본 논문에서는 이동 중인 철도차량 제륜자의 두께, 편마모 및 제륜자와 차륜 사이의 거리를 자동으로 측정하는 시스템을 제안한다. 철도차량의 제륜자는 촬영 시스템이 설치된 곳을 지날 때 자동으로 촬영되며, 두께 등을 측정하기 위해 가장 먼저 영상 내에서 제륜자의 위치를 검출한다. 이는 제륜자의 위치가 영상 마다 다르기 때문이며 이를 적응적으로 찾기 위해, 제륜자와 차륜 사이에 나타나는 그림자 영역을 이용한다. 그림자 영역의 경계는 9차 다항식을 통해 모델링되며, 그 영역을 지나는 임의의 곡선 (초기 곡선)은 제약 곡선 피팅 방법을 통해 검출된다. 다음은 검출된 초기 곡선과 명암도 변화 정보를 이용하여 제륜자의 앞과 뒤, 차륜 상의 세 곡선 및 제륜자의 수직면을 지나는 직선을 검출한다. 최종적으로, 앞서 구한 곡선과 직선을 이용하여 제륜자의 두께, 편마모 및 제륜자와 차륜 사이의 거리를 측정한다. 실험에서는 제안된 방법을 실제 선로에서 촬영한 영상에 대해 적용해 보았으며, 그 결과 평균 0.654mm의 두께 측정 오차를 나타내었다.
In this paper, we have proposed an automated system that accurately measures the thickness and unbalanced wear of brake shoes, and the distance between brake shoes and wheels for travelling rolling stock. The images of brake shoes are captured automatically while rolling stock is passing by an inspection station. And in order to measure the thickness, etc. the locations of brake shoes are first determined because the locations are not the same in the captured image. Toward this goal, shadow regions between the brake shoes and wheels are utilized that are common in all captured images. The boundary of the shadow regions is modeled by an second order polynomial, and constrained curve fitting method is adopted to detect a curve (the initial curve) that passes through the regions. Then, three curves that correspond to the front, back of brake shoes and wheels, and a line that passes through the vertical surface of brake shoes are detected using the initial curve and intensity change information. Finally, the thickness, etc. are calculated using the detected curves and line, and experimental results showed that the brake shoe thickness was measured with an accuracy of 0.654mm.
