交通测速仪ppt课件

2012/5/14
系统结构
脉冲式半导体激光测速仪可分为四部分: 激光发射系统, 激光接收 系统, 计数系统( 数据采集及信息处理、显示) 及电源部分。
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发射系统结构组成
在电源控制下发出一串激光束, 经过光学系统的调制后形成具有 一定面积和强度的平行光束, 发送到待测物体上。同时用分光镜 反馈回少量激光能量, 作为起始计时触发脉冲, 通过取样器输送给 激光探测器。
这里针对交通测速仪的工作原理进分析，并提出了有效的改 善其性能的方法。
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激光测速仪抓拍到的违章车辆
2012/5/14
带测速抓拍功能的电子眼
2012/5/14
测速仪分类 测速仪分类 雷达测速仪：发射雷达波测速。
激光测速仪： 发射激光测速。
电感线圈测速仪：测车辆行驶经过两个线圈的平均速度。
放大器一个作用是将接收到的毫伏量级的电信号通过一个 低噪声前置放大器将信号作预放大后,然后 输入到光电信号处 理器进一步放大和处理。
2012/ห้องสมุดไป่ตู้/14
工作原理
测速仪主要系利用多普勒效应（Doppler Effect）（1842） 原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于 发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号 频率将低于发射机率。如此即可借由频率的改变数值， 计算出目标与雷达的相对速度。
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接收系统结构组成
测速仪接收系统包括光学调制( 光学接收天线、滤波器或滤波片) 、 光电探测器( 雪崩光电二极管) 、前置放大器( 低噪声前置放大器 和视频放大器) 、接收电路( 阀值电路、脉冲形成电路)等 在光电传感器前加一滤光片滤除背景光的干扰。
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经过滤光片后的光信号作用在光电传感器上，光电传 感器将光信号转换为电信号，但是得到的电信号只有毫伏 量级，需要放大处理。
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对于多谱勒频率fd的测量，一般采用测频法，即给定一段时间T作为 标准时基，测在标准时基T内通过的多谱勒信号的脉冲个数，其示 意图如图1所示。
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若在标准时基T内测得有N个脉冲，则多谱勒频率fd为：fd=N／T(图1 中fd的信号为经整形后的多谱勒信号)。将fd=N／T代入(3)式得：
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激光测速系统工作流程
发射激光 接收反射 信号
信号放大
计 时 信 号
信号处理 计算速度 超速？ N
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Y 抓拍
技术要点 激光 光束长距离红外机动车激光测速仪多采用905nm波长的阵列脉 冲激光二极管InGaAs发射一串单光束脉冲激光, 其脉冲重复率通常 不大于390Hz, 有效作用距离一般为( 5～1000)m, 测速范围为( 10～ 300) km/h, 测速误差±1km/h
（1）
f0 发射激光频率，f0’ 接收到的激光频率，Vr车辆分速度 ，C光速
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当运动物体驶近微波源时，Vr 为正，当运动物体远离微波源时，Vr 为负。 公式（1）可以改写成
fd
f d 叫做多谱勒频率
2vr =f 0 '-f 0 = c
f0
（2）
c vr = fd 2 f0
（3）
显然运动物体的分速度Vr与fd成正比，即测得fd就可求得目标运动物 体的分速度Vr。
c N vr = 2 f0 T
C, f0 均为已知量，只要测得N和T就可以得到车辆的径向分速度 Vr，再根据V和Vr的关系,式(4)，V=Vr就可以求出车辆速度V
vr v= cos
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（4）
系统结构
交通测速仪系统工作框图
发射激光 图像显示 超速抓拍
车辆
光电传感器 接收
转换电路
信号处理
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激光测速仪（ Laser ）：发射的信号是激光，利用激光的良 好的单色性和方向性，进行定位和测速。
特点：测速快，无法于移动状态下使用，发射锥角度只有不 到十分之一度；因此以激光测速可以明确认定受测目标。
100~200
<0.10
雷达测速
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激光测速
激光测速与雷达测速比较
视频测速仪：图像处理技术
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雷达测速仪（Radar） 雷达工作原理与声波的反射情形极类似，差别只在于其 所使用之波为一频率极高之无线电波，而非声波。雷达 之发射机向某一方向发射发射电脉冲（Pulse），以接 收雷达发射机所发出电脉冲之回波。
特点：雷达波束的照射面大，因此雷达测速易于捕捉 目标。技术成熟，价格适中。发射张角越大，测速准确 率越易受影响
雷达测速：易于捕捉目标，单次测速时间为雷达测速 约高要2~3秒。最大距离约1km,当有两车并行时，雷达测 速仪无法分辨出哪一辆车是超速车辆。无线电波会对测 速雷达产生干扰，使测量结果失真。 激光测速：激光束极细，最大距离约1km,可精确瞄准 任一目标。反应快，单次测速时间约为０.３秒。激光测 速仪由于它的发射角很小，它的测速基本上是点测量行 为，抓拍到的图片有红色准心的就是超速的车辆。只能 在静止状态下应用。雷达感应器可以侦察到雷达测速仪， 极难侦察到激光测速仪的存在。
一般采用900nm~1um量级的激光，为不可见光，不会对驾驶 员视线造成干扰。国家标准规定人眼直视10h无影响。
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识别 机动车激光测速仪的测量方向与车辆的行驶方向往往存在 一个夹角, 导致测量速度小于实际车辆行驶速度, 因此, 为了避 免上述余弦效应对测量结果带来过大的影响, 如不进行补偿, 实 际的测量距离一般应选择50m以上, 并与车辆的行驶方向尽可能 相一致。
交通测速仪教学
1.应用背景 2.测速仪分类 3.激光测速仪系统结构 4.激光测速仪工作原理
5.激光测速仪技术要点
6.其他测速技术
7.产品实物
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应用背景
交通测速仪在交通监控与管制中起着越来越重要的作用，特 别是在道路交通巡逻、检查以及车流量统计的检测方面得到广泛 应用。然而测速仪普遍存在的同题如测试精度不高，作用距离有 限等限制了它的进一广应用。
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工作原理
v

目标
vr
激光测速仪 激光测速仪工作原理图
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多普勒效应
f0 ' f0
1
vr c v 1 r c
一般情况下Vr<<C，公式化简为
v f 0 ' f 0 1+ r c
考虑激光的发射和接收过程，得到
2vr f 0 ' f 0 1+ c