一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，包括定位部分，图像采集与显示部分、按键控制部分；所述图像采集与显示部分包含FPGA芯片以及与FPGA芯片连接的CMOS摄像头、DDR2 SDRAM、LCD显示器；定位部分包括北斗定位模块以及与其连接的定位天线，北斗定位模块通过定位天线捕捉定位信息并传送至FPGA芯片；按键控制部分与FPGA芯片连接，按键控制部分通过控制不同的按键将要显示的裂缝类型在LCD显示器上。本实用新型专利技术采用北斗定位系统为该装置定位，实时更新定位信息，有效解决了目前国内检测高等级公路路况的手段主要是人工检测，不但劳动强度大、检测速度慢、实时性差，而且十分危险的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置
本技术涉及一种视频图像采集技术及定位技术，尤其涉及一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置。
技术介绍
随着高等级公路建设快速发展，路面质量监控体系完善、车辆在高等级公路行驶对路面的平整度、完好性的要求，都需要高水平的路面检测技术。当路面出现裂缝等损坏时，需及时维修；否则，随着路面损害的增大，不仅对高速行驶车辆带来安全隐患，而且将会增加道路维修成本。目前国内检测高等级公路路况的手段主要是人工检测，不但劳动强度大、检测速度慢、实时性差，而且十分危险。随着高速大容量数据传输及图像处理与模式识别技术的发展，使得路面破损实时检测成为可能，国内外许多学者已经开始致力于该领域研究，因此通过视频图像检测来识别破损路面和北斗定位技术组成一个系统是可行的。目前，北斗系统已在测绘、电信、水利、交通运输、勘探和国家安全等诸多领域开始逐步发挥重要作用。因此，提出将北斗卫星导航定位系统与视屏采集技术结合，实现自动实时检测、准确定位，及时报告的高等级路面破损系统，提高了路面破损的检测的性能。现今国内外常用的路面检测技术有以下3种：1.红外线激光器与CCD检测，该系统采用高速摄像机与图像采集卡，可以实现检测路面裂纹的多项指标。其红外线激光技术可以提供光源，但是激光会对人眼造成极大的伤害，设备昂贵，不利于产业化；2.基于VisualC++.NET的路面图像处理系统，一定程度上满足了对路面裂缝检测的工作要求，但是存在数据同步和图像缺陷严重且该系统的体积过大等问题；3.基于DSP+FPGA视频检测方案,用DSP进行数字信号处理（图象处理、裂缝判定），FPGA进行系统控制（图象读取、存储等）,但这样组成系统处理速度不能适应现今实时性的要求，而且复杂了系统的结构。
技术实现思路
本技术提供了一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，避免当今国内外已有的技术实时性差，体积大且昂贵等不足，极大的简化了视频图像采集系统的结构，更加便捷化，灵活性高。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，其特征在于，包括定位部分，图像采集与显示部分、按键控制部分；所述图像采集与显示部分包含FPGA芯片以及与FPGA芯片连接的CMOS摄像头、DDR2SDRAM、LCD显示器；定位部分包括北斗定位模块以及与其连接的定位天线，北斗定位模块通过定位天线捕捉定位信息并传送至FPGA芯片；按键控制部分与FPGA芯片连接，按键控制部分通过控制不同的按键将裂缝类型在LCD显示器上显示出来。前述的一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，其特征在于，COMS摄像头采集图像存储到DDR2SDRAM中，FPGA芯片从DDR2SDRAM中读取数据，并通过LCD显示器显示采集到的视频图像判断裂缝类型。前述的一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，其特征在于，所述FPGA芯片型号为EP4CE22F17C8。前述的一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，其特征在于，所述CMOS摄像头为美光的CMOS摄像头MT9D111。前述的一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，其特征在于，北斗定位模块捕捉到的定位信息通过UART串口使用波特率为9600bps的速率与FPGA通信。前述的一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，其特征在于，所述LCD显示器为7寸的800*480分辨率的液晶屏。为了实现本技术的优良性能，将选用cycloneⅣ系列的EP4CE22F17C8作为处理控制芯片，性价比较高，能够有效的并且高速的处理采集到的图像数据，并且便于调试。为了实现本技术的优良性能，将选用美光的CMOS摄像头MT9D111进行视频图像采集，它在芯片系统上集成了一个200万像素图像传感器和功能强大的图像处理技术芯片，单芯片系统中的自动特性可以调整各种参数，以便在各种光照条件下拍摄到优质图像，并且功耗低，提供单片VGA摄像和影响处理器的所有功能，足以能够满足图像采集的要求。与现有的技术相比较，本技术有以下有益效果：1.在不影响系统的性能的条件下，单独采用FPGA作为处理与控制比采用FPGA+DSP在结构上更加简单并且具备可移植性好，灵活性高等优点，使整个路面裂缝检测装置更加紧凑、高效。2.采用CMOS图像传感器取代传统的CCD电荷耦合器，直接生产数字信号，不需要在系统中添加A/D转换器，简化了系统构造，并且CMOS图像传感器的成本低廉，制造工艺简单，耗电量低。3.采用北斗定位系统为该装置定位，实时更新定位信息，有效解决了目前国内检测高等级公路路况的手段主要是人工检测，不但劳动强度大、检测速度慢、实时性差，而且十分危险的问题。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步描述：图1为基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置的结构原理图；图2为裂缝视频图像采集部分的电路原理图；图3为FPGA芯片与LCD显示器AT070TN83连接的电路原理图；图4为整个定位部分提取BDGGA语句的纬度和经度的Verilog语言的工作流程图。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步描述：如图1所示的一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置结构原理示意图，一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，包括定位部分，图像采集与显示部分、按键控制部分；所述图像采集与显示部分包含FPGA芯片以及与FPGA芯片连接的CMOS摄像头、DDR2SDRAM、LCD显示器；定位部分包括北斗定位模块以及与其连接的定位天线，北斗定位模块通过定位天线捕捉定位信息并传送至FPGA芯片；按键控制部分与FPGA芯片连接，按键控制部分通过控制不同的按键将裂缝类型在LCD显示器上显示出来，从而达到监控整个检测装置的目的。COMS摄像头采集图像存储到DDR2SDRAM中，FPGA芯片从DDR2SDRAM中读取数据，并通过LCD显示器显示采集到的视频图像判断裂缝类型。北斗定位模块捕捉到的定位信息通过UART串口使用波特率为9600bps的速率与FPGA通信。所述FPGA芯片为cycloneⅣ系列的EP4CE22F17C8。所述CMOS摄像头为美光的CMOS摄像头MT9D111。所述LCD显示器为7寸的800*480分辨率的液晶屏。为了实现本技术的优良性能，将选用cycloneⅣ系列的EP4CE22F17C8作为处理控制芯片，性价比较高，能够有效的并且高速的处理采集到的图像数据，并且便于调试。为了实现本技术的优良性能，将选用美光的CMOS摄像头MT9D111进行视频图像采集，它在芯片系统上集成了一个200万像素图像传感器和功能强大的图像处理技术芯片，单芯片系统中的自动特性可以调整各种参数，以便在各种光照条件下拍摄到优质图像，并且功耗低，提供单片VGA摄像和影响处理器的所有功能，足以能够满足图像采集的要求。图2所示是图像传感器采集频图像的原理图，该部分数据量较大，且要保证处理的实时性，所以选择cycloneⅣ系列EP4CE22F17C8，该芯片性价比较高，处理速度快，I/O接口多，灵活性高。它的引脚连接图如图2所示，HSYNC、VSYNC分别为行同步信号和场同步信号，SDA、SCL为II本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，其特征在于，包括定位部分，图像采集与显示部分、按键控制部分；所述图像采集与显示部分包含FPGA芯片以及与FPGA芯片连接的CMOS摄像头、DDR2 SDRAM、LCD显示器；定位部分包括北斗定位模块以及与其连接的定位天线，北斗定位模块通过定位天线捕捉定位信息并传送至FPGA芯片；按键控制部分与FPGA芯片连接，通过控制不同的按键将裂缝类型在LCD显示器上显示出来。

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，其特征在于，包括定位部分，图像采集与显示部分、按键控制部分；所述图像采集与显示部分包含FPGA芯片以及与FPGA芯片连接的CMOS摄像头、DDR2SDRAM、LCD显示器；定位部分包括北斗定位模块以及与其连接的定位天线，北斗定位模块通过定位天线捕捉定位信息并传送至FPGA芯片；按键控制部分与FPGA芯片连接，通过控制不同的按键将裂缝类型在LCD显示器上显示出来。2.根据权利要求1所述的一种基于北斗定位与FPGA的路面破损检测装置，其特征在于，COMS摄像头采集图像存储到DDR2SDRAM中，FPGA芯片从DDR2SDRAM中读取数据，并通过LCD显示器显...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，张精榕，潘波，赖政阳，翟云黎，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32