黑烟抓拍是指一种集视频采集、车辆检测、黑烟尾气抓拍及录像、GPS定位、智能分析为一体的取证执法系统。该系统能够对黑烟车进行实时监测、智能取证预警，并实现快速执法，广泛应用于黑烟车监管。

黑烟抓拍的原理主要基于以下几点：

1. 图像捕捉与识别：系统通过高清摄像机捕捉车辆尾部的黑烟排放情况。摄像机以较高的帧率（如25帧/秒）接受光信号，分辨率可达720P到1080P。这种高清摄像技术是系统检测黑烟排放的直接手段。
2. 图像分析与处理：利用图像识别算法和图像深度处理技术，系统能够自动识别和分析车辆排放的黑烟情况。通过算法判断烟羽的颜色深浅，来衡量冒烟与烟羽高度，从而进一步确认黑烟的浓度和排放情况。
3. 光电与传感技术：有些黑烟抓拍系统可能会配备专门的光电技术和传感器，如CCD传感器和DSP（数字信号处理）技术。CCD传感器用于远距离探测车辆尾气管的冒烟状况，而DSP则用于处理数据信号，判断有无烟以及烟羽的黑度。
4. 网络通信技术：黑烟抓拍系统还依赖于网络通信技术，将捕捉到的黑烟排放证据（如车头照片、车尾照片、车牌信息以及黑烟排放的视频等）实时上传至管理平台。这些证据随后用于后续的分析、存储、分类、处罚、复查和统计。

此外，黑烟抓拍系统主要检测的是机动车尾气中的可见污染物，即黑烟。这种黑烟主要由固体悬浮微粒（如炭黑和气溶胶颗粒）组成，是燃油不完全燃烧的产物。虽然黑烟抓拍系统主要检测的是黑烟，但黑烟的排放往往与机动车尾气中的其他污染物（如一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等）存在关联。因此，通过检测黑烟排放情况，可以间接反映车辆尾气中这些污染物的排放水平。

综上所述，黑烟抓拍是一种高效的机动车尾气监管手段，其原理基于先进的图像捕捉、识别与处理技术以及光电与传感技术的综合运用。