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【摘 要】 高清摄像机在高速公路运营安全管理应用方面的普及，高清晰视频让身处监控网络的管理者获得了前端丰富而真切的第一手信息。但是普通高清摄像机仅能在白天获得较好的图像效果，夜间效果相比标清摄像机并无大的提升，激光辅助光源的引入，则为高清成像技术再次增添了动力，让高清摄像机在夜间也能够获得好的图像效果，使得高速公路昼夜不间断监控成为可能。
【关键词】 高清激光；夜视仪；高速公路；公路监控
激光的发光原理为晶体物质高能量级粒子受到光子激发后跃迁至低能量级后释放出与激发光相同性质的光子，在控制得当的情况下，会出现弱光激发出强光的美妙结果，这就是我们可以加以利用的激光，在我们常用的工业应用中，这个范围变化非常大。与可见红光波长相差并不太大，激发出的光甚至存在人眼可见的红光，同属于红外光，LED红外光不同于激光，除发光原理有差别外，还存在两个大的技术差别，LED红外光属于球面光，方向陕较差，照射距离较短，激光方向性好，目前实际应用中可以提供能量强的激光。LED的转化效率只有10%左右，提高照射距离，大多功率都被牺牲为热能，越是红外功率大的器件散热控制越难，器件寿命也会大大降低。
1、高清激光夜视仪
在高清激光夜视仪中，摄像机虽然是感光核心单元，但不是任意的高清摄像机都可以加载在高清激光夜视仪中，要集成为高清激光夜视仪，高清摄像机必须满足以下三个条件，高清摄像机可以感红外光，准确地讲，是在夜间对物体反射回来的波段红外光敏感，以便形成高清晰的视频图像。
高清摄像机的日夜转换模式需要接受光敏控制，以便让激光发生单元和高清摄像机工作在相适应的模式下。
激光镜头和摄像机光学镜头同时接受联动控制单元的控制，以便让激光照射范围和摄像机图像采集范围保持一致。
1.1摄像机镜头
白天和夜间光的波长变化较大，普通镜头在白天转到夜间使用容易导致焦点偏移，使得监控图像产生模糊现象，而日夜两用型镜头（IR镜头）能昼夜不分连续24小时完成拍摄，并且不会发生焦点偏移的问题，通过这种镜头，即使在夜间完全黑暗的情况下，通过使用激光和日夜两用高清摄像机相结合，可以完成昼夜连续拍摄。
1.2感光控制
高清激光夜视仪的彩转黑控制由感光的光敏开关控制，白天光敏开关断开，激光发生器休眠或关闭，摄像机工作在彩色模式，夜间光敏开关闭合，激光发生器工作，摄像机工作在感红外模式。因此光敏开关必须工作在一个适度的范围，以便很好地实现日夜转换。并且，感光控制应有一定的适应性，不能因夜间车灯照射来回进行开关切换"
1.3光斑联动控制
激光通过镜头控制成为高清摄像机在夜间特殊光源，辅助摄像机完成图像采集"如果激光光斑小于摄像机摄像场景，就会造成成像清晰范围小于图像画面的效果。如果激光光斑过大，则会造成光能量不足，也不能获得较好的清晰图像。因此激光光源的照射范围必须和摄像机摄像范围保持一致才能获得最好的效果。这部分的控制靠微电路控制的激光镜头保持摄像机变焦时激光照射范围和摄像机成像范围一致。
1.4云台
云台是高清激光夜视仪改变监控视野！执行动作效果的重要组件，高清激光夜视仪宜采用相适应高精度、高抗震、抗抖动的云台。工作环境控制光学元件对于温度！湿度的要求较高，因此必须采用温湿控制措施，让激光光源和摄像机保持在一个适宜的工作环境。此外，防水防暴也是需要考虑的重要因素。在供电系统中，高清激光夜视仪应支持AC20V和DC24V（太阳能）两种供电系统满足高速公路道路供电条件。
1.5预置位
高清激光夜视仪在工程实施中总会在具体的安装位置有一个重点监控区域，当摄像机断电灰复或重启后，摄像机应该自动恢复至该重点监测区域。因此预置位的功能是必须有的，而且在预置位中，不仅是摄像机和镜头，激光镜头也应该支持该预置位。
1.6红外增透
红外增透是指在摄像机镜头上通过镀膜技术，使得红外光尽量少地被反射掉，以期获得更好的红外成像效果。使用红外增透技术的摄像机镜头，也会在雾天使用强制激光感应模式后能够获得较好的图像效果。
1.7强光抑制
高清激光夜视仪在高速公路使用时无可避免会遇到迎面而来的车大灯，逆光拍摄后，普通摄像机很难获得较好图像效果，只有具有强光抑制功能才能改善该状况"强光抑制功能目前既可以通过镜头光学特殊处理来完成，也可以通过摄像机软件加以改善。
2、高清激光夜视仪的工作原理
2.1高清视频输出
目前高清视频大规模应用下基本采用了网络格式的视频通信方式。随着网络带宽的提升以及光通信的发展，网络高清视频已成为主流的高清视频模式。相应地视频转为网络模式后，视频大规模组网通信成为可能，而存储也勿需另行考虑。
2.2高清视频监控平台
高清视频监控平台要实现的不仅仅是实时视频的调用，同样历史视频数据存储、检索、查询，管理也应该同平台考虑。
2.3高清视频事件检测
早期交通视频事件检测基于CVBS信号系统，其检测原理相同，不同的是信号输入模式变为网络视频输入模式。而至关重要的是，在夜间模式下，高清激光夜视仪分析模型需要做适当的调整以便适应检测，提高夜间模式的视频事件检测率。
3、高清激光夜视仪在高速公路监控中的应用
高清激光夜视仪主要应用于无光照的外场，对高速公路来说，最好是全外场路段的普及，主要应用于以下：
3.1长大下坡
由于高速公路夜间行驶时司机容易疲惫，长大下坡路段在高速公路上是容易发生安全事故的地方，因此该场景下应该设立高清激光夜视仪保障路段的安全性能。
3.2自救车道
自救车道是应对高速公路行驶过程中刹车失灵的问题，在高速公路的路侧设立车道，通过特殊的减速措施，最大限度的保证人员的安全。自救车道因为超出高速公路主体范围，所以应该单独的设立监控摄像头，保证这里的昼夜不间断监控。
3.3多雾地段
采用红外线增透效果的镜头，可以使得高清夜光仪工作在多雾的环境下。在可见光被浓雾遮挡的情况下，高清夜仪可以强制工作在黑白模式，通过对激光补光的感应，获得穿透浓雾后较为清晰的视频效果。
3.4特大桥梁
特大桥梁的监控一直是高速公路视频监控的重点。高清激光夜视仪可以弥补普通的监控摄像机夜间监控较弱的现象，在夜间的监控达到较好的效果。
无激光夜视时，路面的状况基本不可用，而且在向着车灯方向只能看到车大灯而看不见车型。有了激光夜视，夜间道路状况与运行车辆的状况均可一览无余。视频监控系统因其直观便捷的特点，是高速公路安全运营管理无可替代的管理技术工具之一。
近年来，视频监控技术的进步有着发展的势头，并且最主要的技术变革都发生在前端处理和后端处理。集成技術将高清摄像机升级为高清激光夜视仪的技术原理以及高速公路道路监控的应用前景。随着技术的发展和工业生产的进步，相信高清激光夜视仪能够更加的经济化，并为高速公路监控管理贡献力量。我国高速公路的快速发展，特别是高速铁路大量开通运营，对安全监控的需求越来越多，高速公路路线路所处环境的复杂性，对视频监控设备的性能、可靠性和环境适应性均提出了较高要求。
参考文献：
[1]杨寅权.高清激光夜视仪在高速公路监控中的应用[J].中国交通信息化，2013，07：101-103.
[2]孙荔，王建平.H.264视频技术在高速公路监控中的应用[J].物联网技术，2011，06：38-40+43.
[3]程辉.激光夜视仪在合淮阜高速监控中的应用[J].中国交通信息化，2011，11：105-106.
[4]袁丽君.计算机视觉技术在高速公路监控系统中的应用研究[A].《IT时代周刊》2013年度论文集[C].2013：2.
[5]高双槐.高清摄像机在高速公路全程监控中的应用[J].河北工程技术高等专科学校学报，2008，03：63-64+75.
【关键词】 高清激光；夜视仪；高速公路；公路监控
激光的发光原理为晶体物质高能量级粒子受到光子激发后跃迁至低能量级后释放出与激发光相同性质的光子，在控制得当的情况下，会出现弱光激发出强光的美妙结果，这就是我们可以加以利用的激光，在我们常用的工业应用中，这个范围变化非常大。与可见红光波长相差并不太大，激发出的光甚至存在人眼可见的红光，同属于红外光，LED红外光不同于激光，除发光原理有差别外，还存在两个大的技术差别，LED红外光属于球面光，方向陕较差，照射距离较短，激光方向性好，目前实际应用中可以提供能量强的激光。LED的转化效率只有10%左右，提高照射距离，大多功率都被牺牲为热能，越是红外功率大的器件散热控制越难，器件寿命也会大大降低。
1、高清激光夜视仪
在高清激光夜视仪中，摄像机虽然是感光核心单元，但不是任意的高清摄像机都可以加载在高清激光夜视仪中，要集成为高清激光夜视仪，高清摄像机必须满足以下三个条件，高清摄像机可以感红外光，准确地讲，是在夜间对物体反射回来的波段红外光敏感，以便形成高清晰的视频图像。
高清摄像机的日夜转换模式需要接受光敏控制，以便让激光发生单元和高清摄像机工作在相适应的模式下。
激光镜头和摄像机光学镜头同时接受联动控制单元的控制，以便让激光照射范围和摄像机图像采集范围保持一致。
1.1摄像机镜头
白天和夜间光的波长变化较大，普通镜头在白天转到夜间使用容易导致焦点偏移，使得监控图像产生模糊现象，而日夜两用型镜头（IR镜头）能昼夜不分连续24小时完成拍摄，并且不会发生焦点偏移的问题，通过这种镜头，即使在夜间完全黑暗的情况下，通过使用激光和日夜两用高清摄像机相结合，可以完成昼夜连续拍摄。
1.2感光控制
高清激光夜视仪的彩转黑控制由感光的光敏开关控制，白天光敏开关断开，激光发生器休眠或关闭，摄像机工作在彩色模式，夜间光敏开关闭合，激光发生器工作，摄像机工作在感红外模式。因此光敏开关必须工作在一个适度的范围，以便很好地实现日夜转换。并且，感光控制应有一定的适应性，不能因夜间车灯照射来回进行开关切换"
1.3光斑联动控制
激光通过镜头控制成为高清摄像机在夜间特殊光源，辅助摄像机完成图像采集"如果激光光斑小于摄像机摄像场景，就会造成成像清晰范围小于图像画面的效果。如果激光光斑过大，则会造成光能量不足，也不能获得较好的清晰图像。因此激光光源的照射范围必须和摄像机摄像范围保持一致才能获得最好的效果。这部分的控制靠微电路控制的激光镜头保持摄像机变焦时激光照射范围和摄像机成像范围一致。
1.4云台
云台是高清激光夜视仪改变监控视野！执行动作效果的重要组件，高清激光夜视仪宜采用相适应高精度、高抗震、抗抖动的云台。工作环境控制光学元件对于温度！湿度的要求较高，因此必须采用温湿控制措施，让激光光源和摄像机保持在一个适宜的工作环境。此外，防水防暴也是需要考虑的重要因素。在供电系统中，高清激光夜视仪应支持AC20V和DC24V（太阳能）两种供电系统满足高速公路道路供电条件。
1.5预置位
高清激光夜视仪在工程实施中总会在具体的安装位置有一个重点监控区域，当摄像机断电灰复或重启后，摄像机应该自动恢复至该重点监测区域。因此预置位的功能是必须有的，而且在预置位中，不仅是摄像机和镜头，激光镜头也应该支持该预置位。
1.6红外增透
红外增透是指在摄像机镜头上通过镀膜技术，使得红外光尽量少地被反射掉，以期获得更好的红外成像效果。使用红外增透技术的摄像机镜头，也会在雾天使用强制激光感应模式后能够获得较好的图像效果。
1.7强光抑制
高清激光夜视仪在高速公路使用时无可避免会遇到迎面而来的车大灯，逆光拍摄后，普通摄像机很难获得较好图像效果，只有具有强光抑制功能才能改善该状况"强光抑制功能目前既可以通过镜头光学特殊处理来完成，也可以通过摄像机软件加以改善。
2、高清激光夜视仪的工作原理
2.1高清视频输出
目前高清视频大规模应用下基本采用了网络格式的视频通信方式。随着网络带宽的提升以及光通信的发展，网络高清视频已成为主流的高清视频模式。相应地视频转为网络模式后，视频大规模组网通信成为可能，而存储也勿需另行考虑。
2.2高清视频监控平台
高清视频监控平台要实现的不仅仅是实时视频的调用，同样历史视频数据存储、检索、查询，管理也应该同平台考虑。
2.3高清视频事件检测
早期交通视频事件检测基于CVBS信号系统，其检测原理相同，不同的是信号输入模式变为网络视频输入模式。而至关重要的是，在夜间模式下，高清激光夜视仪分析模型需要做适当的调整以便适应检测，提高夜间模式的视频事件检测率。
3、高清激光夜视仪在高速公路监控中的应用
高清激光夜视仪主要应用于无光照的外场，对高速公路来说，最好是全外场路段的普及，主要应用于以下：
3.1长大下坡
由于高速公路夜间行驶时司机容易疲惫，长大下坡路段在高速公路上是容易发生安全事故的地方，因此该场景下应该设立高清激光夜视仪保障路段的安全性能。
3.2自救车道
自救车道是应对高速公路行驶过程中刹车失灵的问题，在高速公路的路侧设立车道，通过特殊的减速措施，最大限度的保证人员的安全。自救车道因为超出高速公路主体范围，所以应该单独的设立监控摄像头，保证这里的昼夜不间断监控。
3.3多雾地段
采用红外线增透效果的镜头，可以使得高清夜光仪工作在多雾的环境下。在可见光被浓雾遮挡的情况下，高清夜仪可以强制工作在黑白模式，通过对激光补光的感应，获得穿透浓雾后较为清晰的视频效果。
3.4特大桥梁
特大桥梁的监控一直是高速公路视频监控的重点。高清激光夜视仪可以弥补普通的监控摄像机夜间监控较弱的现象，在夜间的监控达到较好的效果。
无激光夜视时，路面的状况基本不可用，而且在向着车灯方向只能看到车大灯而看不见车型。有了激光夜视，夜间道路状况与运行车辆的状况均可一览无余。视频监控系统因其直观便捷的特点，是高速公路安全运营管理无可替代的管理技术工具之一。
近年来，视频监控技术的进步有着发展的势头，并且最主要的技术变革都发生在前端处理和后端处理。集成技術将高清摄像机升级为高清激光夜视仪的技术原理以及高速公路道路监控的应用前景。随着技术的发展和工业生产的进步，相信高清激光夜视仪能够更加的经济化，并为高速公路监控管理贡献力量。我国高速公路的快速发展，特别是高速铁路大量开通运营，对安全监控的需求越来越多，高速公路路线路所处环境的复杂性，对视频监控设备的性能、可靠性和环境适应性均提出了较高要求。
参考文献：
[1]杨寅权.高清激光夜视仪在高速公路监控中的应用[J].中国交通信息化，2013，07：101-103.
[2]孙荔，王建平.H.264视频技术在高速公路监控中的应用[J].物联网技术，2011，06：38-40+43.
[3]程辉.激光夜视仪在合淮阜高速监控中的应用[J].中国交通信息化，2011，11：105-106.
[4]袁丽君.计算机视觉技术在高速公路监控系统中的应用研究[A].《IT时代周刊》2013年度论文集[C].2013：2.
[5]高双槐.高清摄像机在高速公路全程监控中的应用[J].河北工程技术高等专科学校学报，2008，03：63-64+75.