特許 7655370 トロリ線検測装置及びトロリ線検測方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-25

(45)【発行日】2025-04-02

(54)【発明の名称】トロリ線検測装置及びトロリ線検測方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/08 20060101AFI20250326BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20250326BHJP

   B60M 1/28 20060101ALI20250326BHJP

【ＦＩ】

G01B11/08 H

G01B11/00 H

B60M1/28 R

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023204464

(22)【出願日】2023-12-04

【審査請求日】2024-12-03

【早期審査対象出願】

(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】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】山本 大樹

(72)【発明者】

【氏名】川畑 匠朗

【審査官】信田 昌男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－５６０５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８１７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５２８７１７７（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｂ６０Ｍ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トロリ線を撮像するラインセンサを備え、当該ラインセンサにより撮像された画像を入力画像としてこれを基に前記トロリ線を検測する、トロリ線検測装置であって、
前記入力画像を時系列的に並べてラインセンサ画像を生成する、ラインセンサ画像生成部と、
当該ラインセンサ画像に対して複数の画像処理機能を順次実行するのに際し、その実行順序が、画像処理実行手順として複数登録された、画像処理実行手順記憶部と、
前記複数の画像処理実行手順の各々に従って、前記ラインセンサ画像を入力として前記複数の画像処理機能を実行することにより、前記トロリ線の摩耗領域を抽出し、前記抽出されたトロリ線の摩耗領域から外側に走査して輝度値が予め設定された輝度値以下になった位置を摩耗領域の境界とすることで前記摩耗領域を修正し、前記複数の画像処理実行手順の各々に対応した複数の摩耗領域抽出画像を生成する、摩耗領域抽出画像生成部と、
前記複数の摩耗領域抽出画像の各々の評価値を計算して最も評価値の高い摩耗領域抽出画像を選択する、摩耗領域抽出画像評価部と、
前記選択された最も評価値の高い前記摩耗領域抽出画像を基に、前記トロリ線の残存直径と偏位のいずれか一方または双方を算出する、トロリ線検測部と、
を備える、ことを特徴とするトロリ線検測装置。

【請求項2】

前記複数の画像処理実行手順の各々には、０以上のコントラスト調整処理と、０以上の背景・ノイズ除去処理と、１以上の二値化処理と、及び０以上の補間処理が、この順に実行されるように登録されている、ことを特徴とする請求項１に記載のトロリ線検測装置。

【請求項3】

前記複数の画像処理実行手順の各々には優先度が対応付けられて記憶されており、
前記摩耗領域抽出画像評価部は、同一の前記評価値が複数の前記摩耗領域抽出画像に対して算出された場合には、前記優先度が高い前記画像処理実行手順に対応した前記摩耗領域抽出画像を、前記最も評価値の高い前記摩耗領域抽出画像として選択する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のトロリ線検測装置。

【請求項4】

前記摩耗領域抽出画像評価部は、前記複数の摩耗領域抽出画像の各々に対し、前記摩耗領域の数を計算し、前記摩耗領域の数と、実際の前記トロリ線の本数との差が小さい場合に、前記評価値が高くなるように前記評価値を計算する、ことを特徴とする請求項３に記載のトロリ線検測装置。

【請求項5】

前記摩耗領域抽出画像評価部は、前記複数の摩耗領域抽出画像の各々に対し、前記摩耗領域が前記トロリ線に近い画像上の特徴を有することを示す指標であるトロリ線尤度を計算し、当該トロリ線尤度が高い場合に、前記評価値が高くなるように前記評価値を計算する、ことを特徴とする請求項３に記載のトロリ線検測装置。

【請求項6】

前記画像処理実行手順記憶部には、前記ラインセンサにより前記画像を撮像する際の複数の異なる環境の各々に対応して、前記画像処理実行手順が登録され、
前記ラインセンサ画像を基に、前記入力画像が撮像された前記環境を判定する環境判定部を更に備え、
前記摩耗領域抽出画像生成部は、判定された前記環境に対応する前記画像処理実行手順に従って前記摩耗領域抽出画像を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載のトロリ線検測装置。

【請求項7】

トロリ線を撮像するラインセンサにより撮像された画像を入力画像としてこれを基に前記トロリ線を検測する、トロリ線検測方法であって、
前記入力画像を時系列的に並べてラインセンサ画像を生成すること、
当該ラインセンサ画像に対して複数の画像処理機能を順次実行するのに際し、その実行順序が、画像処理実行手順として複数登録され、当該複数の画像処理実行手順の各々に従って、前記ラインセンサ画像を入力として前記複数の画像処理機能を実行することにより、前記トロリ線の摩耗領域を抽出すること、
前記抽出されたトロリ線の摩耗領域から外側に走査して輝度値が予め設定された輝度値以下になった位置を摩耗領域の境界とすることで前記摩耗領域を修正し、前記複数の画像処理実行手順の各々に対応した複数の摩耗領域抽出画像を生成すること、
前記複数の摩耗領域抽出画像の各々の評価値を計算して最も評価値の高い摩耗領域抽出画像を選択すること、
前記選択された最も評価値の高い前記摩耗領域抽出画像を基に、前記トロリ線の残存直径と偏位のいずれか一方または双方を算出すること、を含むことを特徴とするトロリ線検測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トロリ線検測装置及びトロリ線検測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電気鉄道車両は、線路上を走行するに際し、線路の上方に設けられたトロリ線からパンタグラフ等の集電装置を介して給電されることで、動力を得る。電気鉄道車両が通過するたびに、集電装置がトロリ線の下面に対して滑動する。このため、電気鉄道車両を継続して運用すると、トロリ線は徐々に摩耗し、最終的には破断する。したがって、トロリ線には摩耗限界が設定されており、トロリ線の残存直径が管理値を下回った場合には、トロリ線は新品に交換される。一方、集電装置の接触部も摩耗するため、接触部が一か所に集中しないように、トロリ線はレール直角方向にジグザグに偏位させて設置しており、この偏位量も管理されている。これらの、トロリ線の検査測定を作業員が手作業で行うには、多大な手間を要する。

【0003】

例えば、特許文献１には、電気鉄道車両の上方にトロリ線の下側に位置する摩耗領域を照射する照明と、当該照明により照射されたトロリ線の摩耗領域（パンタグラフが接触する摺動面）を撮像するラインセンサとを備える自動検測装置が開示されている。より具体的には、ラインセンサを上向きに走査線がトロリ線を横切るように設け、当該ラインセンサにより撮像された画像を時系列的に並べてラインセンサ画像を生成する。そして、このラインセンサ画像に画像処理を適用した上で、例えばトロリ線の高さや太さ等のトロリ線の仕様に関する既知のデータを用いることで、トロリ線の偏位や残存直径等を計算する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５２８７１７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記のような装置においては、照明や、トロリ線の摩耗領域の状態、撮影環境などに起因して、ラインセンサ画像におけるトロリ線の摩耗領域の輝度に差が生じる場合があり、摩耗領域を正確に取得することができないという問題がある。

【0006】

そこで本発明は、トロリ線の摩耗領域を正確に検出することが可能なトロリ線検測装置及びトロリ線検測方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、第１の発明に係るトロリ線検測装置は、トロリ線を撮像するラインセンサを備え、当該ラインセンサにより撮像された画像を入力画像としてこれを基に前記トロリ線を検測する、トロリ線検測装置であって、前記入力画像を時系列的に並べてラインセンサ画像を生成する、ラインセンサ画像生成部と、当該ラインセンサ画像に対して複数の画像処理機能を順次実行するのに際し、その実行順序が、画像処理実行手順として複数登録された、画像処理実行手順記憶部と、前記複数の画像処理実行手順の各々に従って、前記ラインセンサ画像を入力として前記複数の画像処理機能を実行することにより、前記トロリ線の摩耗領域を抽出し、前記抽出されたトロリ線の摩耗領域から外側に走査して輝度値が予め設定された輝度値以下になった位置を摩耗領域の境界とすることで前記摩耗領域を修正し、前記複数の画像処理実行手順の各々に対応した複数の摩耗領域抽出画像を生成する、摩耗領域抽出画像生成部と、前記複数の摩耗領域抽出画像の各々の評価値を計算して最も評価値の高い摩耗領域抽出画像を選択する、摩耗領域抽出画像評価部と、前記選択された最も評価値の高い前記摩耗領域抽出画像を基に、前記トロリ線の残存直径と偏位のいずれか一方または双方を算出する、トロリ線検測部と、を備えることを特徴とする。

【0008】

また、第２の発明に係るトロリ線検測装置は、前記複数の画像処理実行手順の各々には、０以上のコントラスト調整処理と、０以上の背景・ノイズ除去処理と、１以上の二値化処理と、及び０以上の補間処理が、この順に実行されるように登録されていることを特徴とする。

【0009】

また、第３の発明に係るトロリ線検測装置は、前記複数の画像処理実行手順の各々には優先度が対応付けられて記憶されており、前記摩耗領域抽出画像評価部は、同一の前記評価値が複数の前記摩耗領域抽出画像に対して算出された場合には、前記優先度が高い前記画像処理実行手順に対応した前記摩耗領域抽出画像を、前記最も評価値の高い前記摩耗領域抽出画像として選択する、ことを特徴とする。

【0010】

また、第４の発明に係るトロリ線検測装置は、前記摩耗領域抽出画像評価部は、前記複数の摩耗領域抽出画像の各々に対し、前記摩耗領域の数を計算し、前記摩耗領域の数と、実際の前記トロリ線の本数との差が小さい場合に、前記評価値が高くなるように前記評価値を計算することを特徴とする。

【0011】

また、第５の発明に係るトロリ線検測装置は、前記摩耗領域抽出画像評価部は、前記複数の摩耗領域抽出画像の各々に対し、前記摩耗領域が前記トロリ線に近い画像上の特徴を有することを示す指標であるトロリ線尤度を計算し、当該トロリ線尤度が高い場合に、前記評価値が高くなるように前記評価値を計算することを特徴とする。

【0012】

また、第６の発明に係るトロリ線検測装置は、前記画像処理実行手順記憶部には、前記ラインセンサにより前記画像を撮像する際の複数の異なる環境の各々に対応して、前記画像処理実行手順が登録され、前記ラインセンサ画像を基に、前記入力画像が撮像された前記環境を判定する環境判定部を更に備え、前記摩耗領域抽出画像生成部は、判定された前記環境に対応する前記画像処理実行手順に従って前記摩耗領域抽出画像を生成することを特徴とする。

【0013】

また、第７の発明に係るトロリ線検測方法は、トロリ線を撮像するラインセンサにより撮像された画像を入力画像としてこれを基に前記トロリ線を検測する、トロリ線検測方法であって、前記入力画像を時系列的に並べてラインセンサ画像を生成すること、当該ラインセンサ画像に対して複数の画像処理機能を順次実行するのに際し、その実行順序が、画像処理実行手順として複数登録され、当該複数の画像処理実行手順の各々に従って、前記ラインセンサ画像を入力として前記複数の画像処理機能を実行することにより、前記トロリ線の摩耗領域を抽出すること、前記抽出されたトロリ線の摩耗領域から外側に走査して輝度値が予め設定された輝度値以下になった位置を摩耗領域の境界とすることで前記摩耗領域を修正し、前記複数の画像処理実行手順の各々に対応した複数の摩耗領域抽出画像を生成すること、前記複数の摩耗領域抽出画像の各々の評価値を計算して最も評価値の高い摩耗領域抽出画像を選択すること、前記選択された最も評価値の高い前記摩耗領域抽出画像を基に、前記トロリ線の残存直径と偏位のいずれか一方または双方を算出すること、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

この発明によれば、摩耗領域に輝度差が生じた場合であってもトロリ線の摩耗領域を正確に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態におけるトロリ線検測装置が搭載された電気鉄道車両の走行環境を示す説明図である。

【図2】本実施形態によるトロリ線検測装置の機能構成を示すブロック図である。

【図3】本実施形態によるトロリ線検測装置のラインセンサにより撮像された画像を基に生成された、ラインセンサ画像の一例を示す模式図である。

【図4】本実施形態によるトロリ線検測装置より一時取得された摩耗領域抽出画像の一例を示す模式図である。

【図5】本実施形態によるトロリ線検測装置より最終的に取得された摩耗領域抽出画像の一例を示す模式図である。

【図6】本実施形態のトロリ線検測装置の、画像処理実行手順記憶部の説明図である。

【図7】（ａ）は、上記トロリ線検測装置の、トロリ線偏位算出部の説明図であり、（ｂ）は、上記トロリ線検測装置の、トロリ線残存直径算出部の説明図である。

【図8】本実施形態によるトロリ線検測装置による上記トロリ線検測方法の動作を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態におけるトロリ線検測装置２０が搭載された、トロリ線の検測を行う検査車両１の走行環境を示す説明図である。図１において、検査車両１は、地面に敷設された一対の線路２上を走行する。線路２の側には、線路２に沿って間隔をおいて、複数の電柱３が立設されている。電柱３にはビーム５や曲引き金具６が設けられている。ビーム５の上方には、検査車両１に電力を供給するための電力線であるき電線４が、線路２の延びる方向Ｒに沿って延在し、ビーム５に支持されて設けられている。ビーム５や曲引き金具６の下側には、同様に線路２の延びる方向Ｒに沿って延在するように、次に説明するトロリ線９を吊架する吊架線７が、ビーム５や曲引き金具６に支持されて設けられている。吊架線７には、線路２の延びる方向Ｒに略一定の間隔をおいて、複数のハンガ８が吊架されて設けられている。

【0017】

トロリ線９は、これら複数のハンガ８に、一定の張力を有するように吊架されて、吊架線７の下側に、吊架線７と略平行となるように設けられている。トロリ線９には、図示されないき電分岐線によって、き電線４から電力が供給される。検査車両１の上面１ａには、パンタグラフ等の集電装置１ｂが設けられており、検査車両１が走行中に集電装置１ｂがトロリ線９に接触することで、トロリ線９から検査車両１に電力が供給される。

【0018】

トロリ線９は、一対の線路２に対して、例えば１本、または２本が並走して、設けられる。検査車両１をはじめとした電気鉄道車両の走行中に、電力の供給元となるトロリ線９が、線路２の延びる方向Ｒにおいて隣接する次のトロリ線９へと移り変わる際に、電力の供給がなされない区間が生じることを防ぐため、トロリ線９はその端部において、隣接する他のトロリ線９と、線路２の延びる方向Ｒに沿ってオーバーラップして設けられる。このため、本実施形態においては、トロリ線９は、一対の線路２に対して、最大４本がオーバーラップして設けられる区間があり得る。これ以外にも、線路の分岐に対応したトロリ線９の分岐箇所を撮影した際にも、通常の区間よりも多い本数のトロリ線９が撮像され得る。

【0019】

トロリ線９が線路２と平行に設けられていると、集電装置１ｂのトロリ線９と接する部分が限定されるため、集電装置１ｂの限られた部分が偏って摩耗し損傷するおそれがある。これを防ぐため、トロリ線９は線路２の延びる方向Ｒに沿って、緩やかにジグザグに蛇行するように設けられている。トロリ線９においては、この蛇行により生じる、一対の線路２間の中心に対するトロリ線９の左右の偏りである偏位が、厳重に管理されている。

【0020】

検査車両１をはじめとした電気鉄道車両が通過するたびに、集電装置１ｂがトロリ線９の下面に対して滑動する。このため、電気鉄道車両を継続して運用すると、トロリ線９は徐々に摩耗し、最終的には破断する。したがって、トロリ線９には摩耗限界が設定されており、トロリ線９の残存直径が管理値を下回った場合には、トロリ線９は新品に交換される。

【0021】

本実施形態におけるトロリ線検測装置２０は、トロリ線９の残存直径や偏位を測定することで、トロリ線９を検測する。トロリ線検測装置２０は、照明２１、ラインセンサ２２、及び制御装置２３を備えている。照明２１は、検査車両１の上面１ａに、光を上方に向けて照射するように設けられている。次に説明するラインセンサ２２によってトロリ線９を撮像した際に、トロリ線９の下側の、集電装置１ｂが滑動することによりトロリ線９が摩耗して平面状に形成された摩耗領域が、照明２１の光を反射することにより、明るい領域として表示されるように撮像される。

【0022】

ラインセンサ２２は、照明２１と同様に、検査車両１の上面１ａに設けられている。ラインセンサ２２は、縦方向に１画素、横方向に複数の、例えば８１９２画素の画素数で構成される画像を撮像するカメラである。本実施形態においては、ラインセンサ２２は、グレースケールの画像を撮像するため、各画素は１つの輝度値を有している。

【0023】

ラインセンサ２２は、鉛直方向上向きに、かつ走査線２２ａの方向２２ｂが線路２の延びる方向Ｒに直交して、図示されない枕木の延在する方向と同一となるように設けられている。これにより、ラインセンサ２２の走査線２２ａがトロリ線９を横切るようになっている。ラインセンサ２２は、検査車両１の走行中に、短い時間間隔をおいて連続的に、トロリ線９を撮像する。ラインセンサ２２により撮像された画像は、入力画像として、制御装置２３に送信される。制御装置２３は、例えばパーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。制御装置２３は、検査車両１に搭載されている。

【0024】

図２は、本実施形態によるトロリ線検測装置２０の機能構成を示すブロック図である。図２において、制御装置２３は、ラインセンサ画像生成部３０、環境判定部３１、摩耗領域抽出画像生成部３２、画像処理実行手順記憶部３３、摩耗領域抽出画像評価部３４、トロリ線偏位算出部（トロリ線検測部）３５、及びトロリ線残存直径算出部（トロリ線検測部）３６を備えている。

【0025】

ラインセンサ画像生成部３０は、ラインセンサ２２から入力画像を受信し、これを縦方向に時系列的に、例えば１０００ラインを並べ、ラインセンサ画像を生成する。

【0026】

図３は、本実施形態によるトロリ線検測装置のラインセンサにより撮像された画像を基に生成された、ラインセンサ画像の一例を示す模式図である。ラインセンサ画像５０において、横方向Ｘは、ラインセンサ２２の走査線２２ａの方向２２ｂであり、縦方向Ｙは、時系列の方向、すなわち入力画像が並べられる方向である。

【0027】

図３に示されるラインセンサ画像５０には、最も手前に、トロリ線９が撮像されている。トロリ線９は新品の状態においては略円形の断面を有しており、その下側が集電装置１ｂの滑動によって削られて、平面状の摩耗領域９ａとなっている。摩耗領域９ａには、照明２１により光が照射されるため、明るく撮像されている。トロリ線９の、摩耗領域９ａの両側には、摩耗領域９ａの幅方向端部から外側へと湾曲しながら上方へと続くトロリ線９の表面９ｂが撮像されている。図３のラインセンサ画像５０においては、トロリ線９が曲引き金具６により屈曲する部分が撮像されている。また、照明や、トロリ線の摩耗領域の状態、撮影環境などに起因して、摩耗領域９ａに輝度差が生じ、部分的に輝度が低い暗部領域９ｃ、９ｄが発生する場合がある。

【0028】

トロリ線９の奥には、吊架線７が撮像されている。吊架線７の更に奥には、き電線４と、これらを支持するビーム５、曲引き金具６が撮像されている。ビーム５と曲引き金具６は、ラインセンサ２２の撮像間隔の影響で、実際よりも細く撮像されている。
トロリ線９、吊架線７、き電線４、ビーム５、及び曲引き金具６の背景として、空１０が撮像されている。本ラインセンサ画像５０においては、明るい昼間に撮像されているため、空１０は高い輝度値で明るく表示されている。

【0029】

ラインセンサ画像生成部３０は、このようなラインセンサ画像５０を生成し、摩耗領域抽出画像生成部３２へと送信する。

【0030】

環境判定部３１は、ラインセンサ画像生成部３０によって生成されたラインセンサ画像５０を基に、入力画像が撮像された環境を判定する。環境判定部３１は、夜またはトンネル、暗い昼間、明るい昼間、昼間でトンネルに突入する瞬間、及びその他の状況の、５種類の環境を判定する。この判定のために、環境判定部３１は、ラインセンサ画像５０のヒストグラムを計算し、平均値、最頻値、２番目に頻度が高い輝度値、３番目に頻度が高い輝度値を算出する。その後、事前に設定された、夜判定閾値、暗い昼間判定閾値、明るい昼間判定閾値の各々と、算出された値の各々を次のように比較して、環境を判定する。

【0031】

環境判定部３１は、次の判定式の全てが同時に満たされる場合に、ラインセンサ画像５０に対応する環境が夜またはトンネルであると判定する。
０ ≦ 平均値 ≦ 夜判定閾値
０ ≦ 最頻値 ≦ 夜判定閾値
０ ≦ ２番目に頻度が高い輝度値 ≦ 夜判定閾値
０ ≦ ３番目に頻度が高い輝度値 ≦ 夜判定閾値

【0032】

環境判定部３１は、次の判定式の全てが同時に満たされる場合に、ラインセンサ画像５０に対応する環境が暗い昼間であると判定する。
夜判定閾値 ＜ 平均値 ≦ 暗い昼間判定閾値
夜判定閾値 ＜ 最頻値 ≦ 暗い昼間判定閾値
夜判定閾値 ＜ ２番目に頻度が高い輝度値 ≦ 暗い昼間判定閾値
夜判定閾値 ＜ ３番目に頻度が高い輝度値 ≦ 暗い昼間判定閾値

【0033】

環境判定部３１は、次の判定式の全てが同時に満たされる場合に、ラインセンサ画像５０に対応する環境が明るい昼間であると判定する。
明るい昼間判定閾値 ＜ 平均値
明るい昼間判定閾値 ＜ 最頻値
明るい昼間判定閾値 ＜ ２番目に頻度が高い輝度値
明るい昼間判定閾値 ＜ ３番目に頻度が高い輝度値

【0034】

環境判定部３１は、次の判定式の全てが同時に満たされる場合に、ラインセンサ画像５０に対応する環境が昼間でトンネルに突入する瞬間であると判定する。
夜判定閾値 ＜ 平均値 ≦ 輝度値の最大値（例えば、２５５）
０ ≦ 最頻値 ≦ 夜判定閾値
０ ≦ ２番目に頻度が高い輝度値 ≦ 夜判定閾値
０ ≦ ３番目に頻度が高い輝度値 ≦ 夜判定閾値

【0035】

環境判定部３１は、上記いずれの環境にも該当しない場合には、その他の環境であると判定する。
環境判定部３１は、判定した結果の環境を、摩耗領域抽出画像生成部３２に送信する。

【0036】

摩耗領域抽出画像生成部３２は、ラインセンサ画像生成部３０からのラインセンサ画像５０及び環境判定部３１からの判定結果（環境）を受信し、ラインセンサ画像５０に対して、様々な画像処理機能を実行することにより、トロリ線９の摩耗領域９ａを抽出し、摩耗領域抽出画像を生成する。

【0037】

摩耗領域抽出画像生成部３２は、画像処理部４０と、後処理部４１とを備えている。画像処理部４０は、様々な画像処理機能が、選択的に実行可能に構成されている。画像処理部４０は、コントラスト調整処理部４０Ａ、背景・ノイズ除去処理部４０Ｂ、二値化処理部４０Ｃ、補間処理部４０Ｄ、及び摩耗領域修正部４０Ｅを備えている。

【0038】

コントラスト調整処理部４０Ａは、画像の階調を調整することを目的とした、１以上の画像処理機能が、選択的に実行可能に構成されている。コントラスト調整処理としては、例えば、ガンマ値に応じた適切なカーブに画像の階調を補正するガンマ補正処理や、輝度値を正規化することで、階調を調整する処理を適用することができる。なお、コントラスト調整処理部４０Ａに含まれるコントラスト調整処理は、上記として示したものに限られない。

【0039】

背景・ノイズ除去処理部４０Ｂは、背景に撮像された建造物等の、架線とは異なる物体や、ノイズを除去することを目的とした、１以上の画像処理機能が、選択的に実行可能に構成されている。背景・ノイズ除去処理としては、例えば、グレースケール画像を収縮、膨張させてオープニングした後に、膨張収縮させる元となる画像を減算するＧＳＴＨ（グレースケールトップハット）処理を適用することができる。なお、背景・ノイズ除去処理部４０Ｂに含まれる背景・ノイズ除去処理は、上記として示したものに限られない。

【0040】

二値化処理部４０Ｃは、複数の階調の画像を、例えば白と黒の２つの階調に変換して、摩耗領域９ａのみを抽出することを目的とした、１以上の画像処理機能が、選択的に実行可能に構成されている。二値化処理としては、例えば、画像に対して輝度値のヒストグラムを生成し、背景と摩耗領域９ａの各々に関するクラス内分散とクラス間分散の分散比が最大となるように、画像に応じて二値化の閾値を決定する、判別分析二値化処理を適用することができる。なお、二値化処理部４０Ｃに含まれる二値化処理は、上記として示したものに限られない。

【0041】

補間処理部４０Ｄは、二値化処理部４０Ｃにおける二値化処理が実行されて、摩耗領域９ａであると想定される領域が抽出された画像を対象として、本来は１つの摩耗領域９ａと想定される領域が複数の領域に分断されているような場合に、これらをつなぎ合わせることで、摩耗領域９ａの形状を補間することを目的とした、１以上の画像処理機能が、選択的に実行可能に構成されている。

【0042】

補間処理としては、画像を横方向Ｘに膨張、収縮させることで、横方向Ｘに近接して分断されて表されている領域をつなぎ合わせる、クロージング処理や、領域が縦方向Ｙに、縞状、あるいは波状に、分断されて表されている場合に、これをつなぎ合わせる、波状摩耗補間処理を適用することができる。なお、補間処理部４０Ｄに含まれる補間処理は、上記として示したものに限られない。

【0043】

図４は、本実施形態によるトロリ線検測装置より一時取得された摩耗領域抽出画像の一例を示す模式図であって、上述したように、補間処理部４０Ｄにより処理された摩耗領域抽出画像５０Ａである。摩耗領域抽出画像５０Ａにおいては、照明や、トロリ線９の摩耗領域９ａの状態、撮影環境などを起因として、図３に示すように、摩耗領域９ａに輝度差が生じ、他の領域より輝度が低くなる暗部領域９ｃ、９ｄとなる場合がある。すなわち、補間処理部４０Ｄにより処理された摩耗領域抽出画像５０Ａでは、暗部領域９ｃ、９ｄは摩耗領域９ａとして検出されないため、正確な摩耗領域９ａを検出できない。

【0044】

図４に示すように、補間処理部４０Ｄにより処理された摩耗領域抽出画像５０Ａにおいては、明るく写っている摩耗領域９ａしか抽出されない。そこで、本実施形態では、暗部領域９ｃ、９ｄを摩耗領域９ａとして検出するように、補間処理部４０Ｄにより処理された摩耗領域抽出画像５０Ａを修正する。摩耗領域修正部４０Ｅは、画像縦方向の各ライン毎に摩耗領域９ａの抽出処理で抽出された摩耗領域の位置から外側にラスタスキャンにより探索し、輝度値が予め設定された輝度値以下になった位置を、摺動面と非摺動面の境界、すなわち摩耗領域９ａの境界とする。

【0045】

図５は、本実施形態によるトロリ線検測装置より最終的に取得された摩耗領域抽出画像の一例を示す模式図である。上述した修正の結果、図４に示す暗部領域９ｃ、９ｄが摩耗領域９ａとして検出されるので、図５に示すように、摩耗領域９ａが正確に検出されることになる。摩耗領域修正部４０Ｅは、修正後の摩耗領域抽出画像５０Ｂとして、これに対応する摩耗領域９ａの数や、各摩耗領域９ａの縦方向Ｙの、始点座標と終点座標を含む長さ情報、当該摩耗領域抽出画像に対応する画像処理実行手順（又は処理パターン）Ｍに関する情報とともに、後処理部４１に送信する。

【0046】

このように、摩耗領域抽出画像生成部３２は、画像処理部４０及び後処理部４１により、複数の画像処理実行手順Ｍの各々に従って、ラインセンサ画像５０を入力として画像処理機能を実行することにより、トロリ線９の摩耗領域を正確に抽出し、複数の画像処理実行手順Ｍの各々に対応した複数の摩耗領域抽出画像５０Ｂを生成する。

【0047】

これらのコントラスト調整処理部４０Ａ、背景・ノイズ除去処理部４０Ｂ、二値化処理部４０Ｃ、補間処理部４０Ｄ、及び摩耗領域修正部４０Ｅに含まれる各画像処理機能は、画像処理実行手順記憶部３３に登録された、各画像処理機能を実行する際の実行順序である処理パターン（画像処理実行手順）Ｍに従って実行される。

【0048】

図６は、本実施形態のトロリ線検測装置の、画像処理実行手順記憶部の説明図である。図６において、画像処理実行手順記憶部３３は、処理保存部３３ａ、パラメータセット保存部３３ｂ、及び処理パターン登録部３３ｃを備えている。

【0049】

処理保存部３３ａには、既に説明したコントラスト調整処理部４０Ａ、背景・ノイズ除去処理部４０Ｂ、二値化処理部４０Ｃ、補間処理部４０Ｄ、及び摩耗領域修正部４０Ｅの各々において実行される、画像処理機能の各々が保存されている。図６の処理保存部３３ａにおいては、上記の各処理部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅのいずれかに含まれる、ＰＲ１からＰＲＸまでの、Ｘ個の画像処理機能ＰＲ１～ＰＲＸが保存されている。

【0050】

また、パラメータセット保存部３３ｂには、処理保存部３３ａに保存されている各画像処理機能ＰＲ１～ＰＲＸの、実際の実行時に使用され得るパラメータセットが格納されている。図６のパラメータセット保存部３３ｂにおいては、処理保存部３３ａに保存されたＸ個の画像処理機能ＰＲ１～ＰＲＸのいずれかまたは複数において使用される、ＰＳ１からＰＳＹまでの、Ｙ種類のパラメータセットが保存されている。

【0051】

処理パターン登録部３３ｃには、ラインセンサ画像５０を処理するに際し、上記の各画像処理機能を実行する際の処理パターンＭが複数個、保存されている。図６の処理パターン登録部３３ｃにおいては、Ｍ１からＭＬまでの、Ｌ個の処理パターンＭ１～ＭＬが保存されている。

【0052】

図６においては、これらＬ個の処理パターンＭ１～ＭＬのうち、１つ目の処理パターンＭ１に着目して示されている。処理パターンＭ１は、画像処理機能Ｐ１から画像処理機能ＰＺまでの、Ｚ個の画像処理機能Ｐ１～ＰＺを順に実行するように登録されている。ここで、処理パターンＭ１中の画像処理機能Ｐ１は、処理保存部３３ａ内の画像処理機能ＰＲ１と、パラメータセット保存部３３ｂ内のパラメータセットＰＳ２を参照するようになっている。これは、処理パターンＭ１における画像処理機能Ｐ１は、実際には処理保存部３３ａに保存されている画像処理機能ＰＲ１が、パラメータセットＰＳ２が適用されて実行されることを示している。

【0053】

また、１つ目の処理パターンＭ１中の、２番目に実行される画像処理機能Ｐ２においては、処理保存部３３ａに保存されている画像処理機能ＰＲＸのみが参照されており、パラメータセット保存部３３ｂのパラメータセットは参照されていない。このように、処理パターンＭ中に、処理保存部３３ａに保存された画像処理機能ＰＲ１～ＰＲＸが登録されるに際し、パラメータセット保存部３３ｂ内のパラメータセットは必ずしも対応付けられて参照されなくとも構わない。

【0054】

詳説は省略するが、処理パターンＭ２～ＭＬについても、処理パターンＭ１と同様に、処理保存部３３ａとパラメータセット保存部３３ｂを参照して実行される画像処理機能を表現することにより構成されている。

【0055】

処理パターン登録部３３ｃに保存された各処理パターンＭ１～ＭＬの各々において、実行される画像処理機能の数は、固定長ではなく可変長である。すなわち、各処理パターンＭ１～ＭＬの各々において実行される画像処理機能の数は、基本的には互いに異なっている。

【0056】

このように、処理パターンＭは、画像処理機能、または、画像処理機能と当該画像処理機能において使用されるパラメータセットの組み合わせが、複数個、順序付けられて登録されることにより構成されている。このように、処理パターンＭは、ラインセンサ画像５０を処理するに際し各画像処理機能の実行順序が、画像処理機能の各々が実際にどのように実行されるかを示すパラメータセットとともに登録された画像処理実行手順Ｍであるといえる。以降においては、処理パターンＭを、画像処理実行手順Ｍと呼称する。

【0057】

上記のように、各画像処理機能は、コントラスト調整処理、背景・ノイズ除去処理、二値化処理、補間処理のいずれかを目的とした処理に分類される。各画像処理実行手順Ｍにおいては、画像処理機能は、この処理分類の順に実行されるように、登録されている。例えば、二値化処理を実行した後にコントラスト調整を実行しても基本的には意味がないため、二値化処理部４０Ｃに含まれる画像処理機能を実行した後に、コントラスト調整処理部４０Ａに含まれる画像処理機能が実行されるような画像処理実行手順Ｍは、基本的には登録されない。

【0058】

また、摩耗領域９ａを抽出するためには、最低限、二値化処理は実行される必要がある。換言すれば、画像処理実行手順Ｍには、二値化処理部４０Ｃに含まれる画像処理機能が最低１回は実行され、他の処理部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｄ、４０Ｅに含まれる画像処理機能は必要に応じて、すなわち０回以上実行されるような、画像処理機能の順序が登録される。このように、複数の画像処理実行手順Ｍの各々には、０以上のコントラスト調整処理と、０以上の背景・ノイズ除去処理と、１以上の二値化処理と、及び０以上の補間処理が、この順に実行されるように登録されている。

【0059】

更には、各処理部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅに含まれる画像処理機能の各々は、複数回実行されるように、画像処理機能の順序が登録されていてもよい。例えば、補間処理部４０Ｄにおいて、クロージング処理によって横方向Ｘに分断されている領域をつなぎ合わせた後に、波状摩耗補間処理によって縦方向Ｙに分断されている領域をつなぎ合わせるように、画像処理実行手順Ｍを構築することもあり得る。

【0060】

あるいは、同一の画像処理機能が、同一のパラメータセットで、あるいはパラメータセットを変えて、連続して、あるいは同一の処理分類に含まれる他の画像処理機能の実行を挟んで、複数回実行されるように、画像処理実行手順Ｍに登録されていてもよい。

【0061】

画像処理実行手順Ｍは、各処理部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ内の画像処理機能間で、全ての組み合わせの処理手順が実現されるように、複数が登録されている。
これら複数の画像処理実行手順Ｍの各々においては、摩耗領域９ａを抽出する精度や、ラインセンサ画像５０の背景等の状況に対する適性も様々に異なる。このため、複数の画像処理実行手順Ｍの各々には、優先度が対応付けられて記憶されている。
例えば、背景の輝度値に大きく影響されず、常に一定以上の摩耗領域９ａの抽出精度を発揮できる画像処理実行手順Ｍは、優先度を高く設定することが考えられる。
このように、優先度は、摩耗領域９ａの抽出精度が高いと考えられるものほど高くなるように設定されている。

【0062】

上記のようにして、画像処理部４０は、画像処理実行手順Ｍを各々実行し、各画像処理実行手順Ｍに対応した処理画像を生成して、後処理部４１に送信する。

【0063】

後処理部４１は、画像処理部４０から処理画像を受信し、エッジ抽出を行って摩耗領域９ａを抽出し、当該処理画像に摩耗領域９ａが複数抽出されれば摩耗領域９ａごとに、摩耗領域９ａの縦方向Ｙの長さを算出する。既に説明したように、本実施形態においては、最大４本のトロリ線９がオーバーラップして設けられている可能性がある。すなわち、１枚のラインセンサ画像５０に、最大４本のトロリ線９が撮像され得る。このため、後処理部４１は、摩耗領域９ａが５本以上抽出された場合においては、長さが長い順から４つの領域を摩耗領域９ａとして扱い、これより長さが短い他の領域は摩耗領域９ａではないと見做す。後処理部４１は、エッジ抽出後の画像を摩耗領域抽出画像５０Ａとして、これに対応する摩耗領域９ａの数や、各摩耗領域９ａの縦方向Ｙの、始点座標と終点座標を含む長さ情報、当該摩耗領域抽出画像に対応する画像処理実行手順Ｍに関する情報とともに、摩耗領域抽出画像評価部３４に送信する。

【0064】

摩耗領域抽出画像評価部３４は、複数の画像処理実行手順Ｍの各々に対応する修正後の摩耗領域抽出画像５０Ｂと、関連する各情報を受信し、受信した複数の摩耗領域抽出画像５０Ｂの各々の評価値を計算して、最も評価値の高い摩耗領域抽出画像を選択する。
各摩耗領域抽出画像には、摩耗領域抽出画像生成部３２において、当該摩耗領域抽出画像に何個の摩耗領域９ａが撮像されたかの判断が、対応付けられて摩耗領域抽出画像評価部３４に送信されている。摩耗領域抽出画像評価部３４は、各摩耗領域抽出画像に対し、当該摩耗領域抽出画像中の摩耗領域９ａの数と、摩耗領域抽出画像が撮像された実際の現場におけるトロリ線９の本数とを比較し、摩耗領域抽出画像の評価値を計算する。

【0065】

摩耗領域抽出画像の評価値としては、事前に登録されている設備情報から画像に写っているトロリ線の本数が既知であることを利用し、画像の時系列(ライン)毎に、コスト計算を行うことにより、一番コストが低い処理パターンの摩耗領域抽出画像を採用するコスト評価（コストが低いほど高評価）か、複数の摩耗領域抽出画像の各々に対し、摩耗領域９ａがトロリ線９に近い画像上の特徴を有することを示す指標である尤度評価（尤度が高いほど高評価）を用いる。なお、コスト評価、及び尤度評価の詳細については、特許第７１９６８０６号を参照されたい。

【0066】

摩耗領域抽出画像評価部３４は、コスト評価または尤度評価に基づいて、最も評価値が高い摩耗領域抽出画像に対し、各摩耗領域９ａの重心座標と摩耗面幅を計算し、最も評価値が高い摩耗領域抽出画像とともに、トロリ線偏位算出部３５とトロリ線残存直径算出部３６に送信する。

【0067】

トロリ線偏位算出部３５は、最も評価値が高いものとして選択された摩耗領域抽出画像を受信し、これを基に、トロリ線９の偏位を計算する。図７（ａ）は、偏位の算出原理の説明図である。
偏位Ｄ（単位：ｍｍ）は、摩耗領域抽出画像評価部３４から受信した摩耗領域９ａの重心座標ｄ（単位：画素）と、事前に設定されたパラメータである、線路２からラインセンサ２２のセンサ面２２ｃまでの距離ｈｓ（ｍｍ）、ラインセンサ２２のレンズの焦点距離ｆ（ｍｍ）、ラインセンサ２２のセンサ面２２ｃの長さｓ（ｍｍ）、ラインセンサ２２の画素数ｐ（画素）、及び、本トロリ線検測装置２０以外の他の測定装置により計算された、線路２からトロリ線９までの距離ｈ（ｍｍ）を用いて、次式により表される。

【0068】

【数1】

【0069】

トロリ線偏位算出部３５は、上記のようにトロリ線９の偏位を計算し、トロリ線９が、摩耗領域抽出画像に対応する実際の場所において許容される偏位の範囲内に位置しているか否かを判定する。
トロリ線９が許容される偏位の範囲内に位置していない場合は異常であると判断し、記録する。

【0070】

トロリ線残存直径算出部３６は、最も評価値が高いものとして選択された摩耗領域抽出画像を受信し、これを基に、トロリ線９の残存直径を算出する。図７（ｂ）は、残存直径の算出原理の説明図である。
本実施形態においては、トロリ線９の残存直径、すなわち摩耗後のトロリ線９の高さを、残存直径として計算する。
トロリ線残存直径算出部３６は、トロリ線偏位算出部３５と同様な原理で、摩耗領域抽出画像評価部３４から受信した摩耗領域９ａの重心座標ｄ（画素）と摩耗面幅ｗ（画素）を基に、トロリ線９の実際の摩耗面幅Ｗ（ｍｍ）を計算する。トロリ線９の残存直径Ｄｒ（ｍｍ）は、この摩耗面幅Ｗ（ｍｍ）と、トロリ線９の半径を用いて、次式により表される。

【0071】

【数2】

【0072】

トロリ線残存直径算出部３６は、上記のようにトロリ線９の残存直径を計算し、残存直径が管理値を下回っていないか判定する。
残存直径が管理値を下回っている場合は異常であると判断し、その旨を記録する。

【0073】

次に、図８は、本実施形態によるトロリ線検測装置２０による上記トロリ線検測方法の動作を説明するためのフローチャートである。処理が開始されると、ラインセンサ画像生成部３０は、ラインセンサ２２から入力画像を縦方向に時系列的に、例えば１０００ラインを並べ、図３に示すようなラインセンサ画像５０を生成し、摩耗領域抽出画像生成部３２に送信するとともに、環境判定部３１は、ラインセンサ画像生成部３０によって生成されたラインセンサ画像５０を基に、入力画像が撮像された環境を判定する（ステップＳ１０）。

【0074】

次に、摩耗領域抽出画像生成部３２において、コントラスト調整処理部４０Ａが、ラインセンサ画像５０の階調を調整し（ステップＳ１２）、背景・ノイズ除去処理部４０Ｂが、背景に撮像された建造物等の、架線とは異なる物体や、ノイズを除去し（ステップＳ１４）、二値化処理部４０Ｃが、複数の階調の画像を、例えば白と黒の２つの階調に変換して、摩耗領域９ａのみを抽出する（ステップＳ１６）。

【0075】

次に、補間処理部４０Ｄが、二値化処理部４０Ｃにおける二値化処理が実行されて、摩耗領域９ａであると想定される領域が抽出された画像を対象として、本来は１つの摩耗領域９ａと想定される領域が複数の領域に分断されているような場合に、これらをつなぎ合わせることで、摩耗領域９ａの形状を補間する（ステップＳ１８）。

【0076】

次に、摩耗領域修正部４０Ｅが、画像縦方向の各ライン毎に摩耗領域９ａの抽出処理で抽出された位置から外側に摺動面と非摺動面の境界をラスタスキャンにより探索し、輝度値が予め設定された輝度値以下になった位置を摺動面境界とすることで摩耗領域抽出画像５０Ａを修正して正確な摩耗領域９ａを検出する（ステップＳ２０）。

【0077】

次に、後処理部４１が、修正後の摩耗領域抽出画像５０Ｂとして、これに対応する摩耗領域９ａの数や、各摩耗領域９ａの縦方向Ｙの、始点座標と終点座標を含む長さ情報を生成し、当該摩耗領域抽出画像に対応する画像処理実行手順Ｍに関する情報とともに、摩耗領域抽出画像評価部３４に送信する（ステップＳ２２）。

【0078】

次に、摩耗領域抽出画像評価部３４が、摩耗領域抽出画像生成部３２からの、エッジ抽出後の画像を摩耗領域抽出画像として、これに対応する摩耗領域９ａの数や、各摩耗領域９ａの縦方向Ｙの、始点座標と終点座標を含む長さ情報、当該摩耗領域抽出画像に対応する画像処理実行手順Ｍに関する情報に基づいて、受信した複数の摩耗領域抽出画像の各々の評価値（尤度評価またはコスト評価）を計算する（ステップＳ２４）。上記の、摩耗領域抽出画像の生成と評価は、画像処理実行手順記憶部３３に記憶された、全ての画像処理実行手順Ｍに対して実行される。

【0079】

次に、全ての画像処理実行手順Ｍに対して、摩耗領域抽出画像の生成と評価が実行されたかを判定し（ステップＳ２６）、未実行の画像処理実行手順Ｍがある場合には（ステップＳ２６のＮＯ）、ステップＳ１０に遷移し、未実行の画像処理実行手順Ｍに対する処理を続行する。

【0080】

一方、未実行の画像処理実行手順Ｍがなければ（ステップＳ２６のＹＥＳ）、摩耗領域抽出画像評価部３４が、全ての摩耗領域抽出画像のなかで、最も評価値が高いものを、最も適切に摩耗領域９ａが抽出された画像と判断する（ステップＳ２８）。摩耗領域抽出画像評価部３４は、最も評価値が高い摩耗領域抽出画像に対し、各摩耗領域９ａの重心座標と摩耗面幅を計算し、最も評価値が高い摩耗領域抽出画像とともに、トロリ線偏位算出部３５とトロリ線残存直径算出部３６に送信する。

【0081】

次に、トロリ線偏位算出部３５が、最も評価値が高いものとして選択された摩耗領域抽出画像を受信し、これを基に、トロリ線９の偏位を計算する（ステップＳ３０）。また、トロリ線残存直径算出部３６が、最も評価値が高いものとして選択された摩耗領域抽出画像を受信し、これを基に、トロリ線９の残存直径を算出する（ステップＳ３２）。その後、当該処理を終了する。

【0082】

上述した実施形態によれば、トロリ線９を撮像するラインセンサ２２を備え、ラインセンサ２２により撮像された画像を入力画像としてこれを基にトロリ線９を検測する、トロリ線検測装置２０であって、入力画像を時系列的に並べてラインセンサ画像５０を生成する、ラインセンサ画像生成部３０と、ラインセンサ画像５０に対して複数の画像処理機能を順次実行するに際し、その実行順序が、画像処理実行手順Ｍとして複数登録された、画像処理実行手順記憶部３３と、複数の画像処理実行手順Ｍの各々に従って、ラインセンサ画像５０を入力として画像処理機能を実行することにより、トロリ線９の摩耗領域９ａを抽出し、抽出されたトロリ線の摩耗領域から外側に走査して輝度値が予め設定された輝度値以下になった位置を摩耗領域の境界とすることで前記摩耗領域を修正し、複数の画像処理実行手順Ｍの各々に対応した複数の摩耗領域抽出画像を生成する、摩耗領域抽出画像生成部３２と、複数の摩耗領域抽出画像の各々の評価値を計算して最も評価値の高い摩耗領域抽出画像を選択する、摩耗領域抽出画像評価部３４と、選択された摩耗領域抽出画像を基に、トロリ線９の偏位を算出する、トロリ線偏位算出部３５と、トロリ線９の残存直径を算出するトロリ線残存直径算出部３６とを備える。

【0083】

また、本実施形態におけるトロリ線検測方法は、トロリ線９を撮像するラインセンサ２２により撮像された画像を入力画像としてこれを基にトロリ線９を検測する、トロリ線検測方法であって、入力画像を時系列的に並べてラインセンサ画像５０を生成し、ラインセンサ画像５０に対して複数の画像処理機能を順次実行するに際し、その実行順序が、画像処理実行手順Ｍとして複数登録され、複数の画像処理実行手順Ｍの各々に従って、ラインセンサ画像５０を入力として画像処理機能を実行することにより、トロリ線９の摩耗領域９ａを抽出し、前記抽出された摩耗領域９ａから外側に走査して輝度値が予め設定された輝度値以下になった位置を摩耗領域９ａの境界とすることで摩耗領域９ａを修正し、複数の画像処理実行手順Ｍの各々に対応した複数の摩耗領域抽出画像を生成し、複数の摩耗領域抽出画像の各々の評価値を計算して最も評価値の高い摩耗領域抽出画像を選択し、選択された摩耗領域抽出画像を基に、トロリ線９の残存直径と偏位の双方を算出する。

【0084】

上記のような構成によれば、照明や、トロリ線９の摩耗領域９ａの状態、撮影環境などを起因として摩耗領域９ａに輝度差が生じる場合であっても、トロリ線９の摩耗領域９ａを正確に検出することができ、トロリ線９の摩耗領域９ａの抽出精度が向上し、残存直径や偏位の算出精度も向上する。

【0085】

また、本実施形態によれば、複数の画像処理実行手順Ｍの各々に対して摩耗領域抽出画像が生成され、これらの摩耗領域抽出画像の各々に対して評価値が計算されて、最も評価値の高い摩耗領域抽出画像が選択され、これを基にトロリ線９の残存直径と偏位の双方が算出される。すなわち、画像処理実行手順Ｍの数に対応する数の摩耗領域抽出画像が生成され、その中から残存直径や偏位の評価に最も適した摩耗領域抽出画像が残存直径や偏位の評価対象として選択される。結果として、複数登録された画像処理実行手順Ｍのうち、処理対象となるラインセンサ画像５０の処理に適する画像処理実行手順Ｍの処理結果が、摩耗領域抽出画像として選ばれる。

【0086】

このように、処理対象となるラインセンサ画像５０に適する画像処理機能の組合せを作業員が試行錯誤の上で選択せずとも、トロリ線９の残存直径や偏位の算出に適した摩耗領域抽出画像を生成し、残存直径や偏位を測定可能であるため、作業員による、入力された画像に適した画像処理機能を取捨選択する工数を低減可能である。

【0087】

また、本実施形態によれば、複数の画像処理実行手順Ｍの各々には優先度が対応付けられて記憶されており、摩耗領域抽出画像評価部３４は、同一の評価値が複数の摩耗領域抽出画像に対して算出された場合には、優先度が高い画像処理実行手順Ｍに対応した摩耗領域抽出画像を、最も評価値の高い摩耗領域抽出画像として選択するようにしたので、同一の評価値が複数の摩耗領域抽出画像に対して算出された場合には、優先度が高い画像処理実行手順Ｍに対応した摩耗領域抽出画像を、最も評価値の高い摩耗領域抽出画像として選択する。このため、同様な評価値を有するような摩耗領域抽出画像が複数あった場合でも、優先度が高い画像処理実行手順Ｍに対応した摩耗領域抽出画像が選択されるので、残存直径や偏位の評価に適した摩耗領域抽出画像が選択されやすくなる。

【0088】

また、本実施形態によれば、摩耗領域抽出画像評価部３４は、複数の摩耗領域抽出画像の各々に対し、摩耗領域９ａの数を計算し、摩耗領域９ａの数と、実際のトロリ線９の本数との差が小さい場合に、評価値が高くなるように評価値を計算するようにしたので、実際のトロリ線９の本数と摩耗領域９ａの数が一致する摩耗領域抽出画像が、残存直径や偏位を算出する摩耗領域抽出画像として選択されやすくなる。このため、トロリ線９の摩耗領域９ａの抽出精度が向上し、残存直径や偏位の算出精度も向上する。

【0089】

また、本実施形態によれば、環境に応じて、適切な画像処理実行手順が選択され、これに対応した摩耗領域抽出画像が生成されるようになるため、残存直径や偏位の算出精度が向上するとともに処理時間を短縮または処理負荷を低減することが可能である。また、選択された環境に対応しない画像処理実行手順Ｍは実行されないため、トロリ線検測装置２０の実行に要する処理時間やメモリを低減可能である。

【0090】

また、本実施形態によれば、最も評価値すなわちトロリ線尤度が高い摩耗領域抽出画像を選択するようにしたので、実際のトロリ線９の外観に摩耗領域９ａの画像上の特徴が近い摩耗領域抽出画像が、残存直径や偏位を算出する摩耗領域抽出画像として選択されやすくなるため、トロリ線９の摩耗領域９ａの抽出精度が向上し、残存直径や偏位の算出精度も向上する。

【0091】

なお、上記実施形態においては、例えば、後処理部４１は説明の都合上、摩耗領域抽出画像生成部３２に含まれるように説明したが、これに限られない。後処理部４１は、摩耗領域抽出画像評価部３４に含まれていてもいいし、摩耗領域抽出画像生成部３２、摩耗領域抽出画像評価部３４の各々とは独立した機能として構成されていてもいい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない限り、制御装置２３内の構成が変更されてもよいのは、言うまでもない。
また、上記実施形態においては、トロリ線検測装置はトロリ線偏位算出部３５とトロリ線残存直径算出部３６の双方を備え、トロリ線９の残存直径と偏位の双方を算出するように構成されていたが、これに限られない。トロリ線検測装置は、例えば、トロリ線の残存直径と偏位のいずれか一方のみを算出するように構成されていても構わない。

【0092】

これ以外にも、図面を参照して説明した上述の実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態及び各変形例で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0093】

１ 検査車両
９ トロリ線
９ａ 摩耗領域
９ｃ、９ｄ 暗部領域
２０ トロリ線検測装置
２１ 照明
２２ ラインセンサ
２３ 制御装置
３０ ラインセンサ画像生成部
３１ 環境判定部
３２ 摩耗領域抽出画像生成部
３３ 画像処理実行手順記憶部
３４ 摩耗領域抽出画像評価部
３５ トロリ線偏位算出部（トロリ線検測部）
３６ トロリ線残存直径算出部（トロリ線検測部）
４０ 画像処理部
４０Ａ コントラスト調整処理部
４０Ｂ 背景・ノイズ除去処理部
４０Ｃ 二値化処理部
４０Ｄ 補間処理部
４０Ｅ 摩耗領域修正部
４１ 後処理部
５０ ラインセンサ画像
５０Ａ、５０Ｂ 摩耗領域抽出画像
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３ 画像処理実行手順

【要約】

【課題】トロリ線の摩耗領域を正確に検出するトロリ線検測装置及びトロリ線検測方法を提供する。
【解決手段】ラインセンサ画像生成部３０は、ラインセンサ２２により撮像された画像からラインセンサ画像を生成する。摩耗領域抽出画像生成部３２は、画像処理実行手順記憶部３３に登録されている複数の画像処理実行手順Ｍに従って画像処理を施してトロリ線の摩耗領域を抽出し、抽出された摩耗領域から外側に走査して輝度値が予め設定された輝度値以下になった位置を摩耗領域の境界とすることで摩耗領域を修正し、複数の画像処理実行手順Ｍの各々に対応した複数の摩耗領域抽出画像を生成する。摩耗領域抽出画像評価部３４は、複数の摩耗領域抽出画像のうち最も評価値の高い摩耗領域抽出画像を選択する。トロリ線偏位算出部３５及びトロリ線残存直径算出部３６は、選択された摩耗領域抽出画像に基づいてトロリ線の偏位、残存直径を算出する。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】