幾種車輛檢測(cè)技術(shù)的簡(jiǎn)介與比較
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,汽車檢測(cè)診斷技術(shù)也飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的檢測(cè)方法已不能滿足現(xiàn)代汽車檢測(cè)需要,其它領(lǐng)域新技術(shù)的發(fā)展?jié)B透也促進(jìn)了汽車檢測(cè)設(shè)備與手段的發(fā)展更新。目前人們已能依靠各種先進(jìn)儀器設(shè)備,對(duì)汽車進(jìn)行綜合檢測(cè)診斷,而且具有自動(dòng)控制檢測(cè)過程,自動(dòng)采集檢測(cè)數(shù)據(jù)等功能,使檢測(cè)診斷過程更安全、更快捷、更準(zhǔn)確。使用現(xiàn)代儀器設(shè)備診斷技術(shù)是汽車檢測(cè)與診斷技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。汽車檢測(cè)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(jìn)步,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步,汽車檢測(cè)技術(shù)也飛速發(fā)展。目前人們能依靠各種先進(jìn)的儀器設(shè)備,對(duì)汽車進(jìn)行不解體檢測(cè),而且安全、迅速、可靠。汽車綜合性能檢測(cè)就是在汽車使用、維護(hù)和修理中對(duì)汽車的技術(shù)狀況進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)的一門技術(shù)。
智能交通系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems,ITS)在我國(guó)得到了廣泛應(yīng)用。車輛檢測(cè)是智能交通系統(tǒng)的組成部分,通過車輛檢測(cè)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(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)、控制、分析、決策、調(diào)度和疏導(dǎo)。目前,車輛檢測(cè)器的種類很多,如有線圈檢測(cè)、視頻檢測(cè)、微波檢測(cè)、激光檢測(cè)、聲波檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、磁力檢測(cè)、紅外線檢測(cè)等。
線圈檢測(cè)方式

通過一個(gè)電感器件即環(huán)形線圈與車輛檢測(cè)器構(gòu)成一個(gè)調(diào)諧電子系統(tǒng),當(dāng)車輛通過或停在線圈上會(huì)改變線圈的電感量,激發(fā)電路產(chǎn)生一個(gè)輸出,從而檢測(cè)到通過或停在線圈上的車輛。
線圈檢測(cè)技術(shù)成熟、易于掌握、計(jì)數(shù)非常精確、性能穩(wěn)定。
缺點(diǎn)是交通流數(shù)據(jù)單一、安裝過程對(duì)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(duì)線圈的維護(hù)工作量比較大的。
視頻檢測(cè)方式

視頻檢測(cè)方式是一種基于視頻圖像分析和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)對(duì)路面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)物體進(jìn)行檢測(cè)分析的視頻處理技術(shù)。它能實(shí)時(shí)分析輸入的交通圖像,通過判斷圖像中劃定的一個(gè)或者多個(gè)檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)物體,獲得所需的交通數(shù)據(jù)。
該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是無需破壞路面,安裝和維護(hù)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(tái)攝像機(jī)和處理器可檢測(cè)多車道。
它的缺點(diǎn)是精度不高,容易受環(huán)境、天氣、照度、干擾物等影響,對(duì)高速移動(dòng)車輛的檢測(cè)和捕獲有一定困難。因?yàn)?,拍攝高速移動(dòng)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(cè)算法的支持,視頻檢測(cè)由于需要進(jìn)行計(jì)算往往無法捕獲到高速運(yùn)動(dòng)物體。
微波(多卜勒)檢測(cè)方式
微波式交通檢測(cè)器通過發(fā)射低能量的連續(xù)頻率調(diào)制微波信號(hào),處理回波信號(hào),可以檢測(cè)出多達(dá)8個(gè)車道的車流量、道路占有率、平均車速、長(zhǎng)車流量等交通流參數(shù)。微波檢測(cè)由發(fā)射天線和發(fā)射接收器組成。發(fā)射器對(duì)檢測(cè)區(qū)域發(fā)射微波,當(dāng)車輛通過時(shí),由于多普勒效應(yīng)反射波會(huì)以不同的頻率返回,通過檢測(cè)反射波的頻率來檢測(cè)車輛是否通過。
優(yōu)點(diǎn)是在惡劣氣候下性能出色,可以全天候工作、可檢測(cè)靜止的車輛、直接檢測(cè)速度、可以側(cè)向方式檢測(cè)多車道、安裝維護(hù)方便。
缺點(diǎn)是側(cè)面安裝只能區(qū)分長(zhǎng)車短車,相鄰車道同時(shí)過車時(shí)可能漏記車輛數(shù)。雷達(dá)就是依據(jù)“多卜勒效應(yīng)” 的一種微波檢測(cè)方式。雷達(dá)先發(fā)出一個(gè)頻率為 1000 兆赫的脈沖微波,如果微波射在靜止不動(dòng)的車輛上,被反射回來,它的反射波頻率不會(huì)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(duì)這種微波頻率微細(xì)變化的精確測(cè)定,求出頻率的差異,就可以換算出汽車的速度。雷達(dá)測(cè)速有效范圍大約在每小時(shí) 24 公里到 255 公里之間,測(cè)速范圍比較大,精確度也相當(dāng)高。對(duì)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(dá)配合高速攝像機(jī)是一種不錯(cuò)的選擇。而對(duì)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(dá)對(duì)路口、路段違法車輛的進(jìn)行檢測(cè),則具有較大困難,在檢測(cè)范圍內(nèi)如果出現(xiàn)多個(gè)車輛,往往無法區(qū)分目標(biāo)車輛。另外,測(cè)速雷達(dá)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(dá)太近,雷達(dá)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(jì)算出來的速度值比較大,會(huì)產(chǎn)生比較大的誤差。
磁力檢測(cè)方式
在鐵磁材料中會(huì)發(fā)生磁阻的非均質(zhì)現(xiàn)象(AMR),當(dāng)沿著一條長(zhǎng)而且薄的鐵磁合金帶的長(zhǎng)度方向施加一個(gè)電流,在垂直于電流的方向施加一個(gè)磁場(chǎng)。合金帶自身的阻值會(huì)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(gè)傳感器件集成在同一個(gè)芯片上,而且將傳感器與調(diào)節(jié)、補(bǔ)償電路集成一體化,可以很好地感測(cè)地磁范圍內(nèi)低于1高斯的磁場(chǎng),可以根據(jù)一些鐵磁物體對(duì)地磁的擾動(dòng),來檢測(cè)車輛的存在,也可以根據(jù)不同車輛對(duì)地磁產(chǎn)生的擾動(dòng)不同來識(shí)別車輛類型。
磁阻傳感器的優(yōu)點(diǎn)有:安裝、維修方便,不必封閉車道、破壞路面。
缺點(diǎn)也非常明顯,對(duì)于縱向過于靠近的車輛的干擾排除能力較差,即當(dāng)車流速度較低,前后車輛之間的距離較小時(shí)對(duì)測(cè)量精度影響較大。
超聲波檢測(cè)方式
超聲波檢測(cè)的原理與雷達(dá)測(cè)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(dāng)有車輛通過時(shí),接收器接收到回波的時(shí)間是不一樣的,據(jù)此可以判斷是否有車通過。與雷達(dá)測(cè)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(cè)設(shè)備的缺點(diǎn)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(cè)方法并不實(shí)用。
激光檢測(cè)方式
激光檢測(cè)為點(diǎn)測(cè)量行為,從理論上講是可行的并且檢測(cè)精度過程都相當(dāng)高,但與微波雷達(dá)一樣,同樣面臨路口多道路,多車輛和多行人的三多影響,點(diǎn)測(cè)量的效率無法滿足監(jiān)管要求,最重要的是:激光檢測(cè)中的激光束對(duì)人體(主要是人眼的傷害)是其在使用中極為嚴(yán)重的問題。在歐美等國(guó)家又用激光測(cè)速的交通測(cè)速儀器,其性能指標(biāo)不僅要達(dá)到國(guó)際 Class1 安全標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)在使用中必須用人工操控,以避免對(duì)人眼造成傷害。在日本是嚴(yán)格禁止用激光作交通檢測(cè)設(shè)備的,因此,激光檢測(cè)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(cè)方式
紅外檢測(cè)器是頂臵式或路側(cè)式的交通流檢測(cè)器。該檢測(cè)器一般采用反射式檢測(cè)技術(shù)。反射式檢測(cè)器探頭由一個(gè)紅外發(fā)光管和一個(gè)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(dāng)有車輛通過時(shí),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(dòng)器輸出一個(gè)檢測(cè)信號(hào)。
這種檢測(cè)器具有快速準(zhǔn)確、輪廓清晰的檢測(cè)能力。其缺點(diǎn)是工作現(xiàn)場(chǎng)的灰塵、冰霧會(huì)影響系統(tǒng)的正常工作。
幾種車輛檢測(cè)技術(shù)的比較

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( 發(fā)表人:羅勇杰 )