[实用新型]一种紧凑型轨道二维与三维成像装置

摘要

为获取轨道可视化巡检所需的二维图像与三维形貌数据，本实用新型公开一种紧凑型轨道二维与三维成像装置。该系统由片光发生器、线阵成像单元、3D成像单元、支撑装置和外壳组成，其中片光发生器通过多个光源拼接产生两个片光，分别为线阵成像单元、3D成像单元提供照明。线阵成像单元与3D成像单元沿轨道纵向进行线阵扫描成像和三维扫描，获取轨道表面二维图像和三维形貌数据。进一步，将线阵成像单元、片光发生器进行集成，并采用光路折叠方法缩短3D成像单元长度，最终缩短成像系统沿轨道方向上长度，提供紧凑的轨道二维与三维成像系统。

主权项

1.一种紧凑型轨道二维与三维成像装置，其特征在于，由片光发生器、线阵成像单元、3D成像单元、支撑装置和外壳组成；所述片光发生器用于产生两个片光P1、P2，片光P1的宽度不小于2m，厚度不超过1mm，片光P2的宽度不小于2m、厚度小于2mm；所述片光发生器具有供电接口、开关接口、功率调节接口，可控制开启、关闭片光，并调节片光功率；所述线阵成像单元用于对轨道进行线阵扫描成像，由n台线阵摄像机组成，n台线阵摄像机的成像平面共面，且成像平面位于片光P2照射范围内；所述线阵成像单元具有供电接口、控制接口、数据传输接口，可控制线阵成像单元开闭、参数设置、控制信号输入、数据传输；所述3D成像单元由n台3D摄像机组成，3D摄像机的光轴与片光P1平面成角度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，拍摄片光P1投射在轨道表面的光条，计算和输出光条位置处轨道表面三维数据；所述3D成像单元具有供电接口、控制接口、数据传输接口，可控制3D成像单元开闭、参数设置、控制信号输入和数据传输；所述线阵成像单元、3D成像单元通过控制接口输入外部触发脉冲信号，沿轨道纵向平移，可实现轨道全断面二维与三维成像扫描；所述片光发生器、线阵成像单元、3D成像单元相对位置固定，刚性连接到支撑装置上；所述外壳为矩形、密封壳体，外壳固定在支撑装置上，外壳底部紧邻3D摄像机和线阵摄像机的入光口、片光P1和片光P2出光口位置处设有光学窗口，外壳顶部有翅片，外壳内部通过导热结构固连到片光发生器、线阵成像单元、3D成像单元的发热器件上，将这些设备产生的热量散发到空气中；所述支撑装置为钢材或航空铝材或钛合金或碳纤维材料；所述外壳和翅片为铝合金材料，外壳与翅片接触面填充硅油，导热结构为异性件，导热结构材料为铜或石墨烯，导热结构与发热器件的接触面填充硅油；所述n的取值范围为3‑9。