CN109060837A - 一种车载式集群视觉检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载式集群视觉检测装置，包括移动平台、图像获取模块、控制模块和电源模块；图像获取模块包括门式支架、图像获取单元、旋转平台、LED灯和解码器，门式支架安装在移动平台上，沿门式支架分布有若干台图像获取单元和LED灯，每台图像获取单元均配置有一旋转平台和一解码器，且图像获取单元通过旋转平台安装在门式支架上；控制模块包括工控箱，在工控箱内设有印刷电路板和若干控制单元；印刷电路板与图像获取单元的供电接口，印刷电路板与图像获取单元的硬件激发接口连接，控制单元通过集线器与图像获取单元的网络端口相连；电源模块包括发电机、电源转换模块和电源线，其用于为工控箱供电。

Description

一种车载式集群视觉检测装置

技术领域

本发明涉及隧道检测装置领域，具体地说，特别涉及到一种车载式集群视觉检测装置。

背景技术

隧道工程已广泛在全国各地展开，是一种重要的基础设施，但隧道常常出现衬砌开裂、管片裂缝、错台、渗漏水等病害，并且还可能出现周围土体空洞、隧道差异沉降等问题，对隧道的使用存在安全隐患。因此，快速有效地检测出隧道病害是保证隧道运行安全的重要环节。

目前，对隧道裂纹进行自动化检测的隧道检测平台的概念已经被提出，用于代替目前常用的人工巡检，具有效率高，节省人力的优点。但是，目前的隧道检测平台仅安装裂纹检测单元，能够实现裂纹检测功能，但未对裂纹检测系统的可靠性提出有效解决方案，检测速度较慢，影响周围交通，检测范围有限，操作复杂。因此，在隧道检测平台上，需要一种可靠性高、检测速度快、检测范围覆盖广、操作维护方便的相机集群子系统进行裂纹检测。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种应用于隧道检测平台的车载式集群视觉检测装置，该装置具有集成化、模块化、易于安装维护、裂纹检测速度快、可靠度高的优点，以解决现有技术中的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种车载式集群视觉检测装置，包括移动平台、以及设置在移动平台上的图像获取模块、控制模块和电源模块；

所述图像获取模块包括门式框架、图像获取单元、旋转平台、LED灯和解码器，门式框架安装在移动平台上，沿所述门式框架分布有若干台图像获取单元和LED灯，每台图像获取单元均配置有一旋转平台和一解码器，且图像获取单元通过旋转平台安装在门式框架上；

所述控制模块包括工控箱，在所述工控箱内设有印刷电路板、以及与印刷电路板连接的若干控制单元；所述印刷电路板与图像获取单元的供电接口，印刷电路板通过解码器与图像获取单元的硬件激发接口连接，所述控制单元通过集线器与图像获取单元的网络端口相连；

所述电源模块包括发电机、电源转换模块和电源线，发电机通过电源转换模块和电源线与工控箱连接，其用于为图像获取模块和控制模块供电。

进一步的，所述移动平台、图像获取模块、控制模块和电源模块构成隧道检测平台的独立前端子系统，其用于获取隧道衬砌表面的图像；隧道衬砌表面的图像发送至后台主机进行图像三维重构，其用于隧道衬砌表观裂纹的检测。

进一步的，每个所述图像获取单元分别与对应的旋转平台台和解码器构成拍照单元。

进一步的，所述解码器的一端与控制模块的印刷电路板连接，解码器的另一端与图像获取单元的硬件激发口连接，以用于在控制模块的控制下实现图像获取模块的参数控制与同步硬件激发。

进一步的，所述图像获取模块包括20个及以上拍照单元，所有拍照单元通过旋转平台均匀分布在门式支架上，实现图像获取单元的广角度对隧道截面进行精确全覆盖。

进一步的，所述旋转平台通过控制线与控制模块的控制单元连接，控制单元用于控制拍照单元的角度。

进一步的，所述图像获取单元为工业相机，所述LED灯的数量是工业相机的三倍，在每台工业相机两侧的门式支架上均设置有三盏LED灯。

进一步的，所述控制模块中包含5个及以上的控制单元，每个控制单元连接并控制4台及以下的拍照单元，避免数据拥堵产生的图像丢帧现象。

进一步的，所述印刷电路板集成有拍照单元的供电与拍照单元的硬件激发功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

结构简单，设计巧妙，具有集成化、模块化、易于安装维护、裂纹检测速度快、可靠度高的优点。

附图说明

图1为本发明所述的车载式集群视觉检测装置的结构示意图。

图2为本发明所述的车载式集群视觉检测装置的相机集群结构示意图。

图3为本发明所述的车载式集群视觉检测装置的印刷电路板设计图。

图4为本发明所述的车载式集群视觉检测装置的控制单元示意图。

图5为本发明所述的车载式集群视觉检测装置的安装示意图。

图6为本发明所述的车载式集群视觉检测装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明所述的一种车载式集群视觉检测装置,包括图像获取模块与工控箱；图像获取模块包括20台工业相机，20个旋转平台以及门式支架，旋转平台安装在门式支架上，工业相机固定在旋转平台上；工控箱连接20台工业相机的电源线、连接20个旋转平台的电源线，用于20个工业相机和20个旋转平台的供电，连接20台工业相机的20根网线，用于20台工业相机的图像数据传输，连接20根硬件激发线，用于20台工业相机的同步硬件激发。

参见图2，本发明的相机集群结构包括20台工业相机，用于拍摄隧道衬砌表面高清图片；20个旋转平台，用于固定工业相机，自动调整工业相机拍摄角度，实现最优衬砌表面全覆盖；门式支架用于安装旋转平台。

本发明的工控箱内部结构包括集线器、印刷电路板、控制单元；集线器连接20台工业相机的网线，通过控制单元对工业相机进行控制以及工业相机图像的存储；印刷电路板与20台相机的供电接口连接，同时与20台相机的硬件激发口连接；控制单元与印刷电路板连接，通过印刷电路板集成的20台相机的硬件激发口进行同步硬件激发；工控箱内部把控制单元、集线器、印刷电路板三个模块集成，实现对相机集群装置的控制，安装维护方便，提高效率；外接电源对工控箱进行供电，即集中对集线器、印刷电路板、控制单元供电，并提供20个旋转平台的供电接口。

参见图3，印刷电路板集成了20个工业相机的供电口，实现20台相机供电的模块化管理，便于安装，易于检修；集成了20个工业相机的硬件激发口，实现了20台工业相机的同步硬件激发，克服了传统软件激发存在的激发时滞问题，最大程度保证20台工业相机的同步触发，采集隧道表面图像信息，便于后期隧道三维重建进行高精度裂纹检测，提高检测的可靠性，真正意义代替人工巡检方式。

参见图4和图6，所述控制单元与集线器连接、与印刷电路板连接，电源由工控箱集中供电；20台工业相机的工作负载较高，所以，所述控制单元由5个核心组成，每个核心直接控制4台工业相机，即每个核心以IP寻址的方式，通过印刷电路板的硬件激发线，对4台工业相机进行控制，通过集线器传输4台工业相机采集的图像信息；本发明一种车载式集群视觉检测装置是用于隧道检测平台的子系统，控制单元是该子系统连接主服务器的端口，当控制单元接受到主服务的同步激发指令时，即接收到高电平时，5个控制单元硬件连接，同时收到高电平指令，即实现20台工业相机的同步触发。

参见图5，所述图像获取模块、控制模块、电源模块以模块化方式安装在移动检测平台，只需按需改装若干连接线即可让移动检测平台具有视觉检测功能，且安装、维护、操作方便。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种车载式集群视觉检测装置，其特征在于：包括移动平台(1)、以及设置在移动平台上(1)的图像获取模块(2)、控制模块(3)和电源模块(4)；

所述图像获取模块(2)包括门式支架(21)、图像获取单元(22)、旋转平台(23)、LED灯(24)和解码器(25)，门式支架(21)安装在移动平台(1)上，沿所述门式支架(21)分布有若干台图像获取单元(22)和LED灯(24)，每台图像获取单元(22)均配置有一旋转平台(23)和一解码器(25)，且图像获取单元(22)通过旋转平台(23)安装在门式支架(21)上；

所述控制模块(3)包括工控箱(31)，在所述工控箱(31)内设有印刷电路板(32)、以及与印刷电路板(32)连接的若干控制单元(33)；所述印刷电路板(32)与图像获取单元(22)的供电接口，印刷电路板(32)通过解码器(25)与图像获取单元(22)的硬件激发接口连接，所述控制单元(33)通过集线器(34)与图像获取单元(22)的网络端口相连；

所述电源模块(4)包括发电机(41)、电源转换模块(42)和电源线，发电机(41)通过电源转换模块(42)和电源线与工控箱(31)连接，其用于为图像获取模块(2)和控制模块(3)供电。

2.根据权利要求1所述的车载式集群视觉检测装置，其特征在于：所述移动平台(1)、图像获取模块(2)、控制模块(3)和电源模块(4)构成隧道检测平台的独立前端子系统，其用于获取隧道内的图像；隧道内的图像发送至后台主机进行图像三维重构，其用于隧道衬砌表观裂纹的检测。

3.根据权利要求1所述的车载式集群视觉检测装置，其特征在于：每个所述图像获取单元(22)分别与对应的旋转平台(23)和解码器(25)构成拍照单元。

4.根据权利要求1所述的车载式集群视觉检测装置，其特征在于：所述解码器(25)的一端与控制模块(3)的印刷电路板(32)连接，解码器(25)的另一端与图像获取单元(22)的硬件激发口连接，以用于在控制模块(3)的控制下实现图像获取模块的参数控制与同步硬件激发。

5.根据权利要求3所述的车载式集群视觉检测装置，其特征在于：所述图像获取模块(2)包括20个及以上拍照单元，所有拍照单元通过旋转平台均匀分布在门式支架(21)上，实现图像获取单元的广角度对隧道截面进行精确全覆盖。

6.根据权利要求1所述的车载式集群视觉检测装置，其特征在于：所述旋转平台(23)通过控制线与控制模块(3)的控制单元(33)连接，控制单元(33)用于控制拍照单元的角度。

7.根据权利要求1所述的车载式集群视觉检测装置，其特征在于：所述图像获取单元(22)为工业相机，所述LED灯(24)的数量是工业相机的三倍，在每台工业相机两侧的门式支架(21)均设置有三盏LED灯(24)。

8.根据权利要求1所述的车载式集群视觉检测装置，其特征在于：所述控制模块(3)中包含5个及以上的控制单元(33)，每个控制单元(33)连接并控制4台及以下的拍照单元，通过IP寻址的方式对工业相机进行控制，避免数据拥堵产生的图像丢帧现象。

9.根据权利要求1所述的车载式集群视觉检测装置，其特征在于：所述印刷电路板(32)集成有拍照单元的供电与拍照单元的硬件激发功能。