幾種車輛檢測技術(shù)的簡介與比較
隨著科學(xué)技術(shù)的進步,汽車檢測診斷技術(shù)也飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的檢測方法已不能滿足現(xiàn)代汽車檢測需要,其它領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展?jié)B透也促進了汽車檢測設(shè)備與手段的發(fā)展更新。目前人們已能依靠各種先進儀器設(shè)備,對汽車進行綜合檢測診斷,而且具有自動控制檢測過程,自動采集檢測數(shù)據(jù)等功能,使檢測診斷過程更安全、更快捷、更準確。使用現(xiàn)代儀器設(shè)備診斷技術(shù)是汽車檢測與診斷技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。汽車檢測技術(shù)是伴隨著汽車技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展的。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步,特別是計算機技術(shù)的進步,汽車檢測技術(shù)也飛速發(fā)展。目前人們能依靠各種先進的儀器設(shè)備,對汽車進行不解體檢測,而且安全、迅速、可靠。汽車綜合性能檢測就是在汽車使用、維護和修理中對汽車的技術(shù)狀況進行測試和檢驗的一門技術(shù)。
智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems,ITS)在我國得到了廣泛應(yīng)用。車輛檢測是智能交通系統(tǒng)的組成部分,通過車輛檢測方式采集有效的道路交通信息,獲得交通流量、車速、道路占有率、車間距、車輛類型等基礎(chǔ)數(shù)據(jù),有目的地實現(xiàn)監(jiān)測、控制、分析、決策、調(diào)度和疏導(dǎo)。目前,車輛檢測器的種類很多,如有線圈檢測、視頻檢測、微波檢測、激光檢測、聲波檢測、超聲波檢測、磁力檢測、紅外線檢測等。
線圈檢測方式

通過一個電感器件即環(huán)形線圈與車輛檢測器構(gòu)成一個調(diào)諧電子系統(tǒng),當車輛通過或停在線圈上會改變線圈的電感量,激發(fā)電路產(chǎn)生一個輸出,從而檢測到通過或停在線圈上的車輛。
線圈檢測技術(shù)成熟、易于掌握、計數(shù)非常精確、性能穩(wěn)定。
缺點是交通流數(shù)據(jù)單一、安裝過程對可靠性和壽命影響很大、修理或安裝需中斷交通、影響路面壽命、易被重型車輛、路面修理等損壞。另外高緯度開凍期和低緯度夏季路面以及路面質(zhì)量不好的地方對線圈的維護工作量比較大的。
視頻檢測方式

視頻檢測方式是一種基于視頻圖像分析和計算機視覺技術(shù)對路面運動目標物體進行檢測分析的視頻處理技術(shù)。它能實時分析輸入的交通圖像,通過判斷圖像中劃定的一個或者多個檢測區(qū)域內(nèi)的運動目標物體,獲得所需的交通數(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)的優(yōu)點是無需破壞路面,安裝和維護比較方便,可為事故管理提供可視圖像、可提供大量交通管理信息、單臺攝像機和處理器可檢測多車道。
它的缺點是精度不高,容易受環(huán)境、天氣、照度、干擾物等影響,對高速移動車輛的檢測和捕獲有一定困難。因為,拍攝高速移動車輛需要有足夠快的快門(至少是 1/3000S )、足夠數(shù)目的像素以及好的圖像檢測算法的支持,視頻檢測由于需要進行計算往往無法捕獲到高速運動物體。
微波(多卜勒)檢測方式
微波式交通檢測器通過發(fā)射低能量的連續(xù)頻率調(diào)制微波信號,處理回波信號,可以檢測出多達8個車道的車流量、道路占有率、平均車速、長車流量等交通流參數(shù)。微波檢測由發(fā)射天線和發(fā)射接收器組成。發(fā)射器對檢測區(qū)域發(fā)射微波,當車輛通過時,由于多普勒效應(yīng)反射波會以不同的頻率返回,通過檢測反射波的頻率來檢測車輛是否通過。
優(yōu)點是在惡劣氣候下性能出色,可以全天候工作、可檢測靜止的車輛、直接檢測速度、可以側(cè)向方式檢測多車道、安裝維護方便。
缺點是側(cè)面安裝只能區(qū)分長車短車,相鄰車道同時過車時可能漏記車輛數(shù)。雷達就是依據(jù)“多卜勒效應(yīng)” 的一種微波檢測方式。雷達先發(fā)出一個頻率為 1000 兆赫的脈沖微波,如果微波射在靜止不動的車輛上,被反射回來,它的反射波頻率不會改變,仍然是 1000 兆赫。反之,如果車輛在行駛,而且速度很快,那么,根據(jù)多卜勒效應(yīng),反射波頻率與發(fā)射波的頻率就不相同。通過對這種微波頻率微細變化的精確測定,求出頻率的差異,就可以換算出汽車的速度。雷達測速有效范圍大約在每小時 24 公里到 255 公里之間,測速范圍比較大,精確度也相當高。對于速度較快,車流量較少且方向統(tǒng)一的高速公路上面,采用微波雷達配合高速攝像機是一種不錯的選擇。而對于多車道、車輛并行、人車混雜的復(fù)雜路段,單純只使用多普勒效應(yīng)的微波雷達對路口、路段違法車輛的進行檢測,則具有較大困難,在檢測范圍內(nèi)如果出現(xiàn)多個車輛,往往無法區(qū)分目標車輛。另外,測速雷達一般安裝在公路中間6米高的橫臂上面,如果比較高的大型車輛(如掛車、貨柜車等)經(jīng)過,由于車體比較高,造成車體頂部距離雷達太近,雷達發(fā)出的脈沖微波射在車體頂部被反射回來的距離大大縮短,往往造成了計算出來的速度值比較大,會產(chǎn)生比較大的誤差。
磁力檢測方式
在鐵磁材料中會發(fā)生磁阻的非均質(zhì)現(xiàn)象(AMR),當沿著一條長而且薄的鐵磁合金帶的長度方向施加一個電流,在垂直于電流的方向施加一個磁場。合金帶自身的阻值會發(fā)生變化。利用AMR磁阻效應(yīng)生產(chǎn)的AMR磁阻傳感器成功地將三維方向(x,y,z)的單個傳感器件集成在同一個芯片上,而且將傳感器與調(diào)節(jié)、補償電路集成一體化,可以很好地感測地磁范圍內(nèi)低于1高斯的磁場,可以根據(jù)一些鐵磁物體對地磁的擾動,來檢測車輛的存在,也可以根據(jù)不同車輛對地磁產(chǎn)生的擾動不同來識別車輛類型。
磁阻傳感器的優(yōu)點有:安裝、維修方便,不必封閉車道、破壞路面。
缺點也非常明顯,對于縱向過于靠近的車輛的干擾排除能力較差,即當車流速度較低,前后車輛之間的距離較小時對測量精度影響較大。
超聲波檢測方式
超聲波檢測的原理與雷達測速類似,都是利用 “多卜勒效應(yīng)”的反射原理,發(fā)射器從頂部發(fā)出超聲波,當有車輛通過時,接收器接收到回波的時間是不一樣的,據(jù)此可以判斷是否有車通過。與雷達測速不同的只不過其傳感器探頭發(fā)出的是聲波而不是電磁波。
此種檢測設(shè)備的缺點是必須頂臵安裝,安裝條件受到一定的限制,并且傳感頭在路口這種灰塵極大的惡劣環(huán)境中使用,壽命非常短。因此這種檢測方法并不實用。
激光檢測方式
激光檢測為點測量行為,從理論上講是可行的并且檢測精度過程都相當高,但與微波雷達一樣,同樣面臨路口多道路,多車輛和多行人的三多影響,點測量的效率無法滿足監(jiān)管要求,最重要的是:激光檢測中的激光束對人體(主要是人眼的傷害)是其在使用中極為嚴重的問題。在歐美等國家又用激光測速的交通測速儀器,其性能指標不僅要達到國際 Class1 安全標準,同時在使用中必須用人工操控,以避免對人眼造成傷害。在日本是嚴格禁止用激光作交通檢測設(shè)備的,因此,激光檢測在理論上講比較好,但目前在使用中的安全問題仍未解決。
紅外檢測方式
紅外檢測器是頂臵式或路側(cè)式的交通流檢測器。該檢測器一般采用反射式檢測技術(shù)。反射式檢測器探頭由一個紅外發(fā)光管和一個紅外接收管組成,其工作原理是由調(diào)制脈沖發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制脈沖,經(jīng)紅外探頭向道路上輻射,當有車輛通過時,紅外線脈沖從車體反射回來被探頭的接收管接收,經(jīng)紅外解調(diào)器解調(diào)再通過選通、放大、整流和濾波后觸發(fā)驅(qū)動器輸出一個檢測信號。
這種檢測器具有快速準確、輪廓清晰的檢測能力。其缺點是工作現(xiàn)場的灰塵、冰霧會影響系統(tǒng)的正常工作。
幾種車輛檢測技術(shù)的比較

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( 發(fā)表人:羅勇杰 )