一种轨道可视化巡检双光谱二维与三维融合成像装置制造方法及图纸

为实现具有透明玻璃或塑料的轨道表面二维与三维融合成像，本实用新型专利技术公开一种轨道可视化巡检双光谱二维与三维融合成像装置。由2个线结构光发生器、1台线阵摄像机、1台双光谱3D成像模块组成。线结构光发生器产生片光P1、P2，波长范围分别为：200‑1000nm、200‑400nm。P1为线阵摄像机提供照明、P2为双光谱3D成像模块提供照明。双光谱3D成像模块由1个同轴分光器和2台3D摄像机组成，同轴分光器用于分光成像，1台3D摄像机拍摄P2反射光，用于非透明、非镜面反射对象三维测量；另1台3D摄像机拍摄P2辐射光，用于玻璃或塑料等透明对象三维测量，可解决现有三维扫描系统无法获取透明对象三维形貌数据的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道可视化巡检双光谱二维与三维融合成像装置
本技术涉及一种铁路基础设施检测领域的设备，具体指一种轨道可视化巡检双光谱二维与三维融合成像装置。
技术介绍
铁路是国家运输大动脉，在国民经济、国民出行、国防运输等诸多领域发挥着重大价值。轨道是铁路运输的基础设施，轨道由道床系统、钢轨系统、扣件系统组成。轨道在长期运行过程中，钢轨系统会裂纹、龟裂等缺陷，扣件系统会产生螺栓松动、弹条断裂、弹条脱落等缺陷，道床系统会存在裂纹、断裂等缺陷。近年来，随着城市地铁的快速发展，为了保证城市地铁安全运行，每天晚上24:00-4:00之间，地铁必须对轨道进行安全巡视检测。巡视检测内容除常规轨道病害(扣件松动、钢轨破损、道床裂纹等)以外，还需重点查看是否存在道床异物(乘客遗漏的物品：手机、水瓶等)干扰。目前，国内地铁运行公司多采用人工巡道方式进行检查，每人每晚最多查看3km里程，对整个轨道进行巡视需要大量巡道工人，而增加地铁运行成本。更重要的是：受人为因素干扰，人难以准确、客观地查找出缺陷。为此，针对轨道日常安全巡检需求，必须开展快速、智能、高效的轨道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道可视化巡检双光谱二维与三维融合成像装置，由2个线结构光发生器、1台线阵摄像机、1台双光谱3D成像模块组成；/n所述线结构光发生器用于产生锥形片光，其中，第1线结构光产生的片光P1厚度不小于2mm，片光P1平面与线阵摄像机成像平面共面，为线阵摄像机提供照明；第2线结构光产生的片光P2厚度不超过1mm，片光P2平面与片光P1平面平行，片光P2为双光谱3D成像模块提供照明；/n所述片光P1的波长为c1，c1的取值范围为：200-1000nm；/n所述片光P2的波长为c2，c2的取值范围为：200-400nm；/n所述片光P1、P2垂直于轨道平面照射，投射平面与轨道纵向垂直；/n所述线阵摄...

【技术特征摘要】
20181012 CN 20182165609861.一种轨道可视化巡检双光谱二维与三维融合成像装置，由2个线结构光发生器、1台线阵摄像机、1台双光谱3D成像模块组成；
所述线结构光发生器用于产生锥形片光，其中，第1线结构光产生的片光P1厚度不小于2mm，片光P1平面与线阵摄像机成像平面共面，为线阵摄像机提供照明；第2线结构光产生的片光P2厚度不超过1mm，片光P2平面与片光P1平面平行，片光P2为双光谱3D成像模块提供照明；
所述片光P1的波长为c1，c1的取值范围为：200-1000nm；
所述片光P2的波长为c2，c2的取值范围为：200-400nm；
所述片光P1、P2垂直于轨道平面照射，投射平面与轨道纵向垂直；
所述线阵摄像机为单色线阵摄像机，在线阵摄像机前端加装波长为c1的窄带滤光片；
所述线阵摄像机的成像平面垂直于轨道平面、且与轨道纵向垂直，线阵摄像机具有外部触发接口，接受里程编码脉冲信号，沿轨道纵向对轨道表面进行线阵扫描成像，获取轨道表面二维图像；
所述双光谱3D成像模块由1个同轴分光器和2台3D摄像机组成；
所述同轴分光器为分光棱镜，透射波长为c2的光线，反射波长范围为c3～c4的光线，用于将入射光线分离为不同颜色光线，c3、c4取值范围为400-1000nm；
所述2台3D摄像机中，第1台3D摄像机位于分光棱镜的透射光路上，第2台3D摄像机位于分光棱镜的反射光路上，2台3D摄像机的成像光轴相互垂直；第1台3D摄像机前端加装波长为c2的窄带滤光片，对片光P2投射在轨道表面的光条成像；第2台3D摄像机前端加装波长为c3～c4的带通滤光片，对片光P2投射到轨道表面后的辐射光进行成像；
所述第1台3D摄像机的成像光轴与片光P2在钢轨纵向平面内角度为a，a的取值范围为20-80度；
所述3D摄像机为基于FPGA或DSP或ARM的嵌入式处理系统，具有线结构光3D测量功能，计算并输出拍摄光条处轨道表面三维数据；
所述3D摄像机具有外部触发接口，接受里程编码脉冲信号，沿轨道纵向对轨道表面进行三维扫描成像，获取轨道表面三维形貌数据。


2.根据权利要求1所述的一种轨道可视化巡检双光谱二维与三维融合成像装置，其特征在于，当片光P1和片光P2的波长相等时，即c1＝c2，片光P1的照射区域不能出现在双光谱3D成像模块的成像视场中。


3.根据权利要求1所述的一种轨道可视化巡检双光谱二维与三维融合成像装置，其特征在于，所述片光P1、片光P2和线阵摄像机沿轨道横向方向共线设置，片光P1、片光P2的照射平面与线阵摄像机的成像平面共面，片光P1、片光P2的波长不相等:c1≠c2。


4.根据权利要求1所述的一种轨道可视化巡检双光谱二维与三维融合成像装置，其特征在于，在双光谱3D成像模块的前端增加一块反射镜，对双光谱3D成像光路进行折叠，以缩短双光谱3D成像模块到片光P2的距离，进而缩短整个装置在轨道纵向上长度，具体结构是：在原3D成像光路上安置一块反射镜，在反射镜的反射光路上安置双光谱3D成像模块；所述反射镜反射光谱范围为：200-1000nm。


5.根据权利要求4所述的一种轨道可视化巡检双光谱...

【专利技术属性】
技术研发人员：左丽玛，
申请(专利权)人：成都精工华耀科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51