高速公路3D采集激光视觉系统的制作方法

本实用新型涉及道路3D检测技术领域，尤其涉及一种高速公路3D采集激光视觉系统。

背景技术：

路面的竣工质量和使用质量的检测，是道路工程研究的重要内容。近二十年来，路面检测技术以单点、轮迹和机械为主，向快速、全面、自动化方向发展，取得了较大进展。高速公路3D采集激光视觉系统可以独立的，不受载运工具运行条件影响的进行高精度的路面检测、路形检测和表面几何病害的检测。比较令人满意的是设备相对简单，自动化程度高，便于计算机处理。该高速公路3D采集激光视觉系统主要由激光器和高清相机装配体组成，这两部分为发热器件，尤其激光器是高散热器件，所以高速公路3D采集激光视觉系统还配有由风扇，铜管，热沉等组成的散热系统；由于为车载检测系统，暴露于外部，所以还配有不低于IP65等级的防水结构、以及避免暴晒吸热的颜色设计和结构设计。

现有技术存在以下几点问题：

1.由于用于户外，环境恶劣，不能保证绝对的防尘、防水、防晒，防护等级不高。

2.现有高速公路3D采集激光视觉系统散热效果差，激光器和相机温度升温速度快，影响其使用效果和使用寿命。

3.现有高速公路3D采集激光视觉系统相机部分为固定角度，不能进行微细调整，影响检测数据算法的准确度，精确度。

技术实现要素：

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种高速公路3D采集激光视觉系统，用以解决现有现有高速公路3D采集激光视觉系统存在的上述几点技术问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种高速公路3D采集激光视觉系统，该高速公路3D采集激光视觉系包括：一体机壳、一体机壳盖板、激光器、相机装配体、热沉；

一体机壳与一体机壳盖板通过螺钉固连，形成密闭空间；

一体机壳内部的左侧安装有相机装配体，右侧安装有激光器；

激光器的右侧通过螺钉与热沉固连，且螺钉与一体机壳固连；

激光器与第一导热管连接，相机装配体与第二导热管(11)连接。

第一导热管为4mm厚纯铜L形导热管，共四根；

第一导热管的一端位于热沉的左侧，并被热管侧压板固定在热沉和热管侧压板之间，且热沉与热管侧压板之间通过螺钉固连；第一导热管的另一端位于一体机壳的长方形沟槽中，并被热管压板固定在一体机壳的长方形沟槽和热管压板之间，且一体机壳和热管压板通过螺钉固连；

第二导热管为6mm纯铜Z形导热管，共三根；

第二导热管的一端位于图相机装配体的顶部，并被相机上压板固定在相机装配体和相机上压板之间，且相机装配体和相机上压板通过螺钉固连；第二导热管的另一端位于一体机壳下表面的内侧，并被相机下压板固定在一体机壳和相机下压板之间，且一体机壳和相机下压板通过螺钉固连。

热沉的右侧设有长方形沟槽，安装有第三导热管；

第三导热管为3mm后纯铜导热管，共三根；

一体机壳的下侧设有凹槽，凹槽中安装有4个涡轮风扇；每个涡轮风扇均与一体机壳通过螺钉固连；

每个涡轮风扇的进风风道和出风风道均设有散热锯齿形结构。

一体机壳的前面设有第一开口和第二开口，且第一开口的位置与激光器一致，第二开口的位置与相机装配体一致；

第一开口处通过螺钉安装有激光器前保护盖，且第一开口外侧设有沟槽，安装有激光器密封圈，激光器前保护盖压紧激光器密封圈，形成密封结构；激光器前保护盖上黏贴有激光器前增透片；

第二开口处通过螺钉安装有相机前保护盖，且第一开口外侧设有沟槽，安装有相机密封圈，相机前保护盖压紧相机密封圈，形成密封结构；相机前保护盖上黏贴有相机前增透片；

一体机壳与一体机壳盖板接触的上端面设有环形沟槽，环形沟槽中安装有盖板密封圈，一体机壳与一体机壳盖板压紧盖板密封圈，形成密封结构；一体机壳与一体机壳盖板通过螺钉固定。

一体机壳的右侧设有长方形开口，且开口位置与热沉的位置一致，并通过螺钉安装有热沉密封板；

开口外侧设有沟槽，沟槽中安装有热沉密封圈，热沉密封板压紧热沉密封圈，形成密封结构；

热沉的前后两段均安装有压块。

一体机壳的右侧设有方形凹槽，凹槽中安装有第一航插、第二航插、圆形连接器，且第一航插、第二航插、圆形连接器均带有圆形O型密封圈和螺纹，并通过螺纹与一体机壳固连；

第一航插为8芯航插，共两个；第二航插为17芯航插，共一个；圆形连接器共一个。

一体机壳内设有加速度计，通过加速度计固定架定在在一体机壳内侧；

加速度计与加速度计固定架通过螺钉固连；加速度计固定架与一体机壳通过螺钉固连；

相机装配体安装在相机底座上，相机底座的右下端设有两个圆弧面，每个圆弧面处设有一个滑动固定块；

滑动固定块的一面为圆弧面；另一面为斜面，且与一体机壳上对应位置的斜面接触；

滑动固定块通过螺钉与一体机壳固连。

激光器激光发射方向为正前方，相机装配体的拍摄方向与激光器的激光发射方向呈10.2°夹角；

相机装配体的中心到激光器的中心之间的距离为270mm；

激光器为线性光源，波长为808nm；相机装配体里装有滤光片，只检测808nm波长的光源。

高速公路3D采集激光视觉系统的长×宽×高的最大尺寸为359mm×202mm×92mm。

本实用新型有益效果如下：

1、本实用新型一体机壳和一体机壳盖板的密封设计，实现了激光和相机防护等级IP65等级，可以完全防止粉尘进入及可用水冲洗无任何伤害。

2、本实用新型通过散热系统的设计，散热效果良好，使得激光光源和相机相机功耗低，使用寿命长。

3、相机底座的滑动固定块的设计，使得相机与激光器的夹角角度能够微调，使得检测数据更准确，更精确。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的特征和优点从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为高速公路3D采集激光视觉系统的立体结构示意图；

图2为高速公路3D采集激光视觉系统的主视图；

图3为高速公路3D采集激光视觉系统的左视图；

图4为高速公路3D采集激光视觉系统的右视图；

图5为高速公路3D采集激光视觉系统的俯视图；

图6为高速公路3D采集激光视觉系统的内部结构示意图；

图7为高速公路3D采集激光视觉系统内部俯视图；

图8为高速公路3D采集激光视觉系统中的热沉平面图；

图9为高速公路3D采集激光视觉系统涡轮风扇及风道的结构示意图；

图10为高速公路3D采集激光视觉系统的一体机壳的主视图；

图11为高速公路3D采集激光视觉系统的一体机壳的俯视图；

图12为高速公路3D采集激光视觉系统的一体机壳的仰视图；

图13为高速公路3D采集激光视觉系统的一体机壳的右视图；

图14为高速公路3D采集激光视觉系统的局部剖视图；

图15为高速公路3D采集激光视觉系统中激光器和相机结构尺寸示意图；

图16为高速公路3D采集激光视觉系统实际拍摄示意图；

图中：1-相机前保护盖、2-相机前增透片、3-一体机壳、4-激光器前保护盖、5-激光器前增透片、6-第一航插、7-第二航插、8-圆形连接器、9-热沉密封板、10-一体机壳盖板、11-第二导热管、12-相机底座、13-相机上压板、14-相机装配体、15-滑动固定块、16-相机下压板、17-加速度计、18-加速度计固定架、19-热管压板、20-激光器、21-第一导热管、22-热沉、23-热管侧压板、24-压块、25-第三导热管、26-涡轮风扇、27-相机密封圈、28-激光器密封圈、29-盖板密封圈、30-热沉密封圈。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理。

一种高速公路3D采集激光视觉系统，该高速公路3D采集激光视觉系包括：一体机壳3、一体机壳盖板10、激光器20、相机装配体14、热沉22；

一体机壳3与一体机壳盖板10通过螺钉固连，形成密闭空间；

一体机壳3内部的左侧安装有相机装配体14，右侧安装有激光器20；

激光器20的右侧通过螺钉与热沉22固连，且螺钉与一体机壳3固连；

激光器20与第一导热管21连接，相机装配体14与第二导热管11连接。

第一导热管21为4mm厚纯铜L形导热管，共四根；

第一导热管21的一端位于热沉22的左侧，并被热管侧压板23固定在热沉22和热管侧压板23之间，且热沉22与热管侧压板23之间通过螺钉固连；第一导热管21的另一端位于一体机壳3的长方形沟槽中，并被热管压板19固定在一体机壳3的长方形沟槽和热管压板19之间，且一体机壳3和热管压板19通过螺钉固连；保证了激光器20产生的热量导热至一体机壳3的下端面。

第二导热管11为6mm纯铜Z形导热管，共三根；

第二导热管11的一端位于图相机装配体14的顶部，并被相机上压板13固定在相机装配体14和相机上压板13之间，且相机装配体14和相机上压板13通过螺钉固连；第二导热管11的另一端位于一体机壳3下表面的内侧，并被相机下压板16固定在一体机壳3和相机下压板16之间，且一体机壳3和相机下压板16通过螺钉固连；保证了相机装配体14产生的热量导热至一体机壳3的下端面。

热沉22的右侧设有长方形沟槽，安装有第三导热管25；

第三导热管25为3mm后纯铜导热管，共三根；

一体机壳3的下侧设有凹槽，凹槽中安装有4个涡轮风扇26；每个涡轮风扇26均与一体机壳3通过螺钉固连；

每个涡轮风扇26的进风风道和出风风道均设有散热锯齿形结构；涡轮风扇26将上述在一体机壳3底面的热量沿着散热风道吹至机壳外部。

综上所述，高速公路3D采集激光视觉系统具有完整的散热通风系统，保证了整体的散热效果。

一体机壳3的前面设有第一开口和第二开口，且第一开口的位置与激光器20一致，第二开口的位置与相机装配体14一致；

第一开口处通过螺钉安装有激光器前保护盖4，且第一开口外侧设有沟槽，安装有激光器密封圈28，激光器前保护盖4压紧激光器密封圈28，形成密封结构；激光器前保护盖4上黏贴有激光器前增透片5；

第二开口处通过螺钉安装有相机前保护盖1，且第一开口外侧设有沟槽，安装有相机密封圈27，相机前保护盖1压紧相机密封圈27，形成密封结构；相机前保护盖1上黏贴有相机前增透片2；

并且每个固定螺钉自身都带有密封圈，保证了防尘、防水密封作用。

一体机壳3与一体机壳盖板10接触的上端面设有环形沟槽，环形沟槽中安装有盖板密封圈29，一体机壳3与一体机壳盖板10压紧盖板密封圈29，形成密封结构；一体机壳3与一体机壳盖板10通过螺钉固定；并且每个固定螺钉自身带有密封圈，保证了防尘、防水密封作用。

一体机壳3的右侧设有长方形开口，且开口位置与热沉22的位置一致，并通过螺钉安装有热沉密封板9；

热沉22的前后两段均安装有压块24，对热沉22的位置进行前后限位；

开口外侧设有沟槽，沟槽中安装有热沉密封圈30，热沉密封板9压紧热沉密封圈30，形成密封结构；并且每个螺钉自身都带有密封圈，都保证了防尘，防水密封作用。

一体机壳3的右侧设有方形凹槽，凹槽中安装有第一航插6、第二航插7、圆形连接器8，且第一航插6、第二航插7、圆形连接器8均带有圆形O型密封圈和螺纹，并通过螺纹与一体机壳3固连；通过自身螺钉拧紧安装于该凹槽中，起到防尘、防水效果。

第一航插6为8芯航插，共两个；第二航插7为17芯航插，共一个；圆形连接器8共一个。

综上所述，本实用新型高速公路3D采集激光视觉系统的密封设计，保证防护等级能达到IP65防护等级，完全防止粉尘进入及可用水冲洗无任何伤害。

一体机壳3内设有加速度计17，通过加速度计固定架18定在在一体机壳3内侧；

加速度计17与加速度计固定架18通过螺钉固连；加速度计固定架18与一体机壳3通过螺钉固连；

加速度计17是记录车运行时垂直方向的振动信息，采集此信息后与最终成像进行消除噪声，以保证测量精度。

相机装配体14安装在相机底座12上，相机底座12的右下端设有两个圆弧面，每个圆弧面处设有一个滑动固定块15；

滑动固定块15的一面为圆弧面；另一面为斜面，且与一体机壳3上对应位置的斜面接触；

滑动固定块15通过螺钉与一体机壳3固连；

一体机壳3中与滑动固定块15斜面相接触的面也设为角度相同的斜面，滑动固定块15沿此斜面滑动；当右侧的滑动固定块15滑动时，相机底座12则沿着下方的滑动固定块15的圆弧面转动；反之，下方的滑动固定块15滑动时，相机底座12则沿着右侧的滑动固定块15的圆弧面转动，此转动角度非常小，属于微细调整，保证采集信息的准确性。

激光器20激光发射方向为正前方，相机装配体14的拍摄方向与激光器20的激光发射方向约呈10.2°夹角；

相机装配体14的中心到激光器20的中心之间的距离为270mm；激光器20的中心至路面的距离为2100mm；

激光器20为线性光源，波长为808nm，激光光源通过窗口增透片垂直照射至路面，窗口增透片只损耗1‰的亮度，保证了照射至路面的亮度；相机装配体14里装有滤光片，只检测808nm波长的光源，通过相机前的窗口增透片，拍摄激光器20照射的路面动态图像。

相机装配体14采用倾斜拍摄激光光源，当路面平整完好时，相机装配体14拍摄的图像中激光光源为一条直线；当路面有缺陷时，如凹陷，凸起，裂痕等状况时，相机装配体14拍摄下的画面则为不规律，高低相素点的位移变化，相机中位移变化与实际检测的深度变化有着对应的关系，通过激光三角测量方法就可以算出深度变化信息；

综上所述，本实用新型保证了高速公路3D采集激光视觉系统检测数据的准确性，精确性。

高速公路3D采集激光视觉系统的长×宽×高的最大尺寸为359mm×202mm×92mm。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种高速公路3D采集激光视觉系统，本实用新型通过一体机壳和一体机壳盖板的密封设计，实现了激光和相机防护等级IP65等级，可以完全防止粉尘进入及可用水冲洗无任何伤害；本实用新型通过散热系统的设计，散热效果良好，使得激光光源和相机装配体功耗低，使用寿命长；相机底座的滑动固定块的设计，使得相机装配体与激光器的夹角角度能够微调，使得检测数据更准确，更精确。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。