一種控制線陣攝像機拍攝頻率的系統和方法
2023-04-23 11:18:01
專利名稱：一種控制線陣攝像機拍攝頻率的系統和方法
技術領域：
本發明涉及路面質量檢測技術，特別涉及一種控制線陣攝像機拍攝頻率的系統和
方法。
背景技術：
近年來，隨著我國經濟實力的不斷增強，公路建設在我國取得了飛速發展，公路交 通已成為我國經濟發展的命脈，而公路交通又是以良好的路面質量為前提和基礎的。然而， 由於惡劣氣候的破壞以及使用頻繁或公路老化等原因會導致路面上出現裂縫，路面裂縫的 出現嚴重影響了路面質量，影響了行車安全和公路的使用壽命。因此，需要實時地對路面質 量進行檢測，以快速及時地檢測出路面裂縫，從而能夠保證對檢測出的路面裂縫進行修補， 避免由於路面裂縫而帶來的不利影響。 目前，在對路面質量進行檢測時主要是通過採集路面圖像，然後對所述採集到的
路面圖像進行識別和處理來實現路面質量檢測的，而現有採集路面圖像時則採用了線陣攝
像機，通過將線陣攝像機安裝在路面行駛的汽車上來完成對路面圖像的實時採集，線陣攝
像機在拍攝圖像時支持固定拍攝頻率和可變拍攝頻率兩種。採用固定拍攝頻率能拍攝到準
確的圖像必須為勻速運動的圖像；而採用可變拍攝頻率需要通過外界提供額外的頻率產生
器，例如利用頻率計提供不同的頻率，而頻率計的頻率變化需要人工對其進行改變。 然而，在開放交通條件下，行駛在路面上的安裝了線陣攝像機的檢測汽車的速度
是不能確定或者是變化的；人工改變頻率計的方式即費時又費力，因此，通過固定拍攝頻率
和可變拍攝頻率拍攝到的路面圖像很可能是不準確的，從而給路面質量檢測帶來了不利的影響。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種控制線陣攝像機拍攝頻率的系統，使 得線陣攝像機的拍攝頻率能夠跟隨檢測汽車的速度自適應地變化，從而採集到準確的路面 圖像。 本發明的另一個目的在於提供一種控制線陣攝像機拍攝頻率的方法，使得線陣攝 像機的拍攝頻率能夠跟隨檢測汽車的速度自適應地變化，從而採集到準確的路面圖像。
為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的 —種控制線陣攝像機拍攝頻率的系統，該系統包括全球定位系統(GPS)接收機、 單片機和線陣攝像機，其中， 所述GPS接收機，用於獲取所述線陣攝像機的速度，並將所述獲取到的速度發送 給單片機； 所述單片機，用於接收GPS接收機發送的速度，將所述接收到的速度轉換為脈衝 信號，並將所述轉換後得到的脈衝信號發送給線陣攝像機； 所述線陣攝像機，用於根據所述接收到的脈衝信號產生的拍攝頻率對圖像進行拍攝。 —種控制線陣攝像機拍攝頻率的方法，基於包括GPS接收機、單片機和線陣攝像 機的系統，該方法包括 GPS接收機獲取所述線陣攝像機的速度，並將所述獲取到的速度發送給單片機；
單片機接收GPS接收機發送的速度，將所述接收到的速度轉換為脈衝信號，並將 所述轉換後得到的脈衝信號發送給線陣攝像機； 線陣攝像機根據接收到的脈衝信號得到不同的拍攝頻率，並根據得到的拍攝頻率 對圖像進行拍攝。 由上述的技術方案可見，本發明所採用的控制線陣攝像機拍攝頻率的方法，通過 由GPS接收機來獲取線陣攝像機的速度，並由單片機將獲取到的速度值轉換為一脈衝信 號，進而由脈衝信號控制線陣攝像機的拍攝頻率，也就使得線陣攝像機的拍攝頻率能夠根 據線陣攝像機的速度自適應地變化，從而能夠拍攝到準確的圖像。
圖1為本發明所採用的控制線陣攝像機拍攝頻率系統的結構示意圖。
圖2為本發明所採用的控制線陣攝像機拍攝頻率方法的工作流程圖。
具體實施例方式
為解決現有技術中存在的問題，本發明提出了一種控制線陣攝像機拍攝頻率的方 法，通過由GPS接收機來獲取線陣攝像機的速度，並由單片機將獲取到的速度值轉換為脈 衝信號，進而由脈衝信號控制線陣攝像機的拍攝頻率，也就使得線陣攝像機的拍攝頻率能 夠根據線陣攝像機的速度自適應地變化，從而能夠拍攝到準確的圖像。
基於上述介紹，本發明所述方案的具體實現為 GPS接收機獲取所述線陣攝像機的速度，並將所述獲取到的速度發送給單片機； 單片機接收GPS接收機發送的速度，將所述接收到的速度轉換為脈衝信號，並將所述轉換 後得到的脈衝信號發送給線陣攝像機；線陣攝像機根據接收到的脈衝信號得到不同的拍攝 頻率，並根據得到的拍攝頻率對圖像進行拍攝。 為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉實施例，對 本發明進一步詳細說明。 參見圖1，圖1即為本發明所採用的控制線陣攝像機拍攝頻率系統的結構示意圖。 如圖1所示，該系統包括GPS接收機101、單片機102和線陣攝像機103，且GPS接收機101 通過串口與單片機102相連，單片機102還與線陣攝像機103相連。 在對路面圖像進行採集之前，需要將GPS接收機101、單片機102和線陣攝像機 103分別安裝在檢測汽車上，並通過單片機102的特殊功能寄存器SCON和電源控制寄存器 PCON對單片機進行初始化，也即對SCON和PCON寄存器進行賦值，在本實施例中，由於需要 單元機為串行口的工作方式，也就需要對SCON和PCON寄存器賦值使單片機工作在串行口 的工作方式；此外，還需根據拍攝速率確定好單片機的定時方式，在本實施例中，由於需要 每2毫米(mm)拍攝一次路面圖像，因此，設定單片機工作在定式方式l，可以獲取較大的定 時時間和定時循環次數。
當對路面圖像進行採集時，通過GPS接收機101獲取檢測汽車的車速，也就是線陣 攝像機103的速度，將獲取到的速度通過串口發送給單片機102 ;進一步地，單片機102將 所述收到的速度值轉換為不同頻率的脈衝信號，這些脈衝信號通過單片機102的P2. 0埠 被輸入到線陣攝像機103中；從而，線陣攝像機103根據不同的脈衝信號就得到了不同的拍 攝頻率。由於這些頻率是根據檢測汽車的速度得到的，因此，通過這些拍攝頻率線陣攝像機 103就能夠正確地採集到路面圖像。 在本實施例中，單片機將速度值轉換為脈衝信號的具體實現為單片機根據獲取
到的速度值v以及檢測汽車每2mm行使的距離s，由距離-速度(s-v)公式，得到時間t，所
述t為線陣攝像機拍攝一次路面圖像的時間；將t取倒數即為控制頻率；進一步地，所述控
制頻率被發送到單片機的定時器中，定時器結束定時時，就會給出一個中斷信號，從而使得
P2. 0埠交替得到0和1，也就得到了該速度轉換後得到的脈衝信號。 在本實施例中，也可採用其他的將速度轉換為脈衝信號的實現方法，以不影響本
發明實施例的實現為準。 至此，即得到了本發明所採用的控制線陣攝像機拍攝頻率的系統。 需要說明的是，由於單片機支持的是RS232標準串行接口，因此，GPS接收機也就
需要採用RS232進行數據傳輸。 還需說明的是，脈衝信號的頻率越大，線陣攝像機的拍攝頻率也就越大；脈衝信號 的頻率越小，線陣攝像機的拍攝頻率也就越小。 圖2為圖1所示系統所採用方法的工作流程圖。如圖2所示，該方法包括
步驟201 :GPS接收機獲取線陣攝像機的當前運行速度，並將獲取到的速度發送給 單片機。 由於線陣攝像機是安裝在檢測汽車上的，因此，GPS接收機獲取線陣攝像機的當前 運行速度也就是獲取檢測汽車的車速，具體如何由GPS接收機獲取速度為現有技術，這裡 不再贅述。 步驟202 :單片機接收由GPS接收機獲取到的速度，並將所述獲取到的速度值轉換 為脈衝信號。 在由單片機根據速度產生脈衝信號之前需要對單片機進行初始化，即由SCON設 定單片機工作在串行口的工作方式，同時，還需設定單片機的定時方式，在本步驟中，令單 片機串行口採用的是工作方式2，且採用定時方式1進行定時。 由串行口接收到速度後，單片機會將不同的速度值轉換為不同的高低電平信號， 也就是脈衝信號，脈衝信號的頻率依據速度值不同而不同，且速度值越大，脈衝信號頻率越 大；速度值越小，脈衝信號頻率越小。 步驟203 :線陣攝像機接收由單片機轉換後得到的脈衝信號，並根據脈衝信號得 到不同的工作頻率。 線陣攝像機由內觸發拍攝方式和外觸發拍攝方式兩種，其中，內觸發拍攝方式採 用的是固定拍攝頻率，而外觸發拍攝方式則可採用可變拍攝頻率，在本步驟中，根據接收到 的脈衝信號觸發線陣攝像機的外觸發拍攝方式，即可得到不同的拍攝頻率，從而實現線陣 攝像機能夠根據不同的速度拍攝路面圖像。 至此，即完成了本發明所採用的控制線陣攝像機拍攝頻率的方法的整個的工作流圖。 總之，本發明所採用的控制線陣攝像機拍攝頻率的方法，通過由GPS接收機獲取 線陣攝像機的速度，並由單片機將獲取到的速度值轉換為脈衝信號，進而由脈衝信號控制 線陣攝像機的拍攝頻率，也就使得線陣攝像機的拍攝頻率能夠根據線陣攝像機的速度自適 應地變化，從而能夠拍攝到準確的圖像。 此外，依據本發明所述系統，也能夠實現對其他變速運動的物體的拍攝，並不僅僅 限於對路面圖像的拍攝。 綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的 保護範圍之內。
權利要求
一種控制線陣攝像機拍攝頻率的系統，其特徵在於，該系統包括全球定位系統GPS接收機、單片機和線陣攝像機，其中，所述GPS接收機，用於獲取所述線陣攝像機的速度，並將所述獲取到的速度發送給單片機；所述單片機，用於接收GPS接收機發送的速度，將所述接收到的速度轉換為脈衝信號，並將所述轉換後得到的脈衝信號發送給線陣攝像機；所述線陣攝像機，用於根據所述接收到的脈衝信號產生的拍攝頻率對圖像進行拍攝。
2. 如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述GPS接收機是通過RS232標準串行接口 將所述定位到的速度發送給單片機的。
3. 如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述單片機的串行口採用的是工作方式2。
4. 如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述單片機的定時器採用的是工作方式1。
5. 如權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述脈衝信號是由所述單片機通過P2. 0端 口發送給線陣攝像機的。
6. —種控制線陣攝像機拍攝頻率的方法，其特徵在於，基於包括全球定位系統GPS接 收機、單片機和線陣攝像機的系統，該方法包括GPS接收機獲取所述線陣攝像機的速度，並將所述獲取到的速度發送給單片機； 單片機接收GPS接收機發送的速度，將所述接收到的速度轉換為脈衝信號，並將所述轉換後得到的脈衝信號發送給線陣攝像機；線陣攝像機根據接收到的脈衝信號得到不同的拍攝頻率，並根據得到的拍攝頻率對圖像進行拍攝。
7. 如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述速度是由GPS接收機通過RS232標準串 行接口發送給單片機的。
8. 如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述單片機的串行口採用的是工作方式2。
9. 如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述單片機的定時器採用的是工作方式1。
10. 如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述脈衝信號是由所述單片機通過P2. 0端 口發送給線陣攝像機的。
全文摘要
本發明公開了一種控制線陣攝像機拍攝頻率的系統，該系統包括全球定位系統GPS接收機、單片機和線陣攝像機，其中，所述GPS接收機，用於獲取所述線陣攝像機的速度，並將所述獲取到的速度發送給單片機；所述單片機，用於將所述獲取到的速度值轉換為脈衝信號，並將所述轉換後得到的脈衝信號發送給線陣攝像機；所述線陣攝像機，用於根據所述接收到的脈衝信號對圖像進行拍攝。本發明同時公開了一種控制線陣攝像機拍攝頻率的方法，應用本發明所述的系統和方法，使得線陣攝像機的拍攝頻率能夠根據線陣攝像機的速度自適應地變化，從而能夠拍攝到準確的圖像。
文檔編號G05B19/042GK101782750SQ201010002338
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月7日 優先權日2010年1月7日
發明者劉丁, 孫朝雲, 徐琨, 段宗濤, 沙愛民, 王超凡, 謝昌榮, 趙柯 申請人:長安大學