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公開番号2021166437
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211014
出願番号2020068961
出願日20200407
発明の名称架線とパンタグラフの相対位置監視装置
出願人日鉄テックスエンジ株式会社
代理人特許業務法人ブライタス
主分類B60L 5/26 20060101AFI20210917BHJP(車両一般)
要約【課題】複数のパンタグラフがそれぞれ異なる架線と接触する車両においてパンタグラフと架線との相対位置を検出できる、架線とパンタグラフの相対位置監視装置を提供する。
【解決手段】相対位置監視装置1は、複数の架線L1,L2,L3と接触している複数のパンタグラフ101,102,103を撮影するカメラ2と、カメラ2で得られた画像を基に各パンタグラフ101,102,103と対応する架線L1,L2,L3との相対位置を検出する相対位置検出部12と、を有している。
【選択図】 図1

特許請求の範囲【請求項1】
並行して配列された複数の架線に個別に接触する複数のパンタグラフを有する車両に設置され、複数の前記架線と接触している複数の前記パンタグラフを撮影する撮像部と、
前記撮像部で得られた画像を基に各前記パンタグラフと対応する前記架線との相対位置を検出する相対位置検出部と、
を備えている、架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
続きを表示(約 1,200 文字)【請求項2】
前記撮像部は、1つのカメラを用いて形成されている、請求項1に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【請求項3】
前記撮像部は、複数の前記パンタグラフのうち前記車両の車幅方向における中央寄りの前記パンタグラフと前記車両の車長方向に並んで配置されている、請求項1または請求項2に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【請求項4】
前記相対位置検出部は、前記画像から架線像およびパンタグラフ像を検出し、検出した前記架線像および前記パンタグラフ像を用いて前記相対位置を検出する、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【請求項5】
前記相対位置検出部は、前記パンタグラフ像と前記架線像について、前記車両の車幅方向における相対位置ずれ量を検出する、請求項4に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【請求項6】
前記相対位置検出部は、前記相対位置ずれ量が所定角以上である場合に、異常を示すエラー信号を生成する、請求項5に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【請求項7】
前記相対位置検出部は、前記架線像を用いて、前記車両の車長方向に対する前記架線像の傾き角を検出する、請求項4〜請求項6の何れか1項に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【請求項8】
前記相対位置検出部は、前記傾き角が所定角以上である場合に、異常を示すエラー信号を生成する、請求項7に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【請求項9】
表示部をさらに備え、
前記表示部は、前記相対位置検出部から前記架線と前記パンタグラフの相対位置に関する異常を示すエラー信号を受信したときにエラー表示を行う、請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【請求項10】
前記画像を動画として記憶する記憶部と、
前記記憶部を制御する制御部と、
操作部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記操作部からの指令に基づいて前記記憶部に前記動画を記憶させる動作と、前記相対位置検出部から前記架線と前記パンタグラフの相対位置に関する異常を示すエラー信号を受信したときに前記記憶部に前記動画を記憶させる動作と、の少なくとも一方を行わせる、請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【請求項11】
表示部をさらに備え、
前記制御部は、前記操作部からの指令に基づいて記憶された前記動画を前記表示部で再生する指令と、前記エラー信号が発せられたときに記憶された前記動画を前記表示部で再生する指令と、を生成する、請求項10に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、架線とパンタグラフの相対位置監視装置に関する。
続きを表示(約 5,100 文字)【背景技術】
【0002】
レール上を走行する車両に設置され架線を計測する装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2004−042837号公報
特開2003−341389号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、工場等で用いられる車両には、複数のパンタグラフを有し、これら複数のパンタグラフのそれぞれが複数の架線のうちの1つに接触することで、受電するものがある。このような車両では、一つ一つのパンタグラフは幅が狭い。このため、パンタグラフの位置と架線の位置とのずれ量が小さい場合でも、パンタグラフが架線から離れてしまい、車両への受電に支障が生じることがある。よって、複数のパンタグラフのそれぞれに対して対応する架線との接触状態をモニタリングし、何れのパンタグラフも架線から外れることを防止できるように監視することが重要である。しかしながら、特許文献1,2には、何れも、複数のパンタグラフがそれぞれ異なる架線と接触する車両についての言及は何らされていない。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みることにより、複数のパンタグラフがそれぞれ異なる架線と接触する車両においてパンタグラフと架線との相対位置を検出できる、架線とパンタグラフの相対位置監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、下記の架線とパンタグラフの相対位置監視装置を要旨とする。
【0007】
(1)並行して配列された複数の架線に個別に接触する複数のパンタグラフを有する車両に設置され、複数の前記架線と接触している複数の前記パンタグラフを撮影する撮像部と、
前記撮像部で得られた画像を基に各前記パンタグラフと対応する前記架線との相対位置を検出する相対位置検出部と、
を備えている、架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【0008】
(2)前記撮像部は、1つのカメラを用いて形成されている、前記1に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【0009】
(3)前記撮像部は、複数の前記パンタグラフのうち前記車両の車幅方向における中央寄りの前記パンタグラフと前記車両の車長方向に並んで配置されている、前記1または前記2に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【0010】
(4)前記相対位置検出部は、前記画像から架線像およびパンタグラフ像を検出し、検出した前記架線像および前記パンタグラフ像を用いて前記相対位置を検出する、前記1〜前記3の何れか1項に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【0011】
(5)前記相対位置検出部は、前記パンタグラフ像と前記架線像について、前記車両の車幅方向における相対位置ずれ量を検出する、前記4に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【0012】
(6)前記相対位置検出部は、前記相対位置ずれ量が所定値以上である場合に、異常を示すエラー信号を生成する、前記5に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【0013】
(7)前記相対位置検出部は、前記架線像を用いて、前記車両の車長方向に対する前記架線像の傾き角を検出する、前記4〜前記6の何れか1項に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【0014】
(8)前記相対位置検出部は、前記傾き角が所定角以上である場合に、異常を示すエラー信号を生成する、前記7に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【0015】
(9)前記監視装置は、表示部をさらに備え、
前記表示部は、前記相対位置検出部から前記架線と前記パンタグラフの相対位置に関する異常を示すエラー信号を受信したときにエラー表示を行う、前記1〜前記8の何れか1項に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【0016】
(10)前記監視装置は、
前記画像を動画として記憶する記憶部と、
前記記憶部を制御する制御部と、
操作部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記操作部からの指令に基づいて前記記憶部に前記動画を記憶させる動作と、前記相対位置検出部から前記架線と前記パンタグラフの相対位置に関する異常を示すエラー信号を受信したときに前記記憶部に前記動画を記憶させる動作と、の少なくとも一方を行わせる、前記1〜前記9の何れか1項に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【0017】
(11)前記監視装置は、
表示部をさらに備え、
前記制御部は、前記操作部からの指令に基づいて記憶された前記動画を前記表示部で再生する指令と、前記エラー信号が発せられたときに記憶された前記動画を前記表示部で再生する指令と、を生成する、前記10に記載の架線とパンタグラフの相対位置監視装置。
【発明の効果】
【0018】
本発明によると、複数のパンタグラフがそれぞれ異なる架線と接触する車両においてパンタグラフと架線との相対位置を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1は、本発明の一実施形態に係る架線とパンタグラフの相対位置監視装置と、この監視装置による監視対象となる車両の主要部を示す模式的な側面図である。
図2は、車両と架線との接触状態を説明するための斜視図である。
図3は、車両のパンタグラフと架線との接触状態の一例を示す主要部の模式的な斜視図であり、架線の下側から見た状態を示している。
図4は、監視装置1の電気的な構成を示すブロック図である。
図5は、カメラで取得された画像データを処理装置で画像処理した後の判定用画像の一例を示す図である。
図6は、カメラで取得された画像データを処理装置で画像処理した後の判定用画像の一例を示す図である。
図7は、表示装置の表示画面の一例を示す図であり、エラー表示されていない状態を示している。
図8は、表示装置の表示画面の一例を示す図であり、エラー表示されている状態を示している。
図9は、監視装置における処理動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。
【0021】
図1は、本発明の一実施形態に係る架線とパンタグラフの相対位置監視装置1と、この監視装置1による監視対象となる車両100の主要部を示す模式的な側面図である。図2は、車両100と架線L1,L2,L3との接触状態を説明するための斜視図である。図3は、車両100のパンタグラフ101,102,103と架線L1,L2,L3との接触状態の一例を示す主要部の模式的な斜視図であり、架線L1,L2,L3の下側から見た状態を示している。
【0022】
図1〜図3を参照して、架線とパンタグラフの相対位置監視装置1(以下、単に監視装置1ともいう。)は、架線L1,L2,L3とパンタグラフ101,102,103との相対位置を監視するために用いられる。架線L1,L2,L3は、複数本(本実施形態では、3本)設けられており、図示しない支柱に支持されて略水平に配置されている。架線L1,L2,L3は、略同じ高さに配置されており、互いに略平行に延びている。架線L1,L2,L3は、細長い導線であり、撓み、水平方向の傾き、および、垂直方向の傾きが生じやすい傾向にある。架線L1,L2,L3は、例えば、車両100の原動機としてのモータ(図示せず)を駆動する電力を車両100に供給するために架けられている。架線L1,L2,L3の下方を車両100が走行する。
【0023】
車両100は、例えば鉄道車両であり、工場等に敷設された線路上を走行する。本実施形態では、車両100の屋根104に架台105が設置されている。架台105に、複数(本実施形態では、3つ)のパンタグラフ101,102,103が設置されている。パンタグラフ101,102,103は、本実施形態では、架線L1,L2,L3の延びる方向に対して傾斜するように配置されている。パンタグラフ102は、中央の架線L2の下方に配置されている。パンタグラフ101,103は、左右両側の架線L1,L3の下方に配置されている。
【0024】
パンタグラフ101には、ステー101aに支持されたローラ101bが設けられている。パンタグラフ101のうちローラ101bが架線L1に接触して架線L1から電力を受ける。同様に、パンタグラフ102,103には、それぞれ、対応するステー102a,103aに支持されたローラ102b,103bが設けられている。パンタグラフ102,103のうちローラ102b、103bが対応する架線L2,L3に接触して架線L2,L3から電力を受ける。
【0025】
監視装置1は、架線L1とパンタグラフ101のローラ101bとの相対位置、架線L2とパンタグラフ102のローラ102bとの相対位置、および、架線L3とパンタグラフ103のローラ103bとの相対位置を監視する。本実施形態では、監視装置1は、車両100に設置されている。
【0026】
監視装置1は、カメラ(撮像部)2と、カメラ2に接続された処理装置3と、処理装置3に接続された入力装置(操作部)4および表示装置(表示部)5と、を有している。
【0027】
なお、本実施形態では、処理装置3、入力装置4および表示装置5が車両100に設置される形態を例に説明するけれども、この通りでなくてもよい。例えば、処理装置3、入力装置4および表示装置5の少なくとも一つが車両100の外側に設けられた制御室(図示せず)等に設置され、カメラ2と有線通信または無線通信可能に構成されてもよい。
【0028】
カメラ2は、上述したように、並行して配列された複数の架線L1,L2,L3に個別に接触する複数のパンタグラフ101,102,103を有する車両100に設置されている。カメラ2は、複数の架線L1,L2,L3と接触している複数のパンタグラフ101,102,103を撮影する撮像部である。本実施形態では、カメラ4として、CCD(Charge Coupled Device)カメラ、CMOS(相補型)カメラ等を例示できる。このように、カメラ2は、カラー画像を撮影可能なカメラである。なお、カメラ2は、白黒画像を撮影可能なカメラであってもよい。
【0029】
本実施形態では、カメラ2は、1つ設けられており、1つのカメラ2(1つのレンズを有するカメラ)が複数の架線L1,L2,L3および対応する架線L1,L2,L3と接触しているパンタグラフ101,102,103を撮影する。本実施形態では、カメラ2は、複数のパンタグラフ101,102,103のうち車両100の車幅方向Xにおける中央寄りのパンタグラフ102と車両100の車長方向Zに並んで配置されている。カメラ2の画像データは、処理装置3へ出力される。
【0030】
処理装置3は、本実施形態では、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を含むコンピュータである。なお、処理装置3は、FPGA(Field Programmable Gate Array)を含む構成であってもよいし、PLC(Programmable Logic Controller)を用いて形成されていてもよいし、シーケンス回路等を用いて形成されていてもよい。処理装置3は、ROMまたはハードディスク(HDD)等の記憶装置に格納されたプログラムをCPUが実行することで、プログラム的に各種機能を発揮する。
(【0031】以降は省略されています)

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