LED補光燈在智能交通中的應用

發布時間：2017-04-05

　 LED補光燈在智能交通中的應用

　ITS智能交通的意義

　　維護交通秩序：随着我國經濟的快速增長，機動車輛的數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)象嚴重。“智能交通”是(shì)一個時代的産物，它的數字化、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。可在一定程度解決交通的擁堵現(xiàn)象。

　　數據采集：智能交通還有交通信息數據的采集和引導作用：收集路網信息、處理事實信息來實現(xiàn)交通信息的采集和誘導，可方便與車載導航等，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的作用體現(xiàn)在爲出行者交通提供輔助交通路徑，爲管理者提供數據積累和決策支持。

　　智能交通補光系統

　　卡口電警所應用的環境惡劣，室外光環境複雜(zá)，系統要求滿足全天候抓拍圖像的質量要求。雖然目前 CCD 技術和高清攝像機的發展日新月異，但(dàn)在晚上或光線(xiàn)不足的時候，系統抓拍率還是(shì)不高，還必須采用外部光源進行輔助補光，才能拍清駕駛員(yuán)的臉部圖像和車牌，并且盡可能減少補光燈帶來的光污染。

　　補光系統的作用

　　卡口電警在夜間要求必須拍攝清楚車牌，所以此時照片的清晰度是(shì)很重要的，在夜晚光線(xiàn)較差的情況下，環境光在車輛上漫反射到攝像機的光線(xiàn)是(shì)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，以滿足攝像機對光線(xiàn)的要求。

　　智能交通領域爲了滿足抓拍需求就設置了補光燈。

　　補光燈按其特點可分爲LED頻(pín)閃燈、 LED 常亮燈、LED紅外燈、氣體爆閃燈。

　　LED頻(pín)閃燈：一般是(shì)指給高清網絡攝像機補光的照明設備。因其能與攝像機每幀圖像的電子快門同步，授控于攝像機的幀同步信号，并适應攝像機的幀率做出相(xiàng)應的倍頻(pín)，按照一定的頻(pín)率閃亮給攝像機補光，應而叫做高清攝像機LED頻(pín)閃燈。由于這類補光燈設備通常應用于智能交通監控領域，所以也被稱做智能交通LED頻(pín)閃燈。發光頻(pín)率一般爲 50-60HZ。主要應用于拍攝視頻(pín)、圖像抓拍及虛拟絆線(xiàn)場合。

　　LED頻(pín)閃燈工作原理

　　LED頻(pín)閃燈的原理：就是(shì)和相(xiàng)機的每幀圖像的電子快門同步，當相(xiàng)機電子快門打開時，CCD同步曝光，這時LED頻(pín)閃燈也同步點亮，給CCD補光;當相(xiàng)機電子快門關閉時，CCD曝光結束，這時LED頻(pín)閃燈也同步滅燈。假如相(xiàng)機的幀率是(shì)每秒25fps，無倍頻(pín)亮燈時，即LED頻(pín)閃燈每秒隻亮25次，每次隻亮4ms，即1秒種内，LED頻(pín)閃燈亮燈時間爲100毫秒，滅燈時間爲900毫秒。假定一台LED頻(pín)閃燈的峰值功率是(shì)100W，實際應用上，LED頻(pín)閃燈的功耗是(shì)25次×4毫秒=100毫秒=0.1秒×100W=10W，即占空比爲10%，即LED頻(pín)閃燈的平均功耗爲10W。

　　因爲每秒亮25次的頻(pín)率會很晃眼，所以LED頻(pín)閃燈通常設計爲多倍于相(xiàng)機幀率的倍頻(pín)方式亮燈，如果是(shì)倍兩倍頻(pín)亮燈，那麽LED頻(pín)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(pín)亮燈，通過計算，LED頻(pín)閃燈的占空比爲20%，即實際功耗爲100W×20%=20W。

　　LED頻(pín)閃燈峰值功率大(100W)，實際功耗小(20)，發熱量也小，在滿足補光要求的同時，也減小了光污染問題。簡單的說，LED頻(pín)閃燈就是(shì)人眼看上去(qù)不那麽亮，相(xiàng)機的圖像卻可以得到很高亮度的圖像。所以基于視頻(pín)檢測手段的電子警察和卡口項目一般都采用LED頻(pín)閃燈給相(xiàng)機補光。

　　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。所使用的燈芯爲氙氣燈(HID)，氙氣燈(英文簡稱 HID Intensity Discharge Lamp)是(shì)将氙氣填充到石英燈管内，取代傳統的燈絲，發光原理是(shì)通過用23000V 高壓電流刺激惰性氣體氙氣發光。在兩極間形成白色的電弧，電弧中會産生 4000K-12000K 色溫度的強勁光芒。由于燈管所散發出的光持續時間短，功率密度大，隻要控制好與攝像機快門的同步措施，非常适合高速抓拍的補光場合。

　　不同補光燈的優缺點

　　曝閃燈：

　　由于其氣體放(fàng)電管本身的器件性能問題無法實現(xiàn)毫秒級别的連續閃爍，大的優點就是(shì)瞬間光強大，能夠爲攝像機的抓拍提供足夠的亮度，以保證較佳的圖像質量;但(dàn)缺點就是(shì)光線(xiàn)刺激性強，容易給司機及附近的居民帶來不适。曝閃燈主要用于抓拍。

　　頻(pín)閃 LED 燈：

　　屬于半導體發光器件，相(xiàng)對于曝閃燈優點是(shì)發光時對司機眼睛造成刺激小，缺點是(shì)雖然也能實現(xiàn)曝閃功能，但(dàn)是(shì)瞬間亮度小，弱于曝閃燈，無法爲抓拍攝像機提供足夠的亮度。

　　紅外LED補光燈：

　　普通可見(jiàn)光的波長範圍是(shì)380nm~780nm，紅外光是(shì)一種不可見(jiàn)光，其波長範圍大于780nm 。能達到晚上隐蔽性監控的要求。傳統的補光燈不僅會引起别人的注意，而且易造成光源污染，影響周邊居民，在道路監控時易使駕駛員(yuán)及行人産生眩目的感覺，而紅外光源則能很好的解決這些問題。但(dàn)是(shì)會産生紅暴。

　　常亮LED補光燈：

　　就是(shì)不用連接其它觸發信号，隻要一通電就一直亮或夜間一直亮(加光控電路)的LED補光燈。功率一般隻做到有幾十瓦，攝像機感應到的光照度也不如LED頻(pín)閃燈，特别是(shì)爲了拍清高速移動的車輛，電子快門調快後，CCD的曝光時間縮短，很難達到補光的要求。同時也會對司機産生剌眼的幹擾。通俗的講，就是(shì)人眼感覺很亮，但(dàn)是(shì)相(xiàng)機出來的圖像并不亮。

　　正白LED補光燈的弊端：

　　1、冷白光線(xiàn)色溫高，燈光偏藍，相(xiàng)對比較刺眼，人眼看到極強的冷白光線(xiàn)時;會短時間内看不到前方道路，存在一定的安全隐患。

　　2、光污染嚴重，對居民的生活出行造成極大的困擾。當行人眼睛看到極強的冷白光線(xiàn)時，身體會産生極大的不适。

　　暖色溫LED補光燈的優點：

　　1、暖白光色溫低，燈光偏黃，對人眼刺激小。補光效果接近常規路燈，光線(xiàn)柔和，減少周邊環境的光污染。

　　2、對駕駛員(yuán)幹擾小，能保障駕駛行車安全。當駕駛員(yuán)看到黃色光線(xiàn)時，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。

　　應用領域：

　　電子警察系統

　　卡口系統

　　收費(fèi)站系統

　　道路監控視頻(pín)補光