專利名稱：一種測(cè)速儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)速儀，尤其涉及一種結(jié)合圖像分析進(jìn)行測(cè)速的測(cè)速儀。
背景技術(shù)：
目前，用于交通測(cè)速的儀器主要是微波、激光測(cè)速，微波測(cè)速的缺點(diǎn)是可以被反偵測(cè)，而單純的激光測(cè)速的準(zhǔn)確度與被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)方向相關(guān)，如果激光光束的方向與被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上，則測(cè)量誤差很大，甚至完全失效。另外，隨著科技的發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)出利用圖像傳感器抓拍物體的影像，并利用圖像分析計(jì)算物體的運(yùn)行矢量的技術(shù)手段，該技術(shù)手段在李強(qiáng)的名稱為“基于序列圖像的機(jī)載測(cè)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析”的碩士論文(國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士論文集，發(fā)表時(shí)間為2008年)中已公開，具體為:假設(shè)被測(cè)物體在起始時(shí)刻沿著一條直線勻速前進(jìn)，在此狀態(tài)下，由圖像傳感器記錄下來物體在起始時(shí)刻的影像，之后，圖像傳感器不移動(dòng)，并連續(xù)記錄之后的幾幀畫面，像素分析單元對(duì)起始時(shí)刻獲得的影像及之后記錄的幾幀畫面針對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行像素大小及在橫坐標(biāo)及縱坐標(biāo)方向上的變化，獲得被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)矢量(包括被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)方向及被測(cè)物體在計(jì)量時(shí)間內(nèi)的基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)距離)和被測(cè)物體在起始時(shí)刻距離圖像傳感器(即測(cè)速點(diǎn))的基準(zhǔn)距離；這樣，速度計(jì)算單元根據(jù)已知的被測(cè)物體在起始時(shí)刻距離測(cè)速點(diǎn)的實(shí)際距離(以下被稱為初始實(shí)際距離)即可獲得分析值與實(shí)際值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系(或者稱比例關(guān)系)，進(jìn)而獲得被測(cè)物體在計(jì)量時(shí)間內(nèi)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離，并最終轉(zhuǎn)換為被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度，在應(yīng)用中，初始實(shí)際距離是已知量，這樣，就限制了利用圖像傳感器抓拍物體的影像，并利用像素分析獲得被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度的應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新 型的目的在于解決現(xiàn)有激光測(cè)速存在的測(cè)量準(zhǔn)確度受被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)方向影響的缺陷，提供一種結(jié)合使用像素分析與激光測(cè)速的測(cè)速儀。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種測(cè)速儀，包括控制單元、受控于控制單元的激光發(fā)射器、受控于控制單元的圖像傳感器、啟動(dòng)鍵、激光接收器、像素分析單元、初始距離計(jì)算單元、速度計(jì)算單元和顯示器；所述啟動(dòng)鍵的啟動(dòng)信號(hào)輸出端與控制單元的測(cè)速開始信號(hào)輸入端口電連接，所述激光接收器的信號(hào)輸出端與控制單元的初始測(cè)距結(jié)束信號(hào)輸入端口電連接；所述控制單元的激光往返時(shí)間輸出端口與初始距離計(jì)算單元的時(shí)間信號(hào)輸入端電連接，初始距離計(jì)算單元的初始實(shí)際距離輸出端與速度計(jì)算單元的初始實(shí)際距離輸入端電連接；所述圖像傳感器的影像輸出端與像素分析單元的影像數(shù)據(jù)輸入端電連接，所述控制單元的抓拍時(shí)間輸出端口與速度計(jì)算單元的運(yùn)動(dòng)時(shí)間輸入端電連接，所述像素分析單元的分析結(jié)果輸出端與速度計(jì)算單元的分析結(jié)果輸入端電連接；所述速度計(jì)算單元的測(cè)速結(jié)果輸出端與顯示器的顯示數(shù)據(jù)輸入端電連接。本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型的測(cè)速儀結(jié)合使用激光測(cè)距技術(shù)和圖像分析技術(shù)，一方面通過激光測(cè)距技術(shù)獲得初始實(shí)際距離(即通過激光測(cè)距進(jìn)行定標(biāo))，另一方面根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)通過像素分析獲得被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)矢量，這樣，速度計(jì)算單元即可通過被測(cè)物體的初始實(shí)際距離、運(yùn)動(dòng)矢量和基準(zhǔn)距離獲得被測(cè)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離，進(jìn)而計(jì)算出被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度。因此，本實(shí)用新型的測(cè)速儀具有測(cè)量精確度不受被測(cè)物體運(yùn)動(dòng)方向影響的優(yōu)點(diǎn)；另外，本實(shí)用新型的測(cè)速儀采用激光測(cè)距，激光測(cè)距利用雪崩管接收，采用LED激光發(fā)射管，可以輕易實(shí)現(xiàn)便攜式測(cè)距，測(cè)量距離可以達(dá)到IKm以上，如果增強(qiáng)發(fā)射功率，還可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的測(cè)量距離，而且激光測(cè)距采用脈沖方式測(cè)距，在5Km范圍內(nèi)精度可以達(dá)到Im以內(nèi)，并且可以在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)測(cè)出物體的距離。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的測(cè)速儀的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)的方框原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的測(cè)速儀包括控制單元11、受控于控制單元11的激光發(fā)射器12、受控于控制單元11的圖像傳感器23、啟動(dòng)鍵16、激光接收器13、像素分析單元21、初始距離計(jì)算單元15、速度計(jì)算單元25和顯示器3。當(dāng)操作人員按動(dòng)啟動(dòng)鍵16后,啟動(dòng)鍵16通過其啟動(dòng)信號(hào)輸出端將啟動(dòng)測(cè)速信號(hào)輸入至控制單元11的測(cè)速開始信號(hào)輸入端口，控制單元11在接收到啟動(dòng)測(cè)速指示后控制激光發(fā)射器12發(fā)出激光信號(hào)進(jìn)行定標(biāo)，并開始計(jì)時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)圖像傳感器23開始抓拍被測(cè)物體的影像。在激光接收器13接收到返回的激光信號(hào)后，其信號(hào)輸出端向控制單元11的初始測(cè)距結(jié)束信號(hào)輸入端口發(fā)出表征測(cè)距結(jié)束的信號(hào)，此時(shí)控制單元11將激光信號(hào)往返的時(shí)間(或者稱測(cè)距所需的時(shí)間)通過其激光往返時(shí)間輸出端口輸入至初始距離計(jì)算單元21的時(shí)間信號(hào)輸入端，初始距離計(jì)算單元21便可根據(jù)激光信號(hào)往返的時(shí)間及激光在空氣中的傳播速度計(jì)算得到初始實(shí)際距離，初始距離計(jì)算單元21將計(jì)算得到的初始實(shí)際距離通過其初始實(shí)際距離輸出端輸入至速度計(jì)算單元25的初始實(shí)際距離輸入端。另一方面，圖像傳感器23將抓拍到的影像通過其影像輸出端輸入至像素分析單元21的影像數(shù)據(jù)輸入 端，供像素分析單元處理，像素分析單元將分析得到的運(yùn)動(dòng)矢量和基準(zhǔn)距離通過分析結(jié)果輸出端輸入至速度計(jì)算單元25的分析結(jié)果輸入端，而控制單元通過其抓拍時(shí)間輸出端口將被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間輸入至速度計(jì)算單元25的運(yùn)動(dòng)時(shí)間輸入端，這樣，速度計(jì)算單元25便可根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量、基準(zhǔn)距離、初始實(shí)際距離和運(yùn)動(dòng)時(shí)間獲得被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度，并可通過顯示器3進(jìn)行顯示。本實(shí)用新型的測(cè)速儀可以采用905nm波段的激光發(fā)射器12，人眼不可見，并且由于測(cè)速激光被約束在一個(gè)非常小的面積，被感知和反偵測(cè)的可能性非常小。以上所述僅為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，但凡在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)所做的等效變化及修飾，皆應(yīng)認(rèn)為落入了本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種測(cè)速儀，其特征在于:包括控制單元、受控于控制單元的激光發(fā)射器、受控于控制單元的圖像傳感器、啟動(dòng)鍵、激光接收器、像素分析單元、初始距離計(jì)算單元、速度計(jì)算單元和顯示器；所述啟動(dòng)鍵的啟動(dòng)信號(hào)輸出端與控制單元的測(cè)速開始信號(hào)輸入端口電連接，所述激光接收器的信號(hào)輸出端與控制單元的初始測(cè)距結(jié)束信號(hào)輸入端口電連接；所述控制單元的激光往返時(shí)間輸出端口與初始距離計(jì)算單元的時(shí)間信號(hào)輸入端電連接，初始距離計(jì)算單元的初始實(shí)際距離輸出端與速度計(jì)算單元的初始實(shí)際距離輸入端電連接；所述圖像傳感器的影像輸出端與像素分析單元的影像數(shù)據(jù)輸入端電連接，所述控制單元的抓拍時(shí)間輸出端口與速度計(jì)算單元的運(yùn)動(dòng)時(shí)間輸入端電連接，所述像素分析單元的分析結(jié)果輸出端與速度計(jì)算單元的分析結(jié)果輸入端電連接；所述速度計(jì)算單元的測(cè)速結(jié)果輸出端與顯示器的顯示數(shù)據(jù)輸入端電 連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種測(cè)速儀，包括受控于控制單元的激光發(fā)射器和圖像傳感器，控制單元在接收到經(jīng)啟動(dòng)鍵輸入的啟動(dòng)測(cè)速信號(hào)后控制激光發(fā)射器發(fā)出激光信號(hào)，并在激光接收器接收的返回的激光信號(hào)后結(jié)束計(jì)時(shí)，以通過初始距離計(jì)算單元計(jì)算得到初始實(shí)際距離，得到的初始實(shí)際距離輸入至速度計(jì)算單元中結(jié)合像素分析單元獲得的被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)矢量和基準(zhǔn)距離，及控制單元提供的測(cè)速時(shí)間計(jì)算得到被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度。本實(shí)用新型的測(cè)速儀結(jié)合使用激光測(cè)距技術(shù)和圖像分析技術(shù)，根據(jù)三角函數(shù)計(jì)算出被測(cè)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)距離，進(jìn)而獲取被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)速度，具有測(cè)量精度高且測(cè)量結(jié)果不受被測(cè)物體運(yùn)動(dòng)方向影響的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01P3/68GK203133102SQ201320022619
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者夏登海 申請(qǐng)人:廣州市晶華光學(xué)電子有限公司