基于FPGA和DSP的高速实时轨道巡检图像采集处理系统

• 作者: 程雨 杜馨瑜 顾子晨 戴鹏 李海浪 王昊
• 来源期刊: 中国铁道科学
• 学科: 交通运输
• 关键词: 高速铁路 轨道巡检 高速嵌入式系统 钢轨定位 扣件定位
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 32-42
• 页数: 11页
• 分类号: U216.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-4632.2021.01.05

摘要

基于FPGA和DSP的高速实时轨道巡检图像采集处理系统由光学系统、FPGA模块、DSP图像处理模块及上位机组成.为提升图像采集的质量,提出并设计线阵相机加激光光源的组合方案,用以有效滤除阳光干扰,避免图像过度曝光.针对高速实时采集需求,设计FPGA采集模块,实现巡检图像采集控制和传输.针对实时智能检测需求,开发基于DSP模块的JPEG压缩、钢轨区域识别和扣件定位算法以及基于工控机的扣件缺陷识别算法.设计上位机软件,实现用户交互及数据存储.试验测试结果表明:该系统对钢轨定位的准确率在99％以上,对扣件定位的准确率在90％以上,对异常扣件识别率在80％以上,系统检测的最高速度可达160km·h-1.