双光束激光测速仪与交通监测系统优化.pdf

ELECTRONICS WORLD?术交
双光東激光測速与交通监測系统恍化
合肥工业大学李昌其
【摘要】依据传统的电子眼交通监测系统和新近出现的机动车激光测速仪的測量原理,本文提出一种基于双光束激光测速仪与电子眼结合的
道路通行状况的监测系统:该系统用机动车激光測速仪取代原有电子眼交通监测系统的雷达测速仪和地感线图测速仪,同时対原系统摄像功
进行升级,增加了来集车斬通过某段道路的数量、通过时间、平均车速、实时车流密度等信息的功能,使原有的交通監测系统升级为道路
通行状况监测系统,提升了交通管理的智能化水平
【关键词】双光東激光测速仪;电子眼;交通监测系统;交通管理智能化
h,测速误差为1kmh。其工作原理如图1所示
0引言
道路交通无论是过去、现在和将来,都是人类进步的重要物质
基础。随着中国经济实力不断增强,中国的道路交通得到了迅猛发
展;同时也造成了车辆数量急剧增加,车流高峰期道路拊堵严重的
后果。这给我国的交通管理工作带来了严峻挑战
L
中国现有的“电子眼”父通监测測系统在车辆测速方面使用的连
续波雷达测速仪和地感线圈测速仪,随着社会和交通的发展已逐渐
图1双光束机动车激光测速仪工作原理
落后,无法满足当前社会需求。此外,现有的交通监测系统还不具
双光東机动车激光测速仪,依靠激光发射器发射的测量双光東
有采集车流及道路的各项信息及分析道路通行状況的能力,这将限
获得被測姫离.、2,由两测暈光束的头角6和[.1、「.2的距离便可
制中国交通管理的智能化发展。
计算出车辆在测量区域走过的位移W,计算公式见式(1)
机动车激光测速仪,是上世纪末发展起来的一种新型机动车行
-21.06
驶速度和方向的测量仪器,因其测量准确可,在交通管理中应用
当目标车辆行驶进测測量区域吋,W、T1.ェ2分別表示车辆外形轮
日益广泛。同时,随着图像传感器技术的发展及图像识别技术的进廓上的同一点先后炳次触发测量光東[.1、12后车辆行驶的位移和
步,现有交通摄像装置可容易地扩相应功能,使之能采集某段道时刻,其速度可由式(2)计算出
路车辆数量、通过时间、平均车速、实时车流密度等信息,并可实
现车辆识别、违章筛选等功能,从而能实时监测道路的通行状况
基丁上述理由,本文提出了一种双光東激光测速仪与电子眼相
需要注意,由于被测车辆外形轮鄘的差异,车辆前后触发激光
结合的道路通行状的监测系统,并给出大体设计思路。
束的实际触发位置并不相同,所以每辆车的W值并不相同,每辆车
的W侑取決于不同车辆的外形轮廓点,如图2所示
几种车辆测速仪器的分析比较
针对车辆行驶速度的测定,传统方法有地感线圈测速、雷达测
速等方法,这些方法各有其缺陷和特定使用环境,在现实应用中的
效果受环境因素影响较
(1)地感线圈測速原理是电磁感应定律,在公路上相隔一·段
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距离的地下安置两个地感线圏,当车辆通过第一个地感线圏时,作
为计时的开始信号,当车辆通过第二个地感线圈时,作为计时的结
東信号,由于两个地感线圈圏距离已知,因此便可测到车辆在该处的
机动车外形轮点的位置
速度。因为地感线圏需埋设在地下,其安装利维修会对路面造成破
图2车辆外形轮廓点位置(以小轿车为例)
坏,这是限制地感线閣大规模应用的一个弊端。
当激光測速仪双激光朿火角0很小时,由式(2)求得的W值
2)雷达测速原理是多普勒效应,该方法使用和安装起来都
与实际车辆行驶位移值偏差很小,可以近似相等。但0过小会导致
简单方便,且灵敏度较高,在高速公路的车辆测速系统上应用
测量误差増大,所以双激光束夹角θ需要根据实验合理确定,使最
泛。但在城市道路网上,由于城市电磁环境复杂,且雷达测速装置终测量误差减至最小。
灵敏度较高,所以其误报率会大幅增加,导致其取证可靠性大打折2.2电子眼基本工作原理
扣,限制了雷达测速在城市坏境的应用。
“电子眼”,俗称“电子警察”,又称“智能交违章监摄
新近出现的机动车激光测速仪是在激光测距基础上产生的。激
管理系统”。在雷达型电子警察系统中,雷达通过帛口向控制器发
光测速仪通过两次特定时间间隔的激光测距,取得该时段内被测物
送车速信息,无车辆通过时,雷达不发送数据或发送车速为零的数
体的移动距和时间,从而获得被測物体速度。与传统的车辆測速据;当宙达检测到车辆时,系统采集车辆的速度信息,并由控制器
仪器相比,机动车激光测速仪有如下优点
启动摄像头工作,摄像头按其设定流程对车辆进行抓拍,获取车辆
(1)测量离更大,测速精度更高,误差范围为1km/h。而雷达
车牌信息,电子警察系统合并车牌与车速信息后传输倒上级系统。
测速和地感线圈测速误差范围分别为为3kmh和4-~6km/h
(2)激光测速仪既可用作固定式测速装置,也可以用作移动式測3道路通行监测系统设计方案
速装置:用作固定式测速装置使用时,其安装位置可灵活选择,不
会破环原有基础设施
3.1道路通行监测系统构成
(3)机动车激光测速仪能在复杂的电磁环境下保持高精度测量
本文提出的道路通行监测系统主要由两部分组成:双光朿机动
工作稳定可靠,因此其取证能力好于雷达测速仪
车激光测速仪和电子眼。该系统将现有的电子眼抓拍摄像头与双光
東机动车激光测速装置合为一体,做到各自采集的信息.可以交互使
2监测系统基本原理
用,实现功能互.补。该系统对原有系统的升级改进主要在两方面
是升级其车速測量方法,用更加先进的双光束激光测速仪代替传
2.1激光测速仪基本测量原理
统的地感线圏测潓和宙达测速装置,实现更精准可靠的车速测量功
双光朿机动车激光测速仪,采用905m波长的脉沖激光,脉冲能:二是对原系统的车辆检测与识別、车辆信息检索、违章抓拍、
重复率400097,測量距离一般在30m以内,測速范围为20~250kmn/路实时监控功能进行丌级,并能采集某段道路驶入车辆的车辆计
电子世界·17
万方数