[发明专利]用于高温狭窄腔体内部检测的视觉装置

说明书

一种视觉装置，包括：像素偏振相机(1)，设于高温狭窄腔体外部；高温光学镜筒(2)，设于高温狭窄腔体内部，高温光学镜筒(2)内部设有半透反射镜(3)、反射镜(4)、第一偏振镜(5)及第二偏振镜(6)，第一偏振镜(5)与第二偏振镜(6)的检偏角正交；物体反射的光线经第一偏振镜(5)偏振后，再经半透反射镜(3)反射，进入像素偏振相机(1)成像；物体反射的光线经第二偏振镜(6)偏振后，再经反射镜(4)反射，进入像素偏振相机(1)成像；频闪照明系统，用于设置像素偏振相机(1)在成像过程中的曝光时间。该装置满足高温狭窄腔体内部的检测，实现了小体积设备对高温内部的三维数字图像相关形貌、位移和变形测量。

技术领域

本发明涉及计算机视觉及监测领域，尤其涉及一种用于高温狭窄腔体内部检测的视觉装置。

背景技术

高温环境下机械构件的位移和应变在线检测需求广泛但难度较大，尤其对于航空涡轮发动机等封闭狭窄环境，留给检测设备的空间十分狭小，同时其环境温度可能在500到1200摄氏度之间，工况十分恶劣。其叶片在高速旋转工况下的应变场测量，一直以来是业界期待解决的关键问题。

常规立体数字图像相关或其它计算机双目立体视觉应用中，需要使用两台类似的相机，以一定的立体视角观察被测对象。为此，需要使用协调两台相机同时曝光的硬件同步器和专用支撑支架固定相机。其体积大，无法适应上述超高温狭窄腔体内部检测。常规单相机双目检测方法往往使用切分画面的双目观察装置使用相机的部分靶面成像，其视角较为有限，难以满足测量环境参数的限制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于现有的技术问题，本发明提出一种用于高温狭窄腔体内部检测的视觉装置，用于至少部分解决上述技术问题之一。

(二)技术方案

本发明一方面提供一种视觉装置，用于高温狭窄腔体内部的物体检测，包括：像素偏振相机1，设于高温狭窄腔体外部；高温光学镜筒2，设于高温狭窄腔体内部，上述高温光学镜筒2内部设有半透反射镜3、反射镜4、第一偏振镜5及第二偏振镜6，其中，上述第一偏振镜5与上述第二偏振镜6的检偏角正交；其中，物体反射的光线经上述第一偏振镜5偏振后，再经上述半透反射镜3反射，进入上述像素偏振相机1成像；物体反射的光线经上述第二偏振镜6偏振后，再经上述反射镜4反射，进入上述像素偏振相机1成像；频闪照明系统，用于设置像素偏振相机1在成像过程中的曝光时间。

可选地，其中像素偏振相机1为单靶面像素偏振相机或基于偏振分光的双高速相机。

可选地，单靶面像素偏振相机每秒可拍摄30～200帧，基于偏振分光的双高速相机每秒可拍摄2万帧～50万帧。

可选地，基于偏振分光的双高速相机包括分光装置，一对偏振片和两台高速相机。

可选地，频闪照明系统包括：频闪光源10、控制模块、频闪光源驱动电路以及频闪检测模块；控制模块用于根据指令控制频闪光源驱动电路驱动频闪光源发出按照预设频率闪烁的光，以控制像素偏振相机1在成像过程中的曝光时间；频闪检测模块用于对按照预设频率闪烁的光进行测量。

可选地，控制模块包括嵌入式微处理器及可编程逻辑阵列芯片。

可选地，频闪光源驱动电路包括可调电源、高速场效应晶体管及高速场效应晶体管驱动器。

可选地，频闪检测模块包括跨阻运算放大器及硅光二极管。

可选地，频闪照明系统还包括：弧形反光镜11，用于将频闪光源10发射的光线导入高温光学镜筒2。

可选地，上述高温光学镜筒2的外径大小为1厘米至2厘米。

(三)有益效果