JPH10332323A - Optical position detecting device and following image pick-up device - Google Patents
Optical position detecting device and following image pick-up deviceInfo
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Landscapes
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、光学的位置検出
装置および追従撮像装置に関し、詳しくは、特定方向に
おいて限られた範囲内で位置を変える対象物についてそ
の位置を非接触で検出するのに適した光学的位置検出装
置およびそのような対象物を的確に撮るのに適した追従
撮像装置に関する。光学的位置検出は、対象物の変位方
向と同じ方向から又はそれと直交する方向から行うのが
一般的であるが、本発明にあっては斜めから行われる。
なお、本明細書における追従撮像装置とは、対象物の画
像を撮る撮像装置に加えて、対象物の変位による対象物
の画像への影響が抑制されるように対象物の画像を対象
物の変位に追従させる手段も設けられている装置を意味
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical position detecting device and a tracking image pickup device, and more particularly to a method for detecting the position of an object whose position changes within a limited range in a specific direction without contact. The present invention relates to a suitable optical position detecting device and a tracking image pickup device suitable for accurately photographing such an object. The optical position detection is generally performed from the same direction as the direction of displacement of the target object or from a direction orthogonal thereto, but in the present invention, it is performed obliquely.
Note that, in the present specification, a tracking imaging device refers to an imaging device that captures an image of an object, and an image of the object, such that the influence of the displacement of the object on the image of the object is suppressed. It means a device provided with means for following the displacement.
【0002】[0002]
【従来の技術】対象物の位置を非接触で検出する手段と
して磁気的方法や,光学的方法,静電容量あるいは超音
波を用いた方法などが挙げられるが、検出範囲や検出精
度などの観点から特に光学的に行う場合に限ると、その
場合には、対象物の変位方向と同じ方向から直接的に距
離検出を行うレーザ距離計や、対象物の変位方向と直交
する方向から撮像してその画像処理によって間接的に位
置検出を行う装置などが用いられる。2. Description of the Related Art A magnetic method, an optical method, a method using a capacitance or an ultrasonic wave, etc. can be mentioned as means for detecting a position of an object in a non-contact manner. In particular, in the case of performing only optically, in that case, a laser rangefinder that directly performs distance detection from the same direction as the displacement direction of the object, or an image taken from a direction orthogonal to the displacement direction of the object A device or the like that performs position detection indirectly by the image processing is used.
【0003】地上や地下の軌道に敷設されたレールを対
象物として検査する際に検測車を走行させてレール遊間
やレール頂面を撮影するような場合、左右のレール間隔
に対して検測車の左右両輪に数cmの遊びが許容されて
いることから、検測車に搭載された撮像装置に対するレ
ールの左右位置すなわち進行方向に直交する横方向にお
けるレール位置がその範囲で相対的に変動するが、距離
計等を検測車へ搭載するときに距離計等がレールの真横
に来るような搭載の仕方はガイドレールとの干渉等もあ
って規則により禁止されている。そこで、このような場
合には、レールの相対変位検出を行わないで済ませる
か、あるいは画像処理による間接な位置検出がなされ
る。When inspecting a rail laid on a ground or underground track as an object, and running an inspection vehicle to photograph a gap between rails or the top surface of a rail, the inspection is performed with respect to a distance between left and right rails. Since the left and right wheels of the car are allowed to have a play of several centimeters, the left and right positions of the rail with respect to the imaging device mounted on the inspection vehicle, that is, the rail positions in the lateral direction perpendicular to the traveling direction relatively vary within the range. However, when the distance meter or the like is mounted on an inspection vehicle, the mounting of the distance meter or the like directly beside the rail is prohibited by rules due to interference with a guide rail and the like. Therefore, in such a case, the relative displacement of the rail need not be detected, or indirect position detection by image processing is performed.
【0004】図5に概要模式図を示した軌道検査装置3
0は、検測車10の車体11に搭載して用いられる基本
的・一般的なものであり、検測車10の車輪12間にお
いてレール20のレール頂面21へ向けて車体11に取
着されたカメラ31と、カメラ31で撮った画像データ
を処理してビデオテープに記録したり表示部33へ送出
して表示させたりする画像処理部32とを備えたもので
ある。そして、検測車10が走行するのに伴って、検査
対象のレールを次々に撮影するが、十分な解像度・精度
で撮影を継続するのはデータ量が膨大となって保存や検
索に支障を来たすことから、検査対象として特に重要な
レール遊間22を選出して断続的に撮像することも行わ
れる。A track inspection device 3 whose schematic diagram is shown in FIG.
Numeral 0 is a basic / general device used by being mounted on the vehicle body 11 of the inspection vehicle 10, and attached to the vehicle body 11 between the wheels 12 of the inspection vehicle 10 toward the rail top surface 21 of the rail 20. And an image processing unit 32 that processes image data taken by the camera 31 and records the data on a video tape or sends the data to a display unit 33 for display. Then, as the inspection vehicle 10 travels, the rails to be inspected are photographed one after another. However, continuing the photographing with sufficient resolution and accuracy requires a huge amount of data, which hinders storage and retrieval. Because of the coming, the rail gap 22 that is particularly important as an inspection target is selected and intermittently imaged.
【0005】従来、カメラ等の撮像装置と画像処理手段
とを具備したレール遊間撮影用の軌道検査装置として、
特開平3−165207号公報や,特開平3−2252
08号公報,特開平3−225209号公報などに記載
されたものが知られている。図6にその構造図を掲げた
が、その軌道検査装置は、画像処理部32と共にトリガ
部43が車体11内に設置され、カメラ31がレール2
0へ向けて車体11の下部に取着され、カメラ31の周
りに照明用のストロボ51が配置され、さらにストロボ
51の前後外側にレーザ送光部41及びレーザ受光部4
2も設けられている。Conventionally, as a trajectory inspection device for photographing a rail while having an imaging device such as a camera and image processing means,
JP-A-3-165207 and JP-A-3-2252
No. 08, JP-A-3-225209 and the like are known. FIG. 6 shows a structural diagram of the track inspection apparatus. In the track inspection apparatus, a trigger unit 43 is installed in a vehicle body 11 together with an image processing unit 32, and a camera 31
A strobe 51 for illumination is arranged around the camera 31, and a laser light transmitting unit 41 and a laser light receiving unit 4 are provided outside the front and rear of the strobe 51.
2 is also provided.
【0006】これらは、車体11下面に取着された保護
カバー61によって覆われている。そして、その透明窓
62を介してレーザ送光部41,レーザ受光部42によ
るレール遊間22の検出と共にカメラ31によるレール
遊間22の撮像を行う。具体的には、レーザ送光部41
からレール頂面21へスリット状のレーザビーム44を
照射し、その反射光をレーザ受光部42によって受けて
いて、ビーム照射位置がレール頂面21の途切れるレー
ル遊間22に来たときにレーザ光の反射が途切れること
に基づいてレール遊間22を検出する。レール遊間22
が検出されると、その検出信号Aに基づいてトリガ部4
3からストロボ51及びカメラ31に対して撮像処理実
行のトリガが送出される。こうしてレール遊間の撮像が
レール遊間の検出に基づいてレールの真上から行われ
る。These are covered by a protective cover 61 attached to the lower surface of the vehicle body 11. Then, through the transparent window 62, the laser light transmitting unit 41 and the laser light receiving unit 42 detect the rail play 22, and the camera 31 images the rail play 22. Specifically, the laser light transmitting unit 41
The rail top surface 21 is irradiated with a slit-shaped laser beam 44, and the reflected light is received by the laser light receiving unit 42. When the beam irradiation position reaches the rail gap 22 where the rail top surface 21 is interrupted, the laser beam The rail gap 22 is detected based on the interruption of the reflection. Rail gap 22
Is detected, the trigger unit 4 is activated based on the detection signal A.
The trigger for executing the imaging process is sent from 3 to the strobe 51 and the camera 31. In this way, the imaging of the rail play is performed from directly above the rail based on the detection of the rail play.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】このようにして得られ
たレール映像(対象物の画像)は画像領域においてその
位置が左右に変動するため、レール映像部分だけを取り
出しその残りを捨てることでデータ量を圧縮するような
場合には、画像処理部でパターンマッチング等の処理を
行って画像領域におけるレール映像の左右位置を検出し
なければならない。Since the position of the rail image (image of the object) obtained in this way fluctuates left and right in the image area, only the rail image portion is taken out and the rest is discarded. If the amount is to be compressed, the image processing unit must perform processing such as pattern matching to detect the left and right positions of the rail image in the image area.
【0008】しかしながら、画像処理による間接的な位
置検出には、可成りの量のデータ処理を要するので、リ
アルタイムでの検出や継続しての検出が難しいという弱
点がある。このため、連続的な撮像や,連続的で無くて
も短期間で繰り返される撮像に際しては、レール等の対
象物についてその相対変位検出を行わないで済ませるこ
とも多く、その場合データ圧縮等は諦めざるを得なかっ
た。However, indirect position detection by image processing requires a considerable amount of data processing, and thus has the disadvantage that it is difficult to perform real-time detection and continuous detection. For this reason, when performing continuous imaging or imaging that is not continuous but is repeated in a short period of time, it is often unnecessary to detect the relative displacement of an object such as a rail, in which case data compression and the like are abandoned. I had no choice.
【0009】そこで、対象物の位置をその変位方向から
直接的に測ることが許され無いうえに、対象物の変位方
向と直交する方向から対象物を撮ってその画像処理によ
って間接的に測るのでは間に合わないような状況の下で
も、位置検出を実用レベルで可能とするべく、残された
方向から対象物の相対位置を光学的に検出しうる装置を
案出することが課題となる。Therefore, it is not allowed to directly measure the position of the object from the direction of displacement, and to measure the position of the object from a direction orthogonal to the direction of displacement of the object and indirectly measure the image by image processing. In order to enable position detection at a practical level even in a situation where it cannot be made in time, it is an issue to devise a device that can optically detect the relative position of an object from the remaining direction.
【0010】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたものであり、対象物の位置を斜めから検出
する光学的位置検出装置を実現することを目的とする。
また、本発明は、かかる光学的位置検出装置を具備する
ことで対象物の撮像を的確に行うことができる追従撮像
装置を実現することも目的とする。The present invention has been made to solve such a problem, and has as its object to realize an optical position detecting device for detecting the position of an object obliquely.
Another object of the present invention is to realize a tracking image pickup device that can accurately image a target object by including the optical position detection device.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された各解決手段について、その構成およ
び作用効果を以下に説明する。Means for Solving the Problems The structure, operation and effect of each means for solving the problems described above will be described below.
【0012】[第1の解決手段]第1の解決手段の光学
的位置検出装置は(、出願当初の請求項1に記載の如
く)、(対象物の位置検出面上での)被照射跡が線状と
なる照射を(前記)対象物の(前記)位置検出面に対し
て斜めから行う送光部と、(前記対象物の前記位置検出
面上での)検出跡が線状となる検出を行う又は線状の検
出跡を含む面状の検出を(前記対象物の)前記位置検出
面に対して斜めから行う受光部と、前記送光部からの照
射による反射光に対する前記受光部による検出に基づい
て前記対象物の位置を検知する位置検出手段とを具備し
た光学的位置検出装置であって、前記送光部および前記
受光部は、前記送光部からの照射光路面と前記受光部へ
の検出光路面との交線が(前記対象物の)前記位置検出
面に当たるような部位に配置されていることを特徴とす
るものである。[First Solution] An optical position detecting device according to a first solution (as described in claim 1 at the time of filing of the present application) is an irradiation mark (on a position detection surface of an object). A light transmitting unit that performs irradiation that makes a linear shape oblique to the (the) position detection surface of the (the) object, and a detection mark (on the position detection surface of the object) that is linear A light receiving unit that performs detection or performs a planar detection including a linear detection mark obliquely with respect to the position detection surface (of the object); and the light receiving unit that receives reflected light due to irradiation from the light transmitting unit. An optical position detection device comprising: a position detection unit that detects a position of the target object based on detection by the light transmission unit and the light reception unit, wherein the light transmission unit and the light reception unit are configured to irradiate an optical path surface from the light transmission unit and the light reception unit. A part where the line of intersection with the detection optical path surface to the light-receiving part hits the position detection surface (of the object) And it is characterized in that it is disposed.
【0013】このような第1の解決手段の光学的位置検
出装置にあっては、対象物の位置検出面に対して斜めか
ら送光部によって送光がなされるとともにその照射によ
る反射光に対して受光部による検出もなされる。そし
て、交線に沿った方向における対象物と送光部および受
光部との相対位置が、その受光部による検出に基づき位
置検出手段によって検知される。これにより、位置の検
出が対象物の位置検出面の斜めから行われる。[0013] In the optical position detecting device according to the first solution, light is transmitted from the oblique position to the position detecting surface of the object by the light transmitting unit, and reflected light due to the irradiation is transmitted. Detection by the light receiving unit. Then, the relative position between the object and the light transmitting unit and the light receiving unit in the direction along the intersection line is detected by the position detecting unit based on the detection by the light receiving unit. Thus, the position is detected obliquely from the position detection surface of the object.
【0014】詳述すると、送光部・受光部が上記した特
定の条件・関係を満たすことから、対象物の位置検出面
において線状の被照射跡と線状の検出跡とが交差すると
ころだけ反射光が検出されるので、位置検出手段による
位置の検知は、交線上での点状の反射に基づくものとな
る。そして、送光・受光が斜めから行われているにも拘
わらず、交線に沿って検出したかの如き反射光の検出信
号・検出データが得られる。More specifically, since the light transmitting unit and the light receiving unit satisfy the above-described specific conditions and relationships, a point where a linear irradiation mark and a linear detection mark intersect on the position detection surface of the object. Since only the reflected light is detected, the detection of the position by the position detecting means is based on the point-like reflection on the intersection line. Then, although the light transmission and the light reception are performed obliquely, a detection signal and detection data of the reflected light are obtained as if they were detected along the intersection line.
【0015】これにより、対象物の位置検出面の真横ま
たはその近傍へ検出系を配置して直接にその位置を検出
・測定するということが出来ない状況下でも、交線が位
置検出面の横に来るようにすることで、恰も検出系を直
接横に配置したのと同様の処理が行えるとともに同様の
結果が得られるので、擬似的に横から検出・測定を行っ
たと言える。そこで、実際に横から検出・測定を行うよ
り遥かに容易に位置検出を行うことができる。したがっ
て、この発明によれば、対象物の位置を斜めから検出す
る光学的位置検出装置を実現することができる。Thus, even in a situation where the detection system cannot be arranged directly beside or near the position detecting surface of the target object to directly detect and measure the position, the intersection line is located next to the position detecting surface. Since the same processing can be performed and the same result can be obtained as if the detection system were directly arranged horizontally, it can be said that the detection and measurement were performed from the side in a pseudo manner. Therefore, position detection can be performed much more easily than actually performing detection and measurement from the side. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize an optical position detection device that detects the position of an object obliquely.
【0016】[第2の解決手段]第2の解決手段の光学
的位置検出装置は(、出願当初の請求項2に記載の如
く)、上記の第1の解決手段の光学的位置検出装置であ
って、前記送光部および前記受光部は、前記交線が(前
記対象物の)前記位置検出面に略直交するように配置さ
れたものであることを特徴とする。[Second solving means] The optical position detecting device of the second solving means (as described in claim 2 at the beginning of the application) is the optical position detecting device of the first solving means. The light transmitting unit and the light receiving unit are characterized in that the intersection lines are arranged so as to be substantially orthogonal to the position detection surface (of the object).
【0017】ここで、上記の「略直交」とは、厳密に直
交していることの他、多少のずれが有っても、その直交
方向射影成分についての変動量が検出・測定精度に狂い
を生じさせない範囲内であれば、該当するという意味で
ある。Here, the above-mentioned "substantially orthogonal" means that, in addition to being strictly orthogonal, even if there is some deviation, the fluctuation amount of the orthogonally projected component is inaccurate in detection / measurement accuracy. Is within the range that does not cause the above.
【0018】このような第2の解決手段の光学的位置検
出装置にあっては、対象物の位置変化に関して位置検出
面と平行な方向での変動が重畳して生じるような場合で
も、その方向の変位成分によって交線上における反射点
・検出点の位置は影響を受け無い。これにより、検出不
要な方向の変位による検出位置の不所望な変動は回避さ
れることから、対象物の位置検出面を基準としたその横
方向すなわち垂線に沿った方向における位置を非接触で
正確に測ることができる。しかも、単純に斜めから点状
の送光を行ったのと異なり位置検出面における反射光の
検出点が横方向の変位成分によって位置検出面内を移動
するということも無いことから、位置検出面と平行な方
向での位置変動がその面のほぼ全域に亘って許容される
ので、具体的な適用条件や設計仕様における余裕度も大
きい。In the optical position detecting device according to the second solving means, even when a change in the position of the object in a direction parallel to the position detecting surface is caused to overlap, the direction of the change is not changed. Does not affect the positions of the reflection point and the detection point on the intersection line. As a result, undesired fluctuations in the detection position due to displacements in directions that do not need to be detected are avoided. Can be measured. Moreover, unlike the case where a point-like light transmission is performed simply from an oblique direction, the detection point of the reflected light on the position detection surface does not move in the position detection surface due to the displacement component in the horizontal direction. Is allowed over almost the entire area of the surface, so that there is a large margin in specific application conditions and design specifications.
【0019】[第3の解決手段]第3の解決手段の追従
撮像装置は、上記第1解決手段の光学的位置検出装置に
加えて以下の撮像装置および追従手段を備えたものであ
る。すなわち、この追従撮像装置は(、出願当初の請求
項3に記載の如く)、対象物の位置検出面に平行な又は
これに沿う方向から前記対象物の画像を撮る撮像装置
と、被照射跡が線状となる照射を前記位置検出面に対し
て斜めから行う送光部と、検出跡が線状となる検出を前
記位置検出面に対して斜めから行う又は線状の検出跡を
含む面状の検出を前記位置検出面に対して斜めから行う
受光部と、前記送光部からの照射による反射光に対する
前記受光部による検出に基づいて前記対象物の位置を検
知する位置検出手段と、この位置検出手段による検出に
基づいて前記対象物の画像を前記位置検出面に対して追
従させる追従手段とを具備した追従撮像装置であって、
前記送光部および前記受光部は、前記送光部からの照射
光路面と前記受光部への検出光路面との交線が前記位置
検出面に当たるような部位に配置されていることを特徴
とするものである。[Third Solution] A tracking image pickup apparatus according to a third solution is provided with the following image pickup device and tracking means in addition to the optical position detecting device of the first solution. That is, the tracking imaging device (as described in claim 3 at the beginning of the application) includes: an imaging device that captures an image of the object from a direction parallel to or along the position detection surface of the object; A light transmitting unit that performs linear irradiation at an angle with respect to the position detection surface, and a surface that performs detection at which the detection mark is linear with respect to the position detection surface or includes a linear detection mark A light receiving unit that performs shape detection obliquely with respect to the position detection surface, and a position detecting unit that detects the position of the target object based on detection by the light receiving unit with respect to reflected light due to irradiation from the light transmitting unit, A tracking imaging device comprising: a tracking unit configured to track an image of the object on the position detection surface based on the detection by the position detection unit;
The light transmitting unit and the light receiving unit are characterized in that an intersection line between an irradiation optical path surface from the light transmitting unit and a detection optical path surface to the light receiving unit hits the position detection surface. Is what you do.
【0020】ここで、上記の「位置検出面に沿う方向」
とは、位置検出面に対して厳密に平行となっている方向
の他、多少のずれが有ってもその画像に有害な歪み等を
生じさせない範囲内であれば該当するという意味であ
る。Here, the above "direction along the position detection surface"
This means that in addition to the direction that is strictly parallel to the position detection surface, even if there is a slight shift, it falls within a range that does not cause harmful distortion or the like in the image.
【0021】このような第3の解決手段の追従撮像装置
にあっては、上述の光学的位置検出装置に相当する送光
部や,受光部,位置検出手段によって対象物の位置が斜
めから検出される。また、撮像装置によって対象物の位
置検出面に沿う方向から対象物の画像が撮られるととも
に、追従手段によって位置検出手段の検出に基づいて対
象物の画像がその位置検出面に対して追従させられる。In the follow-up image pickup apparatus of the third solution, the position of the object is obliquely detected by the light transmitting section, light receiving section, and position detecting means corresponding to the above-described optical position detecting apparatus. Is done. Further, the image of the object is taken from the direction along the position detection surface of the object by the imaging device, and the image of the object is made to follow the position detection surface by the following means based on the detection of the position detection means. .
【0022】これにより、対象物の位置検出面の真横ま
たはその近傍へ検出系を配置して直接にその位置を検出
・測定するということが出来ない状況下でも、対象物の
画像を取り込んでパターンマッチング等のデータ処理を
行うまでも無く、対象物の画像が画像領域において常に
所望の確定箇所へ来るようになる。したがって、この発
明によれば、対象物の位置を斜めから検出する光学的位
置検出装置を具備することで対象物の撮像を的確に行う
ことができる追従撮像装置を実現することができる。Thus, even in a situation where the detection system cannot be arranged directly beside the position detection surface of the object or in the vicinity thereof to directly detect and measure the position, the image of the object can be captured and the pattern can be obtained. Needless to perform data processing such as matching, the image of the target object always comes to a desired fixed position in the image area. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a follow-up imaging device that can accurately capture an image of an object by including the optical position detection device that detects the position of the object obliquely.
【0023】[第4の解決手段]第4の解決手段の追従
撮像装置は(、出願当初の請求項4に記載の如く)、上
記の第3の解決手段の追従撮像装置であって、前記追従
手段は、前記位置検出手段の出力に応じて選択範囲を変
えながら前記撮像装置の出力を一部取捨するものである
ことを特徴とする。[Fourth Solution] The follow-up image pickup device of the fourth solution (as described in claim 4 at the beginning of the application) is the follow-up image pickup device of the third solution, wherein The tracking means is configured to partially remove the output of the imaging device while changing the selection range according to the output of the position detection means.
【0024】このような第4の解決手段の追従撮像装置
にあっては、追従手段の機能が、位置検出手段の出力に
応じて選択範囲を変えるものや撮像装置の出力を一部取
捨するものといった信号処理・データ処理によって果た
される。そして、これらの処理は、簡易な付加回路や入
力プログラム等によって容易に具現化される。これによ
り、対象物を追従して撮像する追従撮像装置を簡便に実
現することができる。In the tracking image pickup apparatus according to the fourth solution, the function of the tracking means is to change the selection range according to the output of the position detection means or to partially remove the output of the imaging apparatus. This is accomplished by such signal processing and data processing. These processes are easily realized by a simple additional circuit, an input program, and the like. This makes it possible to easily realize a tracking image pickup device that tracks and images an object.
【0025】[第5の解決手段]第5の解決手段の追従
撮像装置は(、出願当初の請求項5に記載の如く)、上
記の第3の解決手段の追従撮像装置であって、前記追従
手段は、前記位置検出手段の出力に応じて前記撮像装置
を前記対象物の変位方向へ移動させるものであることを
特徴とする。[Fifth Solution Means] The follow-up imaging apparatus of the fifth solution means (as described in claim 5 at the beginning of the application) is the follow-up image pickup apparatus of the third solution means, The tracking means moves the imaging device in the direction of displacement of the object in accordance with the output of the position detection means.
【0026】このような第5の解決手段の追従撮像装置
にあっては、位置検出手段の出力に応じて撮像装置その
ものが追従手段によって移動させられることから、撮像
装置の出力において直に対象物の画像が画像領域内で常
に所望の確定箇所へ来るようになる。これにより、対象
物の位置変動範囲まで含めて広く撮る必要が無くなるの
で、対象物が変位しないものとしたときの撮像範囲だけ
に対応した小形で安価な撮像装置を採用することができ
る。In the tracking imaging apparatus of the fifth solution, since the imaging apparatus itself is moved by the tracking means in accordance with the output of the position detecting means, the target object is directly output at the output of the imaging apparatus. Image always comes to a desired fixed position in the image area. As a result, it is not necessary to take a wide image including the position fluctuation range of the target object, so that a small and inexpensive imaging apparatus corresponding to only the imaging range when the target object is not displaced can be adopted.
【0027】[0027]
【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明の光学的位置検出装置および追従撮像装置につい
て、これを実施するための形態を実施例により説明す
る。第1実施例は、上述した第1,第2,第3,第4の
解決手段を具体化したものである。また、第2実施例
は、上述した第1,第2,第3,第5の解決手段を具体
化したものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the optical position detecting device and the follow-up imaging device of the present invention achieved by the above-described means will be described with reference to embodiments. The first embodiment embodies the first, second, third, and fourth solving means described above. In the second embodiment, the above-described first, second, third, and fifth solving means are embodied.
【0028】[第1実施例]本発明の光学的位置検出装
置および追従撮像装置としてレールを上から撮影する軌
道検査装置について、その具体的な構成を、図面を引用
して説明する。図1は、その概要模式図であり、従来例
における図6に対応している。また、図2は、レール側
面に対する送光・受光状態の斜視図であり、図3は、レ
ール位置の変動と画像イメージ内のレール映像との関係
を示す例である。[First Embodiment] A specific configuration of a trajectory inspection device for photographing a rail from above as an optical position detection device and a follow-up imaging device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the outline thereof, and corresponds to FIG. 6 in the conventional example. FIG. 2 is a perspective view of a light transmission / reception state with respect to a rail side surface, and FIG. 3 is an example showing a relationship between a change in a rail position and a rail image in an image image.
【0029】この軌道検査装置は(図1参照)、従来同
様に検測車10の車体11に搭載されて用いられるもの
であるが、レーザ送光部410(送光部),レーザ受光
部420(受光部),及び位置信号生成回路321(位
置検出手段)が付加され更に画像処理部32が画像処理
部320によって置換されている点で従来例のものと相
違する(図1(a)参照)。すなわち、レーザ送光部4
10およびレーザ受光部420が、車体11への搭載に
際してレール20の斜め上に来るようなところに配置さ
れ而も共に軌道内側へずらして配置され(図1(b)参
照)、さらに、位置信号生成回路321(位置検出手
段)が、レーザ送光部410からの照射(441)によ
る反射光(442)に対するレーザ受光部420による
検出(B)に基づいて対象物の位置を検知し、それから
その出力(C)に応じて画像処理部320が選択範囲を
変えながらカメラ31(撮像装置)の出力を一部取捨す
るようになっている。This track inspection apparatus (see FIG. 1) is mounted on the body 11 of the inspection car 10 and used as in the prior art, but includes a laser transmitting section 410 (light transmitting section) and a laser receiving section 420. (Light receiving section) and a position signal generating circuit 321 (position detecting means) are added, and the image processing section 32 is replaced by an image processing section 320, which is different from the conventional example (see FIG. 1A). ). That is, the laser transmitting unit 4
10 and the laser light receiving section 420 are arranged so as to be obliquely above the rail 20 when mounted on the vehicle body 11, and are also shifted to the inside of the track (see FIG. 1B), and further, the position signal The generation circuit 321 (position detection means) detects the position of the target object based on the detection (B) by the laser receiving unit 420 with respect to the reflected light (442) by the irradiation (441) from the laser transmitting unit 410, and then detects the position. The image processing unit 320 changes the selection range according to the output (C), and partially discards the output of the camera 31 (imaging device).
【0030】レーザ送光部410は、光の射出部がスリ
ット状・ライン状のものであり、そこから出たレーザビ
ーム照射経路面441が扇状に広がってレール20(対
象物)の頭部側面24(位置検出面)を含む範囲に対し
て線状の照射が行われるよう、レール20の斜め上に位
置している。これにより、レーザ送光部410は、被照
射跡すなわちレーザビーム反射線441aが線状となる
照射をレール頭部側面24へ向けて斜めから行うものと
なっている(図1(c),(d)、図2(a),(b)
参照)。In the laser transmitting section 410, the light emitting section has a slit shape or a line shape, and the laser beam irradiation path surface 441 emerging therefrom expands in a fan shape to form a side surface of the head of the rail 20 (object). It is positioned diagonally above the rail 20 so that linear irradiation is performed on a range including 24 (position detection surface). As a result, the laser light transmitting unit 410 performs the irradiation in which the irradiation mark, that is, the laser beam reflection line 441a becomes linear, obliquely toward the rail head side surface 24 (FIGS. 1C and 1C). d), FIGS. 2A and 2B
reference).
【0031】レーザ受光部420は、ラスタスキャンタ
イプのCCDカメラを具えて多数の走査線が上下に並ん
だ二次元画像を撮りそのうち特定の走査線についてのラ
イン信号・ライン状データを取り出して用いるものであ
り、そこへ至るレーザビーム検出経路面442が扇状に
広がっていてレール頭部側面24を含む範囲に対して線
状の検出が行われるよう、レール20の斜め上に位置し
ている。これにより、レーザ受光部420は、線状の検
出跡すなわちレーザビーム検出線442aを含む面状の
検出を斜めから行うものとなっている(図1(c),
(d)、図2(c),(d)参照)。なお、二次元の撮
像装置に代えて一次元のラインセンサを用いても良く、
そのようなセンサで検出跡(442a)が線状となる検
出を行うことで、レーザ受光部420の構成が直截的な
ものとなる。The laser light receiving section 420 is provided with a raster scan type CCD camera to take a two-dimensional image in which a number of scanning lines are arranged vertically and take out and use a line signal and line-shaped data for a specific scanning line. The laser beam detection path surface 442 reaching there is fan-shaped and is positioned obliquely above the rail 20 so that linear detection is performed in a range including the rail head side surface 24. Thus, the laser light receiving unit 420 obliquely detects a linear detection mark, that is, a planar detection including the laser beam detection line 442a (FIG. 1C,
(D), see FIGS. 2 (c) and 2 (d)). Note that a one-dimensional line sensor may be used instead of the two-dimensional imaging device,
When the detection trace (442a) is detected to be linear by such a sensor, the configuration of the laser light receiving unit 420 is straightforward.
【0032】また、レーザ送光部410及びレーザ受光
部420の配置状態については、レール20の同じ頭部
側面24の斜め上に前後して配置され、レール頭部側面
24のところの照射・検出点に向けて傾斜して設置され
る。さらに、レーザビーム照射経路面441とレーザビ
ーム検出経路面442とがレール頭部側面24の高さで
クロスするように、レーザ送光部410及びレーザ受光
部420の向き等が調整される。そして、レーザ送光部
410からの照射光路面としてのレーザビーム照射経路
面441とレーザ受光部420への検出光路面としての
レーザビーム検出経路面442との交線443の延長線
が、ほぼ水平の状態で、鉛直なレール頭部側面24に横
から当たり、しかもその当接に際して交線443がレー
ル頭部側面24に対して垂線の如く略直交したものとな
るように更なる微調整も加えられる。これにより、レー
ル頭部側面24上において交線443の当接箇所で交差
するレーザビーム反射線441a及びレーザビーム検出
線442aが浮かび上がり(図2(e)参照)、その交
点からの反射光が受光されて、交線443におけるその
側面の位置が線状のレーザ受光信号420a(B)にお
いて輝点状のものとして検出されるようになっている
(図3(a),(d)参照)。The arrangement of the laser transmitting section 410 and the laser receiving section 420 is arranged obliquely above and below the same head side face 24 of the rail 20, and irradiation / detection at the rail head side face 24 is performed. It is installed inclined to a point. Further, the directions of the laser transmitting unit 410 and the laser receiving unit 420 are adjusted so that the laser beam irradiation path surface 441 and the laser beam detection path surface 442 cross at the height of the rail head side surface 24. An extension of an intersection line 443 between the laser beam irradiation path surface 441 as an irradiation light path surface from the laser light transmitting unit 410 and the laser beam detection path surface 442 as a detection light path surface to the laser light receiving unit 420 is substantially horizontal. In this state, further fine-tuning is also performed so that the vertical cross section 443 contacts the vertical rail head side surface 24 from the side, and the abutment line 443 is substantially perpendicular to the rail head side surface 24 at the time of contact. Can be Thereby, the laser beam reflection line 441a and the laser beam detection line 442a that intersect at the contact point of the intersection line 443 on the rail head side surface 24 emerge (see FIG. 2E), and the reflected light from the intersection point The light is received, and the position of the side surface at the intersection line 443 is detected as a bright spot in the linear laser light reception signal 420a (B) (see FIGS. 3A and 3D). .
【0033】位置信号生成回路321は、図示しないピ
ーク検出回路や経時回路等を有していて、レーザ受光部
420を例えば右端から順次入力したときにおけるピー
ク出現までの経過時間を計時し、その値を位置信号Cと
して画像処理部320へ送出するものである。これによ
り、交線443上における対象物の相対位置としてレー
ザ送光部410等とレール頭部側面24との水平方向距
離X,X+xが求まるようになっている(図3(a),
(d)参照)。The position signal generation circuit 321 has a peak detection circuit, a time-lapse circuit, and the like (not shown). The position signal generation circuit 321 measures an elapsed time until a peak appears when the laser light receiving section 420 is sequentially input from the right end, for example. As a position signal C to the image processing unit 320. Thereby, the horizontal distances X and X + x between the laser transmitting unit 410 and the like and the rail head side surface 24 are determined as the relative positions of the target on the intersection line 443 (FIG. 3A,
(D)).
【0034】画像処理部320は、後述のようにカメラ
31からの画像データに加えて位置信号生成回路321
からの位置信号Cも入力し、カメラ31からの画像デー
タを入力する際にその総てを取り込むので無く位置信号
Cに応じて選択的に一部だけを取り込む。これにより、
画像処理部320は、処理する画像データが少なくて済
むとともに、画面領域におけるレール映像の位置を前も
って把握し得るようになっている。なお、カメラ31
(撮像装置)は、従来通りレール20の真上から即ち対
象物の位置検出面24に平行な方向からレール頂面21
やレール遊間22の画像を撮るようになっている。The image processing section 320 includes a position signal generation circuit 321 in addition to image data from the camera 31 as described later.
When the image data from the camera 31 is input, not all of them are taken in, but only some of them are selectively taken in according to the position signals C. This allows
The image processing unit 320 requires less image data to be processed, and can grasp the position of the rail image in the screen area in advance. The camera 31
(Imaging device) is mounted on the rail top surface 21 from directly above the rail 20, that is, from a direction parallel to the position detection surface 24 of the object.
And an image of the rail gap 22.
【0035】この実施例の軌道検査装置について、その
使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図3
(a),(b),(c)は、車輪12がレール20へ内
側すなわち図中右側から押しつけられている状態におけ
る模式図およびレーザ受光信号,カメラ31送出の全画
像イメージ,画像処理部320に取り込まれた画像イメ
ージであり、図3(d),(e),(F)は、車輪12
がレール20から離れて内側すなわち図中右側へずれて
いる状態における模式図およびレーザ受光信号,カメラ
31送出の全画像イメージ,画像処理部320に取り込
まれた画像イメージである。The mode of use and operation of the trajectory inspection apparatus of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG.
(A), (b), and (c) are schematic diagrams and a laser reception signal in a state where the wheel 12 is pressed against the rail 20 from the inside, that is, the right side in the figure, a full image image transmitted from the camera 31, and an image processing unit 320 3 (d), (e), and (F) show the images captured by the wheels 12.
Is a schematic diagram in a state in which it is shifted away from the rail 20 to the inside, that is, to the right side in the figure, a laser light receiving signal, an entire image image transmitted from the camera 31, and an image image taken into the image processing unit 320.
【0036】先ず、車輪12がレール20へ押しつけら
れている場合、すなわちレール頭部側面24とレーザ送
光部410等との水平距離が距離Xになっているときに
は、レーザ受光信号420aにおいて右端から距離Xに
対応したところに反射点(図では黒点)が検出され(図
3(a)参照)、その値が画像処理部320へ送出され
る。また、この状態では、画像領域31aの例えば中央
にレール映像20a(対象物の画像)の映っている画像
データがカメラ31から画像処理部320へ送出される
(図3(b)参照)。First, when the wheel 12 is pressed against the rail 20, that is, when the horizontal distance between the rail head side surface 24 and the laser transmitting section 410 is the distance X, the laser receiving signal 420a starts from the right end. A reflection point (black point in the figure) is detected at a position corresponding to the distance X (see FIG. 3A), and the value is sent to the image processing unit 320. Further, in this state, the image data in which the rail image 20a (image of the target object) is shown, for example, in the center of the image area 31a is transmitted from the camera 31 to the image processing unit 320 (see FIG. 3B).
【0037】そして、画像処理部320では、広い画像
領域31aのうちから狭い画像領域320aだけが選択
されて取り込まれる。画像領域320aは、レール映像
20aを含むのに十分なだけの幅であって距離Xに対応
する位置が右端より少し内側に来るように定められ(図
3(c)参照)、画像領域31aのうちそれ以外のとこ
ろは捨てられる。The image processing section 320 selects and captures only the narrow image area 320a from the wide image area 31a. The image area 320a is determined to be wide enough to include the rail image 20a and to have a position corresponding to the distance X slightly inside the right end (see FIG. 3C). Others are discarded.
【0038】次に、車輪12がレール20から横へ離れ
ている場合、すなわちレール頭部側面24とレーザ送光
部410等との水平距離が距離X+xになっているとき
には、レーザ受光信号420aにおいて右端から距離X
+xに対応したところに反射点が検出され(図3(d)
参照)、その値が画像処理部320へ送出される。ま
た、この状態では、画像領域31aにおいて中央から左
へ距離xだけずれて片寄ったレール映像20aの映って
いる画像データがカメラ31から画像処理部320へ送
出される(図3(e)参照)。Next, when the wheel 12 is laterally separated from the rail 20, that is, when the horizontal distance between the rail head side surface 24 and the laser transmitting section 410 is the distance X + x, the laser light receiving signal 420a Distance X from right end
A reflection point is detected at a position corresponding to + x (FIG. 3D)
), And the value is sent to the image processing unit 320. In this state, the image data of the rail image 20a deviated from the center by a distance x to the left in the image area 31a and is offset is transmitted from the camera 31 to the image processing unit 320 (see FIG. 3E). .
【0039】そして、画像処理部320では、位置信号
生成回路321から受けた位置信号Cの値が距離xだけ
増えていることに応じて、広い画像領域31aから狭い
画像領域320aを取り込む際に、距離xに対応する分
だけ左へずらしたところが選択されて取り込まれる。こ
の画像領域320aには、やはりレール映像20aが右
端より少し内側に映っており(図3(f)参照)、画像
領域31aのうちそれ以外のところは捨てられる。When the value of the position signal C received from the position signal generation circuit 321 is increased by the distance x, the image processing section 320 reads the narrow image area 320a from the wide image area 31a. A portion shifted to the left by an amount corresponding to the distance x is selected and captured. Also in this image area 320a, the rail image 20a is reflected slightly inside from the right end (see FIG. 3 (f)), and other parts of the image area 31a are discarded.
【0040】こうして、何れの場合も、交線443a上
での反射に基づいてレール頭部側面24についての水平
方向の相対位置検出が行われるとともに、その検出に基
づく信号処理・データ処理によってレール映像20aが
レール頭部側面24に対して追従させられる。Thus, in each case, the horizontal relative position of the rail head side surface 24 is detected based on the reflection on the intersection line 443a, and the rail image is obtained by signal processing and data processing based on the detection. 20a is made to follow the rail head side surface 24.
【0041】[第2実施例]本発明の光学的位置検出装
置および追従撮像装置としてやはりレールを上から撮影
する軌道検査装置について、その具体的な構成を、図4
に示した概要模式図を引用して説明する。図4(a)
は、図1(a)や図6(a)と同じくレール及び検測車
10の横から軌道検査装置の断面を見たものであり、図
4(b)は、レール及び検測車10の進行方向から軌道
検査装置の断面を見たものである。[Second Embodiment] FIG. 4 shows a specific configuration of a trajectory inspection device for photographing a rail from above as an optical position detection device and a follow-up imaging device according to the present invention.
This will be described with reference to the schematic diagram shown in FIG. FIG. 4 (a)
1A and FIG. 6A show a cross section of the track inspection device from the side of the rail and the inspection vehicle 10 as in FIG. 1A and FIG. 6A, and FIG. It is a view of the cross section of the trajectory inspection device from the traveling direction.
【0042】この装置が上述の第1実施例のものと相違
するのは、対象物21,22の画像20aを位置検出面
24に対して追従させるのを、画像処理部320のデー
タ取捨によって間接的に行うので無く、位置信号生成回
路321の出力Cに応じてカメラ31等をレール頭部側
面24の変位方向すなわち水平方向であってレール20
の長手方向に直交する方向へ移動させることで直接的に
行うようになっている点である。This apparatus is different from that of the first embodiment in that the image 20a of the objects 21 and 22 follows the position detecting surface 24 indirectly by the data processing of the image processing unit 320. Instead, the camera 31 or the like is moved in the direction of displacement of the rail head side surface 24, that is, in the horizontal direction, in accordance with the output C of the position signal generation circuit 321.
Is performed directly by moving in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the.
【0043】カメラ31やレーザ送光部410,レーザ
受光部420などの水平移動を可能とするために、スラ
イダの機構が導入されている。そして、スライダ固定部
611が車体11の底面に対して取着され、カメラ31
等は、スライダ可動部612の下面に対して取着され
る。さらに、スライダ可動部612の移動を駆動するた
めに、位置信号Cの値が常に所定の一定値になるような
サーボ制御信号を生成するサーボコントローラ613
と、そのサーボ制御信号に従ってボールネジ615を回
転駆動してスライダ可動部612を水平移動させるサー
ボモータ614も車体11に設けられる。To enable horizontal movement of the camera 31, the laser transmitting section 410, the laser receiving section 420 and the like, a slider mechanism is introduced. Then, the slider fixing portion 611 is attached to the bottom surface of the vehicle body 11, and the camera 31
And the like are attached to the lower surface of the slider movable portion 612. Further, in order to drive the movement of the slider movable portion 612, the servo controller 613 generates a servo control signal such that the value of the position signal C always becomes a predetermined constant value.
A servo motor 614 for rotating the ball screw 615 in accordance with the servo control signal to horizontally move the slider movable portion 612 is also provided on the vehicle body 11.
【0044】この装置では、車体11とレール20との
横方向相対位置が変化しても、交線443上におけるレ
ーザ受光部420とレール頭部側面24との相対位置が
一定になるようにスライダ可動部612がドライブ回路
613及びモータ614によって制御及び駆動される。
そして、そのようなスライダ可動部612の移動に伴
い、カメラ31とレール20との横方向相対位置は、常
に一定に保たれる。In this apparatus, even if the lateral relative position between the vehicle body 11 and the rail 20 changes, the slider is so set that the relative position between the laser receiving section 420 and the rail head side surface 24 on the intersection line 443 is constant. The movable section 612 is controlled and driven by the drive circuit 613 and the motor 614.
Then, with the movement of the slider movable portion 612, the lateral relative position between the camera 31 and the rail 20 is always kept constant.
【0045】こうして、カメラ31から出力される画像
領域31aにはレール映像20aが常に同じところに映
るようになる。また、カメラ31の撮影幅を狭めるだけ
で直ちに、上述した画像領域320a(図3(c),
(f)参照)に相当する画像データが得られるので、カ
メラ31を小形で安価なもので済ませることもできる。Thus, the rail image 20a always appears in the same area in the image area 31a output from the camera 31. In addition, the image area 320a (FIG. 3C,
Since image data corresponding to (f) is obtained, the camera 31 can be small and inexpensive.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第1の解決手段の光学的位置検出装置にあっては、対
象物の位置検出面において線状の被照射跡と線状の検出
跡とが交差するところだけ反射光が検出されるようにし
たことにより、照射光路面と検出光路面との交線に沿っ
て恰も直接検出したかの如き反射光の検出信号・検出デ
ータが擬似的に得られ、その結果、対象物の位置検出を
斜めから容易に行える光学的位置検出装置を実現するこ
とができたという有利な効果が有る。As is apparent from the above description, in the optical position detecting device according to the first solving means of the present invention, the linear irradiation trace and the linear irradiation trace are formed on the position detecting surface of the object. Reflection light is detected only where the detection mark intersects, so that the detection signal and detection data of the reflected light as if they were directly detected along the intersection line between the irradiation light path surface and the detection light path surface There is an advantageous effect that an optical position detection device that can be obtained in a pseudo manner and as a result, the position of the object can be easily detected obliquely can be realized.
【0047】また、本発明の第2の解決手段の光学的位
置検出装置にあっては、位置検出面と平行な方向の変位
成分によって交線上における反射点・検出点の位置が影
響を受け無いで済むようにしたことにより、斜めからの
検出であっても、対象物の位置を正確に測ることができ
るようになったという有利な効果を奏する。In the optical position detecting device according to the second solution of the present invention, the positions of the reflection points and the detection points on the intersection line are not affected by the displacement component in the direction parallel to the position detection surface. This has the advantageous effect that the position of the object can be accurately measured even if the detection is performed diagonally.
【0048】さらに、本発明の第3の解決手段の追従撮
像装置にあっては、対象物の位置が斜めから検出される
とともにその検出に基づいて対象物の画像がその位置検
出面に対して追従させられるようにしたことにより、対
象物の位置検出面の横等へ検出系を配置して直接にその
位置を検出・測定するということが出来ない状況下です
ら対象物の画像を取り込んでパターンマッチング等のデ
ータ処理を行うまでも無く対象物の撮像を的確に行うこ
とができる追従撮像装置を実現することができたという
有利な効果が有る。Further, in the tracking imaging apparatus according to the third solving means of the present invention, the position of the object is detected obliquely, and based on the detection, the image of the object is moved relative to the position detection plane. By being able to follow, even if it is not possible to place the detection system next to the position detection surface of the object and directly detect and measure the position, capture the image of the object There is an advantageous effect that a follow-up imaging apparatus that can accurately capture an image of an object without performing data processing such as pattern matching can be realized.
【0049】また、本発明の第4の解決手段の追従撮像
装置にあっては、追従手段の機能が信号処理・データ処
理によって果たされるようにしたことにより、対象物を
追従して撮像する追従撮像装置を簡便に実現することが
できたという有利な効果を奏する。In the tracking image pickup apparatus according to the fourth solution of the present invention, the function of the tracking means is performed by signal processing and data processing, so that the tracking image picking up the target object is performed. There is an advantageous effect that the imaging device can be easily realized.
【0050】また、本発明の第5の解決手段の追従撮像
装置にあっては、撮像装置そのものが移動して撮像装置
の出力において直に対象物の画像が画像領域内で所望の
確定箇所へ来るようにしたことにより、対象物が変位し
ないものとしたときの撮像範囲だけに対応した小形で安
価な撮像装置を採用することができるようになったとい
う有利な効果が有る。According to a fifth aspect of the present invention, in the follow-up image pickup apparatus, the image pickup apparatus itself moves and the image of the target object is directly moved to a desired fixed position in the image area at the output of the image pickup apparatus. With such an arrangement, there is an advantageous effect that a small and inexpensive imaging device corresponding to only the imaging range when the object is not displaced can be adopted.
【図1】 本発明の光学的位置検出装置および追従撮像
装置の第1実施例としての軌道検査装置について、その
概要模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a trajectory inspection device as a first embodiment of an optical position detection device and a tracking imaging device according to the present invention.
【図2】 レール側面に対する送光・受光状態の斜視
図である。FIG. 2 is a perspective view of a light transmitting / receiving state with respect to a rail side surface.
【図3】 レール位置の変動と画像イメージ内のレー
ル映像との関係を示す例である。FIG. 3 is an example showing a relationship between a change in a rail position and a rail image in an image.
【図4】 本発明の光学的位置検出装置および追従撮像
装置の第2実施例としての軌道検査装置について、その
概要模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a trajectory inspection device as a second embodiment of the optical position detection device and the tracking imaging device of the present invention.
【図5】 軌道検査装置の一般的な概要図である。FIG. 5 is a general schematic diagram of a trajectory inspection device.
【図6】 従来の軌道検査装置である。FIG. 6 shows a conventional trajectory inspection device.
10 検測車 11 車体 12 車輪 20 レール(撮像および位置検出の対象物) 20a レール映像(対象物の画像) 21 レール頂面(撮像面) 22 レール遊間(撮像面) 24 レール頭部側面(変位面、位置検出面) 30 軌道検査装置 31 カメラ(撮像装置) 31a 画像領域 32 画像処理部(画像内レール位置検出手段、画像
内レール追従手段) 33 表示部 41 レーザ送光部 42 レーザ受光部 43 トリガ部(遊間検出手段;軌道構造物検出手
段;撮像時期判定手段) 44 レーザビーム反射線(反射跡、被照射跡) 51 ストロボ(照明手段) 61 カバー 62 透明窓 320 画像処理部(画像内レール追従手段) 320a 画像領域 321 位置信号生成回路(位置検出手段) 410 レーザ送光部(送光部) 420 レーザ受光部(受光部) 420a レーザ受光信号(交線上反射光検出信号) 441 レーザビーム照射経路面(送光経路展開面、
照射光路面) 441a レーザビーム反射線(反射跡、被照射跡) 442 レーザビーム検出経路面(受光経路展開面、
検出光路面) 442a レーザビーム検出線(検出跡) 443 交線(光路面交線) 611 スライダ固定部(追従手段) 612 スライダ可動部(追従手段) 613 ドライブ回路(追従手段) 614 モータ(追従手段) 615 ボールネジ(追従手段)Reference Signs List 10 inspection vehicle 11 body 12 wheels 20 rail (object for imaging and position detection) 20a rail image (image of object) 21 rail top surface (imaging surface) 22 rail gap (imaging surface) 24 rail head side surface (displacement) Surface, position detection surface) 30 trajectory inspection device 31 camera (imaging device) 31a image area 32 image processing unit (rail position detection unit in image, rail tracking unit in image) 33 display unit 41 laser transmission unit 42 laser reception unit 43 Trigger section (idle detection means; track structure detection means; imaging timing determination means) 44 Laser beam reflection line (reflection trace, irradiation trace) 51 Strobe (illumination means) 61 Cover 62 Transparent window 320 Image processing section (rail in image) Follow-up means) 320a image area 321 position signal generation circuit (position detection means) 410 laser light transmission section (light transmission section) 420 laser light reception Section (light receiving section) 420a laser light receiving signal (reflected light detection signal on intersection line) 441 laser beam irradiation path surface (light transmission path development surface,
Irradiation light path surface) 441a Laser beam reflection line (reflection trace, irradiation trace) 442 Laser beam detection path surface (light receiving path development surface,
Detection optical path surface 442a Laser beam detection line (detection trace) 443 Intersecting line (optical path surface intersection line) 611 Slider fixing part (following means) 612 Slider movable part (following means) 613 Drive circuit (following means) 614 Motor (following means) ) 615 Ball screw (follow-up means)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G01B 11/14 G01B 11/14 H ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G01B 11/14 G01B 11/14 H
Claims (5)
検出面に対して斜めから行う送光部と、検出跡が線状と
なる検出を前記位置検出面に対して斜めから行う又は線
状の検出跡を含む面状の検出を前記位置検出面に対して
斜めから行う受光部と、前記送光部からの照射による反
射光に対する前記受光部による検出に基づいて前記対象
物の位置を検知する位置検出手段とを具備した光学的位
置検出装置であって、前記送光部および前記受光部は、
前記送光部からの照射光路面と前記受光部への検出光路
面との交線が前記位置検出面に当たるような部位に配置
されていることを特徴とする光学的位置検出装置。A light-transmitting unit for irradiating the irradiation mark linearly with respect to the position detection surface of the object; and detecting the light detection mark linearly with respect to the position detection surface. A light receiving unit that performs or performs a planar detection including a linear detection mark obliquely with respect to the position detection surface, and the target object based on detection by the light receiving unit of reflected light by irradiation from the light transmitting unit. An optical position detecting device comprising: a position detecting means for detecting a position of the light transmitting unit and the light receiving unit,
An optical position detecting device, wherein an intersection line between an irradiation light path surface from the light transmitting unit and a detection light path surface to the light receiving unit hits the position detection surface.
が前記位置検出面に略直交するよう配置されたものであ
ることを特徴とする請求項1記載の光学的位置検出装
置。2. The optical position detecting device according to claim 1, wherein the light transmitting section and the light receiving section are arranged such that the intersection line is substantially orthogonal to the position detecting surface.
う方向から前記対象物の画像を撮る撮像装置と、被照射
跡が線状となる照射を前記位置検出面に対して斜めから
行う送光部と、検出跡が線状となる検出を前記位置検出
面に対して斜めから行う又は線状の検出跡を含む面状の
検出を前記位置検出面に対して斜めから行う受光部と、
前記送光部からの照射による反射光に対する前記受光部
による検出に基づいて前記対象物の位置を検知する位置
検出手段と、この位置検出手段による検出に基づいて前
記対象物の画像を前記位置検出面に対して追従させる追
従手段とを具備した追従撮像装置であって、前記送光部
および前記受光部は、前記送光部からの照射光路面と前
記受光部への検出光路面との交線が前記位置検出面に当
たるような部位に配置されていることを特徴とする追従
撮像装置。3. An imaging device for taking an image of an object from a direction parallel to or along the position detection surface of the object, and an irradiation device in which irradiation traces are linearly oblique to the position detection surface. A light transmitting unit for performing the detection, and a light receiving unit for performing the detection in which the detection mark becomes linear with respect to the position detection surface or performing the detection of the surface including the linear detection mark with respect to the position detection surface. When,
Position detecting means for detecting a position of the object based on detection by the light receiving section of reflected light by irradiation from the light transmitting section; and detecting the position of the image of the object based on the detection by the position detecting means. A tracking unit configured to follow a surface, wherein the light transmitting unit and the light receiving unit intersect an irradiation optical path surface from the light transmitting unit and a detection optical path surface to the light receiving unit. A tracking imaging apparatus, wherein a line is disposed at a position where the line hits the position detection surface.
に応じて選択範囲を変えながら前記撮像装置の出力を一
部取捨するものであることを特徴とする請求項3記載の
追従撮像装置。4. A tracking imaging apparatus according to claim 3, wherein said tracking means partially removes an output of said imaging apparatus while changing a selection range according to an output of said position detection means. .
に応じて前記撮像装置を前記対象物の変位方向へ移動さ
せるものであることを特徴とする請求項3記載の追従撮
像装置。5. A tracking imaging apparatus according to claim 3, wherein said tracking means moves the imaging apparatus in a direction of displacement of the object in accordance with an output of the position detection means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15811297A JPH10332323A (en) | 1997-05-31 | 1997-05-31 | Optical position detecting device and following image pick-up device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15811297A JPH10332323A (en) | 1997-05-31 | 1997-05-31 | Optical position detecting device and following image pick-up device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10332323A true JPH10332323A (en) | 1998-12-18 |
Family
ID=15664574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15811297A Pending JPH10332323A (en) | 1997-05-31 | 1997-05-31 | Optical position detecting device and following image pick-up device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10332323A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008184763A (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Hitachi High-Technologies Corp | Method and equipment for detecting coming-off of fastening bolt from rail joint plate |
WO2013056289A1 (en) | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Isiqiri Interface Technolgies Gmbh | Real-time measurement of relative position data and/or of geometrical dimensions of a moving body using optical measuring means |
JP2014194366A (en) * | 2013-03-28 | 2014-10-09 | Hitachi High-Technologies Corp | Raceway track shape measuring method and device |
CN112172863A (en) * | 2020-10-27 | 2021-01-05 | 华东交通大学 | Railway fastener defect form rapid detection vehicle |
-
1997
- 1997-05-31 JP JP15811297A patent/JPH10332323A/en active Pending
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CN112172863A (en) * | 2020-10-27 | 2021-01-05 | 华东交通大学 | Railway fastener defect form rapid detection vehicle |
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