[发明专利]一种嵌入式列车图像检测系统

说明书

技术领域

本发明属于电子监控技术领域，尤其涉及一种嵌入式列车图像检测系统。

背景技术

随着我国铁路建设向高速化的方向发展，传统的依靠列车检测员用检点锤、提灯和扳手等传统手工工具进行人工检查列车各个部位的方法已不能适应铁路运输对日常列车技检的要求。新一代的列车图像检测系统是采用高速摄像技术对运行中的列车各部位进行快速抓拍，将抓拍的图像压缩存储到计算机中，列车检测员就可以在环境较好的列车检测室通过计算机查看相机所抓拍的图片来检测列车的安全状况。

目前所使用的列车图像检测系统中采用的相机大部分是Basler公司的IEEE 1394a接口的相机A312f，并使用带有IEEE 1394a接口的工控机和Windows操作系统来对图像进行采集处理。由于IEEE 1394a接口的最高传输速率为400Mbps，传输线缆长度为4.5米，因此目前的列车图像检测系统存在以下几个主要问题：(1)由于IEEE 1394a接口的传输速率有限，造成相机的分辨率和帧率受限，无法满足高速列车获取更清晰照片的需要；(2)采用1394接口来传输数据，在传输过程中容易受到电磁等各种因素干扰，另外，由于传输线缆长度有限，在列车图像检测应用中必须根据实际传输距离增加中继，这样更容易造成相机掉线以致获取图像不全；(3)由于目前的图像采集处理是采用工控机和Windows操作系统的方案，所以存在系统复杂、体积大、易受病毒感染、在恶劣环境下长时间工作容易出问题等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种传输速率更高、降低了系统复杂性、提高了系统稳定性、且鲁棒性优异的嵌入式列车图像检测系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种嵌入式列车图像检测系统，包括：千兆网相机(1)、千兆网接口电路(2)、百兆网接口电路(3)、数据采集与控制电路(4)、图像压缩电路(5)、串口硬盘(6)、串口硬盘接口电路(7)、列车进/出站检测仪(8)、RS232接口电路(9)、触发控制板(10)和服务器(11)，其中，数据采集与控制电路(4)通过千兆网接口电路(2)、百兆网接口电路(3)、串口硬盘接口电路(7)、RS232接口电路(9)分别与千兆网相机(1)、服务器(11)、串口硬盘(6)、列车进/出站检测仪(8)相连，触发控制板(10)同时与数据采集与控制电路(4)、列车进/出站检测仪(8)相连，图像压缩电路(5)同时与数据采集与控制电路(4)、串口硬盘接口电路(7)相连；

其中，

千兆网接口电路(2)包括千兆位以太网收发器(21)、网络变压器(22)、网络接口(23)、状态灯显示电路(24)和电压保护电路(25)，其中，千兆位以太网收发器(21)、网络变压器(22)、网络接口(23)依次相连，千兆位以太网收发器(21) 的输出连接状态灯显示电路(24)、输入连接电压保护电路(25)，千兆位以太网收发器(21)还与千兆网接口电路接口(41)相连，网络接口(23)与千兆网相机(1)相连；

数据采集与控制电路(4)由相互连接的FPGA和DSP构成，其中，FPGA包括有千兆网接口电路接口(41)、串口硬盘接口电路接口(42)、触发信号接口(43)，DSP包括有 VPORT接口(44)、EMIF接口(45)、UART接口(46)和百兆网接口(47)，千兆网接口电路接口(41) 与千兆位以太网收发器(21)连接，串口硬盘接口电路接口(42)与串口硬盘协议芯片(71)连接，触发信号接口(43)的输入与触发信号输出接口(103)连接，千兆网接口电路接口(41)和触发信号接口(43)的输出端还均与图像压缩电路(5)的输入端连接，VPORT接口(44)和EMIF接口(45)的输入端均与图像压缩电路(5)的输出端连接，UART接口(46)的输入端与UART收发器(93)相连，百兆网接口(47)与百兆网接口电路(3)连接；

图像压缩电路(5)由依次相连的数据输入接口(51)、数据预处理电路(52)、数据缓存与2维DCT变换电路(53)、Zigzag编码电路(54)、量化电路(55)、霍夫曼编码电路(56)和码流并串转换电路(57)构成，其中，数据输入接口(51)的输入端与千兆网接口电路接口(41)、触发信号接口(43)的输出端连接，码流并串转换电路(57)的输出端与VPORT接口(44)、EMIF接口(45)和串口硬盘协议芯片(71)的输入端连接；