CN105300996B - 一种警用线性痕迹激光检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种警用线性痕迹激光检测系统，警用线性痕迹激光检测系统包括计算机、控制器、步进电机驱动、电动滑台、电控角度位移台、微型行程开关、高精度激光位移传感器、显微摄像头。计算机通过USB与控制器通讯，控制器接收计算机的指令信号，对电动滑台、电控角度位移台和高精度激光位移传感器进行控制；微型行程开关加装在电动滑台的两端，对滑台进行行程控制；高精度激光位移传感器为计算机提供被测物截面高精度位移数据；显微摄像头为计算机提供被测截面放大后的高清图像，辅助激光检测的控制。本发明采用高精度激光测距技术与巧妙的光学成像相结合，实现对截面痕迹的高精度检测；本发明适用于警用线性痕迹激光检测系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种警用线性痕迹激光检测系统，属于警用器材创新领域。
背景技术
随着我国高速铁路的飞速发展，铁路沿线各类切割偷盗通信电缆、贯通地线的案件呈逐年上升的趋势，此类犯罪对高铁运输安全造成极大的隐患，是铁路公安机关重点打击对象。剪切类工具造成的线性痕迹是铁路沿线盗割案件中最常出现的一种痕迹，其具有不易破坏、难以伪装、出现率高，鉴定价值好等特点，对于认定案件性质，确定作案工具，证实犯罪嫌疑人具有重要意义。国内外的工具痕迹专家对于线性痕迹间的比对检验，多利用显微镜肉眼观察的方式对线性痕迹进行人为比对，以判断线缆(承痕体)断头表面粗大连贯线条间的吻合程度，工作量巨大且主观性较高，往往无法作为呈堂证供。
近年来兴起的单点激光位移测试方法，在工业测试领域得到了广泛的应用，其具有不损坏被测物体表面、不受光线环境影响、精度高、数据文件体积小、频响特性好等优于其他测量方式的特点。对于剪切类线性痕迹粗大连贯线条细节的非接触式精准测量是非常有效的。因此研究开发一套警用线性痕迹激光检测系统是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提出一种警用线性痕迹激光检测系统，采用高精度激光测距技术与巧妙的光学成像相结合，实现对截面痕迹的高精度检测；本发明适用于线性痕迹激光检测系统。
为了达到上述目的，本发明提出如下技术方案：
一种警用线性痕迹激光检测系统，包括计算机1、控制器2、步进电机驱动3、电动滑台4、电控角度位移台5、微型行程开关6、高精度激光位移传感器7、显微摄像头8，计算机1通过USB与控制器2通讯，控制器2接收计算机1的指令信号，对电动滑台4、电控角度位移台5和高精度激光位移传感器7进行控制；微型行程开关6加装在电动滑台4的两端，对电动滑台4进行行程控制；高精度激光位移传感器7为计算机1提供被测物截面高精度位移数据；显微摄像头8经过显微镜筒后为计算机提供被测截面放大后的高清图像，并参与激光检测的运动控制。
进一步，所述的控制器2主要采用增强型51单片机STC12C5A60S2作为核心控制芯片，集成了RS232转TTL功能，通过USB转RS232接口线实现控制器2与计算机1的通讯，进行指令与数据的传输；实现了对电动滑台4滑台位置和速度的高精度控制和对电控角度位移台5偏转角度的高精度控制。
进一步，所述的电动滑台4为含滑块的滚珠丝杠直线导轨加装有42步两相步进电机，丝杠规格为1204即丝杠直径12mm导程4mm，水平载重为50kg，往复精度为0.01mm；采用两个电动滑台4水平地相互垂直安装，其主要作用在于装载高精度激光位移传感器7，控制高精度激光位移传感器7前后左右位置的精确移动。
进一步，所述的电控角度位移台5为蜗轮副驱动，滚珠配合环形钢导轨运动，提供旋转角度调节。加装有42步两相步进电机和检测最大角度的霍尔传感器，实现电控角度调节并能有效防止超出旋转角度的有效范围。其电控角度位移台5的主要作用在于承载被检测物体，并精准调节检测截面与高精度激光位移传感器7移动平面保持平行。
进一步，所述的高精度激光位移传感器7采用的是CD33-L50-422型号的高精度激光位移传感器，其检测距离为47.3mm，检测范围为±5mm，分辨率为2.5μm。作用是当检测截面放置于高精度激光位移传感器7测量范围内时，就能测量高精度激光位移传感器7到检测截面的距离，随着高精度激光位移传感器7在检测截面上方平行移动，就能把激光所照射到检测截面的痕迹的的凸凹程度进行量化，并将量化的数据传输到分析系统分析。
进一步，所述的显微摄像头(8)采用CMOS技术成像的高清显微电子目镜摄像头，支持通用USB摄像头驱动，可用USB线向计算机1传输高清图像。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.本发明提出一种警用线性痕迹激光检测系统，采用高精度激光测距技术与巧妙的光学成像相结合，实现对截面痕迹的高精度检测，对于细微痕迹的提取和鉴定相比于传统方法有着明显优势。
2.本发明进行量化分析和存储，本发明适用于警用线性痕迹激光检测系统,鉴定迅速，准确，实现对痕迹的高精度检测。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的机械结构图；
图中：1-计算机、2-控制器、3-步进电机驱动、4-电动滑台、5-电控角度位移台、6-微型行程开关、7-高精度激光位移传感器、8-显微摄像头、9-底座、10-载物台、11-截头夹持器、12-镀反射膜透光镜、13-镜筒、14-测光灯。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示：一种警用线性痕迹激光检测系统，包括计算机1、控制器2、步进电机驱动3、电动滑台4、电控角度位移台5、微型行程开关6、高精度激光位移传感器7、显微摄像头8。计算机1通过USB与控制器2通讯，控制器2接收计算机1的指令信号，对电动滑台4、电控角度位移台5和高精度激光位移传感器7进行控制；微型行程开关6加装在电动滑台4的两端，对电动滑台4进行行程控制；高精度激光位移传感器7为计算机1提供被测物截面高精度位移数据；显微摄像头8为计算机提供被测截面放大后的高清图像，辅助激光检测的控制。
所述的控制器2主要采用增强型51单片机STC12C5A60S2作为核心控制芯片，集成了RS232转TTL功能，通过USB转RS232接口线实现控制器2与计算机1的通讯，进行指令与数据的传输；实现了对电动滑台4滑台位置和速度的高精度控制；实现了对电控角度位移台5偏转角度的高精度控制。所述的电动滑台4为含滑块的滚珠丝杠直线导轨加装有42步两相步进电机，丝杠规格为1204即丝杠直径12mm，导程4mm，水平载重为50kg，往复精度为0.01mm。采用两个电动滑台4水平地相互垂直安装，其主要作用在于装载高精度激光位移传感器7，控制高精度激光位移传感器7前后左右位置的精确移动。所述的电控角度位移台5为蜗轮副驱动，滚珠配合环形钢导轨运动，提供旋转角度调节。加装有42步两相步进电机和检测最大角度的霍尔传感器，实现电控角度调节并能有效防止超出旋转角度的有效范围。其电控角度位移台5的主要作用在于承载被检测物体，并精准调节检测截面与高精度激光位移传感器7移动平面保持平行。所述的高精度激光位移传感器7采用的是CD33-L50-422型号的高精度激光位移传感器，其检测距离为47.3mm，检测范围为±5mm，分辨率为2.5μm。作用是当检测截面放置于高精度激光位移传感器7测量范围内时，就能测量高精度激光位移传感器到检测截面的距离，随着高精度激光位移传感器7在检测截面上方平行移动，就能把激光所照射到检测截面的痕迹的的凸凹程度进行量化，并将量化的数据传输到分析系统分析。所述的显微摄像头8采用CMOS技术成像的高清显微电子目镜摄像头，支持通用USB摄像头驱动，可用USB线向计算机1传输高清图像。
如图2所示：一种警用线性痕迹激光检测系统，其机械结构主要包括底座9、载物台10、电控角度位移台5、截头夹持器11、镀反射膜透光镜12、高精度激光位移传感器7、镜筒13、显微摄像头8、侧光灯14、电动滑台4；底座9为一块厚钢板，主要承载整个仪器且起到防震的作用；载物台11在水平方向可以前后左右平移和360°旋转，在垂直方向可以升降调节；电控角度位移台5为两台相互垂直叠放在一起，可进行两轴的旋转，装置于载物台10上；截头夹持器11装置与电控角度位移台5上，主要夹持被检测的截头，经过调节载物台10可以使截头处于高精度激光位移传感器7测量范围的中心，经过调节电控角度位移台5可以使被检测的截头界面与高精度激光位移传感器7移动平面平行；镀反射膜透光镜12倾斜45°安装于高精度激光位移传感器7与被测截面之间，使得测量的激光可以穿透而不影响测量结果；镜筒13为显微镜的镜筒，水平平躺放置，加装显微摄像头8，经过镀反射膜透光镜12的反射可以得到被测截面完整的图像，并可以传输到计算机进行分析处理。侧光灯14主要从侧方照射到被测截面上，使得在显微镜中的到更明显的痕迹图像。电动滑台4的滑块上装载着高精度激光位移传感器7，可仪水平方向精确移动，对被检测截面的痕迹进行线性检测。
本发明提出一种警用线性痕迹激光检测系统，采用高精度激光测距技术与巧妙的光学成像相结合，实现对截面痕迹的高精度检测，对于细微痕迹的提取和鉴定相比于传统方法有着明显优势。同时，本发明还可以进行量化分析和存储，适用于警用线性痕迹激光检测系统，鉴定迅速，准确，实现对痕迹的高精度检测。
最终，以上实施例和附图仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (3)
1.一种警用线性痕迹激光检测系统，其特征在于：警用线性痕迹激光检测系统包括计算机（1）、控制器（2）、步进电机驱动（3）、电动滑台（4）、电控角度位移台（5）、微型行程开关（6）、高精度激光位移传感器（7）、显微摄像头（8），其中，计算机（1）通过 USB 与控制器（2）通讯，控制器（2）接收计算机（1）的指令信号，对电动滑台（4）、电控角度位移台（5）和高精度激光位移传感器（7）进行控制；微型行程开关（6）加装在电动滑台（4）的两端，对电动滑台（4）进行行程控制；高精度激光位移传感器（7）为计算机（1）提供被测物截面高精度位移数据；显微摄像头（8）经过显微镜筒后为计算机（1）提供被测截面放大后的高清图像，电控角度位移台（5）为蜗轮副驱动，滚珠配合环形钢导轨运动，提供旋转角度调节；电动滑台（4）为含滑块的滚珠丝杠直线导轨加装有 42步两相步进电机，丝杠规格为 1204即丝杠直径12mm ，导程 4 mm，水平载重为 50 kg，往复精度为 0.01 mm ；两个电动滑台（4）水平地相互垂直安装用于装载高精度激光位移传感器（7），并控制高精度激光位移传感器（7）前后左右位置的精确移动，电控角度位移台（5）加装有 42 步两相步进电机和检测最大角度的霍尔传感器，实现电控角度调节并能有效防止超出旋转角度的有效范围，其电控角度位移台（5）的主要作用在于承载被检测物体，并精准调节检测截面与高精度激光位移传感器（7）移动平面保持平行，所述的显微摄像头（8）采用 CMOS 技术成像的高清显微电子目镜摄像头，支持通用 USB 摄像头驱动，可用 USB 线向计算机（1）传输高清图像，警用线性痕迹激光检测系统还包括底座（9）、载物台（10）、截头夹持器（11）、镀反射膜透光镜（12）、镜筒（13），侧光灯（14），底座（9）为一块厚钢板，主要承载整个仪器且起到防震的作用；载物台（11）在水平方向可以前后左右平移和360°旋转，在垂直方向可以升降调节；电控角度位移台（5）为两台相互垂直叠放在一起，可进行两轴的旋转，装置于载物台（10）上；截头夹持器（11）装置于电控角度位移台（5）上，主要夹持被检测的截头，经过调节载物台（ 10） 可以使截头处于高精度激光位移传感器（ 7） 测量范围的中心，经过调节电控角度位移台（ 5） 可以使被检测的截头界面与高精度激光位移传感器（7）移动平面平行；镀反射膜透光镜（12）倾斜45°安装于高精度激光位移传感器（7）与被测截面之间，使得测量的激光可以穿透而不影响测量结果；镜筒（13）为显微镜的镜筒，水平平躺放置，加装显微摄像头（8），经过镀反射膜透光镜（12）的反射可以得到被测截面完整的图像，并可以传输到计算机进行分析处理，侧光灯（14）主要从侧方照射到被测截面上，使得在显微镜中得 到更明显的痕迹图像，电动滑台（4）的滑块上装载着高精度激光位移传感器（7），可水平方向精确移动，对被检测截面的痕迹进行线性检测。
2.根据权利要求 1 所述的一种警用线性痕迹激光检测系统，其特征在于：所述的控制器（2）主要采用增强型 51 单片机 STC12C5A60S2 作为核心控制芯片，其上的 RS232 接口与计算机（1）通讯连接，进行指令与数据的传输；实现对电动滑台（4）滑台位置和速度的高精度控制和实现对电控角度位移台（5）偏转角度的高精度控制。
3.根据权利要求 1 所述的一种警用线性痕迹激光检测系统，其特征在于：所述的高精度激光位移传感器（7）采用的是 CD33-L50-422 型号的高精度激光位移传感器，其检测距离为47.3 mm，检测范围为±5 mm，分辨率为 2.5μm，用于检测截面痕迹的凸凹程度。
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