纜索檢測(cè)機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（本科畢業(yè)設(shè)計(jì)）

摘    要

纜索是斜拉索橋和懸索橋的重要組成部分,是這類橋梁關(guān)鍵的受力構(gòu)件。在橋梁運(yùn)營(yíng)中,要求它必須能夠安全抵抗疲勞，必須耐久而且有很好的防銹措施。然而，纜索又直接受周圍環(huán)境狀況影響，雨水、霧霜、氣體等都能對(duì)它造成侵蝕。因此，纜索表面的銹蝕和缺陷監(jiān)測(cè)對(duì)于該類橋梁的健康診斷有著十分重大的現(xiàn)實(shí)意義。
本文以實(shí)現(xiàn)橋梁纜索表面缺陷的快速智能化檢測(cè)為目標(biāo)，在深入分析現(xiàn)有方法和技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了以圖像識(shí)別為基礎(chǔ)的非接觸式橋梁纜索表面缺陷檢測(cè)方案并進(jìn)行了技術(shù)實(shí)現(xiàn)。所研制的系統(tǒng)針對(duì)橋梁纜索結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用4個(gè)CCD攝像機(jī)組成了并行式圖像采集陣列，實(shí)時(shí)的將同一時(shí)刻纜索表面一周的視頻圖像數(shù)據(jù)傳送到缺陷檢測(cè)處理系統(tǒng)中。該處理系統(tǒng)是以TI公司TMS320DM642高性能數(shù)字信號(hào)處理器為核心，結(jié)合視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、圖像緩沖存儲(chǔ)器件、FLASH存儲(chǔ)器、ATA硬盤通信接口等資源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)橋梁纜索表面圖像獲取、處理、缺陷檢測(cè)、以及缺陷圖像信息和位置信息的存儲(chǔ)。
本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的纜索缺陷識(shí)別,解決了原橋梁纜索表面人工檢測(cè)中效率低、安全隱患等問題，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，操作簡(jiǎn)便，在橋梁纜索表面損傷監(jiān)測(cè)中有實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：纜索缺陷檢測(cè)，TMS320DM642，CCD
 

ABSTRACT

As the bearing component, the cable is an important part of bridge. So it should resist fatigue reliably, and it can be anticorrosive. Whereas, some factors, such as the rain, fog, gas and so on, could erode the cable in the environment. As a result, the detection of cable is an important part in health detection of bridge.
In this thesis, the design of the embedded surface damage detection system bridge cable based on image recognition technology is introduced, after analyzing the currently technology of the bridge cable surface damage detection. It makes a target of fast intellective damage detection. Depended on concurrent sensor array of 4 CCD, the system collects the surface image data of the bridge cable, and sends the data to DSP. This DSP based on TMS320DM642, includes video signal transform circuit, SDRAM, FLASH, ATA interface and so on. The image of bridge cable could be cropped, pretreated, rectified projection, detected and saved.
The system provides an effective way to exactly detect the surface damages of bridge cable in real-time, with low costly, and it is another good method in the surface damage detection of bridge cable.

Keywords：The Detection of Cable，TMS320DM642，CCD
 
 

目   錄

中文摘要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1緒論 1
  1.1課題背景 1
  1.2纜索機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 1
    1.2.1國(guó)內(nèi)纜索機(jī)器人的發(fā)展概況 1
    1.2.2國(guó)外纜索機(jī)器人的發(fā)展概況 1
  1.3課題任務(wù)和研究的主要內(nèi)容 3
 1.3.1課題任務(wù) 3
 1.3.2主要研究?jī)?nèi)容 3
 2纜索表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的總體方案 4
 2.1方案比較 4
 2.2最終方案 4
 3纜索檢測(cè)機(jī)器人的硬件系統(tǒng) 8
 3.1 TMS320DM642介紹 8
 3.1.1 CPU結(jié)構(gòu) 8
 3.1.2 Video Port端口 9
 3.1.3外圍存儲(chǔ)資源 10
 3.2 圖像采集系統(tǒng) 11
 3.2.1 光源的選擇 11
 3.2.2 CCD相機(jī)的選擇 12
 3.2.2 鏡頭的選擇 13
 4基于DSP的缺陷檢測(cè)軟件設(shè)計(jì) 15
 4.1基于TMS320DM642的軟件開發(fā)環(huán)境 15
 4.1.1 DSP軟件開發(fā)的工具 15
 4.1.2集成開發(fā)環(huán)境Code Composer Studio 2.0 15
 4.2基于DSP的橋梁拉索表面缺陷檢測(cè)軟件實(shí)現(xiàn) 16
 4.2.1總體軟件流程實(shí)現(xiàn)方案 16
 4.2.2系統(tǒng)程序的加載與啟動(dòng) 17
 4.2.3系統(tǒng)初始化模塊 21
4.2.4視頻采集驅(qū)動(dòng)模塊 22
4.3檢測(cè)結(jié)果 26
4.3.1檢測(cè)系統(tǒng)所能達(dá)到的性能指標(biāo) 26
4.3.2檢測(cè)到的圖像 26
5. 結(jié)語(yǔ) 28
5.1本文的主要工作 28
5.2對(duì)未來工作的展望 28

參考文獻(xiàn) 29