基于波频的车辆检测技术

1、交通信息检测技术 辛乐 Email： Tel： 67396189 综合楼综合楼1121室室2课课程内容程内容o 第一章：绪论o 第二章：基于磁频的车辆检测技术o 第三章：基于波频的车辆检测技术 o 第四章：基于视频的车辆检测技术o 第五章：基于射频的车辆检测技术o 第六章：移动型交通数据采集技术o 第七章：交通检测数据预处理技术o 第八章：交通检测技术综合应用第第3章章. 基于波频的车辆检测技术基于波频的车辆检测技术 3. 基于波频的车辆检测技术基于波频的车辆检测技术基于波（包括声波和电磁波等）的特性实现车辆检测p 按工作方式划分p 主动方式p 超声波p 微波p 主动红外p 被动方式p 被动声

2、学p 被动红外p 波频范围主要内容主要内容3.1 超声波车辆检测器n工作原理及分类n特点及适用性n安装与应用3.2 微波车辆检测器雷达测速仪n基本组成及工作原理n特点及适用性n安装与应用3.3 微波车辆检测器远程微波车辆检测器n基本工作原理及工作过程n特点及适用性n安装与应用主要内容主要内容3.1 超声波车辆检测器n工作原理及分类n特点及适用性n安装与应用3.2 微波车辆检测器雷达测速仪n基本组成及工作原理n特点及适用性n安装与应用3.3 微波车辆检测器远程微波车辆检测器n基本工作原理及工作过程n特点及适用性n安装与应用3.1 超声波超声波车辆检测车辆检测器器超声波超声波检测检测器器-CJK0

3、33.1.1 超声波超声波车辆检测车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类类8o 工作原理工作原理:n 利用超声波传感器发射脉冲波，通过测量由路面或车辆表面发射的脉冲超声波的波形，可确定从传感器到路面或车辆表面的距离n 因为路上有车和路上无车时的传感器所测信号有差别，可借此确定车辆的出现n 利用接收的声信号转换为电信号，通过信号处理模块进行分析和处理，就可以得出车流量、车速、车型等参数，并提供车头时距和车道占用率的统计数据3.1.1 超声波超声波车辆检测车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类类9o 1） ）组组成成:n 系系统结统结构构图图o 主要包括主要包括超声波探超声波探头头、主机及

4、通信三大部分、主机及通信三大部分3.1.1 超声波超声波车辆检测车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类类10o 2）超声波探）超声波探头头（ （检测检测器）器）n 实实物及硬件物及硬件结结构构设计图设计图o 超声波探超声波探头头：超声波的：超声波的发发送和接收送和接收o LM812 超声波超声波专专用集成用集成电电路路3.1.1 超声波超声波车辆检测车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类类11o 2）超声波探）超声波探头头（ （检测检测器）器）n 工作原理（超声波工作原理（超声波发发送及接收原理）送及接收原理）o 压电压电式式o 磁滞伸磁滞伸缩缩式式o 电电磁式磁式3.1.1 超声波超

5、声波车辆检测车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类类12o 2）超声波探）超声波探头头（ （检测检测器）器）n 工作原理（超声波工作原理（超声波发发送及接收原理）送及接收原理）o 压电压电式式o 磁滞伸磁滞伸缩缩式式o 电电磁式磁式3.1.1 超声波超声波车辆检测车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类类13o 3）超声波）超声波车辆检测车辆检测原理原理n 工作工作3.1.1 超声波超声波车辆检测车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类类3.1.1 超声波超声波车辆检测车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类类3.1.1 超声波超声波车辆检测车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类

6、类16o 超声波超声波车辆检测车辆检测器的分器的分类类:n 脉冲型n 谐振型n 连续波型3.1.2 超声波超声波车辆检测车辆检测器特点及适器特点及适应应性性17o 优优点点:n 安装安装简简易方便，不破坏路面，易方便，不破坏路面，维维修修时时不需封不需封闭闭车车道道非非接触式接触式检测检测方式方式n 价格低、体价格低、体积积小、可移小、可移动动、使用寿命、使用寿命较长较长，易于安装与，易于安装与维护维护n 方向性好方向性好n 不受不受车辆车辆遮遮挡挡影响，影响，对对密集密集车车流适流适应应性好性好n 超声波超声波检测检测通通过检测车辆过检测车辆高度分高度分车车型，与人工型，与人工调查调查分型方

7、分型方式相近，因此得出的式相近，因此得出的分型分型结结果最接近人工果最接近人工调查调查n 对对雨、雨、雾雾、雪的穿透能力、雪的穿透能力强强，可在，可在恶恶劣气候条件下工作劣气候条件下工作3.1.2 超声波超声波车辆检测车辆检测器特点及适器特点及适应应性性18o 缺点缺点:n 仪仪器反器反应时间长应时间长、 、误误差大，波束差大，波束发发散角大、分辨率低、衰减散角大、分辨率低、衰减快，有效快，有效测测量距离小量距离小n 性能受性能受环环境影响，如温度和气流境影响，如温度和气流3.1.2 超声波超声波车辆检测车辆检测器特点及适器特点及适应应性性19o 适用性适用性:n 主要用于主要用于车车速速测测

8、量、停量、停车场车车场车位位检测检测，也用于交通信号机，也用于交通信号机中，替代感中，替代感应线应线圈圈检测检测器作器作为车辆检测为车辆检测器，以降低器，以降低环环境干境干扰扰3.1.3 超声波超声波车辆检测车辆检测器的安装与器的安装与应应用用20o 安装安装:n 垂直安装于垂直安装于车车道上方，每个探道上方，每个探头检测头检测一个一个车车道道n 可充分利用立交可充分利用立交桥桥和和过过街天街天桥桥、 、龙门龙门架及路灯的灯杆安装架及路灯的灯杆安装3.1.3 超声波超声波车辆检测车辆检测器的安装与器的安装与应应用用21o 应应用用:n 全面替代全面替代环环形形线线圈圈车辆检测车辆检测器，广泛用

9、于交通流量器，广泛用于交通流量检测检测， ，交叉口信号灯控制，城市快速路出入口匝道控制交叉口信号灯控制，城市快速路出入口匝道控制n 对对交通流量和平均交通流量和平均车车速的速的检测检测准确度准确度较较高高n 能能够识别够识别7 7种种车车型型3.1.3 超声波超声波车辆检测车辆检测器的安装与器的安装与应应用用22o 应应用用:n 交通流量交通流量o 测测量量发发射和接收超声波的射和接收超声波的时间时间差差计计算出超声波算出超声波发发射和接收所走射和接收所走过过的距离的距离n 车车型型o 比比对对超声波超声波发发射波和接收波，射波和接收波，获获得得车辆长车辆长度度变变化曲化曲线线及及高度高度变变

10、化曲化曲线线，以此推出，以此推出车辆车辆的外形的外形轮轮廓廓线线 n 车车速速o 车辆车辆先后通先后通过悬过悬挂于同一挂于同一车车道上方的两个超声波道上方的两个超声波检测检测器的器的时间时间差以及两差以及两检测检测器的距离，可以器的距离，可以计计算算车辆车辆地点瞬地点瞬时车时车速，速，进进一步准一步准确确计计算地点平均算地点平均车车速（速（时间时间平均平均车车速）速）3.1.3 超声波超声波车辆检测车辆检测器的安装与器的安装与应应用用23o 应应用用:n 占有率占有率o 测测量量发发射和接收超声波的射和接收超声波的时间时间差差计计算出超声波算出超声波发发射和接收所走射和接收所走过过的距离的距离

11、n 拥拥堵堵时间时间o 比比对对超声波超声波发发射波和接收波，射波和接收波，获获得得车辆长车辆长度度变变化曲化曲线线及及高度高度变变化曲化曲线线，以此推出，以此推出车辆车辆的外形的外形轮轮廓廓线线 主要内容主要内容3.1 超声波车辆检测器n工作原理及分类n特点及适用性n安装与应用3.2 微波车辆检测器雷达测速仪n基本组成及工作原理n特点及适用性n安装与应用3.3 微波车辆检测器远程微波车辆检测器n基本工作原理及工作过程n特点及适用性n安装与应用3.2 微波微波车辆检测车辆检测器器雷达雷达测测速速仪仪o 利用微波（雷达）检测原理，工作时检测单元连续发射微波，根据反射波束的强弱来检测车辆的存在3.

12、2 微波微波车辆检测车辆检测器器雷达雷达测测速速仪仪o 能同能同时检测时检测双向多条双向多条车车道的道的车车流量、流量、车车速、速、车车型并提供型并提供车头时车头时距和距和车车道占用率的道占用率的统计统计数据，其分型方式是按数据，其分型方式是按车长车长来划分来划分o 从从检测单检测单元出来的数据可以通元出来的数据可以通过过RS232串口串口传输传输到管理到管理计计算算机，可以机，可以实现实现数据数据实时实时上上传传o 它可以它可以测测量微波投影区域内目量微波投影区域内目标标的距离，通的距离，通过过距离来距离来实现对实现对多多车车道的静止道的静止车辆车辆和行和行驶车辆驶车辆的的检测检测。 。 微

13、波（雷达）检测器微波（雷达）检测器SS105SS1053.2 微波微波车辆检测车辆检测器器雷达雷达测测速速仪仪o 利用微波（雷达）检测原理，工作时检测单元连续发射微波，通过被反射波束来检测车辆的存在手持式测速设备手持式测速设备Stalker雷达测速仪雷达测速仪 智能雷达智能雷达测测速速车车3.2.1 雷达雷达测测速速仪仪基本基本组组成与工作原理成与工作原理28o 基本基本组组成成:n 微波振微波振荡荡器器n 收收发发隔离器隔离器n 混混频频器器 29o 检测检测原理原理:n 多普勒效多普勒效应应0ff o远处迎面驶来发出警报声的警车在离你越近时，汽笛声的音调越高o从警车到达你所在位置开始，音调

14、开始降低o而当警车离开你后，所听到的音调会越来越低，这种现象就称为多普勒效应3.2.1 雷达雷达测测速速仪仪基本基本组组成与工作原理成与工作原理30o 检测检测原理原理:n 多普勒效多普勒效应应002fCVffR反射信号的频率微波源产生的发射信号的频率运动物体的速度电磁波的传播速度假设：波源静止不动，物体运动3.2.1 雷达雷达测测速速仪仪基本基本组组成与工作原理成与工作原理31o 特点特点:n 优点o 全天候工作o 使用方便o 价格低廉n 缺点o 安装条件要求较高o 不能对车辆进行准确分型3.2.2 雷达雷达测测速速仪仪特点与适用性特点与适用性32o 适用性适用性:n 主要应用于高速公路、城

15、市快速路、普通公路交通流量调查站和桥梁的交通参数采集n 提供车流量、速度、车道占有率和车型等实时信息n 雷达测速仪在车型单一、车流稳定、车速分布均匀的道路上准确度较高，但在拥堵以及大型车较多、车型分布不均的路段，由于遮挡严重，测量准确度会受到较大的影响3.2.2 雷达雷达测测速速仪仪特点与适用性特点与适用性3.2.3 雷达雷达测测速速仪仪的安装与的安装与应应用用33o 安装安装:n 雷达雷达测测速速仪发仪发射波束的射波束的张张角是一个很重要的技角是一个很重要的技术术指指标标： ：张张角越大，角越大，测测速准确度越易受到影响速准确度越易受到影响3.2.3 雷达雷达测测速速仪仪的安装与的安装与应应

16、用用34o 应应用用:n 手持式交警手持式交警现场执现场执法法车车速超速速超速违违章章监测监测3.2.3 雷达雷达测测速速仪仪的安装与的安装与应应用用35o 应应用用:n 手持式交警手持式交警现场执现场执法法车车速超速速超速违违章章监测监测n 定点定点违违章超速道路章超速道路检测检测主要内容主要内容3.1 超声波车辆检测器n工作原理及分类n特点及适用性n安装与应用3.2 微波车辆检测器雷达测速仪n基本组成及工作原理n特点及适用性n安装与应用3.3 微波车辆检测器远程微波车辆检测器n基本原理及工作过程n特点及适用性n安装与应用Remote Traffic Microwave Sensor (RT

17、MS)3.3 微波微波车辆检测车辆检测器器远远程微波程微波车辆检测车辆检测器器(RTMS)Remote Traffic Microwave Sensor (RTMS)3.3 微波微波车辆检测车辆检测器器远远程微波程微波车辆检测车辆检测器器(RTMS)o 可可检测检测大范大范围车辆围车辆存在性存在性n几米到几十米几米到几十米o 可可检测检测断面断面8 8车车道的交通流量，道的交通流量，平均平均车车速，占有率，速，占有率，车车型分型分类类， ，车间车间距等交通参数距等交通参数o 绝绝大多数大多数场场合下取代合下取代环环形形线线圈圈检测检测器，又具有智能性器，又具有智能性39o 工作原理工作原理:3

18、.3.1 RTMS基本原理及工作基本原理及工作过过程程40o 工作原理工作原理:3.3.1 RTMS基本原理及工作基本原理及工作过过程程o 调频连续调频连续波波3.3.1 RTMS基本原理及工作基本原理及工作过过程程42o 工作工作过过程程:3.3.1 RTMS基本原理及工作基本原理及工作过过程程3.3.2 远远程微波程微波车辆检测车辆检测器特点及适器特点及适应应性性43o 优优点点:n 安装安装简简易方便，不破坏路面，易方便，不破坏路面，维维修修时时不需封不需封闭闭车车道道n 微波微波频频率决定了其有多个率决定了其有多个检测检测区域的明区域的明显优势显优势，即可，即可检测检测静止的静止的车辆

19、车辆， ，还还可以可以侧侧向方式向方式检测检测多多车车道的交通量、道的交通量、车车速、速、占有率等多占有率等多项项交通流交通流n 可可全天候工作，抗干全天候工作，抗干扰扰能力能力强强。能穿透雨滴、。能穿透雨滴、浓雾浓雾和大雪，和大雪，安装立柱的弯曲和振安装立柱的弯曲和振动动也不会影响也不会影响检测检测精度精度n 交通量交通量计计数精度数精度较较高高3.3.2 远远程微波程微波车辆检测车辆检测器特点及适器特点及适应应性性44o 缺点缺点:n 无法无法像像视频检测视频检测提供提供视觉监视视觉监视的能力，不能的能力，不能记录车辆记录车辆或交或交通的可通的可视视特征特征n 流量流量小、速度差距大的情况

20、下小、速度差距大的情况下测测速精度速精度差差n 安装安装精度要求高，精度要求高，检测检测精度受周精度受周围围地形条件的影响，需安地形条件的影响，需安装在路装在路侧侧没有丘陵或其他障碍物的平坦没有丘陵或其他障碍物的平坦路段路段n 道路道路具有具有铁铁制的分割制的分割带时带时， ，检测检测精度下降精度下降3.3.2 远远程微波程微波车辆检测车辆检测器特点及适器特点及适应应性性45o 适用性适用性:n适合于适合于车车流量大、流量大、车辆车辆行行驶驶速度均匀的速度均匀的道路道路n 目前主要目前主要应应用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流量量调查调查站和站和桥桥梁的交通参数梁的交通参数采集采集n 提供提供车车流量、速度、流量、速度、车车道占有率和道占有率和车车型等型等实时实时信息信息n 信息信息可用隔离接触器可用隔离接触器连连接到接到现现行的控制器或通行的控制器或通过过串行通信串行通信线线路路连连接到