СИСТЕМА И СПОСОБ ИНСПЕКТИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ, ИСПОЛЬЗУЯ ФИЛЬТРАЦИЮ ОПТИЧЕСКИХ ДЛИН ВОЛН

1. Система для инспектирования поверхности, причем система содержит:
по меньшей мере один генератор света, расположенный рядом с поверхностью, причем генератор света выполнен с возможностью проецирования луча света на поверхность, причем луч света имеет общую интенсивность по меньшей мере 0,15 Вт на дюйм ширины луча света;
по меньшей мере одну камеру, расположенную рядом с поверхностью для приема по меньшей мере части света, отраженного от поверхности, и для формирования по меньшей мере одного изображения, представляющего профиль по меньшей мере участка поверхности, причем камера содержит полосовой фильтр, выполненный с возможностью пропускания полосы луча света, проецируемого генератором света, причем полоса соответствует спаду в солнечном излучении; и
по меньшей мере один процессор, выполненный с возможностью анализа по меньшей мере одного изображения и определения одной или более физических характеристик участка поверхности.
2. Система по п. 1, в которой угловое расхождение луча света, проецируемого генератором, составляет 45°.
3. Система по п. 1, в которой генератор света содержит:
центральный лазер; и
два внешних лазера, расположенных с противоположных сторон центрального лазера, причем каждый из двух внешних лазеров наклонен наружу от центрального лазера на угол 10°.
4. Система по п. 1, в которой генератор света представляет собой 808 нм лазер.
5. Система по п. 1, в которой камера дополнительно содержит:
объектив;
прокладку, расположенную рядом с объективом; и
устройство с зарядовой связью, причем полосовой фильтр установлен между устройством с зарядовой связью и прокладкой.
6. Система по п. 1, в которой полосовой фильтр расположен позади объектива камеры.
7. Система по п. 1, в которой поверхность представляет собой железнодорожное полотно, и процессор содержит алгоритм для определения расстояния между шпалами железнодорожного полотна, причем алгоритм содержит этапы, на которых:
(a) анализируют первый кадр, один или более промежуточных кадров и конечный кадр по меньшей мере одного изображения, причем первый и конечный кадры содержат шпалы, в то время как в одном или более промежуточных кадрах шпалы отсутствуют;
(b) определяют количество одного или более промежуточных кадров, в которых шпалы отсутствуют;
(c) определяют известный интервал между кадрами; и
(d) определяют расстояние между шпалами первого и конечного кадров на основе количества одного или более промежуточных кадров, в которых отсутствуют шпалы, и известного промежутка между кадрами.
8. Система по п. 1, в которой поверхность представляет собой железнодорожное полотно, и процессор содержит алгоритм для обнаружения смещенной или продавленной рельсовой подкладки железнодорожного полотна, причем алгоритм содержит этапы, на которых:
(a) анализируют кадр по меньшей мере одного изображения, причем кадр содержит область, представляющую интерес;
(b) определяют, содержит ли область, представляющая интерес, рельсовую подкладку;
(c) если рельсовая подкладка присутствует, определяют контур шпалы и контур рельсовой подкладки;
(d) сравнивают ориентацию контура шпалы и ориентацию контура рельсовой подкладки; и
(e) определяют, нарушено ли выравнивание или продавлена ли рельсовая подкладка, на основе результата сравнения.
9. Система по п. 1, в которой поверхность представляет собой железнодорожное полотно, и процессор содержит алгоритм для идентификации разлома в рельсе железнодорожного полотна, причем алгоритм содержит этапы, на которых:
(a) анализируют первый кадр, один или более промежуточных кадров и конечный кадр по меньшей мере одного изображения, причем первый и конечный кадры содержат рельсы, в то время как один или более промежуточных кадров не содержат рельсы;
(b) определяют количество одного или более промежуточных кадров, в которых отсутствуют рельсы;
(c) определяют известный промежуток между кадрами; и
(d) идентифицируют разлом в рельсе на основе количества одного или более промежуточных кадров, в которых рельсы отсутствуют, и известного промежутка между кадрами.
10. Система по п. 1, в которой поверхность содержит одно или более из дороги, завода, фундамента здания, автомобильного моста или тротуара.
11. Способ инспектирования поверхности, причем способ содержит этапы, на которых:
(a) освещают светом определенный участок поверхности, причем свет содержит общую объединенную интенсивность, составляющую по меньшей мере 0,15 Вт на дюйм ширины света;
(b) принимают по меньшей мере часть света, отраженного от поверхности, используя одну или более камер, причем одна или более камер содержит полосовой фильтр, выполненный с возможностью пропускания только полосы отраженного света, причем полоса соответствует спаду в солнечном излучении;
(c) формируют по меньшей мере одно изображение, представляющее профиль по меньшей мере участка поверхности;
(d) анализируют по меньшей мере одно изображение;
(e) определяют одну или более физических характеристик участка поверхности; и
(f) выводят определенные физические характеристики участков поверхности.
12. Способ по п. 11, в котором этап (a) содержит этап, на котором проецируют множество лучей света для формирования света, которым освещают поверхность, причем каждый из множества лучей света имеет угловое расхождение 45°.
13. Способ по п. 12, в котором множество лучей света содержит центральный луч и два внешних луча с противоположных сторон от центрального луча, причем этап (a) дополнительно содержит этап, на котором проецируют два внешних луча под углом 10° наружу от центрального луча.
14. Способ по п. 11, в котором свет, которым освещают участок поверхности, формируют, используя лазеры 808 нм.
15. Способ по п. 11, в котором поверхность может представлять собой железнодорожное полотно, причем способ дополнительно содержит этап, на котором определяют расстояние между шпалами железнодорожного полотна, причем этап определения расстояния содержит этапы, на которых:
(a) анализируют первый кадр, один или более промежуточных кадров и конечный кадр по меньшей мере одного изображения, причем первый и конечный кадры содержат шпалы, в то время как в одном или более промежуточных кадрах шпалы отсутствуют;
(b) определяют количество одного или более промежуточных кадров, в которых шпалы отсутствуют;
(c) определяют известный промежуток между кадрами; и
(d) определяют расстояние между шпалами первого и конечного кадров на основе количества одного или более промежуточных кадров, в которых отсутствуют шпалы, и известного промежутка между кадрами.
16. Способ по п. 11, в котором поверхность представляет собой железнодорожное полотно, причем способ дополнительно содержит этап, на котором идентифицируют разлом в рельсе железнодорожного полотна, причем этап идентификации содержит этапы, на которых:
(a) анализируют первый кадр, один или более промежуточных кадров и конечный кадр по меньшей мере одного изображения, причем первый и конечный кадры содержат рельсы, в то время как один или более промежуточных кадров не содержат рельсы;
(b) определяют количество одного или более промежуточных кадров, в которых рельсы отсутствуют;
(c) определяют известный промежуток между кадрами; и
(d) идентифицируют разлом в рельсах на основе количества одного или более промежуточных кадров, в которых рельсы отсутствуют, и известного промежутка между кадрами.
17. Способ по п. 11, в котором поверхность представляет собой железнодорожное полотно, причем способ дополнительно содержит этап, на котором обнаруживают смещенную или продавленную рельсовую подкладку железнодорожного полотна, причем этап обнаружения содержит этапы, на которых:
(a) анализируют кадр по меньшей мере одного изображения, причем кадр содержит область, представляющую интерес;
(b) определяют, содержит ли область, представляющая интерес, рельсовую подкладку;
(c) если рельсовая подкладка присутствует, определяют контур шпалы и контур рельсовой подкладки,
(d) сравнивают ориентацию контура шпалы и ориентацию контура рельсовой подкладки; и
(e) определяют, является ли рельсовая подкладка смещенной или продавленной, на основе сравнения.
18. Способ инспектирования поверхности, причем способ содержит этапы, на которых:
(a) проецируют свет на поверхность, причем свет имеет интенсивность по меньшей мере 0,15 Вт на дюйм ширины света;
(b) принимают по меньшей мере часть света, отраженного от поверхности, в приемнике;
(c) используют полосовой фильтр приемника для пропускания полосы отраженного света, которая соответствует спаду в солнечном излучении, причем отраженный свет является более интенсивным, чем солнечное излучение в этом спаде;
(d) используют пропущенную полосу отраженного света для формирования одного или более изображений, представляющих профиль по меньшей мере участка поверхности;
(e) определяют одну или более характеристик участка поверхности; и
(f) выводят определенные характеристики участка поверхности.
19. Способ по п. 18, в котором этап (a) дополнительно содержит этап, на котором проецируют множество лучей света для формирования света, проецируемого на поверхность, причем каждый из множества лучей света имеет угловое расхождение 45°.
20. Способ по п. 19, в котором множество лучей света содержит центральный луч и два внешних луча с противоположных сторон от центрального луча, причем этап (a) дополнительно содержит этап, на котором проецируют два внешних луча под углом 10° наружу от центрального луча.
21. Способ по п. 18, в котором поверхность представляет собой железнодорожное полотно, причем способ дополнительно содержит этап, на котором определяют расстояние между шпалами железнодорожного полотна, причем этап определения расстояния содержит этапы, на которых:
(a) анализируют первый кадр из одного или более промежуточных кадров и конечный кадр из одного или более изображений, причем первый и конечный кадры содержат шпалы, в то время как один или более промежуточных кадров не содержат шпалы;
(b) определяют количество одного или более промежуточных кадров, в которых отсутствуют шпалы;
(c) определяют известный промежуток между кадрами; и
(d) определяют расстояние между шпалами первого и конечного кадров на основе количества из одного или более промежуточных кадров, в которых отсутствуют шпалы, и известного промежутка между кадрами.
22. Способ по п. 18, в котором поверхность представляет собой железнодорожное полотно, причем способ дополнительно содержит этап, на котором идентифицируют разлом в рельсе железнодорожного полотна, причем этап идентификации содержит этапы, на которых:
(a) анализируют первый кадр, один или более промежуточных кадров и конечный кадр одного или более изображений, причем первый и конечный кадры содержат рельсы, в то время как один или более промежуточных кадров не содержат рельсы;
(b) определяют количество одного или более промежуточных кадров, в которых рельсы отсутствуют;
(c) определяют известный промежуток между кадрами; и
(d) идентифицируют разлом в рельсе на основе количества одного или более промежуточных кадров, в которых рельсы отсутствуют, и известного промежутка между кадрами.
23. Способ по п. 18, в котором поверхность представляет собой железнодорожное полотно, причем способ дополнительно содержит этап, на котором обнаруживают смещенную или продавленную рельсовую подкладку железнодорожного полотна, причем этап обнаружения содержит этапы, на которых:
(a) анализируют кадр одного или более изображений, причем кадр содержит область, представляющую интерес;
(b) определяют, содержит ли область, представляющая интерес, рельсовую подкладку;
(c) если рельсовая подкладка присутствует, определяют контур шпалы и контур рельсовой подкладки;
(d) сравнивают ориентацию контура шпалы и ориентацию контура рельсовой подкладки; и
(e) определяют, является ли рельсовая подкладка смещенной или продавленной, на основе результата сравнения.