高速公路3D採集雷射視覺系統的製作方法
2023-11-04 17:37:12 2
本實用新型涉及道路3D檢測技術領域，尤其涉及一種高速公路3D採集雷射視覺系統。
背景技術：
路面的竣工質量和使用質量的檢測，是道路工程研究的重要內容。近二十年來，路面檢測技術以單點、輪跡和機械為主，向快速、全面、自動化方向發展，取得了較大進展。高速公路3D採集雷射視覺系統可以獨立的，不受載運工具運行條件影響的進行高精度的路面檢測、路形檢測和表面幾何病害的檢測。比較令人滿意的是設備相對簡單，自動化程度高，便於計算機處理。該高速公路3D採集雷射視覺系統主要由雷射器和高清相機裝配體組成，這兩部分為發熱器件，尤其雷射器是高散熱器件，所以高速公路3D採集雷射視覺系統還配有由風扇，銅管，熱沉等組成的散熱系統；由於為車載檢測系統，暴露於外部，所以還配有不低於IP65等級的防水結構、以及避免暴曬吸熱的顏色設計和結構設計。
現有技術存在以下幾點問題：
1.由於用於戶外，環境惡劣，不能保證絕對的防塵、防水、防曬，防護等級不高。
2.現有高速公路3D採集雷射視覺系統散熱效果差，雷射器和相機溫度升溫速度快，影響其使用效果和使用壽命。
3.現有高速公路3D採集雷射視覺系統相機部分為固定角度，不能進行微細調整，影響檢測數據算法的準確度，精確度。
技術實現要素：
鑑於上述的分析，本實用新型旨在提供一種高速公路3D採集雷射視覺系統，用以解決現有現有高速公路3D採集雷射視覺系統存在的上述幾點技術問題。
本實用新型的目的主要是通過以下技術方案實現的：
一種高速公路3D採集雷射視覺系統，該高速公路3D採集雷射視覺系包括：一體機殼、一體機殼蓋板、雷射器、相機裝配體、熱沉；
一體機殼與一體機殼蓋板通過螺釘固連，形成密閉空間；
一體機殼內部的左側安裝有相機裝配體，右側安裝有雷射器；
雷射器的右側通過螺釘與熱沉固連，且螺釘與一體機殼固連；
雷射器與第一導熱管連接，相機裝配體與第二導熱管(11)連接。
第一導熱管為4mm厚純銅L形導熱管，共四根；
第一導熱管的一端位於熱沉的左側，並被熱管側壓板固定在熱沉和熱管側壓板之間，且熱沉與熱管側壓板之間通過螺釘固連；第一導熱管的另一端位於一體機殼的長方形溝槽中，並被熱管壓板固定在一體機殼的長方形溝槽和熱管壓板之間，且一體機殼和熱管壓板通過螺釘固連；
第二導熱管為6mm純銅Z形導熱管，共三根；
第二導熱管的一端位於圖相機裝配體的頂部，並被相機上壓板固定在相機裝配體和相機上壓板之間，且相機裝配體和相機上壓板通過螺釘固連；第二導熱管的另一端位於一體機殼下表面的內側，並被相機下壓板固定在一體機殼和相機下壓板之間，且一體機殼和相機下壓板通過螺釘固連。
熱沉的右側設有長方形溝槽，安裝有第三導熱管；
第三導熱管為3mm後純銅導熱管，共三根；
一體機殼的下側設有凹槽，凹槽中安裝有4個渦輪風扇；每個渦輪風扇均與一體機殼通過螺釘固連；
每個渦輪風扇的進風風道和出風風道均設有散熱鋸齒形結構。
一體機殼的前面設有第一開口和第二開口，且第一開口的位置與雷射器一致，第二開口的位置與相機裝配體一致；
第一開口處通過螺釘安裝有雷射器前保護蓋，且第一開口外側設有溝槽，安裝有雷射器密封圈，雷射器前保護蓋壓緊雷射器密封圈，形成密封結構；雷射器前保護蓋上黏貼有雷射器前增透片；
第二開口處通過螺釘安裝有相機前保護蓋，且第一開口外側設有溝槽，安裝有相機密封圈，相機前保護蓋壓緊相機密封圈，形成密封結構；相機前保護蓋上黏貼有相機前增透片；
一體機殼與一體機殼蓋板接觸的上端面設有環形溝槽，環形溝槽中安裝有蓋板密封圈，一體機殼與一體機殼蓋板壓緊蓋板密封圈，形成密封結構；一體機殼與一體機殼蓋板通過螺釘固定。
一體機殼的右側設有長方形開口，且開口位置與熱沉的位置一致，並通過螺釘安裝有熱沉密封板；
開口外側設有溝槽，溝槽中安裝有熱沉密封圈，熱沉密封板壓緊熱沉密封圈，形成密封結構；
熱沉的前後兩段均安裝有壓塊。
一體機殼的右側設有方形凹槽，凹槽中安裝有第一航插、第二航插、圓形連接器，且第一航插、第二航插、圓形連接器均帶有圓形O型密封圈和螺紋，並通過螺紋與一體機殼固連；
第一航插為8芯航插，共兩個；第二航插為17芯航插，共一個；圓形連接器共一個。
一體機殼內設有加速度計，通過加速度計固定架定在在一體機殼內側；
加速度計與加速度計固定架通過螺釘固連；加速度計固定架與一體機殼通過螺釘固連；
相機裝配體安裝在相機底座上，相機底座的右下端設有兩個圓弧面，每個圓弧面處設有一個滑動固定塊；
滑動固定塊的一面為圓弧面；另一面為斜面，且與一體機殼上對應位置的斜面接觸；
滑動固定塊通過螺釘與一體機殼固連。
雷射器雷射發射方向為正前方，相機裝配體的拍攝方向與雷射器的雷射發射方向呈10.2°夾角；
相機裝配體的中心到雷射器的中心之間的距離為270mm；
雷射器為線性光源，波長為808nm；相機裝配體裡裝有濾光片，只檢測808nm波長的光源。
高速公路3D採集雷射視覺系統的長×寬×高的最大尺寸為359mm×202mm×92mm。
本實用新型有益效果如下：
1、本實用新型一體機殼和一體機殼蓋板的密封設計，實現了雷射和相機防護等級IP65等級，可以完全防止粉塵進入及可用水衝洗無任何傷害。
2、本實用新型通過散熱系統的設計，散熱效果良好，使得雷射光源和相機相機功耗低，使用壽命長。
3、相機底座的滑動固定塊的設計，使得相機與雷射器的夾角角度能夠微調，使得檢測數據更準確，更精確。
本實用新型的其他特徵和優點將在隨後的說明書中闡述，並且，部分的特徵和優點從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
附圖說明
附圖僅用於示出具體實施例的目的，而並不認為是對本實用新型的限制，在整個附圖中，相同的參考符號表示相同的部件。
圖1為高速公路3D採集雷射視覺系統的立體結構示意圖；
圖2為高速公路3D採集雷射視覺系統的主視圖；
圖3為高速公路3D採集雷射視覺系統的左視圖；
圖4為高速公路3D採集雷射視覺系統的右視圖；
圖5為高速公路3D採集雷射視覺系統的俯視圖；
圖6為高速公路3D採集雷射視覺系統的內部結構示意圖；
圖7為高速公路3D採集雷射視覺系統內部俯視圖；
圖8為高速公路3D採集雷射視覺系統中的熱沉平面圖；
圖9為高速公路3D採集雷射視覺系統渦輪風扇及風道的結構示意圖；
圖10為高速公路3D採集雷射視覺系統的一體機殼的主視圖；
圖11為高速公路3D採集雷射視覺系統的一體機殼的俯視圖；
圖12為高速公路3D採集雷射視覺系統的一體機殼的仰視圖；
圖13為高速公路3D採集雷射視覺系統的一體機殼的右視圖；
圖14為高速公路3D採集雷射視覺系統的局部剖視圖；
圖15為高速公路3D採集雷射視覺系統中雷射器和相機結構尺寸示意圖；
圖16為高速公路3D採集雷射視覺系統實際拍攝示意圖；
圖中：1-相機前保護蓋、2-相機前增透片、3-一體機殼、4-雷射器前保護蓋、5-雷射器前增透片、6-第一航插、7-第二航插、8-圓形連接器、9-熱沉密封板、10-一體機殼蓋板、11-第二導熱管、12-相機底座、13-相機上壓板、14-相機裝配體、15-滑動固定塊、16-相機下壓板、17-加速度計、18-加速度計固定架、19-熱管壓板、20-雷射器、21-第一導熱管、22-熱沉、23-熱管側壓板、24-壓塊、25-第三導熱管、26-渦輪風扇、27-相機密封圈、28-雷射器密封圈、29-蓋板密封圈、30-熱沉密封圈。
具體實施方式
下面結合附圖來具體描述本實用新型的優選實施例，其中，附圖構成本申請一部分，並與本實用新型的實施例一起用於闡釋本實用新型的原理。
一種高速公路3D採集雷射視覺系統，該高速公路3D採集雷射視覺系包括：一體機殼3、一體機殼蓋板10、雷射器20、相機裝配體14、熱沉22；
一體機殼3與一體機殼蓋板10通過螺釘固連，形成密閉空間；
一體機殼3內部的左側安裝有相機裝配體14，右側安裝有雷射器20；
雷射器20的右側通過螺釘與熱沉22固連，且螺釘與一體機殼3固連；
雷射器20與第一導熱管21連接，相機裝配體14與第二導熱管11連接。
第一導熱管21為4mm厚純銅L形導熱管，共四根；
第一導熱管21的一端位於熱沉22的左側，並被熱管側壓板23固定在熱沉22和熱管側壓板23之間，且熱沉22與熱管側壓板23之間通過螺釘固連；第一導熱管21的另一端位於一體機殼3的長方形溝槽中，並被熱管壓板19固定在一體機殼3的長方形溝槽和熱管壓板19之間，且一體機殼3和熱管壓板19通過螺釘固連；保證了雷射器20產生的熱量導熱至一體機殼3的下端面。
第二導熱管11為6mm純銅Z形導熱管，共三根；
第二導熱管11的一端位於圖相機裝配體14的頂部，並被相機上壓板13固定在相機裝配體14和相機上壓板13之間，且相機裝配體14和相機上壓板13通過螺釘固連；第二導熱管11的另一端位於一體機殼3下表面的內側，並被相機下壓板16固定在一體機殼3和相機下壓板16之間，且一體機殼3和相機下壓板16通過螺釘固連；保證了相機裝配體14產生的熱量導熱至一體機殼3的下端面。
熱沉22的右側設有長方形溝槽，安裝有第三導熱管25；
第三導熱管25為3mm後純銅導熱管，共三根；
一體機殼3的下側設有凹槽，凹槽中安裝有4個渦輪風扇26；每個渦輪風扇26均與一體機殼3通過螺釘固連；
每個渦輪風扇26的進風風道和出風風道均設有散熱鋸齒形結構；渦輪風扇26將上述在一體機殼3底面的熱量沿著散熱風道吹至機殼外部。
綜上所述，高速公路3D採集雷射視覺系統具有完整的散熱通風系統，保證了整體的散熱效果。
一體機殼3的前面設有第一開口和第二開口，且第一開口的位置與雷射器20一致，第二開口的位置與相機裝配體14一致；
第一開口處通過螺釘安裝有雷射器前保護蓋4，且第一開口外側設有溝槽，安裝有雷射器密封圈28，雷射器前保護蓋4壓緊雷射器密封圈28，形成密封結構；雷射器前保護蓋4上黏貼有雷射器前增透片5；
第二開口處通過螺釘安裝有相機前保護蓋1，且第一開口外側設有溝槽，安裝有相機密封圈27，相機前保護蓋1壓緊相機密封圈27，形成密封結構；相機前保護蓋1上黏貼有相機前增透片2；
並且每個固定螺釘自身都帶有密封圈，保證了防塵、防水密封作用。
一體機殼3與一體機殼蓋板10接觸的上端面設有環形溝槽，環形溝槽中安裝有蓋板密封圈29，一體機殼3與一體機殼蓋板10壓緊蓋板密封圈29，形成密封結構；一體機殼3與一體機殼蓋板10通過螺釘固定；並且每個固定螺釘自身帶有密封圈，保證了防塵、防水密封作用。
一體機殼3的右側設有長方形開口，且開口位置與熱沉22的位置一致，並通過螺釘安裝有熱沉密封板9；
熱沉22的前後兩段均安裝有壓塊24，對熱沉22的位置進行前後限位；
開口外側設有溝槽，溝槽中安裝有熱沉密封圈30，熱沉密封板9壓緊熱沉密封圈30，形成密封結構；並且每個螺釘自身都帶有密封圈，都保證了防塵，防水密封作用。
一體機殼3的右側設有方形凹槽，凹槽中安裝有第一航插6、第二航插7、圓形連接器8，且第一航插6、第二航插7、圓形連接器8均帶有圓形O型密封圈和螺紋，並通過螺紋與一體機殼3固連；通過自身螺釘擰緊安裝於該凹槽中，起到防塵、防水效果。
第一航插6為8芯航插，共兩個；第二航插7為17芯航插，共一個；圓形連接器8共一個。
綜上所述，本實用新型高速公路3D採集雷射視覺系統的密封設計，保證防護等級能達到IP65防護等級，完全防止粉塵進入及可用水衝洗無任何傷害。
一體機殼3內設有加速度計17，通過加速度計固定架18定在在一體機殼3內側；
加速度計17與加速度計固定架18通過螺釘固連；加速度計固定架18與一體機殼3通過螺釘固連；
加速度計17是記錄車運行時垂直方向的振動信息，採集此信息後與最終成像進行消除噪聲，以保證測量精度。
相機裝配體14安裝在相機底座12上，相機底座12的右下端設有兩個圓弧面，每個圓弧面處設有一個滑動固定塊15；
滑動固定塊15的一面為圓弧面；另一面為斜面，且與一體機殼3上對應位置的斜面接觸；
滑動固定塊15通過螺釘與一體機殼3固連；
一體機殼3中與滑動固定塊15斜面相接觸的面也設為角度相同的斜面，滑動固定塊15沿此斜面滑動；當右側的滑動固定塊15滑動時，相機底座12則沿著下方的滑動固定塊15的圓弧面轉動；反之，下方的滑動固定塊15滑動時，相機底座12則沿著右側的滑動固定塊15的圓弧面轉動，此轉動角度非常小，屬於微細調整，保證採集信息的準確性。
雷射器20雷射發射方向為正前方，相機裝配體14的拍攝方向與雷射器20的雷射發射方向約呈10.2°夾角；
相機裝配體14的中心到雷射器20的中心之間的距離為270mm；雷射器20的中心至路面的距離為2100mm；
雷射器20為線性光源，波長為808nm，雷射光源通過窗口增透片垂直照射至路面，窗口增透片只損耗1‰的亮度，保證了照射至路面的亮度；相機裝配體14裡裝有濾光片，只檢測808nm波長的光源，通過相機前的窗口增透片，拍攝雷射器20照射的路面動態圖像。
相機裝配體14採用傾斜拍攝雷射光源，當路面平整完好時，相機裝配體14拍攝的圖像中雷射光源為一條直線；當路面有缺陷時，如凹陷，凸起，裂痕等狀況時，相機裝配體14拍攝下的畫面則為不規律，高低相素點的位移變化，相機中位移變化與實際檢測的深度變化有著對應的關係，通過雷射三角測量方法就可以算出深度變化信息；
綜上所述，本實用新型保證了高速公路3D採集雷射視覺系統檢測數據的準確性，精確性。
高速公路3D採集雷射視覺系統的長×寬×高的最大尺寸為359mm×202mm×92mm。
綜上所述，本實用新型實施例提供了一種高速公路3D採集雷射視覺系統，本實用新型通過一體機殼和一體機殼蓋板的密封設計，實現了雷射和相機防護等級IP65等級，可以完全防止粉塵進入及可用水衝洗無任何傷害；本實用新型通過散熱系統的設計，散熱效果良好，使得雷射光源和相機裝配體功耗低，使用壽命長；相機底座的滑動固定塊的設計，使得相機裝配體與雷射器的夾角角度能夠微調，使得檢測數據更準確，更精確。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。