[實用新型]一種輕量化軌道二維與三維融合成像裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821655663.7
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN209624408U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 左麗瑪;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 成都精工華耀科技有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;B61K9/08;B61K9/10
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1.一種輕量化軌道二維與三維融合成像裝置，其特征在于，由片光發(fā)生器、線陣成像單元、3D成像單元、支撐裝置和外殼組成；

所述片光發(fā)生器用于產(chǎn)生片光P，片光P的寬度不小于2.5m，厚度不超過1mm；

所述片光發(fā)生器由n1個線結(jié)構(gòu)光共面排布，實現(xiàn)照射區(qū)域的拼接，n1的取值范圍為3-100；

所述片光P與軌道縱向、軌道路面垂直，為線陣成像單元提供照明，為3D成像單元提供線結(jié)構(gòu)光；

所述線結(jié)構(gòu)光為單波長點激光器和柱面擴束鏡產(chǎn)生，點激光器用于產(chǎn)生點光源，柱面擴束鏡用于將點光源擴束為線結(jié)構(gòu)光；

所述線陣成像單元由n2個線陣攝像機組成，n2個線陣攝像機的成像平面共面、且成像平面與軌道縱向、軌道路面垂直，成像區(qū)域覆蓋整個軌道表面，以對軌道表面進行線陣掃描成像，n2的取值范圍為3-10；

所述線陣成像單元的成像平面與片光P平面共面；

所述3D成像單元由n3個3D攝像機、n3個反射鏡組成，n3的取值范圍為3-10；

所述3D攝像機為基于FPGA或DSP或ARM的嵌入式圖像處理系統(tǒng)，具有3D線結(jié)構(gòu)光測量功能，直接拍攝片光P的光條圖像，計算并輸出軌道3D剖面測量值；

所述反射鏡位于3D攝像機的成像光路上，用于對成像光路進行折疊，以縮短3D成像單元沿軌道縱向的長度；

所述3D成像單元成像光軸與片光P的角度為a，a的取值范圍為20-80度；

所述片光發(fā)生器、線陣成像單元、3D成像單元相對位置固定，剛性固定在支撐裝置上；

所述外殼固定在支持裝置上，外殼密封，可防塵、防潮，外殼頂部設(shè)有翅片，用于設(shè)備散熱，外殼底部在片光發(fā)生器出光口、線陣成像單元入光口、3D成像單元入光口位置處設(shè)有光線觀察窗；

所述激光器、線陣攝像機和3D攝像機通過導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)與外殼連接；

所述線結(jié)構(gòu)光的激光器、線陣攝像機、3D攝像機的供電接口與通信接口，匯總后從外殼側(cè)面引出，引出接口為多芯防水航空插頭。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量化軌道二維與三維融合成像裝置，其特征在于，所述片光發(fā)生器由5個線結(jié)構(gòu)光共線排布而成，其中4個線結(jié)構(gòu)光位于兩根鋼軌上方兩側(cè)，1個線結(jié)構(gòu)光位于軌道中心正上方。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量化軌道二維與三維融合成像裝置，其特征在于，所述線陣成像單元由3個線陣攝像機組成，其中2個線陣攝像機位于鋼軌正上方，1個線陣攝像機位于軌道中心正上方，3個線陣攝像機成像區(qū)域存在重疊、且完全覆蓋整個軌道表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種輕量化軌道二維與三維融合成像裝置，其特征在于，所述片光發(fā)生器中的5個線結(jié)構(gòu)光和線陣成像單元中的3個線陣攝像機共線放置，使3個線陣攝像機的成像平面與5個線結(jié)構(gòu)光平面共面。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種輕量化軌道二維與三維融合成像裝置，其特征在于，所述3D成像單元由3個3D攝像機、3個反射鏡組成，其中2個3D攝像機、2個反射鏡位于鋼軌正上方，1個3D攝像機、1個反射鏡位于軌道中心正上方，3個3D攝像機成像區(qū)域存在重疊、且完全覆蓋整個軌道表面。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種輕量化軌道二維與三維融合成像裝置，其特征在于，所述片光發(fā)生器中線結(jié)構(gòu)光激光器為高功率近紅外激光器，波長范圍為700-1000nm，并在線陣攝像機、3D攝像機前端加裝對應(yīng)波長的窄帶濾光片。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種輕量化軌道二維與三維融合成像裝置，其特征在于，所述外殼為輕質(zhì)材料；所述支撐裝置為輕質(zhì)、高剛度材料；所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)為高導(dǎo)熱材料；所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)與激光器、線陣攝像機和3D攝像機之間的接觸面填充導(dǎo)熱劑，所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)與外殼之間的接觸面填充導(dǎo)熱劑，所述外殼頂部的翅片與外殼接觸面填充導(dǎo)熱劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種輕量化軌道二維與三維融合成像裝置，其特征在于，所述外殼材料為鋁合金材料；所述支撐裝置材料為航空鋁材；所述導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)材料為銅或石墨烯；所述導(dǎo)熱劑為硅油。