一种基于FPGA的公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于FPGA的公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警系统，包括视频图像采集模块、FPGA处理模块和视频图像显示模块；FPGA处理模块的主控芯片对视频图像采集模块采集的图像经几何校正、滤波后进行融合算法处理，实现公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警的处理；FPGA主控芯片处理后的图像在LCD显示器上实时显示出来。通过实时监测可以及时获得危岩变化的情况，同时通过堆积物占屏幕像素点的多少，测出崩塌堆积物体积的相对大小，对公路上出现的堆积物大小进行不同等级的预警，提早做出相应措施。

A FPGA based measurement and warning system for highway dangerous rock collapse accumulation

The invention relates to a road collapse based on FPGA accumulation size measurement and alarm system, including image acquisition module, FPGA processing module and the video image display module; image processing module of the main control chip FPGA acquisition module to capture video images by geometric correction and filtering fusion algorithm of highway rock olistostromes size measurement and alarm processing; image processing chip FPGA in LCD display real-time display. Through real-time monitoring can timely obtain the rock changes, at the same time, through the accumulation of total number of screen pixels, the relative size of measured collapse deposit volume, the highway appears on the accumulation of the size of different levels of early warning, make corresponding measures.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警系统
本专利技术涉及图像处理
，尤其是采用图像来识别并检测公路崩塌堆积物的系统与方法。
技术介绍
滑坡是一种严重的地质灾害，对滑坡的监测和预警关系到国家财产和人民生命安全。特别是公路崩塌是最为严重的边坡地质灾害，会造成直接的人员伤亡及车辆、物资等财产损失。崩塌堆积物一般为巨石，大的有几百吨重、小的也有好几吨，会造成严重的交通堵塞甚至是交通中断，严重影响交通秩序的正常运行。现有技术中，对滑坡地质灾害的监测方法主要有：物探法、位移测量法、航测遥感法等。但现有技术均存在有效性和时效时差的问题，基本上没法测试滑坡发展速度和加速度。特别是还没有专门针对公路崩塌堆积物进行跟踪、监测和预警的技术，往往只能依靠视频进行人工监控，需要占用大量的网络资源，人力成本较大。CN01114386.X公开了一种滑坡和崩塌的动态监测装置，激光器1位于底座2上,底座2装有水平调节装置4、水平度检测装置3、减振器5及用于接收从监测对象反射回来的光的接收望远镜9，在激光器1光路上设置有准直镜6、可活动的扩束器7和偏转器8；光传感器及放大器10位于接收望远镜9的光路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FPGA的公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警系统，其特征在于，包括：视频图像采集模块：包括CCD摄像头和视频解码芯片，视频解码芯片的输出通过FPGA的外扩接口与FPGA主控芯片连接；FPGA处理模块：包括FPGA主控芯片，FPGA主控芯片输出的数据经编码芯片处理后通过VGA接口与LCD显示器连接；对视频图像采集模块采集的图像经几何校正、滤波后进行融合算法处理，实现公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警的处理；视频图像显示模块：由编码芯片及LCD显示器组成；将FPGA主控芯片处理后的图像在LCD显示器上实时显示出来。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警系统，其特征在于，包括：视频图像采集模块：包括CCD摄像头和视频解码芯片，视频解码芯片的输出通过FPGA的外扩接口与FPGA主控芯片连接；FPGA处理模块：包括FPGA主控芯片，FPGA主控芯片输出的数据经编码芯片处理后通过VGA接口与LCD显示器连接；对视频图像采集模块采集的图像经几何校正、滤波后进行融合算法处理，实现公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警的处理；视频图像显示模块：由编码芯片及LCD显示器组成；将FPGA主控芯片处理后的图像在LCD显示器上实时显示出来。2.根据权利要求1所述基于FPGA的公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警系统，其特征在于，所述FPGA主控芯片还连接有图像压缩模块和缓存存储器；所述FPGA主控芯片将含有崩塌堆积物的图像进行压缩后再通过无线数据收发模块进行上传。3.根据权利要求1或2所述基于FPGA的公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警系统，其特征在于，所述缓存存储器为SDRAM缓存芯片。4.根据权利要求1所述基于FPGA的公路危岩崩塌堆积物大小测量及报警系统，其特征在于，所述FPGA主控芯片的算法流程包括几何校正、中值滤波处理和融合算法处理；融合算法分危岩崩塌状态识别和堆积物大小测量及报警；具体包括：①危岩崩塌状态识别：当系统上电后进入危岩崩塌状态识别状态，首先进行运动状态判断以及连通性处理，设置的重点关注区域；如果重点关注区域内没有检测到运动物体，则继续检测；若重点关注区域内检测到运动物体，则再计算重点关注区域内二值化差分图像所占区域的比重，若比重大于阈值T1，则判定重点关注区域内有危岩崩塌发生，系统结束危岩崩塌状态识别过程，进入堆积物大小估测与报警过程，若没有超过阈值则重新开始检测；整个危岩崩塌状态识别分为：重点关注区域划分、运动状态判断、连通性处理；重点关注区域划分：在安装摄像头之前，先肉眼观察边坡危岩的情况，将认为比较危险的地方放入重点观测区域，并根据实际情况调节重点观测区域的大小；在70%的边坡区域的正中心设置一个大小可以调节的重点观测区域；运动状态判断：采用帧间差分的方法进行运动状态的判断；帧间差分法就是相邻两帧图像差分，将两帧图像对应像素做相减运算；连通性处理：消除边界的孤立点、毛刺以及平滑图像的边界而不改变图像的整体轮廓形状，得到一个比较清晰的运动区域检测结果，达到优化边界轮廓的效果，使用数学形态学图...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄扬帆，王扬，阮祯臻，黎彦芸，黄林，周鑫，余江鹏，吴青晨，朱国仁，甘平，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50