专利名称：一种测速仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测速仪，尤其涉及一种结合图像分析进行测速的测速仪。
背景技术：
目前，用于交通测速的仪器主要是微波、激光测速，微波测速的缺点是可以被反侦测，而单纯的激光测速的准确度与被测物体的运动方向相关，如果激光光束的方向与被测物体的运动方向不在一条直线上，则测量误差很大，甚至完全失效。另外，随着科技的发展，已经开发出利用图像传感器抓拍物体的影像，并利用图像分析计算物体的运行矢量的技术手段，该技术手段在李强的名称为“基于序列图像的机载测速系统设计与分析”的硕士论文(国防科学技术大学硕士论文集，发表时间为2008年)中已公开，具体为:假设被测物体在起始时刻沿着一条直线匀速前进，在此状态下，由图像传感器记录下来物体在起始时刻的影像，之后，图像传感器不移动，并连续记录之后的几帧画面，像素分析单元对起始时刻获得的影像及之后记录的几帧画面针对被测物体进行像素大小及在横坐标及纵坐标方向上的变化，获得被测物体的运动矢量(包括被测物体的运动方向及被测物体在计量时间内的基准运动距离)和被测物体在起始时刻距离图像传感器(即测速点)的基准距离；这样，速度计算单元根据已知的被测物体在起始时刻距离测速点的实际距离(以下被称为初始实际距离)即可获得分析值与实际值之间的对应关系(或者称比例关系)，进而获得被测物体在计量时间内的实际运动距离，并最终转换为被测物体的运动速度，在应用中，初始实际距离是已知量，这样，就限制了利用图像传感器抓拍物体的影像，并利用像素分析获得被测物体的运动速度的应用。
实用新型内容本实用新 型的目的在于解决现有激光测速存在的测量准确度受被测物体的运动方向影响的缺陷，提供一种结合使用像素分析与激光测速的测速仪。本实用新型采用的技术方案为:一种测速仪，包括控制单元、受控于控制单元的激光发射器、受控于控制单元的图像传感器、启动键、激光接收器、像素分析单元、初始距离计算单元、速度计算单元和显示器；所述启动键的启动信号输出端与控制单元的测速开始信号输入端口电连接，所述激光接收器的信号输出端与控制单元的初始测距结束信号输入端口电连接；所述控制单元的激光往返时间输出端口与初始距离计算单元的时间信号输入端电连接，初始距离计算单元的初始实际距离输出端与速度计算单元的初始实际距离输入端电连接；所述图像传感器的影像输出端与像素分析单元的影像数据输入端电连接，所述控制单元的抓拍时间输出端口与速度计算单元的运动时间输入端电连接，所述像素分析单元的分析结果输出端与速度计算单元的分析结果输入端电连接；所述速度计算单元的测速结果输出端与显示器的显示数据输入端电连接。本实用新型的有益效果为:本实用新型的测速仪结合使用激光测距技术和图像分析技术，一方面通过激光测距技术获得初始实际距离(即通过激光测距进行定标)，另一方面根据现有技术通过像素分析获得被测物体的运动矢量，这样，速度计算单元即可通过被测物体的初始实际距离、运动矢量和基准距离获得被测物体的实际运动距离，进而计算出被测物体的运动速度。因此，本实用新型的测速仪具有测量精确度不受被测物体运动方向影响的优点；另外，本实用新型的测速仪采用激光测距，激光测距利用雪崩管接收，采用LED激光发射管，可以轻易实现便携式测距，测量距离可以达到IKm以上，如果增强发射功率，还可以实现更远的测量距离，而且激光测距采用脉冲方式测距，在5Km范围内精度可以达到Im以内，并且可以在毫秒级时间内测出物体的距离。
图1为根据本实用新型的测速仪的一种实施结构的方框原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的测速仪包括控制单元11、受控于控制单元11的激光发射器12、受控于控制单元11的图像传感器23、启动键16、激光接收器13、像素分析单元21、初始距离计算单元15、速度计算单元25和显示器3。当操作人员按动启动键16后,启动键16通过其启动信号输出端将启动测速信号输入至控制单元11的测速开始信号输入端口，控制单元11在接收到启动测速指示后控制激光发射器12发出激光信号进行定标，并开始计时，同时启动图像传感器23开始抓拍被测物体的影像。在激光接收器13接收到返回的激光信号后，其信号输出端向控制单元11的初始测距结束信号输入端口发出表征测距结束的信号，此时控制单元11将激光信号往返的时间(或者称测距所需的时间)通过其激光往返时间输出端口输入至初始距离计算单元21的时间信号输入端，初始距离计算单元21便可根据激光信号往返的时间及激光在空气中的传播速度计算得到初始实际距离，初始距离计算单元21将计算得到的初始实际距离通过其初始实际距离输出端输入至速度计算单元25的初始实际距离输入端。另一方面，图像传感器23将抓拍到的影像通过其影像输出端输入至像素分析单元21的影像数据输入 端，供像素分析单元处理，像素分析单元将分析得到的运动矢量和基准距离通过分析结果输出端输入至速度计算单元25的分析结果输入端，而控制单元通过其抓拍时间输出端口将被测物体的运动时间输入至速度计算单元25的运动时间输入端，这样，速度计算单元25便可根据运动矢量、基准距离、初始实际距离和运动时间获得被测物体的运动速度，并可通过显示器3进行显示。本实用新型的测速仪可以采用905nm波段的激光发射器12，人眼不可见，并且由于测速激光被约束在一个非常小的面积，被感知和反侦测的可能性非常小。以上所述仅为本实用新型较佳的实施方式，并非用来限定本实用新型的实施范围，但凡在本实用新型的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种测速仪，其特征在于:包括控制单元、受控于控制单元的激光发射器、受控于控制单元的图像传感器、启动键、激光接收器、像素分析单元、初始距离计算单元、速度计算单元和显示器；所述启动键的启动信号输出端与控制单元的测速开始信号输入端口电连接，所述激光接收器的信号输出端与控制单元的初始测距结束信号输入端口电连接；所述控制单元的激光往返时间输出端口与初始距离计算单元的时间信号输入端电连接，初始距离计算单元的初始实际距离输出端与速度计算单元的初始实际距离输入端电连接；所述图像传感器的影像输出端与像素分析单元的影像数据输入端电连接，所述控制单元的抓拍时间输出端口与速度计算单元的运动时间输入端电连接，所述像素分析单元的分析结果输出端与速度计算单元的分析结果输入端电连接；所述速度计算单元的测速结果输出端与显示器的显示数据输入端电 连接。
专利摘要本实用新型公开了一种测速仪，包括受控于控制单元的激光发射器和图像传感器，控制单元在接收到经启动键输入的启动测速信号后控制激光发射器发出激光信号，并在激光接收器接收的返回的激光信号后结束计时，以通过初始距离计算单元计算得到初始实际距离，得到的初始实际距离输入至速度计算单元中结合像素分析单元获得的被测物体的运动矢量和基准距离，及控制单元提供的测速时间计算得到被测物体的运动速度。本实用新型的测速仪结合使用激光测距技术和图像分析技术，根据三角函数计算出被测物体的实际运动距离，进而获取被测物体的运动速度，具有测量精度高且测量结果不受被测物体运动方向影响的特点。
文档编号G01P3/68GK203133102SQ201320022619
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月16日 优先权日2013年1月16日
发明者夏登海 申请人:广州市晶华光学电子有限公司