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傳感器輸出特征

發(fā)布時間:2012/4/16 21:16:50 訪問次數(shù):1552

    按照傳感器在智能交通的不同應用領域分別進行討論。
    (1)車輛計數(shù)值的檢測
    感應線圈檢測器、磁力傳感器等地埋型檢測器對CM20MD-12H車輛計數(shù)值的檢測準確度達99%以上,但當車流緩慢、車輛密集,且車輛處于怠速一行駛循環(huán)狀態(tài)時,如果前后相鄰的兩輛車同在檢測區(qū)域上,則當前車離開檢測區(qū)域時,其引起的高電平來不及消退而后車又會引起高電平,則可能將兩輛車漏檢為一輛車。某些型號的視頻圖像檢測器會受其圖像處理算法的影響,使其不能從黑暗背景下分辨出顏色較暗的車輛,所以視頻圖像檢測器在夜晚的車輛計數(shù)檢測可能會很不準確。微波雷達檢測器提供的車輛計數(shù)值一般會比實際值低,但在發(fā)生交通擁擠時,由于雷達波的多重反射,可能會出現(xiàn)一輛車被多次檢洌的情況。某些型號的紅外線檢測器在設計時并沒有對單個車輛計數(shù)的功能,而是每隔Is輸出一個車輛存在信號,如果車流密度較大,Is內(nèi)在檢測區(qū)域內(nèi)經(jīng)過兩輛車或更多輛車,則會出現(xiàn)漏檢的情況。
    總之,在交通量較小的情況下,感應線圈檢測器、磁力傳感器、視頻圖像檢測器和微波雷達適用于車輛計數(shù)值的檢測;在交通量較大的情況下,感應線圈檢測器、視頻圖像檢測器和微波雷達適用于車輛計數(shù)值的檢測。在對車輛計數(shù)值的測量要求不高的情況下,紅外線檢測器、超聲波檢測器及噪聲檢測器也可使用。
    (2)車輛出現(xiàn)的檢測
    車輛出現(xiàn)的檢測與車輛計數(shù)值的檢測類似,都是交通檢測器“感知”其檢測區(qū)域上存在的車輛,并產(chǎn)生相應的信號。由于車輛出現(xiàn)的檢測強調(diào)對靜止車輛的檢測,則在檢測原理中需要車輛運動才能實現(xiàn)車輛檢測的交通檢測器,如磁力檢測器(感應式或探測線圈式磁力計)和多普勒微波雷達不能實現(xiàn)車輛出現(xiàn)檢測。
    (3)對車速的檢測
    感應線圈檢測器、磁力傳感器、壓電傳感器等地埋型檢測器不能直接測得車速,一般在沿車道給定距離上安裝兩個檢測器,通過測量車輛通過這兩個檢測器的時間來計算車速;或使用一個檢測器,預設平均車輛長度,測量車輛通過檢測區(qū)域的時間以確定車速。
    調(diào)頗連續(xù)波( FMcw)雷達、紅外線檢測器及噪聲檢測器則是通過將檢測區(qū)域按一定長度分區(qū),測量車輛通過各檢測區(qū)域的時間以計算車速。某些型號的視頻圖像檢測器(如Autoscope 2004),在攝像機的檢測區(qū)域內(nèi)定義一定數(shù)目的矩形檢測區(qū)域。利用檢測車輛通過這些檢測區(qū)域的時間來確定車速(誤差范圍:+7%)。另有一些類型的視頻圖像檢測器被稱為車輛跟蹤式視頻圖像檢測器(如ⅥdeoTrak-910),可在較大的道路區(qū)域內(nèi)檢測車輛并連續(xù)跟蹤車輛,大大提高了車速的檢測精度(誤差范圍為4%-8%)。
    總之,上述幾種交通檢測器的車速檢測方法都是通過測量車輛駛過幾個檢測區(qū)域的時間來確定車速。多普勒雷達則不同,它根據(jù)多普勒效應直接由頻率變化算得車速值,精度較高(誤差范圍為土3km/h),是進行車速檢測的首選。
    (4)占有率的檢測
    這里指時間占有率,即檢測器檢測區(qū)域上存在車輛的時間占總檢測時間的比率。占有率的檢測受檢測器的保持時間和檢測器的檢測區(qū)域大小的影響。因此,如果交通控制或交通管理措施需要采集占有率數(shù)據(jù),則沿所監(jiān)測路段安裝的檢測器應是同一型號的。
    因此,可根據(jù)實際所需占有率數(shù)據(jù)的精度來選擇合適的檢測器:①調(diào)頻連續(xù)波( FMcw)雷達:頂置正向安裝時誤差<+2%,路旁安裝時誤差<土5‰②視頻圖像檢測器:準確率>98%;③感應線圈檢測器:準確率>98%。
    (5)車輛分類
    視頻圖像檢測器分析視頻圖像以獲取車輛的長度、輪廓特征,可實現(xiàn)車輛分類。感應線圈檢測器測量車輛長度,并利用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡方法將車輛分為23類。感應線圈可通過特殊的裝置來檢測車軸及它們在車輛分布的相對位置,如此收費站可根據(jù)車輛類型收費。車軸檢線圈組置于兩個主線圈之間,由車軸檢測線圈檢測車軸數(shù),由主線圈檢測車軸的相對位置。輸出數(shù)據(jù)為車輛長度、車速、車輛加速度、車輛類型、車軸數(shù)及車軸相對位置,并可由上述信息得出車輛輪廓外觀信息。壓電傳感器通過檢測車輛的軸數(shù)及軸距實現(xiàn)車輛分類。微波雷達檢測器、主動式紅外線檢測器,可通過發(fā)射適當波形的雷達波或紅外線,并輔以適當?shù)男盘柼幚,“感知”車輛的長度、輪廓信息進行車輛分類。這種系統(tǒng)還可用于客車確認及優(yōu)先通行控制。
    總之,作為傳統(tǒng)的交通檢測器,感應線圈檢測器技術(shù)較為成熟,且有廣泛的實踐經(jīng)驗,在車輛計數(shù)、車輛分類方面的精度和準確度較高。微波雷達檢測器的綜合性能較好,檢測功能強大、性能優(yōu)良,對車速的檢測精度較高。視頻圖像檢測器被認為是最有前途的檢測器,其檢測功能最為全面,檢測區(qū)域覆蓋面最廣,能完成其它檢測器完成不了的檢測,而且可以同時提供交通管理需要的視頻資料。目前,視頻圖像檢測器在性能及可靠性上尚待提高,算法上還需要改進。

    按照傳感器在智能交通的不同應用領域分別進行討論。
    (1)車輛計數(shù)值的檢測
    感應線圈檢測器、磁力傳感器等地埋型檢測器對CM20MD-12H車輛計數(shù)值的檢測準確度達99%以上,但當車流緩慢、車輛密集,且車輛處于怠速一行駛循環(huán)狀態(tài)時,如果前后相鄰的兩輛車同在檢測區(qū)域上,則當前車離開檢測區(qū)域時,其引起的高電平來不及消退而后車又會引起高電平,則可能將兩輛車漏檢為一輛車。某些型號的視頻圖像檢測器會受其圖像處理算法的影響,使其不能從黑暗背景下分辨出顏色較暗的車輛,所以視頻圖像檢測器在夜晚的車輛計數(shù)檢測可能會很不準確。微波雷達檢測器提供的車輛計數(shù)值一般會比實際值低,但在發(fā)生交通擁擠時,由于雷達波的多重反射,可能會出現(xiàn)一輛車被多次檢洌的情況。某些型號的紅外線檢測器在設計時并沒有對單個車輛計數(shù)的功能,而是每隔Is輸出一個車輛存在信號,如果車流密度較大,Is內(nèi)在檢測區(qū)域內(nèi)經(jīng)過兩輛車或更多輛車,則會出現(xiàn)漏檢的情況。
    總之,在交通量較小的情況下,感應線圈檢測器、磁力傳感器、視頻圖像檢測器和微波雷達適用于車輛計數(shù)值的檢測;在交通量較大的情況下,感應線圈檢測器、視頻圖像檢測器和微波雷達適用于車輛計數(shù)值的檢測。在對車輛計數(shù)值的測量要求不高的情況下,紅外線檢測器、超聲波檢測器及噪聲檢測器也可使用。
    (2)車輛出現(xiàn)的檢測
    車輛出現(xiàn)的檢測與車輛計數(shù)值的檢測類似,都是交通檢測器“感知”其檢測區(qū)域上存在的車輛,并產(chǎn)生相應的信號。由于車輛出現(xiàn)的檢測強調(diào)對靜止車輛的檢測,則在檢測原理中需要車輛運動才能實現(xiàn)車輛檢測的交通檢測器,如磁力檢測器(感應式或探測線圈式磁力計)和多普勒微波雷達不能實現(xiàn)車輛出現(xiàn)檢測。
    (3)對車速的檢測
    感應線圈檢測器、磁力傳感器、壓電傳感器等地埋型檢測器不能直接測得車速,一般在沿車道給定距離上安裝兩個檢測器,通過測量車輛通過這兩個檢測器的時間來計算車速;或使用一個檢測器,預設平均車輛長度,測量車輛通過檢測區(qū)域的時間以確定車速。
    調(diào)頗連續(xù)波( FMcw)雷達、紅外線檢測器及噪聲檢測器則是通過將檢測區(qū)域按一定長度分區(qū),測量車輛通過各檢測區(qū)域的時間以計算車速。某些型號的視頻圖像檢測器(如Autoscope 2004),在攝像機的檢測區(qū)域內(nèi)定義一定數(shù)目的矩形檢測區(qū)域。利用檢測車輛通過這些檢測區(qū)域的時間來確定車速(誤差范圍:+7%)。另有一些類型的視頻圖像檢測器被稱為車輛跟蹤式視頻圖像檢測器(如ⅥdeoTrak-910),可在較大的道路區(qū)域內(nèi)檢測車輛并連續(xù)跟蹤車輛,大大提高了車速的檢測精度(誤差范圍為4%-8%)。
    總之,上述幾種交通檢測器的車速檢測方法都是通過測量車輛駛過幾個檢測區(qū)域的時間來確定車速。多普勒雷達則不同,它根據(jù)多普勒效應直接由頻率變化算得車速值,精度較高(誤差范圍為土3km/h),是進行車速檢測的首選。
    (4)占有率的檢測
    這里指時間占有率,即檢測器檢測區(qū)域上存在車輛的時間占總檢測時間的比率。占有率的檢測受檢測器的保持時間和檢測器的檢測區(qū)域大小的影響。因此,如果交通控制或交通管理措施需要采集占有率數(shù)據(jù),則沿所監(jiān)測路段安裝的檢測器應是同一型號的。
    因此,可根據(jù)實際所需占有率數(shù)據(jù)的精度來選擇合適的檢測器:①調(diào)頻連續(xù)波( FMcw)雷達:頂置正向安裝時誤差<+2%,路旁安裝時誤差<土5‰②視頻圖像檢測器:準確率>98%;③感應線圈檢測器:準確率>98%。
    (5)車輛分類
    視頻圖像檢測器分析視頻圖像以獲取車輛的長度、輪廓特征,可實現(xiàn)車輛分類。感應線圈檢測器測量車輛長度,并利用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡方法將車輛分為23類。感應線圈可通過特殊的裝置來檢測車軸及它們在車輛分布的相對位置,如此收費站可根據(jù)車輛類型收費。車軸檢線圈組置于兩個主線圈之間,由車軸檢測線圈檢測車軸數(shù),由主線圈檢測車軸的相對位置。輸出數(shù)據(jù)為車輛長度、車速、車輛加速度、車輛類型、車軸數(shù)及車軸相對位置,并可由上述信息得出車輛輪廓外觀信息。壓電傳感器通過檢測車輛的軸數(shù)及軸距實現(xiàn)車輛分類。微波雷達檢測器、主動式紅外線檢測器,可通過發(fā)射適當波形的雷達波或紅外線,并輔以適當?shù)男盘柼幚,“感知”車輛的長度、輪廓信息進行車輛分類。這種系統(tǒng)還可用于客車確認及優(yōu)先通行控制。
    總之,作為傳統(tǒng)的交通檢測器,感應線圈檢測器技術(shù)較為成熟,且有廣泛的實踐經(jīng)驗,在車輛計數(shù)、車輛分類方面的精度和準確度較高。微波雷達檢測器的綜合性能較好,檢測功能強大、性能優(yōu)良,對車速的檢測精度較高。視頻圖像檢測器被認為是最有前途的檢測器,其檢測功能最為全面,檢測區(qū)域覆蓋面最廣,能完成其它檢測器完成不了的檢測,而且可以同時提供交通管理需要的視頻資料。目前,視頻圖像檢測器在性能及可靠性上尚待提高,算法上還需要改進。

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