[实用新型]一种轨道可视化巡检成像系统

权利要求书

1.一种轨道可视化巡检成像系统，其特征在于，该系统包含：

1台2D成像模块A(4)，位于所述轨道的道床中心正上方；

2台2D成像模块B(3-1、3-2)，位于所述轨道的两侧钢轨中心正上方，与所述2D成像模块A呈一字排列；以及

3台3D成像模块(5-1、5-2、5-3)，该3台3D成像模块的线结构光位于同一平面，并分别位于所述轨道的两侧钢轨中心正上方和道床中心正上方；

其中，3台2D成像模块成像区域部分重叠，对轨道进行全断面2D扫描成像；3台3D成像模块成像区域部分重叠，对轨道进行全断面3D扫描成像。

2.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述2D成像模块A由线结构光发生器(6)和线阵摄像机(7)组成，线阵摄像机成像平面(9)与线结构光(8)照射平面共面。

3.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述2D成像模块B由线结构光发生器(6)、线阵摄像机(7)和半透半反镜(12)组成；

其中，线结构光发生器(6)平行放置于所述轨道平面，线阵摄像机(7)垂直放置于所述轨道平面，半透半反镜(12)与线结构光(8)和线阵摄像机成像平面(9)各成45度角。

4.如权利要求3所述的成像系统，其特征在于，所述线结构光发生器(6)的光心与线阵摄像机(7)的光心位于钢轨横截面中轴线(13)上，线阵摄像机光心到所述轨道的钢轨顶面的光路距离不小于500mm，线结构光的光心到钢轨顶面的光路距离不小于500mm。

5.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述3D成像模块由线结构光发生器(6)和3D摄像机(14)组成；

其中，线结构光发生器(6)垂直放置于所述轨道的钢轨顶面，产生垂直于钢轨纵向的线结构光，3D摄像机斜向下拍摄线结构光。

6.如权利要求5所述的成像系统，其特征在于，所述线结构光发生器(6)的光心与3D摄像机(14)的光心位于所述轨道的钢轨横截面中轴线上，线结构光的光心、3D摄像机的光心到钢轨顶面的光路距离不小于500mm。

7.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述2D成像模块B中还包含：

位于线结构光发生器(6)出光口距离L处的宽度为W的反射镜(15)；以及

斜向下照射的线光源(16)；

其中，反射镜(15)与线结构光平面的夹角为g，g不小于5度，将线结构光斜向下反射；线光源照射平面(18)与线阵摄像机成像平面的夹角为a，a的取值范围为60-90度；W＝L/H*U，单位为mm，其中，H为线结构光发生器(6)光心到钢轨顶面的光路距离，U为钢轨顶面宽度。

8.如权利要求7所述的成像系统，其特征在于，所述3D成像模块的线结构光波长为n1，2D成像模块的线结构光波长为n2、线光源的波长为n3，n1≠n2，n2＝n3，且在3D摄像机前端设置波长为n1的窄带滤光片。

9.如权利要求7所述的成像系统，其特征在于，所述线光源为LED线形光源、LED线形平行光源和激光器线结构光中任一种，在钢轨表面的照射区域不小于20*Umm。

10.如权利要求7所述的成像系统，其特征在于，所述2D成像模块B的线阵摄像机(7)、线结构光发生器(6)放置于3D成像模块线结构光发生器(6)一侧，线光源(16)放置于3D成像模块的3D摄像机(14)下方，并将其封装于工装A(20)；将2D成像模块A的线阵摄像机(7)、线结构光发生器(6)放置于3D成像模块线结构光发生器一侧，并将其封装于工装B(21)。