刘建林戴瑜兴沈 雁



边缘检测方法在线阵CCD大坝位移计中的应用

刘建林1,2, 戴瑜兴2, 沈 雁2

(1. 湖南机电职业技术学院 电气工程系, 湖南 长沙, 410151; 2. 湖南大学 电气与信息工程学院, 湖南 长沙, 410082)

根据大坝变形监测的实际需求, 采用先进的CCD以及FPGA技术, 设计了用于大坝水平位移监测的高精度位移计. 根据线阵CCD的特性, 论述了利用平行光源进行测量的结构及原理. 通过对CCD图像进行数字化, 采用数字的高斯滤波及边缘检测算法对CCD图像进行像元级的边缘定位. 在实验中运行了FPGA作为处理部件, 采用Verilog HDL对处理算法进行逻辑设计, 通过论证, 系统具有很高的测量精度以及集成度.

大坝变形监测; CCD; 边缘检测

大坝为开发水利资源发挥巨大作用, 给人类带来极大便利. 但由于其建造历史、环境、材料与工艺的不同, 在面对今天复杂多变的气候变化和自然灾害时存在一定的隐患. 因此, 大坝的安全监测十分重要. 第1时间掌握大坝工作状态, 可为大坝日常运行的状况提供评价依据, 有助于制定合理的控制计划、维护修理措施和发布险情警报[1], 可大大提高资源利用率, 减少对环境的不良影响.

大坝安全监测中的一项重要内容——大坝变形监测, 国家有确定的实际要求[2]. 考虑大坝变形监测的发展趋势[3], 本文结合利用FPGA作为单片式控制处理核心、东芝公司的线阵CCD芯片TCDl703C作为测量传感器以及光电式位移计用于大坝水平位移监测. 与位移计的测量精度0.1 mm的指标相比, 光电式位……