電気鉄道保守用車両位置測定装置
【課題】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。
【解決手段】電気鉄道保守用車両位置測定装置において、ラインセンサ１と、ラインセンサ１で撮影した画像をテンプレート画像と入力画像として作成する画像作成部１０と、画像作成部１０において作成したテンプレート画像と入力画像を保存するメモリ１１と、保存したテンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出してテンプレートデータを作成しメモリ１２に保存するテンプレート作成処理部１３と、入力画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出しメモリ１２に保存するＳＩＦＴ特徴量抽出処理部１４と、保存したテンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像のＳＩＦＴ特徴量との対応点を探索し入力画像中のハンガ位置を検出してメモリ１２に保存するハンガ位置検出処理部１５とを備えた。
【解決手段】電気鉄道保守用車両位置測定装置において、ラインセンサ１と、ラインセンサ１で撮影した画像をテンプレート画像と入力画像として作成する画像作成部１０と、画像作成部１０において作成したテンプレート画像と入力画像を保存するメモリ１１と、保存したテンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出してテンプレートデータを作成しメモリ１２に保存するテンプレート作成処理部１３と、入力画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出しメモリ１２に保存するＳＩＦＴ特徴量抽出処理部１４と、保存したテンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像のＳＩＦＴ特徴量との対応点を探索し入力画像中のハンガ位置を検出してメモリ１２に保存するハンガ位置検出処理部１５とを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架線及び軌道などの保守に用いられる電気鉄道保守用車両の走行位置を測定する電気鉄道保守用車両位置測定装置に関し、特に、画像処理により電気鉄道保守用車両の走行位置と通過時刻との関係を取得する電気鉄道保守用車両位置測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気鉄道の設備としては、主に架線と軌道とが挙げられる。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。架線は、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。このため、架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虞がある。また、軌道は、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虞がある。
【０００３】
このようなことから、架線や軌道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、架線や軌道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。
【０００４】
現在、架線や軌道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、下記特許文献１参照）。
【０００５】
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。
【０００６】
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、下記特許文献２参照）。
【０００７】
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、下記特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−８９５２３号公報
【特許文献２】特開２００６−２４８４１２号公報
【特許文献３】特開２００４−１７７００号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】藤吉弘亘、「Ｇｒａｄｉｅｎｔベースの特徴抽出−ＳＩＦＴとＨＯＧ−」、情報処理学会 研究報告 ＣＶＩＭ １６０、２００７年、ｐ．２１１−２２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の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、軌道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。
【００１１】
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虞があるという問題があった。
【００１２】
このため、従来の自動列車制御装置において、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（以下、ラインセンサという）によって撮影した架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誤差を解消することが考えられる。
【００１３】
しかしながら、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虞があり、また、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虞があった。
【００１４】
以上のことから、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ができる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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、
架線や架線を支持するハンガを吊る吊架線の画像を撮影するラインセンサと、
前記ラインセンサで撮影した画像をテンプレート画像と入力画像として作成する画像作成部と、
前記画像作成部において作成した前記テンプレート画像と前記入力画像を保存する記憶部と、
前記記憶部に保存した前記テンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出してテンプレートデータを作成し前記記憶部に保存するテンプレート作成処理部と、
前記記憶部に保存した前記入力画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出し前記記憶部に保存するＳＩＦＴ特徴量抽出処理部と、
前記記憶部に保存した前記テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と前記入力画像のＳＩＦＴ特徴量との対応点を探索し前記入力画像中のハンガ位置を検出して前記記憶部に保存するハンガ位置検出処理部と
を備える
ことを特徴とする。
【００１６】
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、第１の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置において、
前記ラインセンサのサンプリング周波数と前記記憶部に保存した前記入力画像上のハンガ位置に基づき前記ハンガが検出された時刻を算出して時刻データを前記記憶部に保存する時刻記録処理部を備える
ことを特徴とする。
【００１７】
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、第１の発明又は第２の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置において、
前記ハンガ位置検出処理部において、前回のハンガ位置が存在する場合に前回のハンガ位置と吊架線及び架線の傾きデータを受け渡し、前回のハンガ位置を基準として処理領域を限定する次処理領域の計算を行う
ことを特徴とする。
【００１８】
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、第３の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置において、
前記ハンガ位置検出処理部において、前記次処理領域を拡張する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、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ができる電気鉄道保守用車両位置測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成を示した模式図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１の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の手順を示したフローチャートである。
【図４】本発明の第１の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テンプレート画像の例を示した図である。
【図５】本発明の第１の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テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量の例を示した図である。
【図６】本発明の第１の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入力画像の例を示した図である。
【図７】本発明の第１の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ＳＩＦＴ特徴量の対応点探索処理領域の例を示した図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成を示したブロック図である。
【図９】本発明の第２の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の手順を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の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次処理領域の例を示した図。
【図１１】本発明の第３の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次処理領域を拡張した例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の第１の実施例について説明する。
本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置は、車両の屋根上に設置したラインセンサを用いて、ラインセンサを枕木方向に向け、かつ斜め上方に向け吊架線と架線を撮影し、大きさや回転の変化に影響を受けにくい画像特徴量としてＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ‐Ｉｎｖａｒｉａｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）特徴量（上記非特許文献１参照）を求め、予め求めておいたテンプレート用の画像から抽出したＳＩＦＴ特徴量との対応点を求めることにより、ハンガを検出することを特徴とする。
【００２３】
はじめに、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の概要について説明する。
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概要を示した模式図である。
図１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は、架線１０１や架線１０１を支持するハンガ１０２を吊る吊架線１０３の画像を撮影するため、車両１００の屋根上に枕木方向に向け、かつ斜め上方に向けて設置され図１中に矢印Ｌで示す撮影ラインにおいて画像を撮影するラインセンサ１と、夜間やトンネル内においてもラインセンサ１による画像の撮影を可能とするためラインセンサ１の周辺に設置される照明２と、ラインセンサ１で撮影した画像を保存し画像処理を行う車両１００内に設置される処理用パソコン３とを備えている。そして、ラインセンサ１と処理用パソコン３は、画像データが送信可能なように接続されている。なお、図１中の矢印Ａで示す方向は車両１００の進行方向を示している。
【００２４】
次に、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成について説明する。
図２は、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成を示したブロック図である。
図２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は、ラインセンサ１で撮影した画像をテンプレート画像と入力画像として作成する画像作成部１０と、画像作成部１０において作成したテンプレート画像と入力画像を保存するメモリ１１と、メモリ１１に保存したテンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出してテンプレートデータを作成しメモリ１２に保存するテンプレート作成処理部１３と、メモリ１１に保存した入力画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出しメモリ１２に保存するＳＩＦＴ特徴量抽出処理部１４と、メモリ１２に保存したテンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像のＳＩＦＴ特徴量との対応点を探索し画像中のハンガ位置を検出してメモリ１２に保存するハンガ位置検出処理部１５と、ラインセンサ１のサンプリング周波数とメモリ１２に保存した画像上のハンガ位置に基づきハンガ１０２が検出された時刻を算出して時刻データをメモリ１２に保存する時刻記録処理部１６とを備えている。
【００２５】
なお、本実施例においては、処理用パソコン３が画像作成部１０、メモリ１１，１２、テンプレート作成処理部１３、ＳＩＦＴ特徴量抽出処理部１４、ハンガ位置検出処理部１５、ハンガ位置検出処理部１５及び時刻記録処理部１６の役割を果たしている。また、メモリ１１とメモリ１２は共通のメモリとすることも可能である。
【００２６】
次に、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の手順について説明する。
図３は、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の手順を示したフローチャートである。
図３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における処理の手順として、はじめに、ステップＰ１０において、ラインセンサ１からテンプレート用の画像を取得する。なお、図４に示すように、テンプレート画像は、１個のハンガ１０２が撮影されている部分を切り出した画像とする。
【００２７】
次に、ステップＰ１１において、テンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出し、テンプレートデータを作成する。なお、図５中に黒丸で示すように、ＳＩＦＴ特徴量はテンプレート画像上に複数存在しており、その全てのテンプレートデータを作成する。なお、ＳＩＦＴ特徴量の求め方については、上記非特許文献１に記載されている方法を用いることとし、ここでの説明は省略する。
【００２８】
次に、ステップＰ１２において、ラインセンサ１から入力画像を作成する。なお、図６に示すように、入力画像は、縦軸が高さで、横軸が時間となる。
次に、ステップＰ１３において、入力画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出する。
【００２９】
次に、ステップＰ１４において、テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像のＳＩＦＴ特徴量との対応点探索を行い、入力画像内の全ハンガ位置を検出する。なお、ハンガ位置の検出方法は、テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像の全ＳＩＦＴ特徴量とのユークリッド距離を計算し、最小の値になったものを対応点とする。また、同様に、テンプレートデータの全ＳＩＦＴ特徴量に対してユークリッド距離を求め、それぞれ対応した点を基にハンガ位置を検出する。
【００３０】
ここで、ユークリッド距離とは、テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像のＳＩＦＴ特徴量との差を２乗し、それらの総和の平方根を計算したものである。具体的には、ＳＩＦＴ特徴量は１２８次元の特徴量となる。このため、ユークリッド距離を計算すると下記式（１）のようになる。
【００３１】
【数１】
上記式（１）において、Ｖは入力画像のＳＩＦＴ特徴量、ＶtはテンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量、ｄはユークリッド距離を意味している。
【００３２】
なお、通常、ユークリッド距離が最小になる箇所は、１枚の入力画像内で１点しか現れない。また、車両１００の走行速度によっては、１枚の入力画像内で複数のハンガ１０２が撮影される可能性があり、このままでは全てのハンガ１０２を検出することができない。
【００３３】
ところで、ラインセンサ１により撮影された横軸が時間の入力画像においては、同一時間上に複数のハンガ１０２が存在することはない。このため、本実施例においては、図７中に破線で示すように、１枚の入力画像を時間ごとに短冊状に区切り、対応点探索を行うことで、複数のハンガ１０２を検出できるようにしている。なお、区切り幅は任意であるが、基本的にテンプレートデータの幅と同程度とする。
【００３４】
次に、ステップＰ１５において、検出したハンガ位置から時刻を計算し、時刻を記録する。図６に示すように、入力画像は、横軸が時間となっている。そして、ラインセンサ１のサンプリング周波数と入力画像上のハンガ位置を基に時刻を算出することが可能となる。
【００３５】
例えば、ラインセンサ１のサンプリング周波数が１ｋＨｚであって、ハンガ１０２が時間軸方向の１００ライン目で検出された場合、１ライン当たりの撮影時間は、１［ｓｅｃ］÷１０００［Ｈｚ］＝０．００１［ｓｅｃ］であり、ハンガ１０２が１００ライン目で検出されたので、０．００１［ｓｅｃ］×１００［ライン］＝０．１［ｓｅｃ］となる。
【００３６】
最後に、ステップＰ１６において、全ての入力画像に対して処理が終了するまでステップＰ１２〜１６を繰り返し、全ての入力画像に対して処理が終了した時点で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一連の処理を終了する。
【００３７】
以上説明したように、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像のＳＩＦＴ特徴量とを用いた対応点探索処理を行うことにより、図６に示すように、ハンガ１０２が周囲の構造物１０４と同一箇所に存在していた場合であってもハンガ１０２を検出することが可能となるため、ハンガ１０２の未検出を防ぐことができる。
【００３８】
また、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、スケールや回転や明度変化に対して頑健なＳＩＦＴ特徴量を用いるため、スケールや回転や明度変化に応じ全ての場合のテンプレートデータを準備する必要がなく、スケールや回転や明度変化があった場合であっても１つのテンプレートデータがあれば検出可能であるため、ハンガ１０２の検出効率を高めることができる。
【実施例２】
【００３９】
以下、本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の第２の実施例について説明する。
本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置は、第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置とほぼ同様の構成であるが、前回のハンガ位置が存在する場合に、前回のハンガ位置を基準とし、処理領域を限定することにより、処理の高速化を図っている点が異なっている。
【００４０】
次に、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成について説明する。
図８は、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成を示したブロック図である。
図８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の構成は、第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成とほぼ同様であるが、ハンガ位置検出処理部１５において、前回のハンガ検出位置が存在する場合に、前回のハンガ位置と吊架線１０３及び架線１０１の傾きデータを受け渡し、前回のハンガ位置を基準に処理領域を限定した次処理領域の計算を行う点が異なっている。
【００４１】
次に、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の手順について説明する。
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の手順は、第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の処理の手順とほぼ同様であるが、前回のハンガ位置が存在する場合に、前回のハンガ位置を基準に処理領域を限定する次処理領域の計算処理を追加した点が異なる。
【００４２】
ＳＩＦＴ特徴量は、算出する処理に時間が掛かり過ぎるため、処理の高速化を図る必要がある。ＳＩＦＴ特徴量の算出に要する時間は、処理領域の大きさに比例するため、処理領域を限定することができれば効率的に処理を行うことができる。ここで、ハンガ１０２は必ず吊架線１０３と架線１０１の間に存在し、かつ、吊架線１０３と架線１０１の傾き方向に存在する可能性が高いため、１個目のハンガ１０２を検出することができれば、処理領域を限定することが可能である。このように、吊架線１０３及び架線１０１の傾きから次処理領域を限定することができるため、処理の高速化を図ることができる。
【００４３】
図９は、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の手順を示したフローチャートである。
図９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における処理の手順として、はじめに、ステップＰ１０において、ラインセンサ１からテンプレート用の画像を取得する。なお、図４に示すように、テンプレート画像は、１個のハンガ１０２が撮影されている部分を切り出した画像とする。
【００４４】
次に、ステップＰ１１において、テンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出し、テンプレートデータを作成する。なお、図５中に黒丸で示すように、ＳＩＦＴ特徴量はテンプレート画像上に複数存在しており、その全てのテンプレートデータを作成する。なお、ＳＩＦＴ特徴量の求め方については、上記非特許文献１に記載されているため、ここでの説明は省略する。
【００４５】
次に、ステップＰ１２において、ラインセンサ１から入力画像を作成する。なお、図６に示すように、入力画像は、縦軸が高さで、横軸が時間となる。
次に、ステップＰ２０において、前回のハンガ位置が存在する場合、ステップＰ２１において次処理領域の計算処理を実行する。また、前回のハンガ位置がない場合、ステップＰ１３において入力画像全体からハンガ位置検出処理を行う。
【００４６】
次に、ステップＰ２１において、１枚目の画像中からハンガ１０２を検出し、１枚目のハンガ検出位置４と吊架線１０３と架線１０１の傾きに基づき次処理領域５を決定する。具体的には、図１０に示すように、吊架線１０３と架線１０１の傾きが右下方向である場合、ハンガ１０２は吊架線１０３と架線１０１との間に存在するため、吊架線１０３と架線１０１の傾き方向に存在する可能性が高い。このため、１枚目のハンガ位置４を基準に、吊架線１０３と架線１０１の傾き方向に次処理領域５を決定することができる。
【００４７】
なお、図１０中にＡ，Ｂで示す一点鎖線を画像の切れ目とし、一点鎖線Ａより左側を１枚目の画像、一点鎖線Ａと一点鎖線Ｂとの間を２枚目の画像、一点鎖線Ｂより右側を３枚目の画像とする。
【００４８】
次に、ステップＰ１４において、次処理領域５内又は画像全体でハンガ位置検出処理を行う。
次に、ステップＰ１５において、検出したハンガ位置から時刻を計算し、時刻を記録する。
【００４９】
最後に、ステップＰ１６において前回のハンガ位置が存在する場合はステップＰ１２〜１５を入力画像がなくなるまで繰り返し、全ての入力画像に対して処理が終了した時点で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一連の処理を終了する。
【００５０】
以上説明したように、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の奏する効果に加え、処理領域を次処理領域５に限定することにより、処理の高速化を図ることができる。
【実施例３】
【００５１】
以下、本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の第３の実施例について説明する。
本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置は、第２の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置とほぼ同様の構成であるが、処理領域を次処理領域５に限定する処理時に、次処理領域５を拡張することにより、ハンガ位置検出精度を向上させる点が異なっている。
【００５２】
次に、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の手順について説明する。
図１１中にＡで示す一点鎖線を画像の切れ目とし、一点鎖線Ａの左側を１枚目の画像、一点鎖線Ａの右側を２枚目の画像とする。図１１に示すように、画像の切れ目にハンガ１０２が撮影されてしまった場合、ＳＩＦＴ特徴量が異なるものとなってしまうため、ハンガ１０２が検出できない可能性がある。そこで、図１１に示すように、次処理領域５の範囲を前画像、すなわち１枚目の画像の一部を含めるように拡張することにより、画像の切れ目に撮影されてしまったハンガ１０２を検出することが可能となる。
【００５３】
以上説明したように、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、第２の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の奏する効果に加え、次処理領域５を拡張することにより、図１１に示すように、画像の切れ目にハンガ１０２が撮影されている場合であっても、ハンガ１０２を精度良く検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、架線及び軌道などの保守に用いられる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。
【符号の説明】
【００５５】
１ ラインセンサ
２ 照明
３ 処理用パソコン
４ ハンガ位置
５ 次処理領域
１０ 画像作成部
１１，１２ メモリ
１３ テンプレート作成処理部
１４ ＳＩＦＴ特徴量抽出処理部
１５ ハンガ位置検出処理部
１６ 時刻記録処理部
１００ 車両
１０１ 架線
１０２ ハンガ
１０３ 吊架線
１０４ 構造物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架線及び軌道などの保守に用いられる電気鉄道保守用車両の走行位置を測定する電気鉄道保守用車両位置測定装置に関し、特に、画像処理により電気鉄道保守用車両の走行位置と通過時刻との関係を取得する電気鉄道保守用車両位置測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気鉄道の設備としては、主に架線と軌道とが挙げられる。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。架線は、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。このため、架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虞がある。また、軌道は、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虞がある。
【０００３】
このようなことから、架線や軌道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、架線や軌道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。
【０００４】
現在、架線や軌道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、下記特許文献１参照）。
【０００５】
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。
【０００６】
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、下記特許文献２参照）。
【０００７】
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、下記特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−８９５２３号公報
【特許文献２】特開２００６−２４８４１２号公報
【特許文献３】特開２００４−１７７００号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】藤吉弘亘、「Ｇｒａｄｉｅｎｔベースの特徴抽出−ＳＩＦＴとＨＯＧ−」、情報処理学会 研究報告 ＣＶＩＭ １６０、２００７年、ｐ．２１１−２２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した従来の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、軌道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。
【００１１】
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虞があるという問題があった。
【００１２】
このため、従来の自動列車制御装置において、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（以下、ラインセンサという）によって撮影した架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誤差を解消することが考えられる。
【００１３】
しかしながら、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虞があり、また、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虞があった。
【００１４】
以上のことから、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ができる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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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、
架線や架線を支持するハンガを吊る吊架線の画像を撮影するラインセンサと、
前記ラインセンサで撮影した画像をテンプレート画像と入力画像として作成する画像作成部と、
前記画像作成部において作成した前記テンプレート画像と前記入力画像を保存する記憶部と、
前記記憶部に保存した前記テンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出してテンプレートデータを作成し前記記憶部に保存するテンプレート作成処理部と、
前記記憶部に保存した前記入力画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出し前記記憶部に保存するＳＩＦＴ特徴量抽出処理部と、
前記記憶部に保存した前記テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と前記入力画像のＳＩＦＴ特徴量との対応点を探索し前記入力画像中のハンガ位置を検出して前記記憶部に保存するハンガ位置検出処理部と
を備える
ことを特徴とする。
【００１６】
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、第１の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置において、
前記ラインセンサのサンプリング周波数と前記記憶部に保存した前記入力画像上のハンガ位置に基づき前記ハンガが検出された時刻を算出して時刻データを前記記憶部に保存する時刻記録処理部を備える
ことを特徴とする。
【００１７】
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、第１の発明又は第２の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置において、
前記ハンガ位置検出処理部において、前回のハンガ位置が存在する場合に前回のハンガ位置と吊架線及び架線の傾きデータを受け渡し、前回のハンガ位置を基準として処理領域を限定する次処理領域の計算を行う
ことを特徴とする。
【００１８】
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、第３の発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置において、
前記ハンガ位置検出処理部において、前記次処理領域を拡張する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、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ができる電気鉄道保守用車両位置測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成を示した模式図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第１の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の手順を示したフローチャートである。
【図４】本発明の第１の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テンプレート画像の例を示した図である。
【図５】本発明の第１の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テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量の例を示した図である。
【図６】本発明の第１の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入力画像の例を示した図である。
【図７】本発明の第１の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ＳＩＦＴ特徴量の対応点探索処理領域の例を示した図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成を示したブロック図である。
【図９】本発明の第２の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の手順を示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の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次処理領域の例を示した図。
【図１１】本発明の第３の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次処理領域を拡張した例を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の第１の実施例について説明する。
本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置は、車両の屋根上に設置したラインセンサを用いて、ラインセンサを枕木方向に向け、かつ斜め上方に向け吊架線と架線を撮影し、大きさや回転の変化に影響を受けにくい画像特徴量としてＳＩＦＴ（Ｓｃａｌｅ‐Ｉｎｖａｒｉａｎｔ Ｆｅａｔｕｒｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）特徴量（上記非特許文献１参照）を求め、予め求めておいたテンプレート用の画像から抽出したＳＩＦＴ特徴量との対応点を求めることにより、ハンガを検出することを特徴とする。
【００２３】
はじめに、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の概要について説明する。
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概要を示した模式図である。
図１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は、架線１０１や架線１０１を支持するハンガ１０２を吊る吊架線１０３の画像を撮影するため、車両１００の屋根上に枕木方向に向け、かつ斜め上方に向けて設置され図１中に矢印Ｌで示す撮影ラインにおいて画像を撮影するラインセンサ１と、夜間やトンネル内においてもラインセンサ１による画像の撮影を可能とするためラインセンサ１の周辺に設置される照明２と、ラインセンサ１で撮影した画像を保存し画像処理を行う車両１００内に設置される処理用パソコン３とを備えている。そして、ラインセンサ１と処理用パソコン３は、画像データが送信可能なように接続されている。なお、図１中の矢印Ａで示す方向は車両１００の進行方向を示している。
【００２４】
次に、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成について説明する。
図２は、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成を示したブロック図である。
図２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は、ラインセンサ１で撮影した画像をテンプレート画像と入力画像として作成する画像作成部１０と、画像作成部１０において作成したテンプレート画像と入力画像を保存するメモリ１１と、メモリ１１に保存したテンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出してテンプレートデータを作成しメモリ１２に保存するテンプレート作成処理部１３と、メモリ１１に保存した入力画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出しメモリ１２に保存するＳＩＦＴ特徴量抽出処理部１４と、メモリ１２に保存したテンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像のＳＩＦＴ特徴量との対応点を探索し画像中のハンガ位置を検出してメモリ１２に保存するハンガ位置検出処理部１５と、ラインセンサ１のサンプリング周波数とメモリ１２に保存した画像上のハンガ位置に基づきハンガ１０２が検出された時刻を算出して時刻データをメモリ１２に保存する時刻記録処理部１６とを備えている。
【００２５】
なお、本実施例においては、処理用パソコン３が画像作成部１０、メモリ１１，１２、テンプレート作成処理部１３、ＳＩＦＴ特徴量抽出処理部１４、ハンガ位置検出処理部１５、ハンガ位置検出処理部１５及び時刻記録処理部１６の役割を果たしている。また、メモリ１１とメモリ１２は共通のメモリとすることも可能である。
【００２６】
次に、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の手順について説明する。
図３は、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の手順を示したフローチャートである。
図３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における処理の手順として、はじめに、ステップＰ１０において、ラインセンサ１からテンプレート用の画像を取得する。なお、図４に示すように、テンプレート画像は、１個のハンガ１０２が撮影されている部分を切り出した画像とする。
【００２７】
次に、ステップＰ１１において、テンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出し、テンプレートデータを作成する。なお、図５中に黒丸で示すように、ＳＩＦＴ特徴量はテンプレート画像上に複数存在しており、その全てのテンプレートデータを作成する。なお、ＳＩＦＴ特徴量の求め方については、上記非特許文献１に記載されている方法を用いることとし、ここでの説明は省略する。
【００２８】
次に、ステップＰ１２において、ラインセンサ１から入力画像を作成する。なお、図６に示すように、入力画像は、縦軸が高さで、横軸が時間となる。
次に、ステップＰ１３において、入力画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出する。
【００２９】
次に、ステップＰ１４において、テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像のＳＩＦＴ特徴量との対応点探索を行い、入力画像内の全ハンガ位置を検出する。なお、ハンガ位置の検出方法は、テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像の全ＳＩＦＴ特徴量とのユークリッド距離を計算し、最小の値になったものを対応点とする。また、同様に、テンプレートデータの全ＳＩＦＴ特徴量に対してユークリッド距離を求め、それぞれ対応した点を基にハンガ位置を検出する。
【００３０】
ここで、ユークリッド距離とは、テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像のＳＩＦＴ特徴量との差を２乗し、それらの総和の平方根を計算したものである。具体的には、ＳＩＦＴ特徴量は１２８次元の特徴量となる。このため、ユークリッド距離を計算すると下記式（１）のようになる。
【００３１】
【数１】
上記式（１）において、Ｖは入力画像のＳＩＦＴ特徴量、ＶtはテンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量、ｄはユークリッド距離を意味している。
【００３２】
なお、通常、ユークリッド距離が最小になる箇所は、１枚の入力画像内で１点しか現れない。また、車両１００の走行速度によっては、１枚の入力画像内で複数のハンガ１０２が撮影される可能性があり、このままでは全てのハンガ１０２を検出することができない。
【００３３】
ところで、ラインセンサ１により撮影された横軸が時間の入力画像においては、同一時間上に複数のハンガ１０２が存在することはない。このため、本実施例においては、図７中に破線で示すように、１枚の入力画像を時間ごとに短冊状に区切り、対応点探索を行うことで、複数のハンガ１０２を検出できるようにしている。なお、区切り幅は任意であるが、基本的にテンプレートデータの幅と同程度とする。
【００３４】
次に、ステップＰ１５において、検出したハンガ位置から時刻を計算し、時刻を記録する。図６に示すように、入力画像は、横軸が時間となっている。そして、ラインセンサ１のサンプリング周波数と入力画像上のハンガ位置を基に時刻を算出することが可能となる。
【００３５】
例えば、ラインセンサ１のサンプリング周波数が１ｋＨｚであって、ハンガ１０２が時間軸方向の１００ライン目で検出された場合、１ライン当たりの撮影時間は、１［ｓｅｃ］÷１０００［Ｈｚ］＝０．００１［ｓｅｃ］であり、ハンガ１０２が１００ライン目で検出されたので、０．００１［ｓｅｃ］×１００［ライン］＝０．１［ｓｅｃ］となる。
【００３６】
最後に、ステップＰ１６において、全ての入力画像に対して処理が終了するまでステップＰ１２〜１６を繰り返し、全ての入力画像に対して処理が終了した時点で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一連の処理を終了する。
【００３７】
以上説明したように、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と入力画像のＳＩＦＴ特徴量とを用いた対応点探索処理を行うことにより、図６に示すように、ハンガ１０２が周囲の構造物１０４と同一箇所に存在していた場合であってもハンガ１０２を検出することが可能となるため、ハンガ１０２の未検出を防ぐことができる。
【００３８】
また、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、スケールや回転や明度変化に対して頑健なＳＩＦＴ特徴量を用いるため、スケールや回転や明度変化に応じ全ての場合のテンプレートデータを準備する必要がなく、スケールや回転や明度変化があった場合であっても１つのテンプレートデータがあれば検出可能であるため、ハンガ１０２の検出効率を高めることができる。
【実施例２】
【００３９】
以下、本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の第２の実施例について説明する。
本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置は、第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置とほぼ同様の構成であるが、前回のハンガ位置が存在する場合に、前回のハンガ位置を基準とし、処理領域を限定することにより、処理の高速化を図っている点が異なっている。
【００４０】
次に、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成について説明する。
図８は、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成を示したブロック図である。
図８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の構成は、第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の構成とほぼ同様であるが、ハンガ位置検出処理部１５において、前回のハンガ検出位置が存在する場合に、前回のハンガ位置と吊架線１０３及び架線１０１の傾きデータを受け渡し、前回のハンガ位置を基準に処理領域を限定した次処理領域の計算を行う点が異なっている。
【００４１】
次に、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の手順について説明する。
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の手順は、第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の処理の手順とほぼ同様であるが、前回のハンガ位置が存在する場合に、前回のハンガ位置を基準に処理領域を限定する次処理領域の計算処理を追加した点が異なる。
【００４２】
ＳＩＦＴ特徴量は、算出する処理に時間が掛かり過ぎるため、処理の高速化を図る必要がある。ＳＩＦＴ特徴量の算出に要する時間は、処理領域の大きさに比例するため、処理領域を限定することができれば効率的に処理を行うことができる。ここで、ハンガ１０２は必ず吊架線１０３と架線１０１の間に存在し、かつ、吊架線１０３と架線１０１の傾き方向に存在する可能性が高いため、１個目のハンガ１０２を検出することができれば、処理領域を限定することが可能である。このように、吊架線１０３及び架線１０１の傾きから次処理領域を限定することができるため、処理の高速化を図ることができる。
【００４３】
図９は、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の手順を示したフローチャートである。
図９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における処理の手順として、はじめに、ステップＰ１０において、ラインセンサ１からテンプレート用の画像を取得する。なお、図４に示すように、テンプレート画像は、１個のハンガ１０２が撮影されている部分を切り出した画像とする。
【００４４】
次に、ステップＰ１１において、テンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出し、テンプレートデータを作成する。なお、図５中に黒丸で示すように、ＳＩＦＴ特徴量はテンプレート画像上に複数存在しており、その全てのテンプレートデータを作成する。なお、ＳＩＦＴ特徴量の求め方については、上記非特許文献１に記載されているため、ここでの説明は省略する。
【００４５】
次に、ステップＰ１２において、ラインセンサ１から入力画像を作成する。なお、図６に示すように、入力画像は、縦軸が高さで、横軸が時間となる。
次に、ステップＰ２０において、前回のハンガ位置が存在する場合、ステップＰ２１において次処理領域の計算処理を実行する。また、前回のハンガ位置がない場合、ステップＰ１３において入力画像全体からハンガ位置検出処理を行う。
【００４６】
次に、ステップＰ２１において、１枚目の画像中からハンガ１０２を検出し、１枚目のハンガ検出位置４と吊架線１０３と架線１０１の傾きに基づき次処理領域５を決定する。具体的には、図１０に示すように、吊架線１０３と架線１０１の傾きが右下方向である場合、ハンガ１０２は吊架線１０３と架線１０１との間に存在するため、吊架線１０３と架線１０１の傾き方向に存在する可能性が高い。このため、１枚目のハンガ位置４を基準に、吊架線１０３と架線１０１の傾き方向に次処理領域５を決定することができる。
【００４７】
なお、図１０中にＡ，Ｂで示す一点鎖線を画像の切れ目とし、一点鎖線Ａより左側を１枚目の画像、一点鎖線Ａと一点鎖線Ｂとの間を２枚目の画像、一点鎖線Ｂより右側を３枚目の画像とする。
【００４８】
次に、ステップＰ１４において、次処理領域５内又は画像全体でハンガ位置検出処理を行う。
次に、ステップＰ１５において、検出したハンガ位置から時刻を計算し、時刻を記録する。
【００４９】
最後に、ステップＰ１６において前回のハンガ位置が存在する場合はステップＰ１２〜１５を入力画像がなくなるまで繰り返し、全ての入力画像に対して処理が終了した時点で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一連の処理を終了する。
【００５０】
以上説明したように、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、第１の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の奏する効果に加え、処理領域を次処理領域５に限定することにより、処理の高速化を図ることができる。
【実施例３】
【００５１】
以下、本発明に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の第３の実施例について説明する。
本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置は、第２の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置とほぼ同様の構成であるが、処理領域を次処理領域５に限定する処理時に、次処理領域５を拡張することにより、ハンガ位置検出精度を向上させる点が異なっている。
【００５２】
次に、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の手順について説明する。
図１１中にＡで示す一点鎖線を画像の切れ目とし、一点鎖線Ａの左側を１枚目の画像、一点鎖線Ａの右側を２枚目の画像とする。図１１に示すように、画像の切れ目にハンガ１０２が撮影されてしまった場合、ＳＩＦＴ特徴量が異なるものとなってしまうため、ハンガ１０２が検出できない可能性がある。そこで、図１１に示すように、次処理領域５の範囲を前画像、すなわち１枚目の画像の一部を含めるように拡張することにより、画像の切れ目に撮影されてしまったハンガ１０２を検出することが可能となる。
【００５３】
以上説明したように、本実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置によれば、第２の実施例に係る電気鉄道保守用車両位置測定装置の奏する効果に加え、次処理領域５を拡張することにより、図１１に示すように、画像の切れ目にハンガ１０２が撮影されている場合であっても、ハンガ１０２を精度良く検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、架線及び軌道などの保守に用いられる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。
【符号の説明】
【００５５】
１ ラインセンサ
２ 照明
３ 処理用パソコン
４ ハンガ位置
５ 次処理領域
１０ 画像作成部
１１，１２ メモリ
１３ テンプレート作成処理部
１４ ＳＩＦＴ特徴量抽出処理部
１５ ハンガ位置検出処理部
１６ 時刻記録処理部
１００ 車両
１０１ 架線
１０２ ハンガ
１０３ 吊架線
１０４ 構造物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架線や架線を支持するハンガを吊る吊架線の画像を撮影するラインセンサと、
前記ラインセンサで撮影した画像をテンプレート画像と入力画像として作成する画像作成部と、
前記画像作成部において作成した前記テンプレート画像と前記入力画像を保存する記憶部と、
前記記憶部に保存した前記テンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出してテンプレートデータを作成し前記記憶部に保存するテンプレート作成処理部と、
前記記憶部に保存した前記入力画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出し前記記憶部に保存するＳＩＦＴ特徴量抽出処理部と、
前記記憶部に保存した前記テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と前記入力画像のＳＩＦＴ特徴量との対応点を探索し前記入力画像中のハンガ位置を検出して前記記憶部に保存するハンガ位置検出処理部と
を備える
ことを特徴とする電気鉄道保守用車両位置測定装置。
【請求項２】
前記ラインセンサのサンプリング周波数と前記記憶部に保存した前記入力画像上のハンガ位置に基づき前記ハンガが検出された時刻を算出して時刻データを前記記憶部に保存する時刻記録処理部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の電気鉄道保守用車両位置測定装置。
【請求項３】
前記ハンガ位置検出処理部において、前回のハンガ位置が存在する場合に前回のハンガ位置と吊架線及び架線の傾きデータを受け渡し、前回のハンガ位置を基準として処理領域を限定する次処理領域の計算を行う
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気鉄道保守用車両位置測定装置。
【請求項４】
前記ハンガ位置検出処理部において、前記次処理領域を拡張する
ことを特徴とする請求項３に記載の電気鉄道保守用車両位置測定装置。
【請求項１】
架線や架線を支持するハンガを吊る吊架線の画像を撮影するラインセンサと、
前記ラインセンサで撮影した画像をテンプレート画像と入力画像として作成する画像作成部と、
前記画像作成部において作成した前記テンプレート画像と前記入力画像を保存する記憶部と、
前記記憶部に保存した前記テンプレート画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出してテンプレートデータを作成し前記記憶部に保存するテンプレート作成処理部と、
前記記憶部に保存した前記入力画像からＳＩＦＴ特徴量を抽出し前記記憶部に保存するＳＩＦＴ特徴量抽出処理部と、
前記記憶部に保存した前記テンプレートデータのＳＩＦＴ特徴量と前記入力画像のＳＩＦＴ特徴量との対応点を探索し前記入力画像中のハンガ位置を検出して前記記憶部に保存するハンガ位置検出処理部と
を備える
ことを特徴とする電気鉄道保守用車両位置測定装置。
【請求項２】
前記ラインセンサのサンプリング周波数と前記記憶部に保存した前記入力画像上のハンガ位置に基づき前記ハンガが検出された時刻を算出して時刻データを前記記憶部に保存する時刻記録処理部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の電気鉄道保守用車両位置測定装置。
【請求項３】
前記ハンガ位置検出処理部において、前回のハンガ位置が存在する場合に前回のハンガ位置と吊架線及び架線の傾きデータを受け渡し、前回のハンガ位置を基準として処理領域を限定する次処理領域の計算を行う
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電気鉄道保守用車両位置測定装置。
【請求項４】
前記ハンガ位置検出処理部において、前記次処理領域を拡張する
ことを特徴とする請求項３に記載の電気鉄道保守用車両位置測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２３０７２２（Ｐ２０１１−２３０７２２Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０４８６６（Ｐ２０１０−１０４８６６）
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月３０日（２０１０．４．３０）
【出願人】（０００００６１０５）株式会社明電舎 (1,739)
【Ｆターム（参考）】
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