路基表面平順是保障鐵路運(yùn)營(yíng)安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)營(yíng)的現(xiàn)代化、信息管理的智能化必備條件,而路基不平整會(huì)導(dǎo)致列車振動(dòng)、脫軌等嚴(yán)重事故。目前針對(duì)路基表面沉降測(cè)量主要有人工監(jiān)測(cè)、半自動(dòng)監(jiān)測(cè)法;然而這些方法并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜環(huán)境的路基變形監(jiān)測(cè),已無(wú)法滿足復(fù)雜環(huán)境下路基沉降檢測(cè)精度的要求;圖像式路基表面沉降在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是通過(guò)定位光斑中心值后經(jīng)過(guò)差分計(jì)算得到監(jiān)測(cè)靶面沉降前后的位置數(shù)據(jù)信息,以此來(lái)反應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)點(diǎn)的沉降變形。在根據(jù)目前鐵路路基沉降監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀及機(jī)器視覺(jué)測(cè)量在鐵路領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)上,結(jié)合路基沉降監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn),將激光和嵌入式技術(shù)應(yīng)用到鐵路路基表面沉降變形監(jiān)測(cè)中,研發(fā)基于DSP圖像式路基表面沉降在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。首先,依據(jù)我國(guó)鐵路運(yùn)行管理?xiàng)l例的需要,收集及調(diào)研國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)大隧道鐵路路基表面沉降在線監(jiān)測(cè)方法及數(shù)據(jù)、高精度光斑圖像中心定位技術(shù)、監(jiān)測(cè)靶面位姿修正方法及相關(guān)數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)出圖像式路基沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的模型,確定合適的研究方案。其次,針對(duì)研究方案及鐵路現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境要求完成沉降變形監(jiān)測(cè)終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),主要包括DSP嵌入式控制系統(tǒng)、相機(jī)、激光器、顯示屏、傾角傳感器、溫度傳感器和蓄... 

【文章來(lái)源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

我國(guó)鐵路常用的無(wú)砟軌道形式

基于DSP圖像式路基沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究-14-3圖像式路基沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)圖像式路基沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)核心的是沉降監(jiān)測(cè)終端的設(shè)計(jì)，主要包括數(shù)據(jù)采集與儲(chǔ)存模塊、通信模塊、GPRS圖像數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸系統(tǒng)及主控模塊設(shè)計(jì)，在沉降監(jiān)測(cè)終端設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了保證采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的精確，完成大量數(shù)據(jù)的快速傳輸與融合分析，因此，對(duì)元器件的選擇根據(jù)監(jiān)測(cè)原理確定相關(guān)參數(shù)。此外，通過(guò)對(duì)主控模塊進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、傳輸?shù)墓δ�，為確保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性，本章主要是從硬件的選型、各個(gè)子模塊進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而保證監(jiān)測(cè)終端采集相關(guān)數(shù)據(jù)的可靠性。3.1硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)(1)DSP嵌入式系統(tǒng)選擇圖像式路基沉降監(jiān)測(cè)終端嵌入式系統(tǒng)選擇TI公司第二代增強(qiáng)型、高精度、小體積的TMS320DM642系列32位浮點(diǎn)DSP控制器指令字(VLIW)結(jié)構(gòu)，主頻工作在720MHz下處理速度能達(dá)到5760MIPS，同時(shí)還提供高精度視頻端口，具有高實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性等特點(diǎn)[30]；滿足路基沉降實(shí)時(shí)檢測(cè)的性能要求，且TMS320DM642嵌入式系統(tǒng)中的EMIF接口數(shù)據(jù)總線寬度為32位，EMIF接口有多種不同的時(shí)鐘源，TMS320DM642的GPIO接口共配置16個(gè)輸入/輸出引腳，但GPIO引腳通常多種功能復(fù)用，有8路數(shù)字量實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境檢測(cè)與控制實(shí)現(xiàn)。可以減少DM642可用的輸入/輸出資源，所以DM642通常擴(kuò)展引腳，并且可直接與SDRAM儲(chǔ)存芯片無(wú)縫連接網(wǎng)絡(luò)[31]，為圖像信息采集和處理提供了大量的存儲(chǔ)空間，并測(cè)量系統(tǒng)采用不同分辨率的相機(jī)，可以全方位采集圖像信息。圖3.1TMS320DM642嵌入式系統(tǒng)

DSP集成系

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]圖像式無(wú)砟軌道沉降監(jiān)測(cè)靶面相對(duì)位姿修正方法[J]. 閔永智,任維卓,郭薇,陶佳,胡捷.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020(08)
[2]基于LoRa的鐵路路基沉降數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 劉夢(mèng),王小平,馬月輝.  大地測(cè)量與地球動(dòng)力學(xué). 2019(09)
[3]中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司2018年度科技成果簡(jiǎn)介（續(xù)一）[J]. 郭悅.  中國(guó)鐵道科學(xué). 2019(04)
[4]基于單目視覺(jué)的姿態(tài)自動(dòng)測(cè)量方法[J]. 勞達(dá)寶,張慧娟,熊芝,周維虎.  光子學(xué)報(bào). 2019(03)
[5]基于DSP+FPGA線性結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J]. 高菲,賈濤.  電子設(shè)計(jì)工程. 2018(17)
[6]高鐵路基動(dòng)載沉降現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析[J]. 王敏,李義杰,徐林榮.  土木建筑與環(huán)境工程. 2017(06)
[7]板式無(wú)砟軌道軌面變形與路基沉降的映射關(guān)系[J]. 郭宇,高建敏,孫宇,翟婉明.  西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[8]高速鐵路運(yùn)營(yíng)期基礎(chǔ)沉降長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[J]. 王翔,王波,汪正興.  鐵道工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[9]基于單目視覺(jué)和固定靶標(biāo)的位姿測(cè)量系統(tǒng)[J]. 王天宇,董文博,王震宇.  紅外與激光工程. 2017(04)
[10]基于高斯積分曲面擬合的亞像素邊緣定位算法[J]. 段振云,王寧,趙文珍,趙文輝,馮寶強(qiáng).  儀器儀表學(xué)報(bào). 2017(01)

博士論文
[1]基于結(jié)構(gòu)光投影的鋼軌廓形動(dòng)態(tài)測(cè)量方法研究及應(yīng)用[D]. 王昊.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2018
[2]鐵路路基表面沉降相機(jī)鏈視覺(jué)測(cè)量方法研究[D]. 閔永智.蘭州交通大學(xué) 2014

碩士論文
[1]高鐵路基沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[D]. 秦紅麗.石家莊鐵道大學(xué) 2018
[2]基于DSP的圖像測(cè)量系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉曉輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于DSP的多路圖像處理硬件系統(tǒng)研究[D]. 李永晨.天津理工大學(xué) 2015
[4]基于TMS320DM642的視頻圖像處理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 韓國(guó)盛.南京理工大學(xué) 2013
[5]CCD應(yīng)用于路基表面沉降測(cè)量技術(shù)的研究[D]. 岳鵬遠(yuǎn).北京交通大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3605709