目前,铁路道口基本有这样3种类型:有人看管、有人监护和无人看守监护。长期以来,铁路部门对有人看管道口和有人监护道口投入了人量的人力、物力,采取了安全措施,特别是有人看管道口,以道口自动报警信号为主要设施的技术装备已基本完善,为道口自身的安全管理创造了较好条件。但是,道口自动报警装置仅考虑到了加强道口自身监管、防止道口肇事的问题,而未兼顾到移动的列车存道口出现异常情况时,如何及时防止道口冲突的问题。为了使道口安全得到进一步控制,设计了一套基于DSP铁路道口图像监控系统,使列车在通过道口前的适当距离内,司机能及时通过GSM-R接收到系统对道口判断的最终结果。这对确保列车和通过道口的车辆、行人的安全具有重要意义。
系统整体框架
系统基本组成
从图1可知,该系统主要由工业摄像机、数据缓存器、DSP处理器、CPLD芯片、道口发送设备和机车接收设备组成。两台工业摄像机分别安装在道口两端,用于摄录道口两端行人和车辆运行情况。数据缓存器是将摄像头采集到的图像数据,经过USB接口电路的转换作临时缓存,以备图像处理部分调用。CPLD芯片和DSP处理器是整个硬件系统的核心,它主要负责对铁路道口的数据进行实时处理和分析,从而判断该道口是否有故障。移动硬盘用于存储道口发生故障时的照片。
采用模块化的软件设计,将软件分成若干相对的独立的功能模块,并为各模块安排适当的入口和出口参数,使得模块之间的相互连接,组合灵活方便。该系统的软件主要由:图像采集模块、图像处理模块、数据发送模块和机车接收模块这四大部分组成。本系统是基于DSP的实时图像处理系统,DSP的主程序贯穿了整个系统的运行,包括对采集图像的搬移以及处理、与外部存储器SDRAM和Flash、移动硬盘和道口发送设备接口等等。为了程序实现方便,主框架用C实现,具体的算法实现中,对于一些关键代码,用嵌入汇编来实现,并作相应的软件优化,以提高程序运行效率。在C6202完成上电启动或复位以后,DSP程序加载与启动,完成系统的初始化以及各个参数的设置,即系统自举,随后开始等待外部中断。当触发采集图像外部中断工NT 1产生后,DSP启动摄像机内部采集芯片,图像采集模块开始运行。当FIFO半满的时候产生工 NT 3中断,通过编写的中断服务子程序,DSP开始搬移图像数据。当采集完一幅图像以后产生工NT 2中断,通过编写的中断服务子程序,DSP开始图像处理。当图像处理完成后,需要将处理结果通过McBSP接口发送到给道门发送设备接口,同时也通过EDMA接口将道口故障图像发送给移动硬盘。限于篇幅,本文只给出 DSP的主程序流程图,如图3所示。
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