[发明专利]受电弓位移测定装置以及滑触线硬点检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种受电弓位移测量装置以及滑触线硬点检测方法，特别是涉及使用由线传感器照相机摄影到的受电弓的图像并通过模式匹配处理来测量滑触线的硬点的受电弓位移测量装置以及滑触线硬点检测方法，该受电弓安装了硬点测量用的标记。

背景技术

在电气铁路设备中，作为检查项目之一可例举滑触线的硬点的测量。例如，滑触线为通过吊架悬挂于吊线的状态。设置有该吊架的位置、除此以外的滑触线的连接位置以及具有拉紧夹的部分等与其它部分相比，滑触线的重量局部地增加，被称作“滑触线的硬点”。

当设置于车辆的顶棚上的作为在滑触线上滑动的集电装置的受电弓通过该滑触线的硬点时，有时受电弓由于滑触线的重量而急剧地下降。在这种情况下，滑触线从受电弓脱线，产生被称作电弧的放电现象。此时在滑触线中由于电弧所产生的热量而产生局部磨损。因此，认为在滑触线的硬点处，与其它部分相比加快了磨损的发展。

由以上情况可知，检测滑触线的硬点在保养、运用/管理电气铁路设备方面成为重要的事项。

如上述那样地，在滑触线的硬点处在受电弓上在铅直方向上产生大的加速度。因此，为了检测滑触线的硬点，只要监视位移与滑触线等价的受电弓的铅直方向的加速度即可。受电弓的加速度能够通过测量受电弓的位移并对其进行二阶微分而求出。

以往，作为受电弓的位移测量方法公知有如下方式。

(1)激光传感器方式

该方式如下：通过反射镜等以激光来扫描受电弓，根据反射波的相位差、反射的激光形状的变形等来测量受电弓的位移。

(2)光切断传感器方式

该方式如下：向受电弓投射条纹状的光，接收对应于受电弓的形状而变为凹凸的条纹光，从而测量受电弓的位移。

(3)图像处理方式

该方式如下(例如，参照专利文献1、2)：通过设置在车辆的顶棚上的线传感器照相机摄影受电弓，在处理用计算机中对所摄影到的图像进行模型匹配、模式匹配等处理，从而测量受电弓的位移。

上述方式中的图像处理方式如下：从通过线传感器照相机所摄影到的受电弓的图像中提取与预先准备好的受电弓的模型匹配的图像上的像素位置，根据从线传感器照相机到受电弓的距离、摄影器具的透镜的焦点距离等，从图像上的像素位置计算出受电弓的实际高度。

该图像处理方式从所摄影到的受电弓的图像中检测与预先取得的受电弓的模型匹配的像素位置、或在设置于车辆的顶棚上的受电弓上安装白黑的条纹花纹的标记、并通过模式匹配从通过线传感器照相机所摄影到的图像中检测标记位置、即受电弓的位置。

而且，在检测了图像上的受电弓的位置之后，根据到受电弓的距离、透镜的焦点距离等的关系，将图像上的像素位置转换为实际的受电弓位移。通过对这样求出的受电弓的位移进行二阶微分而计算出加速度。另外，如专利文献2那样，通过使用线传感器照相机来提高空间分辨率，能够提高精度。与激光传感器方式、光切断方式相比，该方式的装置变得小型化，因此具有如下优点：不仅能够搭载在为测量专用而制造的检测车上，而且还能够搭载在营运车上。

专利文献1：日本特开2006-250774号公报

专利文献2：日本特开2008-104312号公报

发明内容

然而，在使用了线传感器照相机的方式中，如图13所示，为了摄影安装在受电弓1a上的标记4，线传感器照相机2设置在车辆1的顶棚上使得仰望斜上方。

这里，如图13所示，在从线传感器照相机2到受电弓1a的距离长的情况下，该线传感器照相机2的照相机仰角θ_A变小。另一方面，在从线传感器照相机2到受电弓1a的距离短的情况下，该线传感器照相机2的照相机仰角θ_B变大。下面，将在图13中以实线表示的线传感器照相机、以虚线表示的线传感器照相机2分别称作线传感器照相机2A、2B。

在图14(a)、图14(b)分别表示由线传感器照相机2A、线传感器照相机2B所摄影到的标记4的输入图像例。如图14(a)所示，在使用了线传感器照相机2A的情况下，照相机仰角θ_A小，因此在输入图像6A内标记的轨迹M为大致相同的宽度，几乎没有基于受电弓1a的高度的分辨率的差异。与此相对，如图14(b)所示，在使用了线传感器照相机2B的情况下，照相机仰角θ_B大，因此标记的轨迹M根据高度而不同，在输入图像6B内在基于受电弓1a的高度的分辨率上产生差异。