レール断面測定装置

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【発明の名称】	レール断面測定装置
【発明者】	【氏名】縄田晃史
【要約】	【課題】スリット光が分離しても測定可能なレール断面測定装置を実現。【解決手段】レール１に対して照射方向の異なる複数のスリット光１３ａ，１３ｂを照射するとともに、それぞれの像１５ａ，１５ｂを区別して撮ってレール断面像を求める。また、その区別をレーザ光と干渉フィルタとの組み合わせで行う。さらに、撮った画像データ４１ａに対して座標変換等の処理を施すとともに、スリット光が複数であるのに対応して座標変換パラメータ４４ａも複数組保持する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】レールに対してスリット光を照射するとともにその像を撮ってレール断面像を求めるレール断面測定装置において、前記スリット光が照射方向の異なる複数のものからなり、それぞれの像が区別して撮られることを特徴とするレール断面測定装置。
【請求項２】前記スリット光がレーザ光であり、それぞれの像が干渉フィルタにて区別されることを特徴とする請求項１記載のレール断面測定装置。
【請求項３】前記レール断面像を求める際に撮った画像データに対して座標変換処理を含む所定の画像処理を施すとともに、前記スリット光が複数であるのに対応して前記座標変換処理用のパラメータが複数組保持されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載されたレール断面測定装置。
【請求項４】前記パラメータを各組毎に更新しうる手段が設けられていることを特徴とする請求項３記載のレール断面測定装置。
【請求項５】前記スリット光が複数であるのに対応して光学系格納部が複数に分かれていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載されたレール断面測定装置。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レール上を走行する検測車等に搭載されてレール断面を測定するレール断面測定装置に関し、詳しくは、レールに対してスリット光を照射してその表面形状の映像・影像等の像を撮る光切断法に基づいて画像データを得、それに対して所定の座標変換等の画像処理を施して擬似的にレール断面像を求めるレール断面測定装置に関する。
【０００２】
【背景の技術】鉄道用レールは走行車両の車輪と擦れ合うことによりレールの踏面や頭部が摩耗する。その摩耗量が或るレベルを超えると脱線等を招く可能性があることから、それ以前に正常なレールと交換しなければならないので、レールの摩耗量を的確に把握するために、随時あるいは定期的にレール摩耗量を測定することが必要となる。そして、レール摩耗量はレール断面像から求められるが、走行中にレールを切断することなく擬似的にレール断面像を求めるには、先ず、レールの表面形状を反映した生のレール画像をレールの外から撮る必要があり、それから、座標変換等の画像処理によって間接的にレール断面像を作り上げることとなる。
【０００３】特開平６－１１３１５号公報に記載されたレール断面摩耗測定装置は、そのような要請に応えうるレール断面測定装置の典型例であり、光切断法という光学式測定方法を用いたものである。そこで、この装置は、測定対象物であるレールに対しスリット光を照射して恰も切断したかのようにレール形状を浮き上がらせてその部分の表面映像を撮るとともに、こうして得た生のレール画像に対し座標系をカメラ基準の座標からレール基準の座標に切り換える所定の座標変換を施して正規化したレール断面像を疑似的に得、それから、このレール断面像を用いて摩耗量を算出するようになっている。
【０００４】図４にその光学系を示したが、レール画像を得るために、キセノンフラッシュランプ等を内蔵したスリット光源１１と、その照射をレール１にほぼ直交したスリット光１３に絞り込むスリット部材１２と、スリット光１３がレール１に当たってできるスリット像１５を撮るＣＣＤカメラ１４とが設けられている。これらは、図示しない検測車の下面に取り付けられており、一本のレール１に対して２台のＣＣＤカメラ１４が設けられていて、そのレール１を両側の斜め上から挟み込むように撮影することで、底面を除きレールのほぼ全周についての映像が得られる。
【０００５】こうしてレール画像が得られるが、レール１との接触やスリット光１３との干渉を避ける等のためにＣＣＤカメラ１４での撮像がレール１の斜め上から行われるので、生のレール画像は歪んでいる。その歪みは、ＣＣＤカメラ１４の取り付け位置や向きといった幾何学的な関係に基づいて定まり、所定の変換式による座標変換を施すことで概ね除去される。すなわち、カメラ基準座標系によるレール画像の任意位置を（Ｘ，Ｙ）と表し、レールの垂直な断面に対応したレール基準座標系によるレール断面像の該当位置を（ＸＸ，ＹＹ）と表すと、ＸＸ＝（Ａ０×Ｘ＋Ａ１×Ｙ＋Ａ２）／（Ａ６×Ｘ＋Ａ７×Ｙ＋１）、およびＹＹ＝（Ａ３×Ｘ＋Ａ４×Ｙ＋Ａ５）／（Ａ６×Ｘ＋Ａ７×Ｙ＋１）という座標変換の式が成立する。
【０００６】そして、この変換式におけるパラメータＡ０～Ａ７は、レール画像に反映されるレール１の特徴的形状を幾つか抽出して、歪みの無い理想的なレール断面像の特徴と対比させることで、定められる。しかも、ＣＣＤカメラ１４の設置後であれば、必要な幾何学的関係が確定し、それに基づいて予め決定しておくことが可能なので、演算量軽減等の観点から、固定値にして用いられる。また、外側のレール頭部側面の下端に位置するレールあご等が安定な基準点として選出され、画像処理して得たレール断面像と摩耗の無い理想的な基準レール像との偏差を抽出する等の処理も行われて、レール摩耗量が算出される。
【０００７】
【従来の技術】従来は、一本のレール１の表面形状について少なくともレール頭部の頂面および両側面を一本のスリット光１３で浮き上がらせるために、レール１の横幅よりも長く而も一体物に形成されたスリット部材１２が用いられていた。そして、複数のＣＣＤカメラ１４による撮影は、異なる撮影位置から行われるが、一本のスリット光１３に基づくスリット像１５を区別すること無く行われていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような従来のレール断面測定装置では、必然的にスリット部材その他の光学系が大形化しやすい。このため、原価削減や作業負担軽減等の観点から、小形化が望まれる。そして、そのような要請に応えるべく、発光部に対してスリット部材が組み合わせられて概ね一体的に纏められたレーザユニットを光学系に採用することも考えられる。
【０００９】しかしながら、そのような小形のスリット部材等を用いてレール頭部についてその頂面ばかりかそれに連なる両側面にもスリット光を照射するには、一本のレールに対してもスリット部材等を複数設けて異なる方向から照射するとともに、複数のスリット光が重なって恰も一本のスリット光に見える状態まで十分に光学系を調整することも必要となるが、その調整作業は、厄介である。このため、スリット部材等を分けただけでは、小形化は図れても別の作業負担が加わるので、不都合である。
【００１０】そこで、スリット部材等を複数に分けても複数のスリット光を一本化する調整作業は要らないよう、光学系等について更なる工夫を凝らすことが技術的な課題となる。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、スリット光が分離していても測定が可能なレール断面測定装置を実現することを目的とする。
【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第１乃至第５の解決手段について、その構成および作用効果を以下に説明する。
【００１２】［第１の解決手段］第１の解決手段のレール断面測定装置は（、出願当初の請求項１に記載の如く）、（一の）レールに対してスリット光を照射する（照射手段と、それ）とともに（検測車等に対して装着されて）その（映像・影像等の）像を撮って（画像データを出力する撮像手段と、その画像データに対して所定の座標変換等の画像処理を施して）レール断面像を求める（データ処理手段とを備えた）レール断面測定装置において、（前記照射手段は、）前記スリット光が照射方向の異なる複数のものからな（るよう前記レールに対するスリット光の照射を複数の異なる方向から行うものであ）り、（前記レールの表面における）それぞれの（スリット光の）像が区別して撮られる（よう波長又は周波数に基づく弁別手段や交互処理又は逐次処理に基づく時分割手段等の手段が前記撮像装置または他の部分に付加されている）、というものである。
【００１３】このような第１の解決手段のレール断面測定装置にあっては、一本のレールに対して異なる方向から複数のスリット光が照射され、その像に基づいてレール断面像が求まるが、その際、それぞれの像が区別して撮られる。そして、それぞれのスリット光の像が区別して撮られるようにしたことにより、スリット光が一本で無くても、一般にレールの断面形状が長手方向で急に変化することは滅多に無いという特質も踏まえて、それぞれの画像データに対して個々に定まる画像処理を施すことで、適切なレール断面像が得られる。したがって、この発明によれば、スリット光が分離していても測定が可能なレール断面測定装置を実現することができ、その結果、スリット部材等を複数に分けても複数のスリット光を一本化する調整作業は不要となる。
【００１４】［第２の解決手段］第２の解決手段のレール断面測定装置は（、出願当初の請求項２に記載の如く）、上記の第１の解決手段のレール断面測定装置であって、前記スリット光（を発する前記照射手段またはその一部の手段）がレーザ光（を発するレーザ装置）であり、（前記スリット光）それぞれの像（を区別する手段）が（各スリット光の波長の相違に基づいて弁別する複数の）干渉フィルタ（を有していてそれら）にて（各像が）区別される（ようになっている）、というものである。
【００１５】このような第２の解決手段のレール断面測定装置にあっては、波長分布の広がりが狭いレーザ光と、そのような光に対する弁別能力の高い干渉フィルタとが組み合わせられているので、各スリット光の像が明りょうに区別して撮られることとなる。このようにスリット光の波長域を使い分けることにより、比較的単純な同様構成部分を多重に設ける程度のことで複雑化が回避されるとともに、それでも適切な測定結果が得られる。したがって、この発明によれば、スリット光が分離していても測定が可能なレール断面測定装置を簡素に実現することができる。
【００１６】［第３の解決手段］第３の解決手段のレール断面測定装置は（、出願当初の請求項３に記載の如く）、上記の第１，第２の解決手段のレール断面測定装置であって、（前記データ処理手段は、）前記レール断面像を求める際に（それぞれの像を）撮った画像データ（それぞれ）に対して座標変換処理を含む所定の画像処理を施すとともに、前記スリット光が複数であるのに対応して前記座標変換処理用のパラメータが複数組保持されている、というものである。
【００１７】このような第３の解決手段のレール断面測定装置にあっては、一本のレールに対してスリット光が複数照射され、それぞれの像が区別して撮られるとともに、それぞれの画像データに対して個々に該当する組のパラメータを用いて座標変換処理が施される。これにより、各スリット光が重なって一本になっていたとしてもそうでなく分離していたとしても、それぞれの画像データに対してそれぞれに適切な座標変換が施されるので、何れの画像も適切かつ確実にレール基準の共通座標に統一されて所望のレール断面像が得られる。したがって、この発明によれば、スリット光が分離していても測定が可能なレール断面測定装置を確実に実現することができる。
【００１８】［第４の解決手段］第４の解決手段のレール断面測定装置は（、出願当初の請求項４に記載の如く）、上記の第３の解決手段のレール断面測定装置であって、前記パラメータを各組毎に更新しうる手段が設けられている、というものである。
【００１９】このような第４の解決手段のレール断面測定装置にあっては、一部のスリット部材等を付け替えたり調整したりして一部のスリット光とレールとの対応関係が変化したときには、対応する組のパラメータが更新される。その際、他の組のパラメータを更新しなければそれと他のスリット部材等との対応関係は適切な状態に維持される。これにより、一部部品の修理や調整等の部分的な変更があってもその影響はその部分とそれに直接的に関連する局所に止まることから、部分的な変更が可能で而も容易に行えるので、他の部分共々一括して付け替えるという事態が減り、保守作業等が楽になる。したがって、この発明によれば、スリット光が分離していても測定が可能であって保守もし易いレール断面測定装置を実現することができる。
【００２０】［第５の解決手段］第５の解決手段のレール断面測定装置は（、出願当初の請求項５に記載の如く）、上記の第１～第４の解決手段のレール断面測定装置であって、前記スリット光が複数であるのに対応して（前記検測車等に対して光学系を装着させるための取付基板や筐体等の）光学系格納部が（前記検測車等に対して装着されたとき一のレールに対する測定を担う部分に関し）複数に分かれている、というものである。
【００２１】このような第５の解決手段のレール断面測定装置にあっては、光学系格納部が複数に分かれているので、組み立て時はもちろんのこと、検測車等に対して光学系を装着させるときや、修理等のために脱着させるとき等にも、部分的に作業することが即ち何度かに分けて行う或いは一部についてだけ行うことが可能である。しかも、そのようにしても、スリット光の分離不分離に拘わらず測定が可能なようになっているので、測定に不都合は無い。これにより、本来の測定機能を損なうこと無く、製造時やその後の作業負担が軽減されることとなる。したがって、この発明によれば、スリット光が分離していても測定が可能であって色々な作業も楽なレール断面測定装置を実現することができる。
【００２２】
【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レール断面測定装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の第１，第２実施例により説明する。何れも、レール断面の摩耗量を測定するレール断面摩耗測定装置が具体例となっているが、図１及び図２に示した第１実施例は、上述した第１～第３の解決手段を具現化したものであり、図３に示した第２実施例は、上述した第４，第５の解決手段を具現化したものである。
【００２３】
【第１実施例】本発明のレール断面測定装置の第１実施例としてのレール断面摩耗測定装置について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、そのうちの光学系等の構造を示す模式図であり、（ａ）が斜視図、（ｂ）が正面図である。また、図２は、信号処理系等のブロック図である。
【００２４】このレール断面摩耗測定装置は（図２参照）、光切断法によりレール画像を撮るための光学部１０と、レール１に付着したゴミ等を吹き飛ばすためのノズルやエア供給ユニット等からなる補助機構部２０と、撮ったレール画像に画像処理を施して所望の測定を行うための信号処理部３０とを具えている。
【００２５】光学部１０は（図１参照）、レール１を撮影するために、検測車２の下面に取り付けられるが、左右２本のレール１を同時に測定するために、一対が左右に分けられて、それぞれが、補助機構部２０も含めて一つの筐体に格納され、前後の車輪３の間に搭載される。また、光学部１０は（図２参照）、ランプ方式（１１）からレーザ発光方式（１１ａ，１１ｂ）に変更されたスリット光源や、撮像手段としてのＣＣＤカメラ１４からなるが、レール１一本当たり２台使用されるので、それぞれが４台ずつ設置されたものとなっている。
【００２６】左右対称なのでレール一本分について詳述すると（図１参照）、一本のレール１に対して照射方向の異なる複数のスリット光を照射するために、レーザ光を発する一対の右側レーザ発光部１１ａと左側レーザ発光部１１ｂとが導入され、右側レーザ発光部１１ａはレール１の右上方に設置され、左側レーザ発光部１１ｂはレール１の左上方に設置される。右側レーザ発光部１１ａの先端にはシリンドリカルレンズやスリットの形成された右側スリット部材１２ａが組み付けられており、そこから右側スリット光１３ａがレール１へ斜めに照射される。左側レーザ発光部１１ｂにも同様の左側スリット部材１２ｂが組み付けられていて、そこからは左側スリット光１３ｂが斜めに照射されるようになっている。
【００２７】また、右側スリット光１３ａによる右側スリット像１５ａはレール１頭部の頂面と右側面とをカバーし、左側スリット光１３ｂによる左側スリット像１５ｂはレール１頭部の頂面と左側面とをカバーする必要はあるが、両像１５ａ，１５ｂはレール１の頂面上等で重なっていても重ならなくても平行になっていても平行でなくてもレール１に直交していても斜交していても良いことから、両像１５ａ，１５ｂを頂面上で一致させるための光軸調整用部材の付加等は不要なので、レーザ発光部１１ａ，１１ｂ等の取付部等は簡素なものとなっている。
【００２８】さらに、右側レーザ発光部１１ａ側すなわちレール１の右上方に設置されたＣＣＤカメラ１４のレンズ部には右側の干渉フィルタ１６ａが装着され又は直前に置かれ、左側レーザ発光部１１ｂ側のＣＣＤカメラ１４には左側の干渉フィルタ１６ｂが組み合わせられている。そして、例えば、右側レーザ発光部１１ａには波長６８５ｎｍの光を出すものが採用されるとともに、右側フィルタ１６ａには波長６８５ｎｍ付近の光だけを通すものが採用される一方、左側レーザ発光部１１ｂ及び左側スリット部材１２ｂには波長７８５ｎｍに対応したものが採用される。これにより、右側のＣＣＤカメラ１４で撮って出力されたレール半画像すなわちレール１の頂面および右側面についての画像には右側スリット像１５ａは現れるが左側スリット像１５ｂは含まれず、左側のＣＣＤカメラ１４からのレール半画像には左側スリット像１５ｂは現れるが右側スリット像１５ａは含まれず、各スリット光の像１５ａ，１５ｂが波長の相違に基づいて弁別されるものとなる。
【００２９】信号処理部３０は（図２参照）、レールの撮像を走行状態等に応じて適切なタイミングで行う等のために、汎用のマイクロプロセッサシステム等からなるメインコントローラ３１を具備しており、これによって適宜のインターフェイス３２，３３，３４を介してＣＣＤカメラ１４，１４，１４，１４や，スリット光源１１ａ，１１ｂ，１１ａ，１１ｂ，補助機構部２０を制御するようになっている。また、信号処理部３０には、それとは別個のプロセッサからなる断面信号処理装置４０（データ処理手段）も設けられていて、レール断面像を求める画像処理その他のデータ処理を効率良く行うようになっている。
【００３０】断面信号処理装置４０は（図２参照）、インターフェイス３２を介して各ＣＣＤカメラ１４から取り込んだ４枚のレール半画像４１ａに加えて２枚のレール全画像４１ｂをも保持するフレームメモリ４１と、レール半画像４１ａに施す画像処理等の処理内容を規定したプログラムを保持するプログラムメモリ４２と、演算中に値の変更される基準点データ４３ａなどを保持するＲＡＭ４３と、固定値の座標変換パラメータ４４ａや測定基準データ４４ｂを保持するＲＯＭ４４とを具えている。
【００３１】フレームメモリ４１において、レール半画像４１ａは、上述したレーザ光の波長に基づく弁別によってそれぞれ異なるスリット光１３ａ，１３ｂ，１３ａ，１３ｂの像１５ａ，１５ｂ，１５ａ，１５ｂを映した画像データであるが、何れも、各画素ごとに数ビットのメモリが割り付けられて、多値のレール画像となっている。これに対し、レール全画像４１ｂは、２枚のレール半画像４１ａが合成されて一枚のレール断面像になったものであり、何れも、各画素ごとに１ビットのメモリが割り付けられて、二値のレール断面像となっている。
【００３２】また、ＲＡＭ４３において、基準点データ４３ａは、レール半画像４１ａのそれぞれに対応して４組が設けられ、それぞれの基準点データ４３ａには、レールあご位置等に関するデータ領域が割り付けられる（特開平６－１１３１５号公報や特願平１０－３１２７７３号等も参照）。
【００３３】さらに、ＲＯＭ４４において、座標変換パラメータ４４ａは、スリット光１３ａ，１３ｂが２組で合計４個であるのに対応して４組が設けられ、それぞれの座標変換パラメータ４４ａには、背景の技術の欄で既述したパラメータＡ０～Ａ７に相当するデータを保持するのに必要なデータ領域が割り付けられる。また、測定基準データ４４ｂには、摩耗量を計るべき箇所を示す幾本かの基準線と、少なくともこれらの基準線上においては摩耗の無い状態のレール断面像とを規定するデータ領域が、割り付けられている（特願平１０－３１２７７３号も参照）。
【００３４】断面信号処理装置４０のプログラムメモリ４２には、レール半画像４１ａ（レール画像）における基準点となるレールあご位置を選出するために、基準点選定ルーチン４２ａがインストールされ、レール半画像４１ａ（レール画像）からレール全画像４１ｂ（レール断面像）を得るために、正規化ルーチン４２ｂがインストールされ、レール全画像４１ｂについてレールあご位置を基準にしてレール摩耗量の測定をおこなうために、摩耗量算出ルーチン４２ｃがインストールされている。
【００３５】そのうち、基準点選定ルーチン４２ａは、４枚のレール半画像４１ａが新たに入力される度に順次実行される図示しない顎方向抽出処理や，顎陰点抽出処理，顎点算出処理等を行って、正規化ルーチン４２ｂによる座標変換に必要な基準点データ４３ａを求めるようになっている（特願平１０－３１２７７３号も参照）。
【００３６】正規化ルーチン４２ｂは、従来と同様に、先ず、各レール半画像４１ａに対し所定の平滑化および二値化さらに細線化の処理を行い、それから、各レール半画像４１ａに対し既述の座標変換式に基づく変形処理を適用するとともに、２枚ずつ繋ぎ合わせたうえで、２枚のレール全画像４１ｂを生成する。その際、４組ずつ有る基準点データ４３ａ及び座標変換パラメータ４４ａのうち該当レール半画像４１ａに対応した組のデータを用いることで、各スリット像の画像データに対して個々に適切な座標変換等の画像処理を施すようになっている。
【００３７】摩耗量算出ルーチン４２ｃは、レール全画像４１ｂを対象にして、測定基準データ４４ｂによって現される各基準線に沿って（図２の該当個所の矢印線を参照）、レール全画像４１ｂのレール像と、摩耗の無い状態のレール断面像との差を算出する。そして、レールが摩耗して減る方向が正になるように符号を調整して、その差を摩耗量Ｍとするようになっている。
【００３８】この第１実施例のレール断面摩耗測定装置について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。
【００３９】先ず、検測車２の下面等に光学部１０及び補助機構部２０を装着させ、その状態でレール１をＣＣＤカメラ１４で撮影し、そのモニタ画像等に基づいてパラメータＡ０～Ａ７等の値を確定する。その際、右側スリット像１５ａと左側スリット像１５ｂとが重なっていても分離していても構わずに、すなわち面倒な光軸合わせは省いて、それぞれのＣＣＤカメラ１４によるモニタ画像ごとにパラメータＡ０～Ａ７等の値を求める。そして、それらの値や、レール１の種類に基づき予め判明している測定基準データ４４ｂの値などをＲＯＭ４４に書き込み、そのＲＯＭ４４を信号処理部３０に装着する。それから、その信号処理部３０を該当する検測車２に搭載するとともに、光学部１０等と信号処理部３０とを適宜のケーブル等で信号送受可能に接続する。こうして、簡単に、測定の準備が調う。
【００４０】その検測車２が目的地に至って測定対象のレール１上を一定速度で走行しながら測定を開始すると、メインコントローラ３１の制御の下、所定の周期で左右のレーザ発光部１１ｂ，１１ａからレール１に向けて複数のスリット光１３ｂ，１３ａが照射されるとともに、それに同期してレール１上の左側スリット像１５ｂ及び右側スリット像１５ａが左右のＣＣＤカメラ１４によって区別して撮影される。そして、その度に、画像データが断面信号処理装置４０に取り込まれる。こうして、ほぼ一定の間隔を走行する度に新たなレール半画像４１ａが４枚ずつ得られる。
【００４１】そして、その度に、断面信号処理装置４０では、基準点選定ルーチン４２ａと正規化ルーチン４２ｂと摩耗量算出ルーチン４２ｃとがその順に実行される。そこで、レール半画像４１ａが得られる度に、順に、基準点選定ルーチン４２ａによって一組ずつ基準点データ４３ａが選出される。また、各レール全画像４１ｂには、正規化ルーチン４２ｂによって、平滑化と二値化と細線化の処理が施されるとともに、４組のうち該当する座標変換パラメータ４４ａを用いて所定の変換式に基づく座標変換処理が行われる。さらに、正規化ルーチン４２ｂによって、画像の繋ぎ合わせ処理も行われて、４枚のレール半画像４１ａから２枚のレール全画像４１ｂが生成される。
【００４２】それから、摩耗量算出ルーチン４２ｃによって、測定基準データ４４ｂに基づきレール全画像４１ｂから摩耗量Ｍが算出される。このようにして、検測車の走行に伴い所定間隔ごとに、レール１の踏面や頭部側面の摩耗量Ｍが、次々に測定される。そして、測定された摩耗量Ｍは、適宜の信号変調処理や通信電文等への変換処理も施されてから、図示しない表示装置や記録装置に送られて、目視による良否判別や機械処理による自動判別等に供される。
【００４３】
【第２実施例】本発明の第２実施例として一部改造および機能拡張を試みた他のレール断面摩耗測定装置について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図３は、（ａ）が光学系等の正面図であり、（ｂ）が信号処理系等のブロック図であり、それぞれ上述の図１（ａ），図２との相違点を中心に示している。
【００４４】このレール断面測定装置が上述した第１実施例のものと相違するのは、次の２点である。すなわち、第１点は、検測車２に対して装着されたとき一本のレール１に対する測定を担う部分だけに関して見ても、スリット光が複数である（１３→１３ａ，１３ｂ）のに対応して検測車２に対する光学系装着部材が複数に分かれた（１０→１０ａ，１０ｂ）点である。また、第２の相違点は、検測車２に装着したままでも座標変換パラメータ４４ａを各組毎に更新しうるようになった点である。
【００４５】具体的には（図３（ａ）参照）、光学部１０の筐体が右側光学部格納箱１０ａと左側光学部格納箱１０ｂとに分割され、それぞれが分離して個別に検測車２の下面へ取り付けられるようになっている。そして、右側光学部格納箱１０ａには、右側スリット部材１２ａの付いた右側レーザ発光部１１ａと、右側フィルタ１６ａの付いたＣＣＤカメラ１４とが格納されている。また、左側光学部格納箱１０ｂには、左側スリット部材１２ｂの付いた左側レーザ発光部１１ｂと、左側フィルタ１６ｂの付いたＣＣＤカメラ１４とが格納されている。
【００４６】また（図３（ｂ）参照）、ＲＯＭ４４がＥＥＰＲＯＭ等の書換可能な不揮発性メモリにて置換されるとともに、断面信号処理装置４０のプログラムメモリ４２にはパラメータ変更ルーチン４２ｄが追加インストールされている。さらに、座標変換パラメータ４４ａの値を定めるとき等に用いられる調整用治具５０が、着脱容易なコネクタやケーブル等を介して、断面信号処理装置４０に座標変換パラメータ４４ａを送信しうるようになっており、パラメータ変更ルーチン４２ｄは、その座標変換パラメータ４４ａを取り込んでＥＥＰＲＯＭ４４における該当領域に上書きするようになっている。
【００４７】この場合、光学部格納箱１０ａ，１０ｂは何れも光学部１０の筐体に比べて半分よりも小さくなっており而も軽くもなっているうえ、同時に取り付ける必要が無いので、検測車２に対する装着作業がぐっと楽になる。しかも、光軸合わせが不要で両スリット像１５ａ，１５ｂが数ｃｍ程度離れていても何ら不都合は無いので、気軽に、それぞれの光学部格納箱１０ａ，１０ｂごとに取付作業を行い、それから、個々に、調整用治具５０を一時接続して、座標変換パラメータ４４ａの確定および書込作業を行うことができる。
【００４８】その後の測定作業や測定動作等は上述した第１実施例のと同様なので繰り返しとなるその説明は割愛するが、測定を続けるうちに何れか一方の部材たとえば右側レーザ発光部１１ａに不具合が生じたような場合には、それを格納している右側光学部格納箱１０ａだけを取り外して不具合を直し、それを再装着してからその部分についてだけ調整用治具５０を用いて再調整を行う。こうして、この場合には、非該当部分はそのままにして該当部分だけ修理や再調整を行うことができるので、保守作業も楽になるうえ、維持費も節約できることとなる。
【００４９】
【その他】なお、上記の各実施例では、レール断面摩耗を測定する場合を説明したが、測定する物理量は、摩耗量に限らず、レール断面像から得られるものであれば、どのようなものでも良い。さらに、摩耗量の正負も、実施例の場合に限られず、レールが摩耗して減る方向が負になるようにしても良い。
【００５０】スリット光源の種類も、レーザ装置に限られず、キセノンフラッシュランプや水銀ランプ等でも良い。さらに、外乱光の影響を排除するために光度を適宜な周波数で変調するようにしても良い。カメラの種類や台数も、ＣＣＤや４台に限られず、画像の枚数も４枚や２枚に限られず、コストやスループット等に応じて、適宜のものを採用することができる。
【００５１】補助機構２０は、設置する方が好ましいが、必須では無いので、測定環境やコスト等を勘案して、省略しても良い。また、ＲＯＭ４４に代えて、ＥＥＰＲＯＭの他、フラッシュメモリを用いることも可能であり、あるいはバッテリバックアップ付きのＲＡＭを採用しても良い。
【００５２】さらに、レール半画像４１ａはメインコントローラ３１を介して入力するようにしても良く、メインコントローラ３１と断面信号処理装置４０とが一つのプロセッサで構成されていても良く、逆に断面信号処理装置４０が協動する複数の並列プロセッサやワイヤードロジック等で構成されていても良い。
【００５３】また、上記実施例では、レールの表面におけるそれぞれのスリット光の像を区別して撮るために光の波長に基づく弁別手段を用いたが、それに限らず、周波数に基づく弁別手段や、交互処理又は逐次処理に基づく時分割手段等の他の手段でも良い。例えば、異なるタイミングで開閉するメカニカルな又は液晶等のシャッタを撮像装置や他の部分に付加したり、ポリゴンミラーやガルバノミラー等の回転ミラーで一つの光源からのスリット光を左右の固定ミラーへ振り分けるようにしても良い。
【００５４】
【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の解決手段のレール断面測定装置にあっては、スリット部材等を複数に分ける際にそれぞれのスリット光が区別して撮られるようにしたことにより、スリット光が分離していても測定が可能なレール断面測定装置を実現することができたという有利な効果が有る。
【００５５】また、本発明の第２の解決手段のレール断面測定装置にあっては、スリット光の波長域を使い分けるようにしたことにより、スリット光が分離していても測定が可能なレール断面測定装置を簡素に実現することができたという有利な効果を奏する。
【００５６】さらに、本発明の第３の解決手段のレール断面測定装置にあっては、それぞれの画像データに対してそれぞれに適切な座標変換が施されるようにしたことにより、スリット光が分離していても測定が可能なレール断面測定装置を確実に実現することができたという有利な効果が有る。
【００５７】また、本発明の第４の解決手段のレール断面測定装置にあっては、部分的な変更があってもその影響が局所に止まるようにしたことにより、スリット光が分離していても測定が可能であって保守もし易いレール断面測定装置を実現することができたという有利な効果を奏する。
【００５８】また、本発明の第５の解決手段のレール断面測定装置にあっては、測定機能を損なうこと無く光学系に関する作業を部分的に行えるようにしたことにより、スリット光が分離していても測定が可能であって色々な作業も楽なレール断面測定装置を実現することができたという有利な効果が有る。

【出願人】	【識別番号】０００００３３８８【氏名又は名称】株式会社トキメック
【出願日】	平成１１年１１月１６日（１９９９．１１．１６）
【代理人】	【識別番号】１００１０６３４５【弁理士】【氏名又は名称】佐藤香
【公開番号】	特開２００１－１４１４２７（Ｐ２００１－１４１４２７Ａ）
【公開日】	平成１３年５月２５日（２００１．５．２５）
【出願番号】	特願平１１－３２６１７５