CN111770611B - 一种基于多组合智能交通卡口补光灯的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多组合智能交通卡口补光灯的控制方法，所述补光灯包括通过微处理器进行控制的白天补光灯组、夜晚补光灯组及频闪补光灯组，所述控制方法包括如下步骤，对抓拍地段的环境光强度进行感应；当所述环境光强度高于设定阈值时，所述补光灯按白天模式工作，当环境光强度低于设定阈值时，所述补光灯按夜晚模式工作。本发明通过微处理器对抓拍地段的光线强弱判断为白天或者夜晚，根据白天和夜晚不同的补光需求，对不同的补光灯组进行组合，解决白天因环境光差异大，导致补光不足或补光过强而过爆的矛盾；同时在夜晚时通过获取车辆达到信号，驱动补光灯组的工作方式，解决了夜晚强补光及频闪补光灯组常亮造成资源浪费。

Description

一种基于多组合智能交通卡口补光灯的控制方法

技术领域

本发明属于交通补光灯技术领域，具体涉及一种基于多组合智能交通卡口补光灯的控制方法。

背景技术

在智能交通领域的卡口应用中，多采用LED频闪灯与气体闪光灯组合的补光方式，为了获得清晰的视频图像，采用LED频闪灯进行补光；为了抓拍驾乘人员面部信息，采用气体闪光灯爆闪补光。

以上的补光方式存在以下问题：气体闪光灯爆闪补光不论白天、夜间均以相同的亮度进行抓拍补光，用同一光强补光，难以兼顾到夜晚和白天及不同环境光下的抓拍效果，极易造成补光不足或补光过强而过爆。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于多组合智能交通卡口补光灯的控制方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于多组合智能交通卡口补光灯的控制方法，所述补光灯包括通过微处理器进行控制的白天补光灯组、夜晚补光灯组及频闪补光灯组，所述控制方法包括如下步骤，

(1)对抓拍地段的环境光强度进行感应；

(2)当所述环境光强度高于设定阈值时，所述补光灯按白天模式工作，执行步骤(3)；当环境光强度低于设定阈值时，所述补光灯按夜晚模式工作，执行步骤(4)；

(3)白天模式下，所述微处理器接收到相机抓拍信号后，控制白天补光灯组、夜晚补光灯组及频闪补光灯组同时亮起进行补光；

(4)夜晚模式下，所述微处理器先接收到车辆到达信号后，控制频闪补光灯组进行照明，当微处理器后接收到相机抓拍信号，再控制频闪补光灯组和夜晚补光灯组同时亮起进行补光。

进一步地，步骤(3)中，在白天模式下，所述微处理器接收到相机抓拍信号后，输出一路信号控制白天补光灯组亮起补光，此路信号的输出值与环境光强度呈正比。

进一步地，步骤(2)中，所述设定阈值包括上限阈值和下限阈值，所述环境光强度高于上限阈值时，执行白天模式，所述环境光强度低于下限阈值时，执行夜晚模式；当环境光强度处于上限阈值与下限阈值之间时，所述微处理器维持上一次感应环境光强度所判断的执行模式。

进一步地，所述微处理器上安装有补光调整电位器，所述补光调整电位器旋转到最大位置、最小位置及中间位置的输出值分别为5V、0V、及2.5V；

步骤(4)中的夜晚模式中所述补光调整电位器处于中间位置、且所述频闪补光灯组和夜晚补光灯组在高亮下进行补光；

在夜晚模式下，当补光调整电位器的输出值调整为大于2.5V且不大于5V时，微处理器控制白天补光灯组配合频闪补光灯组和夜晚补光灯组进行补光；

在夜晚模式下，当补光调整电位器的输出值调整为小于2.5V且不小于0V时，微处理器根据输出值控制夜晚补光灯组的补光亮度。

进一步地，当补光调整电位器的输出值调整为大于2.5V且不大于5V时，白天补光灯组的补光强度与所述补光调整电位器的输出值呈正比。

进一步地，步骤(4)中夜晚模式的具体补光步骤为：

所述微处理器接收到车辆到达信号，控制频闪补光灯组的驱动电流由小到大，频闪补光灯组由低亮向中亮逐渐过渡，当车辆通过时，不输出驱动电流，频闪补光灯组回到熄灭状态；

所述微处理器接收到相机抓拍信号，控制夜晚补光灯组和驱动频闪补光灯组同时在高亮下进行补光。

进一步地，在白天模式下可使补光灯进入掉电模式，所述微处理器的外部中断口连接到相机抓拍信号，抓拍信号唤醒补光灯执行抓拍。

有益效果：

本发明通过一个补光灯取代常规技术中LED频闪灯和气体闪光灯，且通过一个补光灯实现LED频闪灯和气体闪光灯的照明和补光效果，由此减少设备成本；

本发明通过微处理器对抓拍地段的光线强弱判断为白天或者夜晚，根据白天和夜晚不同的补光需求，对不同的补光灯组进行组合，解决白天因环境光差异大，导致补光不足或补光过强而过爆的矛盾；

同时在夜晚时通过获取车辆达到信号，驱动补光灯组的工作方式，解决了夜晚强补光及频闪补光灯组常亮造成资源浪费；在频闪补光灯组较强的补光背景下，再通过夜晚补光灯组进行抓拍，避免因瞬间爆闪对驾乘人员造成强烈的炫光干扰和视觉眩晕；

采用频闪充电电路，在频闪补光灯组的不工作时，由频闪充电电路完成充电，频闪补光灯组采用电容放电驱动，避免在渐变中，电源电压降压在控制的场效应管上，增加能耗，由此通过电容充放电真正实现频闪补光灯组的节能。

附图说明

图1为本发明中补光灯系统组成框图；

图2为本发明中补光灯的LED灯分组图；

图3为本发明中抓拍驱动电路原理图；

图4为发明中补光灯的频闪补光灯组工作过程。

具体实施方式

在本发明的描述中，除非另有说明，术语“上”“下”“左”“右”“前”“后”等指示的方位或位置关系仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或结构必须具有特定的方位，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，在本发明中所述补光灯包括白天补光灯组、夜晚补光灯组及频闪补光灯组，所述白天补光灯组、夜晚补光灯组及频闪补光灯组的开与关及亮度是通过微处理器进行控制。

本发明一种基于多组合智能交通卡口补光灯的控制方法包括如下步骤，

(1)对抓拍地段的环境光强度进行感应，环境光的检测信号经信号调理电路接入微处理器的模数转换口，向微处理器的ADC2口提供当前环境光的强度，并经微处理器数模转换。

(2)采用斯密特算法，当计算的所述环境光强度高于设定阈值时，所述补光灯按白天模式工作，执行下述步骤(3)；当计算的环境光强度低于设定阈值时，所述补光灯按夜晚模式工作，执行步骤(4)。

同时所述设定阈值包括上限阈值和下限阈值，所述环境光强度高于上限阈值时，执行白天模式，所述环境光强度低于下限阈值时，执行夜晚模式；当环境光强度处于上限阈值与下限阈值之间时，所述微处理器维持上一次感应环境光强度所判断的执行模式，如此不会因环境光的强度的波动，导致工作模式的不断转换。

(3)白天模式下，所述微处理器接收到相机抓拍信号后，控制白天补光灯组、夜晚补光灯组及频闪补光灯组同时亮起进行补光；

在白天模式下，为了减少能耗，延长使用寿命，微处理器和外围电路自动转为掉电模式，微处理器除中断功能工作外，其余功能停止运行，微处理器的外部中断口与相机抓拍信号连接，在掉电模式下整个补光灯在极低的功耗下运行；当无车辆达到时，抓拍相机采用高电平输出，抓拍车辆后抓拍相机采用低电平输出，此时的负跳变信号输出至微处理器的外部中断口，微处理器被该信号唤醒并执行白天模式。

同时，在白天模式下，在内部定时器上定时，每隔一段时间唤醒一次，如每隔1min读取环境光的强度信号，若还是高于上限阈值则继续转入掉电模式，如低于下限阈值转入夜晚模式。

下面结合图1、图2及图4对白天模式的原理进行说明：

当微处理器接收到相机抓拍信号后，微处理器通过I/O口送出如下信号：

频闪补光灯组：微处理器输出两路开关量信号，一路输出至频闪充电电路的Q1开关管，一路送输出至频闪驱动电路的Q2开关管，两路开关量使Q1和Q2由截止状态转为导通状态，使频闪补光灯组在高亮度下进行补光；频闪补光灯组的补光时间由输出两路开关量信号的持续时间决定；

夜晚补光灯组：微处理器经DAC1口输出一路模拟量信号VOb，输出至抓拍驱动电路B的运算放大器IC2的正向输入端，经放大后驱动Q3开关管，所述抓拍驱动电路B驱动夜晚补光灯组的工作电流与驱动信号VOb成正比，微处理器经DAC1口输出的VOb，使夜晚补光灯组工作在高亮下补光；夜晚补光灯组的工作电流经采样电阻Rs获得反馈电压Vib，输出至微处理器的ADC1口，微处理器对此进行比较，调整VOb的输出，稳定夜晚补光灯组工作电流；夜晚补光灯组的补光时间由信号VOb的持续时间决定，当VOb输出为0V时，补光结束。

白天补光灯组：微处理器经DAC0口输出一路模拟量信号VOa，输出至抓拍驱动电路A的运算放大器IC2的正向输入端，经放大后驱动Q4开关管，由抓拍驱动电路A驱动白天补光灯组的工作电流与驱动信号VOa成正比；白天补光灯组的工作电流经采样电阻Rs获得反馈电压Via，输出至微处理器的ADC0口，微处理器经实时比较，调整VOa的输出，稳定白天补光灯组的工作电流；信号VOa的输出值与环境光强度成正比，环境光强度越强VOa输出值越大，白天补光灯组的工作电流越大，补光越强，反之，环境光强度越弱VOa输出值越小，白天补光灯组的工作电流越小，补光越弱，以此实现与当前的环境光相匹配的最佳的抓拍补光强度；白天补光灯组的补光时间由输出的信号VOa持续时间决定；当VOa输出为0V时，补光结束。

由此，处于白天的环境光强度下，在所述微处理器接收到相机抓拍信号后，控制白天补光灯组、夜晚补光灯组及频闪补光灯组同时亮起进行补光，此时抓拍相机同步对车辆进行图片抓拍。

(4)夜晚模式下，所述微处理器先接收到车辆到达信号后，控制频闪补光灯组进行照明，而后当微处理器再接收到相机抓拍信号时，再控制频闪补光灯组和夜晚补光灯组同时亮起进行补光。

步骤(4)中夜晚模式的具体补光步骤为：

所述微处理器接收到车辆到达信号，控制频闪补光灯组的驱动电流由小到大，频闪补光灯组由低亮向中亮逐渐过渡，当车辆通过时，不输出驱动电流，频闪补光灯组回到熄灭状态；

而后当所述微处理器接收到相机抓拍信号，控制夜晚补光灯组和频闪补光灯组同时在高亮下进行补光，下面对夜晚模式中夜晚补光灯组和频闪补光灯的补光原理进行说明，当微处理器接收到相机抓拍信号后，微处理器通过I/O口送出如下信号：

频闪补光灯组：微处理器输出两路开关量信号，一路输出至频闪充电电路的Q1开关管，一路送输出至频闪驱动电路的Q2开关管，两路开关量使Q1和Q2由截止状态转为导通状态，使频闪补光灯组在高亮度下进行补光；频闪补光灯组的补光时间由输出两路开关量信号的持续时间决定。

夜晚补光灯组：微处理器经DAC1口输出一路模拟量信号VOb，输出至抓拍驱动电路B的运算放大器IC2的正向输入端，经放大后驱动Q3开关管，由该电路的夜晚补光灯组的工作电流与驱动信号VOb成正比，微处理器经DAC1口输出的VOb为5V，使夜晚补光灯组工作在高亮度下补光；补光时间由信号VOb的持续时间决定，当信号VOb输出为0V时，补光结束。

进一步地，在本发明中，可在所述微处理器的ADC4口上安装补光调整电位器，所述补光调整电位器旋转到最大位置、最小位置及中间位置的输出值分别为5V、0V、及2.5V，具体地，在多数应用场景下，补光调整电位器设置在中间位置，微处理器读取该设定值，按以上所述使夜晚补光灯组、频闪补光灯组同时工作在高亮下进行补光，以此提供合适的夜晚抓拍补光效果。

而在下述两种情况下，需根据补光调整电位器输出值进行调整，以此适应特定的场景：

A、在有环境照明灯且照明强度很强的情况下，如城市主要道路，如果频闪补光灯组和夜晚补光灯组同时在最高亮度下补光，补光过强而造成过爆而且导致能源浪费，此时可将补光调整电位器的输出值调整为小于2.5V且不小于0V，微处理器补光调整电位器的输出值：当电位器输出值小于2.5V时，此时微处理器的信号VOb的输出值等于2*补光调整电位器的输出值，补光调整电位器的输出值越小，信号VOb的输出值越小，夜晚抓拍补光组参与夜晚补光的强度越弱。

B、在无环境照明灯的情况下，如山区道路和偏僻乡村道路，如果频闪补光灯组和夜晚补光灯组同时在最高亮度下补光，依旧补光不足，此时将补光调整电位器的输出值调整为大于2.5V且不大于5V，此时微处理器读取补光调整电位器的输出值，当电位器输出值大于2.5V时，微处理器输出信号VOa控制白天补光灯组配合补光，此时VOa信号的输出值决定白天补光灯组的亮度，所述VOa信号的输出值等于2*(补光调整电位器的输出值-2.5V)，由此补光调整电位器的输出值越大，信号VOa的输出值越大，白天抓拍补光组参与夜晚补光的强度越强。

下述结合图4对夜晚模式下频闪补光灯组的工作过程进行介绍：

抓取相机的相机频闪信号实时输出至微处理器的输入口DI1，首先若相机频闪信号为正跳变脉冲序列，则经微处理器倒相后，在其低电平T2持续时间内，插入脉冲序列；若相机频闪信号是负跳变脉冲序列，则微处理器在其高电平T2持续时间内，插入脉冲序列。

脉冲序列作为充电驱动信号由微处理器经DO1口输出，经电平转换电路，控制频闪充电电路的Q1开关管对电容C充电，当前充电电压输出至微处理器ADC3口，该电压值与充电电压VC成正比，当充电电压VC达到设定值时，DO1停止脉冲序列的输出，Q1截止而停止充电。

由微处理器DO2口输出相机频闪信号，经电平转换电路，引至Q2开关管，在相机频闪信号的正脉冲T1期间，Q2导通、Q1截止，频闪补光灯组的工作电流由充电电压VC决定，控制充电电压VC，便可实现对频闪补光灯组亮度的控制。

由上述工作过程可知，在T2脉冲持续时间，由电源对电容C充电，在T1脉冲持续时间由电容C对频闪补光灯组放电，周而复始，频闪补光灯组的频闪频率与相机保持同步，频闪补光灯组的亮度与电容C的充电电压VC成正比，由此通过充电电压可控实现频闪补光灯组亮度可控。

当有车辆到达时，微处理器输出控制信号，控制频闪充电的电压，使充电电压由小到大，频闪补光灯组由低亮向中亮度过渡。当后续仍有车辆到达时，频闪补光灯组维持当前亮度，当车辆全部通过时，频闪补光灯组回到熄灭状态。

频闪补光灯组的亮度由低亮向中亮过渡，夜晚补光灯组延时从不亮向中等亮度过渡，当微处理器接收到相机抓拍信号后，驱动频闪补光灯组、夜晚补光灯组进入同时进入高亮状态，完成夜晚抓拍功能。由于在抓拍之前驱动频闪补光灯组、夜晚补光灯组亮度有一个过渡过程，因此不会因为瞬间爆闪造成对驾乘人员强烈的炫光干扰，引起驾乘人员视觉眩晕。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加简洁明了，本发明用以上具体实施例进行说明，仅仅用于描述本发明，不能理解为对本发明的范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种基于多组合智能交通卡口补光灯的控制方法，其特征在于，所述补光灯包括通过微处理器进行控制的白天补光灯组、夜晚补光灯组及频闪补光灯组，所述微处理器上安装有补光调整电位器，所述补光调整电位器旋转到最大位置、最小位置及中间位置的输出值分别为5V、0V、及2.5V；所述控制方法包括如下步骤，

（1）对抓拍地段的环境光强度进行感应；

（2）当所述环境光强度高于设定阈值时，所述补光灯按白天模式工作，执行步骤（3）；当环境光强度低于设定阈值时，所述补光灯按夜晚模式工作，执行步骤（4）；

（3）白天模式下，所述微处理器接收到相机抓拍信号后，控制白天补光灯组、夜晚补光灯组及频闪补光灯组同时亮起进行补光；

（4）夜晚模式下，所述微处理器先接收到车辆到达信号后，控制频闪补光灯组进行照明，当微处理器后接收到相机抓拍信号，再控制频闪补光灯组和夜晚补光灯组同时亮起进行补光；

步骤（3）中，在白天模式下，所述微处理器接收到相机抓拍信号后，输出一路信号控制白天补光灯组亮起补光，此路信号的输出值与环境光强度呈正比；

步骤（2）中，所述设定阈值包括上限阈值和下限阈值，所述环境光强度高于上限阈值时，执行白天模式，所述环境光强度低于下限阈值时，执行夜晚模式；当环境光强度处于上限阈值与下限阈值之间时，所述微处理器维持上一次感应环境光强度所判断的执行模式；

步骤（4）中的夜晚模式中所述补光调整电位器处于中间位置、且所述频闪补光灯组和夜晚补光灯组在高亮下进行补光；在夜晚模式下，当补光调整电位器的输出值调整为大于2.5V且不大于5V时，微处理器根据电位器输出值控制白天补光灯组配合频闪补光灯组和夜晚补光灯组进行补光；在夜晚模式下，当补光调整电位器的输出值调整为小于2.5V且不小于0V时，微处理器根据电位器输出值控制夜晚补光灯组的补光亮度；

步骤（4）中夜晚模式的具体补光步骤为：

所述微处理器接收到车辆到达信号，控制频闪补光灯组的驱动电流由小到大，频闪补光灯组由低亮向中亮逐渐过渡，当车辆通过时，不输出驱动电流，频闪补光灯组回到熄灭状态；

所述微处理器接收到相机抓拍信号，控制夜晚补光灯组和驱动频闪补光灯组同时在高亮下进行补光。

2.根据权利要求1所述的基于多组合智能交通卡口补光灯的控制方法，其特征在于，当补光调整电位器的输出值调整为大于2.5V且不大于5V时，白天补光灯组的补光强度与所述补光调整电位器的输出值呈正比。

3.根据权利要求1所述的基于多组合智能交通卡口补光灯的控制方法，其特征在于，在白天模式下可使补光灯进入掉电模式，所述微处理器的外部中断口连接到相机抓拍信号，抓拍信号唤醒补光灯执行抓拍。

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