一种用于地铁巡检机器人的信息采集系统的制作方法

1.本实用新型属于地铁列检设备技术领域，尤其涉及一种用于地铁巡检机器人的信息采集系统。


背景技术：

2.地铁巡检机器人是用于对地铁车辆部件外观进行安全检测的列检设备，通常，其利用机械臂完成相应的信息采集，然后实现故障判断。
3.然而，针对目前的列检情况来说，由于地铁车辆外观损伤呈多样化，因此单一维度检测不能满足目前的列检需求，即无法全面覆盖对地铁车辆的检修任务。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种用于地铁巡检机器人的信息采集系统，能够实现对地铁车辆的多维度检修，全面覆盖地铁车辆的检修任务。本实用新型的具体技术方案如下：
5.一种用于地铁巡检机器人的信息采集系统，设置于巡检机器人的机械臂末端；所述信息采集系统包括：
6.控制电路板；
7.图像采集单元，所述图像采集单元与控制电路板电性连接；
8.音频采集单元，所述音频采集单元与控制电路板电性连接；以及
9.温度采集单元，所述温度采集单元与控制电路板电性连接；
10.其中，所述图像采集单元具有激光指示器，用于指示图像采集单元的拍摄方向。
11.本实用新型通过对地铁车辆进行多维度数据采集，从而更好的满足检修任务的要求，其中，主要利用图形、音频和温度实现地铁外观目标部件的信息采集，从而更好的覆盖检修任务；由于图像采集具有针对性，因而利用激光指示器能够给予图像采集单元准确的拍摄位置，从而更好的实现视觉检测。
12.优选的，所述控制电路板、图像采集单元、音频采集单元和温度采集单元封装至金属壳体内。
13.所述金属壳体实现的控制电路板、图像采集单元、音频采集单元和温度采集单元的高度集成，使之作用空间更小，重量更轻，由此方便使用。
14.优选的，所述图像采集单元和温度采集单元分别设置于金属壳体的两端。
15.所述图像采集单元和温度采集单元的分开布置，很好的进一步减少了简述壳体的体积。
16.优选的，还包括：
17.第一按钮，所述第一按钮与图像采集单元电性连接，用于触发图像采集单元拍摄图像。
18.所述第一按钮的设置能够使现场工作人员方便的实现人工控制，从而更为针对性
的实现图像拍摄。
19.优选的，所述机械臂具有制动机构；
20.所述信息采集系统还包括：
21.第二按钮，所述第二按钮与制动机构电性连接，用于控制机械臂打开制动机构，实现快速拖动机械臂。
22.由于需要满足人工即时操作，因而利用第二按钮实现对机械臂快速解除制动，从而方便工作人员拖动机械臂，并在拖动时，利用第一按钮进行可靠的拍摄。
23.优选的，所述图像采集单元包括：
24.3d相机，所述3d相机与控制电路板电性连接；以及
25.2d相机，所述2d相机与控制电路板电性连接。
26.所述2d相机实现了对3d相机拍摄的补充；所述3d相机可实现图像与视频的三维数据采集，在此基础上，结合2d相机拍摄的平面图画，使得图像采集更加准确、清晰。
27.优选的，所述音频采集单元包括：
28.若干拾音器，拾音器与控制电路板电性连接，其中一部分拾音器分别位于金属壳体的四周，另外一部分拾音器位于金属壳体的底部和顶部。
29.若干拾音器能够拾取声音强度信息，从而从音质判断是否有缺损，此外，由于拾音器在金属壳体内进行分布，因而能够通过不同的拾音器拾取的声音强度而判断声音缺陷所在位置，从而实现缺陷音源的空间定位。
30.优选的，所述温度采集单元包括红外热成像仪，所述红外热成像仪与控制电路板电性连接。
31.红外热成像仪除了能够获取温度信息外，还能获得目标的外形特征，由此能够配合图像采集单元实现更好的缺陷判断。
32.和现有技术相比，本实用新型能够实现多维度的数据采集，包括图像、音频和温度等，在此基础上，以音频判断了缺陷位置，通过图像和温度进一步确定了缺损情况以及该缺损所在位置，从而使得地铁车辆的列检任务能够更加全面的完成；此外，本实用新型具有体积小、质量轻的特点。
附图说明
33.图1为本实用新型实施例中信息采集系统的示意图；
34.图2为本实用新型实施例中金属壳体内的布置示意图；
35.图3为本实用新型实施例中控制电路板中的电路连接示意图；
36.图4为本实用新型实施例中数字io接口电路的示意图；
37.图5为本实用新型实施例中模拟输入接口电路的示意图；
38.图6为本实用新型实施例中通信接口电路的示意图；
39.图7为本实用新型实施例中电源管理电路的示意图。
40.图中：100-控制电路板；200-图像采集单元；201-激光指示器；202-3d相机；203-2d相机；300-音频采集单元；301-拾音器；400-温度采集单元；401-红外热成像仪；500-金属壳体；600-第一按钮；700-第二按钮。
具体实施方式
41.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
42.如图1～图3所示，一种用于地铁巡检机器人的信息采集系统，设置于巡检机器人的机械臂末端；所述信息采集系统包括控制电路板100、图像采集单元200、音频采集单元300和温度采集单元400；所述图像采集单元200与控制电路板100电性连接；所述音频采集单元300与控制电路板100电性连接；所述温度采集单元400与控制电路板100电性连接；所述图像采集单元200具有激光指示器201，用于指示图像采集单元200的拍摄方向。
43.在本实施例中，所述音频采集单元300和温度采集单元400补充至信息采集系统，由此，在进行地铁列检时，启动设备，音频采集单元300能够采集异常声音，从而使工作人员进一步判断是否有部件异常；在启动设备后，若部件异常升温，所述温度采集单元400也能够针对性的实现部件异常判断。在此基础上，所述图像采集单元200能够进行常规的图像采集，在存在声音异常和温度异常的部件位置，能够通过激光指示器201进行指引，从而使图像采集单元200对准异常部件所在位置，进行图像采集，所述激光指示器201为微功率点状激光。
44.为了更好的使用本实施例，所述控制电路板100、图像采集单元200、音频采集单元300和温度采集单元400封装至金属壳体500内。
45.在本实施例中，所述控制电路板100、图像采集单元200、音频采集单元300和温度采集单元400集成封装，从而满足小体积化的要求。
46.为了更好的使用本实施例，所述图像采集单元200和温度采集单元400分别设置于金属壳体500的两端。所述音频采集单元300包括若干拾音器301；拾音器301与控制电路板100电性连接，其中一部分拾音器301分别位于金属壳体500的四周，另外一部分拾音器301位于金属壳体500的底部和顶部。
47.具体的，在本实施例中，所述金属壳体500为矩形结构，其依次具有第一端、第二端、第三端和第四端。具体的，所述图像采集单元200和温度采集单元400分开设置，分别位于第一端和第三端；而控制电路板100位于第二端。拾音器301在本实施例中具有八组，其中四组分别位于金属壳体500的四角，其中两组分别位于第二端和第四端，剩余两组均位于金属壳体500的底部和顶部。
48.由此，在满足图像采集单元200、温度采集单元400和控制电路板100的正常工作需求的情况下，使音频采集单元300实现了多方位声音采集，从而实现异常音频的方向定位。
49.为了更好的使用本实施例，还包括第一按钮600；所述第一按钮600与图像采集单元200电性连接，用于触发图像采集单元200拍摄图像。
50.所述机械臂具有制动机构；所述信息采集系统还包括第二按钮700；所述第二按钮700与制动机构电性连接，用于控制机械臂打开制动机构，实现快速拖动机械臂。
51.所述机械臂本身具有制动机构，这属于常规技术手段。在此基础上，本实施例利用第二按钮700实现对制动机构的开关控制，从而实现人工操作；由此，利用第一按钮600，实现了图像采集单元200能够根据工作人员的实际要求进行实时控制与拍摄，由此更符合现场的具体使用需求。
52.为了更好的使用本实施例，所述图像采集单元200包括3d相机202和2d相机203；所
述3d相机202与控制电路板100电性连接；所述2d相机203与控制电路板100电性连接。
53.所述3d相机202包括相机本体与可调制的光源，而2d相机203具有可变焦镜头，并且具备自动光圈和自动对焦的功能。需要说明的是，所述3d相机202和2d相机203均为彩色制式，如此区分目标上的颜色信息。
54.为了更好的使用本实施例，所述温度采集单元400包括红外热成像仪401，所述红外热成像仪401与控制电路板100电性连接。
55.红外热成像仪401采用短波成像技术，成像分辨率不低于384*288。
56.在本实施例中，所述信息采集系统最终通过光通信的方式与外部计算机连接。
57.所述控制电路板100包括数字io接口电路、模拟输入接口电路、通信接口电路、控制器、电源管理电路和上位机接口电路。
58.其中，所述数字io接口电路电性连接各采集单元的io接口；所述模拟输入接口电路用于拾音器301的信号输入；所述通信接口电路电性连接各采集单元的数据接口；而上述数字io接口电路、模拟输入接口电路、通信接口电路分别电性连接至控制器，由控制器电性连接上位机接口电路，从而通过光通信的方式连接至外部计算机。
59.此外，所述电源管理电路与控制器电性连接，以此为各采集单元供电。
60.上述各采集单元即图像采集单元200、音频采集单元300和温度采集单元400。
61.其中，如图4所示，所述数字io接口电路通过tlp291-4实现其功效。如图5所示，所述模拟输入接口电路通过ssm2019b实现其功效。如图6所示，所述通信接口电路通过rtl8367s-cg实现其功效。如图7所示，所述电源管理电路同样通过tlp291-4实现其功效。
62.此外，所述控制器所用芯片可以是stm32f103或mc9s08aw60。
63.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。