基于基于DM642的桥梁缆索表面缺陷图像采集及传输系统设计的桥梁缆索表面缺陷图像采集及传输系统设计
针对目前国内桥梁缆索表面缺陷检测的不足,提出一种基于DM642的缆索表面缺陷图像采集及传输系统。介绍
了该系统的硬件平台以及软件设计。系统的硬件平台主要由3路视频解码芯片SAA7113、可编程逻辑器件
(CPLD)、物理层收发器LXT971A以及信号处理器DM642等组成;软件设计主要介绍了系统功能实现流程、
图像压缩算法设计等。
作为斜拉桥主要受力构件的桥梁缆索,由于其长期暴露在大气之中,表面会受到严重的破坏。因此对桥梁缆索表面缺陷进
行检测至关重要。目前国内的人工检测方法费时费力、安全隐患大,因此,迫切需要研制一种智能型桥梁缆索表面缺陷检测系
统。
1 系统总体硬件设计及工作原理系统总体硬件设计及工作原理
德州仪器公司(TI)推出的
基于DM642的桥梁缆索表面缺陷检测系统主要由以下几大模块组成:
系统工作原理为:3路模拟视频经图像传感器(CCD)输入,经过3路A/D转换芯片SAA7113转换为数字信号,经过核心芯
片DM642的视频输入口(VP0、VP2)进入DM642的FIFO(先入先出缓存器),再传输到DM642片外的同步动态存储器中;通过
DM642的压缩编码经以太网口(EMAC)以及物理层收发芯片LXT971A传输到地面服务器(PC)。PC机接收到图像数据后,便进
行图像的解码,并在屏幕上显示,通过图像处理算法实现缺陷检测。
本系统选用
1.1 图像采集模块图像采集模块
由于缆索表面近似为圆柱形,系统中沿缆索机器人均匀布置3个CCD(每个CCD之间的夹角为120°)采集同一时刻缆索表
面一周的图像。而DM642配置有3个专用的视频端口,每个端口可分别配置为2个通道,最多可实现6路视频的采集,故能满足
本系统的要求。
为了同时支持3路视频信号的采集,本系统中DM642的视频口0(VP0)分成A、B 2个通道,分别作为2个8 bit的视频输入接
口;视频口2(VP2)选用A通道作为8 bit的视频输入口,这样便实现了3路视频信号的采集。
系统的图像采集模块主要由:3路视频输入、3路视频A/D转换芯片SAA7113、视频端口的FIFO、I2C总线、同步动态存储器
组成。
经摄像头(CCD)输出3路复合视频信号(CVBS),采用SAA7113专用视频解码芯片完成视频信号解码和转换功能[3,4]。在数
字化过程中,由DM642的I2C总线进行控制,其输出格式可由I2C初始化其寄存器来设置。由于DM642的视频输入口只能接收
标准的BT656-YUV4:2:2(8 bit)信号,故在I2C初始化时设置SAA7113的数字化输出格式为BT656的格式,可通过写IIC的寄存
器来实现。进入视频端口的数据通过CPLD进行数据格式的转换(Y:U:V 4:2:2转换为4:2:0),当内部FIFO缓存器满时,产生
中断,DM642通知EDMA(增强直接存储器存取)控制器通过EDMA方式将图像数据存储到SDRAM(同步动态存储器)中。
由于DM642的视频口VP0分成2个8 bit的通道A、B,所以SAA7113和DM642的连接方式只能采用最简连线的BT656的方
式,即不需要水平、垂直、场同步信号线。图2所示为VP0端口的一路视频输入电路图,其他2路与该路基本相同。