[實用新型]一種基于北斗定位與FPGA的路面破損檢測裝置

有效

• 申請號: 201720531963.3
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN206960378U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 李鵬;張精榕;潘波;賴政陽;翟云黎
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01N21/95
• 分類號: G01N21/95;G01S19/42
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及一種視頻圖像采集技術及定位技術，尤其涉及一種基于北斗定位與FPGA的路面破損檢測裝置。

背景技術

隨著高等級公路建設快速發展，路面質量監控體系完善、車輛在高等級公路行駛對路面的平整度、完好性的要求，都需要高水平的路面檢測技術。當路面出現裂縫等損壞時，需及時維修；否則，隨著路面損害的增大，不僅對高速行駛車輛帶來安全隱患，而且將會增加道路維修成本。目前國內檢測高等級公路路況的手段主要是人工檢測， 不但勞動強度大、檢測速度慢、實時性差，而且十分危險。隨著高速大容量數據傳輸及圖像處理與模式識別技術的發展， 使得路面破損實時檢測成為可能，國內外許多學者已經開始致力于該領域研究，因此通過視頻圖像檢測來識別破損路面和北斗定位技術組成一個系統是可行的。

目前，北斗系統已在測繪、電信、水利、交通運輸、勘探和國家安全等諸多領域開始逐步發揮重要作用。因此，提出將北斗衛星導航定位系統與視屏采集技術結合，實現自動實時檢測、準確定位，及時報告的高等級路面破損系統，提高了路面破損的檢測的性能。

現今國內外常用的路面檢測技術有以下3種：

1.紅外線激光器與 CCD檢測，該系統采用高速攝像機與圖像采集卡，可以實現檢測路面裂紋的多項指標。其紅外線激光技術可以提供光源，但是激光會對人眼造成極大的傷害，設備昂貴，不利于產業化；

2.基于Visual C++.NET的路面圖像處理系統，一定程度上滿足了對路面裂縫檢測的工作要求，但是存在數據同步和圖像缺陷嚴重且該系統的體積過大等問題；

3.基于DSP+FPGA視頻檢測方案,用DSP進行數字信號處理（圖象處理、裂縫判定），FPGA進行系統控制（圖象讀取、存儲等）,但這樣組成系統處理速度不能適應現今實時性的要求，而且復雜了系統的結構。

實用新型內容

本實用新型提供了一種基于北斗定位與FPGA的路面破損檢測裝置，避免當今國內外已有的技術實時性差，體積大且昂貴等不足，極大的簡化了視頻圖像采集系統的結構，更加便捷化，靈活性高。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

一種基于北斗定位與FPGA的路面破損檢測裝置，其特征在于，包括定位部分，圖像采集與顯示部分、按鍵控制部分；

所述圖像采集與顯示部分包含FPGA芯片以及與FPGA芯片連接的CMOS攝像頭、DDR2 SDRAM、LCD顯示器；

定位部分包括北斗定位模塊以及與其連接的定位天線，北斗定位模塊通過定位天線捕捉定位信息并傳送至FPGA芯片；

按鍵控制部分與FPGA芯片連接，按鍵控制部分通過控制不同的按鍵將裂縫類型在LCD顯示器上顯示出來。

前述的一種基于北斗定位與FPGA的路面破損檢測裝置，其特征在于， COMS攝像頭采集圖像存儲到DDR2 SDRAM中，FPGA芯片從DDR2 SDRAM中讀取數據，并通過LCD顯示器顯示采集到的視頻圖像判斷裂縫類型。

前述的一種基于北斗定位與FPGA的路面破損檢測裝置，其特征在于，所述FPGA芯片型號為EP4CE22F17C8。

前述的一種基于北斗定位與FPGA的路面破損檢測裝置，其特征在于，所述CMOS攝像頭為美光的CMOS攝像頭MT9D111。

前述的一種基于北斗定位與FPGA的路面破損檢測裝置，其特征在于，北斗定位模塊捕捉到的定位信息通過UART串口使用波特率為9600bps的速率與FPGA通信。

前述的一種基于北斗定位與FPGA的路面破損檢測裝置，其特征在于，所述LCD顯示器為7寸的800*480分辨率的液晶屏。

為了實現本實用新型的優良性能，將選用cycloneⅣ系列的EP4CE22F17C8作為處理控制芯片，性價比較高，能夠有效的并且高速的處理采集到的圖像數據，并且便于調試。

為了實現本實用新型的優良性能，將選用美光的CMOS攝像頭MT9D111進行視頻圖像采集，它在芯片系統上集成了一個200萬像素圖像傳感器和功能強大的圖像處理技術芯片，單芯片系統中的自動特性可以調整各種參數，以便在各種光照條件下拍攝到優質圖像，并且功耗低，提供單片VGA攝像和影響處理器的所有功能，足以能夠滿足圖像采集的要求。

與現有的技術相比較，本實用新型有以下有益效果：