基于波频的车辆检测技术ppt课件

交通信息检测技术辛乐Email：Tel：67396189综合楼综合楼1121室室交通信息辛乐2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2课程内容第一章：绪论第第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 第3章.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被动声学p被动红外p波频范围3.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3.1 超声波车辆检测器主要内容主要内容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3.1 超声波车辆检测器3.1 超声波超声波车辆检测器器超声波超声波检测器器-CJK033.1 超声波车辆检测器超声波检测器-CJK033.1.1 超声波超声波车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类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oo其分型方式是按车辆外形轮廓划分其分型方式是按车辆外形轮廓划分其分型方式是按车辆外形轮廓划分其分型方式是按车辆外形轮廓划分3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类8工作原理:3.1.1 超声波超声波车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类9o1）组成成:n系系统结构构图o主要包括主要包括超声波探超声波探头、主机及通信三大部分、主机及通信三大部分3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类91）组成:3.1.1 超声波超声波车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类10o2）超声波探）超声波探头（检测器）器）n实物及硬件物及硬件结构构设计图o超声波探超声波探头：超声波的：超声波的发送和接收送和接收oLM812 超声波超声波专用集成用集成电路路3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类102）超声波探3.1.1 超声波超声波车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类11o2）超声波探）超声波探头（检测器）器）n工作原理（超声波工作原理（超声波发送及接收原理）送及接收原理）o压电式式o磁滞伸磁滞伸缩式式o电磁式磁式3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类112）超声波探3.1.1 超声波超声波车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类12o2）超声波探）超声波探头（检测器）器）n工作原理（超声波工作原理（超声波发送及接收原理）送及接收原理）o压电式式o磁滞伸磁滞伸缩式式o电磁式磁式3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类122）超声波探3.1.1 超声波超声波车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类13o3）超声波）超声波车辆检测原理原理n工作工作3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类133）超声波车3.1.1 超声波超声波车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类3.1.1 超声波超声波车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类3.1.1 超声波超声波车辆检测器的工作原理及分器的工作原理及分类16o超声波超声波车辆检测器的分器的分类:n脉冲型n谐振型n连续波型3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类16超声波车辆检3.1.2 超声波超声波车辆检测器特点及适器特点及适应性性17o优点点:n安装安装简易方便，不破坏路面，易方便，不破坏路面，维修修时不需封不需封闭车道道非接非接触式触式检测方式方式n价格低、体价格低、体积小、可移小、可移动、使用寿命、使用寿命较长，易于安装与，易于安装与维护n方向性好方向性好n不受不受车辆遮遮挡影响，影响，对密集密集车流适流适应性好性好n超声波超声波检测通通过检测车辆高度分高度分车型，与人工型，与人工调查分型方分型方式相近，因此得出的式相近，因此得出的分型分型结果最接近人工果最接近人工调查n对雨、雨、雾、雪的穿透能力、雪的穿透能力强，可在，可在恶劣气候条件下工作劣气候条件下工作3.1.2 超声波车辆检测器特点及适应性17优点:3.1.2 超声波超声波车辆检测器特点及适器特点及适应性性18o缺点缺点:n仪器反器反应时间长、误差大，波束差大，波束发散角大、分辨率低、衰减散角大、分辨率低、衰减快，有效快，有效测量距离小量距离小n性能受性能受环境影响，如温度和气流境影响，如温度和气流3.1.2 超声波车辆检测器特点及适应性18缺点:3.1.2 超声波超声波车辆检测器特点及适器特点及适应性性19o适用性适用性:n主要用于主要用于车速速测量、停量、停车场车位位检测，也用于交通信号机中，也用于交通信号机中，替代感替代感应线圈圈检测器作器作为车辆检测器，以降低器，以降低环境干境干扰3.1.2 超声波车辆检测器特点及适应性19适用性:3.1.3 超声波超声波车辆检测器的安装与器的安装与应用用20o安装安装:n垂直安装于垂直安装于车道上方，每个探道上方，每个探头检测一个一个车道道n可充分利用立交可充分利用立交桥和和过街天街天桥、龙门架及路灯的灯杆安装架及路灯的灯杆安装3.1.3 超声波车辆检测器的安装与应用20安装:3.1.3 超声波超声波车辆检测器的安装与器的安装与应用用21o应用用:n全面替代全面替代环形形线圈圈车辆检测器，广泛用于交通流量器，广泛用于交通流量检测，交，交叉口信号灯控制，城市快速路出入口匝道控制叉口信号灯控制，城市快速路出入口匝道控制n对交通流量和平均交通流量和平均车速的速的检测准确度准确度较高高n能能够识别7 7种种车型型3.1.3 超声波车辆检测器的安装与应用21应用:3.1.3 超声波超声波车辆检测器的安装与器的安装与应用用22o应用用:n交通流量交通流量o测量量发射和接收超声波的射和接收超声波的时间差差计算出超声波算出超声波发射和接收所走射和接收所走过的距离的距离n车型型o比比对超声波超声波发射波和接收波，射波和接收波，获得得车辆长度度变化曲化曲线及高度及高度变化曲化曲线，以此推出，以此推出车辆的外形的外形轮廓廓线 n车速速o车辆先后通先后通过悬挂于同一挂于同一车道上方的两个超声波道上方的两个超声波检测器的器的时间差以及两差以及两检测器的距离，可以器的距离，可以计算算车辆地点瞬地点瞬时车速，速，进一步准一步准确确计算地点平均算地点平均车速（速（时间平均平均车速）速）3.1.3 超声波车辆检测器的安装与应用22应用:3.1.3 超声波超声波车辆检测器的安装与器的安装与应用用23o应用用:n占有率占有率o测量量发射和接收超声波的射和接收超声波的时间差差计算出超声波算出超声波发射和接收所走射和接收所走过的距离的距离n拥堵堵时间o比比对超声波超声波发射波和接收波，射波和接收波，获得得车辆长度度变化曲化曲线及高度及高度变化曲化曲线，以此推出，以此推出车辆的外形的外形轮廓廓线 3.1.3 超声波车辆检测器的安装与应用23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安装与应用主要内容3.1 超声波车辆检测器3.2 微波微波车辆检测器器雷达雷达测速速仪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oo利用多普勒效应检测车辆的车速利用多普勒效应检测车辆的车速3.2 微波车辆检测器雷达测速仪利用微波（雷达）检测原理，3.2 微波微波车辆检测器器雷达雷达测速速仪o能同能同时检测双向多条双向多条车道的道的车流量、流量、车速、速、车型并提供型并提供车头时距和距和车道占用率的道占用率的统计数据，其分型方式是按数据，其分型方式是按车长来划分来划分o从从检测单元出来的数据可以通元出来的数据可以通过RS232串口串口传输到管理到管理计算机，算机，可以可以实现数据数据实时上上传o它可以它可以测量微波投影区域内目量微波投影区域内目标的距离，通的距离，通过距离来距离来实现对多多车道的静止道的静止车辆和行和行驶车辆的的检测。微波（雷达）检测器微波（雷达）检测器SS105SS1053.2 微波车辆检测器雷达测速仪能同时检测双向多条车道的车3.2 微波微波车辆检测器器雷达雷达测速速仪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速速车3.2 微波车辆检测器雷达测速仪利用微波（雷达）检测原理，3.2.1 雷达雷达测速速仪基本基本组成与工作原理成与工作原理28o基本基本组成成:n微波振微波振荡器器n收收发隔离器隔离器n混混频器器 3.2.1 雷达测速仪基本组成与工作原理28基本组成:29o检测原理原理:n多普勒效多普勒效应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 雷达雷达测速速仪基本基本组成与工作原理成与工作原理29检测原理:远处迎面驶来发出警报声的警车在离你越近时，汽笛30o检测原理原理:n多普勒效多普勒效应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 雷达雷达测速速仪基本基本组成与工作原理成与工作原理30检测原理:反射信号的频率微波源产生的发射信号的频率运动物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 雷达雷达测速速仪特点与适用性特点与适用性31特点:3.2.2 雷达测速仪特点与适用性32o适用性适用性:n主要应用于高速公路、城市快速路、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 雷达雷达测速速仪特点与适用性特点与适用性32适用性:3.2.2 雷达测速仪特点与适用性3.2.3 雷达雷达测速速仪的安装与的安装与应用用33o安装安装:n雷达雷达测速速仪发射波束的射波束的张角是一个很重要的技角是一个很重要的技术指指标：张角越大，角越大，测速准确度越易受到影响速准确度越易受到影响3.2.3 雷达测速仪的安装与应用33安装:3.2.3 雷达雷达测速速仪的安装与的安装与应用用34o应用用:n手持式交警手持式交警现场执法法车速超速速超速违章章监测3.2.3 雷达测速仪的安装与应用34应用:3.2.3 雷达雷达测速速仪的安装与的安装与应用用35o应用用:n手持式交警手持式交警现场执法法车速超速速超速违章章监测n定点定点违章超速道路章超速道路检测3.2.3 雷达测速仪的安装与应用35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基本原理及工作过程n特点及适用性n安装与应用主要内容3.1 超声波车辆检测器Remote Traffic Microwave Sensor(RTMS)3.3 微波微波车辆检测器器远程微波程微波车辆检测器器(RTMS)Remote Traffic Microwave SensRemote Traffic Microwave Sensor(RTMS)3.3 微波微波车辆检测器器远程微波程微波车辆检测器器(RTMS)o可可检测大范大范围车辆存在性存在性n几米到几十米几米到几十米o可可检测断面断面8 8车道的交通流量，道的交通流量，平均平均车速，占有率，速，占有率，车型分型分类，车间距等交通参数距等交通参数o绝大多数大多数场合下取代合下取代环形形线圈圈检测器，又具有智能性器，又具有智能性Remote Traffic Microwave Sens39o工作原理工作原理:n n微波检测器主要由微波发射、接收探头及其控制器、调制微波检测器主要由微波发射、接收探头及其控制器、调制微波检测器主要由微波发射、接收探头及其控制器、调制微波检测器主要由微波发射、接收探头及其控制器、调制解调器等组成解调器等组成解调器等组成解调器等组成n n一般采用一般采用一般采用一般采用10.525GHz10.525GHz10.525GHz10.525GHz或或或或24.45GHz24.45GHz24.45GHz24.45GHz的频率，利用微波（雷达）的频率，利用微波（雷达）的频率，利用微波（雷达）的频率，利用微波（雷达）检测原理，工作时检测单元连续发射微波，通过被反射波检测原理，工作时检测单元连续发射微波，通过被反射波检测原理，工作时检测单元连续发射微波，通过被反射波检测原理，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束来检测车辆的存在束来检测车辆的存在束来检测车辆的存在3.3.1 RTMS基本原理及工作基本原理及工作过程程39工作原理:3.3.1 RTMS基本原理及工作过程40o工作原理工作原理:n nRTMSRTMS在微波束在微波束在微波束在微波束发发射方向上以射方向上以射方向上以射方向上以2m2m为为一一一一层层面分面分面分面分层层面探面探面探面探测测，RTMSRTMS微波束微波束微波束微波束发发射角射角射角射角为为4040，方位角，方位角，方位角，方位角为为1515n n安装好以后，它向公路投影形成一个可以分安装好以后，它向公路投影形成一个可以分安装好以后，它向公路投影形成一个可以分安装好以后，它向公路投影形成一个可以分为为3232个个个个层层面的面的面的面的椭圆椭圆形波束，形波束，形波束，形波束，这这个个个个椭圆椭圆的的的的宽宽度取决于度取决于度取决于度取决于选择选择的工作方式，并因的工作方式，并因的工作方式，并因的工作方式，并因检测检测器安装角度和安装距离的不同稍有器安装角度和安装距离的不同稍有器安装角度和安装距离的不同稍有器安装角度和安装距离的不同稍有变变化化化化3.3.1 RTMS基本原理及工作基本原理及工作过程程40工作原理:3.3.1 RTMS基本原理及工作过程o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程程调频连续波3.3.1 RTMS基本原理及工作过程42o工作工作过程程:n n开机背景自开机背景自开机背景自开机背景自动动学学学学习习n n车辆存在性判断车辆存在性判断车辆存在性判断车辆存在性判断3.3.1 RTMS基本原理及工作基本原理及工作过程程42工作过程:3.3.1 RTMS基本原理及工作过程3.3.2 远程微波程微波车辆检测器特点及适器特点及适应性性43o优点点:n安装安装简易方便，不破坏路面，易方便，不破坏路面，维修修时不需封不需封闭车道道n微波微波频率决定了其有多个率决定了其有多个检测区域的明区域的明显优势，即可，即可检测静止的静止的车辆，还可以可以侧向方式向方式检测多多车道的交通量、道的交通量、车速、速、占有率等多占有率等多项交通流交通流n可全天候工作，抗干可全天候工作，抗干扰能力能力强。能穿透雨滴、。能穿透雨滴、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也不会影响也不会影响检测精度精度n交通量交通量计数精度数精度较高高3.3.2 远程微波车辆检测器特点及适应性43优点:3.3.2 远程微波程微波车辆检测器特点及适器特点及适应性性44o缺点缺点:n无法像无法像视频检测提供提供视觉监视的能力，不能的能力，不能记录车辆或交或交通的可通的可视特征特征n流量小、速度差距大的情况下流量小、速度差距大的情况下测速精度差速精度差n安装精度要求高，安装精度要求高，检测精度受周精度受周围地形条件的影响，需安装地形条件的影响，需安装在路在路侧没有丘陵或其他障碍物的平坦路段没有丘陵或其他障碍物的平坦路段n道路具有道路具有铁制的分割制的分割带时，检测精度下降精度下降3.3.2 远程微波车辆检测器特点及适应性44缺点:3.3.2 远程微波程微波车辆检测器特点及适器特点及适应性性45o适用性适用性:n适合于适合于车流量大、流量大、车辆行行驶速度均匀的道路速度均匀的道路n目前主要目前主要应用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流量用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流量调查站和站和桥梁的交通参数采集梁的交通参数采集n提供提供车流量、速度、流量、速度、车道占有率和道占有率和车型等型等实时信息信息n信息可用隔离接触器信息可用隔离接触器连接到接到现行的控制器或通行的控制器或通过串行通信串行通信线路路连接到其他系接到其他系统，为交通控制管理，交通信息交通控制管理，交通信息发布等提布等提供数据支持供数据支持3.3.2 远程微波车辆检测器特点及适应性45适用性:3.3.3 远程微波程微波车辆检测器的安装与器的安装与应用用o安装安装:n有两种安装模式：侧向安装和正向安装。有两种安装模式：侧向安装和正向安装。n对安装点德选择要考虑后退距离和高度要求对安装点德选择要考虑后退距离和高度要求3.3.3 远程微波车辆检测器的安装与应用安装:3.3.3 远程微波程微波车辆检测器的安装与器的安装与应用用47o安装安装:n侧向安装侧向安装表表1-31-3 RTMS安装的后置距离（安装的后置距离（m）车道数车道数要求最小的后置距离要求最小的后置距离X2型型要求最小的后置距离要求最小的后置距离X3型型13342.544.53663.587.548+中间隔离带中间隔离带94.53.3.3 远程微波车辆检测器的安装与应用47安装:表1-33.3.3 远程微波程微波车辆检测器的安装与器的安装与应用用48o安装安装:n正向安装正向安装3.3.3 远程微波车辆检测器的安装与应用48安装:3.4 其他其他车辆检测器器o红外车辆检测器红外车辆检测器o便携式激光车辆检测器便携式激光车辆检测器o被动式声波车辆检测器被动式声波车辆检测器n是目前市是目前市场上最新的一种上最新的一种检测技技术，利用，利用车辆在路上行在路上行驶时产生的生的噪声噪声来来检测车辆存在，并存在，并计算算车速、速、车长、占有率、占有率等数据。采用等数据。采用侧向安装能同向安装能同时检测多条多条车道道3.4 其他车辆检测器红外车辆检测器SAS-13.4.1 被被动声波声波检测器器SAS-13.4.1 被动声波检测器 被动声波检测器被动声波检测器被动声波检测器被动声波检测器-SAS 1-SAS 1可用于车辆识别，目前来看，由于研究时间短，系可用于车辆识别，目前来看，由于研究时间短，系可用于车辆识别，目前来看，由于研究时间短，系可用于车辆识别，目前来看，由于研究时间短，系统可靠性差些统可靠性差些统可靠性差些统可靠性差些永久式安装永久式安装3.4.1 被被动声波声波检测器器 被动声波检测器-SAS 1永久式安装3.4.1 被动