基于DSP的混凝土裂缝宽度测量系统的设计及实验研究

摘要

裂缝是混凝土建筑物常见的缺陷之一。我国混凝土裂缝通用检测标准规定允许裂缝宽度最大为0.2mm。快速精确地测量出混凝土裂缝的宽度，判断其是否超出了规定范围，对保障混凝土建筑物安全具有重要意义。目前国内对于裂缝宽度的测量大多使用读数显微镜，这种方法测量过程烦琐、读数结果误差较大、测量时间较长。本文的工作致力于研制出具有数字化图像显示及自动判读功能的混凝土裂缝宽度测量系统，具体包括以下方面： (1)分析系统测量需要考虑的几个关键问题(CCD摄像头的选型、系统测量精度、实时性等)，进行了系统方案整体设计。 (2)设计和研制了基于视频解码器的图像采集模块，该模块采集混凝土裂缝图像，并将CCD摄像头输出的模拟视频信号进行模数转换，给后端的DSP芯片提供视频数据信号及同步信号。 (3)设计和研制了基于TI高性能DSP芯片-TMS320DM642的图像处理模块完成裂缝图像宽度计算功能。该模块通过DM642的视频端口接收采集模块的数字视频信号，两片4M*32bit的SDRAM暂存图像数据，一片FLASH存储关键数据及上电加载程序，同时预留了按键接受外界操作。 (4)设计和研制了基于视频编码器的图像显示模块，将DM642输出的数字视频信号进行数模转换，用于后端显示器显示处理后的裂缝放大图像。 (5)构建了为裂缝宽度测量应用软件开发和运行提供支持的底层驱动程序并完成了基于数字图像处理技术的混凝土裂缝宽度测量应用软件。其中驱动程序的开发遵循TI公司专门为C64x系列DSP开发者提供的一种类/微型驱动模型，为上层应用软件的设计、运行和扩展提供了良好的环境。 (6)搭建实验系统，进行系统测量实验研究。完成了摄像头支架的研制以及系统单位像素实际长度的标定；对标准宽度进行测量，并与显微镜测量的结果进行比较；对宽度检测的影响因素进行了分析；完成了混凝土裂缝宽度测量对比性实验。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

第2章系统整体设计

第3章图像采集模块的设计

第4章图像处理模块的设计

第5章图像显示模块设计

第6章系统程序设计

第7章系统搭建与实验研究

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所获得的科研成果

致谢