[實用新型]一種軌道可視化巡檢RGBD成像裝置

有效

• 申請號: 201821655667.5
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN209606343U
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 左麗瑪;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 成都精工華耀科技有限公司
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95;G01N21/88;B61K9/08;B61K9/10;H04N9/04;H04N5/247;H04N5/232;H04N13/204
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為獲取軌道表面彩色圖像與三維形貌數據，本實用新型公開一種軌道可視化巡檢RGBD成像裝置。它由RGBD成像模塊、成像控制模塊、數據采集與融合模塊、支撐裝置和遮光罩組成。其中，RGBD成像模塊含有RGB線陣攝像機、白光照明光源、3D攝像機和線結構光發生器，對軌道進行彩色和三維成像；遮光罩用于遮擋外部環境光；成像控制模塊用于成像控制；數據采集與融合模塊用于數據采集和融合，得到整個軌道斷面彩色圖像和三維形貌數據。本實用新型可為軌道可視化巡檢提供彩色圖像和三維形貌數據，為軌道可視化巡檢提供有效數據。

技術領域

本實用新型涉及一種鐵路基礎設施檢測領域的設備，具體指一種軌道可視化巡檢RGBD 成像裝置。

背景技術

鐵路是國家運輸大動脈，在國民經濟、國民出行、國防運輸等諸多領域發揮著重大價值。軌道是鐵路運輸的基礎設施，軌道由道床系統、鋼軌系統、扣件系統組成。軌道在長期運行過程中，鋼軌系統會裂紋、龜裂等缺陷，扣件系統會產生螺栓松動、彈條斷裂、彈條脫落等缺陷，道床系統會存在裂紋、斷裂等缺陷。

近年來，隨著城市地鐵的快速發展，為了保證城市地鐵安全運行，每天晚上24:00-4:00 之間，地鐵必須對軌道進行安全巡視檢測。巡視檢測內容除常規軌道病害(扣件松動、鋼軌破損、道床裂紋等)以外，還需重點查看是否存在道床異物(乘客遺漏的物品：手機、水瓶等)干擾。目前，國內地鐵運行公司多采用人工巡道方式進行檢查，每人每晚最多查看3km里程，對整個軌道進行巡視需要大量巡道工人，而增加地鐵運行成本。更重要的是：受人為因素干擾，人難以準確、客觀地查找出缺陷。

為此，針對軌道日常安全巡檢需求，必須開展快速、智能、高效的軌道巡檢技術研究。近期，有學者嘗試將線陣掃描成像技術應用于軌道巡檢中，獲取軌道灰度圖像，采用圖像處理方法對扣件、道床病害進行自動識別。但是，灰度圖像只有紋理信息，沒有顏色信息，對于道床異物的檢測和判別精度較低，也不利于后期人工復核。為此，從提升巡檢質量的角度來看，還需要獲取軌道表面彩色圖像。此外，對于扣件松動、道床異物等缺陷的檢測，深度成像方法獲取的三維形貌數據相比灰度圖像具有更好的判別性，更能提升檢測的準確度。比如：扣件螺栓松動，在深度圖像中，可直接度量螺栓的高度值，但是在灰度圖像中卻很難區分螺栓的高度值。因此，將深度成像技術引入軌道巡檢中，獲取軌道三維形貌數據，可為軌道可視化巡檢提供更加有效和可靠的數據。

為此，本實用新型公開一種RGBD成像裝置，用于同時獲取軌道表面彩色圖像(RGB)和深度圖像(D)。

實用新型內容

為同時獲取軌道表面彩色圖像和三維形貌數據，本實用新型提供一種軌道可視化巡檢 RGBD成像裝置。

本實用新型的技術方案是：成像裝置由RGBD成像模塊、成像控制模塊、數據采集與融合模塊、支撐裝置和遮光罩組成。

所述RGBD成像模塊由n1臺彩色成像裝置、n2臺深度成像裝置組成，其中n1臺彩色成像裝置通過視場拼接，對整個軌道表面進行RGB彩色成像，n2臺深度成像裝置通過視場拼接，對整個軌道表面進行深度成像，獲取鋼軌系統、道床系統和扣件系統的三維形貌數據。

所述n1臺彩色成像裝置、n2臺三維成像裝置之間位置固定且剛性連接，n1、n2的取值范圍為1～9。

所述彩色成像裝置為彩色線陣掃描成像裝置，由線陣攝像機和照明光源組成；所述線陣攝像機為RGB彩色線陣攝像機；線陣攝像機的成像平面與軌道縱向垂直；所述照明光源發出白光，由位于線陣攝像機兩側的2個條形光源組成，條形光源由k個LED燈珠共線、串行排列而成，每1個LED燈珠前端設置1個聚光鏡，k1個LED燈珠發出光線以拼接方式實現長條形區域照明；2個條形光源拼接后，垂直向下照射軌道表面，照射區域完全覆蓋線陣攝像機成像區域，k1的取值范圍為5-100。

所述深度成像裝置為線結構光三維掃描裝置，由1個線結構光發生器和1臺3D攝像機組成。