CN109808610B - 一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，包括相机组件、连接支架，相机组件固定设置于连接支架上，所述相机组件包括外壳，相机组件还包括设于外壳内的：线阵相机、线激光光源、两个调整座；线阵相机、线激光光源分别通过两个调整座与外壳连接，所述外壳上设有拍摄窗口，拍摄窗口位于外壳的下侧，线阵相机、线激光光源均向下倾斜设置。使用时，通过调整座调整线激光光源的照射区域与线阵相机的扫描区域重合，把连接支架设置在汽车后侧，线阵相机与线激光光源均向下倾斜设置，线阵相机即能在行驶的汽车上拍摄得清晰的路面图像；使用线激光光源，能耗低、能避免阴影。本公开用于车载扫描成像。

Description

一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置

技术领域

本公开涉及车载成像装置领域，特别涉及一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置。

背景技术

近年来，我国经济实力的不断增强，公路建设飞速发展，公路交通已经成为我国经济发展的命脉。我国公路网总规模将超过500万公里，其中一大批骨干公路即将进入大修养护期，公路养护成为我国公路行业现在、未来发展的主战场。然而，现在一般是通过肉眼观察来检查路面的破损状况，这样不仅效率低下，而且难以确定一个标准。车载路面实时成像系统在多个应用领域是不可或缺的重要组成部分，若能利用车载成像系统拍摄公路路面，再交由计算机分析，能大大提高检查效率。

现有的路面成像系统按照成像方式可以分为面阵相机成像和线阵相机成像。

面阵相机成像系统是指图像采集传感器采用面阵CCD或CMOS器件，成像模式为一次拍摄将会得到一帧二维的数字图像，这种成像方式的特点是系统较为简单，但是对于需要高速采集的应用场所，面阵相机成像系统的采集速率往往不能满足要求，即面阵相机的帧采集频率低于所要求的图像采集速率。

所以在需要高速并且连续采集的应用中，往往使用高速的线阵数字相机进行图像采集。采集的路面图像需要传输给下一步的识别模块进行处理，所以要求采集的图像尽量能有较高的成像质量，同时应尽量避免阴影。

为了消除图像采集过程中由于路面两旁的物体投射的阴影，往往需要再成像系统中加入人工光源。现有的人工光源主要包括普通的白光、卤素光源、LED光源等，这些光源往往需要较大的功率才能在自然太阳光照条件下起到消除阴影的作用，同时这些光源投射到路面的往往是一个面状区域，能量不够集中，这也进一步加大的光源的能耗。

对于线扫描相机成像系统，成像方式一次扫描一根线区域，通过相机和拍摄对象之间在成像线垂直方向的相对运动，不断扫描累计成一幅二维的数字图像，所以相机和拍摄对象之间的运动速度决定了扫描频率。所以对于线扫描成像系统，获取这个运动速度是一个必须的过程。现有的方式往往是通过滚轮式编码器感应相机和拍摄对象之间的运动速度，这种方式对于室内特别是工业生产线上的成像系统是适合的。对于车载线扫描成像系统，被摄的路面静止，装置成像系统的车辆运动，所以滚轮式编码器的滚轮要么安装在车辆能接触到地面位置，要么安装在能接触车辆运动部件上，如车轮，传动轴等，车辆行驶中可能会遭到碰撞损坏。

因此，一种能耗低、能避免阴影的车载线扫描成像装置被需求着。

发明内容

本公开要解决的技术问题是：提供一种能耗低、能避免阴影的车载线扫描成像装置。

本公开解决其技术问题的解决方案是：

一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，包括相机组件、连接支架，相机组件固定设置于连接支架上，所述相机组件包括外壳，相机组件还包括设于外壳内的：线阵相机、线激光光源、两个调整座；线阵相机、线激光光源分别通过两个调整座与外壳连接，所述外壳上设有拍摄窗口，拍摄窗口位于外壳的下侧，线阵相机、线激光光源均向下倾斜设置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调整座包括下层板、上层板，下层板与所述外壳固接，下层板、上层板上下间隔设置，下层板上设有螺柱，螺柱垂直于下层板设置，螺柱上设有两个螺母，上层板上设有通孔，螺柱设于通孔内，通孔设于两个螺母之间；一个螺柱、一个通孔、两个螺母合称为调整机构，所述调整机构有至少三个，三个调整机构均匀分布于下层板外缘；所述线阵相机或线激光光源设于上层板上，线阵相机、线激光光源设于同一水平面上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调整机构上设有弹性构件，弹性构件设于其中一个所述螺母与所述上层板之间，其中一个螺母通过弹性构件与上层板抵接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述下层板、上层板均呈矩形，所述调整机构有四个，四个调整机分别设于下层板的四角。

作为上述技术方案的进一步改进，所述连接支架包括竖向支撑杆，竖向支撑杆底部称为车底连接处，所述相机组件设于竖向支撑杆的顶部右侧，竖向支撑杆的上部左侧设有两根横向支撑杆，两根横向支撑杆前后间隔设置，竖向支撑杆设于两根横向支撑杆之间，两根横向支撑杆的右端均与竖向支撑杆连接，两根横向支撑杆的左端均称为车顶连接处。

作为上述技术方案的进一步改进，所述相机组件与竖向支撑杆通过角度调节机构连接，所述角度调节机构包括铰链、松紧机构，相机组件的上部通过第一铰链与竖向支撑杆连接，第一铰链的铰轴的两端前后设置，相机组件的下部通过松紧机构与竖向支撑杆连接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述松紧机构包括横向设置的滑轨，滑轨上设有横向的通槽，滑轨的右端与相机组件铰接；所述支撑杆上设有第一连接杆，第一连接杆与所述铰轴平行，第一连接杆贯穿所述通槽，滑轨通过通槽与第一连接杆左右滑动连接，第一连接杆上设有锁紧装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述竖向支撑杆为伸缩杆，竖向支撑杆的顶部为伸缩杆的活动端，所述松紧机构有两个，前后间隔设置的两个松紧机构分别与两根横向支撑杆连接，所述横向支撑杆的右端设有第二连接杆，第二连接杆与所述铰轴平行，第二连接杆贯穿所述通槽，滑轨通过通槽与第二连接杆左右滑动连接，第二连接杆上设有锁紧装置，横向支撑杆的主体与所述车顶连接处铰接。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一连接杆、第二连接杆均具有外螺纹，所述锁紧装置为两个锁紧螺母，所述通槽设于两个锁紧螺母之间。

作为上述技术方案的进一步改进，上述利用线激光光源的车载线扫描成像装置还包括GPS装置、计算机，计算机与GPS装置、相机组件电性连接。

本公开的有益效果是：一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，使用时，通过调整座调整线激光光源的照射区域与线阵相机的成像区域重合，把连接支架设置在汽车后侧，线阵相机与线激光光源均向下倾斜设置，线阵相机即能在行驶的汽车上拍摄得清晰的路面图像；使用线激光光源，能耗低、能避免阴影。本公开用于车载扫描成像。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本公开的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本公开实施例的结构主视图；

图2是本公开实施例的结构左视图；

图3是图1中A部分的局部放大示意图；

图4是图1中B-B方向的剖视示意图；

图5是本公开实施例的使用状态示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本公开的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本公开的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本公开保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本公开中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

参照图1至图5，这是本公开的一个实施例，具体地：

一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，包括相机组件10、连接支架20，相机组件10固定设置于连接支架20上，所述相机组件10包括外壳11，相机组件10还包括设于外壳11内的：线阵相机12、线激光光源18、两个调整座；线阵相机12、线激光光源18分别通过两个调整座与外壳11连接，所述外壳11上设有拍摄窗口17，拍摄窗口17位于外壳11的下侧，线阵相机12、线激光光源18均向下倾斜设置。这样使用时，通过调整座调整线激光光源18的照射区域与线阵相机12的成像区域重合，把连接支架20设置在汽车后侧，线阵相机12与线激光光源18均向下倾斜设置，线阵相机12即能在行驶的汽车上拍摄得清晰的路面图像；使用线激光光源18，能耗低、能避免阴影。

进一步作为优选的实施方式，所述调整座包括下层板14、上层板13，下层板14与所述外壳11固接，下层板14、上层板13上下间隔设置，下层板14上设有螺柱16，螺柱16垂直于下层板14设置，螺柱16上设有两个螺母15，上层板13上设有通孔，螺柱16设于通孔内，通孔设于两个螺母15之间；一个螺柱16、一个通孔、两个螺母15合称为调整机构，所述调整机构有至少三个，三个调整机构均匀分布于下层板14外缘；所述线阵相机12或线激光光源18设于上层板13上，线阵相机12、线激光光源18设于同一水平面上。这样线阵相机12、线激光光源18能独立调整，因为三点即能确定一个平面，通过至少三个调整机构能改变上层板13的高度、倾斜角度，结构简单，操作简便。

进一步作为优选的实施方式，所述调整机构上设有弹性构件19，弹性构件19设于其中一个所述螺母15与所述上层板13之间，其中一个螺母15通过弹性构件19与上层板13抵接。通过设置弹性构件19，上层板13具有一定的减震能力，使线激光光源18和线阵相机11的相对位置在汽车移动中保持不变，弹性构件可选用弹簧，弹簧外套于螺柱16。

为了更方便地调整线激光光源18的照射区域与线阵相机12的扫描区域重合，所述下层板14、上层板13均呈矩形，所述调整机构有四个，四个调整机分别设于下层板14的四角。

进一步作为优选的实施方式，所述连接支架20包括竖向支撑杆21，竖向支撑杆21底部称为车底连接处22，所述相机组件10设于竖向支撑杆21的顶部右侧，竖向支撑杆21的上部左侧设有两根横向支撑杆24，两根横向支撑杆24前后间隔设置，竖向支撑杆21设于两根横向支撑杆24之间，两根横向支撑杆24的右端均与竖向支撑杆21连接，两根横向支撑杆24的左端均称为车顶连接处23。这样两根横向支撑杆24与竖向支撑杆21均与汽车连接，连接点有三点，结构简单、稳固。

进一步作为优选的实施方式，所述相机组件10与竖向支撑杆21通过角度调节机构连接，所述角度调节机构包括第一铰链53、松紧机构，相机组件10的上部通过第一铰链53与竖向支撑杆21连接，第一铰链53的铰轴的两端前后设置，相机组件10的下部通过松紧机构与竖向支撑杆21连接。这样通过角度调节机构能调节相机的拍摄角度，使用时松开松紧机构，把相机组件10调整到合适的角度后收紧松紧机构，即可固定当前角度。

进一步作为优选的实施方式，所述松紧机构包括横向设置的滑轨52，滑轨52上设有横向的通槽51，滑轨52的右端与相机组件10铰接；所述支撑杆上设有第一连接杆55，第一连接杆55与所述铰轴平行，第一连接杆55贯穿所述通槽51，滑轨52通过通槽51与第一连接杆55左右滑动连接，第一连接杆55上设有锁紧装置。这样滑轨52能在第一连接杆55上左右滑动，同时滑轨52的右端与相机组件10铰接，相机组件10即能绕铰轴转动。

进一步作为优选的实施方式，所述竖向支撑杆21为伸缩杆，竖向支撑杆21的顶部为伸缩杆的活动端，所述松紧机构有两个，前后间隔设置的两个松紧机构分别与两根横向支撑杆24连接，所述横向支撑杆24的右端设有第二连接杆，第二连接杆与所述铰轴平行，第二连接杆贯穿所述通槽51，滑轨52通过通槽51与第二连接杆左右滑动连接，第二连接杆上设有锁紧装置，横向支撑杆24的主体与所述车顶连接处23铰接。这样能调整相机组件10相对地面的高度，同时因为两根横向支撑杆24连接竖向支撑杆21的顶部，连接支架20的结构更稳固。

进一步作为优选的实施方式，所述第一连接杆55、第二连接杆均具有外螺纹，所述锁紧装置为两个锁紧螺母54，所述通槽51设于两个锁紧螺母54之间。这样通过松开、锁紧两个锁紧螺母54即可控制锁紧装置的松紧，结构简单，操作简便。

进一步作为优选的实施方式，还包括GPS装置30、计算机40，计算机40与GPS装置30、相机组件10电性连接。计算机40与GPS装置30设置在汽车内，GPS装置30获取速度信息，计算机40利用速度信息计算出线阵相机12的扫描频率；GPS装置设置简便，无需设置在靠近车轮或地面的位置上，防止车辆行驶中碰撞损坏。

以上对本公开的较佳实施方式进行了具体说明，但本公开并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本公开精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，其特征在于：包括相机组件、连接支架，相机组件固定设置于连接支架上，所述相机组件包括外壳，相机组件还包括设于外壳内的：线阵相机、线激光光源、两个调整座；线阵相机、线激光光源分别通过两个调整座与外壳连接，所述外壳上设有拍摄窗口，拍摄窗口位于外壳的下侧，线阵相机、线激光光源均向下倾斜设置；所述连接支架包括竖向支撑杆，竖向支撑杆底部称为车底连接处，所述相机组件设于竖向支撑杆的顶部右侧，竖向支撑杆的上部左侧设有两根横向支撑杆，两根横向支撑杆前后间隔设置，竖向支撑杆设于两根横向支撑杆之间，两根横向支撑杆的右端均与竖向支撑杆连接，两根横向支撑杆的左端均称为车顶连接处；所述调整座包括下层板、上层板，下层板与所述外壳固接，下层板、上层板上下间隔设置，下层板上设有螺柱，螺柱垂直于下层板设置，螺柱上设有两个螺母，上层板上设有通孔，螺柱设于通孔内，通孔设于两个螺母之间；一个螺柱、一个通孔、两个螺母合称为调整机构，所述调整机构有至少三个，所有调整机构均匀分布于下层板外缘；所述线阵相机、线激光光源分别设于两个调整座的上层板上，线阵相机、线激光光源前后间隔设置。

2.根据权利要求1所述的一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，其特征在于：所述调整机构上设有弹性构件，弹性构件设于其中一个所述螺母与所述上层板之间，其中一个螺母通过弹性构件与上层板抵接。

3.根据权利要求1所述的一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，其特征在于：所述下层板、上层板均呈矩形，所述调整机构有四个，四个调整机分别设于下层板的四角。

4.根据权利要求1所述的一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，其特征在于：所述相机组件与竖向支撑杆通过角度调节机构连接，所述角度调节机构包括第一铰链、松紧机构，相机组件的上部通过第一铰链与竖向支撑杆连接，第一铰链的铰轴的两端前后设置，相机组件的下部通过松紧机构与竖向支撑杆连接。

5.根据权利要求4所述的一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，其特征在于：所述松紧机构包括横向设置的滑轨，滑轨上设有横向的通槽，滑轨的右端与相机组件铰接；所述支撑杆上设有第一连接杆，第一连接杆与所述铰轴平行，第一连接杆贯穿所述通槽，滑轨通过通槽与第一连接杆左右滑动连接，第一连接杆上设有锁紧装置。

6.根据权利要求5所述的一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，其特征在于：所述竖向支撑杆为伸缩杆，竖向支撑杆的顶部为伸缩杆的活动端，所述松紧机构有两个，前后间隔设置的两个松紧机构分别与两根横向支撑杆连接，所述横向支撑杆的右端设有第二连接杆，第二连接杆与所述铰轴平行，第二连接杆贯穿所述通槽，滑轨通过通槽与第二连接杆左右滑动连接，第二连接杆上设有锁紧装置，横向支撑杆的主体与所述车顶连接处铰接。

7.根据权利要求6所述的一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，其特征在于：所述第一连接杆、第二连接杆均具有外螺纹，所述锁紧装置为两个锁紧螺母，所述通槽设于两个锁紧螺母之间。

8.根据权利要求1所述的一种利用线激光光源的车载线扫描成像装置，其特征在于：还包括GPS装置、计算机，计算机与GPS装置、相机组件电性连接。

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