雷達(dá)測速(窄波雷達(dá))

1、測速抓拍系統(tǒng)設(shè)計方案沈陽騰翔科技有限公司一、概述1.1前言近年來，隨著城市機(jī)動車數(shù)量的不斷增長，在帶來諸多便利的同時，也存在著一些問題。車輛違法行為層出不窮，交通事故頻頻發(fā)生，都給城市交通管理造成了一定的難度。在“向科技要警力、向科技要效率”的今天，充分利用高科技手段，開發(fā)和研制出可以糾正遏制交通違法行為，有效實現(xiàn)交通管理，提高交通運(yùn)輸效率的產(chǎn)品顯的十分必要。目前國內(nèi)外雖有類似產(chǎn)品先后被研發(fā)出并面世，但都或多或少存在著不足之處。產(chǎn)品大多采取標(biāo)清攝像機(jī)加視頻采集卡的方式實現(xiàn)對違法車輛的記錄，雖然價格低廉，但穩(wěn)定性欠缺，故障率較高，增加了維護(hù)成本和工作量。國外產(chǎn)品較為穩(wěn)定，但功能相對比較單一，價格

2、十分昂貴，不適宜全面推廣，大多只應(yīng)用在一些要求非常嚴(yán)格的高端智能測速抓拍領(lǐng)域。針對上述情況，公司推出了新一代窄波高清一體化測速抓拍取證系統(tǒng)。它相對第一代測速儀有了很大的改進(jìn)，像素200萬、500萬可選，采取觸摸屏操作，操作簡便明了。同時二代測速系統(tǒng)設(shè)計更加簡單輕便，更加靈活，并且增加了一些智能調(diào)節(jié)功能。該系統(tǒng)緊密結(jié)合公安業(yè)務(wù)需求，綜合吸收了國內(nèi)外產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，采用全嵌入式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、功能強(qiáng)大、安裝方便，適宜全面推廣。系統(tǒng)的設(shè)計還充分利用了公司在安防監(jiān)控行業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)了安防監(jiān)控與智能交通的完美結(jié)合，隨著該系統(tǒng)的推出，將真正的解放警力，提高交警的工作效率，實現(xiàn)“科技強(qiáng)警”。12設(shè)計依據(jù)

3、1. 中華人民共和國道路交通安全法2. 中華人民共和國道路交通安全法實施條例3. 公路交通安全實施設(shè)計技術(shù)規(guī)范JTJ074-2003)4. 公路車輛智能監(jiān)測記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件(GA/T497-2009)5. 公安交通指揮系統(tǒng)工程建設(shè)通用程序和要求(GA/T651-2006)6. 公安交通管理外場設(shè)備基礎(chǔ)施工通用要求(GA/T652-2006)7. 公安交通指揮系統(tǒng)工程設(shè)計制圖規(guī)范(GA/T515-2004)8. 安全防范工程技術(shù)規(guī)范(GB503482004)9. 安全防范系統(tǒng)雷電浪涌防護(hù)技術(shù)要求(GA/T670-2006)10. 交通電視監(jiān)視系統(tǒng)工程驗收規(guī)范(GA/T514-2004)11.

4、 機(jī)動車超速自動監(jiān)測系統(tǒng)(JJG527-2007)12. 機(jī)動車?yán)走_(dá)測速儀(JJG528-2004)13. 道路交通安全違法行為圖像取證技術(shù)規(guī)范(GA/T832-2009)14. 國家和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定1.3設(shè)計原則1、標(biāo)準(zhǔn)化：測速抓拍系統(tǒng)按照公安部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范規(guī)定的技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計，同時，在采用高清攝像技術(shù)方面又進(jìn)行了功能和性能上的擴(kuò)展。2、可擴(kuò)展性和兼容性：由于用戶以后的需求會不斷增加，系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)模將隨之?dāng)U大，在設(shè)計上，既要在功能上推陳出新，又要兼容舊的系統(tǒng)，以保護(hù)用戶的投資，因此我們采用模塊化設(shè)計，模塊間數(shù)據(jù)傳輸均采用標(biāo)準(zhǔn)的傳輸協(xié)議，任何一個模塊的升級短期內(nèi)都不會影響到其它模塊的正常

5、應(yīng)用。3、可用性：我們的方案在充分考慮用戶實際情況，針對大多數(shù)用戶的需要，設(shè)計出可滿足各種需要的方案，并充分考慮了人為不可抗拒的其他因素造成故障的可能性；同時，也必須摒棄已經(jīng)安裝應(yīng)用的老的測速系統(tǒng)出現(xiàn)的各種影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的技術(shù)。4、易用性：測速儀采用一體化設(shè)計，模塊化的設(shè)計使安裝使用非常方便。用戶只需簡單的接線，并按相應(yīng)的調(diào)試程序進(jìn)行安裝調(diào)試就可達(dá)到最佳的應(yīng)用效果。所有超速抓拍、實時上傳、錄像、黑名單、等工作均可輕松實現(xiàn)。5、合理性：嚴(yán)格以系統(tǒng)工程學(xué)及其它先進(jìn)理論指導(dǎo)設(shè)計，使系統(tǒng)的各部分合理配置，有機(jī)融合并盡可能的發(fā)揮設(shè)備潛力和軟件功能，最大限度地提高性能價格比。6、先進(jìn)性：充分利用科技進(jìn)步成

6、果，采用先進(jìn)設(shè)備和軟件，使系統(tǒng)具有完備的功能，并且易于升級換代，在保證其先進(jìn)性的前提下具有較長的生命周期。7、實用性：系統(tǒng)功能充分滿足用戶的實際需求，人機(jī)界面友好，易于使用、管理、維護(hù)、擴(kuò)展。8、可行性:系統(tǒng)設(shè)計、選材、選型符合國家和地方政府的法規(guī)政策，與用戶及上級管理部門的管理制度相適應(yīng)，與用戶在經(jīng)濟(jì)承受能力方面的實際情況相吻合。9、可靠性：采取選用高集成設(shè)備，采用自動檢測、自動報警、自動監(jiān)控和容錯等技術(shù)來保證可靠性。10、安全性：系統(tǒng)具有防病毒，防誤操作特性，有較強(qiáng)的抗干擾、抗靜電能力，同時提供數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)措施。系統(tǒng)還將提供用戶等級權(quán)限保護(hù)，有效排除人為因素的干擾。二、工作原理及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

7、測速儀的工作原理為多普勒雷達(dá)原理：當(dāng)雷達(dá)發(fā)射一固定頻率的脈沖波對空掃描時，如遇到活動目標(biāo)，回波的頻率與發(fā)射波的頻率出現(xiàn)頻率差，稱為多普勒頻率。根據(jù)多普勒頻率的大小，可測出目標(biāo)對雷達(dá)的徑向相對運(yùn)動速度。OUI中:dll尺文案大全雷達(dá)波黑色為雷達(dá)茨射波.紅色為返回波模塊、鋰電池、大容量存儲硬盤、報警模塊以及最主要的工業(yè)抓拍主機(jī)等組成，onl<aijiik并有USB2.0、RS232、以太網(wǎng)等各種豐富的數(shù)據(jù)接口，鋰電池一次充電可連續(xù)工作8小時以上，完全可以滿足正常的測速抓拍需求。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖如下:單元液品最于屏測謔擊達(dá)DC12VIt系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖實物圖1實物圖22.1雷達(dá)單元測速儀工作原理為

8、雷達(dá)所發(fā)射的高頻信號從處于在其作用范圍內(nèi)的移動目標(biāo)反射時改變頻率值（多普勒效應(yīng)）。這種多普勒頻移正比于移動目標(biāo)的速度。系統(tǒng)對車輛的圖像抓拍是指系統(tǒng)運(yùn)用各種觸發(fā)方式對機(jī)動車輛進(jìn)圖像拍攝，選擇可靠的抓拍觸發(fā)方式是系統(tǒng)具有高抓拍率的保證。SIAVDR-N-S型平板雷達(dá)，具有測速精度高，能提供狹窄的輻射場型，保證狹窄的探測區(qū)域。被監(jiān)控的目標(biāo)車進(jìn)入狹窄的探測區(qū)域之后，雷達(dá)測速儀發(fā)送觸發(fā)信號。在90%的情況下雷達(dá)在發(fā)送觸發(fā)信號的時刻，對應(yīng)的車輛所在的位置會在±1.5m的狹窄的探測區(qū)域之內(nèi)。當(dāng)被監(jiān)控的目標(biāo)車離開探測區(qū)域的時候，該雷達(dá)測速儀會確認(rèn)目標(biāo)車已離開探測區(qū)域，并發(fā)送目標(biāo)車的速度和車長。這種工

9、作模式保證觸發(fā)信號和速度值屬于同一輛車，保證了測速儀的捕獲率。SIAVDR-N-S型平板雷達(dá)技術(shù)參數(shù)如下：SIAVDR-N-S型平板雷達(dá)振蕩頻率：24.15GHz發(fā)射功率：小于10mW無線波瓣寬度：5度（-3db）雷達(dá)反應(yīng)時間：小于0.1秒電源電壓：直流10.5-14.5V功耗：DC12V時，電流小于700mA外型尺寸：115X96X67mm重量：小于1.5kg工作溫度范圍：-4080攝氏度相對濕度范圍：090%（非凝結(jié)狀態(tài)）2.2攝像單元采用大恒逐行掃描2/3"CCD機(jī)芯，具有1628X1236的圖像分辨率。當(dāng)檢測到有超速車輛經(jīng)過時，攝像單元拍攝1-3張高清照片可選，并在前端本地進(jìn)

10、行存儲。攝像單元集成了最新的鏡頭設(shè)計技術(shù)，在偏振鏡的幫助下，通過特殊的光學(xué)鍍膜處理可使得在同一個照片中清晰的顯示司機(jī)面容和車輛牌照。2.3顯示單元高清晰高亮度的顯示單元保證了在陽光照射下仍可以看清系統(tǒng)操作界面，采用密封面板使得系統(tǒng)具有可靠的防塵、防潮性能；觸摸屏設(shè)計使得在野外實際操作時簡單方便；平均無故障工作時間3萬小時充分保證質(zhì)量的穩(wěn)定性。輕觸式操作按鍵，可對亮度、對比度、色度等項目進(jìn)行調(diào)整以滿足各種使用要求。在非現(xiàn)場處罰使用條件下，調(diào)試完成后可按輕觸式電源開關(guān)關(guān)閉顯示器電源，以便節(jié)省電量。顯示單元技術(shù)參數(shù)如下：前面板：防塵航空鋁面板安裝方式：面板式安裝輸入信號：LVDS控制：前面板OSD電

11、源供應(yīng)：DC12V電源系統(tǒng)支持：MSDOS,LinuxWindows98/SE,WindowsNT4.O,Windows2000,WindowsXP尺寸(寬X高X厚)：220X200X150mm視角：+75-75°(H),+75-60°(V)工作溫度：0°C60°C(32°F140°F)儲存溫度：-20°C60°C(-4°F140°F)儲存濕度：10%95%40°C振動：10150Hz,0.15mm10循環(huán)1G沖擊：30G鋒值加速度(11毫秒，周期)防水：前面板IP65認(rèn)證LCD低工作

12、電壓和低功耗顯示尺寸：6.5"TFT亮度：350cd/m?觸摸屏類型：類比式分辨率：連續(xù)透光率：79%以上控制：USB功耗：5V100Ma驅(qū)動：支持Linuxwindows98/NT/2000/ME/XP壽命：100萬次2.4照明單元在環(huán)境光線較弱或者夜晚時，要使數(shù)碼相機(jī)拍攝到清晰的照片，需使用輔助光源進(jìn)行補(bǔ)光，通常輔助光源可以選擇恒定照明燈或者閃光燈。在夜間，閃光燈還可以有效抑止汽車大燈對成像質(zhì)量的影響，在強(qiáng)光照射下（例如晴天正午），系統(tǒng)會自動調(diào)整攝像機(jī)的成像模式，抑止強(qiáng)光影響，保證圖片曝光正常，成像清晰。三、系統(tǒng)功能3.1車輛捕獲功能系統(tǒng)設(shè)備采用工業(yè)化設(shè)計，一體化結(jié)構(gòu)，使用方便，

13、性能穩(wěn)定可靠，設(shè)備具有隱蔽性，可在不同路段進(jìn)行固定、移動兩種方式進(jìn)行執(zhí)法拍攝。200萬高清圖片，滿足單臺設(shè)備同時抓拍1-6車道的需求。3.2車輛圖像抓拍功能根據(jù)用戶設(shè)定的限速值等參數(shù)（測速范圍為5km/h250km/h），系統(tǒng)能自動測量通過車輛的瞬時速度，可自動區(qū)分車輛行駛方向。根據(jù)不同路段規(guī)定設(shè)置限速值，準(zhǔn)確拍攝超速車輛2張全景圖片，所抓拍的圖片能清晰顯示車輛的車牌號碼、車輛顏色、通行時間、地點(diǎn)、車速、限速、超速百分比以及行駛方向等。3.3系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)相機(jī)曝光功能系統(tǒng)能夠根據(jù)光線變化自動調(diào)節(jié)相機(jī)曝光，在環(huán)境無霧包括雨雪天、晚間無路燈照明等情況下，采用頻閃輔助光源進(jìn)行補(bǔ)光，保證系統(tǒng)可在多種條件

14、下清晰的抓拍違章車輛圖像，包括車牌顏色、車輛類型及駕駛?cè)藛T的面貌特征等。3.4違法車輛數(shù)據(jù)的保存系統(tǒng)對違法車輛進(jìn)行抓拍時，每次拍攝1-3幅圖片可選，拍攝形成的圖像文件以JPEG格式本地保存，可存儲上百萬條數(shù)據(jù)信息。3.5系統(tǒng)抓拍范系統(tǒng)抓拍車道范圍達(dá)到6車道以上，測速范圍為5km/h250km/h,抓拍捕獲率99%,并支持雙向車道超低速車輛測速。3.6多種人機(jī)交互接口為便于操作使用，系統(tǒng)提供鼠標(biāo)和觸摸屏兩種人機(jī)界面，采用全中文人性化的操作界面，界面設(shè)計簡介易懂。為配合戶外復(fù)雜的工作環(huán)境，設(shè)備采用觸摸屏設(shè)計，并且可以通過液晶屏實時的觀看到抓拍到的違法車輛圖像及超速車輛通過的時間、速度等違法信息，也

15、可通過LCD顯示屏實時監(jiān)控車道的動態(tài)信息。3.7大、小車型設(shè)置及報警功能系統(tǒng)可以根據(jù)路段情況及大、小車型設(shè)置超速限值，當(dāng)通過車輛的速度超過設(shè)定限值時，系統(tǒng)可現(xiàn)場報警，如配備無線傳輸模塊也可遠(yuǎn)程報警。3.8本地存儲功能系統(tǒng)配備500G大容量工業(yè)硬盤，可存儲上百萬張違法數(shù)據(jù)圖片。3.9違法數(shù)據(jù)統(tǒng)計檢索功能系統(tǒng)提供超速車輛統(tǒng)計功能，可統(tǒng)計出某一時間段內(nèi)的超速違法車輛數(shù)量，并以報表的形式輸出，為交通的有效管理提供依據(jù)，提高交通通行效率。同時提供信息檢索功能，按不同權(quán)限對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，并提供模糊查詢、數(shù)據(jù)備份。3.10自動維護(hù)功能系統(tǒng)具備自動維護(hù)功能，自動維護(hù)周期可根據(jù)需要進(jìn)行配置，自動維護(hù)時對設(shè)備的

16、參數(shù)重新初始化后可恢復(fù)到之前工作狀態(tài)。3.11軟件功能及優(yōu)勢系統(tǒng)基于高效的車牌識別軟件具有超速自動抓拍并且可以設(shè)定大小車分別限速功能和限速值與起拍值分別設(shè)定功能，并且具有黑名單比對功能。車牌識別率高達(dá)百分之九十五以上。軟件實現(xiàn)了實時視頻觀測和圖片預(yù)覽功能并可實時進(jìn)行錄像、手動抓拍壓線違停等所有其它違章行為。具有車流量統(tǒng)計、違法查詢、抓拍統(tǒng)計防止人為刪改等功能。3.12USB自動備份功能考慮到違法數(shù)據(jù)的獲取方便，系統(tǒng)除具備通過網(wǎng)絡(luò)的方式下載違法車輛圖片或者視頻文件外，還設(shè)計了USB下載功能，用戶可根據(jù)需要方便的下載違法圖片或者視頻文件到USB移動硬盤或者U盤。只要將USB存儲設(shè)備插入主機(jī)即可自動

17、完成圖片下載工作，無需復(fù)制粘貼操作。3.14數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程維護(hù)功能通過以太網(wǎng)、CDMA/GPRS及3G等技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程訪問和遠(yuǎn)程系統(tǒng)維護(hù)功能，可觀察設(shè)備內(nèi)部溫度、關(guān)鍵部件運(yùn)行狀態(tài)。3.15用戶管理功能對用戶權(quán)限進(jìn)行等級劃分，并可根據(jù)用戶級別增加、刪除和修改用戶權(quán)限，不同等級的用戶擁有不同的操作權(quán)限。在進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、圖片刪除、系統(tǒng)升級等關(guān)鍵操作時，必須進(jìn)行用戶權(quán)限校驗。3.16窄波束雷達(dá)測速更準(zhǔn)，杜絕電子狗偵測系統(tǒng)采用俄羅斯進(jìn)口窄波平板雷達(dá)，測速精度完全符合國標(biāo)要求，窄波束保證雷達(dá)不易被“電子狗”偵測到，并可同時監(jiān)測來向和去向車輛。窄波束雷達(dá)之所以被稱之為窄波雷達(dá)，是因為其自身雷達(dá)發(fā)

18、射波瓣角非常窄，也被稱之為單車道雷達(dá)測速儀，是從其運(yùn)用的角度而言，因其波瓣角比較窄，雷達(dá)有效測量范圍，只限定在一個車道，有效的避免了相鄰車道的車輛速度干擾，所以被稱之為單車道雷達(dá)，而其又被稱之為平板雷達(dá)，是用戶從外觀上給出的直觀的名稱，普通雷達(dá)的發(fā)射天線是喇叭型，而窄波束雷達(dá)測速儀的發(fā)射天線是平板型的，比起普通的寬波雷達(dá)，其優(yōu)越性在于其能有效的避免相鄰車道車輛的速度干擾，確保執(zhí)法取證的正確性、嚴(yán)肅性、唯一性。3.17工業(yè)級器件及高可靠性接插件功耗低，連接可靠，保證了系統(tǒng)在惡劣條件下全天候無故障運(yùn)行系統(tǒng)在硬件電路設(shè)計上采用工業(yè)級器件，整機(jī)功耗低、性能可靠，鋰電池工作時間可達(dá)8h。在連接器件的選擇

19、上，系統(tǒng)采用進(jìn)口高可靠性接插件，如采用雷莫接插件和航空連接器件，進(jìn)一步保證了設(shè)備的可靠性。系統(tǒng)可以采用有線網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)，并可以使用CDMA/GRPS/3G等無線網(wǎng)絡(luò)組建網(wǎng)絡(luò)，最大程度的減少了對安裝位置的依賴。下載數(shù)據(jù)方便，支持光纖有線無線及U盤等方式3.19鋰電供電，超低功耗整機(jī)正常情況下平均功耗20W左右，標(biāo)配1塊鋰電可正常使用10小時以上。3.20固定式和便攜式可相互轉(zhuǎn)換測速抓拍儀將高清抓拍攝像機(jī)、控制主機(jī)、液晶顯示屏、電源、測速雷達(dá)、存儲硬盤等設(shè)計為一體，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。系統(tǒng)一體化的設(shè)計可使用戶方便的在固定式和便攜式間相互轉(zhuǎn)換。移動轉(zhuǎn)固定式使用4.10圖片防篡改系統(tǒng)采用200萬像素高清C

20、CD攝像抓拍單元對違法車輛進(jìn)行抓拍取證，圖片上記錄車輛速度、抓拍時間、抓拍地點(diǎn)、行駛方向、防偽碼、設(shè)備編號等信息；并且圖片內(nèi)嵌水印功能，任何對圖片的篡改都可以被檢測到，最大程度的保證了圖片的有效性。4.11實點(diǎn)及虛點(diǎn)結(jié)合的方式節(jié)省造價根據(jù)國際上測速儀的使用經(jīng)驗，實點(diǎn)及虛點(diǎn)的合理比例為4：1，平均25公里布置一個實點(diǎn)，平均5公里布置一個虛點(diǎn)，在每個箱體前后500米各立一塊警示牌，一年之內(nèi)就可以治理好該路段的超速問題，降低事故。全嵌入式一體機(jī)在任何一個箱體內(nèi)輪換都非常方便，為整個項目大大的節(jié)約了成本，提升了效果。同時配套使用簡單實用的車流量統(tǒng)計分析系統(tǒng)，通過分析觸發(fā)信號生成的log文件中記錄的經(jīng)過

21、監(jiān)測點(diǎn)的所有車輛的時間、速度等信息，能夠統(tǒng)計分析出詳盡的總流量、違法流量等統(tǒng)計圖表和報表。了解這些信息為設(shè)備在實點(diǎn)虛點(diǎn)輪換提供決策依據(jù)，最大可能的用現(xiàn)有設(shè)備擴(kuò)大警示范圍，發(fā)揮利用效能。五、系統(tǒng)性能指標(biāo)5.1嵌入式超速抓拍儀 抓拍捕獲率：$99%；測速范圍：5一250km/h； 測速誤差：V100km/h時，誤差不超過Tkm/hOkm/h，$100km/h時，誤差不超過-3%0%； 雷達(dá)精度：±1km/h； 雷達(dá)震蕩頻率：24.15GHz；雷達(dá)發(fā)射功率：W10mW； 無線波瓣寬度：5度（-3dB）；雷達(dá)反應(yīng)時間：V0.1秒； 攝像機(jī)：200萬CCD逐行掃描； 快門速度：1/50秒1/1

22、0000秒；鏡頭接口：C類型； 監(jiān)控車道：16車道；抓拍延時：0.2秒； 記錄模式：13（可選）張/車； 存儲圖像容量：500G； 抓拍圖片分辨率：1628*1236； 支持功能：增加測距（距離抓拍點(diǎn)的位置）、測車長的功能。 圖片壓縮方式：JPEG；報警輸入：2路；報警輸出：1路； 數(shù)據(jù)接口：閃光燈接口1個，USB2.0接口2個，10/1000M以太網(wǎng)口1個，CDMA/GPRS/可選； 傳輸方式：USB、INTER可選； 主機(jī)功耗：V25W；工作電壓：DC12V； 平均無故障時間：MTBF$30000h； 平均修復(fù)時間：MTTRW30min；接地電阻：W4Q； 工作溫度：-30°C+

23、80°C； 相對濕度：V95%，無冷凝； 尺寸：220*200*150（長*高*寬，單位：毫米）;重量：4.2kg；52頻閃閃光燈閃光燈光源壽命：300萬次;回電時間（全光）:W0.1s；色溫：5500K±200K；照射角度：$55°；閃光燈防護(hù)等級：IP65；接地電阻：W4Q；工作溫度：-30°C-+70°C；相對濕度：V95%；工作電壓：AC220V±20%；六、測速抓拍系統(tǒng)現(xiàn)場實景案例圖片城柏對間：201哲：車遠(yuǎn)：Q/PRADO2AQ637S|K：2014704/D9T3?49:59.531亳獷設(shè)備爲(wèi)號：029吉、卅總鎰冰爍陽專?*癡HB!漏I項目名稱項目特征單位數(shù)量嵌入式抓拍工業(yè)控制主機(jī)1采用TI公司6467雙核(ARM+DSP)處理器；2網(wǎng)絡(luò)接口2個，100M/1000M自適應(yīng)；3.串行接口6個，標(biāo)準(zhǔn)RS-232/RS-485接口；