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作者：宋华

第二章 管道检测系统的系统设计

2.1引言

地下管道检测系统由可以在管道中独立运行的嵌入式软硬件部分和上位机显示部分构成，其中嵌入式部分在地下管道中运行，采集管道内部视频信号，并传输到上位机进行显示。

本章根据各部分所需要实现的功能，按照系统构成、硬件设计和机械设计的顺序分别进行介绍。

2.2系统构成

本课题研究的地下管线检测系统是一种接触式检测。系统的工作原理如图2.1所示：将设计好的测量系统由钢绳牵引在被测管道内穿行一遍，穿行过程中由导航模块进行管线的三维定位；CCD摄像头拍摄管道内的视频信息，通过以太网线通信进行视频信号的传输，在PC端实时显示，并实时检测管道内的故障信息。当检测到故障时，系统发出报警信号，此时工作人员可以通过PC端的视频信号进行确认，并把管道出现故障的三维位置信息和图像处理结果进行保存。

系统检测示意图

基于视觉的故障检测算法，主要思想是基于不同的故障在图像中呈现出的形状特征参数不同。

图像预处理模块：检测系统直接采集到的图像，由于受到成像器件、电子元件等条件的限制以及管道中不确定因素的影响，成像质量不能达到直接进行故障特征提取的要求，因此，需要通过滤波、图像特征增强等高淳，对原始图像进行一定的处理，改善图像的质量。

故障特征提取模块：在本模块，从图像中提取出目标区域，并得到目标区域的特征参数，作为该图像的特征参数向量。

故障分类模块：在提取出特征参数向量的基础上，通过基于改进的聚类的方法，对故障类型进行划分。

2.3硬件电路设计

2.3.1系统整体设计

根据系统工作原理需求，在进行系统硬件设计时，需要考虑上下位机的实时传输功能、下位机处理能力以及图像数据的缓存等。因此，系统采用DSP CPLD的设计方案，DSP主要负责管道故障图片的处理过程，承载下位机程序以及故障检测算法；CPLD作为DSP的外围设备，主要实现视频采集、R232通信模块、摄像头控制模块、存储器控制模块等。系统的结构可以划分为以下几个模块：导航模块、检测模块、通信模块以及上位机模块。相关问答：

问：马桶堵塞如何快速疏通？

高淳管道疏通为您解答："方法/步骤1: 如果家里有工具那就用工具，一般家里都备有皮搋子或者疏通器。方法/步骤2: 家庭工具操作简单，一看就会所以不详细讲了。我们讲一下如果家里没有工具该怎么快速疏通。方法/步骤 3: 首先找到不要的布料（烂衣服也可以）、一根木棍、绳子，把布料撕成条状，缠绕在木棒一段，做成一个简单的活塞形状，用绳子固定。注意自己做的活塞直径应该稍微比马桶洞大一点。方法/步骤4: 然后把活塞那段塞进马桶里上下抽动，可以放点水起密封作用。一般都会疏通的，其原理是用了大气压强，打通下水道，屡试不爽。"