電子警察抓拍延時(shí)測量方法設計
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圖像型電子警察系統是目前交通監管的有效手段，其外部硬件設備通常包含4個(gè)部分：前端感應設備、控制器、抓拍攝像設備和后端傳輸設備。根據其前端感應設備的不同，圖像型電子警察系統可細分為線(xiàn)圈型、雷達型和紅外型等。其工作原理：前端感應設備根據特定的檢測條件，發(fā)現到達(或離開(kāi))車(chē)輛，并發(fā)送感應信息到控制器，控制器判斷是否滿(mǎn)足抓拍條件，滿(mǎn)足則啟動(dòng)相應的抓拍攝像設備(相機、攝像機等)進(jìn)行抓拍，并將抓拍結果和感應信息通過(guò)后端傳輸設備上傳至服務(wù)器。
圖像型電子警察系統抓拍的圖像質(zhì)量是影響整體系統性能的最重要因素。而圖像質(zhì)量的關(guān)鍵問(wèn)題在于成像裝置的調焦，調焦將直接影響抓拍成像的質(zhì)量。為獲得較為清晰的圖像，便于識別機動(dòng)車(chē)，被抓拍的機動(dòng)車(chē)必須處于電子警察系統的景深范圍內。而從電子警察系統的前端感應設備檢測到車(chē)輛，到啟動(dòng)抓拍設備拍攝這一過(guò)程是有延時(shí)的。延時(shí)不穩定或太大都會(huì )給圖像抓拍帶來(lái)困難。延時(shí)不穩定時(shí)，同樣車(chē)速的車(chē)輛抓拍位置會(huì )出現較大偏差：而延時(shí)太大又會(huì )造成不同車(chē)速車(chē)輛的抓拍位置出現較大差異，成像系統難以實(shí)現清晰成像。因此測量和控制電子警察的抓拍延時(shí)是保證系統性能的有效手段。電子警察抓拍需經(jīng)“感應→控制器→照相機(攝像機)”的過(guò)程，而其中每一環(huán)節都會(huì )帶來(lái)延時(shí)。例如雷達型電子警察的抓拍延時(shí)主要包括：從違章車(chē)輛進(jìn)入(或離開(kāi))探測區域到雷達輸出速度信息的固定延遲；從控制器接收到速度數據到發(fā)送抓拍指令時(shí)數據處理產(chǎn)生的延時(shí)；從成像部分接收抓拍指令到抓拍的延時(shí)。其中雷達的數據輸出延時(shí)可從設備參數中直接獲得(一般約10 ms)；而控制器的數據處理延時(shí)和成像系統的延時(shí)通常無(wú)法直接獲得，需要專(zhuān)門(mén)測量。由于出現延時(shí)的環(huán)節多，要求高測量精度，并且多個(gè)環(huán)節難以同步，應用現有設備測量這些延時(shí)具有一定難度。因此，這里提出了一種以雷達抓拍延時(shí)為對象的電子警察抓拍延時(shí)測量方法。
2 工作原理
在雷達型電子警察系統中，雷達通過(guò)串口(RS232或RS485總線(xiàn))向控制器發(fā)送車(chē)輛的速度信息，無(wú)車(chē)輛時(shí)，雷達不發(fā)送數據或發(fā)送車(chē)速為0的數據；當雷達檢測到車(chē)輛時(shí)．則發(fā)送速度值給控制器。電子警察控制器處理接收到的數據，按照一定算法確定控制成像部分是否抓拍。在實(shí)際運行中，為了避免和減少誤觸發(fā)，電子警察控制器通常采用一些特定的處理技術(shù)，從而產(chǎn)生系統延時(shí)。
圖1給出雷達型電子警察抓拍延時(shí)測量原理圖。其中計時(shí)顯示器為專(zhuān)門(mén)設計的電子裝置，它能夠從接收到觸發(fā)信號開(kāi)始以毫秒為單位計時(shí)顯示。
實(shí)際測量雷達型電子警察抓拍延時(shí)按如下步驟進(jìn)行：①計時(shí)顯示器置于電子警察系統的攝像機拍攝范圍內；②將雷達的檢測數據同步發(fā)送給計時(shí)顯示器；③設定計時(shí)顯示器的觸發(fā)電路，在接收到雷達第一個(gè)有效數據時(shí)，啟動(dòng)時(shí)間顯示器，開(kāi)始計時(shí)；④電子警察系統接收到雷達檢測數據后，按照其工作流程抓拍，其抓拍的圖像包含計時(shí)顯示器所顯示的時(shí)間圖像；⑤從抓拍圖像中讀取時(shí)間數值，將該數值再加上雷達輸出延時(shí)就是電子警察系統整體的抓拍延時(shí)時(shí)間。
該測量方法的關(guān)鍵是計時(shí)顯示器的設計．不同接口的觸發(fā)器和不同觸發(fā)規則的設定，分別適應不同類(lèi)型的電子警察系統(如線(xiàn)圈型、雷達型等)和抓拍方式(如車(chē)頭抓拍、車(chē)尾抓拍等)，以下針對雷達型電子警察，詳細介紹適用于車(chē)頭抓拍和車(chē)尾抓拍的計時(shí)顯示器設計。
3 計時(shí)顯示器設計
3．1 硬件電路設計
圖2給出計時(shí)顯示器的硬件設計原理電路。其中包括：①主控器件(ATl)：采用應用比較廣泛的AT89S5l單片機，它是整個(gè)計時(shí)顯示器的核心，用于讀取串口數據，觸發(fā)判斷并控制計時(shí)電路；②晶體振蕩器(X1)：12 MHz的有源晶體振蕩器(1個(gè)機器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期，因此1個(gè)機器周期為lμs，能較準確產(chǎn)生1 ms的定時(shí)中斷)；③鎖存器(Ul、U2、U3)：采用74LS573，也可用74LS373，由于用攝像機拍攝顯示結果，因此顯示數據必須鎖定，而單片機AT89S51的I/O端口有限，采用鎖存器擴展并行輸出，如需要擴展3個(gè)并行輸出端口，則需要3個(gè)選能信號(P2．0、P2．1、P2.2)；④數碼管(DSl、DS2、DS3)：7段共陽(yáng)極數碼管用于顯示計時(shí)時(shí)間。由于要測量的延時(shí)約為幾百毫秒，使用3個(gè)數碼管就能滿(mǎn)足系統要求；⑤串行接口(MAX232)：由于RS232信號的電平邏輯與單片機的串行端口的電平邏輯不一致，因此需要電平轉換。該系統采用MAX232器件。
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