[實用新型]一種軌道可視化巡檢雙光譜二維與三維融合成像裝置

有效

• 申請號: 201921693284.1
• 申請日: 2019-10-11
• 公開（公告）號: CN211785175U
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 左麗瑪
• 申請（專利權）人: 成都精工華耀科技有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/64;G01N21/958
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種軌道可視化巡檢雙光譜二維與三維融合成像裝置，由2個線結構光發生器、1臺線陣攝像機、1臺雙光譜3D成像模塊組成；

所述線結構光發生器用于產生錐形片光，其中，第1線結構光產生的片光P1厚度不小于2mm，片光P1平面與線陣攝像機成像平面共面，為線陣攝像機提供照明；第2線結構光產生的片光P2厚度不超過1mm，片光P2平面與片光P1平面平行，片光P2為雙光譜3D成像模塊提供照明；

所述片光P1的波長為c1，c1的取值范圍為：200-1000nm；

所述片光P2的波長為c2，c2的取值范圍為：200-400nm；

所述片光P1、P2垂直于軌道平面照射，投射平面與軌道縱向垂直；

所述線陣攝像機為單色線陣攝像機，在線陣攝像機前端加裝波長為c1的窄帶濾光片；

所述線陣攝像機的成像平面垂直于軌道平面、且與軌道縱向垂直，線陣攝像機具有外部觸發接口，接受里程編碼脈沖信號，沿軌道縱向對軌道表面進行線陣掃描成像，獲取軌道表面二維圖像；

所述雙光譜3D成像模塊由1個同軸分光器和2臺3D攝像機組成；

所述同軸分光器為分光棱鏡，透射波長為c2的光線，反射波長范圍為c3～c4的光線，用于將入射光線分離為不同顏色光線，c3、c4取值范圍為400-1000nm；

所述2臺3D攝像機中，第1臺3D攝像機位于分光棱鏡的透射光路上，第2臺3D攝像機位于分光棱鏡的反射光路上，2臺3D攝像機的成像光軸相互垂直；第1臺3D攝像機前端加裝波長為c2的窄帶濾光片，對片光P2投射在軌道表面的光條成像；第2臺3D攝像機前端加裝波長為c3～c4的帶通濾光片，對片光P2投射到軌道表面后的輻射光進行成像；

所述第1臺3D攝像機的成像光軸與片光P2在鋼軌縱向平面內角度為a，a的取值范圍為20-80度；

所述3D攝像機為基于FPGA或DSP或ARM的嵌入式處理系統，具有線結構光3D測量功能，計算并輸出拍攝光條處軌道表面三維數據；

所述3D攝像機具有外部觸發接口，接受里程編碼脈沖信號，沿軌道縱向對軌道表面進行三維掃描成像，獲取軌道表面三維形貌數據。

2.根據權利要求1所述的一種軌道可視化巡檢雙光譜二維與三維融合成像裝置，其特征在于，當片光P1和片光P2的波長相等時，即c1＝c2，片光P1的照射區域不能出現在雙光譜3D成像模塊的成像視場中。

3.根據權利要求1所述的一種軌道可視化巡檢雙光譜二維與三維融合成像裝置，其特征在于，所述片光P1、片光P2和線陣攝像機沿軌道橫向方向共線設置，片光P1、片光P2的照射平面與線陣攝像機的成像平面共面，片光P1、片光P2的波長不相等:c1≠c2。

4.根據權利要求1所述的一種軌道可視化巡檢雙光譜二維與三維融合成像裝置，其特征在于，在雙光譜3D成像模塊的前端增加一塊反射鏡，對雙光譜3D成像光路進行折疊，以縮短雙光譜3D成像模塊到片光P2的距離，進而縮短整個裝置在軌道縱向上長度，具體結構是：在原3D成像光路上安置一塊反射鏡，在反射鏡的反射光路上安置雙光譜3D成像模塊；所述反射鏡反射光譜范圍為：200-1000nm。

5.根據權利要求4所述的一種軌道可視化巡檢雙光譜二維與三維融合成像裝置，其特征在于，片光P1、P2可以通過合色鏡進行合束，得到雙波長片光P12，雙波長片光P12平面垂直于軌道表面和鋼軌縱向；所述合色鏡透射波長為c1光線，反射波長為c2的光線；在第1線結構光發生器的光路上設置合色鏡，片光P1與合色鏡鏡面成45度角入射；第2線結構光發生器水平放置，片光P2與片光P1投射方向垂直、與合色鏡鏡面成45度角入射；合色鏡透射片光P1、反射片光P2，在片光P1平面內產生雙波長合色片光P12。