特許 5945780 トロリ線照明反射光分布マップ作成方法及びその方法によるトロリ線摩耗測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5945780

(24)【登録日】2016年6月10日

(45)【発行日】2016年7月5日

(54)【発明の名称】トロリ線照明反射光分布マップ作成方法及びその方法によるトロリ線摩耗測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20160621BHJP

   G01B 11/02 20060101ALI20160621BHJP

   G01B 11/08 20060101ALI20160621BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/00 H

   G01B11/02 H

   G01B11/08 H

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-43495(P2012-43495)

(22)【出願日】2012年2月29日

(65)【公開番号】特開2013-181754(P2013-181754A)

(43)【公開日】2013年9月12日

【審査請求日】2015年1月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006105

【氏名又は名称】株式会社明電舎

(74)【代理人】

【識別番号】100078499

【弁理士】

【氏名又は名称】光石 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】230112449

【弁護士】

【氏名又は名称】光石 春平

(74)【代理人】

【識別番号】100102945

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 康幸

(74)【代理人】

【識別番号】100120673

【弁理士】

【氏名又は名称】松元 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100182224

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲三

(74)【代理人】

【識別番号】230111796

【弁護士】

【氏名又は名称】光石 忠敬

(72)【発明者】

【氏名】渡部 勇介

(72)【発明者】

【氏名】庭川 誠

【審査官】 岸 智史

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−３０７８３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−００８６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２７１４４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

照明されたトロリ線を走査線が横切るようにラインセンサを車両上に設置し、このラインセンサで取得された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を取得し、形成されたラインセンサ画像中の前記トロリ線の摩耗幅内における画素濃淡値を求め、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素上に前記画素濃淡値を濃淡としてグラデーションプロットしてなる濃淡値マップを作成するトロリ線照明反射光分布マップの作成方法において、前記変動範囲マップは、前記トロリ線の高さ及び偏位の一方を横軸とし、その他方を縦軸として、前記トロリ線の変動する範囲を示すことを特徴とするトロリ線照明反射光分布マップの作成方法。

【請求項2】

請求項１記載のトロリ線照明反射光分布マップの作成方法において、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素に前記画素濃淡値が複数存在する場合は、前記画素濃淡値の平均値を濃淡としてグラデーションプロットしてなる濃淡値マップを作成することを特徴とするトロリ線照明反射光分布マップの作成方法。

【請求項3】

請求項２記載のトロリ線照明反射光分布マップの作成方法において、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素に前記画素濃淡値が複数存在する場合は、前記画素濃淡値の分散、標準偏差等の統計的指標を算出し、前記統計的指標を濃淡としてグラデーションプロットしてなる統計的指標マップを作成することを特徴とするトロリ線照明反射光分布マップの作成方法。

【請求項4】

照明されたトロリ線を走査線が横切るように車両上に設置されたラインセンサと、前記ラインセンサで取得された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を作成するラインセンサ画像作成部と、前記ラインセンサ画像作成部で形成されたラインセンサ画像を画像処理して前記トロリ線の摩耗幅を求めるトロリ線摩耗部幅計算部とを備えるトロリ線摩耗測定装置において、前記トロリ線の摩耗幅内における画素濃淡値を求め、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素上に前記画素濃淡値を濃淡としてグラデーションプロットしてなる濃淡値マップを作成する濃淡値マップ作成部とを有するトロリ線摩耗測定装置において、前記変動範囲マップは、前記トロリ線の高さ及び偏位の一方を横軸とし、その他方を縦軸として、前記トロリ線の変動する範囲を示すことを特徴とするトロリ線摩耗測定装置。

【請求項5】

請求項４記載のトロリ線摩耗測定装置において、前記濃淡値マップ作成部は、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素に複数存在する前記画素濃淡値の平均値を算出し、前記平均値を濃淡としてグラデーションプロットしてなる濃淡値マップを作成することを特徴とするトロリ線摩耗測定装置。

【請求項6】

請求項５記載のトロリ線摩耗測定装置において、前記濃淡値マップ作成部は、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素に複数存在する前記画素濃淡値の分散、標準偏差等の統計的指標を算出し、前記統計的指標を濃淡としてグラデーションプロットしてなる統計的指標マップを作成することを特徴とするトロリ線摩耗測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トロリ線摺動面に対する照明反射光分布マップ作成方法及びその方法によるトロリ線摩耗測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気鉄道車輌へ電力を供給するトロリ線は車輌が通過するたびに集電装置と接触が生じる。このため、電気鉄道車輌を運用していく中でトロリ線は徐々に摩耗して行き、交換をしない場合は最終的には破断して事故を招くことになる。そこでトロリ線には摩耗限界が設けられており、その摩耗限界を目安にトロリ線を交換し電気鉄道車輌の安全性を確保している。
トロリ線の摩耗を測定する方法のひとつとして、保守用車などで走行しながらトロリ線摩耗部の幅を計算して摩耗幅からトロリ線の厚みを換算する方法がある。

【0003】

トロリ線摩耗部の幅を計測する方法もいくつかあり、ナトリウムランプやレーザ光を照射してトロリ線摩耗部を測定する方法があるが、これらに対して「画像処理によるトロリ線摩耗測定装置（特開２００７−２７１４４５）」（特許文献１）ではラインセンサ画像から画像処理によって非接触に短時間で長い距離を測定することができるものである。しかしながら、画像処理によるトロリ線摩耗測定では、照明の反射光を用いてトロリ線摩耗部を強調させるために照明の設置状況をあらかじめ調整しておく必要がある。

【0004】

この調整が正しいものかどうかを判断するには測定終了後、走行中に取得された画像を見るほか無い。
しかしながら、取得された画像では各画素[pix]においての濃淡値で照明の反射光の明暗が表現されるが、実際の座標[mm]における照明の反射光の強さは枕木方向だけでなく奥行き方向にも依存するため、使用者の経験から照明の調整の適正さを判断するしかないといった問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２７１４４５

【特許文献2】特開２００６−２５０７７４

【特許文献3】特開２０１０−１２７７４６

【特許文献4】特開２００８−０８９５２３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

トロリ線摩耗測定方式の一つに、画像処理による測定方法があり、特許文献１のようなラインセンサを用いた画像処理による測定方法の場合、使用される照明の設置状況の適正さは、走行中に取得された画像を見て、画像の各画素における濃淡値から、奥行き方向からの反射光を経験者の推測から判断するしかなかった。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する本発明の請求項１に係るトロリ線照明反射光分布マップの作成方法は、照明されたトロリ線を走査線が横切るようにラインセンサを車両上に設置し、このラインセンサで取得された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を取得し、形成されたラインセンサ画像中の前記トロリ線の摩耗幅内における画素濃淡値を求め、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素上に前記画素濃淡値を濃淡としてグラデーションプロットしてなる濃淡値マップを作成するトロリ線照明反射光分布マップの作成方法において、前記変動範囲マップは、前記トロリ線の高さ及び偏位の一方を横軸とし、その他方を縦軸として、前記トロリ線の変動する範囲を示すことを特徴とする。

【0008】

上記課題を解決する本発明の請求項２に係るトロリ線照明反射光分布マップの作成方法は、請求項１記載のトロリ線照明反射光分布マップの作成方法において、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素に前記画素濃淡値が複数存在する場合は、前記画素濃淡値の平均値を濃淡としてグラデーションプロットしてなる濃淡値マップを作成することを特徴とする。

【0009】

上記課題を解決する本発明の請求項３に係るトロリ線照明反射光分布マップの作成方法は、請求項２記載のトロリ線照明反射光分布マップの作成方法において、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素に前記画素濃淡値が複数存在する場合は、前記画素濃淡値の分散、標準偏差等の統計的指標を算出し、前記統計的指標を濃淡としてグラデーションプロットしてなる統計的指標マップを作成することを特徴とする。

【0011】

上記課題を解決する本発明の請求項４に係るトロリ線摩耗測定装置は、照明されたトロリ線を走査線が横切るように車両上に設置されたラインセンサと、前記ラインセンサで取得された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を作成するラインセンサ画像作成部と、前記ラインセンサ画像作成部で形成されたラインセンサ画像を画像処理して前記トロリ線の摩耗幅を求めるトロリ線摩耗部幅計算部とを備えるトロリ線摩耗測定装置において、前記トロリ線の摩耗幅内における画素濃淡値を求め、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素上に前記画素濃淡値を濃淡としてグラデーションプロットしてなる濃淡値マップを作成する濃淡値マップ作成部とを有するトロリ線摩耗測定装置において、前記変動範囲マップは、前記トロリ線の高さ及び偏位の一方を横軸とし、その他方を縦軸として、前記トロリ線の変動する範囲を示すことを特徴とする。

【0012】

上記課題を解決する本発明の請求項５に係るトロリ線摩耗測定装置は、請求項４記載のトロリ線摩耗測定装置において、前記濃淡値マップ作成部は、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素に複数存在する前記画素濃淡値の平均値を算出し、前記平均値を濃淡としてグラデーションプロットしてなる濃淡値マップを作成することを特徴とする。

【0013】

上記課題を解決する本発明の請求項６に係るトロリ線摩耗測定装置は、請求項５記載のトロリ線摩耗測定装置において、前記濃淡値マップ作成部は、前記トロリ線の変動範囲マップの各画素に複数存在する前記画素濃淡値の分散、標準偏差等の統計的指標を算出し、前記統計的指標を濃淡としてグラデーションプロットしてなる統計的指標マップを作成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

実座標上のどの位置において照明の過不足が見られる、といった照明の調整の結果が一目でわかりやすく表示され、これを元に照明調整を行うことができる
濃淡値に加え、分散や標準偏差等の統計的指標を用いれば、ばらつきやこれらのデータの信頼性についてもマップで表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】トロリ線摩耗測定装置の構成例を示す概略図である。

【図2】昼間のトロリ線摩耗部を撮像したラインセンサ画像を示す説明図である。

【図3】図２に示すラインセンサ画像を２値化したものを示す説明図である。

【図4】図３に示すラインセンサ画像に対し空の反転処理をしたものを示す説明図である。

【図5】図４に示すラインセンサ画像からトロリ線摩耗部のエッジを検出したものを示す説明図である。

【図6】トロリ線摩耗部に濃淡があるラインセンサ画像を示す説明図である。

【図7】図７（ａ）はトロリ線変動範囲MAPに画素の濃淡値を濃淡としてグラデーションプロットした濃淡値MAPを示す説明図（調整前）であり、図７（ｂ）はトロリ線変動範囲MAPに画素の濃淡値を濃淡としてグラデーションプロットした濃淡値MAPを示す説明図（調整後）である。

【図8】実施例１に係るトロリ線摩耗測定装置のフローチャートである。

【図9】実施例１に係るトロリ線摩耗測定装置の構成例を示すブロック図である。

【図10】濃淡値MAP作成部（平均処理）のフローチャートである。

【図11】実施例２に係るトロリ線摩耗測定装置のフローチャートである。

【図12】実施例２に係るトロリ線摩耗測定装置の構成例を示すブロック図である。

【図13】濃淡値MAP作成部（分散・標準偏差追加）のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（１） 基本的な考え方
本発明は、画像処理によって求められたトロリ線摺動面情報を集計することによってトロリ線摺動面からの反射光が正しく返ってきているか、言い換えると、正しく照明が設置されているかを簡便に判断することを目的とする。
その構成は、例えば、図１に示すように画像の入力手段としてラインセンサ１を用い、照明には通常の白色の照明器具２を利用する。

【0018】

ラインセンサ１を検査車輌４の屋根上に鉛直上向きを見上げるように設置し、ラインセンサ１の走査線が検査車輌４の進行方向と垂直になるようにラインセンサ１を設置して走査線がトロリ線３を横切るようにする。
検査車両４の車内には、計測用コンピュータ５、記録装置６が搭載され、ラインセンサ１により取得された画像は計測用コンピュータ５により画像処理され、記録装置６に記録される。

【0019】

計測用コンピュータ５は、ラインセンサ１より得られる走査線の輝度信号を時系列に並べてラインセンサ画像（平面の画像）を作成し、入力画像として保存し、ラインセンサ画像を画像処理してトロリ線の摩耗部の幅を求めるトロリ線摩耗計測装置であり、更に、本発明では、トロリ線摺動面に対する反射光分布マップ作成機能を追加したものである。その詳細は、以下の通りである。

【0020】

（１．１）二値化処理による空の部分の除去
ラインセンサ画像は、図２に示すように、昼間にトロリ線の撮像を行うと背景に空Ａが写ってしまう。また、通常、トロリ線側面３ｂ，３ｃは錆、ススなどから黒く撮像される。そこで、トロリ線摩耗部３ａは強力な照明をあてることにより側面に比べ白く撮像される。但し、照明器具２の向き、強さにより、トロリ線摩耗部３ａにおいても多少の濃淡を生じてしまう。

【0021】

ここで、ラインセンサ画像に対して２値化を行うと、図３に示すように、空Ａとトロリ線摩耗部３ａは白く、トロリ線側面３ｂ，３ｃは黒くなる。
しかし、このままだとどの白い部分がトロリ線摩耗部であるかの判断ができない。
そこで、以降に述べる昼間光計測処理、即ち、空Ａの領域を白から黒へ反転処理する。

【0022】

まず、ラインセンサ画像全体に対して２値化処理を行う。ここで、空の白い領域はトロリ線摩耗部よりはるかに幅が大きく撮像されている点に注目し、次に外部から入力されてくるトロリ線高さパラメータと実際のトロリ線の太さのパラメータを用いて画面上のトロリ線の太さを計算し、この太さ以上となって現れている白の領域を１ライン毎に反転させる。
これにより、図４に示すように、空Ａの領域が白から黒に反転されトロリ線摩耗部３ａのみが白の領域として抽出される。

【0023】

（１．２）二値化ラインセンサ画像のノイズ除去
ラインセンサ画像から二値化処理により二値化ラインセンサ画像を構成した場合、そのままではトロリ線摩耗部３ａの傷や背景部分の状態により細かな点々状のノイズや既存構造物が含まれる場合がある。
そこで二値化処理の膨張、収縮処理を行いこれらのノイズを除去する。

【0024】

（１．３）トロリ線摩耗部のエッジ検出
ノイズ、既存構造物を除去した二値化ラインセンサ画像上において白で表されているトロリ線摩耗部３ａの両側のエッジを検出する。
これらのエッジ点は、あるラインについて左から探索した場合、背景の黒から摩耗部分の白へ変化する点が摩耗部分左側のエッジ点として、また摩耗部分の白から背景の黒へ変化する点を摩耗部分右側のエッジ点として検出することができる。
この処理を画像の上から下へライン毎に行うことで、図５に示すように、１枚の二値化ラインセンサ画像に関するトロリ線摩耗部３ａのエッジ３ｄ，３ｅを検出する。

【0025】

（１．４）トロリ線摩耗部幅の計算
二値化ラインセンサ画像から検出したトロリ線摩耗部３ａの両側のエッジデータを用いて、ラインセンサの一つの走査ライン上にある両側のエッジ３ｄ，３ｅの間距離をトロリ線摩耗部分の画像上の幅として計算する。
この時のラインセンサからトロリ線までの高さ、レンズ焦点距離、センサ幅、センサ画素数から１画素[pix]に対する実寸法[mm]の度合いである画像分解能[mm/pix]を計算し、トロリ線摩耗部分の画像上の幅と画像分解能の乗算を行うことでトロリ線摩耗部分の幅を計算する。

【0026】

計算に用いるラインセンサからトロリ線までの高さについては「画像処理によるパンタグラフ動作測定装置（特開２００６−２５０７７４）」（特許文献２）等の別の手段によって得られるデータを用いて求めるものとする。
また、トロリ線の偏位は「画像処理によるトロリ線の摩耗および偏位測定装置（特開２０１０−１２７７４６）」（特許文献３）等から求めるものとする。即ち、トロリ線摩耗部分の両側のエッジの位置からトロリ線の重心位置を求め、トロリ線の重心位置からトロリ線の実際の偏位量を検出する方法である。

【0027】

また、特許文献３に記載されるように、トロリ線の摩耗を測定する装置において、画像処理によって求めたトロリ線の全体の幅と、既知であるトロリ線のサイズとから、そのトロリ線の高さを算出する方法もある（特許文献４）。
こうして求めたエッジデータ、即ち、トロリ線摩耗部幅、トロリ線高さ、トロリ線偏位と計算に用いたラインセンサ画像や対応するライン番号を指し示すデータ等を記録しておく。

【0028】

（１．５）トロリ線摩耗部の集計と反射光分布MAPの作成
「（１．３）トロリ線摩耗部のエッジ検出」より求められたエッジデータのエッジ間はトロリ線摩耗部であるため、画像上の画素であるエッジデータ[pix]とトロリ線摩耗幅[mm]及びそれに付随するトロリ線偏位[mm]、トロリ線高さ[mm]が対応付けられる。

【0029】

一方、図６に示すように、測定車両走行終了後に得られる画像データ（ラインセンサ画像）中のトロリ線摩耗部３ａは、二値化される前においては、照明の影響による多少の濃淡がある。図６は、図２では垂直に撮影されていたトロリ線３が斜めに撮影された例である。そこで、トロリ線摩耗部３ａ内でのピクセル座標(u, v)[pix]+濃淡値(nn)を対応付けられた実座標に変換して空間座標(X, Y)[mm]+濃淡値(nn)とする。そして、ラインセンサ画像中のトロリ線摩耗部３ａの全画像の解析を行い，濃淡値MAPに集計し、同一座標は平均化する。

【0030】

即ち、図７（ａ）に示すように、予め決められた高さ方向[4400 mm〜 5400 mm]及び偏位[-300 mm〜+300 mm]よりなるトロリ線変動範囲MAPを作成し、上記により求められた実際の座標位置に画像上のエッジデータ間の画素の濃淡値を濃淡としてグラデーションプロットしていく。このとき、同一高さ、同一偏位の場合、つまり、同じ座標がある場合は、前回値との平均値をグラデーションプロットする。

【0031】

このように濃淡値がグラデーションプロットされたトロリ線変動範囲MAPが濃淡値MAPであり、図７（ａ）に示すように、実際の座標上において反射光が弱い箇所は黒く、強い箇所は白く表現される。図７（ａ）中破線で囲んで示す領域Ｂは、おおよそ、高さ５０００ｍｍ以下、偏位−１５０ｍｍ〜１５０ｍｍであるが、同様な高さの領域に比較して暗いことが判る。

【0032】

そこで、偏位±３００付近を照らしていた照明を偏位±１５０付近に向けるように角度を調節すると、図７（ｂ）に破線で囲んで示す領域Ｂで示すように、明るさが比較的均一になる。
本発明の効果として、画像上の濃淡値からの経験者の推測からでしか判断できなかった照明の反射光の適正さを、濃淡値MAPとして一目でわかりやすく表示することにより誰にでも照明の適正さを判断することが可能となり、適正な照明の調整を行うことができる。

【0033】

（１．６）分散（標準偏差）を計算する方法
「（１．５）トロリ線摩耗部の集計と反射光分布MAPの作成」において、濃淡値MAPの実際の座標位置に画像上のエッジデータ間の画素の濃淡値を濃淡としてグラデーションプロットする際、その座標に複数の濃淡値が存在する場合は、その濃淡値の全データに対する平均値を濃淡としてグラデーションプロットした濃淡値MAPを作成することに加え、その濃淡値の分散や標準偏差等の統計的指標を計算し、その統計的指標を濃淡としてグラデーションプロットした統計的指標MAP（以下、ばらつき・信頼性MAPという）を作成するのである。

【0034】

このばらつき・信頼性MAPは、その位置に照射・反射される光のばらつきを計算することができ、またそれはそのデータの信頼性として示すことができる利点がある。
尚、本発明としては、「（１．５）トロリ線摩耗部の集計と反射光分布MAPの作成」、「（１．６）分散（標準偏差）を計算する方法」を行うことができれば、画像処理によりトロリ線の摩耗部の幅を求めることは必ずしも必要ではない。

【実施例1】

【0035】

本発明の第１の実施例を図８〜図１０に示す。本実施例は、基本的な考え方の（１．１）〜（１．５）に関するものであり、図８は濃淡値MAP作成を加えたトロリ線摩耗測定処理のフローチャート、図９は濃淡値MAP作成を加えたトロリ線摩耗測定装置の構成を示す。図１０は、濃淡値MAP作成部のフローチャートである。

【0036】

図９は、基本的な考え方で説明した計測用コンピュータ５の具体的な構成に関するものであり、ラインセンサ画像作成部１０、２値化処理部２０、空領域除去処理部３０、ノイズ除去処理部４０、トロリ線摩耗部エッジ検出部５０、トロリ線摩耗部幅計算部６０、濃淡値MAP（平均処理）作成部７０及びメモリ８０，９０を備える。

【0037】

本実施例のトロリ線摩耗測定装置は、図８に示すフローチャートに従い、ラインセンサ画像の取得（ステップＳ１）、２値化処理（ステップＳ２）、白（空の部分）を反転（ステップＳ３）、ノイズ除去（ステップＳ４）、トロリ線摩耗部のエッジ検出処理（ステップＳ５）、トロリ線摩耗部幅の計算処理（ステップＳ６）、各データの集計（平均）処理（ステップＳ７）、濃淡値MAP作成処理（ステップＳ８）を順に行う。

【0038】

ラインセンサ画像作成部１０は、ラインセンサ１より得られる走査線の輝度信号を時系列に並べてラインセンサ画像を取得する（ステップＳ１）。作成されたラインセンサ画像はメモリ８０を経て記録装置６へ保存される他、パラメータと共にメモリ９０を経て２値化処理部２０へ送られる。

【0039】

２値化処理部２０は、ラインセンサ画像全体に対して２値化処理を行って２値化ラインセンサ画像とする（ステップＳ２）。昼間にトロリ線の撮像を行った場合には、図２に示すように、２値化ラインセンサ画像の中で白領域は空Ａの部分又はトロリ線摩耗部３ａであり、黒領域はトロリ線側面３ｂ，３ｃである。
２値化ラインセンサ画像は、メモリ９０を経てパラメータと共に空領域除去処理部３０へ送られる。

【0040】

空領域除去処理部３０は、パラメータとして外部から入力されるトロリ線高さ及び実際のトロリ線太さを用いて画面上のトロリ線の太さを計算し、この太さ以上となっている白領域を１ライン毎に反転させる（ステップＳ３）。
空Ａの部分は、トロリ線の太さ以上であるから、昼間光計測処理により、黒領域に反転される。従って、トロリ線摩耗部３ａのみが白領域として抽出される。
昼間光計測処理された２値化ラインセンサ画像は、メモリ９０を経てノイズ除去処理部４０へ送られる。

【0041】

ノイズ除去処理部４０は、トロリ線摩耗部の傷や背景部分の状態により含まれる細かな点々状のノイズを、２値化処理の膨張、収縮処理により除去する（ステップＳ４）。
ノイズ除去処理及び昼間光計測処理された２値化ラインセンサ画像は、メモリ９０を経てパラメータと共にトロリ線摩耗部エッジ検出部５０へ送られる。

【0042】

トロリ線摩耗部エッジ検出部５０は、あるラインについて左から探索した場合、背景の黒から摩耗部分の白へ変化する点が摩耗部分左側のエッジ点として、また摩耗部分の白から背景の黒へ変化する点を摩耗部分右側のエッジ点として検出する処理を画像の上から下へライン毎に行うことで２値化ラインセンサ画像に関するトロリ線摩耗部分のエッジ３ｄ，３ｅを検出する（ステップＳ５）。

【0043】

検出されたトロリ線摩耗部の両側のエッジ３ｄ，３ｅは、エッジデータとして、メモリ９０を経てパラメータと共にトロリ線摩耗部幅計算部６０へ送られる。
トロリ線摩耗部幅計算部６０は、２値化ラインセンサ画像から検出したトロリ線摩耗部分の両側のエッジデータを用いて、ラインセンサの一つの走査ライン上にある両側のエッジ３ｄ，３ｅの間の距離をトロリ線摩耗部分の画像上の幅として計算する（ステップＳ６）。
検出されたトロリ線摩耗部の幅は、エッジデータとして、メモリ９０を経てパラメータと共に濃淡値MAP（平均処理）作成部７０へ送られる。

【0044】

濃淡値MAP（平均処理）作成部７０は、基本的な考え方で説明した「（１．５）トロリ線摩耗部の集計と反射光分布MAPの作成」に従って、各データの集計（平均）処理を行い（ステップＳ７）、濃淡値MAP作成処理を行う（ステップＳ８）。
即ち、図１０に示すように、先ず、対象画像データ、トロリ線磨耗部エッジデータ（画像上座標[pix]）に基づいて、エッジデータ間の画素濃淡値を取得する（ステップＴ１）。

【0045】

次に、トロリ線高さデータ（実座標[mm]）、トロリ線磨耗部偏位データ（実座標[mm]）に基づいて、濃淡値MAPの座標系に変換する（ステップＴ２）。
引き続き、ステップＴ２で求めた濃淡値MAPの座標値にすでにデータがあるか、つまり、一つの座標値に複数の濃淡値が存在するか否かを判定し（ステップＴ３）、一つの座標値に複数の濃淡値が存在するときには、同座標データ配列に濃淡値を加算し、データ個数をカウントする（ステップＴ４）。一方、ステップＴ２で求めた濃淡値MAPの座標値にすでにデータがなく、つまり、一つの座標値に一つの濃淡値のみが存在するときには、同座標データ配列に濃淡値を格納する（ステップＴ５）。

【0046】

更に、ステップＴ２で求めた濃淡値MAPの座標値が最終データか否か判定し（ステップＴ６）、最終データでないときには、ステップＴ１に戻る。
一方、最終データのときには、各座標データ配列をデータ個数で除算して平均値として出力し、平均値である濃淡値を濃淡としてグラデーションプロットした濃淡値MAPを作成する（ステップＴ７）。

【実施例2】

【0047】

本発明の第２の実施例を図１１〜図１３に示す。本実施例は、基本的な考え方の（１．１）〜（１．６）に関するものであり、図１１は濃淡値MAP（分散・標準偏差）作成を加えたトロリ線摩耗測定処理のフローチャート、図１２は濃淡値MAP（分散・標準偏差）作成を加えたトロリ線摩耗測定装置の構成を示す。図１３は、濃淡値MAP（分散・標準偏差処理追加）作成部のフローチャートである。

【0048】

図１２は、基本的な考え方で説明した計測用コンピュータ５の具体的な構成に関するものであり、ラインセンサ画像作成部１０、２値化処理部２０、空領域除去処理部３０、ノイズ除去処理部４０、トロリ線摩耗部エッジ検出部５０、トロリ線摩耗部幅計算部６０、濃淡値MAP（分散・標準偏差処理追加）作成部７１及びメモリ８０，９０を備える。
濃淡値MAP（分散・標準偏差）作成部７１以外については、前述した実施例１と同様であり、同一部分について同一符号を付して説明を省略する。

【0049】

本実施例のトロリ線摩耗測定装置は、図１１に示すフローチャートに従い、ラインセンサ画像の取得（ステップＳ１）、２値化処理（ステップＳ２）、白（空の部分）を反転（ステップＳ３）、ノイズ除去（ステップＳ４）、トロリ線摩耗部のエッジ検出処理（ステップＳ５）、トロリ線摩耗部幅の計算処理（ステップＳ６）、各データの集計（平均）処理（ステップＳ７）、濃淡値MAP作成処理（ステップＳ８）、各データの集計（分散・標準偏差）処理（Ｓ９）、ばらつきMAP，信頼性MAP作成処理（ステップＳ１０）を順に行う。

【0050】

濃淡値MAP（分散・標準偏差処理追加）作成部７１は、実施例１で説明した濃淡値MAP（平均処理）作成部７０と同様な処理を行い濃淡値MAPを作成する他、基本的な考え方で説明した「（１．６）分散（標準偏差）を計算する方法」に従って、各データの集計（分散・標準偏差）処理（ステップＳ９）、ばらつきMAP，信頼性MAP作成処理（ステップＳ１０）を行う。
即ち、図１３に示すフローチャートに従って、実施例１と同様にステップＴ１〜Ｔ７を実施した後、各座標データ配列にて、濃淡値の分散（標準偏差）を計算し、分散（標準偏差）を濃淡としてグラデーションプロットしたばらつき・信頼性MAPを作成する（ステップＴ８）

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明は、トロリ線摺動面に対する照明反射光分布マップ作成方法及びその方法によるトロリ線摩耗測定装置として広く産業上利用可能なものである。

【符号の説明】

【0052】

１ ラインセンサ
２ 白色の照明器具
３ トロリ線
４ 検査車両
５ 計測用コンピュータ
６ 記憶装置
１０ ラインセンサ画像作成部
２０ ２値化処理部
３０ 空領域除去処理部
４０ ノイズ除去処理部
５０ トロリ線摩耗部エッジ検出部
６０ トロリ線摩耗部幅計算部
７０ 濃淡値MAP（平均処理）作成部
７１ 濃淡値MAP（分散・標準偏差処理追加）作成部
８０，９０ メモリ

【図1】

【図3】

【図4】

【図5】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図2】

【図6】

【図7】