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随着我国铁路事业的蓬勃发展,列车行驶的安全问题日益重要。轮对作为车辆的走行部件,对轮对磨耗状况的在线检测是保证车辆行驶安全的一项重要措施。而针对检测中图像处理数据量大、实时性要求高的特点,如何在有限的时间内完成大量采集图像数据的传输与处理,是亟待解决的一个关键问题。在基于CCD光电检测方法的轮对磨耗在线检测系统中图像传输与处理的实时性是影响检测效率的重要因素。文章研究的基于FPGA+多DSP的轮对图像传输与处理方案对提高轮对磨耗在线检测效率有重要的应用价值。本文主要内容有:(1)性能指标的分析和系统设计,本文提出实现车辆在5~120km/h运行速度下的轮对实时检测任务,所有数据传输与处理在过车后1分钟内完成,根据该指标提出了FPGA+多DSP的轮对图像传输与处理方案,设计的轮对磨耗在线检测系统主要由图像高速采集、图像传输与处理三个模块组成,本文重点研究的是图像传输与处理模块,对传输与处理模块设计展开研究工作。(2)基于FPGA+多DSP的轮对图像传输与处理硬件电路设计,设计了多路轮对图像传输与处理的硬件架构,整个系统分成图像采集模块、数据传输模块、FPGA逻辑控制模块和DSP数据处理模块。介绍了TCP/IP协议栈的层次结构,完成基于硬件协议栈芯片W5300的以太网功能模块设计;对FPGA与DSP之间的数据接口电路以及外扩的SDRAM和FLASH存储器接口进行详细设计,并完成了整个系统硬件平台的搭建。(3)基于FPGA+多DSP的轮对图像传输与处理软件程序设计,多路轮对图像传输与处理系统的总体软件流程实现,深入研究了以太网接口的硬件控制逻辑,设计了SDRAM控制模块,由缓冲FIFO和SDRAM控制器组成;对CPLD的逻辑编写以及FPGA与多DSP之间的数据通信过程做了详细设计;同时完成了上位机测试软件的编码工作,以方便对系统整体功能进行验证实验。(4)对系统硬件电路的各个模块进行实际测试,主要包括以太网接口模块、电源电路、SDRAM存储器以及DSP与FPGA的数据通信接口模块,并对整个图像传输与处理系统进行联合调试实验,实验结果表明所设计的系统能够高速有效地实现车辆轮对图像实时传输与处理的功能需求。