[发明专利]一种大视场异物检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种大视场异物检测装置及方法，通过利用安装于相机前的中空内部抛光反射镜，完成对装置前后场景的同时捕捉，从而实现对相机视场范围的扩展。本发明利用反射镜通过单个相机的单次拍摄完成了对视场的扩展，装置结构简单，成本低，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种大视场异物检测装置及方法，适用于地铁隧道等各种需要大范围检测的领域，属于轨道交通安全技术领域。

背景技术

视场是光学成像系统的重要参数之一，它与分辨率一起决定了光学成像系统所能获得的信息量。受光学成像系统原理的限制，光学成像系统很难达到180°以上的成像范围，而在视频监控、军事军工和生物医学等领域，常规成像系统的视场大小往往不能满足应用需求，故需要追求更大视场范围的成像系统。

大视场范围成像方法主要可分为两类——扫描拼接成像法和直接拍摄成像法。扫描拼接成像法可分为单镜头扫描拼接和多镜头同时拍摄拼接，其中前者需要多次采集图像，存在时延，速度慢，且由于扫描过程抖动的存在，成像质量差；后者系统成本高、体积大，在应用上存在局限性。直接拍摄法采用同一套光学成像镜头和探测器，对场景一次成像，速度快，效率高，是目前的研究热点，具有广泛的应用前景。

而在地铁隧道异物检测领域，为避免检测装置安装在隧道顶部时，装置意外脱落造成隧道异物入侵事故，往往将检测装置安装于隧道侧壁，而安装于侧壁的装置往往只能拍摄到隧道一侧的异物情况，对安装侧的异物情况不能实现很好地拍摄与监控。为了满足节约成本以及减少风险的需要，需要研究有更大视场范围的直接拍摄法光学成像系统用于地铁异物检测。

发明内容

针对上述需求，本发明公开了一种大视场异物检测装置及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

设计一种大视场异物检测装置，包括中央处理器、数据存储模块、通讯模块、驱动模块、电源模块、成像模块，所述中央处理器分别与数据存储模块、通讯模块、驱动模块、电源模块、成像模块相连。

进一步地，所述的大视场异物检测装置，在运行中由驱动模块控制在指定位点停留，由成像模块拍摄图像，并将拍摄到的图像与存储在数据存储模块中预先拍摄的无异物图像，经过中央处理器进行比对分析来判断有无异物，再将判断结果输送至通讯模块中，由通讯模块传输至控制中心。

进一步地，所述的大视场异物检测装置运行于安装在侧壁的专用轨道上，由驱动模块控制其在轨道上行进和停留。

进一步地，所述通讯模块与中央处理器相连，接收中央处理器的处理结果信息，并将该信息发送至控制中心，由控制中心决定进一步处理措施。

进一步地，所述成像模块，包括以下部件：

光源，其用于生成光对场景进行照明；

反射镜，其为中心旋转对称结构，中空且内部抛光为镜面，用于反射光线；

相机，用于接收光线并成像。

进一步地，所述反射镜由一个中心旋转对称的圆台构成，圆台上下底面均开口，来自装置正前方侧壁的光线直接穿过反射镜中空部分被相机光敏面接收，来自与装置同侧的侧壁的光线经过反射镜反射后再被相机光敏面接收。

进一步地，所述反射镜下底面靠近相机，并与相机光敏面平行，圆台内部挖空，并将内壁抛光，用作反射镜。

进一步地，所述反射镜的轴和相机的光轴是一致的。

进一步地，所述反射镜除了能使用圆台形结构，还能使用棱台形结构，棱台上下底面均开口，下底面靠近并平行于相机，内侧抛光。

进一步地，所述反射镜除了能使用圆台形和棱台形结构，还能使用多块平面镜拼接形结构，能根据需要选择任意多块平面镜围绕光轴放置，单块平面镜的角度可调节以满足需要。