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JPH0285704A - Gap measuring instrument - Google Patents

Gap measuring instrument

Info

Publication number
JPH0285704A
JPH0285704A JP63236486A JP23648688A JPH0285704A JP H0285704 A JPH0285704 A JP H0285704A JP 63236486 A JP63236486 A JP 63236486A JP 23648688 A JP23648688 A JP 23648688A JP H0285704 A JPH0285704 A JP H0285704A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gap
light
image
measuring device
width
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63236486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Yomoto
与本 雅彦
Mitsumasa Maruo
丸尾 光正
Hideaki Nezu
根津 英明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP63236486A priority Critical patent/JPH0285704A/en
Publication of JPH0285704A publication Critical patent/JPH0285704A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To measure the width of a gap in an object to be measured from a relatively moving object by providing a gap detecting means, an image pickup means, and an arithmetic means. CONSTITUTION:A gap detecting means 1 is provided almost right above rails 7 and generates a detect signal which detects a gap between the rails 7. A stroboscope controller 4 causes a stroboscope light source 2, arranged so that the light emitted from the source 2 can irradiate the rails 7, to emit light upon receiving the detect signal. The same detect signal as that sent to the controller 4 is also sent to an image pickup means controller 5 and an image pickup means 3, arranged so that it can be focused on the upper surface of the rails 7, picks up the image of the gap between the rails 7 under the control of the controller 5. The information of the image picked up by the means 3 is sent to an arithmetic means 6 through the controller 5 and the means 6 calculates the width of the gap by performing arithmetic operation on the image information.

Description

【発明の詳細な説明】 ca業上の利用分野] 本発明は、相対的に移動する2つの物体の一方の物体か
ら他方の物体にある間隙の幅を測定する間隙測定装置に
関し、特に、走行する鉄道車両から地上に敷設されたレ
ールの継目にある間隙の幅を測定する場合に好適な間隙
測定装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Application in the CA Industry] The present invention relates to a gap measuring device that measures the width of a gap between two relatively moving objects, from one object to the other object. The present invention relates to a gap measuring device suitable for measuring the width of a gap at a joint between rails laid on the ground from a railway vehicle.

[従来の技術] 鉄道のレールは、温度に起因する伸縮に対応するため、
その継目には一定の幅の間隙を設けである。車両の安全
走行にとっては、この間隙の管理が非常に重要になり、
これを全数監視する必要があるが、従来は人間が間隙1
つ1つにすき間ゲージを当ててその幅を測定していた。
[Conventional technology] In order to accommodate the expansion and contraction caused by temperature, railway rails
A gap of a certain width is provided at the joint. Managing this gap is extremely important for safe vehicle driving.
It is necessary to monitor all of this, but in the past, humans
The width was measured by applying a feeler gauge to each one.

[発明が解決しようとする課題] しかし、上記のような従来の測定方法ては、間隙1つ1
つの測定に手間が掛かるとともに、1つの測定点から次
の測定点への移動にも時間が掛かり、多大な労力が必要
であるという問題点があった。
[Problem to be solved by the invention] However, in the conventional measurement method as described above, each gap is
There have been problems in that it takes time and effort to make one measurement, and it also takes time to move from one measurement point to the next, requiring a great deal of effort.

この発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、走
行する車両からレールにある間隙を測定することのでき
る間隙測定装置、即ち、相対移動する物体から被験物体
にある間隙の幅を確実にかつ精度良く測定することが可
能な間隙測定装置を提供することを目的とするものであ
る。
This invention has been made in view of the above, and provides a gap measuring device that can measure the gap between a running vehicle and a rail, that is, a gap measuring device that can reliably measure the width of the gap between a relatively moving object and a test object. It is an object of the present invention to provide a gap measuring device that can measure the gap with high accuracy.

[課題を解決するための手段] この発明では、被験物体(レール)にある間隙の幅を相
対的に移動する物体(車両)から測定する間隙測定装置
を、間隙を検出する間隙検出手段と、間隙検出手段から
の信号に基づいて間隙の画像を撮像する撮像手段と、撮
像手段によって得られた画像から間隙の幅を算出する演
算手段とで構成したことによって、上記の課題を達成し
ている。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a gap measuring device for measuring the width of a gap in a test object (rail) from a relatively moving object (vehicle), and a gap detecting means for detecting the gap; The above-mentioned problems are achieved by comprising an imaging means that takes an image of the gap based on a signal from the gap detection means, and a calculation means that calculates the width of the gap from the image obtained by the imaging means. .

また、測定装置を搭載した物体(車両)の振動による影
響を避けて正確に間隙を検出するためには、前記間隙検
出手段として、被験物体(レール)に光を照射する照射
光学系とその反射光を受光する受光光学系を備え、両光
学系の光軸を含む入射面を間隙の幅方向(相対移動の方
向)に対して垂直に配置することが好ましい。
In addition, in order to accurately detect the gap while avoiding the influence of vibrations of the object (vehicle) on which the measuring device is mounted, an irradiation optical system that irradiates light onto the test object (rail) and its reflection are required as the gap detection means. It is preferable to include a light receiving optical system that receives light, and to arrange the entrance planes including the optical axes of both optical systems perpendicular to the width direction of the gap (direction of relative movement).

さらに、画像のプレ量を低減し、より明確な画像を得る
ためには、前記間隙検出手段からの信号に基づいて発光
する閃光照明手段を備えるとともに、撮像手段に間隙検
出手段からの48号に基づいて動作するシャッターを備
えることが望ましい。
Furthermore, in order to reduce the amount of image distortion and obtain a clearer image, a flash illumination means that emits light based on the signal from the gap detection means is provided, and the imaging means is equipped with a flash illumination means that emits light based on the signal from the gap detection means. It is desirable to have a shutter that operates based on the

[作 用] この発明にかかる間隙測定装置は、被験物体に対して相
対的に移動する物体に搭載され、間隙検出手段によって
被験物体の間隙を検出しながら、その検出信号に基づい
て撮像手段が動作して間隙の画像を撮像する。このため
、被験物体の間隙がランダムに多数あり、かつ相対移動
速度が高速であるような場合でも、確実に全ての間隙を
撮像し、得られた画像から演算手段によって間(凍の幅
を算出することができる。
[Function] The gap measuring device according to the present invention is mounted on an object that moves relative to the test object, and while the gap detection means detects the gap of the test object, the imaging means detects the gap based on the detection signal. It operates to capture an image of the gap. For this reason, even if there are many gaps in the test object at random and the relative movement speed is high, it is possible to reliably image all the gaps and calculate the width of the gap (width of the gap) using arithmetic means from the obtained images. can do.

間隙の検出は、例えば、被験物体の表面と間隙とで光の
反射率が異ることを利用し、被験物体に光を照射してそ
の反射光を受光することによって行なうことができる。
Gap detection can be performed, for example, by irradiating light onto the test object and receiving the reflected light, taking advantage of the fact that the reflectance of light differs between the surface of the test object and the gap.

この際、照射光学系と受光光学系の両光学系の光軸を含
む入射面を、相対移動の方向と垂直に配置すれば、測定
装置の高さが変化しても照射光束の位置は間隙の幅方向
に変化しないので、正確に間隙を検出することができ、
より適正なタイミングで撮像手段を動作させることがで
きる。
At this time, if the entrance plane including the optical axes of both the irradiation optical system and the reception optical system are arranged perpendicular to the direction of relative movement, the position of the irradiation light beam will remain in the gap even if the height of the measuring device changes. Since the gap does not change in the width direction, the gap can be detected accurately.
The imaging means can be operated at more appropriate timing.

なお、被験物体の間隙は必ずしも空間である必要はなく
、被験物体の素材や色が所定の幅の領域だけ変化してで
きるような間隙であ)ても、上述したような間隙検出手
段によって同様に検出できることは言うまでもない。
Note that the gap between the test object does not necessarily have to be a space, and even if it is a gap created by changing the material or color of the test object by a predetermined width area, it can be similarly detected by the above-mentioned gap detection means. Needless to say, it can be detected.

また、撮像手段としては、例えばCCDカメラのように
、検出手段からの信号を受けて任意の時間に動作開始可
能なものを用いることができるが、通常のシャッターの
動作時間よりさらに短い時間に瞬間的に強い光を照射で
きるストロボ等の閃光照明手段を用いることにより、こ
の閃光照明手段の発光時間に対応したプレ量の少ない静
止画像を得ることができ、より正確に間隙の幅を測定す
ることが可能となる。
In addition, as the imaging means, for example, a CCD camera, which can start operating at any time upon receiving a signal from the detection means, can be used, but it is possible to use an imaging means that can start operating at any time upon receiving a signal from the detection means. By using a flash illumination means such as a strobe that can emit strong light, it is possible to obtain a still image with a small amount of flash corresponding to the light emission time of the flash illumination means, and it is possible to measure the width of the gap more accurately. becomes possible.

上記の閃光照明手段と撮像手段のシャッターを併用すれ
ば、閃光照明手段の発光時間以外に撮像手段に入射する
光量を低減することができ、測定を屋外で行なうような
場合にも正確な測定がで参る。
By using the above-mentioned flash illumination means and the shutter of the imaging means together, it is possible to reduce the amount of light that enters the imaging means other than the flash illumination means' light emission time, and accurate measurements can be made even when measurements are taken outdoors. I'll come.

[実施例] 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の実施例の構成を示すブロック図であり
、間隙測定装置全体は、車輪8aの回転を妨げないよう
に車両8の下部に搭載されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and the entire gap measuring device is mounted on the lower part of the vehicle 8 so as not to interfere with the rotation of the wheels 8a.

間隙検出手段1は、被験物体であるレール7のほぼ真上
に配置されており、レールの間隙を検出すると検出信号
を発生する。ストロボコントローラ4はこの検出信号を
受けて、レール7の上面を照明てきるように配置された
ストロボ光源2(閃光照明手段)を発光させる。
The gap detection means 1 is arranged almost directly above the rail 7, which is a test object, and generates a detection signal when detecting a gap between the rails. In response to this detection signal, the strobe controller 4 causes a strobe light source 2 (flash illumination means) arranged to illuminate the upper surface of the rail 7 to emit light.

ストロボコントローラ4に送られたと同じ検出信号は撮
像手段コントローラ5にも送られ、レール7上面に対し
て合焦するように配置された撮像手段3は、撮像手段コ
ントローラ5に制御されて間隙の画像を撮像する。
The same detection signal sent to the strobe controller 4 is also sent to the imaging means controller 5, and the imaging means 3 arranged so as to be focused on the upper surface of the rail 7 is controlled by the imaging means controller 5 to capture an image of the gap. Take an image.

撮像された画像の情報は、撮像手段コントローラ5を介
して演算手段6に送られ、演算手段6は画像情報に演算
を施すことにより、間隙の幅を算出する。
Information on the captured image is sent to the calculation means 6 via the imaging means controller 5, and the calculation means 6 calculates the width of the gap by performing calculations on the image information.

ここで、この実施例においては、間隙測定装置を搭載し
た車両8が高速走行する場合でもプレ量の少ない静止画
像が得られることについて説明する。
Here, it will be explained that in this embodiment, a still image with a small amount of deflection can be obtained even when the vehicle 8 equipped with the gap measuring device travels at high speed.

走行車両8の速度を100 Km/hと仮定し、この車
両から直下を撮影した時に、プレ量り月ml11以下の
画像を得ようとすると、撮像手段3の撮像時面は36μ
5ec(1/28,0005ec)以下である必要があ
る。
Assuming that the speed of the traveling vehicle 8 is 100 Km/h, when trying to obtain an image with a pre-measurement weight of less than 11 ml when photographing directly below from this vehicle, the imaging surface of the imaging means 3 is 36 μm.
It needs to be 5ec (1/28,0005ec) or less.

現在、一般的に市販されている撮像装置(例えばCCD
カメラ)のシャッター速度は1/10,000Sec程
度であり、車両8が高速走行する場合は、シャッターを
動作させるだけでは十分な静止画像を得ることができな
い。一方、ストロボ光源の発光時間は10μ5ec(1
/100,0005ec)程度で、シャッターの動作時
間よりずっと短い。
Currently, commonly available imaging devices (such as CCD
The shutter speed of the camera is approximately 1/10,000 Sec, and when the vehicle 8 is traveling at high speed, it is not possible to obtain a sufficient still image just by operating the shutter. On the other hand, the emission time of the strobe light source is 10 μ5 ec (1
/100,0005 ec), which is much shorter than the shutter operating time.

そこで、本実施例では、撮像手段3の動作中(通常は1
フイールドl/605ec)に、ストロボ光源2を発光
させ、瞬時に強い光をレール間隙に照射する構成として
おり、これにより、ストロボ光源2の発光時間に対応し
たプレ量の少ない静止画像を得ている。本実施例によれ
ば、車両が1008m/hで高速走行する場合でもプレ
量は0.2〜0.3mm程度と非常に少なく、高い精度
でレールの間隙を測定することかできる。
Therefore, in this embodiment, during the operation of the imaging means 3 (usually 1
The strobe light source 2 is emitted in the field l/605ec) to instantaneously irradiate the rail gap with strong light, thereby obtaining a still image with a small amount of flash corresponding to the flashing time of the strobe light source 2. . According to this embodiment, even when the vehicle travels at a high speed of 1008 m/h, the amount of deflection is very small, about 0.2 to 0.3 mm, and the rail gap can be measured with high accuracy.

なお、本実施例のように間隙測定が屋外で行なわれる場
合には、ストロボ光源2の発光時間外の撮像手段3の動
作中に、外界から撮像手段3に入る光量も無視できない
。このため、撮像手段3を配置した付近を遮光して太陽
光の影響を出来るだけ少なくすると共に、ti像手段3
に備えられているシャッターも併用することか望ましい
Note that when the gap measurement is performed outdoors as in this embodiment, the amount of light entering the imaging means 3 from the outside while the imaging means 3 is operating outside of the flash light emission time of the strobe light source 2 cannot be ignored. For this reason, the vicinity where the imaging means 3 is arranged is shielded from light to reduce the influence of sunlight as much as possible, and the ti imaging means 3
It is also desirable to use the shutter provided in the

例えは、走査時間1/60Secの撮像手段3を用い、
1/600Secのシャッターを併用してシャッターが
開である間にストロボ光源2を発光させれば、シャッタ
ーを使用しない場合に比べて、外界からの光量の影響は
1/10に押えることができる。
For example, using the imaging means 3 with a scanning time of 1/60 Sec,
If a 1/600 Sec shutter is also used and the strobe light source 2 emits light while the shutter is open, the influence of the amount of light from the outside can be suppressed to 1/10 compared to the case where no shutter is used.

また、上述したストロボ光源2の発光タイミングについ
ては、レール7の間隙がランダムにあるため、予め発光
時刻を設定しておくことは困難であるが、本実施例では
間隙検出手段1からの信号に基づいてストロボ光源2を
発光させ、同時に撮像手段3によって間隙の画像を撮像
しているので、車両が高速走行する場合でも全ての間隙
を漏れなく撮像することができる。このため、撮像手段
としては、間隙の検出信号に基づいて任意時間に動作可
能なもの(例えばフレームトランスファ一方式のCCD
カメラ)を用いる必要がある。
Regarding the light emission timing of the above-mentioned strobe light source 2, since the gaps between the rails 7 are random, it is difficult to set the light emission time in advance. Since the strobe light source 2 is caused to emit light based on the above-mentioned information, and at the same time images of the gaps are captured by the imaging means 3, images of all gaps can be captured without exception even when the vehicle is traveling at high speed. Therefore, the imaging means must be one that can operate at any time based on the gap detection signal (for example, a frame transfer type CCD).
camera).

もし、ストロボ光源2の発光タイミングの調整を検出信
号に基づいて行なわないとすると、速度100に+a/
hで高速走行する車両8は撮像手段3の1走査時間(1
/605ec)に480111111移動するので、例
えば画像の十分な空間分解能を得るために撮像手段3の
視野を200mm程度に制限駿た場合には、撮像手段3
を連続的に動作させ走査開始毎にストロボ光源2を発光
させたとしても、撮像されない間隙がでてしまう。
If the light emission timing of the strobe light source 2 is not adjusted based on the detection signal, the speed 100 +a/
A vehicle 8 traveling at high speed at a speed of 1 scanning time (1
/605ec), so for example, if the field of view of the imaging means 3 is limited to about 200 mm in order to obtain sufficient spatial resolution of the image, the imaging means 3
Even if the strobe light source 2 is operated continuously and the strobe light source 2 is made to emit light every time a scan is started, there will be gaps where no images are taken.

撮像手段3における画像の取り込み方法を第3図、第4
図、第5図で説明する。上述したように走行車両8の速
度と撮像手段3の走査時間について考慮する必要がある
。レール7の画像7゛を取り込むには、例えば第3図に
示されるように2次元センサ9を用いることかできるが
、2次元センサ9の代りに第4図のように1次元センサ
10を用いれば、撮像手段3の走査時間は数百分の1に
なる。
The method of capturing images in the imaging means 3 is shown in FIGS. 3 and 4.
This will be explained with reference to FIG. As mentioned above, it is necessary to consider the speed of the traveling vehicle 8 and the scanning time of the imaging means 3. To capture the image 7'' of the rail 7, a two-dimensional sensor 9 as shown in FIG. 3 can be used, for example, but a one-dimensional sensor 10 as shown in FIG. 4 can be used instead of the two-dimensional sensor 9. For example, the scanning time of the imaging means 3 is reduced to several hundredths.

従って、1次元センサを用いて画像を取り込む場合には
、第2図に示される実施例のようにストロボ光源を用い
ないで間隙測定装置を構成することが可能になる。第2
図において、レール7、車両8と間隙測定装置の位置関
係は第1図の実施例と同様であるが、間隙検出手段1か
らの検出信号は、撮像手段]ントローラ5にだけ送られ
る。撮像手段3は撮像手段]ントローラ5からの信号に
よって間隙の撮像動作を開始し、撮像された画像からの
情報は撮像コントローラ5を介して演算手段6に送られ
、ここで間隙の幅が算出される。
Therefore, when capturing an image using a one-dimensional sensor, it is possible to construct a gap measuring device without using a strobe light source as in the embodiment shown in FIG. Second
In the figure, the positional relationship between the rail 7, the vehicle 8, and the gap measuring device is the same as that in the embodiment shown in FIG. The image capturing means 3 starts an image capturing operation of the gap in response to a signal from the image capturing controller 5, and information from the captured image is sent to the calculation means 6 via the image capturing controller 5, where the width of the gap is calculated. Ru.

1次元センサを用いる場合に問題となるのは、1つの間
隙で測定位置によって幅が異るような場合であるが、こ
のような場合には第5図に示されるように、1次元セン
サ10を複数個差べて用いることにより対応することが
できる。しかし、第3図のように2次元センサ9を用い
て画像を取り込んだ方が得られる情報量は多いので、間
隙の形状が複雑であるような場合には、二次元センサを
用いた方が好ましい。なお、二次元センサを用いる場合
でも、車両が低速走行する場合にはストロボ光源を用い
ない第2図のような構成とすることができることは言う
までもない。
When using a one-dimensional sensor, a problem arises when the width of one gap varies depending on the measurement position, but in such a case, as shown in FIG. This can be handled by using multiple . However, as shown in Figure 3, the amount of information that can be obtained is larger when the image is captured using the two-dimensional sensor 9, so in cases where the shape of the gap is complex, it is better to use the two-dimensional sensor. preferable. It goes without saying that even when a two-dimensional sensor is used, a configuration as shown in FIG. 2 without using a strobe light source can be used when the vehicle travels at low speed.

次に、間隙検出手段について第6図、第7図。Next, FIGS. 6 and 7 regarding the gap detection means.

第8図を参照して説明する。This will be explained with reference to FIG.

第6図において、間隙検出手段1はレール7に光を照射
する照射光学系1aとレール7からの反射光を受光する
受光光学系1bとからなっており、照射光学系1aの光
源11の発光部とレール表面、レール表面と受光光学系
1bの検出器14の受光部は、両光学系の光軸を含む平
面(入射面)に直交する面内、即ち、第6図の紙面に垂
直な面内でそれぞれ共役な関係となっている。このよう
な・構成の間隙検出手段lでは照射光がレールの間隙を
横切る際、反射光の強度が一時的に低下することにより
間隙を検出できる。
In FIG. 6, the gap detection means 1 consists of an irradiation optical system 1a that irradiates light onto the rail 7 and a light receiving optical system 1b that receives reflected light from the rail 7. The light-receiving part of the detector 14 of the rail surface and the rail surface and the light-receiving optical system 1b are located in a plane perpendicular to the plane (incidence plane) containing the optical axes of both optical systems, that is, perpendicular to the paper plane of FIG. They have a conjugate relationship within the plane. In the gap detection means 1 having such a configuration, when the irradiated light crosses the gap between the rails, the intensity of the reflected light temporarily decreases, thereby detecting the gap.

照射光学系1aで、半導体レーザ等の光源11から出射
された光は、レンズ12aで平行光束となり、次いでシ
リンドリカルレンズ13aを通過することにより矩形断
面形状となって、第8図に示されるようにレール7上を
レールの伸長方向と直角に細長く伸びた光によってスリ
ット状に照射する。このように、照射光束をスリット状
にすれば、レール7の一部に傷があってもレール面と間
隙とを区別することが容易になる。
In the irradiation optical system 1a, the light emitted from the light source 11, such as a semiconductor laser, becomes a parallel beam of light at the lens 12a, and then passes through the cylindrical lens 13a to have a rectangular cross-sectional shape, as shown in FIG. The top of the rail 7 is irradiated in a slit shape with light extending long and thin at right angles to the direction in which the rail extends. In this way, by making the irradiation light beam into a slit shape, even if there is a scratch on a part of the rail 7, it becomes easy to distinguish between the rail surface and the gap.

レール7からの反射光および散乱光は、受光光学系1b
のシリンドリカルレンズ13bを通過し、次いで光源1
1の波長に対応した光のみが波長フィルタ15を透過す
る。波長フィルタ15を透過した光はレンズ12bによ
って集光されて例えばフォトダイオード等の検出器14
に入射する。このように、受光光学系1bに波長フィル
タ15を配設(位置は限定されない)すれば、外界から
の光の彩管を除去することができる。
The reflected light and scattered light from the rail 7 are transmitted to the light receiving optical system 1b.
The light source 1 passes through the cylindrical lens 13b, and then the light source 1
Only light corresponding to one wavelength passes through the wavelength filter 15. The light transmitted through the wavelength filter 15 is focused by a lens 12b and sent to a detector 14 such as a photodiode.
incident on . In this way, by disposing the wavelength filter 15 in the light receiving optical system 1b (the position is not limited), it is possible to remove the chromatic tube of light from the outside world.

ここで、上記の照射光学系1aおよび受光光学系1bは
、両光学系の光軸を含む入射面が相対移動の方向(間隙
の幅方向)と垂直となるように配置されている。このよ
うに光学系を配置すれば、測定中に車両が振動して、光
源の高さが変化したとしても、スリット状の照射光束1
6は第8図の紙面上下方向にズレるだけで間隙の幅方向
にはズレないので、振動によって間隙の検出タイミング
が早まったり、遅くなったりすることがない。即ち、こ
れにより全ての間隙が適正な位置で撮像されることにな
る。
Here, the above-mentioned irradiation optical system 1a and light receiving optical system 1b are arranged such that the entrance planes including the optical axes of both optical systems are perpendicular to the direction of relative movement (width direction of the gap). By arranging the optical system in this way, even if the vehicle vibrates during measurement and the height of the light source changes, the slit-shaped irradiation light beam 1
6 only deviates in the vertical direction on the paper of FIG. 8 and does not deviate in the width direction of the gap, so the gap detection timing will not be accelerated or delayed due to vibration. In other words, all gaps will be imaged at appropriate positions.

振動が少ない場合や撮像手段の視野が広い場合等は、第
7図に示されるように照射光学系および受光光学系を入
射面が相対移動の方向(レールに沿った方向)と平行に
なるように配置すること−もてきる。第7図の間隙検出
手段によフても、第6図の間隙検出手段の場合と同様に
、第8図に示すようにレールの伸長方向と直角方向に細
長く伸びた光によりスリット状に照射することが好まし
い。
If there is little vibration or the field of view of the imaging means is wide, set the irradiation optical system and the light receiving optical system so that the entrance plane is parallel to the direction of relative movement (direction along the rail) as shown in Figure 7. To be placed in - also come. Even when the gap detection means shown in FIG. 7 is used, the slit-shaped light is irradiated with light elongated in the direction perpendicular to the rail extension direction, as shown in FIG. 8, as in the case of the gap detection means shown in FIG. It is preferable to do so.

上記の説明では間隙検出手段として光学式のものを示し
たが、これに限定されるわけではなく、超音波、磁場、
静電容量等、他の方法を利用した間隙検出手段も用いる
ことができる。
In the above explanation, an optical type was shown as the gap detection means, but the method is not limited to this, and includes ultrasonic waves, magnetic fields,
Gap detection means using other methods such as capacitance can also be used.

また、間隙測定の際にレール温度も同時に測定できれば
より好ましいが、第6図に示されるように放射温度計2
0を走行車両に搭載することにょリ、間隙測定と並行し
てレールの温度測定を非接触で行なうことができる。こ
の際、レール7の上面はほぼ鏡面に近いため、放射率が
ほとんど男となって計測できないので、第6図に示され
る如くレール7の側面からの放射を計測するように斜め
方向から計測を行なうことが必要である。
It would be more preferable if the rail temperature could also be measured at the same time as the gap measurement, but as shown in Figure 6, the radiation thermometer 2
By mounting the 0 on a running vehicle, it is possible to measure the temperature of the rail in a non-contact manner in parallel with the gap measurement. At this time, since the upper surface of the rail 7 is almost a mirror surface, the emissivity is almost too large to measure, so measurements should be taken from an oblique direction to measure the radiation from the side of the rail 7, as shown in Figure 6. It is necessary to do so.

なお、以上はレールの間隙測定について述べてきたが、
本発明にかかる間隙測定装置は、このような用途にのみ
用いられるものではなく、互いに相対運動している2つ
の物体の一方から、他方の物体にある間隙の幅を測定す
る場合に幅広く利用できるものである。上記の実施例の
ように、静止している被験物体(レール)にある間隙を
相対運動している物体(車両)から測定する場合たりて
なく、例えば、製造ラインにおいてコンベアベルトに載
って次々に流れてくる部品の特定の間隙の幅を自動的に
測定する場合等にも適応できる。
The above has been about rail gap measurement, but
The gap measuring device according to the present invention is not only used for such applications, but can also be widely used to measure the width of a gap between two objects that are moving relative to each other from one of the objects to the other. It is something. As in the above example, when measuring the gap in a stationary test object (rail) from an object (vehicle) in relative motion, for example, one after another on a conveyor belt in a production line, It can also be applied to cases such as automatically measuring the width of a specific gap in flowing parts.

[発明の効果] 本発明においては、間隙を検出しながら、その検出信号
に基づいて間隙の画像を撮像し、得られた画像から間隙
の幅を算出するようにしているので、被験物体に間隙が
ランダムにあるような場合でも、相対移動する物体から
被験物体の間隙を確実にかつ正確に測定することができ
る。
[Effects of the Invention] In the present invention, while detecting the gap, an image of the gap is captured based on the detection signal, and the width of the gap is calculated from the obtained image. Even if the distance between the object and the test object is random, the gap between the relatively moving object and the test object can be reliably and accurately measured.

また、間隙の検出信号に基づいて閃光照明手段と撮像手
段のシャッターを動作させることにより、相対移動速度
が高速である場合でも、プレ量の少ない鮮明な静止画像
を得て、より正確に間隙の幅を測定することができる。
In addition, by operating the flash illumination means and the shutter of the imaging means based on the gap detection signal, even when the relative movement speed is high, a clear still image with a small amount of deflection can be obtained, and the gap can be detected more accurately. Width can be measured.

さらに、照射光学系と受光光学系からなる間隙検出手段
を相対移動の方向に対して入射面が垂直となるように配
置することにより、間隙測定装置を搭載した物体が上下
に撮動するような場合でも、常に適正なタイミングで間
隙の検出ができる。即ち、振動によって撮像されない(
即ち測定されない)間隙がでてしまうのを防ぐことがで
きる。
Furthermore, by arranging the gap detection means consisting of the irradiation optical system and the light receiving optical system so that the plane of incidence is perpendicular to the direction of relative movement, the object equipped with the gap measurement device can be photographed vertically. Even when the gap is detected, the gap can always be detected at the appropriate timing. That is, it is not imaged due to vibration (
In other words, it is possible to prevent gaps (that are not measured) from appearing.

かかる間隙測定装置を走行車両に搭載して、レールの継
目間隙の測定に用いれば、短時間に多数の間隙を精度良
く測定することができ、レールの管理を従来に比へて大
幅に効率化することができる。
If such a gap measuring device is installed on a running vehicle and used to measure rail joint gaps, it is possible to measure many gaps with high precision in a short time, making rail management much more efficient than before. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は別
の実施例を示すブロック図、第3図、第4図、第5図は
撮像手段の画像の取り込み方法を説明する説明図、第6
図は間隙検出手段の一例を示す構成図、第7図は第6図
に示された間隙検出手段の別の構成を示す構成図、第8
図は間隙検出手段からの照射光を示す説明図である。 [主要部分の符号の説明] l・・・間隙検出手段 2・・・ストロボ光源 3・・・撮像手段 4・・・ストロボコントローラ 5・・・撮像手段コントローラ 6・・・演算手段 7・・・レール 8・・・車両 9・・・2次元センチ 10・・・1次元センサ 11・・・光瀞 14・・・検出器 15・・・波長フィルタ 20・・・放射温度計
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment, and FIGS. 3, 4, and 5 are explanations explaining a method of capturing images by the imaging means. Figure, 6th
7 is a configuration diagram showing an example of the gap detection means, FIG. 7 is a configuration diagram showing another configuration of the gap detection means shown in FIG. 6, and FIG.
The figure is an explanatory diagram showing the irradiation light from the gap detection means. [Description of symbols of main parts] l... Gap detection means 2... Strobe light source 3... Imaging means 4... Strobe controller 5... Imaging means controller 6... Calculating means 7... Rail 8... Vehicle 9... Two-dimensional centimeter 10... One-dimensional sensor 11... Light 14... Detector 15... Wavelength filter 20... Radiation thermometer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被験物体にある間隙の幅を相対的に移動する物体
から測定する間隙測定装置において、前記間隙を検出す
る間隙検出手段と、該間隙検出手段からの信号に基づい
て、前記間隙の画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段
によって得られた画像から前記間隙の幅を算出する演算
手段とを備えたことを特徴とする間隙測定装置。
(1) A gap measuring device that measures the width of a gap in a test object from a relatively moving object, including a gap detection means for detecting the gap, and an image of the gap based on a signal from the gap detection means. 1. A gap measuring device comprising: an imaging means for taking an image of the gap; and an arithmetic means for calculating the width of the gap from the image obtained by the imaging means.
(2)前記間隙検出手段からの信号に基づいて発光し、
前記被験物体を照明する閃光照明手段を備えたことを特
徴とする請求項1記載の間隙測定装置。
(2) emits light based on a signal from the gap detection means;
The gap measuring device according to claim 1, further comprising flash illumination means for illuminating the test object.
(3)前記間隙検出手段として、前記被験物体に光を照
射する照射光学系と該照射光の前記被験物体からの反射
光を受光する受光光学系を備え、両光学系の光軸を含む
入射面を前記相対移動の方向に対して垂直に配置したこ
とを特徴とする請求項1記載の間隙測定装置。
(3) The gap detection means includes an irradiation optical system that irradiates light onto the test object and a light reception optical system that receives reflected light from the test object of the irradiation light, and the incidence includes the optical axis of both optical systems. 2. The gap measuring device according to claim 1, wherein the surface is arranged perpendicular to the direction of the relative movement.
(4)前記撮像手段に、前記間隙検出手段からの信号に
基づいて動作するシャッターを備えたことを特徴とする
請求項1記載の間隙測定装置。
(4) The gap measuring device according to claim 1, wherein the imaging means includes a shutter that operates based on a signal from the gap detection means.
JP63236486A 1988-09-22 1988-09-22 Gap measuring instrument Pending JPH0285704A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH044902U (en) * 1990-04-26 1992-01-17
JP2017015423A (en) * 2015-06-29 2017-01-19 東日本旅客鉄道株式会社 Roadbed shape measurement device
JP2021032618A (en) * 2019-08-20 2021-03-01 公益財団法人鉄道総合技術研究所 Rail joint gap measurement method

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