[实用新型]一种双光谱成像铁轨及扣件异常检测装置

权利要求书

1.一种双光谱成像铁轨及扣件异常检测装置，其特征是：由一个可见光摄像机、一个红外摄像机、一个二向色镜、三个面光源、一个工控机组成；

所述可见光摄像机、红外摄像机、二向色镜构成双光谱同轴成像装置，可见光摄像机的光轴与铁轨纵向垂直，红外摄像机光轴与铁轨纵向平行，可见光摄像机光轴与红外摄像机光轴垂直；二向色镜位于入射光路上、用于将入射光线分离为可见光与近红外混合光、中远红外光分别送入可见光摄像机和红外摄像机，二向色镜的分光面与可见光摄像机和红外摄像机的光轴成45度角；调整可见光摄像机、红外摄像机到二向色镜分光面的距离，使可见光摄像机拍摄的纹理图像与红外摄像机拍摄的红外图像视场重合；

所述双光谱同轴成像装置位于铁轨上方，成像视场覆盖铁轨及两侧扣件区域；

所述三个面光源照射范围不重叠，其中两个面光源分别位于铁轨两侧扣件上方，为扣件区域照明，一个面光源位于铁轨上方，与铁轨纵向成a角度入射，与可见光摄像机构成暗场照明，其中，a取值范围为10～90度；

工控机位于车厢内，与可见光摄像机和红外摄像机连接，用于采集铁轨及扣件表面双光谱图像，并基于双光谱成像装置获取的纹理图像和红外热图像进行铁轨及扣件异常检测。

2.根据权利要求1所述的双光谱成像铁轨及扣件异常检测装置，其特征是：光源采用单波长或窄带光谱范围光源，波长范围为800～1000nm，并在可见光摄像机前端设置与该光源波长相等的窄带滤光片，用于滤除环境光。

3.根据权利要求2所述的双光谱成像铁轨及扣件异常检测装置，其特征是：可见光摄像机选用可见光线阵摄像机，红外摄像机选用红外线阵摄像机，构成双光谱线阵成像装置；

所述可见光线阵摄像机的成像分辨率不低于1024像素，光谱感知范围为400nm～1000nm，红外线阵摄像机的成像分辨率不低于1024像素，红外线阵摄像机的温度灵敏度不低于0.5℃；

所述可见光线阵摄像机和红外线阵摄像机位于铁轨正上方、光轴垂直于路面、成像切片垂直于铁轨纵向，拍摄视场重合且覆盖铁轨及两侧扣件区域；

所述线阵摄像机成像切片是指：线阵摄像机中线阵图像传感器中成像区域与镜头光心构成的平面。

4.根据权利要求3所述的双光谱成像铁轨及扣件异常检测装置，其特征是：将位于扣件上的两个面光源改为平行光线光源，位于铁轨上方的面光源选用平行光面光源；两个平行光线光源照射区域覆盖双光谱线阵成像装置的线阵成像区域；增加一个车轮转动角度编码器固定在车轮转动轴上，对车轮转动角度编码并产出触发信号用于驱动可见光线阵摄像机和红外线阵摄像机同步成像。

5.根据权利要求4所述的双光谱成像铁轨及扣件异常检测装置，其特征是：分别在列车底部、左右铁轨上方，各设置一套双光谱线阵成像装置，对左右铁轨及其两侧扣件区域进行扫描成像。

6.根据权利要求5所述的双光谱成像铁轨及扣件异常检测装置，其特征是：在左右两侧车轮上各安装一个车轮转动编码器，分别驱动左右两侧双光谱线阵成像装置。