基于圖像處理的煤礦軌道機車運行性能的研究.pdf

1、煤礦軌道運輸監(jiān)測多采用軌道電路和壓力傳感器等接觸式器件，因此有可能存在機械磨損和摩擦產(chǎn)生電火花等問題，此外傳感器設(shè)置在軌道下面，井下巷道積水、環(huán)境惡劣，嚴(yán)重影響傳感器性能，系統(tǒng)成本高、維護(hù)量大、可靠性差，于是本文提出采用視頻圖像處理方法是利用模式識別、最優(yōu)閾值和幾何相似理論，實現(xiàn)非接觸式可視化遠(yuǎn)程監(jiān)視與測量。 本文詳細(xì)介紹了一種基于視頻圖像處理的煤礦軌道機車運行性能的研究方案。其中構(gòu)建了一種基于FPGA的實時圖像處理系統(tǒng)，完成圖

2、像數(shù)據(jù)的采集、格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)通信等操作。以FPGA芯片為控制核心，由初始化模塊、實時圖像轉(zhuǎn)換模塊、視頻采集模塊、視頻信號轉(zhuǎn)換模塊、視頻數(shù)據(jù)計算模塊、圖像幀存控制模塊、圖像預(yù)處理模塊、通信接口模塊和FPGA配置電路組成。系統(tǒng)由CCD鏡頭所獲取的軌道機車視頻圖像序列，通過實時圖像轉(zhuǎn)換模塊得到所需格式的數(shù)字圖像，送入FPGA圖像預(yù)處理系統(tǒng)完成圖像預(yù)處理的中值濾波和邊緣檢測，此處為了提高處理和檢測速度，將流水線處理技術(shù)和并行

3、處理等技術(shù)應(yīng)用到電路設(shè)計中。預(yù)處理后得到的視頻圖像數(shù)據(jù)送入機車信息識別模塊，通過檢測算法提取軌道機車信息。 本文選用VHDL硬件描述語言實現(xiàn)各模塊的功能設(shè)計，系統(tǒng)中的CPLD及FPGA設(shè)計部分在QuratusⅡ6．0軟件平臺下開發(fā)并在硬件上得到實現(xiàn)，通過自頂向下的設(shè)計方法，完成時序及功能仿真，達(dá)到預(yù)期的效果。 實驗表明，本文所設(shè)計的電路和方法不僅能夠?qū)ΦV井軌道機車運動速度、方向、機車異常情況等數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的監(jiān)測，同時為地