自适应LED警灯控制系统的制作方法

本发明涉及led警灯领域，尤其涉及一种自适应led警灯控制系统。

背景技术：

警灯广泛适用于各种特殊场所作警示标志，也适合于市政、施工作业和监护、救护、抢险工作人员作信号联络和方位指示之用。一般意义上的警灯，主要用于警务用车出警时使用，用于提醒过路车辆和行人闪避，并对抓捕的犯罪份子起到震慑作用，以及给群众安全感，避免即将发生的不法行为产生。

常见警灯的产品特点有以下几个方面：光效节能，例如光源可选用超高亮度固态免维护led光源，光效高、寿命长、节能环保；优良的芯电路设计，声音和声光两种工作模式任意转换，声音报警声强高达115分贝以上，穿透能力强；可使用充电电池，例如高能无记忆电池组，充放电性能稳定、容量高、自放电率低、节能环保；安全可靠，可采用先进的光学软件和优化的结构密封设计，外壳选用进口的工程塑料，经受强力的碰撞和冲击，确保灯具可在恶劣的环境中长期稳定可靠的工作；以及使用方便，体积小、重量轻、携带方便，可采用台面放置、手提、磁力吸附等多种方式。

然而现有警灯结构较为简单，功能较为单一，已经无法满足日益增长的出警要求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种自适应led警灯控制系统，通过定制的、高精度的图像检测机制准确检测出距离警车最近车辆的前方车距，能够基于前方车距确定对led警灯的控制策略包括，其中，所述前方车距越大，所述led警灯中红色led组件闪光频率越快，所述led警灯中红色led组件闪光频率越慢。

根据本发明的一方面，提供了一种自适应led警灯控制系统，所述系统包括图像拍摄设备、图像处理设备、车距检测设备、警灯控制设备和led警灯，所述led警灯包括红色led组件、中间隔板和蓝色led组件，所述图像拍摄设备用于对警车前方进行图像数据采集以获得前方图像，所述图像处理设备与所述所述图像拍摄设备连接，用于对所述前方图像进行图像处理，所述车距检测设备与所述图像处理设备连接，用于基于所述图像处理设备的输出确定前方车距；

其中，所述警灯控制设备分别与所述车距检测设备和所述led警灯连接，用于基于所述车距检测设备的输出确定对所述led警灯的控制策略。

更具体地，在所述自适应led警灯控制系统中：显示设备，设置在警车前端仪表盘内，与所述警灯控制设备连接，用于接收并实时显示所述前方车距。

更具体地，在所述自适应led警灯控制系统中，还包括：频分双工通信接口，设置在警车车体上，与所述警灯控制设备连接，用于接收所述前方车距并将所述前方车距通过双向无线通信链路无线发送给远端的管理控制中心处。

更具体地，在所述自适应led警灯控制系统中，还包括：光强检测设备，设置在警车车体上，用于检测警车周围的照射光强度以输出实时光照强度。

更具体地，在所述自适应led警灯控制系统中，还包括：光强变化率检测设备，与所述光强检测设备连接，用于检测实时光照强度的变化率，当实时光照强度的变化率大于等于预设变化率阈值时，发出变化率过高信号，否则，发出变化率正常信号；

所述图像拍摄设备包括自适应传感器，设置在警车车体上，与光强变化率检测设备连接，自适应传感器包括像素数据读出设备和各个像素数据获取设备，每一个像素数据获取设备包括多个并联的ccd传感单元，当接收到所述变化率正常信号时，每一个像素数据获取设备只使用多个并联的ccd传感单元中的一个ccd传感单元所感应的数据并输出，当接收到所述变化率过高信号时，每一个像素数据获取设备将多个并联的ccd传感单元所感应的数据进行合并后输出，所述像素数据读出设备分别与各个像素数据获取设备连接，用于分别读出各个像素数据获取设备输出的数据以作为各个像素的像素值，各个像素的像素值组成所述前方图像；

所述图像处理设备包括：白平衡处理子设备，用于接收前方图像，并对前方图像执行自适应白平衡处理，以获得白平衡图像；参数提取子设备，与白平衡处理子设备连接，用于接收白平衡图像，基于白平衡图像的各个像素点的像素值确定白平衡图像像素值的均方差以作为目标均方差输出，对白平衡图像进行噪声分析，以获得噪声幅值排序前三大的三个主要噪声信号，基于三个主要噪声信号以及白平衡图像确定白平衡图像的信噪比以作为目标信噪比输出；嵌入式处理芯片，与参数提取子设备连接，用于接收目标均方差和目标信噪比，在目标信噪比小于等于预设信噪比阈值且目标均方差大于等于预设均方差阈值时，发出精细滤波信号，否则，发出粗糙滤波信号；精细滤波子设备，与嵌入式处理芯片连接，用于在接收到精细滤波信号时，触发精细滤波子设备对白平衡图像的滤波操作，具体滤波操作为：对接收到的白平衡图像进行小波分解以获得ll、lh、hl和hh四个子带，确定hh子带的均值，基于该均值计算小波收缩的最优阈值，基于小波收缩的最优阈值进行白平衡图像的小波重构以获取精细滤波子设备输出的滤波图像；粗糙滤波子设备，与嵌入式处理芯片连接，用于在接收到粗糙滤波信号时，触发粗糙滤波子设备对白平衡图像的滤波操作，具体滤波操作为：对接收到的白平衡图像进行线性滤波处理以获取粗糙滤波子设备输出的滤波图像；

所述车距检测设备与精细滤波子设备和粗糙滤波子设备分别连接，用于接收精细滤波子设备或粗糙滤波子设备输出的滤波图像，对滤波图像进行最近车体识别以获得最近车体子图像，并基于最近车体子图像在滤波图像中的景深确定所述前方车距；

其中，所述警灯控制设备基于所述车距检测设备的输出确定对所述led警灯的控制策略包括：所述前方车距越大，所述led警灯中红色led组件闪光频率越快，所述led警灯中红色led组件闪光频率越慢。

更具体地，在所述自适应led警灯控制系统中：所述白平衡处理子设备、所述参数提取子设备、所述嵌入式处理芯片、所述精细滤波子设备以及所述粗糙滤波子设备都被设置在警车前端仪表盘内。

更具体地，在所述自适应led警灯控制系统中：所述白平衡处理子设备、所述参数提取子设备、所述嵌入式处理芯片、所述精细滤波子设备以及所述粗糙滤波子设备被集成在一块集成电路板上。

更具体地，在所述自适应led警灯控制系统中：所述白平衡处理子设备、所述参数提取子设备、所述嵌入式处理芯片、所述精细滤波子设备以及所述粗糙滤波子设备分别采用不同的片上芯片来实现。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的自适应led警灯控制系统的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的自适应led警灯控制系统的led警灯的结构方框图。

附图标记：1图像拍摄设备；2图像处理设备；3车距检测设备；4警灯控制设备；5led警灯；51红色led组件；52中间隔板；53蓝色led组件

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的自适应led警灯控制系统的实施方案进行详细说明。

警灯采用红蓝两色，有以下主要原因：

1、红色是暖色系中的原色，具有警示作用，而蓝色是冷色系中的原色，与红色形成鲜明对比，更能引起人们的注意。

2、夜间光线穿透能力强。

3、红色醒目,而且对于色盲来说红蓝互换能够区分一样，因为红色醒目。

4、关于感觉，心理学家做过一种耐受性试验，用热水和凉水做成各两个水管，然后将这两种水的水管交结起来，让人的手摸这个大交结管的时候可以同时感觉到冷和热。他们发现人单单感觉冷水管和热水管的时候都可以忍受。但这种纠结水管给感官带来了很大的刺激，从心理学角度也许可以解释这个问题了，通过两种感觉元素的对比可以起到很大的提示作用，红色和蓝色正好是两种相反的颜色，和那个冷水和热水类似，红色是暖色系中的原色，具有警示作用，而蓝色是冷色系中的原色，与红色形成鲜明对比，更能引起人们的注意。

现有技术中，警车的警灯只用于警示作用，无法利用现有的硬件结构实现更多的警务功能，为了克服该不足，本发明提出了一种自适应led警灯控制系统，从而解决了上述技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的自适应led警灯控制系统的结构方框图，所述系统包括图像拍摄设备、图像处理设备、车距检测设备、警灯控制设备和led警灯，如图2所示，所述led警灯包括红色led组件、中间隔板和蓝色led组件，所述图像拍摄设备用于对警车前方进行图像数据采集以获得前方图像，所述图像处理设备与所述所述图像拍摄设备连接，用于对所述前方图像进行图像处理，所述车距检测设备与所述图像处理设备连接，用于基于所述图像处理设备的输出确定前方车距；

其中，所述警灯控制设备分别与所述车距检测设备和所述led警灯连接，用于基于所述车距检测设备的输出确定对所述led警灯的控制策略。

接着，继续对本发明的自适应led警灯控制系统的具体结构进行进一步的说明。

所述自适应led警灯控制系统中还可以包括：显示设备，设置在警车前端仪表盘内，与所述警灯控制设备连接，用于接收并实时显示所述前方车距。

所述自适应led警灯控制系统中还可以包括：频分双工通信接口，设置在警车车体上，与所述警灯控制设备连接，用于接收所述前方车距并将所述前方车距通过双向无线通信链路无线发送给远端的管理控制中心处。

所述自适应led警灯控制系统中还可以包括：光强检测设备，设置在警车车体上，用于检测警车周围的照射光强度以输出实时光照强度。

所述自适应led警灯控制系统中还可以包括：光强变化率检测设备，与所述光强检测设备连接，用于检测实时光照强度的变化率，当实时光照强度的变化率大于等于预设变化率阈值时，发出变化率过高信号，否则，发出变化率正常信号；

所述图像拍摄设备包括自适应传感器，设置在警车车体上，与光强变化率检测设备连接，自适应传感器包括像素数据读出设备和各个像素数据获取设备，每一个像素数据获取设备包括多个并联的ccd传感单元，当接收到所述变化率正常信号时，每一个像素数据获取设备只使用多个并联的ccd传感单元中的一个ccd传感单元所感应的数据并输出，当接收到所述变化率过高信号时，每一个像素数据获取设备将多个并联的ccd传感单元所感应的数据进行合并后输出，所述像素数据读出设备分别与各个像素数据获取设备连接，用于分别读出各个像素数据获取设备输出的数据以作为各个像素的像素值，各个像素的像素值组成所述前方图像；

所述图像处理设备包括：白平衡处理子设备，用于接收前方图像，并对前方图像执行自适应白平衡处理，以获得白平衡图像；参数提取子设备，与白平衡处理子设备连接，用于接收白平衡图像，基于白平衡图像的各个像素点的像素值确定白平衡图像像素值的均方差以作为目标均方差输出，对白平衡图像进行噪声分析，以获得噪声幅值排序前三大的三个主要噪声信号，基于三个主要噪声信号以及白平衡图像确定白平衡图像的信噪比以作为目标信噪比输出；嵌入式处理芯片，与参数提取子设备连接，用于接收目标均方差和目标信噪比，在目标信噪比小于等于预设信噪比阈值且目标均方差大于等于预设均方差阈值时，发出精细滤波信号，否则，发出粗糙滤波信号；精细滤波子设备，与嵌入式处理芯片连接，用于在接收到精细滤波信号时，触发精细滤波子设备对白平衡图像的滤波操作，具体滤波操作为：对接收到的白平衡图像进行小波分解以获得ll、lh、hl和hh四个子带，确定hh子带的均值，基于该均值计算小波收缩的最优阈值，基于小波收缩的最优阈值进行白平衡图像的小波重构以获取精细滤波子设备输出的滤波图像；粗糙滤波子设备，与嵌入式处理芯片连接，用于在接收到粗糙滤波信号时，触发粗糙滤波子设备对白平衡图像的滤波操作，具体滤波操作为：对接收到的白平衡图像进行线性滤波处理以获取粗糙滤波子设备输出的滤波图像；

所述车距检测设备与精细滤波子设备和粗糙滤波子设备分别连接，用于接收精细滤波子设备或粗糙滤波子设备输出的滤波图像，对滤波图像进行最近车体识别以获得最近车体子图像，并基于最近车体子图像在滤波图像中的景深确定所述前方车距；

其中，所述警灯控制设备基于所述车距检测设备的输出确定对所述led警灯的控制策略包括：所述前方车距越大，所述led警灯中红色led组件闪光频率越快，所述led警灯中红色led组件闪光频率越慢。

另外，在所述自适应led警灯控制系统中：所述白平衡处理子设备、所述参数提取子设备、所述嵌入式处理芯片、所述精细滤波子设备以及所述粗糙滤波子设备都被设置在警车前端仪表盘内。

另外，在所述自适应led警灯控制系统中：所述白平衡处理子设备、所述参数提取子设备、所述嵌入式处理芯片、所述精细滤波子设备以及所述粗糙滤波子设备被集成在一块集成电路板上。

另外，在所述自适应led警灯控制系统中：所述白平衡处理子设备、所述参数提取子设备、所述嵌入式处理芯片、所述精细滤波子设备以及所述粗糙滤波子设备分别采用不同的片上芯片来实现。

其中，图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。

由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。

常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。

采用本发明的自适应led警灯控制系统，针对现有技术中警灯功能单一的技术问题，通过在警灯上集成了高精度的多个图像处理设备对警车前方车辆距离进行识别，基于识别结果实现led警灯的不同的显示模式，从而满足警务单位和人员的需求。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。