[实用新型]一种TFDS新型图像采集装置

说明书

技术领域

本实用新型属于数字图像处理技术领域，涉及一种TFDS新型图像采集装置。

背景技术

TFDS(货车故障轨边图像检测系统)设备是货车运行故障的重要检测设备。它集图像采集、计算机和通讯技术为一体，是“5T”设备中的重要运用安全检测设备。

TFDS线扫描设备的优势之一就是以线阵采图方式代替面阵采图。线阵带给我们直观的利益就是方便尽可能精确定位截图，因为图片和车辆部位一一对应是TFDS系统的严格要求。图像作为信息载体，是TFDS系统中非常关键的元素，所以对于前端图像采集装置各方面性能的要求都必须严格。目前TFDS线扫描设备采用市场上传统的线阵摄像机作为前端图像采集装置。TFDS线扫描设备图像采集系统由前端图像采集装置、图像数据处理计算机、服务器，3个部分组成。

虽然TFDS线扫描设备的图像采集系统在很大程度上满足快速列车在线检测的要求，但是在使用的过程中，发现TFDS线扫描设备图像采集系统还是存在着诸多的不足和局限性，具体表现在以下几个方面：

a前端图像采集设备使用的是市场上传统的工业摄像机，增加二次开发的难度、灵活性不高。

b传统工业摄像机输出的图像数据很大，对于TFDS线扫描设备系统来说并没有什么实际的使用意义，那么就必须增加图像数据处理计算机对数据进行压缩处理，因此增加了硬件成本和TFDS先扫描设备系统的复杂性。

c由于软件压缩算法和计算机内存的局限性，高速列车在线检测的情况下容易造成图像处理计算机故障。

d前端图像采集装置和轨边探测站之间有一定的距离，而传统工业摄像机的输出的原始图像数据很大，不利于网络数据传输。

e没有反馈所拍摄的线数和线号，不利于定位截图。现有的方式是通过记录控制计算机所发送的脉冲数来确定定位截图所需要的信息，这样容易造成丢图或定位截图不准的风险。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提出一种TFDS新型图像采集装置，采用了高度集成方式通过JPEG硬件压缩核使图像采集和压缩集为一体，达到了减少硬件成本的效果，具有便捷、性能优异、可靠的优势，和提高TFDS线扫描设备系统质量的意义。

一种TFDS新型图像采集装置，包括图像传感器、CPU、JPEG硬件压缩核、DDR3控制器、传感器驱动电路、以太网PHY及RJ45接口、电源模块和GPIO模块；

图像传感器捕获影像信息，将模拟信号转为数字信号，将图像信息发送给CPU；传感器驱动电路对图像传感器的模拟信号进行增益放大、差分信号到单端信号转换，输出用户需求的图像数字信号；GPIO模块接收计算机应用程序发出的触发信号，通知装置记录当前所拍摄图像信息的线号；CPU据图像传感器获取的当前图像信息，自动控制曝光时间和增益值，对图像信息进行处理，将当前图像对应的拍摄线号存入图像数据中，得到的图像数据输出至JPEG压缩核；JPEG压缩核按jpg格式对CPU得到的图像数据进行实时压缩；DDR3控制器对压缩后的图像数据进行存储；以太网PHY及RJ45接口将DDR3控制器存储的图像数据传输给计算机应用程序，应用程序通过以太网PHY及RJ45接口给CPU发送控制指令；电源模块连接传感器驱动电路、以太网PHY及RJ45接口、GPIO模块，电源模块接收外部电流输入，为装置提供电源。

本实用新型的优点在于：

(1)大分辨率前端视频和数据图像采集，保证信息的可靠性和实用性。

(2)图像处理方面以硬件压缩的方式代替软件压缩的方式，提高图像处理的速度、降低外部应用程序的操控数据量，有助于数据网络传输的准确性和快捷性等。

(3)结构巧小，耗能低。

(4)把图像采集和压缩合为一体，一定程度上减少了硬件的成本。

(5)可根据需要迅时反馈当前拍摄的线号，有助于精确定位截图。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的效果对比图；

图中：

1-图像传感器，2-CPU，3-JPEG硬件压缩核，4-DDR3控制器，5-传感器驱动电路，6-以太网PHY及RJ45接口，7-电源模块，8-GPIO模块。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。