内蒙古科技大学 内蒙古自治区包头市 014010
摘要:伴随科学技术水平的不断提升,许多新技术、新设备在交通工程中得到广泛应用,有力推动着此领域的发展与完善,而固体图像传感器便为其一。本文结合当前实况,首先简要分析了固体图像传感器的基本类型,从多方面探讨了其在交通管理当中的实际应用,望能为此领域研究提供些许借鉴。
关键词:交通工程;固体图像传感器;应用
有研究指出,当前,固体图像传感器(CCD)已经被广泛应用于视觉传感领域,而且所发挥的作用与光导管基本相当,特别是在视觉领域,更是表现突出。需要指出的是,现阶段,CCD的制造技术已经从之前单纯的移位寄存器,开始向分辨率更高(能够达到1000TV线),且越发数字化、微型化、高灵敏度的方向发展。因而其已经被广泛应用在公路交通等领域中,推动着此些领域的快速化发展。本文分别从其类型及在交通工程的具体应用探讨如下。
1.CCD类型
依据读取信号方式方面的不同,可将CCD划分成电荷调制器件(CMD)、电荷扫描器件(CSD)、电荷转移器件(CTD)、电荷注入器件(CID)、金属—氧化物—半导体(MOS)图像传感器、静电感应晶体管图像传感器、互补金属—氧化物—半导体(CMOS)图像传感器、叠层型摄像器件等。而对于CMOS图像传感器与CCD而言,其不仅被广泛用于民用数码相机、摄像机领域领域,而且还在公路交通领域也得到不错应用
(1)CCD。根据光谱响应范围的不同,可将CCD划分成X射线CCD、紫外CCD、可见光CCD、微光CCD及红外CCD等;而依据颜色不同,可将其划分成两种,其一为彩色CCD,其二是黑白CCD。针对CCD工作来讲,主要分成三个步骤,第一步为光电转换,第二步为电荷存储,第三步是电荷转移,其在产生输出信号是时,无需增加扫描电子束,单凭自扫描半导体诸影像便能较好的获取;还需要指出的是,其主要有如下特点:比较强的抗电磁干扰能力,比较小的失真度,比较低的耗电量,以及不存在图形扭折情况等。不管是线阵CCD,还是更为典型的面阵CCD,均有着基本相同的工作原理。(2)CMOS。此种图像传感器早在上个世纪60年代便已诞生,但因当时工艺比较落后,使得在90年代时才得到实质性发展,现如今,CMOS图像传感器已经成为能够与CCD相竞争的一种传感器,但需要说明的是,对于军民两种市场,其能够同时存在,且共同发挥作用。时至今日,CMOS图像传感器已经衍生出多种类型,不仅有CMOS有源像素传感器(CMOS-APS)、CMOS无源像素传感器(CMOS-PPS),而且还有FoveonX3 CMOS全色图像传感器、CMOS数字像素传感器(CMOS-DPS)等。在这些CMOS图像传感器当中,依据结构的不同,可将其分为多种类型,比如空穴积累二极管型CMOS图像传感器、轨对轨CMOS-APS及掩埋光电二极管型CMOS图像传感器等。现阶段,CMOS图像传感器已经被广泛应用于民用领域,比如手机、摄像机、相机等。伴随当今电子技术自微米工艺发展至深亚微米工艺,此传感器开始大量且广泛使用超大规模集成电路工艺,有着比较高的集成度,因而能够在同一芯片上集成全部驱动与像素阵列,因而仅用一个芯片便能够囊括大部分电学功能,有助于降低成本。
2.交通管理中CCD图像传感器的具体应用
2.1视频监控系统
在高速公路的一些重要路段处,安装一些CCD图像传感器摄像头,交通管理人员能够实时性的依据摄像头所捕捉到的视频图像信息,以一种人工或者自动的方式,对各个方向的车流情况进行实时了解,然后利用各种科学、有效的方法,对车辆行驶进行正确控制与疏导;针对那些与监控点之间有着较短距离的车辆,同样能通过远距变焦镜头(CCD图像传感器上)的安装,对车辆密度情况进行提前预知;若能与其它检测仪器相配合,则能实时性的监测处于行驶状态车辆的各种动态参数。
2.2夜间监视
在夜间等微光低照度状况下,借助微光CCD图像传感器,能够在夜间对一些关键路段进行探测,尤其是各个交叉路口的一些处于活动状态的物体。需要指出的是,如果汽车在一些关键路段发生交通事故,那么即便没有人值班或看到,事故现场的整个发生过程,同样能借助微光CCD图像传感器所配套的摄像头,把出事车辆的基本情况、车牌号等信息及时记录下来,因而能为后期开展事故调查及原因分析,提供依据与条件。另外,还需强调的是,在夜间,通过对微光CCD图像传感器摄像头的合理化应用,还能为相关管理人员更好的工作,提供清晰、准确且全面的图像信息,并能为司机提供指引与帮助。
2.3监视大型停车场及运输仓库
将CCD图像传感器安装在大型停车场所或仓库的一些关键位置,能够预防物品被盗情况的发生;另外,如果能够配合于无线防盗系统电路,那么便能够增加安全防范范围,而且还能提高防范效果,为仓库、停车场的安全提供切实保障。
2.4用作车辆行驶、汽车倒车中的后视
在汽车后部的适当位置处安装CCD图像传感器,司机在正常行驶过程中,或者是在倒车时,能够借助监视器,对车辆的后视情况进行实时了解,因而能够将后视盲区全部清除掉,实现事故发生率的最大程度降低。
3.结语
综上,当前CCD图像传感器的应用价值日渐凸显,其除了能在公路交通当中得到广泛应用外,伴随其持续更新与完善,在其它领域中,也逐渐得到广泛应用。在公路交通当中,不仅能将其用于车辆行驶、汽车倒车中的后视,而且还能用作大型停车场及运输仓库的监视以及夜间监视等,因而有着不错的应用价值与效能。
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