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1、交通信息检测技术,辛乐Email：Tel： 67396189综合楼1121室,2,课程内容,第一章：绪论第二章：基于磁频的车辆检测技术第三章：基于波频的车辆检测技术 第四章：基于视频的车辆检测技术第五章：基于射频的车辆检测技术第六章：移动型交通数据采集技术第七章：交通检测数据预处理技术第八章：交通检测技术综合应用,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（包括声波和电磁波等）的特性实现车辆检测按工作方式划分主动方式超声波微波主动红外被动方式被动声学被动红外波频范围,主要内容,3.1 超声波车辆检测器工作原理及分类特点及适用性安装与应用3.2 微波车辆检测器雷达测速
2、仪基本组成及工作原理特点及适用性安装与应用3.3 微波车辆检测器远程微波车辆检测器基本工作原理及工作过程特点及适用性安装与应用,主要内容,3.1 超声波车辆检测器工作原理及分类特点及适用性安装与应用3.2 微波车辆检测器雷达测速仪基本组成及工作原理特点及适用性安装与应用3.3 微波车辆检测器远程微波车辆检测器基本工作原理及工作过程特点及适用性安装与应用,3.1 超声波车辆检测器,超声波检测器-CJK03,8,3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类,工作原理: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因为路上有车和路上无
3、车时的传感器所测信号有差别，可借此确定车辆的出现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其分型方式是按车辆外形轮廓划分,9,3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类,1）组成:系统结构图主要包括超声波探头、主机及通信三大部分,10,3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类,2）超声波探头（检测器）实物及硬件结构设计图超声波探头：超声波的发送和接收LM812 超声波专用集成电路,11,3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类,2）超声波探头（检测器）工作原理（超声波发送及接收原理）压电式磁滞
4、伸缩式电磁式,12,3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类,2）超声波探头（检测器）工作原理（超声波发送及接收原理）压电式磁滞伸缩式电磁式,13,3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类,3）超声波车辆检测原理工作,3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类,3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类,16,3.1.1 超声波车辆检测器的工作原理及分类,超声波车辆检测器的分类:脉冲型谐振型连续波型,17,3.1.2 超声波车辆检测器特点及适应性,优点:安装简易方便，不破坏路面，维修时不需封闭车道非接触式检测方式价格低、体积小、可移动、使用寿命较长，易于安装与维护方向性好不受车辆遮
5、挡影响，对密集车流适应性好超声波检测通过检测车辆高度分车型，与人工调查分型方式相近，因此得出的分型结果最接近人工调查对雨、雾、雪的穿透能力强，可在恶劣气候条件下工作,18,3.1.2 超声波车辆检测器特点及适应性,缺点:仪器反应时间长、误差大，波束发散角大、分辨率低、衰减快，有效测量距离小性能受环境影响，如温度和气流,19,3.1.2 超声波车辆检测器特点及适应性,适用性:主要用于车速测量、停车场车位检测，也用于交通信号机中，替代感应线圈检测器作为车辆检测器，以降低环境干扰,20,3.1.3 超声波车辆检测器的安装与应用,安装:垂直安装于车道上方，每个探头检测一个车道可充分利用立交桥和过街天桥
6、、龙门架及路灯的灯杆安装,21,3.1.3 超声波车辆检测器的安装与应用,应用:全面替代环形线圈车辆检测器，广泛用于交通流量检测，交叉口信号灯控制，城市快速路出入口匝道控制对交通流量和平均车速的检测准确度较高能够识别7种车型,22,3.1.3 超声波车辆检测器的安装与应用,应用:交通流量测量发射和接收超声波的时间差计算出超声波发射和接收所走过的距离车型比对超声波发射波和接收波，获得车辆长度变化曲线及高度变化曲线，以此推出车辆的外形轮廓线 车速车辆先后通过悬挂于同一车道上方的两个超声波检测器的时间差以及两检测器的距离，可以计算车辆地点瞬时车速，进一步准确计算地点平均车速（时间平均车速）,23,3
7、.1.3 超声波车辆检测器的安装与应用,应用:占有率测量发射和接收超声波的时间差计算出超声波发射和接收所走过的距离拥堵时间比对超声波发射波和接收波，获得车辆长度变化曲线及高度变化曲线，以此推出车辆的外形轮廓线,主要内容,3.1 超声波车辆检测器工作原理及分类特点及适用性安装与应用3.2 微波车辆检测器雷达测速仪基本组成及工作原理特点及适用性安装与应用3.3 微波车辆检测器远程微波车辆检测器基本工作原理及工作过程特点及适用性安装与应用,3.2 微波车辆检测器雷达测速仪,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利用多普勒效应检测车辆的车速,3.2 微
8、波车辆检测器雷达测速仪,能同时检测双向多条车道的车流量、车速、车型并提供车头时距和车道占用率的统计数据，其分型方式是按车长来划分从检测单元出来的数据可以通过RS232串口传输到管理计算机，可以实现数据实时上传它可以测量微波投影区域内目标的距离，通过距离来实现对多车道的静止车辆和行驶车辆的检测。,微波（雷达）检测器SS105,3.2 微波车辆检测器雷达测速仪,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Stalker雷达测速仪,智能雷达测速车,28,3.2.1 雷达测速仪基本组成与工作原理,基本组成:微波振荡器收发隔离器混频器,29,检测原
9、理:多普勒效应,远处迎面驶来发出警报声的警车在离你越近时，汽笛声的音调越高从警车到达你所在位置开始，音调开始降低而当警车离开你后，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 雷达测速仪基本组成与工作原理,30,检测原理: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 雷达测速仪基本组成与工作原理,31,特点:优点 全天候工作 使用方便 价格低廉 缺点 安装条件要求较高 不能对车辆进行准确分型,3.2.2 雷达测速仪特点与适用性,32,适用性:主要应用于高速公路、城市快速路、普通公路交通流量调查
10、站和桥梁的交通参数采集提供车流量、速度、车道占有率和车型等实时信息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 雷达测速仪特点与适用性,33,3.2.3 雷达测速仪的安装与应用,安装:雷达测速仪发射波束的张角是一个很重要的技术指标：张角越大，测速准确度越易受到影响,34,3.2.3 雷达测速仪的安装与应用,应用:手持式交警现场执法车速超速违章监测,35,3.2.3 雷达测速仪的安装与应用,应用:手持式交警现场执法车速超速违章监测定点违章超速道路检测,主要内容,3.1 超声波车辆检
11、测器工作原理及分类特点及适用性安装与应用3.2 微波车辆检测器雷达测速仪基本组成及工作原理特点及适用性安装与应用3.3 微波车辆检测器远程微波车辆检测器基本原理及工作过程特点及适用性安装与应用,Remote Traffic Microwave Sensor (RTMS),3.3 微波车辆检测器远程微波车辆检测器(RTMS),Remote Traffic Microwave Sensor (RTMS),3.3 微波车辆检测器远程微波车辆检测器(RTMS),可检测大范围车辆存在性几米到几十米可检测断面8车道的交通流量，平均车速，占有率，车型分类，车间距等交通参数绝大多数场合下取代环形线圈检测器，又
12、具有智能性,39,工作原理:微波检测器主要由微波发射、接收探头及其控制器、调制解调器等组成一般采用10.525GHz或24.45GHz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，通过被反射波束来检测车辆的存在,3.3.1 RTMS基本原理及工作过程,40,工作原理:RTMS在微波束发射方向上以2m为一层面分层面探测，RTMS微波束发射角为40，方位角为15安装好以后，它向公路投影形成一个可以分为32个层面的椭圆形波束，这个椭圆的宽度取决于选择的工作方式，并因检测器安装角度和安装距离的不同稍有变化,3.3.1 RTMS基本原理及工作过程,调频连续波,3.3.1 RTMS基本原理
13、及工作过程,42,工作过程:开机背景自动学习车辆存在性判断,3.3.1 RTMS基本原理及工作过程,43,3.3.2 远程微波车辆检测器特点及适应性,优点:安装简易方便，不破坏路面，维修时不需封闭车道微波频率决定了其有多个检测区域的明显优势，即可检测静止的车辆，还可以侧向方式检测多车道的交通量、车速、占有率等多项交通流可全天候工作，抗干扰能力强。能穿透雨滴、浓雾和大雪，安装立柱的弯曲和振动也不会影响检测精度交通量计数精度较高,44,3.3.2 远程微波车辆检测器特点及适应性,缺点:无法像视频检测提供视觉监视的能力，不能记录车辆或交通的可视特征流量小、速度差距大的情况下测速精度差安装精度要求高，
14、检测精度受周围地形条件的影响，需安装在路侧没有丘陵或其他障碍物的平坦路段道路具有铁制的分割带时，检测精度下降,45,3.3.2 远程微波车辆检测器特点及适应性,适用性:适合于车流量大、车辆行驶速度均匀的道路目前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提供车流量、速度、车道占有率和车型等实时信息信息可用隔离接触器连接到现行的控制器或通过串行通信线路连接到其他系统，为交通控制管理，交通信息发布等提供数据支持,3.3.3 远程微波车辆检测器的安装与应用,安装:有两种安装模式：侧向安装和正向安装。对安装点德选择要考虑后退距离和高度要求,47,3.3.3 远程微波车辆检测器的安装与应用,安装:侧向安装,表1-3 RTMS安装的后置距离（m）,48,3.3.3 远程微波车辆检测器的安装与应用,安装:正向安装,3.4 其他车辆检测器,红外车辆检测器便携式激光车辆检测器被动式声波车辆检测器是目前市场上最新的一种检测技术，利用车辆在路上行驶时产生的噪声来检测车辆存在，并计算车速、车长、占有率等数据。采用侧向安装能同时检测多条车道,SAS-1,3.4.1 被动声波检测器,被动声波检测器-SAS 1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,永久式安装,3.4.1 被动声波检测器,
