專利名稱：近紅外激光道路超速抓拍裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子信息技術領域，涉及一種用于車輛交通管理的近紅外一體化 激光測速抓拍裝置。
背景技術：
在現(xiàn)代社會中，高速公路的發(fā)展非常迅猛，而相應的交通管理設備卻相對落后。交 通事故的起因通常是由車輛超速引起的，因此建立一套安全完備的超速抓拍照相裝置非常必要。中國200710303837. 3號專利公開了一種超速抓拍系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以針對不同的 能見度情況下，設置不同的限速值；中國03103263. X號發(fā)明專利公開了一種高速公路超速 抓拍系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用縮短閃光燈的出光時間，在瞬間光強達到一定的強度，配合CCD攝像 系統(tǒng)的感光時刻，從而來獲取更高的能量。中國200710069069. X號專利采用閃光燈配合 CXD相機獲取圖像，并采用高速控制器HCR實現(xiàn)圖像的處理。以上的專利均存在閃光燈的問題，閃光燈易使駕駛員眩目，尤其在夜里出現(xiàn)，在黑 暗環(huán)境中人的瞳孔開得很大，突遇強光，瞳孔來不及閉合，大量強光線進入眼內，可能造成 眼損傷。而且會使駕駛員受到驚嚇，神經(jīng)調節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)某種紊亂，可能會帶來極其嚴重的后 果，如撞車或其它意外事件，此時抓拍采用的閃光燈將具有不可推卸的責任。在通過對駕駛 員的調查表明，他們通常都能感受到拍照的過程，尤其是在夜晚的情況下，對他們的生理和 心理上都會造成非常大的影響。另外閃光燈的壽命都比較短，因此嚴重影響測速抓拍儀器 的正常運行。
發(fā)明內容本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種用于車輛交通管理的近紅 外激光道路測速抓拍裝置。本實用新型包括近紅外激光測速裝置和近紅外激光抓拍裝置。近紅外激光測速裝置包括測速激光驅動器、測速激光器、發(fā)射光路組件、接收光路 組件、接收器、放大器、比較器和微處理器。測速激光驅動器與測速激光器連接，對測速激光器二極管進行驅動，發(fā)出近紅外 激光脈沖。發(fā)射光路組件設置在測速激光器的發(fā)射光的光路上，發(fā)射光路組件依次包括設 置在發(fā)射光光路上的測速發(fā)射光整形裝置、發(fā)射光分光鏡、測速發(fā)射光聚光鏡，其中測速發(fā) 射光聚光鏡靠近測速激光器設置，發(fā)射光分光鏡的反射面朝向測速發(fā)射光聚光鏡。接收器的光電轉換器件與接收光路組件設置在同一接收光光路上。接收光路組件 依次包括濾光片、測速接收光聚光鏡、接收光分光鏡，其中接收光分光鏡靠近接收器設置， 接收光分光鏡的反射面朝向接收器。接收器的電信號輸出端與放大器的信號輸入端連接，放大器的信號輸出端與比較 器的信號輸入端連接，比較器的信號輸出端與微處理器的定時器接口連接。[0011]近紅外激光抓拍裝置包括抓拍激光驅動器、抓拍激光器、抓拍發(fā)射光聚光鏡、抓拍 發(fā)射光整形裝置、抓拍接收光聚光鏡、C⑶光電傳感器、視頻AD轉換器、FPGA處理器、DSP微 處理器和網(wǎng)絡變壓器。抓拍激光驅動器與抓拍激光器連接，對抓拍激光器二極管進行驅動，發(fā)出近紅外 激光。抓拍發(fā)射光聚光鏡和抓拍發(fā)射光整形裝置依次設置在發(fā)射光光路上，其中抓拍發(fā)射 光聚光鏡靠近抓拍激光器設置。抓拍接收光聚光鏡和CCD光電傳感器設置在接收光光路上，CCD光電傳感器的模 擬電信號輸出端與視頻AD轉換器的信號輸入端連接，視頻AD轉換器的輸出端與FPGA處理 器的輸入端連接，F(xiàn)PGA處理器的信號輸出端與DSP微處理器的輸入端連接、DSP微處理器的 網(wǎng)絡驅動接口與網(wǎng)絡變壓器連接。本實用新型結構設計緊湊、布局合理，自動化程度高、抓拍精度高、誤檢率低，可在 車輛交通管理上得到廣泛應用。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，近紅外激光道路超速抓拍裝置包括近紅外激光測速裝置和近紅外激 光抓拍裝置。近紅外激光測速裝置包括測速激光驅動器4、測速激光器3、發(fā)射光路組件2、接收 光路組件9、接收器8、放大器7、比較器6和微處理器5。測速激光驅動器4與測速激光器3連接，對測速激光器3 二極管進行驅動，發(fā)出近 紅外激光脈沖。發(fā)射光路組件2設置在測速激光器3的發(fā)射光的光路上，發(fā)射光路組件2 依次包括設置在發(fā)射光光路上的測速發(fā)射光整形裝置2-1、發(fā)射光分光鏡2-2、測速發(fā)射光 聚光鏡2-3，其中測速發(fā)射光聚光鏡2-3靠近測速激光器3設置，發(fā)射光分光鏡2-2的反射 面朝向測速發(fā)射光聚光鏡2-3。接收器8的光電轉換器件與接收光路組件9設置在同一接收光光路上。接收光路 組件9依次包括濾光片9-3、測速接收光聚光鏡9-2、接收光分光鏡9-1，其中接收光分光鏡 9-1靠近接收器8設置，接收光分光鏡9-1的反射面朝向接收器8。接收器8的電信號輸出端與放大器7的信號輸入端連接，放大器7的信號輸出端 與比較器6的信號輸入端連接，比較器6的信號輸出端與微處理器5的定時器接口連接。近紅外激光抓拍裝置包括抓拍激光驅動器13、抓拍激光器12、抓拍發(fā)射光聚光鏡 11、抓拍發(fā)射光整形裝置10、抓拍接收光聚光鏡14、(XD光電傳感器15、視頻AD轉換器16、 FPGA處理器17、DSP微處理器18和網(wǎng)絡變壓器19。抓拍激光驅動器13與抓拍激光器12連接，對抓拍激光器12 二極管進行驅動，發(fā) 出近紅外激光。抓拍發(fā)射光聚光鏡11和抓拍發(fā)射光整形裝置10依次設置在發(fā)射光光路上， 其中抓拍發(fā)射光聚光鏡11靠近抓拍激光器12設置。抓拍接收光聚光鏡14和CCD光電傳感器15設置在接收光光路上，CCD光電傳感 器15的模擬電信號輸出端與視頻AD轉換器16的信號輸入端連接，視頻AD轉換器16的輸出端與FPGA處理器17的輸入端連接，F(xiàn)PGA處理器17的信號輸出端與DSP微處理器18的輸入端連接、DSP微處理器18的網(wǎng)絡驅動接口與網(wǎng)絡變壓器19連接。其中測速激光光源與抓拍激光光源可使用同一光源，也可以使用不同的光源實 現(xiàn)。該近紅外激光測速裝置的具體工作過程如下測速激光驅動器對測速激光器的激光二極管進行驅動，發(fā)出近紅外激光脈沖；首 先通過測速發(fā)射光聚光鏡對測速激光器輸出的激光進行整形，整形后送入到發(fā)射光分光鏡 中分出一部分光送給接收光分光鏡，送入接收器中，將其轉換為電壓信號，經(jīng)過放大器及比 較器進行放大整形后，成為一個開門信號，送入到微處理器作為開啟計時信號，對微處理器 的機器周期信號進行計數(shù)；另一部分光通過測速發(fā)射光整形裝置進行整形，成為一個長方 形光源，以便于滿足檢測不同形狀車輛的需要。當遇到目標車輛1時，這些激光束發(fā)生散 射，由接收光路組件對反散射光進行收集，其中濾光片負責對周圍環(huán)境雜散光進行濾除，使 其能夠克服背景光源的干擾，通過濾光片的光由測速接收光聚光鏡進行匯聚、并透射過接 收光分光鏡，由接收器將光能量轉換成電壓、由于返回光通常比較微弱，所以由放大器對輸 出電壓進行放大，并由比較器對放大的電壓進行比較整形，產(chǎn)生一個關門信號，該信號驅動 微處理器結束計時。通過取得的定時時間和已知的光速值，可以得到第一個距離，當激光器 發(fā)出第二束激光光束后，經(jīng)過相同的處理過程，可以獲得第二個距離，由此可求得目標車輛 1的運行平均速度，經(jīng)過多對脈沖發(fā)射，可以獲得多個平均速度，首先分析這幾個平均速度 是否有異常，將異常值剔除，之后對其它值取平均作為車輛的速度。抓拍激光驅動器對抓拍激光器的激光二極管進行驅動，發(fā)出近紅外激光；首先通 過抓拍發(fā)射光聚光鏡對抓拍激光器輸出的激光進行匯聚，匯聚后由抓拍發(fā)射光路上的整形 裝置整形后，成為一個長方形面光源，以便于覆蓋抓拍車輛的整個視場。當遇到目標車輛1 時，這些激光束發(fā)生散射，由抓拍接收光聚光鏡對反散射光進行收集，由CCD光電傳感器將 光能量轉換成電壓、由于CCD光電傳感器輸出的為模擬電壓，所以由視頻AD轉換器轉換為 數(shù)字信號，送入FPGA處理器進行初步處理、同時FPGA處理器為C⑶光電傳感器提供驅動信 號，F(xiàn)PGA處理器將初步處理后的數(shù)字圖像信號送入DSP微處理器中進行進一步的處理，并 將處理后的圖像進行采用網(wǎng)絡協(xié)議送入到網(wǎng)絡變壓器，通過網(wǎng)絡變壓器將圖像數(shù)據(jù)送入到 交通信息管理的專網(wǎng)20中。
權利要求近紅外激光道路超速抓拍裝置，包括近紅外激光測速裝置和近紅外激光抓拍裝置，其特征在于所述的近紅外激光測速裝置包括測速激光驅動器、測速激光器、發(fā)射光路組件、接收光路組件、接收器、放大器、比較器和微處理器；測速激光驅動器與測速激光器連接，對測速激光器二極管進行驅動，發(fā)出近紅外激光脈沖；發(fā)射光路組件設置在測速激光器的發(fā)射光的光路上，發(fā)射光路組件依次包括設置在發(fā)射光光路上的測速發(fā)射光整形裝置、發(fā)射光分光鏡、測速發(fā)射光聚光鏡，其中測速發(fā)射光聚光鏡靠近測速激光器設置，發(fā)射光分光鏡的反射面朝向測速發(fā)射光聚光鏡；接收器的光電轉換器件與接收光路組件設置在同一接收光光路上；接收光路組件依次包括濾光片、測速接收光聚光鏡、接收光分光鏡，其中接收光分光鏡靠近接收器設置，接收光分光鏡的反射面朝向接收器；接收器的電信號輸出端與放大器的信號輸入端連接，放大器的信號輸出端與比較器的信號輸入端連接，比較器的信號輸出端與微處理器的定時器接口連接；所述的近紅外激光抓拍裝置包括抓拍激光驅動器、抓拍激光器、抓拍發(fā)射光聚光鏡、抓拍發(fā)射光整形裝置、抓拍接收光聚光鏡、CCD光電傳感器、視頻AD轉換器、FPGA處理器、DSP微處理器和網(wǎng)絡變壓器；抓拍激光驅動器與抓拍激光器連接，對抓拍激光器二極管進行驅動，發(fā)出近紅外激光；抓拍發(fā)射光聚光鏡和抓拍發(fā)射光整形裝置依次設置在發(fā)射光光路上，其中抓拍發(fā)射光聚光鏡靠近抓拍激光器設置；抓拍接收光聚光鏡和CCD光電傳感器設置在接收光光路上，CCD光電傳感器的模擬電信號輸出端與視頻AD轉換器的信號輸入端連接，視頻AD轉換器的輸出端與FPGA處理器的輸入端連接，F(xiàn)PGA處理器的信號輸出端與DSP微處理器的輸入端連接、DSP微處理器的網(wǎng)絡驅動接口與網(wǎng)絡變壓器連接。
專利摘要本實用新型涉及一種近紅外激光道路超速抓拍裝置?，F(xiàn)有的抓拍儀器必須使用閃光燈，影響駕駛。本實用新型包括近紅外激光測速裝置和近紅外激光抓拍裝置。近紅外激光測速裝置包括測速激光驅動器、測速激光器、發(fā)射光路組件、接收光路組件、接收器、放大器、比較器和微處理器。近紅外激光抓拍裝置包括抓拍激光驅動器、抓拍激光器、抓拍發(fā)射光聚光鏡、抓拍發(fā)射光整形裝置、抓拍接收光聚光鏡、CCD光電傳感器、視頻AD轉換器、FPGA處理器、DSP微處理器和網(wǎng)絡變壓器。本實用新型結構設計緊湊、布局合理，自動化程度高、抓拍精度高、誤檢率低，可在車輛交通管理上得到廣泛應用。
文檔編號G01P3/68GK201616184SQ20102004957
公開日2010年10月27日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權日2010年1月19日
發(fā)明者馮桂蘭, 張善華, 張海艇, 田維堅, 陳慧芳, 黃昌清 申請人:中國計量學院