LED補光燈在智能交通中的應(yīng)用

發(fā)布時間：2017-04-05

　ITS智能交通的意義

　　維護交通秩序：隨著我國經(jīng)濟的快速增長，機動車輛的數(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€時代的產(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?？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、處理事實信息來實現(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)和高清攝像機的發(fā)展日新月異，但在晚上或光線不足的時候，系統(tǒng)抓拍率還是不高，還必須采用外部光源進行輔助補光，才能拍清駕駛員的臉部圖像和車牌，并且盡可能減少補光燈帶來的光污染。

　　補光系統(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，以滿足攝像機對光線的要求。

　　智能交通領(lǐng)域為了滿足抓拍需求就設(shè)置了補光燈。

　　補光燈按其特點可分為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)攝像機補光的照明設(shè)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號，并適應(yīng)攝像機的幀率做出相應(yīng)的倍頻，按照一定的頻率閃亮給攝像機補光，應(yīng)而叫做高清攝像機LED頻閃燈。由于這類補光燈設(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：就是和相機的每幀圖像的電子快門同步，當(dāng)相機電子快門打開時，CCD同步曝光，這時LED頻閃燈也同步點亮，給CCD補光;當(dāng)相機電子快門關(guān)閉時，CCD曝光結(jié)束，這時LED頻閃燈也同步滅燈。假如相機的幀率是每秒25fps，無倍頻亮燈時，即LED頻閃燈每秒只亮25次，每次只亮4ms，即1秒種內(nèi)，LED頻閃燈亮燈時間為100毫秒，滅燈時間為900毫秒。假定一臺LED頻閃燈的峰值功率是100W，實際應(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。

　　因為每秒亮25次的頻率會很晃眼，所以LED頻閃燈通常設(shè)計為多倍于相機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，通過計算，LED頻閃燈的占空比為20%，即實際功耗為100W×20%=20W。

　　LED頻閃燈峰值功率大(100W)，實際功耗小(20)，發(fā)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頻閃燈就是人眼看上去不那么亮，相機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目一般都采用LED頻閃燈給相機補光。

　　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，電弧中會產(chǎn)生 4000K-12000K 色溫度的強勁光芒。由于燈管所散發(fā)出的光持續(xù)時間短，功率密度大，只要控制好與攝像機快門的同步措施，非常適合高速抓拍的補光場合。

　　不同補光燈的優(yōu)缺點

　　曝閃燈：

　　由于其氣體放電管本身的器件性能問題無法實現(xiàn)毫秒級別的連續(xù)閃爍，大的優(yōu)點就是瞬間光強大，能夠為攝像機的抓拍提供足夠的亮度，以保證較佳的圖像質(zhì)量;但缺點就是光線刺激性強，容易給司機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)點是發(fā)光時對司機眼睛造成刺激小，缺點是雖然也能實現(xiàn)曝閃功能，但是瞬間亮度小，弱于曝閃燈，無法為抓拍攝像機提供足夠的亮度。

　　紅外LED補光燈：

　　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 。能達到晚上隱蔽性監(jiān)控的要求。傳統(tǒng)的補光燈不僅會引起別人的注意，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。但是會產(chǎn)生紅暴。

　　常亮LED補光燈：

　　就是不用連接其它觸發(fā)信號，只要一通電就一直亮或夜間一直亮(加光控電路)的LED補光燈。功率一般只做到有幾十瓦，攝像機感應(yīng)到的光照度也不如LED頻閃燈，特別是為了拍清高速移動的車輛，電子快門調(diào)快后，CCD的曝光時間縮短，很難達到補光的要求。同時也會對司機產(chǎn)生剌眼的干擾。通俗的講，就是人眼感覺很亮，但是相機出來的圖像并不亮。

　　正白LED補光燈的弊端：

　　1、冷白光線色溫高，燈光偏藍，相對比較刺眼，人眼看到極強的冷白光線時;會短時間內(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)行人眼睛看到極強的冷白光線時，身體會產(chǎn)生極大的不適。

　　暖色溫LED補光燈的優(yōu)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(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，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)

　　收費站系統(tǒng)

　　道路監(jiān)控視頻補光