铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置，其包括图像采集器和检测机构，图像采集器和检测机构安装于带着其升降和旋转的调节机构上，调节机构安装于移动小车上；检测机构包括固定于调节机构上的支撑架，支撑架的中心设置有发射器，发射器外侧的支撑架的同一圆周上等间距设置有若干接收器，图像采集器、检测机构、接收器和发射器均与控制模块电连接。本方案通过控制模块、调节机构和检测机构的相互配合，可以对图像采集器的镜头轴线与浆砌片石间垂直度进行调整，以降低最终采集的图像的畸变。集的图像的畸变。集的图像的畸变。

【技术实现步骤摘要】
铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置


[0001]本专利技术涉及边坡安全监测领域，具体涉及一种铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置。

技术介绍

[0002]作为边坡的一道安全屏障，浆砌片石对边坡整体的强度作用有限，但对周边环境的维护起到了相当大的作用，也防止了铁路运营过程中的扰动使得边坡失稳垮塌(张秀.既有线浆砌片石挡护工程安全评估与加固技术研究[D].西南交通大学,2013.)
[0003]传统浆砌片石护坡表面空洞、掉片等病害的检测最初是由人工拍摄记录整合，现场测量病害面积工作量较大，而后出现了采用无人机沿线拍摄后期处理等方法进行检测。该法一定程度上提高了人工拍摄和测量面积的效率，但由于无人机拍摄视角与边坡不垂直容易导致成像畸变，使得检测到的病害面积误差较大；同时无人机拍摄无法做到持续准确聚焦，成像模糊不易处理。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本技术提供的铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置解决了现有无人机拍摄视角与浆砌片石间垂直度差容易导致成像畸变的问题。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本技术采用的技术方案为：
[0006]提供一种铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置，其包括图像采集器和检测机构，图像采集器和检测机构安装于带着其升降和旋转的调节机构上，调节机构安装于移动小车上；
[0007]检测机构包括固定于调节机构上的支撑架，支撑架的中心设置有发射器，发射器外侧的支撑架的同一圆周上等间距设置有若干接收器，图像采集器、检测机构、接收器和发射器均与控制模块电连接。
[0008]本技术的有益效果为：本方案通过移动小车可以使图像采集器与边坡的距离相对恒定，以避免持续变焦导致成像不稳定；通过反射器和接收器相互配合，以对图像采集器的拍摄视角与浆砌片石是否垂直进行确定，再通过控制器与调节装置的配合可以对图像采集器和检测机构在水平面的旋转角度进行调整，以实现拍摄视角与浆砌片石间角度的调整，以此防止拍摄视角与浆砌片石不垂直，致使图像采集器采集的图像出现畸变。
[0009]进一步地，调节机构包括机械臂及安装在移动小车上的升降机构，机械臂通过带动其在水平面上旋转的旋转电机安装于升降机构上，机械臂上设置有带着图像采集器和检测机构在竖直面转动的电动转动平台；支撑架固定于电动转动平台上；升降机构、旋转电机和电动转动平台均与控制模块电连接。
[0010]上述技术方案的有益效果为：检测人员通过升降机构对图像采集器和检测机构在竖直方向的高度进行调整，以使图像采集器和检测机构尽量位于需要进行病害图像采集的浆砌片石的中垂线上(此处可以结合人工经验进行确定，大致在中垂线即可)；
[0011]旋转电机能够对机械臂上的图像采集器和检测机构在水平面上的旋转角度进行调整，以使图像采集器朝向浆砌片石，实现图像采集器位置的粗调整，之后通过电动转动平台对图像采集器和检测机构的俯仰角度进行调整，以此最终保证拍摄视角与浆砌片石基本垂直。
[0012]进一步地，升降机构为电动推杆；或者，升降机构包括固定在移动小车上的外套筒，外套筒内嵌套有内套筒，外套筒内固定有与控制模块电连接的伺服电机，伺服电机的输出轴上的齿轮与内套筒内表面的齿条配合。
[0013]进一步地，发射器和接收器的轴线与所述图像采集器的镜头的轴线平行，且位于同一竖直平面；接收器的轴线和发射器的轴线平行。
[0014]上述技术方案的有益效果为：本方案发射器、接收器和图像采集器三者轴线的设置，使得发射器轴线与浆砌片石间的垂直度就能代表图像采集器与浆砌片石间的垂直度，这样不用预先确定发射器轴线与镜头的轴线之间的关系，一定程度上可以简化镜头与浆砌片石之间垂直度判断过程。
[0015]进一步地，还包括与控制模块连接、用于对采集的浆砌片石病害图像进行显示的显示模块。在图像采集过程中，操作人员可以通过显示屏对图像采集器采集的图像进行查看，在出现畸变时，及时通过控制模块、检测机构和调节机构对图像采集器进行调整，从而保证采集图像的质量。
[0016]进一步地，移动小车为履带式小车，在履带式小车上设置有与控制模块电连接、用于启动机械臂升降和转动的升降按钮和转动按钮以及开启和关闭电动转动平台和检测机构的启动按钮。
[0017]进一步地，电动转动平台为电动云台；或者，电动转动平台包括固定在机械臂末端的悬挂架，悬挂架通过转轴转动连接有安装板，图像采集器和检测机构均固定在安装板上；转轴与安装架上固定的转动电机连接，转动电机与控制模块电连接。
[0018]上述技术方案的有益效果为：上述两种电动转动平台均可以实现图像采集器在竖直面的角度调整，其中电动云台调整时精准度更高，不过相对而言成本更高；另外一个形式的电动转动平台精度稍微差一些，不过成本相对更便宜。
附图说明
[0019]图1为铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置的立体图。
[0020]图2为图像采集器和检测机构通过电动转动平台安装在机械臂上的结构示意图。
[0021]其中，1、移动小车；11、按钮；2、调节机构；21、机械臂；22、升降机构；221、外套筒；222、内套筒；23、电动转动平台；231、悬挂架；232、安装板；233、转动电机；3、图像采集器；4、检测机构；41、支撑架；42、发射器；43、接收器。
具体实施方式
[0022]下面对本技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本技术，但应该清楚，本技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本技术构思的技术创造均在保护之列。
[0023]实施例1
[0024]如图1所示，铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置包括图像采集器3和检测机构4，图像采集器3和检测机构4安装于带着其升降和旋转的调节机构2上，调节机构2安装于移动小车1上；本方案优选图像采集器3为摄像机。
[0025]如图2所示，检测机构4包括固定于调节机构2上的支撑架41，支撑架41 的中心设置有发射器42，发射器42外侧的支撑架41的同一圆周上等间距设置有若干接收器43，图像采集器3、检测机构4、接收器43和发射器42均与控制模块电连接。
[0026]本方案的控制模块可以为移动小车1的车载电脑，若移动小车1没有车载电脑，且移动小车1空间较大时，也可以直接采用一台电脑；由于本方案的装置只需要将图像采集回来，在该过程需要的控制相对简单，也可以选用成本相对比较低的处理芯片，比如处理器模块1769
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L24ER
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QB1B。
[0027]本方案在对边坡浆砌片石病害图像进行采集时，首先移动小车1带着图像采集器3运动至待图像采集处，操作人员通过调整调节机构2，使图像采集器3 大致与浆砌片石位于同于平面，之后通过检测机构4确定图像采集器3的镜头与浆砌片石间是否垂直度，在不垂直时，通过控制模控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置，其特征在于，包括图像采集器和检测机构，所述图像采集器和检测机构安装于带着其升降和旋转的调节机构上，所述调节机构安装于移动小车上；所述检测机构包括固定于调节机构上的支撑架，所述支撑架的中心设置有发射器，所述发射器外侧的支撑架的同一圆周上等间距设置有若干接收器，所述图像采集器、检测机构、接收器和发射器均与控制模块电连接。2.根据权利要求1所述的铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置，其特征在于，所述调节机构包括机械臂及安装在移动小车上的升降机构，所述机械臂通过带动其在水平面上旋转的旋转电机安装于升降机构上，所述机械臂上设置有带着图像采集器和检测机构在竖直面转动的电动转动平台；所述支撑架固定于所述电动转动平台上；所述升降机构、旋转电机和电动转动平台均与控制模块电连接。3.根据权利要求2所述的铁路边坡浆砌片石病害图像采集装置，其特征在于，所述升降机构为电动推杆；或者，所述升降机构包括固定在所述移动小车上的外套筒，所述外套筒内嵌套有内套筒，所述外套筒内固定有与控制模块电连接的伺服电机，所述伺服...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘怀志，牛云彬，杨涤夫，薛智洋，高飞，郭熙龙，张宗宇，苏谦，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：