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基于FPGA与DSP的接触网磨损检测系统设计
| 论文题名： | 基于FPGA与DSP的接触网磨损检测系统设计 |
| 关键词： | 接触网磨损;Ⅱ软核处理器;千兆以太网接口;GigEVision协议;数字信号处理;现场可编程门阵列 |
| 摘要： | 随着中国高速铁路的发展，列车在快速运行中的安全问题引起了人们的普遍关注。通过受电弓摩擦接触网获取电能是列车获取动力的主要方式。接触网在与受电弓长期摩擦中会产生一定的磨损，加上接触网所处的环境十分恶劣，当磨损程度超出一定范围时就会出现供电不足，甚至断电的严重后果，可能造成巨大的损失。为了杜绝这种安全隐患，必须对接触网的磨损程度进行定期检测，以便及时维护或更换无法正常供电的接触网，确保高速铁路的安全运行。 本文在分析国内外接触网磨损检测相关原理与技术的基础上，重点研究了一种基于图像处理的非接触式接触网磨损检测的方案，并进行了设计与实际验证。搭建了实验平台，在提供主动光源的条件下，利用高分辨率千兆以太网线阵摄像机对目标采集尽可能清晰的图像，为后续接触网磨耗的测量和计算提供便利。采用FPGA作为控制芯片，在其中植入NiosⅡ软核处理器以对整个图像采集系统的数据进行控制和预处理。在FPGA最小电路系统的基础上，设计了千兆以太网硬件接口电路。详细解析了千兆以太网摄像机标准通信协议-GigEVision协议原理，并以此为依据，对图像采集系统的软件进行了设计，主要包含数据发送模块、数据接收模块和数据传输模块，由此实现了对图像数据的稳定采集。 在FPGA中对图像完成初步的预处理包括二值化、滤波处理、图像分割等操作，通过双端口RAM将处理后的图像数据传给基于DSP的磨耗量检测处理系统，利用细致化的数字图像处理技术完成检测工作，并显示结果。实验证明，该系统稳定可靠，对接触网摩擦磨耗的研究具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 熊如刚 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 闫连山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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