架空線測定裝置及架空線測定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及測定作為車輛的供電電源的架空(trolley)線的磨損量等的架空線測定裝置及架空線測定方法。
【背景技術】
[0002]行駛在電車線路上的電車車輛通過導電弓架上表面(滑動板)從架空線獲取所需要的電力。架空線的下表面(滑動面或滑面)與導電弓架上表面由于相互的滑動接觸而漸漸磨損。為了使導電弓架側的磨損不集中在一個部分，架空線按照支撐電桿向左右方向交替地偏移。架空線的磨損量和偏移量通過將架空線測定裝置搭載于檢測車等定期進行行駛測定來檢查各個架空線是否良好。
[0003]架空線測定裝置之一為使旋轉多棱鏡(polygon mirror)在水平面上旋轉，從而使激光向架空線進行照射，并對架空線進行遍布其偏移范圍的掃描。該架空線測定裝置之一利用光接收元件通過穿孔鏡接收根據掃描得到的來自架空線滑動面的反射光，由此得到關于架空線滑動面的檢測信號，并利用數據處理裝置計算對應于掃描而得到的檢測信號的產生寬度，由此測定架空線磨損量。搭載這樣的架空線磨損量測定裝置的檢測車記載于專利文獻1、3、4中。
[0004]作為架空線測定裝置的磨損量計算，通過CCD照相機采集圖像并通過圖像處理得到架空線滑動面的寬度，基于此測定磨損量的測定方法記載于專利文獻2中。此外，獲取來自架空線滑動面的反射信號并基于其波形獲取架空線滑動面的寬度，基于此計算磨損量的計算方法記載于專利文獻5、7中。
[0005]使架空線由導軌進行引導，利用將導軌夾在中間而在側面具有光投射部和光接收部的透射式傳感器獲取傳感器光投射部與光接收部之間的架空線的投影的高度寬度從而測定剩余量的架空線測定裝置記載于專利文獻6中。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2001-59710號公報
[0009]專利文獻2:日本特開平5-96980號公報
[0010]專利文獻3:日本特開平5-34113號公報
[0011]專利文獻4:日本特開平10-194015號公報
[0012]專利文獻5:日本特開平07-120227號公報
[0013]專利文獻6:日本特開平07-120228號公報
[0014]專利文獻7:日本特開2010-243274號公報
【發明內容】
[0015]技術問題
[0016]將專利文獻1?7所示的那樣的架空線的磨損剩余量從滑面寬度轉換為剩余直徑而進行測定的架空線測定裝置，將激光、鈉燈光、LED光照射到架空線滑面，并利用架空線滑面的反射光進行架空線滑面寬度的測定。因此受架空線滑面的狀態的影響大，在由于架空線滑面的黑化、生銹、傾斜或不對稱磨損而使得架空線滑面的反射光不返回到測定器光接收部的情況下，會將滑面寬度測量得窄。
[0017]此外，以通過架空線的橫向投影直接測定架空線剩余直徑的方式構成的裝置將檢測器與架空線接觸從而進行引導，因此如果列車速度提高，則導致檢測器跳起，因此在低速下測定成為條件，此外在架空線的重疊部分進行重新引導搭線比較花費時間。
[0018]本發明是鑒于上述問題完成的，其目的在于提供一種能夠基于行駛的車輛簡單地測定架空線的磨損部的形狀的架空線測定裝置及架空線測定方法。
[0019]技術方案
[0020]本發明的架空線測定裝置的第一個特征在于，具備:第一架空線測定單元和第二架空線測定單元，前述第一架空線測定單元和前述第二架空線測定單元設置于車輛的車頂上，將狹縫狀的激光束從架空線的左右下側以橫斷前述架空線的方式大致垂直地進行投射，基于由被投射的前述激光束的反射光得到的光切割圖像，分別獲取表示前述架空線的包括側面在內的左右下側的形狀的圖像；控制單元，其對由前述第一架空線測定單元和前述第二架空線測定單元獲取的表示前述架空線的包括側面在內的左右下側的形狀的圖像進行處理，生成表示前述架空線的滑動面和左右側面的剖面形狀的數據。將狹縫狀的激光束從車輛的車頂上相對于車輛前進方向大致垂直地照射到架空線。通過照射激光束，在架空線的包括側面在內的下側生成光切割圖像。通過利用照相機等從斜下方接收該光切割圖像，能夠獲取表示架空線的包括側面在內的下側的形狀的圖像，即架空線的光切割圖像的輪廓。將這樣的光投射部和光接收部在沿架空線的偏移左右方向分離的位置設置兩套，分別測定激光束照射到的部分的形狀，通過對其進行圖像處理，能夠生成表示架空線的滑動面和左右側面的剖面形狀的數據。基于生成的表示架空線的滑動面和左右側面的剖面形狀的數據，能夠計算架空線的側面的剩余量，并使得對架空線滑面沒有影響地測定架空線的磨損量成為可能。
[0021]本發明的架空線測定裝置的第二個特征在于，在前述第一個特征記載的架空線測定裝置中具備:測定單元，其基于由前述控制單元生成的表示前述架空線的滑動面和左右側面的剖面形狀的數據，計算前述架空線的磨損量，并計算表示前述架空線的立體形狀的數據。該特征的測定單元基于由控制單元生成的表示架空線的滑動面和左右側面的剖面形狀的數據，計算架空線的側面的剩余量，并計算表示架空線的立體形狀的數據。由此，能夠對架空線滑面沒有影響地測定架空線的磨損量。
[0022]本發明的架空線測定裝置的第三個特征在于，在前述第一個或第二個特征記載的架空線測定裝置中具備:旋轉臺單元，其設置于前述車輛的車頂上的左右兩端部，保持前述第一架空線測定單元和前述第二架空線測定單元，同時進行旋轉控制，以使前述第一架空線測定單元和前述第二架空線測定單元的拍攝視野范圍在與前述車輛的前進方向大致垂直的面內旋轉；旋轉控制單元，其基于隨著前述車輛的前進而變化的前述架空線的高度偏移坐標，控制前述旋轉臺單元的旋轉，以使前述架空線進入前述第一架空線測定單元和前述第二架空線測定單元的拍攝視野范圍。該特征為將由光投射單元和光接收單元構成的架空線測定單元安裝于旋轉臺單元，并在車輛的車頂上將該旋轉臺單元在架空線偏移方向上將偏移中心夾在中間地設置一對于左右兩端部，同時測定架空線的包括左右側面在內的下側面即滑動面。將該光投射單元和光接收單元在偏移左右位置設置兩套，測定架空線左右側面的激光照射到的部分的形狀，由此能夠得到架空線的側面的剩余量，并使得對架空線滑面沒有影響地測定架空線磨損量成為可能。此外，在由于架空線滑面的不對稱磨損而使架空線滑面產生兩個面的情況下，能夠測定包括架空線滑面在內的架空線剖面形狀，因此使得不對稱磨損的架空線磨損量的測定也成為可能。
[0023]本發明的架空線測定裝置的第四個特征在于，在前述第三個特征記載的架空線測定裝置中具備:激光長度測量傳感器單元，其設置于前述車輛的車頂上的大致中央附近，并向前述架空線的偏移方向掃描激光；高度位移檢測單元，基于來自前述激光長度測量傳感器單元的信號檢測前述架空線高度偏移坐標。該特征為使用設置于車輛的車頂上的大致中央附近的激光長度測量傳感器單元，向架空線的偏移方向掃描激光，并基于與來自架空線的反射光對應的信號，測定激光長度測量傳感器單元與架空線之間的距離和角度，基于該距離和角度檢測距離第一和第二架空線測定單元的設置位置的架空線的高度偏移坐標。基于檢測的架空線高度位移坐標，旋轉控制單元能夠控制旋轉臺單元的旋轉。
[0024]本發明的架空線測定裝置的第五個特征在于，在前述第一個?第四個特征中任一個特征所記載的架空線測定裝置中，前述第一架空線測定單元和前述第二架空線測定單元具備光投射單元和光接收單元，其中，前述光投射單元將前述激光束大致垂直地投射到前述架空線，前述光接收單元朝前述車輛的前進方向以預定的仰角拍攝前述光切割圖像。該特征利用光投射單元和光接收單元構成架空線測定單元。應予說明，也可以利用使用了激光或LED等的二維位移傳感器構成架空線測定單元。
[0025]本發明的架空線測定裝置的第六個特征在于，在前述第一個?第四個特征中任一個特征所記載的架空線測定裝置中，前述第一架空線測定單元和前述第二架空線測定單元將產生比白天的太陽光的光強度強的反射光的紅外區的單色光作為前述激光束進行投射，并以使前述架空線的光切割圖像通過透鏡成像于光接收面的方式進行接收。該特征將投射激光波長設為紅外區的單色光，通過在光接收部組合紅外透過干涉濾光片等，能夠得到與白天太陽光之