煤矿轨道运输监测多采用轨道电路和压力传感器等接触式器件,因此有可能存在机械磨损和摩擦产生电火花等问题,此外传感器设置在轨道下面,井下巷道积水、环境恶劣,严重影响传感器性能,系统成本高、维护量大、可靠性差,于是本文提出采用视频图像处理方法是利用模式识别、最优阈值和几何相似理论,实现非接触式可视化远程监视与测量。本文详细介绍了一种基于视频图像处理的煤矿轨道机车运行性能的研究方案。其中构建了一种基于FPGA的实时图像处理系统,完成图像数据的采集、格式转换、数据接收、数据计算、数据通信等操作。以FPGA芯片为控制核心,由初始化模块、实时图像转换模块、视频采集模块、视频信号转换模块、视频数据计算模块、图像帧存控制模块、图像预处理模块、通信接口模块和FPGA配置电路组成。系统由CCD镜头所获取的轨道机车视频图像序列,通过实时图像转换模块得到所需格式的数字图像,送入FPGA图像预处理系统完成图像预处理的中值滤波和边缘检测,此处为了提高处理和检测速度,将流水线处理技术和并行处理等技术应用到电路设计中。预处理后得到的视频图像数据送入机车信息识别模块,通过检测算法提取轨道机车信息。本文选用VHDL硬件描述语言实现各模块的功能设计,系统中的CPLD及FPGA设计部分在QuratusII6.0软件平台下开发并在硬件上得到实现,通过自顶向下的设计方法,完成时序及功能仿真,达到预期的效果。实验表明,本文所设计的电路和方法不仅能够对矿井轨道机车运动速度、方向、机车异常情况等数据进行有效的监测,同时为地面监控中心提供监控数据和监控图像,可直接监测矿井现场的安全稳定状况。