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技術 レール照り面測定装置

出願人 東日本旅客鉄道株式会社株式会社プラックスシステム
発明者 籠谷陽平山本祐起子宮嶋忍
出願日 2014年6月30日 (6年5ヶ月経過) 出願番号 2014-134133
公開日 2016年1月21日 (4年11ヶ月経過) 公開番号 2016-011070
状態 特許登録済
技術分野 軌道敷設、保線機械 光学的手段による測長装置 機関車
主要キーワード 所定区画 車両動揺 頭頂面 各測定箇所 観測部位 モノクロ撮影 検出箇所 整列方向
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

レール照り面の測定を正確に行えるようにするとともに、測定における測定者の負担を軽減する。

解決手段

レール60の照り面を測定する測定手段として、レール60の頭頂面61及びゲージコーナー62を照らす照明手段20と、照明手段20により照らされた範囲を観測し、頭頂面61及びゲージコーナー62で反射した光の強度を検出する観測手段30と、観測手段30による観測結果から頭頂面61及びゲージコーナー62における照り面の範囲を検出する照り面検出手段(制御装置14)と、を備える。

概要

背景

鉄道においては、安全な運行乗り心地の向上を目的として定期的に軌道整備を実施している。
このような軌道の整備に用いるための装置として、軌道の変位を測定するための装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。

しかし、軌道の変位がない個所でも車両の動揺が発生する箇所や乗り心地が悪く感じる箇所が現実としてある。
このような個所では、レール車輪との摩擦によってレールの表面にできる照り面が、レールの長手方向に沿って均一に形成されていないことが知られており、この照り面を測定することで車両動揺が発生する箇所や乗り心地が悪く感じる箇所を把握し、軌道をより適切に整備するようにしている。

概要

レールの照り面の測定を正確に行えるようにするとともに、測定における測定者の負担を軽減する。レール60の照り面を測定する測定手段として、レール60の頭頂面61及びゲージコーナー62を照らす照明手段20と、照明手段20により照らされた範囲を観測し、頭頂面61及びゲージコーナー62で反射した光の強度を検出する観測手段30と、観測手段30による観測結果から頭頂面61及びゲージコーナー62における照り面の範囲を検出する照り面検出手段(制御装置14)と、を備える。

目的

本発明の目的は、レールの照り面の測定を正確に行えるようにするとともに、測定における測定者の負担を軽減することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

レール照り面を測定する測定手段を備えたレール照り面測定装置において、前記測定手段は、前記レールの頭頂面及びゲージコーナーを照らす照明手段と、前記照明手段により照らされた範囲を観測し、前記頭頂面及び前記ゲージコーナーで反射した光の強度を検出する観測手段と、前記観測手段による観測結果から前記頭頂面及び前記ゲージコーナーにおける前記照り面の範囲を検出する照り面検出手段と、を備えることを特徴とするレール照り面測定装置。

請求項2

前記照り面検出手段は、前記頭頂面及び前記ゲージコーナーを、前記レールの長手方向及び当該長手方向に直交する直交方向に沿って並ぶように格子状に設定された複数の区画に分け、各区画における前記観測手段による受光強度に基づき前記照り面を検出するものであり、前記長手方向に沿った一の列に並んだ所定数の前記区画での受光強度の平均値を、前記直交方向に並ぶ複数の列の各々について算出し、各平均値閾値とを比較して前記レールにおける当該列に対応する部分が照り面であるか否かを検出することにより、前記直交方向における前記照り面の範囲を検出することを特徴とする請求項1に記載のレール照り面測定装置。

請求項3

前記照り面検出手段は、前記ゲージコーナーにおける照り面の検出において、前記長手方向に所定区画数及び前記直交方向に所定区画数の領域に含まれる前記区画での受光強度の平均値を、前記ゲージコーナーの下端から上端に亘って並ぶ複数の領域の各々について算出し、各平均値と閾値とを比較して前記レールにおける当該領域に対応する部分が照り面であるか否かを検出することにより、前記ゲージコーナーにおける前記照り面の範囲を検出することを特徴とする請求項2に記載のレール照り面測定装置。

請求項4

前記観測手段は、格子状に配された複数の受光素子を備え、一の前記受光素子と一の前記区画とが対応することを特徴とする請求項2又は3に記載のレール照り面測定装置。

請求項5

前記長手方向に沿って前記測定手段を移動可能とする移動手段と、前記長手方向に沿った前記測定手段の移動距離を検出する移動距離検出手段と、を備え、前記測定手段が所定距離移動する毎に前記照り面の測定を行うことを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載のレール照り面測定装置。

請求項6

前記測定手段を搭載した躯体を備え、前記移動手段は前記躯体に設けられ、当該躯体を移動可能とすることで前記測定手段を移動可能とするものであり、前記移動手段は、前記躯体における前記頭頂面と対向する位置に配され、前記長手方向と直交かつ水平な軸を中心として回転可能であって周面が前記頭頂面に当接する第1ローラと、前記躯体において、前記ゲージコーナーの下部に位置するレール頭部の鉛直面と対向する位置に配され、鉛直方向に沿った軸を中心として回転可能であって周面が前記鉛直面に当接する第2ローラと、前記第2ローラが前記鉛直面に当接した状態で当該鉛直面と対向する位置に配される磁石を備え、前記磁石の磁力が前記レールに及ぶ範囲で前記鉛直面から離間した位置に配され、磁力により前記第2ローラを前記鉛直面に押し付ける方向へ前記躯体を付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする請求項5に記載のレール照り面測定装置。

技術分野

0001

本発明は、レール照り面を測定するレール照り面測定装置に関する。

背景技術

0002

鉄道においては、安全な運行乗り心地の向上を目的として定期的に軌道整備を実施している。
このような軌道の整備に用いるための装置として、軌道の変位を測定するための装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。

0003

しかし、軌道の変位がない個所でも車両の動揺が発生する箇所や乗り心地が悪く感じる箇所が現実としてある。
このような個所では、レールと車輪との摩擦によってレールの表面にできる照り面が、レールの長手方向に沿って均一に形成されていないことが知られており、この照り面を測定することで車両動揺が発生する箇所や乗り心地が悪く感じる箇所を把握し、軌道をより適切に整備するようにしている。

先行技術

0004

特開2013−136352号公報

発明が解決しようとする課題

0005

現在、照り面の位置や幅は測定者ゲージを用いて手作業により計測しているが、測定者による誤差が生じてしまうという問題があった。また、一定間隔毎にしゃがんで計測を行うことを長距離にわたって行う必要があり、測定者の労力は多大なものであった。

0006

本発明の目的は、レールの照り面の測定を正確に行えるようにするとともに、測定における測定者の負担を軽減することである。

課題を解決するための手段

0007

以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、レールの照り面を測定する測定手段を備えたレール照り面測定装置において、
前記測定手段は、
前記レールの頭頂面及びゲージコーナーを照らす照明手段と、
前記照明手段により照らされた範囲を観測し、前記頭頂面及び前記ゲージコーナーで反射した光の強度を検出する観測手段と、
前記観測手段による観測結果から前記頭頂面及び前記ゲージコーナーにおける前記照り面の範囲を検出する照り面検出手段と、
を備えることを特徴とする。

0008

請求項1に記載の発明によれば、測定者による誤差が生じることを防止できレールの照り面の測定を正確に行えるようになるとともに、測定における測定者の負担を軽減することができる。

0009

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のレール照り面測定装置であって、前記照り面検出手段は、
前記頭頂面及び前記ゲージコーナーを、前記レールの長手方向及び当該長手方向に直交する直交方向に沿って並ぶように格子状に設定された複数の区画に分け、各区画における前記観測手段による受光強度に基づき前記照り面を検出するものであり、
前記長手方向に沿った一の列に並んだ所定数の前記区画での受光強度の平均値を、前記直交方向に並ぶ複数の列の各々について算出し、各平均値閾値とを比較して前記レールにおける当該列に対応する部分が照り面であるか否かを検出することにより、前記直交方向における前記照り面の範囲を検出することを特徴とする。

0010

請求項2に記載の発明によれば、長手方向に沿った一列の結果を平均することで、レールの一部についた傷や汚れによる測定の誤差を排除することができ、より正確な測定を行うことができる。

0011

請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のレール照り面測定装置であって、前記照り面検出手段は、
前記ゲージコーナーにおける照り面の検出において、前記長手方向に所定区画数及び前記直交方向に所定区画数の領域に含まれる前記区画での受光強度の平均値を、前記ゲージコーナーの下端から上端に亘って並ぶ複数の領域の各々について算出し、各平均値と閾値とを比較して前記レールにおける当該領域に対応する部分が照り面であるか否かを検出することにより、前記ゲージコーナーにおける前記照り面の範囲を検出することを特徴とする。

0012

請求項3に記載の発明によれば、長手方向及び直交方向に所定の広がりを持つ範囲の結果を平均することで、レールの一部についた傷や汚れによる測定の誤差を排除することができ、より正確な測定を行うことができる。

0013

請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載のレール照り面測定装置であって、前記観測手段は、
格子状に配された複数の受光素子を備え、
一の前記受光素子と一の前記区画とが対応することを特徴とする。

0014

請求項4に記載の発明によれば、観測手段で得たデータをそのまま照り面検出手段で用いることができ、処理の負担を軽減することができる。

0015

請求項5に記載の発明は、請求項1から4の何れか一項に記載のレール照り面測定装置であって、前記長手方向に沿って前記測定手段を移動可能とする移動手段と、
前記長手方向に沿った前記測定手段の移動距離を検出する移動距離検出手段と、
を備え、
前記測定手段が所定距離移動する毎に前記照り面の測定を行うことを特徴とする。

0016

請求項5に記載の発明によれば、測定手段が所定距離移動する毎に照り面の測定を行うので、長距離にわたる測定が容易になり、測定における測定者の負担を軽減することができる。

0017

請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のレール照り面測定装置であって、前記測定手段を搭載した躯体を備え、
前記移動手段は前記躯体に設けられ、当該躯体を移動可能とすることで前記測定手段を移動可能とするものであり、
前記移動手段は、
前記躯体における前記頭頂面と対向する位置に配され、前記長手方向と直交かつ水平な軸を中心として回転可能であって周面が前記頭頂面に当接する第1ローラと、
前記躯体において、前記ゲージコーナーの下部に位置するレール頭部の鉛直面と対向する位置に配され、鉛直方向に沿った軸を中心として回転可能であって周面が前記鉛直面に当接する第2ローラと、
前記第2ローラが前記鉛直面に当接した状態で当該鉛直面と対向する位置に配される磁石を備え、前記磁石の磁力が前記レールに及ぶ範囲で前記鉛直面から離間した位置に配され、磁力により前記第2ローラを前記鉛直面に押し付ける方向へ前記躯体を付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする。

0018

請求項6に記載の発明によれば、レールに対する測定装置の位置が正確に規定されるので、レールの照り面の測定を正確に行えるようになる。

発明の効果

0019

本発明によれば、レールの照り面の測定を正確に行えるようになるとともに、測定における測定者の負担を軽減することができる。

図面の簡単な説明

0020

レール照り面測定装置の側面図である。
レール照り面測定装置の上面図である。
図2におけるA−A断面図である。
頭頂面における照り面の測定方法を説明する図である。
ゲージコーナーにおける照り面の測定方法を説明する図である。
情報の表示例を説明する図である。

実施例

0021

以下、この発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1図2に示すようにレール照り面測定装置1は、レール60の頭頂面61に載せた状態でレール60の頭頂面61及びゲージコーナー62の照り面を測定するものである。
このレール照り面測定装置1は、各種装置を取り付けるための躯体10を備え、躯体10には各種装置として、照り面を測定するための測定手段や、躯体10をレール60の長手方向に沿って移動可能とする移動手段12などが取り付けられている。

0022

躯体10は、長方形箱型の形状をしており、躯体10の中央には、測定手段を構成する種々の機器を収容するための下方に開口した空間である収容部11が形成されている。
また、躯体10における収容部11の両側には、躯体10をレール60の長手方向に沿って移動可能とすることで測定手段を移動可能とする移動手段12が備えられている。
照り面を測定する際には、レール60の長手方向に沿って前後に移動手段12が位置するようにレール照り面測定装置1を配置した状態とする。

0023

さらに、図1に示すように(図2では記載を省略)、収容部11の上部には測定手段に必要な電力を供給するためのバッテリ収納するバッテリ収納部13が形成され、バッテリ収納部13の上部には測定手段において種々の制御を行う制御装置14が載置されている。
また、バッテリ収納部13において、躯体10をレール60の上に配置した際に後方に位置する一側部には、測定者がレール60の長手方向に沿ってレール照り面測定装置1を押しながら移動させるための押し棒50を取り付ける押し棒取付部15が形成されている。

0024

収容部11の内部には、レール60の頭頂面61及びゲージコーナー62を照らす照明手段20と、照明手段20で照らされた範囲のレール60を観測し、頭頂面61及びゲージコーナー62で反射した光の強度を検出する観測手段30が取り付けられている。
照明手段20は、光源をなすLED21と、LED21から発せられた光を拡散する拡散板22を備える。
拡散板22は、LED21から発せられた光を拡散してレール60の頭頂面61やゲージコーナー62が均一に照らされるようにするものである。
なお、図中ではLED21の一部のみを記載しているが、拡散板22の全面に均一に光が拡散されるようにLED21が配設されている。

0025

図3に示すようにこの拡散板22は、対向するレール60の形状に合わせて略L状に形成され、レール60と対向する各部においてレール60との間隔が同じとなるようにされており、レール60に照射する光の強度にばらつきがないようにされている。
また、拡散板22はゲージコーナー62と対向する位置にも配されるので、収容部11における拡散板22が配される部分は拡散板22を外側から覆うように下方に突出している。

0026

なお、光源としてLEDを用いたがこれに限られるものではなく、ランプレーザーを用いても良い。
また、偏光を照射するようにしても良いし、特定の波長の光を照射するようにしても良く、照射する光の強さも任意に設定可能である。
後述する観測手段30としては、光源の条件により適切な観測手段30を選択するようにする。

0027

収容部11における照明手段20よりも前方の部分には、観測手段30が設けられている。
観測手段30は入射する光の強度を電気信号に変換可能な2次元CCDカメラであり、レール60の頭頂面61を観測する第1観測手段31と、ゲージコーナー62を観測する第2観測手段32を備える。
図1に示すように、第1観測手段31及び第2観測手段32は、それぞれ照明手段20で照らされた範囲内に位置する観測部位の画像を撮影し、得られた画像を制御装置14に出力するようになっている。

0028

また、第1観測手段31及び第2観測手段32は、それぞれ観測部位を斜め方向から望むように取り付けられている。
図1には第1観測手段31及び第2観測手段32の観測方向を、それぞれの観測手段からレール60までに亘る直線で示している。
ここでは観測手段30は観測部位に対して30°の角度で観測を行うように取り付けられている。
このため、収容部11における第2観測手段32を配設する箇所は側方に突出した形状となっている。

0029

なお、観測部位を望む角度は30°に限らず、観測が可能であればどのような角度であっても良い。
また、照明手段20の位置と観測手段30との位置は、観測手段30に照明手段20から光が直接入射しないような位置とすることが好ましい。
また、観測手段として2次元CCDカメラを用いるとしたが、これ以外の方式の撮像手段を用いても良い。
例えば、2次元CMOSカメラを用いても良いし、後述するように2次元の観測結果を処理して1次元のデータとするため、1次元のラインセンサを用いるようにしても良い。
また、第1観測手段31と第2観測手段32の2つを用いるとしたが、頭頂面61とゲージコーナー62の両方を観測可能な1つの観測手段としても良い。

0030

移動手段12は、レール60の頭頂面61に沿って躯体10を案内する第1ローラ41と、ゲージコーナー62の下部に位置するレール頭部の鉛直面に沿って躯体10を案内する第2ローラ42と、磁石がレール60に吸着しようとする力により第1ローラ41を頭頂面61に押し付ける第1付勢手段47と、磁石がレール60に吸着しようとする力により第2ローラ42をゲージコーナー62に押し付ける第2付勢手段43とを備える。

0031

第1ローラ41は、躯体10の進行方向であるレール60の長手方向と直交かつ水平な軸45を中心として回転可能となるように躯体10に取り付けられており、躯体10がレール60の頭頂面61から一定距離を保ったまま長手方向に沿って移動できるようにするものである。
また、一方の第1ローラ41には、当該第1ローラ41の回転量を検出するための距離センサ44が設けられており、距離センサ44での検出結果に基づき、躯体10の移動距離を検出することが可能となっている。

0032

この第1ローラ41の前側又は後側となる位置には、磁石を備えた第1付勢手段47が躯体10に設けられている。
第1ローラ41と第1付勢手段47は何れも頭頂面61と対向しているが、第1ローラ41の周面の方が頭頂面61側に(下方に)突出するように配されているため、第1ローラ41の周面が頭頂面61に当接することで第1付勢手段47は頭頂面61から所定距離だけ離間した状態となる。
この離間した距離はレール60に磁力が及ぶ距離であり、磁石がレール60に吸着しようとする力により第1ローラ41が頭頂面61に押し付けられるようになる。

0033

第1ローラ41はレール照り面測定装置1の自重によって頭頂面61に押し付けられるが、この第1付勢手段47により、確実に第1ローラ41が頭頂面61に当接した状態が維持されることで躯体10がレール60上で安定した状態となり、躯体10が頭頂面61に対して常に一定の位置に配されるようになるので、レール60に対する測定手段の位置が変化しないようにすることができる。
さらに、第1ローラ41の空転を防止して距離センサ44による距離の測定で誤差が生じないようにすることができる。

0034

第2ローラ42は、鉛直方向に沿った軸46を中心として回転可能となるように躯体10に取り付けられており、ゲージコーナー62に対して躯体10が一定の位置に配されたまま長手方向に沿って移動できるようにするものである。
この第2ローラ42の前後となる位置には、磁石を備えた第2付勢手段43が設けられている。
第2ローラ42と第2付勢手段43は何れもゲージコーナー62の下部に位置するレール頭部の鉛直面と対向しているが、第2ローラ42の周面の方が当該鉛直面側に突出するように配されているため、第2ローラ42の周面が当該鉛直面に当接することで第2付勢手段43は当該鉛直面から所定距離だけ離間した状態となる。
この離間した距離はレール60に磁力が及ぶ距離であり、磁石がレール60に吸着しようとする力により第2ローラ42が当該鉛直面に押し付けられるようになる。

0035

この第2付勢手段43により、常に第2ローラ42が当該鉛直面に当接した状態が維持されることで躯体10がレール60上で安定した状態となり、さらに躯体10が当該鉛直面に対して常に一定の位置に配されるようになるので、レール60に対する測定手段の位置が変化しないようにすることができる。

0036

なお、第1ローラ41は径が大きい方が、また周面の幅が広い方がレール照り面測定装置1の安定性が増すため好ましい。
また、第1ローラ41及び第2ローラ42の配置や個数、大きさなどは任意に設定可能である。
また、移動手段12としてローラを用いたが、レール60の長手方向に沿った移動を可能とするものであればこれ以外の方法であっても良い。
例えば、頭頂面61やゲージコーナー62の下部に位置するレール頭部の鉛直面に対して摺動することで移動を可能とする構成としても良く、この場合にはレール60と当接する面に摩擦を軽減する部材を配することが好ましい。

0037

制御装置14は、CPUやROM、RAMなどを備え、照明手段20や観測手段30の制御や、観測手段30から出力された画像に基づき照り面の範囲を検出する処理などを行う。
この制御装置の上方には表示装置16が備えられえており、検出した照り面の範囲についての情報などを表示することも可能となっている。

0038

また、制御装置14には、距離センサ44からの第1ローラ41の回転量の情報が入力されるようになっており、この情報に基づきレール60の長手方向に沿った移動距離を把握することができるようになっている。
そして、この情報に基づき所定距離移動する毎に観測手段30により撮影を行う制御を行う。

0039

観測手段30により撮影した画像に基づき検出した照り面の情報は、制御装置14が備える記憶手段に記憶される。撮影した画像も併せて記憶するようにしても良い。
また、所定距離移動する毎に得られる照り面の情報には、測定を開始した箇所を基準とした移動距離の情報も併せて記憶される。
これらの情報は、有線又は無線通信手段により外部に出力することも可能となっている。

0040

なお、並行する左右のレール60についてそれぞれ測定を行う場合に、左右のレール60で測定を行う範囲を同じ範囲に設定し、左右のレール60のそれぞれについて測定を行うようすれば、左右のレール60のそれぞれについて同じ範囲での照り面の情報が得られる。
このようにして得られた左右のレール60の照り面の情報を合成すれば、一の軌道の所定範囲における照り面の情報とすることができる。
また、制御装置14が、GPSなどの測位ステムによる位置情報を取得できるようにし、検出した照り面の情報と併せて記憶するようにしても良く、この情報を基準として左右のレール60の情報を合成するようにしても良い。

0041

次に、上述のようなレール照り面測定装置1による照り面の測定について説明する。
レール照り面測定装置1は、図1から図3に示すようにレール60の上部に載置した状態とする。
この際、上下位置は第1ローラ41がレール照り面測定装置1の自重及び第1付勢手段47によりレール60の頭頂面61に当接した状態とされることで規定され、レール60の長手方向に直交する直交方向の位置は、第2付勢手段43により第2ローラ42がゲージコーナー62の下部に位置するレール頭部の鉛直面に当接した状態とされることで規定される。
この状態で照明手段20によりレール60を照らし、観測手段30により頭頂面61及びゲージコーナー62の画像を撮影する。
撮影した画像は制御装置14に出力され、制御装置14では画像を処理して照り面の検出を行う。

0042

図4には、頭頂面61についての照り面の検出方法を示した。
第1観測手段31は、格子状に配された複数の受光素子からなる受光手段により画像を撮影するようになっている。この受光手段は各受光素子における受光強度を電気信号として出力するものである。

0043

第1観測手段31は、画像を撮影する際に、格子状に配された受光素子の縦横整列方向と、レール60の長手方向及び当該長手方向に直交する直交方向とが沿うように収納部11に取り付けられている。
さらに、第1観測手段31は、格子状に配された受光素子のうち両端部に位置する受光素子が、それぞれ頭頂面61の端部を捉えるように収納部11に取り付けられている。
ここでは、受光素子が640×480である受光手段を用い、頭頂面61を撮影した際に、レール60の長手方向に480画素、長手方向に直交する直交方向に640画素が配される画像を撮影できるようにされている。

0044

そして、この画像におけるレール60の長手方向の中央に位置している部分について、長手方向に沿って一列に並ぶ8画素を含む列71を直交方向に順次設定し、列71のそれぞれについて8画素における受光強度の平均値を算出して列71の直交方向の並び順に平均値を640列分並べることで、レールの頭頂面61における所定領域72での直交方向に沿った一次元の観測データとする。
その後、算出した列71のそれぞれの平均値を閾値と比較して、当該列71に対応する部分が照り面であるか否かを判定して列71の直交方向の並び順に結果を並べることで、レールの頭頂面61における所定領域72の直交方向に沿った一次元の照り面の範囲のデータが得られる。

0045

図5には、ゲージコーナー62についての照り面の検出方法を示した。
第2観測手段32も第1観測手段31と同様に、格子状に配された複数の受光素子からなる受光手段により画像を撮影するものである。

0046

この第2観測手段32が撮影した画像において、ゲージコーナー62部分についてレール60の長手方向に直交する直交方向に沿って隣接する領域73を順次設定する。
この領域の大きさは8画素×8画素の大きさとなっている。
また、領域73のレールの長手方向における位置は、上記の頭頂面61における照り面の検出を行った位置と一致していることが好ましい。

0047

なお、第2観測手段32が捉える画像の範囲は、ゲージコーナー62の部分より広く頭頂面61やレール頭部側面の鉛直面までも含むが、この中からゲージコーナー62において直交方向に並ぶ領域73を設定するために、予め画像のどの位置にどのように領域73をするかを決めておくようにする。
すなわち、レール60に対する第2観測手段32の配置は常に一定となるようにされているので、画像中のレール60の各部の位置は常に一定であり、画像に対する領域73の位置を予め決めておけば、以降はその設定を当てはめるだけで常にゲージコーナー62における直交方向に沿って並ぶ複数の領域73が設定できることとなる。
もちろん画像認識等の手法を用い、画像からゲージコーナー62の部分を抽出するようにしても良い。

0048

そして、このようにして設定された領域73のそれぞれに含まれる64画素における受光強度の平均値を算出して領域73の並び順に平均値を並べることで、ゲージコーナー62における所定領域の一次元の観測データとする。
その後、算出した領域73のそれぞれの平均値を閾値と比較して、当該領域73に対応する部分が照り面であるか否かを判定して領域73の並び順に結果を並べることで、ゲージコーナー62における所定領域の一次元の照り面の範囲のデータが得られる。

0049

なお、第2観測手段32は、ゲージコーナーを斜め上方から捉えるように配されているため、第2観測手段32が画像を撮影する際に、格子状に配された受光素子の縦横の整列方向と、レール60の長手方向及び当該長手方向に直交する直交方向とが若干ずれる。
しかし、撮影した画像において、8画素×8画素の領域73がゲージコーナー62部分についてレール60の長手方向に直交する直交方向に沿って隣接するように設定すれば画素の整列方向は問題とならない。
もちろん、画素の整列方向に沿って領域73を順次設定し、領域73の整列方向が直交方向と一致しないようにしても、観測結果には大きな影響を与えるものではないため問題はない。
また、第2観測手段32が画像を撮影する際に、格子状に配された受光素子の縦横の整列方向と、レール60の長手方向及び当該長手方向に直交する直交方向とが沿うように収納部11に取り付けても良い。
また、ゲージコーナー62における照り面の検出において、頭頂面61における照り面の検出と同様に、一列に並ぶ所定数の画像の平均値を用いて行うようにしても良い。

0050

以上のようなレール照り面測定装置1による照り面の検出によれば、測定者による誤差が生じることを防止できレール60の照り面の測定を正確に行えるようになるとともに、測定における測定者の負担を軽減することができる。

0051

制御装置14は、距離センサに基づき得られる移動距離の情報に基づき、所定距離移動する毎に上述した撮影及び照り面の検出処理を行い、得られたデータや移動距離などの位置情報を制御装置14の記憶手段に記憶する。
また、得られたデータを制御装置14の表示装置16に表示することや、外部の装置に送信して表示させることも可能である。
すなわち、制御装置14が、観測手段30による観測結果から頭頂面61及びゲージコーナー62における照り面の範囲を検出する照り面検出手段をなす。
なお、制御装置14は観測手段30からの観測結果を収集して外部に送信する機能のみとし、外部の装置が照り面を検出する処理を行うようにしても良い。

0052

図6にはデータの表示方法の一例を示した。
図6(a)には、一の軌道における2本のレール60のそれぞれの測定により得られた照り面の情報を合成して表示する表示画面を示した。
この表示では上から順に、一方のレール60の頭頂面61の照り面を示す表示81、一方のレール60のゲージコーナー62の照り面を示す表示82、他方のレール60のゲージコーナー62の照り面を示す表示83、他方のレール60の頭頂面61の照り面を示す表示84である。

0053

図6(a)のような表示を作成するためには、まず、左右のレール60で同じ測定範囲について測定を行う。
レール照り面測定装置1は一側部に押し棒を差し込んで押すことで移動させるので、左右のレール60でレール照り面測定装置1の移動方向が逆となるため、得られた結果について一方のレール60における測定範囲の起点と他方のレール60における測定範囲の終点を一致させるように合成する。
また、制御装置14が、GPSなどの測位システムによる位置情報を取得できるようにし、検出した照り面の情報と併せて記憶するようにした場合は、左右のレール60の情報について地理上の位置を横軸方向で合わせることで図6(a)のような表示を得ることができる。

0054

図6(b)には、図6(a)に示した表示の一部を模式的に示した。
各表示81〜84においては、縦軸方向がレール60の直交方向であり、各測定箇所での照り面の情報について、照り面の範囲及び直交方向における位置が縦線により示されている。
そして、このように縦線で示された各測定箇所の情報が、測定位置順に横軸方向に並べて連続的に表示されている。
これにより、レール60の長手方向に沿った照り面の遷移の状態が一目でわかり、軌道の整備に活用することができる。

0055

なお、観測手段の一の受光素子(画素)と一の区画とが対応するようにしたが、一の区画に複数の受光素子が対応するようにし、当該区画における観測結果として、当該区画に含まれる受光素子が受けた光の強度の平均値を用いるようにしても良い。
また、照り面を検出する際の閾値は、条件に応じて変更するようにしても良い。
また、撮影する距離間隔は任意に設定可能である。
また、モノクロ撮影用のカメラで撮影したモノクロ画像又はカラー撮影用のカメラで撮影したカラー画像モノクロに変換した画像から照り面を検出するようにしても良いし、カラー画像から照り面を検出するようにしても良い。カラー画像から照り面を検出する場合は、色彩も考慮に入れて照り面の検出を行うことでより精度の高い検出が可能となる。
また、上述したレール照り面測定装置1を2台連結し、それぞれが左右のレール60を観測するようにして、左右のレール60を同時に観測できるようにしても良い。

0056

また、レール照り面測定装置1をレール60の長手方向に沿って移動させる際には、測定者が押し棒50で押すことにより移動させるようにしたが、レール照り面測定装置1がレール60上を自走可能としても良い。
この場合は、第1ローラ41や第2ローラ42をモータ回転駆動できるように構成する。
例えば、一方の第1ローラ41の近傍にモータを設け、モータの駆動軸の回転を第1ローラ41に伝達して第1ローラ41を回転させる駆動機構を設ける。
モータの駆動力を第1ローラ41に伝達する駆動機構としては、モータの駆動軸と第1ローラ41の軸にプーリを設け、このプーリに巻き回したベルトを介して駆動力を伝達する機構や、スプロケットチェーンによる機構、歯車による機構などどのようなものでも良い。
モータの動作は制御装置14により制御されるようになっており、例えばある地点で照り面の検出を行った後にモータを動作して走行させ、距離センサ44の検出結果に基づき次の照り面の検出箇所到着したことに基づきモータの動作を停止する制御を行う。
また、ステッピングモータと歯車による機構で構成し、制御装置14がモータの回転量を制御することで所定距離だけ進行できるようにしても良い。

0057

1レール照り面測定装置
12 移動手段
14制御装置(照り面検出手段)
20照明手段
30観測手段
41 第1ローラ
42 第2ローラ
43 第2付勢手段
44距離センサ(移動距離検出手段)
60 レール
61頭頂面
62ゲージコーナー

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