一种采用FPGA的轨道异物检测系统

吴志勇, 鞠传香

(山东理工大学 计算机科学与技术学院， 山东淄博 255049)

一种采用FPGA的轨道异物检测系统

吴志勇, 鞠传香

(山东理工大学 计算机科学与技术学院， 山东淄博 255049)

摘要：为降低货运列车行驶过程中的事故发生率，设计实现了货运轨道异物检测系统.系统包括位于车头上部的视频采集处理装置和位于驾驶室内的异物检测系统两部分.首先，介绍了系统结构和异物检测系统的功能结构，描述了采用FPGA模块的图像采集处理装置的硬件结构.然后，给出了系统异物检测的帧间差分算法和背景减法算法及流程.针对系统之间的数据传输问题，设计了上位机和下位机的通信协议，包括数据结构、帧定义和通信流程.最后，给出了上位机异物检测系统的开发环境和运行结果演示.经测试表明，系统运行正常、检测正确率高，能较好的给予驾驶员异物报警提示.

关键词：异物检测； FPGA； 图像处理； 货运列车

2014年5月25日，国家铁路局首次发布了2013年铁路运输安全监管报告.报告中指出，2013年全国铁路交通事故死亡人数1336人[1].铁路运行安全一直以来都是国家安全总局重点监管对象，铁路部门也通过各种先进管理理念和科技技术来尽量避免事故发生，虽然2013年事故发生率比2012年下降了5.2%，但与国外发达国家相比，我国事故率仍处高位.另外，2013年披露的铁路交通事故中，铁路货车事故占较大比例.通过对事故分析可以看出，大部分的事故如果能够提前300m得到预警……