第 33卷 第 1期
2012年 1月
仪 器 仪 表 学 报
Chinese Journal of Scientific Instrument
V0l_33 No.1
Jan.2012
基 于双处理器架构 的列车超 限检测 系统研 究
张旭苹 ,刘振乾 ,王 顺,张益昕
(南京大学光通信工程研究中心 南京 210093)
摘 要:铁路货运列车超限严重威胁着铁路运营安全。而 目前国内已有的检测系统难以实现对静态列车的便携式、高速、高精
度测量。研究了一种基于双处理器架构 的列车超限检测系统,硬件上采用嵌 入式主板代替个人计算机提高了系统的便携性,其
中 ARM管理系统实 时多任务并 维护嵌 入式 GUI,32位专 用 DSP保证 了系统测 量精度并 优化 了图像处理 速度 。软件部 分基于
嵌入式 Linux系统 ,开发了各外设 的驱动程序和应用程序 ,其 中 HPI中断方式的驱动程序提高了双核数据传输 的效率。设计 的
超 限检测系统机箱体积 为 40 am x40 cm×25 cm,在 30 min内可 以完成一节 10 m车厢 的超 限检测 ,耗 时仅 为手工测量 的 1/5并
且 能够达到 mm级 的测量 精度。
关键词 :超 限检 测 ;双处理器架构 ;HPI;测量精度
中图分类号 :TP274 .5 文献标识码 :A 国家标准学科分 类代码 :510.4030
Research on train gauge-exceeding detection system
based on dual—processor architecture
Zhang Xuping,Liu Zhenqian,W ang Shun,Zhang Yixin
(Institute ofOptical Communication Engineering,Nanjing University,Na ng 210093,China)
Abstract:Freight train gauge-exceeding is an important security threat to railway operation. Until nOW,most train
gauge—exceeding detection systems in China can not detect trains at static state and get results with high accuracy
and high speed. In this paper,a novel freight train gauge-exceeding detection system based on dual—processor ar—
chitecture is proposed. Instead of personal computer,an embedded board is used,which makes the system porta-
ble for field operation.An ARM system is used to achieve complex task scheduling while a DSP with 32 bit inter-
face is used to achieve high image processing speed and accuracy.A HPI device driver under Linux is programmed
to meet the requirements of fast data exchange between the dual—processors. A portable prototype with a size of 40
am ×40 em ×25 cm has been developed.and experimental results show that the proposed system can detect a 1 0
m carriage within 30 minutes,which is 1/5 of the time needed using manual method,and with millimeter level
m easurem ent accuracy.
Key words:gauge-exceeding detection;dual-processor architecture;HPI;measuring accuracy
1 引 言
货运列车超限严 重威胁着铁路运 营安全 ,对列车进
行超限检测 是铁路 货物装 载 、运输过 程 中的重 要步骤 。
而 目前国内列车超 限大都采用人工测量 ,不仅速度慢、精
收稿 日期 :2011-04 Received Date:2011-04
度差 ,还存在着一定 的安全 隐患 。国内有许多科研机
构提 出了相应 的超限检测 方法 :文献 [2]提出了一种基
于激光雷达 的方法 ,但点扫描的方式限制 了测量速度 ;文
献[3]提出了一种基于测量光幕 的方法 ,文献 [4]提出了
一
种基于激光传感 器的方法 ,但 这 2种方法 的测量装置
不仅体积很大 ,而且无法在货物装载过程 中进行测量 ,只