架空线测定装置及架空线测定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测定作为车辆的供电电源的架空(trolley)线的磨损量等的架空线测定装置及架空线测定方法。
【背景技术】
[0002]行驶在电车线路上的电车车辆通过导电弓架上表面(滑动板)从架空线获取所需要的电力。架空线的下表面(滑动面或滑面)与导电弓架上表面由于相互的滑动接触而渐渐磨损。为了使导电弓架侧的磨损不集中在一个部分，架空线按照支撑电杆向左右方向交替地偏移。架空线的磨损量和偏移量通过将架空线测定装置搭载于检测车等定期进行行驶测定来检查各个架空线是否良好。
[0003]架空线测定装置之一为使旋转多棱镜(polygon mirror)在水平面上旋转，从而使激光向架空线进行照射，并对架空线进行遍布其偏移范围的扫描。该架空线测定装置之一利用光接收元件通过穿孔镜接收根据扫描得到的来自架空线滑动面的反射光，由此得到关于架空线滑动面的检测信号，并利用数据处理装置计算对应于扫描而得到的检测信号的产生宽度，由此测定架空线磨损量。搭载这样的架空线磨损量测定装置的检测车记载于专利文献1、3、4中。
[0004]作为架空线测定装置的磨损量计算，通过CCD照相机采集图像并通过图像处理得到架空线滑动面的宽度，基于此测定磨损量的测定方法记载于专利文献2中。此外，获取来自架空线滑动面的反射信号并基于其波形获取架空线滑动面的宽度，基于此计算磨损量的计算方法记载于专利文献5、7中。
[0005]使架空线由导轨进行引导，利用将导轨夹在中间而在侧面具有光投射部和光接收部的透射式传感器获取传感器光投射部与光接收部之间的架空线的投影的高度宽度从而测定剩余量的架空线测定装置记载于专利文献6中。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2001-59710号公报
[0009]专利文献2:日本特开平5-96980号公报
[0010]专利文献3:日本特开平5-34113号公报
[0011]专利文献4:日本特开平10-194015号公报
[0012]专利文献5:日本特开平07-120227号公报
[0013]专利文献6:日本特开平07-120228号公报
[0014]专利文献7:日本特开2010-243274号公报
【发明内容】
[0015]技术问题
[0016]将专利文献1?7所示的那样的架空线的磨损剩余量从滑面宽度转换为剩余直径而进行测定的架空线测定装置，将激光、钠灯光、LED光照射到架空线滑面，并利用架空线滑面的反射光进行架空线滑面宽度的测定。因此受架空线滑面的状态的影响大，在由于架空线滑面的黑化、生锈、倾斜或不对称磨损而使得架空线滑面的反射光不返回到测定器光接收部的情况下，会将滑面宽度测量得窄。
[0017]此外，以通过架空线的横向投影直接测定架空线剩余直径的方式构成的装置将检测器与架空线接触从而进行引导，因此如果列车速度提高，则导致检测器跳起，因此在低速下测定成为条件，此外在架空线的重叠部分进行重新引导搭线比较花费时间。
[0018]本发明是鉴于上述问题完成的，其目的在于提供一种能够基于行驶的车辆简单地测定架空线的磨损部的形状的架空线测定装置及架空线测定方法。
[0019]技术方案
[0020]本发明的架空线测定装置的第一个特征在于，具备:第一架空线测定单元和第二架空线测定单元，前述第一架空线测定单元和前述第二架空线测定单元设置于车辆的车顶上，将狭缝状的激光束从架空线的左右下侧以横断前述架空线的方式大致垂直地进行投射，基于由被投射的前述激光束的反射光得到的光切割图像，分别获取表示前述架空线的包括侧面在内的左右下侧的形状的图像；控制单元，其对由前述第一架空线测定单元和前述第二架空线测定单元获取的表示前述架空线的包括侧面在内的左右下侧的形状的图像进行处理，生成表示前述架空线的滑动面和左右侧面的剖面形状的数据。将狭缝状的激光束从车辆的车顶上相对于车辆前进方向大致垂直地照射到架空线。通过照射激光束，在架空线的包括侧面在内的下侧生成光切割图像。通过利用照相机等从斜下方接收该光切割图像，能够获取表示架空线的包括侧面在内的下侧的形状的图像，即架空线的光切割图像的轮廓。将这样的光投射部和光接收部在沿架空线的偏移左右方向分离的位置设置两套，分别测定激光束照射到的部分的形状，通过对其进行图像处理，能够生成表示架空线的滑动面和左右侧面的剖面形状的数据。基于生成的表示架空线的滑动面和左右侧面的剖面形状的数据，能够计算架空线的侧面的剩余量，并使得对架空线滑面没有影响地测定架空线的磨损量成为可能。
[0021]本发明的架空线测定装置的第二个特征在于，在前述第一个特征记载的架空线测定装置中具备:测定单元，其基于由前述控制单元生成的表示前述架空线的滑动面和左右侧面的剖面形状的数据，计算前述架空线的磨损量，并计算表示前述架空线的立体形状的数据。该特征的测定单元基于由控制单元生成的表示架空线的滑动面和左右侧面的剖面形状的数据，计算架空线的侧面的剩余量，并计算表示架空线的立体形状的数据。由此，能够对架空线滑面没有影响地测定架空线的磨损量。
[0022]本发明的架空线测定装置的第三个特征在于，在前述第一个或第二个特征记载的架空线测定装置中具备:旋转台单元，其设置于前述车辆的车顶上的左右两端部，保持前述第一架空线测定单元和前述第二架空线测定单元，同时进行旋转控制，以使前述第一架空线测定单元和前述第二架空线测定单元的拍摄视野范围在与前述车辆的前进方向大致垂直的面内旋转；旋转控制单元，其基于随着前述车辆的前进而变化的前述架空线的高度偏移坐标，控制前述旋转台单元的旋转，以使前述架空线进入前述第一架空线测定单元和前述第二架空线测定单元的拍摄视野范围。该特征为将由光投射单元和光接收单元构成的架空线测定单元安装于旋转台单元，并在车辆的车顶上将该旋转台单元在架空线偏移方向上将偏移中心夹在中间地设置一对于左右两端部，同时测定架空线的包括左右侧面在内的下侧面即滑动面。将该光投射单元和光接收单元在偏移左右位置设置两套，测定架空线左右侧面的激光照射到的部分的形状，由此能够得到架空线的侧面的剩余量，并使得对架空线滑面没有影响地测定架空线磨损量成为可能。此外，在由于架空线滑面的不对称磨损而使架空线滑面产生两个面的情况下，能够测定包括架空线滑面在内的架空线剖面形状，因此使得不对称磨损的架空线磨损量的测定也成为可能。
[0023]本发明的架空线测定装置的第四个特征在于，在前述第三个特征记载的架空线测定装置中具备:激光长度测量传感器单元，其设置于前述车辆的车顶上的大致中央附近，并向前述架空线的偏移方向扫描激光；高度位移检测单元，基于来自前述激光长度测量传感器单元的信号检测前述架空线高度偏移坐标。该特征为使用设置于车辆的车顶上的大致中央附近的激光长度测量传感器单元，向架空线的偏移方向扫描激光，并基于与来自架空线的反射光对应的信号，测定激光长度测量传感器单元与架空线之间的距离和角度，基于该距离和角度检测距离第一和第二架空线测定单元的设置位置的架空线的高度偏移坐标。基于检测的架空线高度位移坐标，旋转控制单元能够控制旋转台单元的旋转。
[0024]本发明的架空线测定装置的第五个特征在于，在前述第一个?第四个特征中任一个特征所记载的架空线测定装置中，前述第一架空线测定单元和前述第二架空线测定单元具备光投射单元和光接收单元，其中，前述光投射单元将前述激光束大致垂直地投射到前述架空线，前述光接收单元朝前述车辆的前进方向以预定的仰角拍摄前述光切割图像。该特征利用光投射单元和光接收单元构成架空线测定单元。应予说明，也可以利用使用了激光或LED等的二维位移传感器构成架空线测定单元。
[0025]本发明的架空线测定装置的第六个特征在于，在前述第一个?第四个特征中任一个特征所记载的架空线测定装置中，前述第一架空线测定单元和前述第二架空线测定单元将产生比白天的太阳光的光强度强的反射光的红外区的单色光作为前述激光束进行投射，并以使前述架空线的光切割图像通过透镜成像于光接收面的方式进行接收。该特征将投射激光波长设为红外区的单色光，通过在光接收部组合红外透过干涉滤光片等，能够得到与白天太阳光之