铁路路段嵌入式视频采集系统设计与实现

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1、国内图书分类号：TP302密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文铁路路段嵌入式视频采集系统设计与实现年级2015姓名董君申请学位级别硕士专业交通信息工程及控制指导老师倪少权二零一八年五月二十八日ClassifiedIndex:TP302U.D.C:SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisDESIGNANDIMPLEMENTATIONOFEMBEDDEDVIDEOCAPTURESYSTEMFORRAILWAYSECTIONGrade:2015Candidate:DongJunAcademicDegreeApplied

2、for:MasterSpeciality:TrafficInformationEngineeringandControlSupervisor:ShaoquanNiMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要铁路处于一个自然环境中，在某些路段可能遇到洪水、泥石流、滑坡等自然灾害，一旦发生事故，将会极大地威胁旅客的生命、财产以及铁路行车安全，带来灾难性的后果，这就需要铁路视频监控系统来监控和预警，确保铁路列车安全运行，为铁路运输安全生产和管理提供技术支撑。通常视频采集设备作为铁路视频监控系统的前端设备，使用量大，成本较高，而且大多仅能采集和传输视频图像，不具备运动物体识

3、别和报警等功能。其次铁路视频监控系统组织机构复杂、庞大，对于小站和某些路段而言，成本较高，不易精简。因此本文设计一种视频采集系统，具备灵活简洁、通信流畅、成本低、实时显示特点，且满足视频采集设备运动物体识别和报警功能，具有重要现实意义和应用价值。本文首先研究视频采集系统功能需求和性能需求，提出系统总体框架，并对比分析系统硬件和软件平台，提出以S3C6410为核心处理器的硬件平台和以U-Boot和Linux为核心的软件平台；其次，重点研究软件平台移植技术，在剖析U-Boot可执行镜像产生过程和启动流程的基础上，研究了匹配硬件平台的U-Boot移植技术；在剖析Linux内核可执行映

4、像产生过程和启动流程的基础上，研究了匹配硬件平台的Linux内核移植技术；并讨论根文件系统的制作；然后，分析并移植视频采集系统的UART驱动、USB摄像头驱动、网卡驱动、报警驱动；研究开发boa应用程序、视频采集应用程序、视频传输应用程序，研究开发基于VC2010和OpenCV的设备监视应用程序，包括视频帧接收、视频帧显示、视频帧处理应用程序；最后，研究运动物体识别算法，开发运动物体识别应用程序和报警程序。本文在完成视频采集系统研发基础上，对设备进行测试。首先，配置设备测试环境；其次对系统U-Boot、Linux内核和根文件系统进行测试，然后对系统USB摄像头和网卡驱动进行测试

5、；最后对系统boa应用程序、设备实时传输、远程监控、图像处理、运动物体检测、报警等功能进行测试。测试结果显示设备运行效果良好，满足设计需求。关键词：铁路；视频；S3C6410；USB摄像头；网卡；运动识别西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractTherailwayisexposedtonaturalenvironment,thustrainsmayencounterfloods,debrisflows,landslidesandothernaturaldisastersinsomesections.Onceanaccidentoccurs,itwillgreatl

6、ythreatenthesafetyofpassengers'livesandproperty,aswellasrailwayoperationsecurity,whichwillbringdisastrousconsequencestopassengersandtrains.So,arailwayintegratedvideosurveillancesystemisrequiredformonitoringandearlywarning,toensurethesafeoperationofrailwaytrains,andtoprovidetechnicalsupportfo

7、rrailwaytransportationproductionandpublicsecuritymanagement.Ingeneral,thevideocapturedeviceservesasthefront-endacquisitiondeviceoftherailwayintegratedsurveillancevideosystem,withalargeamountofusage,highcost,meanwhilemostofthemcanonlycollectandtrans