LED補(bǔ)光燈在智能交通中的應(yīng)用
LED補(bǔ)光燈在智能交通中的應(yīng)用
ITS智能交通的意義
維護(hù)交通秩序:隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長,機(jī)動(dòng)車輛的數(shù)目還在呈爆炸式增長。所以在我國城市道路中交通擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重?!爸悄芙煌ā笔且粋€(gè)時(shí)代的產(chǎn)物,它的數(shù)字化、智能化手段,可快速的完成交通違章的抓拍和交通秩序的維護(hù)??稍谝欢ǔ潭冉鉀Q交通的擁堵現(xiàn)象。
數(shù)據(jù)采集:智能交通還有交通信息數(shù)據(jù)的采集和引導(dǎo)作用:收集路網(wǎng)信息、處理事實(shí)信息來實(shí)現(xiàn)交通信息的采集和誘導(dǎo),可方便與車載導(dǎo)航等,給出行者選擇路徑起到很好的作用。一般來說交通信息采集和引導(dǎo)的作用體現(xiàn)在為出行者交通提供輔助交通路徑,為管理者提供數(shù)據(jù)積累和決策支持。
智能交通補(bǔ)光系統(tǒng)
卡口電警所應(yīng)用的環(huán)境惡劣,室外光環(huán)境復(fù)雜,系統(tǒng)要求滿足全天候抓拍圖像的質(zhì)量要求。雖然目前 CCD 技術(shù)和高清攝像機(jī)的發(fā)展日新月異,但在晚上或光線不足的時(shí)候,系統(tǒng)抓拍率還是不高,還必須采用外部光源進(jìn)行輔助補(bǔ)光,才能拍清駕駛員的臉部圖像和車牌,并且盡可能減少補(bǔ)光燈帶來的光污染。
補(bǔ)光系統(tǒng)的作用
卡口電警在夜間要求必須拍攝清楚車牌,所以此時(shí)照片的清晰度是很重要的,在夜晚光線較差的情況下,環(huán)境光在車輛上漫反射到攝像機(jī)的光線是很少的,這就需要借助外部輔助光源來增加照射物體的亮度,以滿足攝像機(jī)對光線的要求。
智能交通領(lǐng)域?yàn)榱藵M足抓拍需求就設(shè)置了補(bǔ)光燈。
補(bǔ)光燈按其特點(diǎn)可分為LED頻閃燈、 LED 常亮燈、LED紅外燈、氣體爆閃燈。
LED頻閃燈:一般是指給高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)補(bǔ)光的照明設(shè)備。因其能與攝像機(jī)每幀圖像的電子快門同步,授控于攝像機(jī)的幀同步信號(hào),并適應(yīng)攝像機(jī)的幀率做出相應(yīng)的倍頻,按照一定的頻率閃亮給攝像機(jī)補(bǔ)光,應(yīng)而叫做高清攝像機(jī)LED頻閃燈。由于這類補(bǔ)光燈設(shè)備通常應(yīng)用于智能交通監(jiān)控領(lǐng)域,所以也被稱做智能交通LED頻閃燈。發(fā)光頻率一般為 50-60HZ。主要應(yīng)用于拍攝視頻、圖像抓拍及虛擬絆線場合。
LED頻閃燈工作原理
LED頻閃燈的原理:就是和相機(jī)的每幀圖像的電子快門同步,當(dāng)相機(jī)電子快門打開時(shí),CCD同步曝光,這時(shí)LED頻閃燈也同步點(diǎn)亮,給CCD補(bǔ)光;當(dāng)相機(jī)電子快門關(guān)閉時(shí),CCD曝光結(jié)束,這時(shí)LED頻閃燈也同步滅燈。假如相機(jī)的幀率是每秒25fps,無倍頻亮燈時(shí),即LED頻閃燈每秒只亮25次,每次只亮4ms,即1秒種內(nèi),LED頻閃燈亮燈時(shí)間為100毫秒,滅燈時(shí)間為900毫秒。假定一臺(tái)LED頻閃燈的峰值功率是100W,實(shí)際應(yīng)用上,LED頻閃燈的功耗是25次×4毫秒=100毫秒=0.1秒×100W=10W,即占空比為10%,即LED頻閃燈的平均功耗為10W。
因?yàn)槊棵肓?5次的頻率會(huì)很晃眼,所以LED頻閃燈通常設(shè)計(jì)為多倍于相機(jī)幀率的倍頻方式亮燈,如果是倍兩倍頻亮燈,那么LED頻閃燈每秒亮燈50次,這樣人眼看上就和常亮燈差不多了。2倍頻亮燈,通過計(jì)算,LED頻閃燈的占空比為20%,即實(shí)際功耗為100W×20%=20W。
LED頻閃燈峰值功率大(100W),實(shí)際功耗小(20),發(fā)熱量也小,在滿足補(bǔ)光要求的同時(shí),也減小了光污染問題。簡單的說,LED頻閃燈就是人眼看上去不那么亮,相機(jī)的圖像卻可以得到很高亮度的圖像。所以基于視頻檢測手段的電子警察和卡口項(xiàng)目一般都采用LED頻閃燈給相機(jī)補(bǔ)光。
氣體爆閃燈
曝閃燈:主要用于電子警察以及高清卡口路段的抓拍。所使用的燈芯為氙氣燈(HID),氙氣燈(英文簡稱 HID Intensity Discharge Lamp)是將氙氣填充到石英燈管內(nèi),取代傳統(tǒng)的燈絲,發(fā)光原理是通過用23000V 高壓電流刺激惰性氣體氙氣發(fā)光。在兩極間形成白色的電弧,電弧中會(huì)產(chǎn)生 4000K-12000K 色溫度的強(qiáng)勁光芒。由于燈管所散發(fā)出的光持續(xù)時(shí)間短,功率密度大,只要控制好與攝像機(jī)快門的同步措施,非常適合高速抓拍的補(bǔ)光場合。
不同補(bǔ)光燈的優(yōu)缺點(diǎn)
曝閃燈:
由于其氣體放電管本身的器件性能問題無法實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)別的連續(xù)閃爍,大的優(yōu)點(diǎn)就是瞬間光強(qiáng)大,能夠?yàn)閿z像機(jī)的抓拍提供足夠的亮度,以保證較佳的圖像質(zhì)量;但缺點(diǎn)就是光線刺激性強(qiáng),容易給司機(jī)及附近的居民帶來不適。曝閃燈主要用于抓拍。
頻閃 LED 燈:
屬于半導(dǎo)體發(fā)光器件,相對于曝閃燈優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光時(shí)對司機(jī)眼睛造成刺激小,缺點(diǎn)是雖然也能實(shí)現(xiàn)曝閃功能,但是瞬間亮度小,弱于曝閃燈,無法為抓拍攝像機(jī)提供足夠的亮度。
紅外LED補(bǔ)光燈:
普通可見光的波長范圍是380nm~780nm,紅外光是一種不可見光,其波長范圍大于780nm 。能達(dá)到晚上隱蔽性監(jiān)控的要求。傳統(tǒng)的補(bǔ)光燈不僅會(huì)引起別人的注意,而且易造成光源污染,影響周邊居民,在道路監(jiān)控時(shí)易使駕駛員及行人產(chǎn)生眩目的感覺,而紅外光源則能很好的解決這些問題。但是會(huì)產(chǎn)生紅暴。
常亮LED補(bǔ)光燈:
就是不用連接其它觸發(fā)信號(hào),只要一通電就一直亮或夜間一直亮(加光控電路)的LED補(bǔ)光燈。功率一般只做到有幾十瓦,攝像機(jī)感應(yīng)到的光照度也不如LED頻閃燈,特別是為了拍清高速移動(dòng)的車輛,電子快門調(diào)快后,CCD的曝光時(shí)間縮短,很難達(dá)到補(bǔ)光的要求。同時(shí)也會(huì)對司機(jī)產(chǎn)生剌眼的干擾。通俗的講,就是人眼感覺很亮,但是相機(jī)出來的圖像并不亮。
正白LED補(bǔ)光燈的弊端:
1、冷白光線色溫高,燈光偏藍(lán),相對比較刺眼,人眼看到極強(qiáng)的冷白光線時(shí);會(huì)短時(shí)間內(nèi)看不到前方道路,存在一定的安全隱患。
2、光污染嚴(yán)重,對居民的生活出行造成極大的困擾。當(dāng)行人眼睛看到極強(qiáng)的冷白光線時(shí),身體會(huì)產(chǎn)生極大的不適。
暖色溫LED補(bǔ)光燈的優(yōu)點(diǎn):
1、暖白光色溫低,燈光偏黃,對人眼刺激小。補(bǔ)光效果接近常規(guī)路燈,光線柔和,減少周邊環(huán)境的光污染。
2、對駕駛員干擾小,能保障駕駛行車安全。當(dāng)駕駛員看到黃色光線時(shí),眼睛刺激小,依然能看清前方的道路,保障了駕駛安全。
3、暖色溫LED燈珠的顯色指數(shù)高,對CCD圖像還原更逼真,可有效提升圖片的對比度。畫面效果更柔和,更容易被人眼接受。
應(yīng)用領(lǐng)域:
電子警察系統(tǒng)
卡口系統(tǒng)
收費(fèi)站系統(tǒng)
道路監(jiān)控視頻補(bǔ)光
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