火狐体育首页进入:一种依据一字线激光器的结构光带拼接体系的制造办法

　　本实用新型触及地道检测技术领域，详细触及一种依据一字线激光器的结构光带拼接体系。

　　为了确保机车车辆在铁路线路上运转的安全，防止机车车辆碰击附近线路的修建物和设备，而对机车车辆和挨近线路的修建物、设备所规则的不允许逾越的概括尺度线，称为限界。在铁路《技规》中更是做出了明确规则：全部修建物、设备，在任何状况下均不得侵入铁路的修建限界。铁路修建限界丈量的准确性十分重要，直接联系到铁路扩展货物运送的安全性和运送收入的增加。以往某些区段限界尺度丈量不准确，导致一些扩展货物运送有必要绕行或拒运，构成铁路运能的糟蹋和运送收入的丢失。

　　铁路修建限界大多运用如“吊绳”、“触杆”、“皮尺”等手艺办法进行丈量，费时吃力，丈量精度低。跟着铁路电气化线路迅速发展，传统的丈量手法现已无法习惯快速、准确、安全的铁路地道限界检测要求。

　　操控激光器体系作业、并依据激光器体系反应信号操控图画传感器作业的操控体系；

　　激光器体系电源的输出端衔接激光器体系的一个输入端，激光器体系的另一个输入端衔接操控体系的输出端，激光器体系的输出端衔接操控体系的输入端，操控体系的操控输出端衔接图画传感器体系的操控输入端，图画传感器体系的信号输出端衔接操控体系的信号输入端。

　　所述图画传感器体系包含别离拍照地道洞壁同一断面不同方位的多个图画传感器。

　　2、照耀两根钢轨的激光照耀平面与主激光平面调整在同一平面内，这样激光器发射出的激光光束就能够掩盖地道概括360°的限界丈量规模；

　　3、激光器体系电源实践用12路，剩下3路备用，一旦呈现毛病时，可便利的转换到备用电源上供电；

　　4、图画传感器体系中每台CCD摄像机吸取地道断面的一部分，能拼接成完好断面。

　　图2是本实用新型详细施行办法的依据一字线激光器的结构光带拼接体系结构框图；

　　操控激光器体系作业、并依据激光器体系反应信号操控图画传感器作业的操控体系；

　　激光器体系电源的输出端衔接激光器体系的一个输入端，激光器体系的另一个输入端衔接操控体系的输出端，激光器体系的输出端衔接操控体系的输入端，操控体系的操控输出端衔接图画传感器体系的操控输入端，图画传感器体系的信号输出端衔接操控体系的信号输入端。

　　激光器体系包含别离检测地道洞壁同一断面不同方位的多个激光器。本施行办法选用氦氖激光器作为地道检测车的丈量光源。氦氖激光器具有结构简略、功用牢靠、运用便利的特色，一起能发射出具有方向性好、发散角小、亮度高、光强散布安稳等长处的激光光束。氦氖激光的输出波长为632.8nm的可见红光，便于人眼的调查、调整和CCD芯片感光。为了使照耀到地道壁上的激光具有满足的亮度，选用长度适宜的氦氖激光管。

　　为确保掩盖全地道洞壁，激光器体系选用10台氦氖激光器，10台激光器放置于检测车体内部同一断面的不同方位，检测车体为全体承载，不允许将车体中心横断，这样给激光器的布局带来必定的难度。为了不损坏车体承载，在车窗口、车顶制造两个500×400的铁拉窗。10台激光器所成光路如图1所示，4个用于照耀地道洞上壁的激光器设备在检测车顶部，检测车车体两边别离设备3个用于照耀地道洞侧壁的激光器，10个激光器的激光照耀平面在同一平面内，构成主激光平面。激光器体系还包含2个用于照耀钢轨的激光器，设备在检测车车体梁下端，这2个激光器的激光照耀平面与主激光平面调整在同一平面内，12个激光器发射出的激光光束掩盖地道概括360°的限界丈量规模，确保了吸取地道断面的完好性。用于照耀钢轨的激光器，扩束视点为25度。

　　激光器体系电源选用柴油发电机组，共供应15路激光电源，其间的12路为实践用激光电源，剩下3路备用，一旦呈现毛病时，可便利的转换到备用电源上供电。激光器体系耗电量为1.3kW。激光器体系的操控箱设备在地道检测车内的激光丈量构架的后端。激光管作业电压为直流6000V。操控箱将220V交流电转换为6000V直流电供应激光管。

　　为了使激光在远近间隔不同较大的地道洞壁上会焦呈环形光带，构成精细的丈量基准概括线，有必要使各个激光器发射的光束准确的照耀在同一个空间平面上，这就要求它们相对方位应是安稳不变的。为此，特别能够规划用于准确调整氦氖激光管方位的激光管调理组织，调理十二台激光发射器拼接完好笔直断面，具有多向微动功用，加工工艺杂乱，制造、设备的精度、难度很高。通过调理激光管位移设备，使各个激光管相对方位坚持准确无差错，然后确保激光管宣布的激光光带一直在同一空间平面上。

　　氦氖激光管发射的光是圆形细光束，通过扩束调焦镜头散射成扇形激光面，激光扩束镜首要有两个用处：一是扩展激光束的直径；二是减小激光束的发散角。扇形激光面的视点能够扩至68度，其光强联系式为：

　　为使检测地道时激光光束聚集在地道洞壁上呈环形光带，首要有必要在高铁地道检测车标定仓库对激光光带进行校准作业。通过对每个激光管发射出的激光光束的掩盖规模、发射视点、激光亮度、光束宽度等参数进行准确调理，最终使激光在远近间隔不同较大的地道洞壁会焦呈环形光带。

　　图画传感器体系包含别离拍照地道洞壁同一断面不同方位的多个图画传感器。图画传感器体系包含11个图画传感器，3个用于拍照地道洞上壁的图画传感器设备在检测车顶部，检测车车体两边别离设备3个用于拍照地道洞侧壁的图画传感器，2个用于拍照钢轨的图画传感器，11个图画传感器吸取的地道断面图画拼接成整个地道概括线。

　　CCD（Charge Coupled Devices）图画传感器是70年代发展起来的半导体器材，其杰出的特色是电荷作为信号。CCD一般分为线阵和面阵两大类型。CCD摄像机的作业进程分为四步：第一步光积分期，这期间CCD像元把入射光量子按份额转换成光生电荷；第二步是在光积分的一起，把每个像元发生的光电荷存储，在相应的光敏二极管势阱中，完结电荷存储；第三步是在曝光完毕后，把存储的光生电荷沿CCD移位寄存器转移到输出区完结电荷转移；第四步是在读出放大器中把光生电荷顺次转变成相应的视频信号，完结信号读出。

　　CCD器材在丈量中有两种收集图画数据的办法：一种是直接选用CCD的各像元数据通过剖析每个CCD像元的灰度进行丈量，在这种办法中，CCD的分辨率决议了丈量的分辨率，线阵CCD便是这个原理；另一种办法是使用电视制式的CCD摄像机，使用视频收集卡收集图画，微机进行剖析处理完结丈量，这种办法相对老练，运用便利。

　　本体系选用的CCD摄像机是工业用面阵CCD摄像机，型号为MTV—1881。详细参数如下：

　　CCD成像体系布局：由于被测地道净空较大，为了进步丈量精度，选用11台CCD摄像机，每台CCD摄像机吸取地道断面的一部分。然后再拼接成完好断面。11台CCD摄像机的设备方位如图3所示，1#、9#CCD摄像机吸取地道下部断面图画，下倾角16.7度，外倾角21度；2#、8#CCD摄像机吸取1.6～3.2米高度断面图画，水平倾角0度，外倾角21度；3#、7#摄像机吸取3.2～5.2米高度断面图画，上倾角13度，外倾角21度；4#、6#CCD摄像机吸取地道顶部两边断面图画，上倾角30度，外倾角20度；5#摄像机吸取地道顶部中心方位断面图画，上倾角33.7度，水平倾角0度；10#、11#CCD摄像机吸取钢轨顶面及内面图画，下倾角30度。

　　由于CCD镜头畸变首要发生在镜头的边际，当选用一台CCD摄像机进行丈量时，而地道断面的图画刚好落在镜头的边际，此刻镜头畸变较大，发生较大的丈量差错，为防止这一状况，体系选用多台CCD摄像机吸取地道断面概括线，每台CCD摄像机只吸取一部分，使每台CCD摄像机的这一部分不通过镜头的边际。多台相机组合，兼并相机之间重合部分，拼接成整个地道概括线，这样就能够大大削减镜头畸变带来的差错。

　　由于体系精度和设备方位的要求，对地道净空的丈量需求多路CCD摄像机拼接来共同完结，一起为确保在车体运转进程中，CCD摄像机和激光器仍需坚持固定的方位联系，因而能够将其设备在同一丈量架构上。CCD摄像机支臂设备在检测构架上，支撑CCD摄像机探出车体外进行检测，它的旋转和歪斜视点对检测数据影响非常大，有必要通过准确的规划、制造和设备。

　　各CCD摄像机丈量规模如图4所示：图中矩形表明每个摄像头成像规模，暗影部分表明成像堆叠部分。由于每两个CCD摄像机相互存在堆叠的丈量规模，所以确保丈量地道断面的完好性。