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智能交通测速系统的现状和发展方向

时间:2011-05-25 00:00:00  来源:互联网  编辑:互联网

  超速行驶被称之为道路交通的第一杀手,其危害远远超过其他交通违法行为。由于超速行驶的严重危害性,世界各国都通过不同形式的立法严禁超速行驶,采取各种有效手段努力控制超速行驶,并对其施以重罚,以期减少因超速而引发的交通事故。但由于车辆行驶的不规则性,测量方式方法的局限性导致测量精度不够准确,执法部门需要根据各自的实际情况,选择合适测速设备,以达到最好的测速效果。

  车辆测速可以划分为地感线圈测速、雷达测速、激光测速、视频测速等多种不同的测速方法,再辅以适当的拍照识别记录传输系统就构成了各种原理的监测系统。这些系统中测速方法的实用条件,各自的性能、安装等方面的优缺点进行进一步的分析探讨,进而提出自己的对视频测速的发展方向的一些观点。

  间区域即为超速监测区域。当机动车进入第一个线圈时会在电路中产生电磁感应,同时触发计时器开始计时;走出第二个线圈后,计时结束,根据两个线圈之间的距离和产生感应的时间差,以距离除以时间就可以算出车辆通过超速监测区域时的速度。

  (1)测速优点

  该系统设计安装成本底,测量精度较高,车辆有效捕获率较高。

  (2)系统缺点

  安装施工时会破坏路面,影响路面寿命。受到客观环境的影响寿命较低,一般为2—3年需要更换一批线圈设备。

  (3)实用性建议

  系统比较适合需要成本较低的城市路面,普通道路路面等地方使用。尤其是和道路建设过程中就开始安装线圈还是比较便利的。

  一、线圈测速的原理和使用优缺点二、雷达测速原理和使用优缺点

  (1)测速原理

  地感线圈测速一般用两个线圈,两个线圈之

  (1)测速原理

  雷达测速主要是应用了多普勒原理,当一定发射频率的雷达波束射到移动目标时,其反射频率携带的目标速度信息与发射频率不同,两者之差称为多普勒频率,多普勒频率与目标的移动速度成正比,以此测量车辆相应的速度。系统的难点在于使用雷达测速对于安装测量的角度要求比较高。雷达测速根据载波不同可以分为窄波束雷达和宽波束雷达。目前车道测速主要是应用窄波束雷达。

  (2)系统优点

  系统应用比较广泛,技术比较成熟,测速精度较高。

  (3)系统缺点

  系统不能同时检测多个车道的多个车辆,和车牌识别的配合较为困难,系统捕获率较低。由于夹角问题,系统对安装要求比较高。

  (4)实用性建议

  用于高速公路路面测速,普通公路路面测速,设计成本较高,需要跟车牌识别抓拍系统相配合使用,最好能够结合视频车牌识别才能保证系统具有较高的车辆捕获率,同时不需要夜晚强光补光。

  二、激光测速原理和使用的优缺点

  (1)测速原理:

  激光测速设备采用红外线半导体激光二极管发射出一定频率极窄的光束精确地瞄准目标,通过测量红外线光波在激光测速设备与目标之间的传送时间来决定速度。由于光速是固定的,激光脉冲传送到目标再折返的时间会与距离成正比。以142).固定间隔发射两个脉冲,即可测得两个距离;将此两个距离之差除以发射时间间隔即可得到目标的速度。

  系统的难点在于如何控制测速的角度,测速系统应该正对运动物体的运动方向,测量偏差角度应处于一定的范围,并对测量结果进行相应的校正。

  (2)测速优点:

  系统测速精度高,测速范围大,监测目标准确,抗千绕能力强,系统耗电量低。

  (3)测速缺点:

  系统成本高,不能同时检测多个车道的多个车辆。激光测速器不可能具备在运动中使用,只能在静止条件下使用。由于系统自身夹角问题,根据角度对测量结果进行修整较为困难。

  (4)实用性建议:

  由于设计成本高,用于高速公路路面精确测速,也需要跟车牌识别抓拍系统相配合使用,构成了完整的监测系统,最好能够结合视频车牌识别才能保证系统具有更高的车辆捕获率,同时不需要夜晚强光补光。


  三、视频测速的原理和使用的优缺点视频测速的发展是随着核心处理器的发展逐步成熟起来的,视频测速可惜划分为虚拟线圈测速、车辆跟踪测速、跨区域车牌识别测速等多种方法。

  (一)虚拟线圈测速

  (1)测速原理

  将摄像头安装在测速路面的正中间的门架上,将视野中的图像按照车道的不同,在每个车道上各设置两个虚拟线圈,实际测量虚拟线圈所在位置的实际距离,根据车辆触发的顺序和时间得到车辆的速度。

  系统的难点在于如何对检测背景进行自适应更新,如何精确检测车辆在触发线圈时车辆位置,如何解决车辆之行跨道问题。

  (2)测速的优点

  不需要对路面进行破坏,安装维护方便,系统复杂度低,在较低的处理器下就能很好的完成,能够完成车流量统计工作,并且能够对路边违章停车进行检测,适合于车道数比较少、大货车比较少的路面。

  (3)测速缺点

  主要是测速精度误差比较大,测速本身容易受到车辆遮挡、树阴、车辆自身的阴影、散落物以及各种不良天气的影响,测速的稳定性需要进一步加强,同时需要夜晚需要强光补光,否则测速精度差距就会更大。

  (二)视频车辆跟踪测速

  (1)测速原理

  将摄像头安装在测速路面的正中间的门架上,将视野正对车道,采用车辆识别技术对视野中的车辆进行识别判断,对视野中的每一辆车,记录车辆在视野中经过的位置,针对车辆位置进行整理跟踪分析,从而得到车辆的速度。系统难点在于视频背景更新技术,多目标识别定位跟踪技术,单一目标准确定位技术。

  (2)测速优点

  不需要对路面进行破坏,安装维护方便。系统能够同时对多辆车进行测速,在白天测速精度高,对小车测速精度高,结合车牌识别系统,能够对超速车辆进行抓拍识别执法。

  (3)测速缺点

  系统正常工作需要在夜晚进行强光补光,夜晚检测精度较低。系统易受到车辆遮挡、树阴、车辆自身的阴影、散落物、夜晚灯光以及各种不良天气的影响,从而降低了检测精度。如果达到系统满桢处理需要的处理器的性能较高。

  (三)跨区域车牌识别测速

  (1)测速原理

  在定长封闭路段同一方向内不同地点安装车牌识别系统,将分别的识别结果送到检测中心,分析同一车牌在两个测试点之间出现的时间差即可得到车辆在路段内的平均时速,将认为超速车辆抓拍起来。

  系统难点在于如何提高系统车牌抓拍率,如何对相似车牌进行关键部分比较识别,识别的一致性分析。

  (2)系统优点

  能够对某一路段内的车辆进行超速判断,车牌平均速度计算较准确,摆脱了系统对夜晚强光补光的需要。对车牌识别进行关键字比较,不要求一定要对全部车牌识别正确。

  (3)系统缺点

  系统受到车牌识别性能影响。车牌夜晚抓拍率和识别率需要进一步提高。安装需要安装两个门架,安装成本较高。

  三种方法实用性建议:

  如果在高速公路上使用,推荐使用跨区域车牌识别测速,在使用的过程中,能够不用视频测速系统,只需要安装车牌识别设备就能够完成车辆测速,系统成本具有一定的竞争力。如果在普通公路使用推荐使用视频车辆跟踪测速,不推荐使用虚拟线圈测速。普通公路路况复杂很难对路段进行测速实现。

  整体而言跨区域车牌识别测速和视频车辆跟踪测速的设计成本都低于雷达测速系统,而且目前视频测速测量精度能够控制在5%以内。

  (四)智能交通测速发展趋势

  总之,不同原理的监测系统有其各自的优缺点,目前在国内应用最广泛的主要是地感线圈原理和雷达原理的监测系统,这两种监测系统在满足一定测速准确度要求的条件下价格相对便宜,性价比较高。

  精确视频机动车测速的方法和原理,克服了激光测速和雷达测速中存在的对测速角度要求高的要求,非常适合于安装在道路上方,俯视路面进行监测。但视频测速必须克服夜晚检测精度低,抗干扰能力差的缺点。不过随着技术的不多进步,由于视频处理技术逐步成熟,在交通监控系统采用视频处理已成为现代智能交通(ITs)的发展方向和趋势,现在多数大城市中闯红灯系统已经由线圈和雷达等工作方式过渡到视频处理方式,并取得了良好效果;流量、速度监控系统也逐渐采用了视频处理方式,在汉城机场高速路,香港海底隧道等近年投入的工程项日中,采用视频方式的系统逐渐增多,视频图像检测已成为ITs的关键核心技术之一。多车道实时精确视频机动车测速系统的出现,更说明了视频技术的飞速发展,将会在道路监控领域中起到越来越大的作用。

  相信随着科学技术和硬件系统的进步与发展,各种原理的监测系统会更加完善,发挥各自的长处,还会涌现出更多新的产晶,为更好地维护道路交通安全服务。

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