面向管道巡线的便携式红外热成像仪的设计
发布时间：2021-04-10 18:47
管道输送在水、油、气的运输中起到至关重要的作用,因此管道运输过程中的安全检测尤为重要。埋地管道由于腐蚀、老化或人为破坏等原因,经常发生泄漏。一旦发生泄漏报警,就需要工作人员进行现场排查和维修,但由于埋地管道的泄漏点都在地下,肉眼不易发现,从而给漏点的查找和确认带来了很大麻烦,既降低工作效率,又增加了环境污染和资源浪费的风险。本文设计了一种面向热油输送管道巡线的便携式红外热成像仪,有助于管道巡线工人方便快捷的查找泄漏位置,降低风险和损失。本文分析比较了基于板载BT656接口、STM32F407开发板和CVBS转USB模组三种便携式红外热成像仪设计方案的优劣特性,确定了基于CVBS转USB模组的红外热成像仪的系统结构,基于AM4379 ARM处理器和TC388热成像机芯构建了便携式红外热成像仪硬件平台。在嵌入Linux操作系统环境下,完成了 UVC图像采集驱动程序设计,基于Qt编程环境编写了红外图像采集程序,实现了红外图像经CVBS转USB模组采集、在ARM处理器中处理存储的功能。提出了一种基于SVDD（支持向量数据描述）的以逼近管道轮廓矩形面积比和边界间距均方差为特征量的埋地热油管道漏点...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－４ＡＭ４３７９摄像头接口原理图??Ｆｉｇ．２－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＡＭ４３７９?ｃａｍｅｒａ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ??９??
??第二章红外热成像仪设计方案的分析比较与选择???ＮＴＳＣ制式数据每行包含１７１６个字节的数据，前２７６个字节是结束码（ＥＡＶ）、??水平消隐数据和起始码（ＳＡＶ），有效视频数据紧随其后，共１４４０个字节；ＰＡＬ制式??数据每行包括１７２８个字节的数据块，前２８８个字节是结束码（ＥＡＶ）、水平消隐数据??和起始码（ＳＡＶ），紧随其后的有效视频数据大小同样是１４４０个字节，其中消隐数据??一般用８０?１０?８０?１０填充，其数据格式如图２－３所示。??
＿头接口驱动程序ｖｐｆｅ＿ｃａｐｔｕｒｅ．ｃ，重新对Ｌｉｎｕｘ内核进行剪裁、编译内核配置文件??ｍｙｉｒ＿ｒｉｃｏｂｏａｒｄ＿ｄｅｆｃｏｎｆｉｇ。ＡＭ４３７９?处理器搭载的?Ｌｉｎｕｘ?系统内核基于?３．１２．１０?版本，??ｌｉｎｕｘ从版本２．６开始，加入了?ｐｌａｔｆｏｒｍ平台总线，与ＳＰＩ，Ｉ２Ｃ等总线一样，负责驱??动的管理和注册，ｐｌａｔｆｏｒｍ平台总线是一条虚拟的总线，管理ＣＰＵ的片上资源，??ｐｌａｔｆｏｒｍ总线由内核进行统一调配，外设驱动挂载到ｐｌａｔｆｏｒｍ总线上，当外设发生改??变时，只需要修改ｐｌａｔｆｏｒｍ负责外设驱动的那部分，而面向内核部分的内容不用修改，??因此ｐｌａｔｆｏｒｍ总线提高了代码的安全性和可移植性。内核中提供的ＶＰＦＥ模拟视频前??端驱动就是挂载到ｐｌａｔｆｏｒｍ总线上，该驱动支持多种ＣＭＯＳ摄像头，但提供的是带??有Ｉ２Ｃ通信的ｌＯｂｉｔ?ＢＴ６５６驱动源码。??２．２基于ＳＴＭ３２ｆ４０７数采板的方案??如图２－５所示，本方案选用ＡＬ４２２Ｂ?ＦＩＦＯ?（先入先出）模块、ＳＴＭ３２Ｆ４０７开发??板、Ｗ５５００网络模块，对ＴＣ３８８红外热成像仪采集的图像数据进行传输，最后交给??ＡＲＭ处理器进行数据的处理、显示。＾??????ｒ—??
【参考文献】：
期刊论文
[1]三起石油化工地下低位浅埋爆炸事故的比较[J]. 周进科,丁宁,刘翠萍,王晓妹,靳凤彬,翟香香,王翠翠. 中华灾害救援医学. 2016(10)
[2]论第三代红外探测器的需求及选择[J]. 高丹,张乔乔. 科技创新与应用. 2016(01)
[3]两起原油管道泄漏爆炸事故应急响应对比分析[J]. 熊利敏,赵烁,任鹏. 科技视界. 2015(22)
[4]红外热成像检测技术研究现状及发展趋势[J]. 刘元林,梅晨,唐庆菊,芦玉梅. 机械设计与制造. 2015(06)
[5]我国输油管道之最[J]. 王保群. 石油知识. 2014(05)
[6]多种供暖管道检漏技术在实际抢修中的应用探索[J]. 赵大超. 科技风. 2014(13)
[7]第三代红外探测器的发展与选择[J]. 史衍丽. 红外技术. 2013(01)
[8]ATMEGA64与AL422B的联合应用[J]. 赵明艳. 科技创新与应用. 2012(04)
[9]输油管道多点泄漏地表温度场数值模拟[J]. 吴国忠,邢畅,齐晗兵,李栋. 油气储运. 2011(09)
[10]红外光谱成像分析技术的应用研究[J]. 王树铎. 中国仪器仪表. 2010(S1)
博士论文
[1]分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术研究[D]. 曲志刚.天津大学 2007
[2]高性能凝视热像仪处理电子学关键技术研究[D]. 李怀琼.南京理工大学 2007
硕士论文
[1]红外热成像技术在电力系统设备故障检测中的应用研究[D]. 林群武.安徽理工大学 2016
[2]基于STM32F407的视频采集与传输系统设计[D]. 曾文兵.华中师范大学 2016
[3]海底管道检测机器人自主巡线控制系统研究[D]. 刘振川.中国海洋大学 2015
[4]间歇性输送管道泄漏诊断方法研究[D]. 戚元华.北京化工大学 2015
[5]沈—兴管道泄漏实时监测系统研究[D]. 邱亚光.东北石油大学 2015
[6]基于红外成像技术的电气设备故障诊断[D]. 徐雪涛.华北电力大学 2014
[7]基于Android的GPS智能燃气巡线系统的设计与实现[D]. 臧洁.山东大学 2013
[8]红外成像系统关键技术研究与实现[D]. 尚磊.西安电子科技大学 2013
[9]红外图像预处理算法研究[D]. 安阳.武汉理工大学 2008
[10]基于红外成像技术的埋地管道泄漏定位实验研究[D]. 王久龙.大庆石油学院 2008
本文编号：3130153
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－４ＡＭ４３７９摄像头接口原理图??Ｆｉｇ．２－４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＡＭ４３７９?ｃａｍｅｒａ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ??９??
??第二章红外热成像仪设计方案的分析比较与选择???ＮＴＳＣ制式数据每行包含１７１６个字节的数据，前２７６个字节是结束码（ＥＡＶ）、??水平消隐数据和起始码（ＳＡＶ），有效视频数据紧随其后，共１４４０个字节；ＰＡＬ制式??数据每行包括１７２８个字节的数据块，前２８８个字节是结束码（ＥＡＶ）、水平消隐数据??和起始码（ＳＡＶ），紧随其后的有效视频数据大小同样是１４４０个字节，其中消隐数据??一般用８０?１０?８０?１０填充，其数据格式如图２－３所示。??
＿头接口驱动程序ｖｐｆｅ＿ｃａｐｔｕｒｅ．ｃ，重新对Ｌｉｎｕｘ内核进行剪裁、编译内核配置文件??ｍｙｉｒ＿ｒｉｃｏｂｏａｒｄ＿ｄｅｆｃｏｎｆｉｇ。ＡＭ４３７９?处理器搭载的?Ｌｉｎｕｘ?系统内核基于?３．１２．１０?版本，??ｌｉｎｕｘ从版本２．６开始，加入了?ｐｌａｔｆｏｒｍ平台总线，与ＳＰＩ，Ｉ２Ｃ等总线一样，负责驱??动的管理和注册，ｐｌａｔｆｏｒｍ平台总线是一条虚拟的总线，管理ＣＰＵ的片上资源，??ｐｌａｔｆｏｒｍ总线由内核进行统一调配，外设驱动挂载到ｐｌａｔｆｏｒｍ总线上，当外设发生改??变时，只需要修改ｐｌａｔｆｏｒｍ负责外设驱动的那部分，而面向内核部分的内容不用修改，??因此ｐｌａｔｆｏｒｍ总线提高了代码的安全性和可移植性。内核中提供的ＶＰＦＥ模拟视频前??端驱动就是挂载到ｐｌａｔｆｏｒｍ总线上，该驱动支持多种ＣＭＯＳ摄像头，但提供的是带??有Ｉ２Ｃ通信的ｌＯｂｉｔ?ＢＴ６５６驱动源码。??２．２基于ＳＴＭ３２ｆ４０７数采板的方案??如图２－５所示，本方案选用ＡＬ４２２Ｂ?ＦＩＦＯ?（先入先出）模块、ＳＴＭ３２Ｆ４０７开发??板、Ｗ５５００网络模块，对ＴＣ３８８红外热成像仪采集的图像数据进行传输，最后交给??ＡＲＭ处理器进行数据的处理、显示。＾??????ｒ—??
【参考文献】：
期刊论文
[1]三起石油化工地下低位浅埋爆炸事故的比较[J]. 周进科,丁宁,刘翠萍,王晓妹,靳凤彬,翟香香,王翠翠. 中华灾害救援医学. 2016(10)
[2]论第三代红外探测器的需求及选择[J]. 高丹,张乔乔. 科技创新与应用. 2016(01)
[3]两起原油管道泄漏爆炸事故应急响应对比分析[J]. 熊利敏,赵烁,任鹏. 科技视界. 2015(22)
[4]红外热成像检测技术研究现状及发展趋势[J]. 刘元林,梅晨,唐庆菊,芦玉梅. 机械设计与制造. 2015(06)
[5]我国输油管道之最[J]. 王保群. 石油知识. 2014(05)
[6]多种供暖管道检漏技术在实际抢修中的应用探索[J]. 赵大超. 科技风. 2014(13)
[7]第三代红外探测器的发展与选择[J]. 史衍丽. 红外技术. 2013(01)
[8]ATMEGA64与AL422B的联合应用[J]. 赵明艳. 科技创新与应用. 2012(04)
[9]输油管道多点泄漏地表温度场数值模拟[J]. 吴国忠,邢畅,齐晗兵,李栋. 油气储运. 2011(09)
[10]红外光谱成像分析技术的应用研究[J]. 王树铎. 中国仪器仪表. 2010(S1)
博士论文
[1]分布式光纤油气长输管道泄漏检测及预警技术研究[D]. 曲志刚.天津大学 2007
[2]高性能凝视热像仪处理电子学关键技术研究[D]. 李怀琼.南京理工大学 2007
硕士论文
[1]红外热成像技术在电力系统设备故障检测中的应用研究[D]. 林群武.安徽理工大学 2016
[2]基于STM32F407的视频采集与传输系统设计[D]. 曾文兵.华中师范大学 2016
[3]海底管道检测机器人自主巡线控制系统研究[D]. 刘振川.中国海洋大学 2015
[4]间歇性输送管道泄漏诊断方法研究[D]. 戚元华.北京化工大学 2015
[5]沈—兴管道泄漏实时监测系统研究[D]. 邱亚光.东北石油大学 2015
[6]基于红外成像技术的电气设备故障诊断[D]. 徐雪涛.华北电力大学 2014
[7]基于Android的GPS智能燃气巡线系统的设计与实现[D]. 臧洁.山东大学 2013
[8]红外成像系统关键技术研究与实现[D]. 尚磊.西安电子科技大学 2013
[9]红外图像预处理算法研究[D]. 安阳.武汉理工大学 2008
[10]基于红外成像技术的埋地管道泄漏定位实验研究[D]. 王久龙.大庆石油学院 2008
本文编号：3130153
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