具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

图1是本发明的整体装置示意图，结合附图1可见，本发明公开的一种大视场的异物检测装置，包括中央处理器3、数据存储模块5、通讯模块4、驱动模块2、电源模块7、由光源6、相机9和反射镜8组成的成像模块。

其中中央处理器3分别与数据存储模块5、通讯模块4、驱动模块2、电源模块7、成像模块相连，控制各模块的彼此配合，正常运行。

所述异物检测装置的运行过程：由驱动模块2控制装置在指定位点停留，由成像模块拍摄图像，并将拍摄到的图像与存储在数据存储模块5中预先拍摄的无异物图像，经过中央处理器3进行比对分析判断有无异物，再将判断结果输送到通讯模块4中，由通讯模块4传输至控制中心。

所述异物检测装置运行于安装在侧壁的专用轨道1上，由驱动模块2控制其在轨道上行进和停留。本装置应用于地铁隧道异物检测时，为了避免安装在隧道顶部时，装置发生意外脱落事故，造成异物入侵风险，故将专用轨道安装于地铁隧道一面的侧壁上。

所述通讯模块4与中央处理器3相连，接收中央处理器3的处理结果信息，并将该信息发送至控制中心，由控制中心决定进一步的处理措施。

对于成像模块，结合图2对其所成像过程进行说明。

反射镜8由一个中心旋转对称的圆台构成，圆台上下底面均开口，下底面靠近相机，并与相机9的光敏面平行，圆台内部挖空，并将内壁抛光，用作反射镜。在使用时，反射镜8的轴和相机9的光轴是一致的。

成像模块使用时，来自装置正前方侧壁的光线直接穿过反射镜8中空部分被相机9的光敏面接收，来自与装置同侧的侧壁的光线经过反射镜8反射后再被相机9的光敏面接收。从而实现了单个相机通过一次成像同时采集相机前后场景信息。

图3为物面和像面的成像关系图。反射镜8与光轴所成夹角为θ。物体面10投影到成像面11，两者的夹角为φ。根据几何关系可知，两者的关系为

为了实现更好的成像效果，希望物体面10投影到成像面11的面积尽可能大，即希望尽可能小，故希望θ即反射镜8与光轴夹角尽可能大。

而θ过大，在下底面面积一定的情况下，会导致圆台开口的上底面的面积过小，从而影响装置对正前方物体的成像。故需要根据具体使用情况，合理设置圆台上下底面半径和圆台长度，以满足同时对装置前后方场景顺利成像的目的。

除了合理设置参数外，本发明还提出了其他的结构来解决前后方成像问题。

图4为棱台形反射镜结构示意图。棱台形反射镜8上下底面均开口，下底面靠近并平行于相机9，内侧抛光作为反射镜。与圆台形反射镜类似，位于视场范围内的来自装置正前方的大部分光线直接通过开口的上底面，穿过反射镜8被相机9的光敏面直接接收，小部分光线则经过反射镜的一次或多次反射最终被相机9的光敏面接收；来自装置后方的位于视场范围内的光线则全部经过反射镜反射，最终被相机9的光敏面接收，从而实现通过单个装置一次拍摄完成对装置前后方物体的成像。

图5为平面拼接式反射镜结构示意图。该结构的反射镜8由围绕光轴对称放置的多块平面镜组合而成。在实际使用过程中，单块平面镜与光轴所成角度可调节以满足需要。同时平面镜之间不直接相连而是留出一定空隙，用于对前方场景的拍摄。若平面镜采用彼此之间紧密相连的结构，则对前方物体的开口区域只有平面镜围成的上底面。在倾角较大时，上底面面积有限。这会导致对前方物体成像的视场范围过小，而采用图5所示结构，能够有效避免这个问题，在保证倾角足够大的前提下，增大对前方物体成像的视场范围。

图6是本发明的方法流程图，结合附图6可见，本发明公开的一种大视场异物检测方法，采用图1所示装置，主要包括以下步骤：

步骤1：根据实际拍摄环境和拍摄要求，选择合适的装置参数和安装位置。安装完成后，对待检测环境进行拍摄；

步骤2：对拍摄到的图像进行分割，获得前方场景图像和后方场景图像；

步骤3：分别对前方场景图像和后方场景图像进行处理，将图像复原为正常视角下的完整图像。

本发明的目标是通过单个设备的单次拍摄来同时完成对前后方场景的捕捉，故所获取的原始图像为前方场景图像和后方场景图像交叠而成的组合图像，需要对其进行分割处理。而使用的反射镜不同，获取的原始图像类型也有所不同，故要根据使用的反射镜，来采用不同的操作步骤。

当选用圆台形反射镜进行拍摄时，获得的是径向图像，需要经过以下操作步骤：

步骤2.1：对获取的径向图像，进行径向切割，切割后内圆获得的是前方场景图像的径向图像，外圆环获得的是后方场景图像的径向图像。

当选用棱台形反射镜或平面镜拼接形反射镜进行拍摄时，得到的是不同视角下的前后场景平面图像的组合图像，需要经过以下操作步骤：

步骤2.2：需要根据成像原理，分析场景不同位置在最终图像上的成像位置，对图像进行合理分割，供下一步处理。

完成了图像分割后，需要根据使用反射镜的情况，分别对获得的图像进行处理，将其还原为正常视角下的图像。

当选用圆台形反射镜时，经过步骤2获得的是前方场景和后方场景的径向图像，需要经过以下操作步骤：

步骤3.1：对切割后获得的前方场景图像的径向图像和后方场景图像的径向图像分别进行处理，实现径向视角向立体视角的转换，具体包括以下流程：

步骤3.1.1：连续提取径向图像的径向线，将其分割为三部分，分别用于生成左视图、中心视图和右视图，将提取到的图像叠加生成三视图图像；

步骤3.1.2：对中心视图图片进行模糊处理，以补偿镜面像差；

步骤3.1.3：以中心视图为基准，使用左视图和右视图图像运用归一化互相关视差匹配法进行立体匹配，获得最终图像。

当选用棱台形反射镜或平面镜拼接形反射镜时，经过步骤2得到的是不同视角下的前后场景平面图像，需要经过以下操作步骤：

步骤3.2：对切割得到的不同视角下的平面图像进行平面图像拼接处理，以还原成完整的场景图像。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。