基于二維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡缆繁O(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及道路安全、圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于二維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡缆繁O(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]道路監(jiān)控系統(tǒng)是路網(wǎng)信息化、智能化的有力保障?？梢詫?shí)現(xiàn)第一時(shí)間對(duì)交通違章、交通事故、交通堵塞以及其他突發(fā)事件做出判斷，進(jìn)而調(diào)整控制參數(shù)，制定調(diào)度策略。而實(shí)現(xiàn)上述功能的兩個(gè)必要條件是:清晰成像和實(shí)時(shí)成像。
[0003]現(xiàn)階段，道路監(jiān)控系統(tǒng)多采用將監(jiān)控?cái)z像頭安裝于懸臂梁的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝和維護(hù)成本低，但缺點(diǎn)在于，受振動(dòng)和氣流的影響，攝像頭會(huì)發(fā)生隨機(jī)搖擺，造成圖像模糊，使得道路監(jiān)控系統(tǒng)不滿足清晰成像條件，不利于路網(wǎng)的信息化和智能化。
[0004]針對(duì)上述問題，本課題組申請(qǐng)了一項(xiàng)發(fā)明專利《用于補(bǔ)償懸臂梁搖擺的道路監(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置與方法》，該發(fā)明通過設(shè)置轉(zhuǎn)軸，第一平動(dòng)軸，以及第二平動(dòng)軸三個(gè)關(guān)鍵器件，結(jié)合三角函數(shù)原理，對(duì)監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行三維調(diào)整，確保監(jiān)控?cái)z像頭對(duì)輔助目標(biāo)相對(duì)位置不變，進(jìn)而補(bǔ)償振動(dòng)和氣流造成的懸臂梁搖擺，減少道路監(jiān)控?cái)z像頭位置和角度的變化，有效抑制圖像模糊，實(shí)現(xiàn)清晰成像，對(duì)實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)信息化和智能化起到促進(jìn)作用。
[0005]然而，在該發(fā)明還存在以下幾個(gè)問題:
[0006]該裝置與方法需要對(duì)道路監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行三維主動(dòng)調(diào)整，并且對(duì)應(yīng)三個(gè)步驟，對(duì)懸臂梁搖擺的補(bǔ)償延時(shí)較長(zhǎng)，在懸臂梁高頻擺動(dòng)的情況下，監(jiān)控?cái)z像頭清晰成像的效果不是特別理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述問題，本發(fā)明公開了一種基于二維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡缆繁O(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置與方法，該裝置與方法只需要對(duì)道路監(jiān)控?cái)z像頭進(jìn)行二維主動(dòng)調(diào)整，并且只需要兩個(gè)步驟，就能補(bǔ)償懸臂梁搖擺，尤其在懸臂梁高頻擺動(dòng)的情況下，本發(fā)明抑制圖像模糊，實(shí)現(xiàn)清晰成像的效果更加顯著。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0009]基于二維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡缆繁O(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置，包括攝像頭二維調(diào)整模塊和輔助目標(biāo)模塊；
[0010]所述攝像頭二維調(diào)整模塊包括水平導(dǎo)軌和豎直導(dǎo)軌，監(jiān)控?cái)z像頭能夠沿水平導(dǎo)軌水平運(yùn)動(dòng)，沿豎直導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)；監(jiān)控?cái)z像頭底部通過轉(zhuǎn)軸連接懸臂梁的水平支撐端；
[0011]所述的轉(zhuǎn)軸為孔軸配合結(jié)構(gòu)，軸能在孔中自由擺動(dòng)；監(jiān)控?cái)z像頭底部連接孔軸配合結(jié)構(gòu)中的軸結(jié)構(gòu)，軸結(jié)構(gòu)底部連接重心調(diào)整塊，懸臂梁的水平支撐端連接在孔軸配合結(jié)構(gòu)中的孔結(jié)構(gòu)兩端；
[0012]所述攝像頭二維調(diào)整模塊還包括對(duì)準(zhǔn)輔助目標(biāo)模塊的輔助攝像頭；
[0013]所述輔助目標(biāo)模塊包括豎直設(shè)置的安裝板，上下設(shè)置在安裝板上的第一輔助目標(biāo)和第二輔助目標(biāo)；所述第一輔助目標(biāo)和第二輔助目標(biāo)在輔助攝像頭的視場(chǎng)內(nèi)；第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角為α，第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角為β。
[0014]上述基于二維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡缆繁O(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置，所述的第一輔助目標(biāo)和第二輔助目標(biāo)均為紅外波段LED，輔助攝像頭為紅外波段CCD。
[0015]上述基于二維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡缆繁O(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置，所述的第一輔助目標(biāo)和第二輔助目標(biāo)均向輔助攝像頭輻射r射線，輔助攝像頭為r射線接收器。
[0016]一種在上述基于二維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡缆繁O(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置上實(shí)現(xiàn)的基于二維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡缆繁O(jiān)控?cái)z像頭防抖方法，包括以下步驟:
[0017]步驟a、如果:
[0018]情況一、第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角小于α，監(jiān)控?cái)z像頭沿水平導(dǎo)軌向外運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭沿豎直導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭同時(shí)沿水平導(dǎo)軌向外運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭交替沿水平導(dǎo)軌向外運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，直到第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于α，進(jìn)入步驟b ;
[0019]情況二、第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角大于α，監(jiān)控?cái)z像頭沿水平導(dǎo)軌向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭沿豎直導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭同時(shí)沿水平導(dǎo)軌向內(nèi)運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭交替沿水平導(dǎo)軌向內(nèi)運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，直到第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于α，進(jìn)入步驟b ;
[0020]情況三、第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于α，直接進(jìn)入步驟b ；
[0021]步驟b、如果:
[0022]情況一、第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角小于β，監(jiān)控?cái)z像頭同時(shí)沿水平導(dǎo)軌向外運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，且水平導(dǎo)軌與豎直導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)速度之比為tana，直到第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于β ;
[0023]情況二、第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角大于β，監(jiān)控?cái)z像頭同時(shí)沿水平導(dǎo)軌向內(nèi)運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，且水平導(dǎo)軌與豎直導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)速度之比為tana，直到第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于β ;
[0024]情況三、第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于β，結(jié)束。
[0025]一種在上述基于二維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡缆繁O(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置上實(shí)現(xiàn)的基于二維運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)牡缆繁O(jiān)控?cái)z像頭防抖方法，包括以下步驟:
[0026]步驟a、如果:
[0027]情況一、第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角小于β，監(jiān)控?cái)z像頭沿水平導(dǎo)軌向外運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭沿豎直導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭同時(shí)沿水平導(dǎo)軌向外運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭交替沿水平導(dǎo)軌向外運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，直到第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于β，進(jìn)入步驟b ;
[0028]情況二、第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角大于β，監(jiān)控?cái)z像頭沿水平導(dǎo)軌向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭沿豎直導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭同時(shí)沿水平導(dǎo)軌向內(nèi)運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，或監(jiān)控?cái)z像頭交替沿水平導(dǎo)軌向內(nèi)運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，直到第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于β，進(jìn)入步驟b;
[0029]情況三、第二輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于β，直接進(jìn)入步驟b ；
[0030]步驟b、如果:
[0031]情況一、第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角小于α，監(jiān)控?cái)z像頭同時(shí)沿水平導(dǎo)軌向內(nèi)運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)，且水平導(dǎo)軌與豎直導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)速度之比為tan β，直到第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于α ;
[0032]情況二、第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角大于α，監(jiān)控?cái)z像頭同時(shí)沿水平導(dǎo)軌向外運(yùn)動(dòng)、沿豎直導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，且水平導(dǎo)軌與豎直導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)速度之比為tan β，直到第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于α ;
[0033]情況三、第一輔助目標(biāo)和輔助攝像頭的連線與豎直方向的夾角等于α，結(jié)束。
[0034]有益效果:
[0035]第一、同本課題組申請(qǐng)的發(fā)明專利《用于補(bǔ)償懸臂梁搖擺的道路監(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置與方法》相比，本發(fā)明同樣可以補(bǔ)償懸臂梁搖擺，減少道路監(jiān)控?cái)z像頭位置和角度的變化，有效抑制圖像模糊，實(shí)現(xiàn)清晰成像，對(duì)實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)信息化和智能化起到促進(jìn)作用。
[0036]第二、同本課題組申請(qǐng)的發(fā)明專利《用于補(bǔ)償懸臂梁搖擺的道路監(jiān)控?cái)z像頭防抖裝置與方法》相比，由于本發(fā)明保留了將第一輔助目標(biāo)和第二輔助目標(biāo)設(shè)置在豎直設(shè)置的安裝板上的結(jié)構(gòu)，因此同樣可以確保第一輔助目標(biāo)和第二輔助目標(biāo)相對(duì)地面位置不變，提高