户外全天候双目测量装置的制作方法

本实用新型涉及户外图像采集的技术领域，尤其涉及一种户外全天候双目测量装置。

背景技术：

随着图像处理行业的发展特别是近年来随着人工智能的全面发展，双目识别、双目测量等相关智能化图像处理应用的算法、解决方案及产品越来越多。双目图像的应用算法一般均会涉及图像校正、三维重构、空间解算等大运算量复杂算法，针对具体应用的特殊综合算法的运算量会更加庞大，相应地对图像处理的运算计算机的cpu的计算速度有较高的要求，计算机的功耗及发热量均较大(400m双目图像运算所需的计算机的功耗一般超过50w),需要对计算机所处的空间进行散热处理。

目前双目产品一般在民用行业和室内环境中应用，户外工业环境的应用处于空白阶段。户外工业环境需要准确、可靠、稳定的设备，因此不仅需要考虑数据传输、响应时间等技术因素，还需考虑温度、湿度、雨雾等环境因素，针对具体应用还需考虑双目间距、图像像素等参数。现有的解决方案一般在现场只设置双目图像采集系统，将采集后的图像文件发送至位于室内环境的图像处理计算机，而工业现场的传输距离一般较远，传统的技术方案无法解决工业现场对高像素双目图像的高帧率实时传输的需求，从而无法进行实时计算、加长系统的响应时间；最新的技术方案代价高使传输部分的投资远大于产品本身，加大了新产品、新技术的应用推广难度；现场图像采集系统受环境温度及自身发热的影响也无法稳定运行。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于：为了克服上述现有技术存在的不足，提供一种户外全天候双目测量装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括电源系统、图像采集系统、图像处理系统、环境保持系统、密封箱体；其中，所述的电源系统与外部电源相连，用于获取电源，还与图像采集系统、图像处理系统、环境保持系统相连并分配和控制相应的电源输出；所述的图像采集系统用于获取目标物体的图像；所述的图像处理系统为嵌入式工业计算机，用于目标图像的校正、三维重构、空间解算等运算和结果输出；所述的环境保持系统用于保持密封箱体内部的温度和湿度；所述的密封箱体内安装有电源系统、图像采集系统、图像处理系统、环境保持系统。

根据上述的户外全天候双目测量装置，其特征在于：所述的电源系统包含电源控制单元、电源分配单元，电源分配单元按各子系统的需求分配相应容量的电源，电源控制单元根据各子系统及传感器的工作状态和工作指令控制各相应的电源输出。

根据上述的户外全天候双目测量装置，其特征在于：所述的图像采集系统包含双目相机、图像控制单元、数据传输单元，双目相机用于获取目标图像，图像控制单元使获取图像的保持一致性并将图像合并，数据传输单元用于图像数据的传输。

根据上述的户外全天候双目测量装置，其特征在于：所述的图像处理系统为盈驰酷睿i5。

根据上述的户外全天候双目测量装置，其特征在于：所述的环境保持系统包含散热器、散热风扇、半导体加热/制冷单元、温湿度传感器，温湿度传感器获取装置内、外部环境的温度和湿度数据，通过半导体加热/制冷单元和散热风扇的工作使装置内部环境的温度和湿度保持在设定范围。

根据上述的户外全天候双目测量装置，其特征在于：所述的密封箱体采用不锈钢材质，包含视窗玻璃、密封圈、防水格兰头，视窗玻璃为高透光玻璃用于双目相机的采光，密封圈为发泡硅胶用于视窗玻璃与箱体、箱体下部与上部的防水密封，防水格兰头用于电源线、散热风扇电源线、通信线的固定和防水密封。

综上所述，本实用新型与背景技术相比具有的有益效果：

1)所述箱体的上盖采用防雨罩形式，利于雨水和粉尘的滑落，减少箱体的污染和腐蚀；下部箱体设有凸棱，防雨罩上盖与下部箱体之间采用发泡硅胶密封圈，可完全防止雨水、粉尘、湿气进入箱体内部；视窗玻璃与下部箱体相互之间均采用发泡硅胶密封圈；线缆连接孔采用防水格兰头，确保了线缆与格兰头密封圈的紧密连接。箱体整体可防止雨水、粉尘、湿气进入箱体内部，满足户外工业现场使用的密封要求。

2)所述图像采集系统与图像处理计算机均安装在箱体内部，图像采集系统与图像处理计算机之间的通信连接采用最新的万兆以太网产品，线缆短代价低；图像处理计算机将计算结果通过普通网络发送至上位服务器，现场保持图像在装置空闲时发送至上位服务器，保证了系统的实时性和有效性。

3)所述装置配置内部温度、湿度传感器和外部温度传感器，电源系统按设定的参数值和工作流程控制半导体加热/制冷单元的工作，同时控制散热风扇的运转使散热器的效率最大化，保证装置内部的温度、湿度在设定范围确保图像采集系统和图像处理计算机的可靠运行，保证装置总体性能稳定。通过调整半导体加热/制冷单元、散热器及散热风扇的额定能力可适应不同地区、不同规格的使用需求，提高装置产品的适应性。

4)所述装置所有组成部件均位于现场箱体内部，装置可预先调试完成，现场只需接入电源和网络传输电缆，大大节省现场的施工、调试周期，方便用户的施工组织。

附图说明

图1现有技术方案原理图；

图2本实用新型装置的技术方案原理图；

图3本实用新型装置的外形图；

图4本实用新型装置的控制原理图；

图5本实用新型装置的工作逻辑图。

图中：1、上盖，2、箱体，3、散热风扇，4、散热器，5、半导体制冷/加热单元，6、防水电缆格兰头，7、安装底座，8、双目相机，9、图像控制单元，10、图像传输单元，11、电源分配单元，12、电源控制单元，13、工业计算机，14、箱体凸棱，15、箱体密封圈，16、视窗玻璃及密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施案例对本实用新型作进一步的说明。

如图2、图3所示，本实用新型的户外全天候双目测量装置包括：电源系统包含电源控制单元12和电源分配单元11，电源分配单元11按各子系统的需求分配相应容量的电源，电源控制单元12根据各子系统及传感器的工作状态和工作指令控制各相应的电源输出；图像采集系统用于获取目标物体的图像，包含双目相机8、图像控制单元9、数据传输单元10；图像处理系统为嵌入式工业计算机13，用于目标图像的校正、三维重构、空间解算等运算和结果输出；环境保持系统用于保持密封箱体内部的温度和湿度，包含散热器4、散热风扇3、半导体加热/制冷单元5、温湿度传感器；密封箱体包含视窗玻璃16、不锈钢箱体2、上盖1、密封圈15、防水格兰头6，箱体内安装有电源系统、图像采集系统、图像处理系统、环境保持系统。

视窗玻璃及视窗密封圈16的组成可以保证视窗玻璃与箱体的连接密封紧固；箱体2在与上盖1连接部位设有凸棱并设置发泡硅胶密封圈15，保证箱体上下连接密封紧固；外部线缆通过防水格兰头6连接，确保线缆与格兰头的密封圈密封紧固，散热器4及散热风扇3安装在下部主箱体的侧外部，并对下部主箱体进行延展使散热器4和散热风扇3位于下部副箱体内。主箱体形成完全密闭的空间，防止雨水、湿气、粉尘进入主箱体，副箱体可保证散热器4及散热风扇3的通风且可以防止雨水进入，箱体的材料采用304不锈钢。

双目相机8的像素数为400m，数据更新速度需小于200ms，需要配置主频大于3.2ghz(四核八线程)的嵌入式工业计算机13，此计算机的发热量约28w，图像采集系统的发热量约10w，箱体内部设备的总发热量约38w；箱体在户外阳光照射下会吸收大量的热量，按国内平均日照条件和日照时间，箱体的平均吸热量约11w；箱体内部总的发热量约为50w。装置的半导体制冷/加热单元5在制冷模式下的制冷量为65w，可以在高温天气保证装置箱体内部温度在设定范围；装置的半导体制冷/加热单元5在加热模式下的加热功率为48w，低温天气也可确保箱体内部温度在设定范围，保证装置在户外能够长期稳定运行。

如图4、图5所示，本实用新型的户外全天候双目测量装置内部主要部件的工作过程是：电源分配单元11和电源控制单元12上电并完成自检后发送计算机13及图像采集系统的启动指令，计算机13完成启动并接收到图像采集系统启动完成的信号后开始进入正常测量工作模式。箱体2外部设置温度传感器，箱体2内部设置温度和湿度传感器，电源控制单元12接收传感器的信号，内部温度大于30℃(实际使用建议调整至40℃)的设定温度并且湿度小于80％rh时电源控制单元给半导体制冷/加热单元5和散热风扇3发出制冷启动及风扇启动的指令，待箱体内部温度下降到与外部温度相差15℃时半导体制冷/加热单元5和散热风扇3停止工作；内部温度低于0℃时电源控制单元12给半导体制冷/加热单元5发出加热启动的指令，待箱体内部温度上升到10℃时半导体制冷/加热单元5停止；外部湿度大于80％rh(此时外部环境温度一般不高于35℃)时电源控制单元给半导体制冷/加热单元5发出加热启动的指令，直至箱体内部温度上升设定温度时半导体制冷/加热单元5停止工作。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。