專利名稱：受電弓位移測(cè)定裝置以及滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種受電弓位移測(cè)量裝置以及滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，特別是涉及使用由線傳感器照相機(jī)攝影到的受電弓的圖像并通過模式匹配處理來測(cè)量滑觸線的硬點(diǎn)的受電弓位移測(cè)量裝置以及滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，該受電弓安裝了硬點(diǎn)測(cè)量用的標(biāo)記。
背景技術(shù)：
在電氣鐵路設(shè)備中，作為檢查項(xiàng)目之一可例舉滑觸線的硬點(diǎn)的測(cè)量。例如，滑觸線為通過吊架懸掛于吊線的狀態(tài)。設(shè)置有該吊架的位置、除此以外的滑觸線的連接位置以及具有拉緊夾的部分等與其它部分相比，滑觸線的重量局部地增加，被稱作“滑觸線的硬點(diǎn)”。當(dāng)設(shè)置于車輛的頂棚上的作為在滑觸線上滑動(dòng)的集電裝置的受電弓通過該滑觸線的硬點(diǎn)時(shí)，有時(shí)受電弓由于滑觸線的重量而急劇地下降。在這種情況下，滑觸線從受電弓脫線，產(chǎn)生被稱作電弧的放電現(xiàn)象。此時(shí)在滑觸線中由于電弧所產(chǎn)生的熱量而產(chǎn)生局部磨損。因此，認(rèn)為在滑觸線的硬點(diǎn)處，與其它部分相比加快了磨損的發(fā)展。由以上情況可知，檢測(cè)滑觸線的硬點(diǎn)在保養(yǎng)、運(yùn)用/管理電氣鐵路設(shè)備方面成為重要的事項(xiàng)。如上述那樣地，在滑觸線的硬點(diǎn)處在受電弓上在鉛直方向上產(chǎn)生大的加速度。因此，為了檢測(cè)滑觸線的硬點(diǎn)，只要監(jiān)視位移與滑觸線等價(jià)的受電弓的鉛直方向的加速度即可。受電弓的加速度能夠通過測(cè)量受電弓的位移并對(duì)其進(jìn)行二階微分而求出。以往，作為受電弓的位移測(cè)量方法公知有如下方式。(1)激光傳感器方式該方式如下通過反射鏡等以激光來掃描受電弓，根據(jù)反射波的相位差、反射的激光形狀的變形等來測(cè)量受電弓的位移。(2)光切斷傳感器方式該方式如下向受電弓投射條紋狀的光，接收對(duì)應(yīng)于受電弓的形狀而變?yōu)榘纪沟臈l紋光，從而測(cè)量受電弓的位移。(3)圖像處理方式該方式如下(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)通過設(shè)置在車輛的頂棚上的線傳感器照相機(jī)攝影受電弓，在處理用計(jì)算機(jī)中對(duì)所攝影到的圖像進(jìn)行模型匹配、模式匹配等處理，從而測(cè)量受電弓的位移。上述方式中的圖像處理方式如下從通過線傳感器照相機(jī)所攝影到的受電弓的圖像中提取與預(yù)先準(zhǔn)備好的受電弓的模型匹配的圖像上的像素位置，根據(jù)從線傳感器照相機(jī)到受電弓的距離、攝影器具的透鏡的焦點(diǎn)距離等，從圖像上的像素位置計(jì)算出受電弓的實(shí)際高度。該圖像處理方式從所攝影到的受電弓的圖像中檢測(cè)與預(yù)先取得的受電弓的模型匹配的像素位置、或在設(shè)置于車輛的頂棚上的受電弓上安裝白黑的條紋花紋的標(biāo)記、并通過模式匹配從通過線傳感器照相機(jī)所攝影到的圖像中檢測(cè)標(biāo)記位置、即受電弓的位置。
而且，在檢測(cè)了圖像上的受電弓的位置之后，根據(jù)到受電弓的距離、透鏡的焦點(diǎn)距離等的關(guān)系，將圖像上的像素位置轉(zhuǎn)換為實(shí)際的受電弓位移。通過對(duì)這樣求出的受電弓的位移進(jìn)行二階微分而計(jì)算出加速度。另外，如專利文獻(xiàn)2那樣，通過使用線傳感器照相機(jī)來提高空間分辨率，能夠提高精度。與激光傳感器方式、光切斷方式相比，該方式的裝置變得小型化，因此具有如下優(yōu)點(diǎn)不僅能夠搭載在為測(cè)量專用而制造的檢測(cè)車上，而且還能夠搭載在營(yíng)運(yùn)車上。專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-250774號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2008-104312號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在使用了線傳感器照相機(jī)的方式中，如圖13所示，為了攝影安裝在受電弓 Ia上的標(biāo)記4，線傳感器照相機(jī)2設(shè)置在車輛1的頂棚上使得仰望斜上方。這里，如圖13所示，在從線傳感器照相機(jī)2到受電弓Ia的距離長(zhǎng)的情況下，該線傳感器照相機(jī)2的照相機(jī)仰角ΘΑ變小。另一方面，在從線傳感器照相機(jī)2到受電弓Ia的距離短的情況下，該線傳感器照相機(jī)2的照相機(jī)仰角ΘΒ變大。下面，將在圖13中以實(shí)線表示的線傳感器照相機(jī)、以虛線表示的線傳感器照相機(jī)2分別稱作線傳感器照相機(jī)2Α、2Β。在圖14(a)、圖14(b)分別表示由線傳感器照相機(jī)2Α、線傳感器照相機(jī)2Β所攝影到的標(biāo)記4的輸入圖像例。如圖14(a)所示，在使用了線傳感器照相機(jī)2Α的情況下，照相機(jī)仰角θ Α小，因此在輸入圖像6Α內(nèi)標(biāo)記的軌跡M為大致相同的寬度，幾乎沒有基于受電弓 Ia的高度的分辨率的差異。與此相對(duì)，如圖14(b)所示，在使用了線傳感器照相機(jī)2Β的情況下，照相機(jī)仰角θ Β大，因此標(biāo)記的軌跡M根據(jù)高度而不同，在輸入圖像6Β內(nèi)在基于受電弓Ia的高度的分辨率上產(chǎn)生差異。此外，在圖14中，與時(shí)刻T1的范圍相對(duì)應(yīng)的圖像表示受電弓Ia位于圖13所示的 I的位置的情況，與時(shí)刻T11的范圍相對(duì)應(yīng)的圖像表示受電弓Ia位于圖13所示的II的位置的情況，與時(shí)刻Tm的范圍相對(duì)應(yīng)的圖像表示受電弓Ia位于圖13所示的III的位置的情況。例如，如在圖14中以虛線包圍而示出的那樣，在將受電弓Ia位于II(=時(shí)刻T11) 所示的位置時(shí)所取得的標(biāo)記4的圖像作為模式匹配用的模板7取得的情況下，如圖14(a) 所示那樣地對(duì)通過線傳感器照相機(jī)2Α所攝影到的圖像6Α進(jìn)行模式匹配處理時(shí)模式匹配成功的可能性高，與此相對(duì)，如圖14(b)所示那樣地對(duì)通過線傳感器照相機(jī)2Β所攝影到的圖像6Β進(jìn)行模式匹配處理時(shí)模板7的尺寸不合，存在可能模式匹配失敗這樣的問題。由此，本發(fā)明的特征在于，提供一種能夠提高模式匹配處理的精度的受電弓位移測(cè)量裝置以及滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法。用于解決上述課題的第1發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置，具備設(shè)置在列車的頂棚上而攝影受電弓的攝影單元、以及通過對(duì)由所述攝影單元所攝影到的輸入圖像進(jìn)行圖像處理來取得受電弓的位移的圖像處理單元，該受電弓位移測(cè)量裝置的特征在于，所述圖像處理單元具有輸入圖像制作單元，使用從所述攝影單元輸入的圖像信號(hào)制作輸入圖像；模板設(shè)定單元，設(shè)定模板；圖像分割處理單元，根據(jù)由校準(zhǔn)單元所取得的各像素的分辨率而將所述輸入圖像分割為規(guī)定數(shù)量的區(qū)間；模板放大/縮小處理單元，根據(jù)所述輸入圖像上的每個(gè)所述區(qū)間的分辨率進(jìn)行所述模板的放大或者縮??；模式匹配處理單元，從所述模板和所述輸入圖像檢測(cè)所述輸入圖像中的標(biāo)記的像素位置；受電弓位移計(jì)算單元，根據(jù)所述標(biāo)記的像素位置計(jì)算所述受電弓的實(shí)際位移；濾波處理單元，對(duì)所述受電弓的位移的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑化處理；以及加速度輸出單元，輸出根據(jù)由所述平滑化處理單元進(jìn)行平滑化后的所述受電弓的位移數(shù)據(jù)計(jì)算出的所述受電弓的加速度。另外，這里所說的“校準(zhǔn)單元”是指例如使用日本特愿2009-011648的校準(zhǔn)方法求出各像素的分辨率的單元。第2發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置，其特征在于，在第1發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置中，所述模式匹配處理單元根據(jù)對(duì)緊前的線進(jìn)行的模式匹配處理的結(jié)果而只對(duì)所述輸入圖像的規(guī)定的范圍進(jìn)行模式匹配處理。第3發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置，其特征在于，在第1發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置中，所述模式匹配處理單元根據(jù)從所述輸入圖像檢測(cè)出的與所述模板的相關(guān)值設(shè)定所述模板的移動(dòng)量。第4發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置，其特征在于，在第1至第3中的任一項(xiàng)發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置中，所述模式匹配處理單元在所述標(biāo)記的軌跡跨越鄰接的二個(gè)所述區(qū)間的情況下，以在緊前的線中檢測(cè)到的所述標(biāo)記的位置為基準(zhǔn)，自動(dòng)地修正所述區(qū)間的位置使得所述標(biāo)記的軌跡包含在一個(gè)所述區(qū)間中。第5發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置，其特征在于，在第1至第4中的任一項(xiàng)發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置中，所述模式匹配處理單元粗略地檢測(cè)所述標(biāo)記的軌跡的中心位置，計(jì)算出從所述中心位置起的所述模板的寬度的一半的范圍的平均亮度值，將該值作為閾值來提取所述標(biāo)記的軌跡。此外，這里所說的“粗略”是指如下程度以在模式匹配處理中在匹配結(jié)果中不產(chǎn)生誤差的范圍來檢測(cè)標(biāo)記中心位置。第6發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，使用受電弓位移測(cè)量裝置來檢測(cè)滑觸線的硬點(diǎn)，該受電弓位移測(cè)量裝置具備設(shè)置在列車的頂棚上而攝影受電弓的攝影單元、以及通過對(duì)由所述攝影單元攝影到的輸入圖像進(jìn)行圖像處理而取得受電弓的位移的圖像處理單元， 該滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法的特征在于，包括第一工序，預(yù)先設(shè)定模板；第二工序，使用從所述攝影單元輸入的圖像信號(hào)制作輸入圖像；第三工序，根據(jù)由校準(zhǔn)單元取得的各像素的分辨率而將所述輸入圖像分割為規(guī)定數(shù)量的區(qū)間；第四工序，根據(jù)所述輸入圖像上的每個(gè)所述區(qū)間的分辨率進(jìn)行所述模板的放大或者縮小；第五工序，通過模式匹配處理而從所述模板和所述輸入圖像中檢測(cè)所述輸入圖像中的標(biāo)記的像素位置；第六工序，根據(jù)所述標(biāo)記的像素位置計(jì)算出所述受電弓的實(shí)際的位移；第七工序，對(duì)所述受電弓的位移的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑化處理；以及第八工序，輸出根據(jù)由所述平滑化處理單元進(jìn)行平滑化后的所述受電弓的位移數(shù)據(jù)而計(jì)算出的所述受電弓的加速度。此外，這里所說的“校準(zhǔn)單元”是指例如使用日本特愿2009-011648的校準(zhǔn)方法求出各像素的分辨率的單元。第7發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，在第6發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法中，根據(jù)對(duì)緊前的線進(jìn)行的模式匹配處理的結(jié)果，只對(duì)所述輸入圖像的規(guī)定的范圍進(jìn)行所述第五工序。
第8發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，在第6發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法中，通過根據(jù)從所述輸入圖像檢測(cè)出的與所述模板的每個(gè)像素位置的相關(guān)值來設(shè)定所述模板的移動(dòng)量而進(jìn)行所述第五工序。第9發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，在第6至第8中的任一項(xiàng)滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法中，在所述標(biāo)記的軌跡跨越鄰接的二個(gè)所述區(qū)間的情況下，通過以在緊前的線中檢測(cè)出的所述標(biāo)記的位置為基準(zhǔn)，自動(dòng)地修正所述區(qū)間的位置使得所述標(biāo)記的軌跡包含在一個(gè)所述區(qū)間中而進(jìn)行所述第五工序。第10發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，在第6至第9中的任一項(xiàng)滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法中，通過粗略地檢測(cè)所述標(biāo)記的軌跡的中心位置，并計(jì)算出從所述中心位置起的所述模板的寬度的一半的范圍的平均亮度值，將該值作為閾值而進(jìn)行所述第五工序。此外，這里所說的“粗略”是指如下程度以在模式匹配處理中在匹配結(jié)果中不產(chǎn)生誤差的范圍來檢測(cè)標(biāo)記中心位置。根據(jù)上述的第1發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置，在具備設(shè)置在列車的頂棚上而攝影受電弓的攝影單元、以及通過對(duì)由攝影單元所攝影到的輸入圖像進(jìn)行圖像處理而取得受電弓的位移的圖像處理單元的受電弓位移測(cè)量裝置中，圖像處理單元具有輸入圖像制作單元，使用從攝影單元輸入的圖像信號(hào)制作輸入圖像；模板設(shè)定單元，設(shè)定模板；圖像分割處理單元，根據(jù)由校準(zhǔn)單元所取得的各像素的分辨率而將輸入圖像分割為規(guī)定數(shù)量的區(qū)間； 模板放大/縮小處理單元，根據(jù)輸入圖像上的每個(gè)區(qū)間的分辨率進(jìn)行模板的放大或者縮小；模式匹配處理單元，從模板和輸入圖像中檢測(cè)標(biāo)記的像素位置；受電弓位移計(jì)算單元， 根據(jù)標(biāo)記的像素位置計(jì)算出受電弓的實(shí)際位移；濾波處理單元，對(duì)受電弓的位移的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑化處理；以及加速度輸出單元，輸出根據(jù)由平滑化處理單元進(jìn)行平滑化后的受電弓的位移數(shù)據(jù)計(jì)算出的受電弓的加速度，因此能夠自動(dòng)地求出恰當(dāng)?shù)膱D像分割數(shù)，適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行模式匹配處理而高精度地檢測(cè)標(biāo)記的像素位置，求出滑觸線的硬點(diǎn)。另外，根據(jù)第2發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置，模式匹配處理單元根據(jù)對(duì)緊前的線進(jìn)行的模式匹配處理的結(jié)果而只對(duì)輸入圖像的規(guī)定的范圍進(jìn)行模式匹配處理，因此能夠縮短處理時(shí)間，并且能夠降低檢測(cè)到噪聲等的概率。另外，根據(jù)第3發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置，所述模式匹配處理單元根據(jù)從輸入圖像檢測(cè)出的與模板的相關(guān)值來設(shè)定模板的移動(dòng)量，因此能夠通過與相關(guān)值低的情況相比，將在相關(guān)值高的情況下的模板的移動(dòng)量設(shè)定得小，從而有效地進(jìn)行模式匹配處理。另外，根據(jù)第4發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置，模式匹配處理單元在標(biāo)記的軌跡跨越鄰接的二個(gè)區(qū)間的情況下，以在緊前的線中檢測(cè)到的標(biāo)記的位置為基準(zhǔn)，自動(dòng)地修正區(qū)間的位置使得標(biāo)記的軌跡包含在一個(gè)區(qū)間中，因此能夠防止由于在模式匹配的處理范圍內(nèi)存在劃分位置而在處理范圍內(nèi)產(chǎn)生模板的切換處理，從而有效地進(jìn)行模式匹配處理。另外，根據(jù)第5發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置，模式匹配處理單元粗略地檢測(cè)標(biāo)記的軌跡的中心位置，并計(jì)算出從中心位置到模板的寬度的一半的范圍的平均亮度值，將該值作為閾值來提取標(biāo)記的軌跡，因此能夠防止由于在圖像的劃分位置變更模板尺寸而導(dǎo)致模式匹配結(jié)果偏差幾個(gè)像素的情況，能夠消除劃分位置的誤差，并且相對(duì)于圖像整體的亮度變化能夠穩(wěn)定地進(jìn)行邊緣提取。另外，根據(jù)第6發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，使用受電弓位移測(cè)量裝置來檢測(cè)滑觸線的硬點(diǎn)，該受電弓位移測(cè)量裝置具備設(shè)置在列車的頂棚上并攝影受電弓的攝影單元、 以及通過對(duì)由攝影單元進(jìn)行攝影的輸入圖像進(jìn)行圖像處理而取得受電弓的位移的圖像處理單元，該滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法包括第一工序，預(yù)先設(shè)定模板；第二工序，使用從攝影單元輸入的圖像信號(hào)制作輸入圖像；第三工序，根據(jù)由校準(zhǔn)單元所取得的各像素的分辨率而將輸入圖像分割為規(guī)定數(shù)量的區(qū)間；第四工序，根據(jù)輸入圖像上的每個(gè)區(qū)間的分辨率來進(jìn)行模板的放大或者縮??；第五工序，通過模式匹配處理從模板和輸入圖像中檢測(cè)標(biāo)記的像素位置；第六工序，根據(jù)標(biāo)記的像素位置計(jì)算出受電弓的實(shí)際的位移；第七工序，對(duì)受電弓的位移的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑化處理；以及第八工序，輸出根據(jù)由平滑化處理單元進(jìn)行平滑化后的受電弓的位移數(shù)據(jù)而計(jì)算出的受電弓的加速度，因此能夠自動(dòng)地求出恰當(dāng)?shù)膱D像分割數(shù)，并適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行模式匹配處理而高精度地檢測(cè)標(biāo)記的像素位置，并求出滑觸線的硬點(diǎn)。另外，根據(jù)第7發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，根據(jù)對(duì)緊前的線進(jìn)行的模式匹配處理的結(jié)果而只對(duì)輸入圖像的規(guī)定的范圍進(jìn)行第五工序，因此能夠縮短處理時(shí)間，并且能夠降低檢測(cè)到噪聲等的概率。另外，根據(jù)第8發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，通過根據(jù)從輸入圖像檢測(cè)出的與模板的每個(gè)像素位置的相關(guān)值來設(shè)定模板的移動(dòng)量而進(jìn)行第五工序，因此通過在相關(guān)值低的情況下將模板的移動(dòng)量設(shè)定得大、在相關(guān)值高的情況下將模板的移動(dòng)量設(shè)定得小，能夠有效地進(jìn)行模式匹配處理。另外，根據(jù)第9發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，通過在輸入圖像中的標(biāo)記的軌跡跨越鄰接的二個(gè)區(qū)間的情況下，以在緊前的線中檢測(cè)到的標(biāo)記的位置為基準(zhǔn)，自動(dòng)地修正區(qū)間的位置使得標(biāo)記的軌跡包含在一個(gè)區(qū)間中而進(jìn)行第五工序，因此能夠防止由于在模式匹配的處理范圍內(nèi)存在劃分位置而在處理范圍內(nèi)產(chǎn)生模板的切換處理，從而有效地進(jìn)行模式匹配處理。另外，根據(jù)第10發(fā)明的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，通過粗略地檢測(cè)標(biāo)記的軌跡的中心位置，并計(jì)算出從中心位置到模板的寬度的一半的范圍的平均亮度值，將該值作為閾值而進(jìn)行第五工序，因此能夠防止由于在圖像的劃分位置變更模板尺寸而導(dǎo)致模式匹配結(jié)果偏差幾個(gè)像素，能夠消除劃分位置的誤差，并且相對(duì)于圖像整體的亮度的變化能夠穩(wěn)定地進(jìn)行邊緣提取。


圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的受電弓位移測(cè)量裝置的設(shè)置例的說明圖。圖2是本發(fā)明的實(shí)施例1的受電弓位移測(cè)量裝置的標(biāo)記的主視圖。圖3是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的受電弓位移測(cè)量裝置的概要結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的輸入圖像的一個(gè)例子的說明圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施例1中的模板的例子的說明圖。圖6是表示在本發(fā)明的實(shí)施例1中分割圖像的例子的說明圖。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施例1的受電弓測(cè)量處理的流程的流程圖。圖8是表示在本發(fā)明的實(shí)施例3中輸入圖像中的與模板的相關(guān)值的高低的說明圖。圖9是表示在本發(fā)明的實(shí)施例4中在模式匹配的處理范圍內(nèi)存在劃分位置時(shí)的例子的說明圖。圖10是表示重新設(shè)定了圖9所示的劃分位置的例子的說明圖。圖11是表示在本發(fā)明的實(shí)施例5中針對(duì)每個(gè)區(qū)間設(shè)定的模板尺寸的例子的說明圖。圖12是表示在本發(fā)明的實(shí)施例5中提取白色區(qū)域的邊緣的例子的說明圖，該白色區(qū)域是輸入圖像上的標(biāo)記的白色部分的軌跡。圖13是表示受電弓位移測(cè)量裝置的設(shè)置例的說明圖。圖14(a)是表示線傳感器照相機(jī)的仰角小時(shí)的輸入圖像的例子的說明圖，圖 14(b)是表示線傳感器照相機(jī)的仰角大時(shí)的輸入圖像的例子的說明圖。附圖標(biāo)記說明1 車輛；2 線傳感器照相機(jī)；3 照明裝置；4 標(biāo)記白色部分；4b 黑色部分； 5 處理用計(jì)算機(jī)；5A 運(yùn)算處理裝置；5B 監(jiān)視器；5a 輸入圖像制作部；5b 模板設(shè)定部； 5c 圖像分割處理部；5d 模板放大/縮小處理部；5e 模式匹配處理部；5f 受電弓位移計(jì)算部；5g 濾波處理部；5h 加速度輸出部；6 輸入圖像；6a 白色區(qū)域；6b 黑色區(qū)域；7 模板；7a:白色區(qū)域；7b:黑色區(qū)域；8:劃分位置；V A2、···、&、-An:區(qū)間；WT 模板尺寸。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖詳細(xì)地說明使用了本發(fā)明的圖像處理的滑觸線的硬點(diǎn)測(cè)量中的模式匹配精度的提高方法。實(shí)施例1(使用了針對(duì)圖像的每個(gè)區(qū)間進(jìn)行放大/縮小的模板的模式匹配)使用圖1至圖7來說明本發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置的第1實(shí)施例。圖1是表示本實(shí)施例的受電弓位移測(cè)量裝置的設(shè)置例的說明圖，圖2是在本實(shí)施例中使用的標(biāo)記的主視圖，圖3是表示本實(shí)施例的受電弓位移測(cè)量裝置的概要結(jié)構(gòu)的框圖，圖4是表示輸入圖像的例子的說明圖，圖5是表示模板的例子的說明圖，圖6是表示分割輸入圖像的例子的說明圖，圖7是表示本實(shí)施例的受電弓測(cè)量處理的流程的流程圖。如圖1所示，在本實(shí)施例中受電弓高度測(cè)量裝置構(gòu)成為具備作為固定在車輛1的頂棚上的攝影單元的線傳感器照相機(jī)2、照明裝置3、標(biāo)記4以及設(shè)置在車輛1的內(nèi)部的處理用計(jì)算機(jī)5。線傳感器照相機(jī)2設(shè)置在車輛1的頂棚上以便攝影受電弓la。即、線傳感器照相機(jī)2的朝向設(shè)定為其光軸向斜上方、且其掃描線方向與受電弓Ia的長(zhǎng)方向正交。由該線傳感器照相機(jī)2所取得的圖像信號(hào)被輸入到處理用計(jì)算機(jī)5。照明裝置3的朝向以及照射角度被設(shè)定為對(duì)由線傳感器照相機(jī)2進(jìn)行攝影的位置照射光。標(biāo)記4由反射光的原材料和不反射光的原材料形成，在受電弓Ia的線傳感器照相機(jī)2側(cè)的端面中在能夠由線傳感器照相機(jī)2來攝影的范圍內(nèi)設(shè)置在任意的位置。在本實(shí)施例中使用的標(biāo)記4是如圖2所示那樣地構(gòu)成為交互配置兩根由反射光的原材料構(gòu)成的白色部分#和三根由不反射光的原材料構(gòu)成的黑色部分4b。該標(biāo)記4的大小是任意地決定的。處理用計(jì)算機(jī)5是通過分析從線傳感器照相機(jī)2輸入的圖像來檢測(cè)受電弓Ia的鉛直方向的位移的裝置，具有作為運(yùn)算處理單元的運(yùn)算處理部5A和監(jiān)視器5B。如圖3所示地，運(yùn)算處理部5A具備輸入圖像制作部fe、模板設(shè)定部5b、圖像分割處理部5c、模板放大/縮小處理部5d、模式匹配處理部k、受電弓位移計(jì)算部5f、濾波處理部5g、加速度輸出部釙以及存儲(chǔ)器ml、m2。作為輸入圖像制作單元的輸入圖像制作部fe制作如圖4所示那樣的輸入圖像6， 該輸入圖像6是將從線傳感器照相機(jī)2輸入的圖像信號(hào)按時(shí)序排列而成的。如圖4所示， 因?yàn)闃?biāo)記4反射照明裝置3的光，所以在輸入圖像6中標(biāo)記4的白色部分的軌跡在黑色區(qū)域(圖中加點(diǎn)來表示的部分)6b中表示為帶狀的白色區(qū)域6a。該輸入圖像6經(jīng)由存儲(chǔ)器 ml、m2根據(jù)需要發(fā)送給模板設(shè)定部恥或者圖像分割處理部5c。作為模板設(shè)定單元的模板設(shè)定部恥，作為匹配用的模板(下面，稱作基準(zhǔn)模板)7A 而預(yù)先從如圖4所示那樣的輸入圖像6中取得如圖5所示那樣的標(biāo)記圖案。詳細(xì)地說，將在模式匹配處理部k中的處理時(shí)為了提取輸入圖像6中的標(biāo)記4所使用的標(biāo)記圖案預(yù)先取得為基準(zhǔn)模板7A，并將其登記在存儲(chǔ)器m2中?；鶞?zhǔn)模板7A經(jīng)由存儲(chǔ)器m2而被發(fā)送給模板放大/縮小處理部5d。如圖5所示，基準(zhǔn)模板7A是由從為了制作基準(zhǔn)模板7A而預(yù)先取得的圖像中提取標(biāo)記部分所得到的白色區(qū)域7a和黑色區(qū)域7b構(gòu)成的一維的亮度值數(shù)據(jù)。此時(shí)，作為基準(zhǔn)模板7A，與在標(biāo)記4的白色部分#和其外側(cè)的黑色部分4b的邊界來劃分圖像相比，更希望是劃分圖像使得如圖5所示那樣地包含白色部分#的兩側(cè)的黑色部分4b的一部分。由此，基準(zhǔn)模板7A的特征量增加，能夠降低誤檢測(cè)。此外，在模板設(shè)定部恥中，與基準(zhǔn)模板7A 一起同時(shí)地登記偏置寬度Wre和模板尺寸WT(參照?qǐng)D4)。作為圖像分割處理單元的圖像分割處理部5c，對(duì)從輸入圖像制作部如輸入的輸入圖像6設(shè)置如圖6所示那樣的劃分位置8，將輸入圖像6分割為規(guī)定數(shù)量的區(qū)間、、4、…、 An(下面，將任意的區(qū)間稱作區(qū)間Ai)。全部的區(qū)間Ai的信息經(jīng)由存儲(chǔ)器m2而被發(fā)送給模板放大/縮小處理部5d。此時(shí)，關(guān)于區(qū)間的數(shù)量N，例如根據(jù)通過日本特愿2009-011648中的校準(zhǔn)方法預(yù)先求出的各像素的分辨率而自動(dòng)地算出、且設(shè)定為分辨率變得最低的區(qū)間小于分辨率變得最高的區(qū)間的分辨率的1. 1倍。由此，能夠正確地計(jì)算出分辨率。這里，在本實(shí)施例中作為區(qū)間的數(shù)量N，設(shè)定為分辨率變得最低的區(qū)間的分辨率小于分辨率變得最高的區(qū)間的分辨率的1. 1倍的理由是基于與模板尺寸Wt有關(guān)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。即基于如下結(jié)果改變從攝影標(biāo)記4得到的圖像中取得出的基準(zhǔn)模板7A的尺寸 Wt，調(diào)查在對(duì)取得了基準(zhǔn)模板7A的圖像進(jìn)行模式匹配時(shí)放大或者縮小到哪種程度時(shí)匹配成功。作為模板放大/縮小處理單元的模板放大/縮小處理部5d進(jìn)行如下處理根據(jù)從模板設(shè)定部恥輸入的基準(zhǔn)模板7A和從圖像分割處理部5c輸入的區(qū)間Ai的信息，針對(duì)各個(gè)區(qū)間Ai的每一個(gè)放大或者縮小基準(zhǔn)模板7A并變更其尺寸WT。針對(duì)每個(gè)區(qū)間Ai變更了尺寸 Wt的模板(下面，稱作縮放模板)7B,的數(shù)據(jù)經(jīng)由存儲(chǔ)器m2被發(fā)送給模式匹配處理部k。詳細(xì)地說，針對(duì)各個(gè)區(qū)間Ai的每一個(gè)計(jì)算對(duì)于基準(zhǔn)模板7A的放大/縮小率(下面，稱作縮放率)，使用作為用于放大/縮小圖像的一般方法的雙線性內(nèi)插來放大或者縮小基準(zhǔn)模板7A，制作與各個(gè)區(qū)間Ai相對(duì)應(yīng)的縮放模板7B”關(guān)于縮放模板7Bi的尺寸WTi，在登記基準(zhǔn)模板7A時(shí)也登記其尺寸WT，因此能夠通過對(duì)基準(zhǔn)模板7A的尺寸Wt乘以縮放率來求出ο這里，從下述的式⑴ (3)求出縮放率。此外，用于從圖像的像素位置轉(zhuǎn)換為實(shí)際高度的近似式(4)是例如使用通過日本特愿2009-011648的校準(zhǔn)方法所得到的公式。pn = [a (n+1) 2+b (n+1) +c] - (an2+bn+c)... (1)pori = [a (ori+1) 2+b (ori+1) +c] - [a (ori) 2+b (ori) +c]... (2)scale = pori/pn ... (3)y = ax2+bx+c ... (4)這里，“a”，“b”，“C”是用于從像素位置求出實(shí)際位移的近似式(4)的系數(shù)，“Pn”是要放大/縮小的像素位置η處的分辨率[mm/pix]，“ρ。Η”是基準(zhǔn)模板7Α的像素位置ori處的分辨率[mm/pix] ,“scale”是縮放率。在本實(shí)施例中，分辨率能夠作為與1像素相當(dāng)?shù)母叨萚mm]而求出。即分別求出像素位置η的高度[mm]和一個(gè)相鄰的像素位置n+1的高度[mm]，之后能夠通過從像素位置 n+1的高度減去像素位置η的高度而求出分辨率[mm/pix]。此外，在縮放模板7Bi的尺寸WTi與基準(zhǔn)模板7A的尺寸Wt相同的情況下，將縮放率設(shè)為1這就不用說了。作為模式匹配處理單元的模式匹配處理部k根據(jù)從圖像分割處理部5c輸入的區(qū)間Ai的信息、和從模板放大/縮小處理部5d輸入的縮放模板7Bi的數(shù)據(jù)而針對(duì)各區(qū)間Ai的每一個(gè)進(jìn)行模式匹配處理，檢測(cè)輸入圖像6上的標(biāo)記4的像素位置。通過模式匹配處理部 5e所取得的標(biāo)記4的像素位置經(jīng)由存儲(chǔ)器m2而被發(fā)送給受電弓位移計(jì)算部5f。作為受電弓位移計(jì)算單元的受電弓位移計(jì)算部5f根據(jù)從模式匹配處理部^3輸入的輸入圖像6上的標(biāo)記4的像素位置，將輸入圖像6上的標(biāo)記4的位移轉(zhuǎn)換為實(shí)際的受電弓Ia的位移。此外，用于將輸入圖像6上的受電弓Ia的軌跡的位移轉(zhuǎn)換為實(shí)際的受電弓 Ia的位移的計(jì)算式是例如預(yù)先求出通過日本特愿2009-011648等所得到的近似式并使用該近似式。通過受電弓位移計(jì)算部5f所得到的實(shí)際的受電弓Ia的位移數(shù)據(jù)經(jīng)由存儲(chǔ)器m2 被發(fā)送給濾波處理部5g。作為濾波處理單元的濾波處理部5g對(duì)從受電弓位移計(jì)算部5f輸入的位移數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑化處理。在受電弓Ia的實(shí)際的位移中，成為帶有圖像的量化誤差的狀態(tài)。因此，對(duì)實(shí)際的位移數(shù)據(jù)實(shí)施濾波處理而進(jìn)行位移數(shù)據(jù)的平滑化。由此，降低包含在位移數(shù)據(jù)中的量化誤差。平滑化后的位移數(shù)據(jù)(下面，稱作平滑化位移數(shù)據(jù))經(jīng)由存儲(chǔ)器m2被發(fā)送給加速度輸出部證。作為加速度輸出單元的加速度輸出部證對(duì)從濾波處理部5g輸入的平滑化位移數(shù)據(jù)進(jìn)行二階微分，計(jì)算出標(biāo)記4、即受電弓Ia的鉛直方向的加速度。詳細(xì)地說，通過對(duì)由濾波處理進(jìn)行平滑化后的位移數(shù)據(jù)進(jìn)行二階微分而求出加速度，并將其輸出給監(jiān)視器5B。這里，在本實(shí)施例中，將例如受電弓Ia的加速度成為20G以上的位置檢測(cè)為硬點(diǎn)。計(jì)算出的加速度的數(shù)據(jù)經(jīng)由存儲(chǔ)器m2而被輸出/顯示在監(jiān)視器5B上。下面，根據(jù)圖7簡(jiǎn)單地說明本實(shí)施例的處理用計(jì)算機(jī)5中的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)處理的流程。如圖7所示，首先在處理用計(jì)算機(jī)5中，在模板設(shè)定部恥中進(jìn)行登記基準(zhǔn)模板7A 的處理(步驟Pl)，接著，在輸入圖像制作部fe中進(jìn)行制作輸入圖像6的處理(步驟P2)，該輸入圖像6是將從線傳感器照相機(jī)2輸出的圖像信號(hào)按時(shí)序排列而成的，之后，在圖像分割處理部5c中如圖6所示那樣地進(jìn)行將輸入圖像6分割為期望數(shù)量N的區(qū)間Ap A2,…、 An的處理(步驟P3)。接著，在模板放大/縮小處理部5d中針對(duì)在步驟Pl中登記的基準(zhǔn)模板7A與各個(gè)區(qū)間Ai對(duì)應(yīng)地進(jìn)行放大或者縮小的處理(步驟P4)，接著，在模式匹配處理部k中進(jìn)行對(duì)針對(duì)輸入圖像6的各區(qū)間Ai的每一個(gè)進(jìn)行放大或者縮小后的縮放模板7Bi與輸入圖像6進(jìn)行比較而檢測(cè)輸入圖像6上的標(biāo)記4的位置(像素位置)的模式匹配處理(步驟P5)之后， 進(jìn)行對(duì)于一個(gè)區(qū)間Ai的模式匹配處理是否結(jié)束的判定(步驟P6)。當(dāng)判定的結(jié)果為區(qū)間Ai 未結(jié)束的情況下(否)跳轉(zhuǎn)到步驟P7。另一方面，在區(qū)間Ai結(jié)束了的情況下(是)返回到步驟P4。在步驟P7中，進(jìn)行是否對(duì)全部的輸入圖像的數(shù)據(jù)結(jié)束了模式匹配處理的判定。當(dāng)判定的結(jié)果是對(duì)全部的輸入圖像的數(shù)據(jù)結(jié)束了模式匹配處理的情況下(是)跳轉(zhuǎn)到步驟 S8。另一方面，在針對(duì)全部的輸入圖像的數(shù)據(jù)模式匹配處理未結(jié)束的情況下(否)返回到步驟P5。在步驟P8中，根據(jù)在受電弓位移計(jì)算部5f中檢測(cè)出的標(biāo)記位置對(duì)全部的輸入圖像6進(jìn)行將輸入圖像6上的標(biāo)記4的像素位置轉(zhuǎn)換為實(shí)際的受電弓Ia的位移的處理。接著，在濾波處理部5g中進(jìn)行濾波處理(步驟P9)，最后，在加速度輸出部證中進(jìn)行輸出受電弓的加速度的處理(步驟Ρ ο)。根據(jù)這樣構(gòu)成的本實(shí)施例的受電弓位移測(cè)量裝置，對(duì)如圖13(b)那樣地以照相機(jī)仰角θ Β大的狀態(tài)進(jìn)行攝影的輸入圖像6，如圖6所示那樣地將該輸入圖像6分割為規(guī)定數(shù)量N的區(qū)間~、Α2、…、An，使用以各個(gè)區(qū)間Ai的分辨率為基準(zhǔn)而放大/縮小基準(zhǔn)模板7A所得到的縮放模板7Bi進(jìn)行模式匹配處理，因此能夠高精度地進(jìn)行模式匹配處理。另外，通過利用校準(zhǔn)結(jié)果，能夠針對(duì)每個(gè)像素正確地計(jì)算進(jìn)行了校準(zhǔn)的部分的分辨率。實(shí)施例2(基于模式匹配處理范圍的削減的處理時(shí)間的高效化)說明本發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置的第2實(shí)施例。本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于模式匹配處理部^中的處理。其它結(jié)構(gòu)與在實(shí)施例1中說明的結(jié)構(gòu)大致相同，下面對(duì)起到相同作用的處理部附加同一符號(hào)而省略重復(fù)的說明，以不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。在本實(shí)施例中，作為圖7所示的步驟P5的處理，進(jìn)行下面的處理。首先，對(duì)輸入圖像6的第1線進(jìn)行與實(shí)施例1相同的模式匹配處理，將檢測(cè)到的標(biāo)記位置保存在存儲(chǔ)器m2中。之后，對(duì)第2線以后的線只針對(duì)以對(duì)其緊前的線進(jìn)行模式匹配處理所取得的標(biāo)記的像素位置為基準(zhǔn)的士NP[pix]的范圍進(jìn)行模式匹配處理。總之，如果在輸入圖像6上檢測(cè)出了一次標(biāo)記4的軌跡，則在接下來的線中只對(duì)以該像素位置為基準(zhǔn)的規(guī)定的范圍進(jìn)行模式匹配處理。此時(shí)進(jìn)行模式匹配處理的范圍士NP[pix]只要考慮線傳感器照相機(jī)2的攝影中的每單位時(shí)間的標(biāo)記的移動(dòng)量(受電弓的上下位移量)來決定即可。S卩“普通鐵路結(jié)構(gòu)規(guī)則第62條”中規(guī)定在列車以超過50km/h的速度行駛的區(qū)間通過懸鏈吊架式或者剛體吊架式來懸掛的情況下，滑觸線的傾斜度為5/1000、其它情況下必須小于等于15/1000。傾斜度為5/1000表示在IOOOm的距離中變化5m高度。
當(dāng)將線傳感器照相機(jī)2的采樣頻率設(shè)定為1000Hz (1秒鐘內(nèi)攝影1000線(1ms間隔)的圖像)進(jìn)行說明時(shí)，例如，在車輛1以時(shí)速50km/h行駛的情況下，1秒鐘前進(jìn)的距離為約13. 888m, Ims為約0. 013888m。當(dāng)考慮受電弓Ia的上下位移導(dǎo)致的傾斜度為15/1000 的情況時(shí)，每單位時(shí)間(Ims)的受電弓的高度的變動(dòng)為約0.00021mm。與此相對(duì)，在本實(shí)施例中將成為檢測(cè)硬點(diǎn)的基準(zhǔn)的加速度設(shè)為20G。這是在單位時(shí)間(Ims)內(nèi)變化了 0.1mm時(shí)的加速度。當(dāng)考慮上述的“普通鐵路結(jié)構(gòu)規(guī)則第62條”時(shí)，只要估計(jì)每單位時(shí)間內(nèi)IOmm的變化就足夠了，因此以在緊前的線中檢測(cè)到的標(biāo)記4的像素位置為基準(zhǔn)，根據(jù)圖像的分辨率計(jì)算在Ims內(nèi)變化了 IOmm時(shí)的像素寬度NP[pix]，只要將該范圍設(shè)為進(jìn)行模式匹配的范圍即可。此外，在本實(shí)施例中作為計(jì)算出像素寬度NP[pix]的條件示出了估計(jì)每單位時(shí)間內(nèi)IOmm的變化的例子，但是作為計(jì)算像素寬度NP[pix]的條件不限于此，也可以根據(jù)需要而任意地設(shè)定。在利用線傳感器照相機(jī)2攝影了受電弓Ia的情況下，攝影的每單位時(shí)間的受電弓 Ia的上下位移量小，因此標(biāo)記4的移動(dòng)量也變小。這樣，如果通過模式匹配處理檢測(cè)出了一次標(biāo)記4的像素位置，則只要以該位置為基準(zhǔn)在范圍士NP[pix]內(nèi)進(jìn)行模式匹配處理即可。 當(dāng)將利用線傳感器照相機(jī)2攝影到的輸入圖像6的寬度設(shè)為“WIDTH”時(shí)，使用在實(shí)施例1 中模式匹配處理所需的時(shí)間、由下式(5)表示在本實(shí)施例中模式匹配處理所需的時(shí)間t。[數(shù)式1]這樣，根據(jù)本實(shí)施例的受電弓位移測(cè)量裝置，通過以利用模式匹配檢測(cè)到的緊前的線的標(biāo)記4的像素位置為基準(zhǔn)而只對(duì)士NP[pix]的范圍進(jìn)行模式匹配處理，與實(shí)施例1相比能夠縮短處理時(shí)間。并且，通過縮小進(jìn)行模式匹配處理的范圍，能夠降低檢測(cè)噪聲等的可能性。實(shí)施例3(基于以相關(guān)值為基準(zhǔn)的模板的移動(dòng)量的變化的處理時(shí)間的高效化)使用圖8說明本發(fā)明的受電弓位移測(cè)量裝置的第3實(shí)施例。圖8是表示輸入圖像中的與模板之間的相關(guān)值的高低的說明圖。本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同在于模式匹配處理部k中的處理。其它結(jié)構(gòu)與在實(shí)施例1中說明的結(jié)構(gòu)大體相同，下面，對(duì)于與圖1至圖7所示的上述結(jié)構(gòu)起到相同作用的處理部標(biāo)記同一符號(hào)并省略重復(fù)的說明，以不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明。如圖8所示，輸入圖像6與縮放模板7Bi之間的相關(guān)值R在攝影到輸入圖像6中的標(biāo)記的軌跡部分最高(R = ，在其它位置變低(R = Rl)。另外，相對(duì)于實(shí)際的輸入圖像 6，攝影有標(biāo)記4的部分為一部分。因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)對(duì)圖8所示的輸入圖像6進(jìn)行模式匹配時(shí)，首先計(jì)算作為是否與所登記的基準(zhǔn)模板7A相似的指標(biāo)的相關(guān)值R，根據(jù)相關(guān)值R來變更縮放模板7Bi的移動(dòng)量，同時(shí)進(jìn)行模式匹配處理。S卩，在本實(shí)施例中，作為圖7所示的步驟S5的處理，在進(jìn)行實(shí)施例1中所說明的步驟P5的處理之前進(jìn)行下面的處理。首先，對(duì)輸入圖像6的各像素位置i計(jì)算與基準(zhǔn)模板7A的相關(guān)值R。相關(guān)值R能夠通過計(jì)算下述的式(6)來求出。此外，線傳感器照相機(jī)2是攝影一維圖像的照相機(jī)，因此計(jì)算成為一維用。
[數(shù)式 2] K
權(quán)利要求
1.一種受電弓位移測(cè)量裝置，具備設(shè)置在列車的頂棚上而攝影受電弓的攝影單元、以及通過對(duì)由所述攝影單元攝影到的輸入圖像進(jìn)行圖像處理來取得受電弓的位移的圖像處理單元，該受電弓位移測(cè)量裝置的特征在于，所述圖像處理單元具有輸入圖像制作單元，使用從所述攝影單元輸入的圖像信號(hào)制作輸入圖像；模板設(shè)定單元，設(shè)定模板；圖像分割處理單元，根據(jù)由校準(zhǔn)單元得到的各像素的分辨率而將所述輸入圖像分割為規(guī)定數(shù)量的區(qū)間；模板放大/縮小處理單元，根據(jù)所述輸入圖像上的每個(gè)所述區(qū)間的分辨率進(jìn)行所述模板的放大或者縮??；模式匹配處理單元，從所述模板和所述輸入圖像檢測(cè)所述輸入圖像中的標(biāo)記的像素位置；受電弓位移計(jì)算單元，根據(jù)所述標(biāo)記的像素位置計(jì)算所述受電弓的實(shí)際位移；濾波處理單元，對(duì)所述受電弓的位移的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑化處理；以及加速度輸出單元，輸出根據(jù)由所述平滑化處理單元進(jìn)行平滑化后的所述受電弓的位移數(shù)據(jù)而計(jì)算出的所述受電弓的加速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓位移測(cè)量裝置，其特征在于，所述模式匹配處理單元根據(jù)對(duì)緊前的線進(jìn)行的模式匹配處理的結(jié)果只對(duì)所述輸入圖像的規(guī)定的范圍進(jìn)行模式匹配處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓位移測(cè)量裝置，其特征在于，所述模式匹配處理單元根據(jù)從所述輸入圖像檢測(cè)出的與所述模板的相關(guān)值設(shè)定所述模板的移動(dòng)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓位移測(cè)量裝置，其特征在于，所述模式匹配處理單元在所述標(biāo)記的軌跡跨越鄰接的二個(gè)所述區(qū)間的情況下，以在緊前的線中檢測(cè)出的所述標(biāo)記的位置為基準(zhǔn)，自動(dòng)地修正所述區(qū)間的位置使得所述標(biāo)記的軌跡包含在一個(gè)所述區(qū)間中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓位移測(cè)量裝置，其特征在于，所述模式匹配處理單元粗略地檢測(cè)所述標(biāo)記的軌跡的中心位置，計(jì)算出從所述中心位置起的所述模板的寬度的一半的范圍的平均亮度值，將該值作為閾值來提取所述標(biāo)記的軌跡。
6.一種滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，使用受電弓位移測(cè)量裝置來檢測(cè)滑觸線的硬點(diǎn)，該受電弓位移測(cè)量裝置具備設(shè)置在列車的頂棚上而攝影受電弓的攝影單元、以及通過對(duì)由所述攝影單元攝影到的輸入圖像進(jìn)行圖像處理而取得受電弓的位移的圖像處理單元，該滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法的特征在于，包括第一工序，預(yù)先設(shè)定模板；第二工序，使用從所述攝影單元輸入的圖像信號(hào)制作輸入圖像；第三工序，根據(jù)由校準(zhǔn)單元所得到的各像素的分辨率而將所述輸入圖像分割為規(guī)定數(shù)量的區(qū)間；第四工序，根據(jù)所述輸入圖像上的每個(gè)所述區(qū)間的分辨率進(jìn)行所述模板的放大或者縮第五工序，通過模式匹配處理從所述模板和所述輸入圖像檢測(cè)所述輸入圖像中的標(biāo)記的像素位置；第六工序，根據(jù)所述標(biāo)記的像素位置計(jì)算所述受電弓的實(shí)際的位移；第七工序，對(duì)所述受電弓的位移的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑化處理；以及第八工序，輸出根據(jù)由所述平滑化處理單元進(jìn)行平滑化后的所述受電弓的位移數(shù)據(jù)而計(jì)算出的所述受電弓的加速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)對(duì)緊前的線進(jìn)行的模式匹配處理的結(jié)果，只對(duì)所述輸入圖像的規(guī)定的范圍進(jìn)行所述第五工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，通過根據(jù)從所述輸入圖像檢測(cè)出的與所述模板的每個(gè)像素位置的相關(guān)值來設(shè)定所述模板的移動(dòng)量而進(jìn)行所述第五工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，在所述標(biāo)記的軌跡跨越鄰接的二個(gè)所述區(qū)間的情況下，以在緊前的線中檢測(cè)到的所述標(biāo)記的位置為基準(zhǔn)，自動(dòng)地修正所述區(qū)間的位置使得所述標(biāo)記的軌跡包含在一個(gè)所述區(qū)間中而進(jìn)行所述第五工序。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的滑觸線硬點(diǎn)檢測(cè)方法，其特征在于，粗略地檢測(cè)所述標(biāo)記的軌跡的中心位置，并計(jì)算出從所述中心位置到所述模板的寬度的一半的范圍的平均亮度值，將該值作為閾值而進(jìn)行所述第五工序。
全文摘要
通過處理由線傳感器照相機(jī)(2)攝影標(biāo)記所得到的圖像而求出受電弓的加速度的圖像處理部(5A)，具有輸入圖像制作部(5a)，制作輸入圖像；模板設(shè)定部(5b)，設(shè)定模板；圖像分割處理部(5c)，分割輸入圖像；模板放大/縮小處理部(5d)，進(jìn)行模板的縮放；模式匹配處理部(5e)，檢測(cè)輸入圖像上的標(biāo)記的像素位置；受電弓位移計(jì)算部(5f)，將標(biāo)記的像素位置轉(zhuǎn)換為受電弓的實(shí)際的位移；濾波處理部(5g)，對(duì)受電弓的位移進(jìn)行平滑化處理；以及加速度輸出部(5h)，輸出受電弓的加速度，因此模式匹配處理的精度得到提高。
文檔編號(hào)G01B11/00GK102428341SQ20108002116
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者加藤健次, 渡部勇介, 藤澤貴雅 申請(qǐng)人:株式會(huì)社明電舍