专利名称：受电弓高度测量装置及其校准方法
技术领域：
本发明涉及一种通过使用图像处理来测量受电弓高度的受电弓高度测量装置及其校准方法。
背景技术：
在电气铁路设施中，需要将架空线的高度的波动限制在规定值范围内，并且架空线的高度的测量可列为检查项目之一。架空线的高度等于受电弓的高度，该受电弓是放置在车顶上的集电器。为此，目前公开有通过测量受电弓的高度而获得架空线的高度的方法。 例如，这样的受电弓高度测量方法有以下几种。(A)激光传感器方法这种方法是一种通过如下方式测量受电弓高度的方法使用反射镜等借助激光扫描受电弓；并且根据反射波之间的相位差、反射激光的形状的变形等测量受电弓高度。(B)光切传感器方法这种方法是一种通过如下方式测量受电弓高度的方法将条纹状光投射到受电弓上；并且接收具有与受电弓的形状相对应的之字形条纹的光。(C)图像处理方法这种方法是一种如图14所示通过如下测量受电弓IOa的高度的方法利用放置在车辆10的车顶上的线传感器摄像机(下文，线传感器)20捕获受电弓IOa的图像；然后利用处理计算机30对捕获的图像执行诸如模型匹配或图案匹配之类的处理(例如，见专利文献1和2)。在以上列出的方法中，图像处理方法是这样的从由线传感器20捕获的受电弓 IOa的图像中抽取图像上的像素位置，该像素位置与受电弓IOa的事先准备的模型相匹配； 然后，基于从线传感器20到受电弓IOa的距离、图像捕获单元的镜头的焦距等，从图像上的像素位置计算受电弓IOa的实际高度。在这种图像处理方法中，线传感器20被用作图像捕获单元，以提升空间分辨率并因而提高精度。这种方法允许装置比在激光传感器方法和光切传感器方法中的那些装置�。虼瞬缦掠诺阕爸貌唤隹杀话沧霸谖饬孔胖圃斓募觳槌盗旧希乙部砂沧霸谧ㄓ贸盗旧�。同时，在使用专利文献2中的方法的情况下，如图30所示，线传感器20以仰望斜上方的方式设置。在这种情况下，由于在受电弓IOa的位移方向与线传感器20的仰角之间的关系，在低位置处放置的受电弓IOa的分辨率与在高位置处放置的受电弓IOa的分辨率是不同的。明确地说，如图30所示，分辨率在低位置处较高，并且在高位置处较低。顺便说明，当受电弓IOa在低位置处时分辨率较高的原因是，受电弓IOa当在低位置处时离线传感器20的距离较近。现有技术文献专利文献
专利文献1 日本专利申请公报No. 2006-250774专利文献2 日本专利申请公报No. 2008-10431
发明内容
本发明要解决的问题在使用线传感器20的方法中，如果线传感器20如由图14中的虚线指示的那样被放置在受电弓IOa的前面，则在图像中在架空线的高度波动的范围内，分辨率几乎是恒定的。所以，可精确地测量受电弓IOa的高度。然而，如果线传感器20被放置在与受电弓IOa 相同的高度处，则可能引起在线传感器20与架空线5之间的接触，导致严重事故。为此，在实际情况下，如由图14中的实线指示的那样线传感器20设置在受电弓 IOa的斜下方。然而，当线传感器20如由图14中的实线指示的那样被放置时，线传感器20 的光轴对角地但不是垂直地穿过受电弓IOa的位移方向(竖直方向)。这导致如下状态 由线传感器20捕获的图像中的受电弓IOa的分辨率，在低位置处放置的受电弓IOa与在高位置处放置的受电弓IOa之间变得不同。明确地说，当受电弓IOa在低位置处时比当受电弓IOa在高位置处时的分辨率高，因为受电弓IOa当在低位置处时离线传感器20的距离较近。例如，在专利文献2中，通过使用指示在线传感器20的摄像机镜头的焦距、在由线传感器20捕获的图像中的受电弓IOa的位置(像素位置)与受电弓IOa的实际高度之间的关系的比值，计算受电弓IOa的高度。当H代表受电弓IOa的实际高度；P代表在由线传感器20捕获的图像中的受电弓 IOa的位置；η代表像素尺寸；1代表从线传感器20到受电弓IOa的距离；及f代表线传感器20的镜头的焦距时，在它们之间的关系可用如下公式(1)表达H PXn =1 f. · · (1)。通过扩展这个公式，得到如下公式O)H = (lXPXn)/f. · · (2)。通过使用这个公式(2)得到受电弓IOa的实际高度。然而，在进行该计算时，镜头的焦距f、从线传感器20到受电弓IOa的距离1等需要被事先测量，存在操作性较差的问题。此外，如果线传感器20被放置在由图14中的虚线指示的位置处，则从线传感器 20到受电弓IOa的距离1可保持恒定。然而，如果线传感器20被放置在由图14中的实线指示的位置处，则距离1的值将在图像上依据像素位置而不同。相应地，在距离1固定的情况下执行计算可能引起计算结果的误差。为此，当线传感器20设置在受电弓IOa的斜下方时，需要使用投影变换等执行高度校正计算。为了执行该计算，线传感器20的仰角是必要的，并且需要执行复杂的计算。鉴于以上，本发明的目的是提供一种能够实现受电弓高度的测量的容易校准的受电弓高度测量装置；和一种用于该装置的校准方法。解决问题的手段根据本发明的第一方面用于解决以上问题的受电弓高度测量装置包括线传感器和图像处理装置，并且测量正在行使的车辆上的受电弓的高度，线传感器被放置在车顶上，图像处理装置被配置成分析由线传感器捕获的图像，其中，校准部件可拆装地设置在包括受电弓的位移范围的范围内，在该校准部件上，在竖直方向上交替地排列深色区域和浅色区域；并且图像处理装置被配置成，得到图像中的深色区域和浅色区域的位置与深色区域和浅色区域的实际高度之间关系的关系表达式，并且通过使用关系表达式，从由线传感器捕获的图像中的受电弓的位置计算受电弓的实际高度，深色区域和浅色区域的位置是从由线传感器捕获的校准部件的图像得到的。根据本发明的第二方面用于解决以上问题的受电弓高度测量装置是根据本发明的第一方面的受电弓高度测量装置，其中，对于校准部件可拆装地设置图像捕获线校正部件，该图像捕获线校正部件具有在竖直方向上接合的多个第一颜色区域、和在第一颜色区域周围布置的第二颜色区域；受电弓高度测量装置包括显示装置，用于显示由线传感器捕获的图像；及图像捕获线校正部件以在显示装置上显示的第一颜色区域和第二颜色区域的宽度依据线传感器的图像捕获线的位置和斜度而变化的方式设定所述第一颜色区域的形状。根据本发明的第三方面用于解决以上问题的受电弓高度测量装置是根据本发明的第二方面的受电弓高度测量装置，其中，第一颜色区域形成为在其水平方向的中心处的上下宽度比在两侧的上下宽度宽，使得第一颜色区域在其水平方向的中心与相邻第一颜色区域相接触。根据本发明的第四方面用于解决以上问题的受电弓高度测量装置是根据本发明的第一至第三方面中的任一个的受电弓高度测量装置，其中，图像处理装置包括输入图像创建单元，用于创建通过按年月日顺序排列从线传感器输入的图像信号构成的输入图像； 二值化单元，用于创建通过对输入图像进行二值化处理来构成的二值化图像；颜色区域位置检测单元，用于检测二值化图像中的深色区域和浅色区域的位置；及关系表达式运算单元，用于基于二值化图像中的深色区域和浅色区域的位置和深色区域和浅色区域的实际位置求出关系表达式。根据本发明的第五方面用于解决以上问题的受电弓高度测量装置是根据本发明的第一方面的受电弓高度测量装置，其中，图像捕获线校正部件在图像捕获线校正部件的水平方向的中心包括中心线。根据本发明的第六方面用于解决以上问题的用于受电弓高度测量装置的校准方法是用于受电弓高度测量装置的校准方法，该受电弓高度测量装置被配置成，借助于放置在车顶上的线传感器，捕获正在行驶的车辆上的受电弓的图像；并且通过分析由线传感器捕获的图像来测量受电弓的高度。校准方法包括第一步骤，将校准部件放置在受电弓附近，校准部件在其表面上具有在竖直方向上交替地排列的深色区域和浅色区域；第二步骤， 由线传感器捕获校准部件的图像；及第三步骤，使图像处理装置检测由线传感器捕获的图像中的深色区域和浅色区域的位置，并且求出代表图像中的深色区域和浅色区域的检测到的位置与深色区域和浅色区域的实际位置之间关系的关系表达式。根据本发明的第七方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法是根据本发明的第六方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法，其中将图像捕获线校正部件放置在校准部件上，图像捕获线校正部件具有相同形状的多个第一颜色区域、和在第一颜色区域周围布置的第二颜色区域，这些第一颜色区域在竖直方向上接合在一起，第一颜色区域和第二颜色区域以使得在显示装置上显示的第一颜色区域和第二颜色区域的宽度依据线传感器的图像捕获线的位置和斜度而变化的方式布置；由线传感器捕获图像捕获线校正部件的图像；在确认在用于显示由线传感器捕获的图像的显示装置上显示的图像捕获线校正部件的图像的同时校正图像捕获线；拆除图像捕获线校正部件；及此后，执行第一、第二、及第
三步骤。根据本发明的第八方面的用于解决以上问题的用于受电弓高度测量装置的校准方法是根据本发明的第七方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法，其中，在图像捕获线校正部件中，第一颜色区域形成为在其水平方向的中心处的上下宽度比在两侧的上下宽度宽，使得第一颜色区域在水平方向的中心与相邻第一颜色区域相接触。根据本发明的第九方面的用于解决以上问题的用于受电弓高度测量装置的校准方法是根据本发明的第六至第八方面中的任一方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法，其中，图像处理装置创建通过按年月日顺序排列从线传感器输入的图像信号来构成的输入图像；创建通过对输入图像进行二值化处理来构成的二值化图像；检测二值化图像中的深色区域和浅色区域的位置；及基于二值化图像中的深色区域和浅色区域的位置以及深色区域和浅色区域的实际位置求出关系表达式。根据本发明的第十方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法是根据本发明的第六方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法，其中在图像捕获线校正部件的水平方向的中心处设置中心线；并且基于中心线校正图像捕获线。本发明的效果本发明的第一方面的受电弓高度测量装置包括放置在车顶上的线传感器；和用于分析由线传感器捕获的图像的图像处理装置，并且该受电弓高度测量装置用于测量正在行驶的车辆上的受电弓的高度，其中，校准部件可拆装地设置在包括受电弓的位移范围的范围内，在该校准部件上，在竖直方向上交替地排列深色区域和浅色区域；并且图像处理装置被配置成，得到代表图像中的深色区域和浅色区域的位置与深色区域和浅色区域的实际高度之间关系的关系表达式，并且通过使用该关系表达式，从由线传感器捕获的图像中的受电弓的位置计算受电弓的实际高度，深色区域和浅色区域的位置是从由线传感器捕获的校准部件的图像得到的，因而，通过分析捕获的校准部件的图像，可容易地得到代表图像中的深色区域和浅色区域的位置与深色区域和浅色区域的实际高度之间关系的关系表达式， 而操作人员不用考虑线传感器的摄像机镜头的焦距、从线传感器到受电弓的距离、图像分辨率、线传感器的仰角等，该位置是从捕获的校准部件的图像得到的。相应地，即使图像要由面向上倾斜的线传感器捕获，也可在不执行复杂计算的情况下增加受电弓高度的测量精度。根据本发明的第二方面的受电弓高度测量装置，对于校准部件可拆装地设置图像捕获线校正部件，该图像捕获线校正部件具有在竖直方向上接合的多个第一颜色区域、和在第一颜色区域周围布置的第二颜色区域；受电弓高度测量装置包括显示装置，用于显示由线传感器捕获的图像；及图像捕获线校正部件以在显示装置上显示的第一颜色区域和第二颜色区域的宽度依据线传感器的图像捕获线的位置和斜度而变化的方式设定第一颜色区域的形状。因而，除本发明的第一方面的有益效果之外，可容易和可靠地校正线传感器的图像捕获线的位置和朝向，使得图像捕获线可与受电弓相垂直。相应地，可高精度地测量受电弓的高度。根据本发明的第三方面的受电弓高度测量装置，在图像捕获线校正部件中，第一颜色区域形成为在其水平方向的中心处的上下宽度比在两侧的上下宽度宽，使得第一颜色区域在其水平方向的中心与相邻第一颜色区域相接触。因而，要使图像捕获线垂直于受电弓，则校正图像捕获线的位置和斜度，使得第一颜色区域在显示装置上显示为连续区域即可，从而可容易地校正图像捕获线的位置和斜度。根据本发明的第四方面的受电弓高度测量装置，图像处理装置包括输入图像创建单元，用于创建通过按年月日顺序排列从线传感器输入的图像信号构成的输入图像；二值化单元，用于创建通过对输入图像进行二值化处理来构成的二值化图像；颜色区域位置检测单元，用于检测二值化图像中的深色区域和浅色区域的位置；及关系表达式运算单元， 用于基于二值化图像中的深色区域和浅色区域的位置与深色区域和浅色区域的实际位置求出关系表达式。因而，有可能顺利地计算出代表图像中的从捕获校准部件的图像得到的深色区域和浅色区域的位置与深色区域和浅色区域的实际位置之间关系的关系表达式。根据本发明的第五方面的受电弓高度测量装置，图像捕获线校正部件在图像捕获线校正部件的水平方向的中心包括中心线。因而，有可能客观地确定，线传感器被旋转的方向对于图像捕获线的斜度的校正是否适当。此外，在观看捕获的图像的同时，可进行校正，而不用关心线传感器的实际旋转和水平移动。此外，可按简单和通用方式进行校正，而不要求操作人员的任何感觉和经验。另外，由于提高了校准精度，所以可精确地测量受电弓的高度。根据本发明的第六方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法，借助于放置在车顶上的线传感器，捕获正在行驶的车辆上的受电弓的图像；并且通过分析由线传感器捕获的图像，测量受电弓的高度，校准方法包括第一步骤，将校准部件放置在受电弓附近，校准部件在其表面上具有在竖直方向上交替地排列的深色区域和浅色区域；第二步骤，由线传感器捕获校准部件的图像；及第三步骤，使图像处理装置检测由线传感器捕获的图像中的深色区域和浅色区域的位置，并且求出代表图像中的深色区域和浅色区域的检测到的位置与深色区域和浅色区域的实际位置之间关系的关系表达式。因而，通过分析捕获的校准部件的图像，可容易地对代表图像中的深色区域和浅色区域的位置与深色区域和浅色区域的实际高度之间关系的关系表达式执行运算，而操作人员不用考虑线传感器的摄像机镜头的焦距、从线传感器到受电弓的距离、图像分辨率、线传感器的仰角等，该位置是从捕获的校准部件的图像得到的。相应地，即使图像要用面向上倾斜的线传感器捕获，也可在不执行复杂计算的情况下增加受电弓高度的测量精度。根据本发明的第七方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法，将图像捕获线校正部件放置在校准部件上，图像捕获线校正部件具有相同形状的多个第一颜色区域、和在第一颜色区域周围布置的第二颜色区域，这些第一颜色区域在竖直方向上接合在一起，第一颜色区域和第二颜色区域以使得在显示装置上显示的第一颜色区域和第二颜色区域的宽度依据线传感器的图像捕获线的位置和斜度而变化的方式布置；由线传感器捕获图像捕获线校正部件的图像；在确认在用于显示由线传感器捕获的图像的显示装置上显示的图像捕获线校正部件的图像的同时，校正图像捕获线；拆除图像捕获线校正部件；及此后，执行第一、第二、及第三步骤。因而，除本发明的第五方面的有益效果之外，可容易和可靠地校正线传感器的图像捕获线的位置和朝向，使得图像捕获线可与受电弓相垂直。相应地，可高精度地测量受电弓的高度。根据本发明的第八方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法，在图像捕获线校正部件中，第一颜色区域形成为在其水平方向的中心处的上下宽度比在两侧的上下宽度宽，使得第一颜色区域在其水平方向的中心处与相邻第一颜色区域相接触。因而，要使图像捕获线垂直于受电弓相，则校正图像捕获线的位置和斜度，使得第一颜色区域在显示装置上显示为连续区域即可，从而可容易地校正图像捕获线的位置和斜度。根据本发明的第九方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法，图像处理装置 创建通过按年月日顺序排列从线传感器输入的图像信号来构成的输入图像；创建通过对输入图像进行二值化处理来构成的二值化图像；检测二值化图像中的深色区域和浅色区域的位置；及基于二值化图像中的深色区域和浅色区域的位置以及深色区域和浅色区域的实际位置求出关系表达式。因而，有可能顺利地计算出代表图像中的从捕获校准部件的图像得到的深色区域和浅色区域的位置与深色区域和浅色区域的实际高度之间关系的关系表达式。根据本发明的第十方面的用于受电弓高度测量装置的校准方法，在图像捕获线校正部件的水平方向的中心处设置中心线，并且基于中心线校正图像捕获线。因而，有可能客观地确定线传感器被旋转的方向对于图像捕获线的斜度的校正是否适当。此外，在观看捕获的图像的同时，可进行校正，而不用关心线传感器的实际旋转和水平移动。此外，可按简单和通用方式进行校正，而不要求操作人员的任何感觉和经验。另外，由于增加了校准精度，所以可精确地测量受电弓的高度。
图1是表示根据本发明实施例1的受电弓高度测量装置的示范应用的示意性配置图。图2是表示根据本发明实施例1的校准部件的例子的解释图。图3是表示根据本发明实施例1的处理计算机的示意性结构的方块图。图4是表示要由本发明实施例1中的处理计算机执行的处理的流程图。图5是表示在本发明实施例1中得到的校准图像的例子的解释图。图6是表示在本发明实施例1中得到的二值化图像的例子的解释图。图7是表示在本发明实施例1中得到的架空线的像素位置与实际高度之间的关系的曲线图。图8的部分(a)是本发明实施例2的图像捕获线校正部件的前视图。图8的部分 (b)是在图8的部分(a)中表示的图像捕获线校正部件的侧视图。图9是表示在本发明实施例2中与图像捕获线的校正相关的处理的流程图。图10的部分(a)、(b)及(c)是表示在本发明实施例2中图像捕获线校正部件上的图像捕获线的示范位置的解释图。图11的部分(a)、(b)及(c)是表示从图10的部分(a)、(b)及(c)中表示的图像捕获线的位置得到的示范校准图像的解释图。图12的部分(a)、(b)及(c)是表示在本发明实施例1中的校准部件上的图像捕获线的示范位置的解释图。图13的部分(a)和(b)是表示图像捕获线校正部件的其它例子的解释图。图14是表示线传感器的放置的例子的解释图。图15是本发明实施例3的图像捕获线校正部件的前视图。图16是表示在使用本发明实施例3的图像捕获线校正部件的校正方法中采用的装置配置的示意图。图17是表示在使用本发明实施例3的图像捕获线校正部件的校正方法中采用的配置的例子的方块图。图18是表示使用本发明实施例3的图像捕获线校正部件的校正方法的流程图。图19是表示在执行本发明实施例3的水平校正之前看到的捕获的图像的例子的示图。图20是表示在执行本发明实施例3的水平校正之后看到的捕获的图像的例子的示图。图21是表示在执行本发明实施例3的旋转校正之后看到的捕获的图像的例子的示图。图22是表示在执行本发明实施例3的校正之后看到的捕获的图像的例子的示图。图23是表示对其还没有执行本发明实施例3的水平校正的图像捕获线的例子的示图。图M是表示对其已经执行本发明实施例3的水平校正的图像捕获线的例子的示图。图25是表示对其已经执行本发明实施例3的旋转校正的图像捕获线的例子的示图。图沈是表示对其已经执行本发明实施例3的校正的图像捕获线的例子的示图。图27是表示在用于本发明实施例1和2的线传感器的图像捕获线校正部件上的图案的例子的示图。图观是表示用于捕获本发明实施例1和2的图像捕获线校正部件的图像的状态的例子的示图。图四是表示捕获本发明实施例1和2的图像捕获线校正部件的图像的例子的示图。图30是表示专利文献2的线传感器的放置的例子的示意图。
具体实施例方式下面，将通过参照附图详细地描述本发明的受电弓高度测量装置的一些例子。实施例1将通过使用图1至7描述本发明的受电弓高度测量装置的第一实施例。图1是本实施例的受电弓高度测量装置的示意配置图。图2是本实施例的校准部件的前视图。图3 是表示本实施例的受电弓高度测量装置的结构的方块图。图4是表示由本实施例的受电弓高度测量装置执行的校准流程的流程图。图5是表示本实施例中的校准图像的例子的解释图。图6是表示二值化图像的例子的解释图。图7是表示图像中的像素位置与实际高度之间的关系的曲线图。如图1所示，本实施例的受电弓高度测量装置包括线传感器20、处理计算机30、及校准部件40。线传感器20被放置在车辆10的车顶上，以便捕获受电弓IOa的图像。明确地说， 线传感器20的朝向被设置成其光轴朝向斜上方，并且其扫描线方向与受电弓IOa正交。由这个线传感器20获取的图像信号被输入到处理计算机30中。处理计算机30具有求出用于计算架空线的高度的近似表达式的功能，近似表达式是代表由线传感器20捕获的图像中的校准部件40的位置与校准部件40的实际位置之间关系的表达式。如图3所示，处理计算机30包括输入图像创建单元31、二值化单元32、 作为颜色区域位置检测单元的像素宽度抽取单元33、作为相关表达式运算单元的近似表达式运算单元34、及存储器35A、35B。另外，监视器60被连接到处理计算机30上，该监视器 60被配置成能够显示下面描述的校准图像(线传感器图像)1和二值化图像2。在求出用于计算架空线的高度的近似表达式的配置中，输入图像创建单元31创建通过按年月日顺序排列通过捕获校准部件40的图像得到并且从线传感器20输入的图像信号来构成的校准图像1 (见图幻。这个校准图像1通过存储器35A、35B被发送到二值化单元32。二值化单元32通过对从输入图像创建单元31输入的校准图像1进行二值化来创建二值化图像2 (见图6)。由这个二值化单元32创建的二值化图像2通过存储器35B被发送到像素宽度抽取单元33。像素宽度抽取单元33从由二值化单元32输入的二值化图像2中，分别抽取校准部件40的白色区域40w的踪迹2w和黑色区域40b的踪迹2b-它们将在以后描述，并得到各区域2b、2w的宽度作为像素宽度。由像素宽度抽取单元33抽取的像素宽度的信息通过存储器35B被发送到近似表达式运算单元34。近似表达式运算单元34基于从像素宽度抽取单元33输入的像素宽度和预先测量的黑色区域40b和白色区域40w的实际宽度，通过最小平方法得到用于计算架空线的高度的近似表达式。用于计算架空线的高度的近似表达式被存储在存储器35B中，该近似表达式由近似表达式运算单元34求出。在这方面，最小平方法是这样一种方法，在该方法中，利用可从适当模型假定的特定函数，如线性函数或对数曲线来近似通过测量得到的一组数字值时，确定使残差平方和最小的系数，以便假定的函数可最好地近似测得值。借助于以上配置，处理计算机30能够分析从线传感器20输入的图像信号，求出用于计算架空线的高度的近似表达式。校准部件40例如由矩形形式的板形部件制成。这个校准部件40按这样一种方式形成，使得其纵向长度比受电弓的位移范围长，即比架空线的波动范围长。此外，这个校准部件40可拆装地附装在靠近受电弓IOa的线传感器20侧的端面。明确地说，校准部件40 可拆装地附装在使由处理计算机30得到的校准部件40和受电弓IOa的高度不会产生误差的位置上。而且，校准部件40被放置在包括架空线的波动范围的高度处。
如图2所示，黑色区域40b和白色区域40w在校准部件40的表面上沿其纵向方向交替地排列。在本实施例中，黑色区域40b和白色区域40w具有相同宽度(L)，并且在黑色区域40b与白色区域40w之间的边界与校准部件40的纵向方向相垂直。基于图4，对使用本实施例的受电弓高度测量装置求出用于计算架空线高度的近似表达式的处理进行说明。将校准部件40设置在受电弓IOa附近，并且使线传感器20开始捕获校准部件40 的图像，则如图4所示，处理计算机30按年月日顺序排列从线传感器20输入的校准部件40 的图像，创建如图5所示的校准图像1 (步骤PAl)。如图5所示，黑色区域40b的踪迹Ib和白色区域40w的踪迹Iw被显示在校准图像1中。在这方面，因为线传感器20的光轴朝向斜上方，所以在校准图像1中，与从线传感器20到校准部件40的距离较短的校准部件40的下方区域的宽度WL相比，从线传感器20 到校准部件40的距离较长的校准部件40的上方区域的宽度WH较窄。在步骤PAl之后，校准图像1被二值化，并且创建如图6所示的二值化图像2(步骤PA2)。如图6所示，二值化图像2是与校准图像1几乎相同的图像。在步骤PA2之后，从二值化图像2中抽取对应于黑色区域40b的踪迹2b和对应于白色区域40w的踪迹2w，然后得到其宽度(在本实施例中，如图6所示在相邻踪迹2b和2w 之间的边界中从一个到另一个的距离Pl至P6)(步骤PA3)。此后，如图7所示，获取在步骤PA3中得到的宽度pi至p6与在校准部件40中的黑色和白色区域40b、40w的实际位置(在本实施例中，在相邻黑色和白色区域40b、40w之间的边界中从一个到另一个的距离L至6L)之间的关系，基于这种关系，从由线传感器20 捕获的图像，通过最小平方法得到用于计算受电弓IOa的高度即架空线高度的关系式的架空线高度计算用近似表达式(步骤PA4)。通过以上处理可得到用于计算架空线的高度的近似表达式。应该注意，在通过使用用于计算架空线的高度的近似表达式来测量受电弓IOa的高度的情况下，首先，通过图像处理，如在专利文献2中公开的图案匹配，得到捕获的图像中受电弓IOa的像素位置。然后，将得到的像素位置代入在步骤PA4中得到的近似表达式中，由此，即使当线传感器20的光轴被倾斜地指向时，也可精确地得到受电弓IOa的高度。 注意，在求架空线的实际高度时需要加上从地面到校准部件40的高度等作为补偿。本实施例的如此配置的受电弓高度测量装置使得任何操作人员有可能执行校准， 因为装置能够通过分析捕获的校准部件40的图像而不管线传感器的摄像机镜头的焦距、 从线传感器到受电弓的距离、图像分辨率等，得到用于计算底线高度的近似表达式。由此，即使在线传感器20的光轴朝向斜上方的状态下捕获图像时也可在不执行考虑到从线传感器20到受电弓IOa的距离或摄像机仰角等的复杂计算的情况下高精度地测量受电弓IOa的高度。实施例2将通过使用图8至13描述本发明的受电弓高度测量装置的第二实施例。图8的部分(a)是在本实施例中使用的图像捕获线校正部件的前视图。图8的部分(b)是在图8 的部分(a)中表示的图像捕获线校正部件的侧视图。图9是表示在本实施例中校正线传感器的位置的处理的流程图。图10的部分(a)、(b)及(c)是表示在图像捕获线校正部件上的图像捕获线的示范位置的解释图。图11的部分(a)、(b)及(c)是表示与图11相对应的校准图像的一例解释图。图12是表示在本发明实施例1中的校准部件上的图像捕获线的示范位置的解释图。图13的部分(a)和(b)是表示图像捕获线校正部件的其它例子的前视图。本实施例是在执行在实施例1中描述的校准工作之前利用在图8中表示的图像捕获线校正部件50校正线传感器的图像捕获线的例子。由于配置的其余部分几乎与图1 图7所示的上述实施例1中相同，所以相同部件由相同附图标记指示，并且将省略它们的重复描述。将主要给出使第二实施例与第一实施例不同的部分的描述。在实施例1中，如图12的部分(a)所示，安装线传感器20使得线传感器20的图像捕获线S与受电弓IOa相垂直，即，使线传感器20沿校准部件40的纵向方向捕获校准部件40的图像。借助于如此放置的线传感器20，有可能执行最理想和较精确的校准。相反，在其中如图12的部分(b)所示将线传感器20放置成使其图像捕获线S穿过校准部件40的两个横向端的情况下，存在得不到用于计算架空线的高度的准确近似表达式的可能性，因为与在图12的部分(b)中由虚线圆圈指示的校准部件40的部分相对应的踪迹在校准图像1中按比其它小的像素宽度出现。即使在其中如图12的部分(c)所示图像捕获线S不穿过校准部件40的宽度方向两端部的情况下，如果图像捕获线S按角度θ相对于校准部件40的纵向方向倾斜，则在图 12的部分(c)中表示的在图像捕获线S上的白色区域40w的宽度Wpc是在图12的部分(a) 中表示的图像捕获线S上的白色区域40w的宽度Wpa的(1/COS0)倍大。所以，使与在图 12的部分(c)中表示的图像捕获线S相对应的分辨率等于(L/P)cos θ，这是与在图12的部分(a)中表示的图像捕获线S相对应的分辨率L/P的cos θ倍大。在这方面，当角θ变化例如1或2度时，cos θ的值仍然近似是1，因此可保证足够的精度。然而，因为线传感器20使其图像拾取元件排列成一条线，并且捕获一维图像，所以从在监视器60上显示的图像，难以掌握线传感器20已经捕获到校准部件40的哪部分的图像、以及线传感器20相对于校准部件40的纵向方向倾斜多大。为此，要使线传感器20 的图像捕获线S与校准部件40的纵向方向相平行，则其作业变得复杂。为了解决这个问题，本实施例被配置成，使用在图8中表示的上述图像捕获线校正部件50来校正线传感器20的图像捕获线的斜度。明确地说，如图8所示，在本实施例中，图像捕获线校正部件50可拆除地附装到校准部件40的传感器20侧表面上。图像捕获线校正部件50由矩形形式的板形部件制成。在其表面上，作为第一颜色区域的多个(在图8中四个)黑色区域50b沿竖直方向连接于一直线上。另外，作为第二颜色区域的白色区域50w在黑色区域50b周围布置。每个黑色区域50b的形状像菱形，并且在相对点与其相邻的图像捕获线校正部件50相接触。基于图9，说明本实施例的受电弓高度测量装置校正线传感器20的图像捕获线的流程。如图9所示，在本实施例中校正线传感器20的图像捕获线的位置的情况下，首先，将图像捕获线校正部件50附装于校准部件40上，以使得黑色区域50b接合的方向与校准部件40的横向中心ο相重合(步骤PBl)。随后，线传感器20捕获图像捕获线校正部件50的图像，并且显示在监视器60上 (步骤PB2)。一般地说，在这种情况下，在图11的部分(a)、(b)及(c)中表示的图像之一被显示在监视器60上。注意，如果如图11的部分(a)或(b)所示，黑色和白色区域交替带状地出现在图像中，则线传感器20的图像捕获线S倾斜或偏离中心O。另一方面，如果如图11的部分(c)所示，同一颜色的颜色区域被显示成连续区域，则图像捕获线S与图像捕获线校正部件50的中心ο相重合。随后，校正图像捕获线的位置(步骤PB3)。明确地说，如果图像在使线传感器20 的图像捕获线S如图10的部分(a)所示定位的位置处被捕获，则如图11的部分(a)所示的图像，即其中每个黑色区域50b和每个白色区域50w具有相同宽度的图像，被显示在监视器60上。在这种情况下，由于线传感器20的图像捕获线与中心ο相平行但偏离中心ο，所以在确认在监视器60上显示的图像的同时，通过水平地使线传感器20的朝向移位，可校正图像捕获线S。顺便说明，移动线传感器20朝向的方向使在监视器60上显示的黑色区域 50b的宽度变大方向移位即可。此外，如果图像在使线传感器20的图像捕获线S如图10的部分(b)所示定位的位置处被捕获，则如图11的部分(b)所示的图像，即其中黑色和白色区域50b、50w具有不同宽度的图像，被显示在监视器60上。在这种情况下，线传感器20的图像捕获线S相对于中心ο倾斜，为此，在确认在监视器60上显示的图像的同时将线传感器20的图像捕获线旋转到使得黑色区域50b的宽度变得大体相等，并且白色区域50w的宽度也变得大体相等的程度，之后移动线传感器20的图像捕获线S使其与中心ο平行，随后水平地移动线传感器 20即可。通过将图像捕获线S校正成如图11的部分(c)所示，使得黑色区域50b(或白色区域)因而可以被显示为连续区域，图像捕获线S的位置和朝向可被校正成与图像捕获线校正部件50的中心O相重合。在校正线传感器20的图像捕获线S之后，将图像捕获线校正部件50从校准部件 40拆除(步骤PB4)，然后执行在实施例1中描述的校准处理(步骤PB5)。由于以上所描述的配置，本实施例的受电弓高度测量装置使得有可能的是，任何操作人员容易地执行使线传感器20的图像捕获线与校准部件40的中心ο相重合的工作。此外，由于可在线传感器20的图像捕获线S与校准部件40的中心ο相重合的情况下执行校准，所以可高精度地测量受电弓IOa的高度。应该注意，尽管其中图像捕获线校正部件50相对于白色区域50w的背景具有菱形黑色区域50b的实例已经表示为以上实施例，但白色区域51w可以相对于黑色区域51b的背景像菱形那样成形，如在图13的部分(a)中表示的图像捕获线校正部件51的情况下那样。此外，每个第一颜色区域的形状不限于菱形，在其水平中心处的竖直宽度大于中心两侧的竖直宽度即可，如在图13的部分(b)中表示的图像捕获线校正部件52，第一颜色区域 52b为椭圆形，周围是第二颜色区域52w。不用说，在不脱离本发明主旨的范围内可执行各种变化。实施例3如上所述，在使用在专利文献2中的方法的情况下，线传感器20被设置成仰望斜上方的形式，如图30所示。在这种情况下，由于在受电弓IOa的位移方向与线传感器20的仰角之间的关系，分辨率在低位置处放置的受电弓IOa与在高位置处放置的受电弓IOa之间是不同的。明确地说，如图30所示，分辨率在低位置处较高，并且在高位置处较低。顺便说明，当受电弓IOa在低位置处时分辨率较高的原因是，受电弓IOa当在低位置处时离线传感器20的距离较近。已经提出了实施例1和2中所描述的校准方法以解决上述分辨率的差别。根据实施例1和2，利用线传感器20捕获校准部件40的图像并进行图像处理，从而自动地执行校准。然而，实施例1和2要求在校准时校正线传感器20的图像捕获线。如图27所示的图像捕获线校正部件50用于校正线传感器20的图像捕获线。如由在图27的部分(a)中由附图标记50L指示的那样，矩形的顶点在直线上对准，所以，如果线传感器20的图像捕获线与直线相重合，则与图像捕获线校正部件50相对应的部分在捕获的图像中将变为全部黑色。在观察捕获的图像中的黑色和白色区域的宽度等的同时进行校正，使得与图像捕获线校正部件50相对应的图像的部分可变为黑色。顺便说明，如图27的部分(b)或(c)所示，黑色和白色可以被颠倒，或者圆形可以被用于代替矩形。在使用图27的部分(a)中的图像捕获线校正部件50进行校正的情况下，如果图像如由图观的部分(a)中的S指示的那样倾斜捕获，则如图四的部分(a)所示，白色区域被显示为具有不均勻宽度。线传感器20或者顺时针或者逆时针旋转到这样一种程度使得白色区域的宽度如图四的部分(b)所示变为均勻的，以便将线传感器的图像捕获线设置成与在图27的部分(a)中的中心线50Lc相平行。实际上，由于线传感器20朝向斜上方，所以不会变为等间距，以随着向右白色区域的宽度变小(有些图像捕获线的白色区域的宽度向右变得较大)的方式校正线传感器20 的斜度。在保持在这种状态下的同时，在水平方向移动线传感器20，将线传感器20校正于黑色区域的宽度变大的方向上。一旦在捕获的图像中的、与图像捕获线校正部件50相对应的部分，如图四的部分(c)所示最终变为全部黑色，图像捕获线的校正就结束。尽管可由以上方法校正图像捕获线，但如果下面的方法可得到，则可更高效地进行校正(1)客观判断校正图像捕获线的斜度时的旋转方向是否正确的方法；(2)在不考虑线传感器20的实际旋转和水平移动的的情况下，观察捕获的图像的同时校正的方法；及(3)不要求操作人员的感觉或经验，更通用的校正方法。鉴于以上，根据本实施例的受电弓高度测量装置和其校准方法，在使用线传感器 20测量受电弓IOa的高度的情况下进行校准时的图像捕获线的校正中，在实施例1和2的方法之上，在观看捕获的图像的同时，更加高效率地进行校正，而不需要操作人员的任何感觉或经验。下面将描述本实施例的受电弓高度测量装置的结构。图15是本实施例的图像捕获线校正部件的前视图。如图15的部分(a)所示，在本实施例的受电弓高度测量装置的图像捕获线校正部件100中，形成为在其目标图像捕获线的部分中具有白色中心线101的形状。注意，在图像捕获线校正部件100不限于如图15的部分(a)所示的形状，可以是 如图15的部分(b)所示，黑色和白色色调被颠倒；或如图15的部分(c)所示，形成为圆形而不是矩形。此外，图像捕获线校正部件100的白色部分由具有高反射率的材料制成，而其黑色部分由具有低反射率的材料制成。图16是表示在使用本实施例的图像捕获线校正部件的校正方法中采用的装置结构的示意图。如图16所示，图像捕获线校正部件100被附装到受电弓102上。注意，图16表示图像捕获线校正部件100的侧视图。线传感器103被放置在能够水平移动和旋转的旋转台 (goniostage) 104上，使得可校正线传感器103的位置和朝向。注意，可采用任何装置来代替旋转台104，只要它能够在不改变旋转中心的情况下旋转。在旋转台104上放置的线传感器103被放置在车辆105的车顶上，以便捕获图像捕获线校正部件100的图像。此外，灯106被放置在线传感器103附近，使得在黑暗环境中， 如在夜间、在隧道内、或在铁路站场中，可捕获图像捕获线校正部件100上的黑色和白色图案的图像。此外，将处理计算机107放置在车辆105内，以便存储由线传感器103捕获的图像。图17是表示在使用本发明实施例3的图像捕获线校正部件的校正方法构成例方块图。如图17所示，本实施例的使用图像捕获线校正部件100的校正方法设有“线传感器103”，用于捕获图像捕获线校正部件100的图像，并由操作者108校正该线传感器103的图像捕获线；“处理计算机107”，其存储和显示捕获的图像，并且操作者108在确认图像的同时，校正图像捕获线时需要该处理用计算机107 ；及“图像捕获线校正部件100”，它是可拆除的、用于容易地校正线传感器103的图像捕获线。以上是本实施例的受电弓高度测量装置的配置。下文将描述本实施例的受电弓高度测量装置的校准方法。图18是表示本实施例的使用图像捕获线校正部件的校正方法的流程图。顺便说明，这里要使用的图像捕获线校正部件100是在图15的部分(a)中表示的部件。如图18所示，在步骤PlOO中，将图像捕获线校正部件100附装到受电弓102上。 在这种情况下，图像捕获线校正部件100的中心线101与将要捕获图像的线相重合。接下来，在步骤PlOl中，图像捕获线校正部件100的图像被线传感器103捕获。随后，在步骤P102中，在确认捕获的图像的同时，水平移动线传感器103。在这种情况下，向图像中的图像捕获线校正部件100的黑色部分变得较大的方向移动，如图19所示，可在图像中捕获图像捕获线校正部件100的中心线101。注意，在图19至22中，Io表示图像的中心，Ia指示图像中的图像捕获线校正部件100，及Ic指示图像中的图像捕获线校正部件100的中心线101。此后，在步骤P103中，如图19所示，如果由Ic指示的图像捕获线校正部件100的中心线101位于由Ia指示的图像中的图像捕获线校正部件100上的远离由Io指示的图像中心的位置处，则将线传感器103水平地移动，直到如图20所示，在由Ia指示的图像捕获线校正部件100上由Ic指示的图像捕获线校正部件100的中心线101变得较靠近由Io指示的图像中心。之后，在步骤P104中，线传感器103被旋转。在这种情况下，如图21所示，旋转线传感器103，使得图像捕获线校正部件100的中心线101移动到图像中的图像捕获线校正部件100的由Ia指示部分中的远离由Io指示的图像中心的位置。
然后，在步骤P105中，返回步骤P102至P104，直到与由Ia指示的图像中的图像捕获线校正部件100相对应的部分如图22所示变为全部白色，当图像捕获线与图像捕获线校正部件100的中心线101相重合时，终止一系列的处理。以上是根据本实施例的受电弓高度测量装置的校准方法。这里，将描述本实施例的图像捕获线校正方法的原理。图23是表示对其还没有执行水平校正的图像捕获线的例子的示图。在这时捕获的图像如图19所示。在远离由Io指示的图像中心的位置处捕获由Ic 指示的图像捕获线校正部件100的中心线101的图像。注意，图23中的S和&分别指示线传感器103的图像捕获线和线传感器103的图像捕获线的中心。接下来，在水平方向上校正图像捕获线。图M是表示对其已经执行水平校正的图像捕获线的例子的示图。在这种情况下，如果如图20所示，由Ic指示的图像捕获线校正部件100的中心线 101较靠近由Io指示的图像中心，则这意味着，如在图M中由M指示的那样，由&指示的线传感器103的图像捕获线的中心较靠近图像捕获线校正部件100的中心线101。注意，图 24中的S、Sc, S'、及M分别指示线传感器103的图像捕获线、线传感器103的图像捕获线的中心、在水平校正之前线传感器103的图像捕获线、及图像捕获线的水平校正。如果由&指示的线传感器103的图像捕获线的中心没有最终与图像捕获线校正部件100的中心线101的延伸部重合，则由S指示的线传感器103的图像捕获线永远不会与图像捕获线校正部件100的中心线101重合。因为使由S指示的线传感器103的图像捕获线与图像捕获线校正部件100的中心线101重合是最终目标，所以需要使由&指示的线传感器103的图像捕获线的中心靠近图像捕获线校正部件100的中心线101。也就是说，需要使由Ic指示的图像中的图像捕获线校正部件100的中心线101靠近图像中的由Io指示的图像中心。步骤P103的完成意味着，由&指示的线传感器103的图像捕获线的中心靠近图像捕获线校正部件100的中心线101。接下来，校正图像捕获线的旋转方向。图25是表示对其已经执行旋转校正的图像捕获线的例子的示图。在这种情况下，在图像中，如果如图21所示由Ic指示的图像中的图像捕获线校正部件100的中心线101远离图像中的、由Io指示的图像中心，则这意味着，线传感器103如图25中由R指示的那样被旋转。注意，图25中的S、Sc、S"、及R分别指示线传感器103 的图像捕获线、线传感器103的图像捕获线的中心、在校正旋转方向之前的线传感器103的图像捕获线、及图像捕获线的旋转方向的校正。为了使由S指示的线传感器103的图像捕获线与图像捕获线校正部件100的中心线101重合，由S指示的线传感器103的图像捕获线需要与图像捕获线校正部件100的中心线101相平行。相应地，需要旋转由S指示的线传感器103的图像捕获线以使其与图像捕获线校正部件100的中心线101相平行。为了这样做，需要向图25中表示的方向旋转。明确地说， 如图21所示，由Ic指示的图像捕获线校正部件100的中心线101需要远离图像中的、由Io 指示的图像中心。
步骤P104的完成意味着，线传感器103的图像捕获线旋转到与图像捕获线校正部件100的中心线101相平行的方向上。注意，当线传感器103在步骤P104中被旋转时，它需要在不改变由Sc指示的线传感器103的图像捕获线的中心的位置的情况下被旋转。因此必要的是，使用诸如旋转台 104之类的装置，该旋转台104的旋转中心不移动。顺便说明，任何装置可以用于代替旋转台104，只要其旋转中心不移动。图沈是表示对其已经执行校正的图像捕获线的例子的示图。通过重复步骤P102至P104，由S指示的线传感器103的图像捕获线可与图像捕获线校正部件100的中心线101重合，如图沈所示，借此可得到图22所示的图像。注意， 图沈中的S和Sc分别指示线传感器103的图像捕获线、和线传感器103的图像捕获线的中心。此外，即使当如图19所示，由Ia指示的图像中的图像捕获线校正部件100，在图像中在由Io指示的图像中心的左侧上而不是在右侧上时，校正方法的原理也将相同。如以上描述的那样，本实施例的受电弓高度测量装置和其校准方法，使得有可能客观地确定线传感器103被旋转的方向是否适合图像捕获线的斜度的校正。此外，在观看捕获的图像的同时可进行校正，而不用关心线传感器103的实际旋转和水平移动。此外，可按简单和通用方式进行校正，而不要求操作人员的任何感觉或经验。另外，由于提高了校准精度，所以可精确地测量受电弓102的高度。工业实用性本发明优选地适用于受电弓高度测量装置和其校准方法。附图标记说明U3A.3B.3C 校准图像2 二值化图像10 车辆20线传感器30处理计算机31输入图像创建单元32 二值化单元33像素宽度抽取单元34近似表达式运算单元35A.35B 存储器40校准部件40b黑色区域40w白色区域50图像捕获线校正部件50b黑色区域50w白色区域60监视器
18
S图像捕获线
100图像捕获线校正部件
101中心线
102受电弓
103线传感器
104旋转台
105车辆
106灯
107处理计算机
108操作者
权利要求
1.一种受电弓高度测量装置，包括线传感器和图像处理装置，用于测量正在行驶的车辆上的受电弓的高度，所述线传感器被放置在车顶上，所述图像处理装置被配置成分析由所述线传感器捕获的图像，所述受电弓高度测量装置的特征在于校准部件可拆装地设置在包括所述受电弓的位移范围的范围内，在该校准部件上，在竖直方向上交替地排列深色区域和浅色区域，并且所述图像处理装置被配置成，得到代表图像中的所述深色区域和所述浅色区域的位置与所述深色区域和所述浅色区域的实际高度之间关系的关系表达式，并且通过使用所述关系表达式，从由所述线传感器捕获的图像中的受电弓的位置计算所述受电弓的实际高度， 所述深色区域和所述浅色区域的所述位置是从由所述线传感器捕获的校准部件的图像得到的。
2.根据权利要求1所述的受电弓高度测量装置，其特征在于，对于所述校准部件可拆装地设置图像捕获线校正部件，所述图像捕获线校正部件具有在竖直方向上接合的多个第一颜色区域、和在所述第一颜色区域周围布置的第二颜色区域，所述受电弓高度测量装置包括显示装置，用于显示由所述线传感器捕获的图像，及所述图像捕获线校正部件以在所述显示装置上显示的所述第一颜色区域和所述第二颜色区域的宽度依据所述线传感器的图像捕获线的位置和斜度而变化的方式设定所述第一颜色区域的形状。
3.根据权利要求2所述的受电弓高度测量装置，其特征在于，在所述图像捕获线校正部件中，所述第一颜色区域形成为在其水平方向中心处的上下宽度比在两侧的上下宽度宽，使得所述第一颜色区域在其水平方向的中心与相邻第一颜色区域相接触。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的受电弓高度测量装置，其特征在于，所述图像处理装置包括输入图像创建单元，用于创建通过按年月日顺序排列从所述线传感器输入的图像信号而构成的输入图像；二值化单元，用于创建通过对所述输入图像进行二值化处理而构成的二值化图像；颜色区域位置检测单元，用于检测所述二值化图像中的所述深色区域和所述浅色区域的位置；及关系表达式运算单元，用于基于所述二值化图像中的所述深色区域和所述浅色区域的位置与所述深色区域和所述浅色区域的所述实际位置求出所述关系表达式。
5.根据权利要求1所述的受电弓高度测量装置，其特征在于，所述图像捕获线校正部件在所述图像捕获线校正部件的所述水平方向的中心包括中心线。
6.一种用于受电弓高度测量装置的校准方法，所述受电弓高度测量装置被配置成借助于放置在车顶上的线传感器，捕获正在行驶的所述车辆上的受电弓的图像；并且通过分析由所述线传感器捕获的所述图像，测量所述受电弓的高度，所述校准方法的特征在于，包括第一步骤，将校准部件放置在所述受电弓附近，所述校准部件在其表面上具有在竖直方向上交替地排列的深色区域和浅色区域；第二步骤，由所述线传感器捕获所述校准部件的图像；及第三步骤，使所述图像处理装置检测由所述线传感器捕获的所述图像中的所述深色区域和所述浅色区域的位置，并且求出代表所述图像中的所述深色区域和所述浅色区域的检测到的位置与所述深色区域和所述浅色区域的实际位置之间关系的关系表达式。
7.根据权利要求6所述的用于受电弓高度测量装置的校准方法，其特征在于，将图像捕获线校正部件放置在所述校准部件上，所述图像捕获线校正部件具有相同形状的多个第一颜色区域、和在所述第一颜色区域周围布置的第二颜色区域，这些第一颜色区域在竖直方向上接合在一起，所述第一颜色区域和所述第二颜色区域以在所述显示装置上显示的所述第一颜色区域和所述第二颜色区域的宽度依据所述线传感器的图像捕获线的位置和斜度而变化方式布置，由所述线传感器捕获所述图像捕获线校正部件的图像，在确认在用于显示由所述线传感器捕获的图像的显示装置上显示的所述图像捕获线校正部件的图像的同时，校正所述图像捕获线， 拆除所述图像捕获线校正部件，及此后，执行所述第一、第二、及第三步骤。
8.根据权利要求7所述的用于受电弓高度测量装置的校准方法，其特征在于，在所述图像捕获线校正部件中，所述第一颜色区域形成为在其水平方向的中心处的上下宽度比在两侧的上下宽度宽，使得所述第一颜色区域在其水平方向的中心处与相邻第一颜色区域相接触。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的用于受电弓高度测量装置的校准方法，其特征在于，所述图像处理装置创建通过按年月日顺序排列从所述线传感器输入的图像信号而构成的输入图像； 创建通过对所述输入图像进行二值化处理而构成的二值化图像； 检测所述二值化图像中的所述深色区域和所述浅色区域的位置；及基于所述二值化图像中的所述深色区域和所述浅色区域的位置与所述深色区域和所述浅色区域的实际位置求出所述关系表达式。
10.根据权利要求6所述的用于受电弓高度测量装置的校准方法，其特征在于， 在所述图像捕获线校正部件的所述水平方向的中心处设置中心线，并且基于所述中心线校正所述图像捕获线。
全文摘要
提供的是能够简单实现受电弓(10a)的高度测量中的校准的受电弓高度测量装置。也提供的是用于该装置的校准方法。受电弓高度测量装置设有线传感器(20)，放置在车辆(10)的车顶上；处理计算机(30)，用于分析由线传感器(20)捕获的图像；及校准部件(40)，可拆装地设置在包括受电弓(10a)的位移范围的范围内，并且具有在竖直方向上交替地排列的黑色区域(40b)和白色区域(40w)，处理计算机(30)求出用于计算架空线的高度的近似表达式，近似表达式是代表图像中的黑色区域(40b)和白色区域(40w)的位置与黑色区域(40b)和白色区域(40w)的实际高度之间关系的关系表达式，这些位置是从由线传感器(20)捕获的校准部件(40)的图像得到的。
文档编号G01B11/02GK102292236SQ20108000530
公开日2011年12月21日 申请日期2010年1月21日 优先权日2009年1月22日
发明者庭川诚, 渡部勇介, 藤泽贵雅 申请人:株式会社明电舍
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