification apparatus.
図1に示すように、本実施例において電気鉄道保守用車両位置測定装置は、車両1の屋根上に設置されたラインセンサカメラ2と、車両1の内部に設置された画像処理部3とを備えている。なお、図示はしないが、本実施例において車両1の屋根上にはトロリ線4の摩耗具合を測定時刻とともに取得するトロリ線摩耗測定手段が設置されているものとする。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus includes a
また、トロリ線4はちょう架線5に概ね等間隔に設置された複数のハンガ6によって支持されている。
In addition, the
ラインセンサカメラ2は、車両1の屋根上の側方に設置され、その光軸が車両1の進行方向に直交するように、且つ、その視野に一つのハンガ6が収まるように設置角度及び仰角を設定されている。ここで、図1中の一点鎖線は撮影ラインを示している。
The
画像処理部3はラインセンサカメラ2によって取得した画像を解析して車両1の走行位置を求めるものであり、演算装置31と記録装置32とから構成されている。
The
図2に示すように、演算装置31はラインセンサ画像作成手段としてのラインセンサ画像作成部31a、ハフ変換手段としてのハフ変換部31b、ハンガ認識手段としてのハンガ認識部31c、時刻記録手段としての時刻記録部31d、及びメモリM1,M2を備えている。
As shown in FIG. 2, the
ラインセンサ画像作成部31aは、ラインセンサカメラ2から入力される画像信号(走査線の輝度信号)を時系列的に並べてなるラインセンサ画像I(図3参照)を作成する。図3に示す例においてラインセンサ画像Iには、トロリ線4、ちょう架線5、及び三つのハンガ6が表示されている。なお、図3ではトロリ線4、ちょう架線5、ハンガ6を白抜きで描画しているが、実際は例えば昼間であれば白色の背景に対してトロリ線4、ちょう架線5、ハンガ6は黒色で表示される。このラインセンサ画像IはメモリM2を経て記録装置32に保存される。
The line sensor
ハフ変換部31bは、ラインセンサ画像作成部31aから入力されるラインセンサ画像Iに対し、記録装置32から入力されるパラメータ(ここでは、ハフ変換により直線を検出する際に用いるしきい値等)を用いてハフ変換を行う。これにより、図4に示すようにラインセンサ画像I内の点列から直線Lを抽出する。
The
図4に示す例では、三つのハンガ6が直線L11〜L13、ちょう架線5が直線L14、トロリ線4が直線L15として検出されている。以下、ハフ変換部31bにおいて検出された直線を総称する場合、直線Lと呼称する。また、図4に示すように、ハフ変換により直線が抽出されたラインセンサ画像Iをハフ変換画像IHと呼称する。ハフ変換画像IHはメモリM2を経てハンガ認識部31cに送られる。
In the example shown in FIG. 4, three
ハンガ認識部31cは、記録装置32から入力されるパラメータ(ここでは、後述する基準角度θB等)とハフ変換部31bから入力されるハフ変換画像IHとに基づいて、ラインセンサ画像I内から抽出された直線Lに対し、基準方向としての所定の方向(図4では水平方向)に対する傾きθを監視してこの傾きθが予め設定した基準角度(図3中に破線で囲んで示す角度)θB以上であればハンガ6として検出する。
The
図4に示す例では、水平方向に対して基準角度θB以上の傾きθ11,θ12,θ13を有する直線L11,L12,L13をハンガ6を示す直線として検出する一方、水平方向に対して基準角度θB未満の傾きθ14,θ15を有する直線L14,L15をハンガ6以外の構造物を示す直線とみなす。ハンガ認識部31cにおいて検出されたハンガ6の検出情報はハンガ検出フラグとしてメモリM2を経て時刻記録部31dに送られる。
In the example shown in FIG. 4, straight lines L 11 , L 12 , and L 13 having inclinations θ 11 , θ 12 , and θ 13 that are greater than or equal to the reference angle θ B with respect to the horizontal direction are detected as straight lines indicating the
時刻記録部31dは、ハンガ認識部31cから入力されるハンガ検出フラグに基づいて、ハンガ認識部31cにおいて検出されたハンガ6がラインセンサ2によって撮影された時刻tを記録する。時刻記録部31dから出力されたハンガ6の撮影時刻tはメモリM2を経て記録装置32に保存される。
The
メモリM1,M2は、各種データを一時的に保管する。記録装置32には各種データが保存される。 The memories M1 and M2 temporarily store various data. Various data are stored in the recording device 32.
以下、図5に基づいて本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置における処理について簡単に説明する。 Hereinafter, the processing in the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIG.
図5に示すように、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置おいては、まずラインセンサ画像作成部31aにおいてラインセンサ2から入力される画像信号に基づいてラインセンサ画像Iを作成し(ステップP1)、続いて、ハフ変換部31bにおいてラインセンサ画像Iに対するハフ変換を行い(ステップP2)、ラインセンサ画像I中の直線Lを抽出する(ステップP3)。
As shown in FIG. 5, in the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present embodiment, a line sensor image I is first created based on an image signal input from the
続いて、ハンガ認識部31cにおいてステップP3で抽出した直線Lの傾きθが基準方向に対して基準角度θB以上の傾きを有しているか否かを判定する(ステップP4)。判定の結果、直線Lの傾きθが基準角度θB以上であれば(YES)、直線Lがハンガ6を示しているとみなしてステップP5に移行する。一方、直線Lの傾きθが基準角度θB未満であれば(NO)、直線Lがハンガ6以外の構造物を示しているとみなしてステップP3に戻る。
Subsequently, the
ステップP5では、時刻記録部31dにおいて、ステップP4でハンガ6を示しているとみなした直線Lが撮影された時刻tを記録し、続いてハフ変換画像IH中に傾きθを測定していない直線Lが残っているか否かを判定する(ステップP6)。判定の結果、傾きθを測定していない直線Lが残っていなければ(NO)、一つのラインセンサ画像Iに対する処理を終了する。一方、傾きθを測定していない直線Lが残っていれば(YES)、ステップP4に戻る。
以上のステップP1〜ステップP6の処理を全てのラインセンサ画像Iに対して行う。
In step P5, the
The processes in steps P1 to P6 are performed on all line sensor images I.
このように構成される本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、ラインセンサカメラ2によって撮影した画像を解析することによって、ハンガ6の位置を簡便に測定し、保守用車両などの走行位置を特定することができる。
According to the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present embodiment configured as described above, the position of the
また、非接触でハンガ6の検出を行うため、高速な運用が可能であり、短時間で長い距離の区間を測定することができる。さらに、ハンガ6を検出した時刻と既存の設備保守システム等のトロリ線測定手段によって要注意箇所が検出された時刻とを同期させることにより、ハンガ6の位置と要注意箇所の位置の相互関係を正確に求めることができる。また装置の構造上、非接触でハンガ6を検出するため、装置が既存構造物と衝突するおそれがなく、基本的に全ての区間において測定が可能である。
Moreover, since the
また、一台のラインセンサカメラ2によって撮影した画像からハンガ6を検出するため、ATCを利用して要注意箇所の位置を特定する場合に比較して地上側に大きな設備を追加する必要がなく、また一つのラインセンサ画像Iごとに独立した検出処理を行うため、ロータリーエンコーダを利用して要注意箇所を特定する場合に比較して部分的に発生した誤差が累積されることがない。
Moreover, since the
また、ハンガ6自体が斜めに張られていた場合、あるいはラインセンサ画像I上にハンガ6が斜めに撮影されている場合においても、基準方向に対する傾きθが基準角度θB以上の直線Lをハンガ6から得られる直線Lとみなすため、テンプレートマッチングまたはエッジ検出によりハンガ6を検出する方法に比較してハンガ6を高精度に検出することができる。
Also, if the
図6乃至図8を用いて本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の第2の実施例を説明する。図6は本実施例に係る車両位置特定装置の概略構成を示すブロック図、図7(a)は本実施例において取得したラインセンサ画像の例を示す説明図、図7(b)は図7(a)の領域Aに対応するヒストグラムの例、図7(c)は図7(a)の領域Aに対応する他のヒストグラムの例、図8は本実施例に係る車両位置特定装置による処理の流れを示すフローチャートである。 A second embodiment of the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the vehicle position specifying device according to the present embodiment, FIG. 7A is an explanatory diagram illustrating an example of a line sensor image acquired in the present embodiment, and FIG. 7A shows an example of a histogram corresponding to the region A, FIG. 7C shows another example of the histogram corresponding to the region A of FIG. 7A, and FIG. 8 shows processing by the vehicle position specifying device according to this embodiment. It is a flowchart which shows the flow.
本実施例は実施例1のハフ変換部31b及びハンガ認識部31cに代えて、図6に示すヒストグラム作成判定手段としてのヒストグラム作成判定部31eを用いるものである。その他の構成は実施例1において説明した構成と概ね同様であり、以下、同様の作用を奏する処理部には同一の符合を付して重複する説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
In this embodiment, a histogram
図6に示すように、本実施例において演算装置31は、ラインセンサ画像作成部31a、ヒストグラム作成判定部31e、及び時刻記録部31dを備えて構成されている。
As shown in FIG. 6, in this embodiment, the
ヒストグラム作成判定部31eはラインセンサ画像作成部31aから入力されるラインセンサ画像Iに対し、記録装置32から入力されるパラメータ(ここでは、後述する領域Aの設定幅、後述するヒストグラムからハンガ6を検出する際に用いるしきい値等)を用いてラインセンサ画像I中のハンガ6を検出する。
The histogram
詳しくは、図7(a)に示すようにラインセンサ画像Iに対してこのラインセンサ画像Iを所定時間ごとに設定される領域Aに分割し、領域Aごとに画像上のピクセル位置と輝度との関係をヒストグラムとして作成する。ここで、トロリ線4及びちょう架線5は必ず領域A内に含まれるので、ヒストグラムには図7(b),(c)に示すようにトロリ線4及びちょう架線5に対応した輝度値(VT,VC)が二つの山形の形状として現れる。
Specifically, as shown in FIG. 7A, the line sensor image I is divided into areas A set at predetermined time intervals with respect to the line sensor image I, and the pixel position and luminance on the image are determined for each area A. Is created as a histogram. Here, since the
さらに、ハンガ6が存在しない領域(例えば、図7(a)中の領域A1)の場合、図7(b)に示すように二つの輝度値VT,VCのみが表示されるのに比較して、ハンガ6が存在する領域(例えば、図7(a)中の領域A2)の場合、図7(c)に示すように二つの輝度値VT,VC間に輝度値VHが表示される。本実施例では、この特徴を利用してラインセンサ画像I中からハンガ6を検出する。
Furthermore, in the case where the
以下、図8に基づいて本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置による処理の流れを簡単に説明する。 The flow of processing by the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present embodiment will be briefly described below with reference to FIG.
図8に示すように、本実施例においてはまずラインセンサ画像作成部31aにおいてラインセンサカメラ2から入力される画像信号に基づいてラインセンサ画像Iを作成し(ステップP1)、続いて、ヒストグラム作成判定部31eにおいてラインセンサ画像Iに対して領域Aごとに、ピクセル位置と輝度との関係をヒストグラムとして作成し(ステップP2)、作成したヒストグラムの特徴に基づいてラインセンサ画像I中にハンガ6が存在するか否かの判定を行う(ステップP3)。
As shown in FIG. 8, in this embodiment, the line sensor
判定の結果、領域A内にハンガ6が存在すると判定された場合(YES)はステップP4に移行する。一方、領域A内にハンガ6が存在しないと判定された場合(NO)はステップP5に移行する。
As a result of the determination, if it is determined that the
ステップP4では、時刻記録部31dにおいてステップP3で検出したハンガ6が撮影された時刻tを記録し、ステップP5に移行する。ステップP5では、ハンガ6の検出を行った領域Aが一つのラインセンサ画像Iに設定した領域Aのうち最後の領域Aか否かを判定する。判定の結果、最後の領域Aであれば(YES)、一つのラインセンサ画像Iに対する処理を終了する。一方、最後の領域Aでない場合(NO)はステップP2に戻る。
以上のステップP1〜ステップP6の処理を全てのラインセンサ画像Iに対して行う。
In Step P4, the time t at which the
The processes in steps P1 to P6 are performed on all line sensor images I.
このように構成される本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、実施例1による効果に加えて、ハンガ6自体が斜めに張られていた場合、あるいはラインセンサ画像I上にハンガ6が斜めに撮影されている場合においても、ラインセンサ画像I上に設定した領域ごとにピクセル位置と輝度との関係から得られるヒストグラムの特徴に基づいてハンガ6の検出を行うため、テンプレートマッチングまたはエッジ検出によりハンガ6を検出する方法に比較してハンガ6を高精度に検出することができる。
According to the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present embodiment configured as described above, in addition to the effects of the first embodiment, when the
図9乃至図11を用いて本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の第3の実施例を説明する。図9は本実施例に係る車両位置特定装置の概略構成を示すブロック図、図10は本実施例においてラインセンサ画像からコーナーを抽出する例を示す説明図、図11は本実施例に係る車両位置特定装置による処理の流れを示すフローチャートである。 A third embodiment of the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the vehicle position specifying device according to the present embodiment, FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating an example of extracting a corner from a line sensor image in the present embodiment, and FIG. 11 illustrates a vehicle according to the present embodiment. It is a flowchart which shows the flow of the process by a position specification apparatus.
本実施例は実施例1のハフ変換部31b及びハンガ認定部31cに代えて、図9に示すコーナー検出手段としてのコーナー検出部31fを用いるものである。その他の構成は実施例1において説明したものと概ね同様であり、以下、同様の作用を奏する処理部については同一の符合を付して重複する説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
In this embodiment, a
図9に示すように、本実施例において演算装置31は、ラインセンサ画像作成部31a、コーナー検出部31f、及び時刻記録部31dを備えて構成されている。
As shown in FIG. 9, in the present embodiment, the
コーナー検出部31fは、ラインセンサ画像作成部31aから入力されるラインセンサ画像Iに対し、記録装置32から入力されるパラメータ(ここでは、後述するコーナーCを検出するためのしきい値、コーナーCがペアであるか否かを判定するためのしきい値等)を用いてラインセンサ画像I中のハンガ6を検出する。
The
詳しくは、図10に示すようにラインセンサ画像I上の二直線間の交点、すなわち、図10ではトロリ線4又はちょう架線5と、ハンガ6とが接続されている箇所をコーナーC1,C2,C3,C4(以下、総称する場合はコーナーCと呼称する)として検出し、所定時間範囲内にある二つのコーナー(図10ではコーナーC1とC3、コーナーC2とC4)を結ぶ直線L31、L32(以下、総称する場合は直線Lと呼称する)をハンガ6として検出する。検出したハンガ6の情報はハンガ検出フラグとしてメモリM2を経て時刻記録部31dへ送られる。
Specifically, the intersection between the two straight lines on the line sensor image I as shown in FIG. 10, i.e., a
以下、図11に基づいて本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置による処理の流れを簡単に説明する。 Hereinafter, the flow of processing by the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present embodiment will be briefly described with reference to FIG.
図11に示すように、本実施例においてはまずラインセンサ画像作成部31aにおいてラインセンサカメラ2から入力される画像信号に基づいてラインセンサ画像Iを作成し(ステップP1)、続いて、コーナー検出部5fにおいてラインセンサ画像I上のコーナーCを検出し(ステップP2)、検出したコーナーCが所定時間範囲内に二つあるか否か(本実施例では、ラインセンサ画像I上の概ね同一鉛直線上にコーナーCがペアで存在するか否か)を判定する(ステップP3)。
As shown in FIG. 11, in this embodiment, the line sensor
判定の結果、コーナーCがペアで検出された場合(YES)はステップP4に移行する。一方、コーナーCがペアで検出されない場合(NO)はステップ5に移行する。ステップP4では、時刻記録部31dにおいてコーナー検出部5fによって検出されたハンガ6が撮影された時刻tを記録し、続いてラインセンサ画像I上にペアで存在する他のコーナーCが残っているか否かを判定する(ステップP5)。判定の結果、ペアで存在するコーナーCが残っていなければ(NO)、一つのラインセンサ画像Iに対する処理を終了する。一方、ペアで存在するコーナーCが残っていれば(YES)、ステップP3に戻る。
以上のステップP1〜ステップP5の処理を全てのラインセンサ画像Iに対して行う。
As a result of the determination, if the corner C is detected as a pair (YES), the process proceeds to Step P4. On the other hand, if the corner C is not detected as a pair (NO), the process proceeds to step 5. In step P4, the time t at which the
The processes in steps P1 to P5 are performed on all line sensor images I.
このように構成される本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、実施例1による効果に加えて、ハンガ6自体が斜めに張られていた場合、あるいはラインセンサ画像I上にハンガ6が斜めに撮影されている場合においても、ラインセンサ画像Iから抽出したコーナーCがペアで存在するか否かに基づいてハンガ6の検出を行うため、テンプレートマッチングまたはエッジ検出によりハンガ6を検出する方法に比較してハンガ6を高精度に検出することができる。
According to the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present embodiment configured as described above, in addition to the effects of the first embodiment, when the
図12乃至図14を用いて本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の第4の実施例を説明する。図12は本実施例に係る車両位置特定装置の概略構成を示すブロック図、図13(a)は本実施例における領域の設定例を示す説明図、図13(b)は図13(a)の領域Bに対応するヒストグラム、図13(c)は図13(a)の領域Bに対応する他のヒストグラム、図14は本実施例に係る車両位置特定装置による処理を示すフローチャートである。 A fourth embodiment of the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the vehicle position specifying device according to the present embodiment, FIG. 13A is an explanatory diagram illustrating an example of setting a region in the present embodiment, and FIG. 13B is FIG. 13A. FIG. 13C is another histogram corresponding to the region B of FIG. 13A, and FIG. 14 is a flowchart showing processing by the vehicle position specifying device according to this embodiment.
本実施例は、実施例1に示した演算装置31に、図12に示すヒストグラム作成手段としてのヒストグラム作成部31g及びハンガ判定手段としてのハンガ判定部31hを追加したものである。その他の構成は実施例1において説明したものと概ね同様であり、以下、同様の作用を奏する処理部については同一の符合を付して重複する説明は省略し、異なる点を中心に説明する。
In the present embodiment, a
図12に示すように、本実施例において演算装置31はラインセンサ画像作成部31a、ハフ変換部31b、ヒストグラム作成部31g、ハンガ判定部31h、及び時刻記録部31dを備えて構成されている。
As shown in FIG. 12, in the present embodiment, the
ヒストグラム作成部31gはハフ変換部31aから入力されるハフ変換画像IHに対し、記録装置32から入力されるパラメータ(ここでは、後述する領域Bの設定幅、後述するヒストグラムからハンガ6を検出する際に用いるしきい値等)を用いてハフ変換画像IH中のハンガ6を検出する。
The
詳しくは、図13(a)に示すように、ハフ変換画像IH上の基準方向に対して基準角度θB以上の交差角を有する直線Lが検出された位置に所定の幅の領域Bを設定し、その領域Bごとにピクセル位置と輝度との関係をヒストグラムとして作成する。作成されたヒストグラムはメモリM2を経てハンガ判定部31hへ送られる。
Specifically, as shown in FIG. 13A, a region B having a predetermined width is formed at a position where a straight line L having an intersection angle equal to or larger than the reference angle θ B with respect to the reference direction on the Hough transform image I H is detected. For each region B, the relationship between the pixel position and the brightness is created as a histogram. The created histogram is sent to the
ハンガ判定部31hは、ヒストグラム作成部31gから入力されるヒストグラムに対し、記録装置32から入力されるパラメータ(ここでは、ヒストグラムからハンガ6を検出する際に用いるしきい値等)を用いて、直線Lがハンガ6から得られる直線か否かを判定する。トロリ線4とちょう架線5は必ず領域B内に存在するので、図13(b),(c)に示すようにヒストグラム上ではトロリ線4とちょう架線5とに対応した輝度値VT,VCによって二個の山形の形状が必ず存在することとなり、さらに領域B内にハンガ6が存在する場合は、図13(b)に示すように輝度値VT,VC間を結ぶように輝度値VHが表示される。
The
これに対し、領域Bにハンガ6以外の構造物(例えば、電柱等)7が撮影されている場合、図13(c)に示すように輝度値VT,VCによる二つの山を横切るように輝度値VKが表示される。ハンガ判定部31hでは、この二つの特徴VH,VKの違いを利用してハンガ6とそのほかの構造物7によるノイズとを差別化する。ハンガ判定部31hにおいて検出されたハンガ6の有無の情報はハンガ検出フラグとしてメモリM2を経て時刻記録部31dに送られる。
On the other hand, when a structure other than the hanger 6 (for example, a utility pole) 7 is photographed in the area B, as shown in FIG. 13C, it crosses the two peaks by the luminance values V T and V C. The brightness value V K is displayed on the screen. The
以下、図14に基づいて本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置による処理の流れを簡単に説明する。 Hereinafter, based on FIG. 14, the flow of processing by the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present embodiment will be briefly described.
図14に示すように、本実施例においてはまずラインセンサ画像作成部31aにおいてラインセンサカメラ2から入力される画像信号に基づいてラインセンサ画像Iを作成し(ステップP1)、続いて、ハフ変換部31bにおいてラインセンサ画像Iに対してハフ変換を行い(ステップP2)、ラインセンサ画像I中の直線Lを抽出する(ステップP3)。
As shown in FIG. 14, in the present embodiment, the line sensor
続いて、ハフ変換部31bにおいてステップP3でラインセンサ画像I中から抽出した直線Lについて、その傾きθが基準方向(本実施例では水平方向)に対して予め設定する基準角度θB以上であるか否かを判定する(ステップP4)。判定の結果、傾きθが基準角度θB以上であれば(YES)、ステップP5に移行する。一方、傾きθが基準角度θB未満であれば(NO)、ステップP3に戻る。
Subsequently, the inclination θ of the straight line L extracted from the line sensor image I in step P3 in the
ステップP5では、ヒストグラム作成部31gにおいてステップP4で傾きθが基準角度θB以上であると判定された直線Lを含むように予め設定された時間幅で領域Bを設定し、この領域Bにおけるピクセル位置と輝度との関係をヒストグラムとして作成する。
In step P5, the region B is set with a time width set in advance so as to include the straight line L in which the inclination θ is determined to be equal to or larger than the reference angle θ B in step P4 in the
続いて、ハンガ判定部31hにおいてステップP5で作成したヒストグラムの特徴がハンガ6以外の構造物7を示しているか否かを判定する(ステップP6)。判定の結果、領域Bに対応するヒストグラムの特徴がハンガ6を示している場合(NO)はステップP7に移行する。一方、領域Bに対応するヒストグラムの特徴がハンガ6以外の構造物7を示している場合(YES)はステップP8に移行する。
Subsequently, the
ステップP7では、時刻記録部31dにおいてステップP6で検出されたハンガ6が撮影された時刻tを記録し、ステップP8に移行する。ステップP8では、ラインセンサ画像I上に他の直線Lがあるか否かを判定する。判定の結果、ラインセンサ画像I上に他の直線Lがなければ(NO)、一つのラインセンサ画像Iに対する処理を終了する。一方、ラインセンサ画像I上に他の直線Lがあれば(YES)、ステップP4に戻る。
以上のステップP1〜ステップP8の処理を全てのラインセンサ画像Iに対して行う。
In step P7, the time t at which the
The processes in steps P1 to P8 are performed on all line sensor images I.
このように構成される本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、上述した実施例1乃至実施例3による効果に加えて、ハンガ6以外の構造物7を誤ってハンガ6として検出することを防止することができる。
According to the electric railway maintenance vehicle position measuring apparatus according to the present embodiment configured as described above, in addition to the effects of the first to third embodiments, the
本発明は、架線及び軌道などの保守による位置測定に適用可能であり、特に画像処理により電気鉄道車両の位置を測定する電気鉄道保守用車両位置測定装置に適用して好適なものである。 The present invention can be applied to position measurement by maintenance such as overhead lines and tracks, and is particularly suitable for application to an electric railway maintenance vehicle position measurement device that measures the position of an electric railway vehicle by image processing.
1…車両、2…ラインセンサカメラ、3…画像処理部、31…演算装置、32…記録装置、31a…ラインセンサ画像作成部、31b…ハフ変換部、31c…ハンガ認識部、31d…時刻記録部、31e…ヒストグラム作成判定部、31f…コーナー検出部、31g…ヒストグラム作成部、31h…ハンガ判定部、4…トロリ線、5…ちょう架線、6…ハンガ、7…構造物、A…領域、B…領域、C…コーナー、I…ラインセンサ画像、L…直線、θB…基準角度、θ…角度
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、
前記ハンガ検出手段が、前記ラインセンサ画像上の点列から直線を検出するハフ変換手段と、前記ハフ変換手段によって検出された前記直線のうち予め設定する基準方向に対する角度が所定の範囲内にある前記直線を検出し、この直線を構成する物体を前記ハンガとして抽出するハンガ認識手段とからなる
ことを特徴とする電気鉄道保守用車両位置測定装置。 A line sensor camera that shoots hangers installed at equal intervals to support a trolley line from the roof of the vehicle, and an image processing unit that is installed inside the vehicle and analyzes an image obtained by the line sensor camera. A vehicle position measuring device for electric railway maintenance that specifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time,
A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals taken by the line sensor camera in time series; a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image; possess a time recording means for the hanger detected by the detecting means is said hanger to record the time taken by the line sensor camera and a recording device for storing the time,
The hanger detecting means detects a straight line from a point sequence on the line sensor image, and an angle with respect to a preset reference direction among the straight lines detected by the Hough converting means is within a predetermined range. A vehicle position measuring device for electric railway maintenance , comprising hanger recognition means for detecting the straight line and extracting an object constituting the straight line as the hanger .
前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、
前記ハンガ検出手段が、所定時間ごとに前記ラインセンサ画像を分割し、分割された領域ごとに該領域内のピクセル位置と輝度との関係をヒストグラムとして作成し、該ヒストグラムの特徴に基づいて前記領域ごとに前記ハンガの有無を判定するヒストグラム作成判定手段である
ことを特徴とする電気鉄道保守用車両位置測定装置。 A line sensor camera that shoots hangers installed at equal intervals to support a trolley line from the roof of the vehicle, and an image processing unit that is installed inside the vehicle and analyzes an image obtained by the line sensor camera. A vehicle position measuring device for electric railway maintenance that specifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time,
A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals taken by the line sensor camera in time series; a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image; A time recording means for recording the time when the hanger detected by the hanger detection means is taken by the line sensor camera; and a recording device for storing the time.
The hanger detection means divides the line sensor image every predetermined time, creates a relationship between the pixel position and the luminance in the area for each divided area as a histogram, and the area based on the characteristics of the histogram A vehicle position measuring device for electric railway maintenance , characterized in that it is a histogram creation judging means for judging the presence or absence of the hanger for each.
前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、
前記ハンガ検出手段が、前記ラインセンサ画像中の二直線間の交点を検出し、予め設定する範囲内に前記交点が二つ存在する場合に該二つの交点を結ぶ直線を前記ハンガとして検出するコーナー検出手段である
ことを特徴とする電気鉄道保守用車両位置測定装置。 A line sensor camera that shoots hangers installed at equal intervals to support a trolley line from the roof of the vehicle, and an image processing unit that is installed inside the vehicle and analyzes an image obtained by the line sensor camera. A vehicle position measuring device for electric railway maintenance that specifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time,
A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals taken by the line sensor camera in time series; a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image; A time recording means for recording the time when the hanger detected by the hanger detection means is taken by the line sensor camera; and a recording device for storing the time.
The hanger detection means detects an intersection between two straight lines in the line sensor image, and when there are two intersections within a preset range, a corner that detects a straight line connecting the two intersections as the hanger A vehicle position measuring device for electric railway maintenance , characterized by being a detecting means.
前記画像処理部が、前記ラインセンサカメラによって撮影された画像信号を時系列的に並べてラインセンサ画像を作成するラインセンサ画像作成手段と、前記ラインセンサ画像中のハンガを検出するハンガ検出手段と、前記ハンガ検出手段によって検出された前記ハンガが前記ラインセンサカメラによって撮影された時刻を記録する時刻記録手段と、前記時刻を保存する記録装置とを有し、
前記ハンガ検出手段が、前記ラインセンサ画像上の点列から直線を検出するハフ変換手段と、前記ハフ変換手段によって検出された前記直線を含む予め設定した時間幅の領域に対して該領域内のピクセル位置と輝度の関係をヒストグラムとして作成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラムの特徴に基づいて前記領域内の前記ハンガの有無を判定するハンガ判定手段とからなる
ことを特徴とする電気鉄道保守用車両位置測定装置。 A line sensor camera that shoots hangers installed at equal intervals to support a trolley line from the roof of the vehicle, and an image processing unit that is installed inside the vehicle and analyzes an image obtained by the line sensor camera. A vehicle position measuring device for electric railway maintenance that specifies a relationship between a traveling position of the vehicle and a passage time,
A line sensor image creating means for creating a line sensor image by arranging the image signals taken by the line sensor camera in time series; a hanger detecting means for detecting a hanger in the line sensor image; A time recording means for recording the time when the hanger detected by the hanger detection means is taken by the line sensor camera; and a recording device for storing the time.
The hanger detecting means detects a straight line from a point sequence on the line sensor image, and a predetermined time width area including the straight line detected by the Hough converting means is within the area. An electric railway maintenance vehicle comprising: a histogram creating means for creating a relationship between a pixel position and luminance as a histogram; and a hanger judging means for judging the presence or absence of the hanger in the region based on the characteristics of the histogram. Position measuring device .
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