【導讀】高速公路不斷建設,汽車(chē)越來(lái)越普及,交通管理加重,車(chē)輛檢測手段也備受關(guān)注,行之有效的車(chē)輛檢測方式成為智能交通系統的重要組成部分。
機動(dòng)車(chē)觸發(fā)及速度檢測方式比較常用的主要有視頻、地感線(xiàn)圈、激光。本文將對這幾種不同檢測方式進(jìn)行原理介紹和性能比較,重點(diǎn)闡述激光檢測的的原理與特點(diǎn)。
一、視頻檢測
視頻檢測方式是一種基于視頻圖像分析和計算機視覺(jué)技術(shù)對路面運動(dòng)目標物體進(jìn)行檢測分析的視頻處理技術(shù)。采用運動(dòng)目標識別與目標跟蹤技術(shù),利用牌照定位分析、車(chē)輛運動(dòng)軌跡跟蹤、車(chē)燈運動(dòng)軌跡跟蹤等算法,其原理是通過(guò)學(xué)習建立道路的背景模型,將當前幀圖像與背景模型進(jìn)行背景差分得到運動(dòng)前景像素點(diǎn),然后對這些運動(dòng)前景像素進(jìn)行處理得到車(chē)輛信息。
它能實(shí)時(shí)分析輸入的交通圖像,通過(guò)判斷圖像中劃定的一個(gè)或者多個(gè)檢測區域內的運動(dòng)目標物體,獲得所需的交通數據。其優(yōu)點(diǎn)是安裝和維護簡(jiǎn)單方便、無(wú)需破壞路面,但是精度不高,容易受環(huán)境、天氣、照度、干擾物等影響,對高速移動(dòng)車(chē)輛的檢測和捕獲有一定困難。
二、地感線(xiàn)圈檢測
地感線(xiàn)圈檢測是一種基于電磁感應原理的車(chē)輛檢測方式,由車(chē)輛檢測器和地感線(xiàn)圈及引線(xiàn)兩部分組成。它通常在同一車(chē)道的道路路基下埋設環(huán)形線(xiàn)圈,通以一定工作電流,作為傳感器。當車(chē)輛通過(guò)該線(xiàn)圈或者停在該線(xiàn)圈上時(shí),車(chē)輛本身上的鐵質(zhì)將會(huì )改變線(xiàn)圈內的磁通,引起線(xiàn)圈回路電感量的變化,檢測器通過(guò)檢測該電感量的變化來(lái)判斷通行車(chē)輛狀態(tài)。
地感線(xiàn)圈測速一般要用到兩個(gè)線(xiàn)圈,兩個(gè)線(xiàn)圈之間的區域即超速監測區域。當機動(dòng)車(chē)進(jìn)入第一個(gè)線(xiàn)圈時(shí)會(huì )在電路中產(chǎn)生電磁感應,同時(shí)觸發(fā)計時(shí)器開(kāi)始計時(shí);走出第二個(gè)線(xiàn)圈后,計時(shí)結束,根據兩個(gè)線(xiàn)圈之間的距離和產(chǎn)生感應的時(shí)間差,以距離除以時(shí)間算出車(chē)輛通過(guò)監測區域時(shí)的速度。有時(shí)為提高測速準確度,可以加入第三個(gè)線(xiàn)圈,取得車(chē)輛經(jīng)過(guò)各線(xiàn)圈時(shí)的平均值,將其作為測量值。
使用地感線(xiàn)圈檢測方式,技術(shù)成熟、易于掌握、計數精確、性能穩定。但線(xiàn)圈施工的過(guò)程對可靠性和壽命影響很大,需要對路面進(jìn)行切割,影響路面壽命。在線(xiàn)圈安裝和修復時(shí)需要中斷交通,地感線(xiàn)圈易被重型車(chē)輛、路面修理等損壞。另外高緯度開(kāi)凍期和低緯度夏季路面以及路面質(zhì)量不好的地方對線(xiàn)圈的維護工作量比較大的,一般使用2-3年就需要更換線(xiàn)圈,實(shí)際維修養護費用高于其它測速設備。
三、激光檢測
激光檢測設備采用紅外線(xiàn)半導體激光二極管發(fā)射出一定頻率極窄的光束精確地瞄準目標,以光速到達目標物后反射回來(lái)被接收單元接收,通過(guò)測量紅外線(xiàn)光波在激光檢測設備與目標之間的傳送時(shí)間來(lái)決定與目標物的距離,進(jìn)而由連續測量的距離得到某段時(shí)間內的平均速度,因為這個(gè)測量時(shí)間極短,因此這個(gè)平均速度可認為是瞬時(shí)速度,即實(shí)現激光的測速。
激光檢測為點(diǎn)測量行為,采用一級人眼安全激光,屬于近紅外不可見(jiàn)光譜,對人體健康無(wú)害。它綜合了地感線(xiàn)圈檢測和視頻檢測的優(yōu)勢,以深圳砝石激光FS-ITS10V激光車(chē)輛檢測器就能滿(mǎn)足:
(1)檢測精度高、測量范圍大、檢測時(shí)間短:車(chē)輛捕獲率達到99%以上,車(chē)輛觸發(fā)位置精度可達±0.25m,測速誤差±3km/h;
(2)非機械接觸測量,避免了車(chē)輛輪軸擠壓而造成的線(xiàn)材損傷,也保證了傳感器的精度。穩定性好,安裝和維護簡(jiǎn)單方便、無(wú)需破壞路面;
(3)全天候工作,能夠在惡劣天氣條件下工作;
(4)采用一類(lèi)安全激光,對人眼晴安全:工作波長(cháng)為905nm可稱(chēng)為 "安全"的激光。
這些優(yōu)勢使得它可被廣泛應用于智能交通領(lǐng)域車(chē)輛檢測,它的缺點(diǎn)在于價(jià)格較貴,但其適用范圍廣闊,應用前景光明。隨著(zhù)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展,激光檢測設備成本也將不斷下降,所以激光檢測技術(shù)必將在ITS領(lǐng)域得到廣泛的應用,并代表車(chē)輛檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢。
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