一种基于图像的隧道洞内外亮度检测装置的制作方法

本实用新型涉及亮度检测技术领域，具体是一种基于图像的隧道洞内外亮度检测装置。

背景技术：

洞外亮度是指在接近段起点处距地面1.5m正对洞口方向20°视场角实测得到的平均亮度。一般传统亮度仪是瞄点式亮度仪，测量过程中待测目标的光束进入前端物镜，经过带孔反射镜和滤光片，照在光电探测器上，测量视场角由带孔反射镜上不同直径的圆孔决定，可通过转动带孔反射镜来选择不同的孔径，可见视场角的确定需要较高的测量经验和操作水平，测量的误差较大；而且传统亮度仪在工程安装时方向性和角度不能很好控制，很难达到20°视场角的标准要求，通常检测的亮度值不能真正代表洞外亮度值，存在不可预估的测量偏差；另外传统亮度仪不具备远程监控功能，故障排查必须亲临现场才能实施，升级更新必须返厂才能实现，不利于维护和升级更新；同时为了实现调光控制系统的闭环回路控制，需要在隧道外安装洞外亮度仪和隧道内安装照度仪来获取洞内外亮度，而传统照度仪只能测量路面点的亮度，而点极易受路面平整度和单灯明亮状态的影响，不仅导致所测的洞内亮度值误差较大，而且大大增加设备成本，施工成本，维护成本。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于图像的隧道洞内外亮度检测装置，具体技术方案如下：

一种基于图像的隧道洞内外亮度检测装置包括开关电源、摄像机、上位机、标准亮度仪、嵌入式处理器；所述摄像机设置有焦距、光圈、曝光时间可调的镜头，用于根据需要调节焦距、光圈和曝光时间；

所述上位机用于实时显示视频画面且根据视频画面调整安装角度、选取符合20°视场角的图像区域和发送摄像机的焦距调节指令；所述标准亮度仪是测量值的精准度得到国际认可的亮度测量设备；

所述开关电源分别与摄像机和嵌入式处理器相连，开关电源给摄像机提供电压为12V的电源，给嵌入式处理器提供电压为5V的电源；所述嵌入式处理器包括1个BT.1120接口、1 个RS485接口、2个RJ45接口；所述摄像机通过BT.1120接口与嵌入式处理器相连；所述标准亮度仪与上位机相连；所述上位机通过一个RJ45接口与嵌入式处理器相连；

所述摄像机将隧道洞口的视频流传输至嵌入式处理器，嵌入式处理器将接收到的视频流通过网络传输至上位机，上位机通过网络将摄像机的焦距调节指令发送至嵌入式处理器，由嵌入式处理器控制摄像机调节焦距直至画面大部分区域属于洞外或者洞内，记录此时的焦距参数；上位机选取符合20°视场角要求的隧道洞外图像区域R1或者洞内图像区域R2，并将该区域的位置坐标回传至嵌入式处理器；然后再使用标准亮度仪和上位机对摄像机的参数进行标定并通过网络将摄像机的标定的参数传回嵌入式处理器，由嵌入式处理器计算上位机选取符合20°视场角要求的隧道洞外或者洞内图像区域的亮度。

进一步，所述嵌入式处理器通过RS485接口与485光端机相连；所述485光端机与调光控制系统相连；所述嵌入式处理器通过RS485接口将洞外或者洞内的亮度值实时传输至调光控制系统；所述嵌入式处理器通过RJ45与网络光端机相连；所述网络光端机与视频监控平台相连；所述嵌入式处理器通过网络光端机将视频流传输至视频监控平台。

进一步，视频流是YUV视频流；所述YUV是一种图像格式，由3个分量组成，其中Y是亮度分量，U、V为色差分量，亮度分量Y、色差分量U、V都由8位二进制数表示，其取值范围为00000000～11111111，即0～255。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型采用可视化图像的方式实现亮度检测，可根据上位机显示的画面实时调整视场角，具备直观、简易、快捷、准确等优点，确定的视场角能与标准高度吻合，测量结果能准确体现洞外亮度值，测量误差小；

2、本实用新型将视频流实时传输至视频监控平台进行监控，镜头角度变化、图像质量变化、设备运行状态等信息都可一目了然，并且可通过网络对嵌入式处理器的程序进行远程升级更新，故障排查简单快捷、便于维护和升级更新；

3、本实用新型能精准确定方向和视场角、测量时间短、数据处理简单、测量精度高，具备远程监控功能，方便维护和升级更新，同时节约了成本，提高了经济效益。

附图说明

图1是本实用新型一种基于图像的隧道洞内外亮度检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型的隧道洞外图像区域示意图；

图3是本实用新型的隧道洞内图像区域示意图。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

一种基于图像的隧道洞内外亮度检测装置包括开关电源、摄像机、上位机、标准亮度仪、嵌入式处理器；所述摄像机设置有焦距、光圈、曝光时间可调的镜头，用于根据需要调节焦距、光圈和曝光时间；所述上位机用于实时显示视频画面且根据视频画面调整安装角度、选取符合20°视场角的图像区域和发送摄像机的焦距调节指令；所述标准亮度仪是测量值的精准度得到国际认可的亮度测量设备；

所述开关电源分别与摄像机和嵌入式处理器相连，开关电源给摄像机提供电压为12V的电源，给嵌入式处理器提供电压为5V的电源；所述嵌入式处理器包括1个BT.1120接口、1个RS485 接口、2个RJ45接口；所述摄像机通过BT.1120接口与嵌入式处理器相连；所述标准亮度仪与上位机相连；所述上位机通过一个RJ45接口与嵌入式处理器相连；所述摄像机将隧道洞口的视频流传输至嵌入式处理器，嵌入式处理器将接收到的视频流通过网络传输至上位机，上位机通过网络将摄像机的焦距调节指令发送至嵌入式处理器，由嵌入式处理器控制摄像机调节焦距直至画面大部分区域属于洞外或者洞内，记录此时的焦距参数；上位机选取符合20°视场角要求的隧道洞外图像区域R1或者洞内图像区域R2，如图2所示，R1为包含隧道洞口、部分路面、部分植被的区域，如图3所示，R2为入口加强照明段路面区域，并将该区域的位置坐标回传至嵌入式处理器；然后再使用标准亮度仪和上位机对摄像机的参数进行标定并通过网络将摄像机的标定的参数传回嵌入式处理器，由嵌入式处理器计算上位机选取符合20°视场角要求的隧道洞外或者洞内图像区域的亮度。

进一步，所述嵌入式处理器通过RS485接口与485光端机相连；所述485光端机与调光控制系统相连；所述嵌入式处理器通过RS485接口将洞外或者洞内的亮度值实时传输至调光控制系统；所述嵌入式处理器通过RJ45与网络光端机相连；所述网络光端机与视频监控平台相连；所述嵌入式处理器通过网络光端机将视频流传输至视频监控平台。

进一步，视频流是YUV视频流；所述YUV是一种图像格式，由3个分量组成，其中Y是亮度分量，U、V为色差分量，亮度分量Y、色差分量U、V都由8位二进制数表示，其取值范围为00000000～11111111，即0～255。

摄像机通过BT.1120接口将隧道洞口的YUV视频流传输至嵌入式处理器，嵌入式处理器将接收到的YUV视频流通过网络传输至上位机，上位机根据显示的画面调整安装角度并通过网络将摄像机的焦距调节指令发送至嵌入式处理器，由嵌入式处理器控制摄像机调节焦距直至画面大部分区域属于洞外为止，记录此时的焦距参数，上位机选取符合20°视场角要求的隧道洞外图像区域R1，如图2所示，并将该区域的位置坐标回传至嵌入式处理器；上位机通过网络将摄像机的焦距调节指令发送至嵌入式处理器，由嵌入式处理器控制摄像机调节焦距直至画面大部分区域属于洞内为止，记录此时的焦距参数；上位机选取符合20°视场角要求的隧道洞内图像区域R2，如图3所示，并将该区域的位置坐标回传至嵌入式处理器；嵌入式处理器切换至洞外状态，实时计算出所选隧道洞外图像区域R1的亮度值并通过RS485接口将洞外亮度值实时传输至调光控制系统，并每隔10分钟切换至洞内状态，计算所选隧道洞内图像区域R2的亮度值并通过RS485接口将洞内亮度值传输至调光控制系统，洞内亮度值计算完毕后立即切换至洞外状态进行实时监控，同时嵌入式处理器通过网络光端机将YUV视频流传输至视频监控平台。

本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。