一种基于无砟轨道的三维列车图像采集系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于无砟轨道的三维列车图像采集系统，包括：沿所述无砟轨道长度方向设置的线光源和面阵相机；设置于所述线光源和所述面阵相机之间、且反光面沿所述无砟轨道宽度方向延伸的反光装置；其中，所述线光源经所述反光装置反射的光线投射方向与所述面阵相机经所述反光装置的成像方向设有夹角；所述线光源经所述反光装置反射的光线投射区域与所述面阵相机经所述反光装置的成像区域相重叠，所述成像区域覆盖所述光线投射区域。本实用新型专利技术的技术方案能够适应无砟轨道的结构特点，且能够获得较大的图像视野。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及列车故障检测
，更为具体地说，涉及一种基于无砟轨道的三维列车图像采集系统。
技术介绍
列车图像采集系统作为列车作业的重要组成部分，在提高列车运行质量和加强列车检修作业质量方面发挥着重要作用。其工作原理通常是通过设置在列车底部或侧部的相机摄取列车各个部件的图像，通过图像分析实现对列车的检测。例如，现有的三维动车组运行故障图像检测系统(TEDS-3D)，作为典型的列车图像采集系统，通过在传统的二维图像检测的基础上导入三维深度检测，能够实现对动车组的全方位检测，提高隐性故障的发现能力，进一步加强动车组的作业质量。传统的列车图像采集系统，通常是基于有砟轨道的，具体如图1所示，有砟轨道包括由碎石铺成的道床3、设置于道床3上的多个枕木以及垂直设置于枕木上且相互平行的轨道。列车图像采集系统包括轨内底部图像检测系统1和轨侧图像检测系统2。其中，由于有砟轨道的道床3由碎石铺成，且道床3上的枕木较高，因此轨内底部图像检测系统1可方便地设置于枕木之间的道床空隙内，同时轨侧图像检测系统2可方便地设置于铁路下侧枕木之间道床空隙内，而不触碰到运行的列车。然而，如图2所示，无砟轨道由混凝土结构的道床3、并排设置于道床3的扣件4以及固定于扣件4的轨道构成，由于道床3由混凝土构成，其结构较硬，且扣件4高度有限，导致按照常规方法设置的图像检测系统容易碰触到运行而来的列车底部，且相机距离列车车底较近，拍摄的图像视野范围有限。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于无砟轨道的三维列车图像采集系统的技术方案，以解决
技术介绍
中所介绍的现有技术中传统的列车图像采集系统的设置方法难以适应无砟轨道的结构，且拍摄的图像视野范围有限的问题。为了解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：根据本技术的第一方面，提供了一种基于无砟轨道的三维列车图像采集系统，该三维列车图像采集系统包括：沿所述无砟轨道长度方向设置的线光源和面阵相机；设置于所述线光源和所述面阵相机之间、且反光面沿所述无砟轨道宽度方向延伸的反光装置；其中，所述线光源经所述反光装置反射的光线投射区域与所述面阵相机经所述反光装置的成像区域相重叠，所述成像区域覆盖所述光线投射区域；所述线光源经所述反光装置反射的光线投射方向与所述面阵相机经所述反光装置的成像方向设有夹角。优选地，所述三维列车图像采集系统还包括：设置于所述面阵相机相对侧的线阵相机，所述线阵相机的镜头朝向所述反光装置。优选地，所述线阵相机与所述面阵相机位于垂直于轨道平面的同一竖直面内或平行于轨道的同一条直线上。优选地，所述线阵相机与所述线光源同侧、且所述线阵相机的镜头轴线位于所述线光源的照射光线形成的平面内。优选地，所述三维列车图像采集系统还包括：设置于所述线光源侧的补光源，所述补光源的光线投射方向朝向所述反光装置。优选地，所述反光装置包括：设置于所述线光源和所述面阵相机之间且反光面朝向所述线光源的第一反光镜；以及设置于所述线光源和所述面阵相机之间且反光面朝向所述面阵相机的第二反光镜；其中，所述第一反光镜的反光面和所述第二反光镜的反光面均朝上倾斜且形成有反光镜夹角；所述反光装置还包括与所述第一反光镜和所述第二反光镜分别相连的反光镜夹角调节装置。优选地，所述三维列车图像采集系统还包括：与所述线光源相连的光源俯仰角调节装置；以及，与所述面阵相机相连的相机俯仰角调节装置。优选地，所述三维列车图像采集系统还包括：分别设置于所述面阵相机侧且拍摄方向朝向所述反光装置的红外图像采集设备和紫外图像采集设备。优选地，所述三维列车图像采集系统还包括：容纳所述线光源、所述面阵相机和所述反光装置的防尘装置；所述防尘装置对应于所述反光装置的部位开设有透光口，所述透光口覆盖有镀膜的透光玻璃。优选地，所述三维列车图像采集系统包括：固定于所述无砟轨道的支轨中间道床的第一三维列车图像采集系统；固定于所述无砟轨道的支轨内边侧道床的第二三维列车图像采集系统；和/或，固定于所述无砟轨道的支轨外边侧道床的第三三维列车图像采集系统。本技术实施例提供的三维列车图像采集系统，沿无砟轨道长度方向设置线光源和面阵相机，并且在线光源和面阵相机之间设置反光面沿无砟轨道宽度方向延伸的反光装置，线光源照射到反光装置的光线经过反光装置反射到列车底部，同样列车底部的成像区域经过反光装置的反射同样呈现到面阵相机中，当线光源经反光装置反射的光线投射区域与面阵相机经反光装置的成像区域相重叠时，面阵相机能够拍摄到清晰的列车结构图像；并且线光源经反光装置反射的光线投射方向与面阵相机经反光装置的成像方向设有夹角，由于列车表面上零部件尺寸和位置不同，所以在与光线投射方向设有夹角的面阵相机成像方向上观察，能够看到光线随着列车表面零部件深度而曲折变化的形状，因此，面阵相机能够采集到列车表面结构的三维图像。通过上述工作过程可以得出，本技术实施例提供的三维列车图像采集系统，线光源和面阵相机均水平设置，相比对传统的有砟轨道上线光源和面阵相机均竖直设置的方式，高度减小，能够适应无砟轨道道床距离列车底部的距离有限的特点，同时，通过设置反光装置，增加反光装置的宽度或改变反光装置的角度，面阵相机获取到的图像视野增大，相比于直接拍摄列车底部图像的面阵相机，能够采集到的列车结构增多。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是有砟轨道的一种结构示意图；图2是无砟轨道的一种结构示意图；图3是本技术实施例示出的第一种三维列车图像采集系统的结构示意图；图4是本技术实施例示出的第二种三维列车图像采集系统的结构示意图；图5是本技术实施例示出的第三种三维列车图像采集系统的结构示意图；图6是本技术实施例示出的第四种三维列车图像采集系统的结构示意图；图7是本技术实施例示出的第五种三维列车图像采集系统的结构示意图；图8是本技术实施例示出的第六种三维列车图像采集系统的结构示意图；图9是本技术实施例示出的第七种三维列车图像采集系统的结构示意图。图1至图9中各结构与附图标记的对应关系如下：1-轨内底部图像检测系统、2-轨侧图像检测系统、3-道床、4-扣件、5-线光源、6-面阵相机、7-反光装置、71-第一反光镜、72-第二反光镜、73-反光镜夹角、74-反光镜夹角调节装置、8-线阵相机、9-补光源、10-光源俯仰角调节装置、11-相机俯仰角调节装置、12-红外图像采集设备、13-紫外图像采集设备、14-防尘装置、141-透光口、142-透光玻璃、15-第一三维列车图像采集系统、16-第二三维列车图像采集系统、17-第三三维列车图像采集系统、18-无砟轨道。具体实施方式本技术实施例提供的基于无砟轨道的三维列车图像采集系统的方案，解决了
技术介绍
中所介绍的现有技术中传统的列车图像采集系统难以适应无砟轨道的结构特点，且拍摄的图像视野范围有限的问题。为了使本
的人员更好地理解本技术实施例中的技术方案，并使本技术实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术实施例中的技术方案作进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无砟轨道的三维列车图像采集系统，其特征在于，包括：沿无砟轨道(18)长度方向设置的线光源(5)和面阵相机(6)；设置于所述线光源(5)和所述面阵相机(6)之间、且反光面沿所述无砟轨道(18)宽度方向延伸的反光装置(7)；其中，所述线光源(5)经所述反光装置(7)反射的光线投射区域与所述面阵相机(6)经所述反光装置(7)的成像区域相重叠，所述成像区域覆盖所述光线投射区域；所述线光源(5)经所述反光装置(7)反射的光线投射方向与所述面阵相机(6)经所述反光装置(7)的成像方向设有夹角。

【技术特征摘要】
1.一种基于无砟轨道的三维列车图像采集系统，其特征在于，包括：沿无砟轨道(18)长度方向设置的线光源(5)和面阵相机(6)；设置于所述线光源(5)和所述面阵相机(6)之间、且反光面沿所述无砟轨道(18)宽度方向延伸的反光装置(7)；其中，所述线光源(5)经所述反光装置(7)反射的光线投射区域与所述面阵相机(6)经所述反光装置(7)的成像区域相重叠，所述成像区域覆盖所述光线投射区域；所述线光源(5)经所述反光装置(7)反射的光线投射方向与所述面阵相机(6)经所述反光装置(7)的成像方向设有夹角。2.根据权利要求1所述的三维列车图像采集系统，其特征在于，还包括：设置于所述面阵相机(6)相对侧的线阵相机(8)，所述线阵相机(8)的镜头(81)朝向所述反光装置(7)。3.根据权利要求2所述的三维列车图像采集系统，其特征在于，所述线阵相机(8)与所述面阵相机(6)位于垂直于无砟轨道(18)平面的同一竖直面内。4.根据权利要求2所述的三维列车图像采集系统，其特征在于，所述线阵相机(8)与所述线光源(5)同侧、且所述线阵相机(8)的镜头轴线位于所述线光源(5)的照射光线形成的平面内。5.根据权利要求1所述的三维列车图像采集系统，其特征在于，还包括：设置于所述线光源(5)侧的补光源(9)，所述补光源(9)的光线投射方向朝向所述反光装置(7)。6.根据权利要求1所述的三维列车图像采集系统，其特征在于，所述反光装置(7)包括：设置于所述线光源(5)和所述面阵相机(6)之间且反光面朝向所述线光源(5)的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李骏，郑煜，
申请(专利权)人：苏州华兴致远电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32