CN104363425B - 基于视频分析的铁路公里标识别系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及基于视频分析的铁路公里标识别系统，包括图像采集装置和图像处理存储主机，所述图像采集装置包括高清CCD、驱动电路芯片和FPGA芯片，图像处理存储主机包括用于存储来自FPGA芯片的预处理后的图像数据的DDR、处理同步动态随机存取存储器DDR中的图像数据的数字信号处理DSP芯片，所述DSP芯片还连接TAX箱和存储硬盘23。本发明通过图像处理存储主机可将TAX箱、CCD图像中的两种公里标数据比对，并将这两种数据结合在视频图像之中，方便故障检查人员在检查出故障点后，准确确定故障点的位置，为方便现场检修人员赶赴该地点进行维修。
Description
技术领域
本发明涉及一种公里标识别系统，特别是公开一种基于智能动态视频分析技术的铁路沿线公里标自动识别系统。
背景技术
高速铁路的高速特性，对铁路牵引供电系统、供电设备的维护要求很高。为了确保安全运行，及时地发现系统故障和安全隐患，就需要对牵引供电系统的高速接触网悬挂、腕臂结构、附属线索和零部件实时、主动、自动的检测。
现有对高速接触网悬挂、腕臂结构、附属线索和零部件的问题的发现方式有几种。一是通过人工巡检方式用人眼观察缺陷部位并记录；二是鼓励人员上报；三是通过人工查看随车录像发现缺陷部位并记录；四是对巡检部位全天候录像，采用激光定位、红外定位、GPS定位、TAX箱中取出来的公里数定位、图像差分帧定位等方法跟录像、相机关联，录像、触发抓拍。但是以上差分帧定位方法在高速运动列车上，由于系统响应的时效、定位误差、图像粘连等技术问题导致抓拍到的现场图像及对应的公里标数不对应，不能精确查找故障点位置。同时会产生拍摄部位的错位、空拍、误拍、漏拍等现象，以至产生大量无效的干扰数据，增加人员的工作负担。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于智能动态视频分析技术的精确查找故障点位置的铁路沿线公里标自动识别系统。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，基于视频分析的铁路公里标识别系统，包括图像采集装置和图像处理存储主机，其特征在于，
所述图像采集装置包括CCD、驱动电路芯片和FPGA芯片，图像处理存储主机包括用于存储来自FPGA芯片的预处理后的图像数据的DDR、处理同步动态随机存取存储器DDR中的图像数据的数字信号处理DSP芯片，所述DSP芯片还连接TAX箱和存储硬盘；
CCD，与驱动电路芯片连接，在驱动电路芯片的驱动下采集监控区域的场景图像，将采集的每帧图像的模拟信号发送给所述驱动电路芯片；
驱动电路芯片，与CCD和FPGA芯片连接，将来自CCD的每帧图像的模拟信号传送给FPGA芯片；
FPGA芯片，与驱动电路芯片和DDR连接，将来自驱动电路芯片的模拟信号转换成数字信号，对每帧图像的数字信号进行图像预处理，将预处理后的每帧图像发送给DDR进行存储，并向DSP芯片发送数据帧读取指令；
DSP芯片，与DDR和TAX箱连接，通过TAX箱也获得机车运行的时间标识和公里标识，使图像获得时间公里标识信息，接收FPGA芯片数据帧读取指令，从DDR中读取预处理后的当前帧图像，检测、确定获取当前帧图像公里标信息，所述公里标信息包括杆号、公里标数、图像采集时间，然后将信息对当前帧图像进行再次编码，将编码后的视频码流存储到硬盘。
DSP芯片，与DDR和TAX箱连接，通过TAX箱也获得机车运行的时间标识和公里标识，使每帧图像获得初步时间公里标识信息，同时，接收FPGA芯片数据帧读取指令，从DDR中读取预处理后的当前帧图像，DSP芯片对当前帧图像进行检测、确定获取当前帧图像公里标信息，所述公里标信息包括杆号、公里标数、图像采集时间，然后将获取的当前帧图像的公里标信息和当前帧图像进行编码，将编码后的视频码流存储到硬盘，图像处理存储主机将两种公里标数据比对，并将这两种数据结合在视频图像之中。
所述CCD为高清CCD，所述FPGA芯片与DDR之间通过HD-SDI接口连接。
所述图像采集装置和图像处理存储主机之间通过线缆或者网络交换机连接。
所述硬盘为热插拔式硬盘。
所述图像处理存储主机还设有用于将监测装置获取的信息发送回地面中心的数据通信模块。
所述图像采集装置固定安装在动力机车车顶的监测箱内。
本发明DSP芯片与通过TAX箱连接获得机车运行的时间标识和公里标识，使图像获得初步时间公里标识信息，高清摄像机拍摄铁路沿线的公里标图像，通过图像处理存储主机的DSP芯片对公里标图像进行检测，确定获取当前帧图像公里标信息，所述公里标信息包括杆号、公里标数、图像采集时间，然后将信息对当前帧图像进行再次编码，将编码后的视频码流存储到硬盘。这样图像处理存储主机可将两种公里标数据比对，并将这两种数据结合在视频图像之中，方便故障检查人员在检查出故障点后，准确确定故障点的位置，为方便现场检修人员赶赴该地点进行维修。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
实施例一：
如图1所示，基于视频分析的铁路公里标识别系统，包括图像采集装置10和图像处理存储主机20，所述图像采集装置包括高清CCD、驱动电路芯片和FPGA芯片，图像处理存储主机20包括用于存储来自FPGA芯片的预处理后的图像数据的DDR、处理同步动态随机存取存储器DDR中的图像数据的数字信号处理DSP芯片，所述DSP芯片还连接TAX箱30和存储硬盘。由于为高清CCD，FPGA芯片与DDR之间通过HD-SDI接口连接。
图像采集装置和图像处理存储主机通过线缆连接，图像采集装置固定安装在动力机车车顶的监测箱内，使CCD摄像头正对牵引供电系统的高速接触网悬挂、腕臂结构、附属线索等主要受控部件。图像处理存储主机设于机车车厢内。
图像采集装置包括对监控区域进行图像采集的电荷耦合元件CCD，本实施例采用高清CCD，其与驱动电路芯片连接，在驱动电路芯片的驱动下采集监控区域的场景图像，将采集的每帧图像的模拟信号发送给所述驱动电路芯片。
驱动电路芯片，与CCD和FPGA芯片连接，将来自CCD的每帧图像的模拟信号传送给FPGA芯片。
FPGA芯片，与驱动电路芯片和DDR连接，将来自驱动电路芯片的模拟信号转换成数字信号，对每帧图像的数字信号进行图像预处理，将预处理后的每帧图像发送给DDR进行存储，并向DSP芯片发送数据帧读取指令；
DSP芯片，与DDR和TAX箱连接，接收FPGA芯片数据帧读取指令，从DDR中读取预处理后的当前帧图像，同时还通过TAX箱也获得机车运行的时间标识和公里标识，即包括杆号、公里标数、图像采集时间内容的公里标信息，这样就使当前帧图像获得初步时间公里标信息，当检测当前帧图像确定获取有公里标信息时，即将获取的公里标信息包括杆号、公里标数、图像采集时间信息对当前帧图像进行编码，将编码后的视频码流存储到硬盘。本实施例的硬盘为热插拔式硬盘。
同时为便于及时发现问题，所述图像处理存储主机还设有数据通信模块，该数据通信模块用于将编码后的视频码流信息发送回地面中心。
实施例二：
其他结构与实施例一相同，区别在于图像采集装置和图像处理存储主机之间通过网络交换机连接，图像处理存储主机放置在地面中心。
Claims (5)
1.基于视频分析的铁路公里标识别系统，包括图像采集装置和图像处理存储主机，其特征在于，
所述图像采集装置包括CCD、驱动电路芯片和FPGA芯片，图像处理存储主机包括用于存储来自FPGA芯片的预处理后的图像数据的DDR、处理同步动态随机存取存储器 DDR中的图像数据的数字信号处理 DSP芯片，所述DSP芯片还连接TAX箱和存储硬盘；
CCD，与驱动电路芯片连接，在驱动电路芯片的驱动下采集监控区域的场景图像， 将采集的每帧图像的模拟信号发送给所述驱动电路芯片；
驱动电路芯片，与CCD和FPGA芯片连接，将来自CCD的每帧图像的模拟信号 传送给FPGA芯片；
FPGA芯片，与驱动电路芯片和DDR连接，将来自驱动电路芯片的模拟信号 转换成数字信号，对每帧图像的数字信号进行图像预处理，将预处理后的每帧图像发送给DDR进行存储，并向DSP芯片发送数据帧读取指令；
DSP芯片，与DDR和TAX箱连接，通过TAX 箱也获得机车运行的时间标识和公里标识，使每帧图像获得初步时间公里标识信息，同时，接收FPGA芯片数据帧读取指令，从DDR中读取预处理后的当前帧图像，DSP芯片对当前帧图像进行检测、确定获取当前帧图像公里标信息，所述公里标信息包括杆号、公里标数、图像采集时间，然后将获取的当前帧图像的公里标信息和当前帧图像进行编码，将编码后的视频码流存储到硬盘，图像处理存储主机将两种公里标数据比对，并将这两种数据结合在视频图像之中。
2.根据权利要求1所述的识别系统，其特征在于，所述CCD为高清CCD，所述FPGA芯片与DDR之间通过HD-SDI接口连接。
3.根据权利要求1所述的识别系统，其特征在于，所述图像采集装置和图像处理存储主机之间通过线缆或者网络交换机连接。
4.根据权利要求1所述的识别系统，其特征在于，所述图像采集装置固定安装在动力机车车顶的监测箱内。
5.根据权利要求1所述的识别系统，其特征在于，所述图像处理存储主机还设有数据通信模块，该数据通信模块用于将编码后的视频码流信息发送回地面中心。
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