柳青松

     摘要：在超速抓拍系统中，如何用ccd摄像机获取高速运动目标的图像是决定方案论证及系统设计成败的关键。文中对电子快门速度和成像的关系及用普通摄像机捕捉高速运动目标可能产生的问题进行了分析并提出选用非标摄像象机时应考虑的几个主要方面。

     关键词：ccd摄像机 物像关系

     电子快门 逐行扫描 帧频率

     1 引言

     近几年，国家对基础建设的投资日益加大，公路建设更是水涨船高。现代化交通监理的需求越来越迫切。公安部已提出：科技强警，向科技要警力。超速抓拍系统正在这种形势下提出的。

     超速抓拍系统实际上是一种智能化交通监理系统its（intelligent transportation systems）.受测速雷达触发，ccd摄像机将超速行驶的目标抓拍下来，然后通过数据采集系统将模拟图像数字化，并送pc机进行图像信号处理，压缩后经由网络与网络主机进行交互。提供监理部门执法依据。

     在此系统中，由于抓拍目标是高速运动的，一般在80km/h以上，有的甚至达到180km/h。因此，如何用ccd摄像机完成对高速目标的清晰捕捉是首先应解决的关键问题。

     2 ccd摄像机的原理

     2．1 ccd摄像机概述

     ccd摄像机是一种固体摄像机。ccd是电荷偶合型光电转换器件，用集成电路工艺制成。它以电荷包的形式储存和传送信息。主要由光敏单元、输入结构、和输出结构等部分组成。

     ccd有面阵和线阵之分。光敏元排成一行的称为线阵ccd，面阵型ccd器件的像元排列为一个平面，它包含若干行和列的结合。本文所介绍之摄像机为面阵型。

     2．2 ccd摄像机原理

     根据转移和读出的结构方式不同，有不同类型的面阵摄像机。常见的类型有两种：帧转移型ft（frame transfer）和行间转移型ilt（interline transfer）。这两种类型的摄像机的工作原理基本相同。下面以敏通公司mtv-1301型黑白行间转移型摄像机为例来介绍其原理。

     如图2.1所示，mtv-1301型ccd摄像机包含四部分：ccd光电传感器、ccd传感器驱动器、图像处理板、供电电源。ccd传感器是一个由542×582个光敏二极管构成的光电传感器阵列。其结构为行间转移型。这种器件光敏面积大，靶面利用率高。当景物的光学图像，经由摄像物镜投射到这个阵列上时，由于各光敏二极管受光的强弱不同而感生出不同量的光电荷。这些感生电荷，经过一定时间（一场）的积累，在转移栅的控制下，水平地移送到与像元对应的设置在光敏元旁边的垂直移位寄存器中，而后又在行转移脉冲的控制下，将电荷移送到水平移位寄存器，并由水平移位时钟控制依次向输出端转移，最后由输出电路输出视频信号。由ccd传感器输出的视频信号已具有较大幅