汽车速度测量方法研究

论文摘要

本课题来源于天津市社会发展重点基金资助项目（09ZCGYSF00300）《车速安全实时监测系统计量溯源校准标准的研究》。交通运输是国民经济和社会发展的重要基础产业,随着我国国民经济的发展,社会对交通运输的需求持续增长,机动车数量迅速增加,交通运输业发展迅猛。与此同时,道路交通问题也日益突出,其中道路安全已成为影响交通运输业可持续发展的一个关键因素。交通事故中较为突出的一个原因是超速驾驶,因此交管部门采取了很多相应的限速手段。运用先进的测速装置检测目标车辆速度,如有超速便可对其采取相应的处罚措施,是其中一个行之有效的管理手段。因此研究汽车速度测量方法对城市交通现代化和可持续发展具有重要意义。本文主要研究内容如下:1.对多种汽车速度测量方法进行了深入研究,包括:红外检测技术、超声检测技术、地感线圈检测技术、激光检测技术、视频测速方法等。并对其进行对比,分析各自使用时的优点与缺点。2.重点分析研究了雷达测速装置的工作原理和使用特点,设计了基于DSP的雷达测速装置,采用TI公司TMS320VC5402型号的DSP作为主芯片处理信号,并对最小方差法、修正协方差法, MUSIC方法等方法做了MATLAB仿真实验。3.提出了一种基于激光开关的测速方法,首先,从激光开关的机械结构影响量、激光开关频率影响量等方面进行了不确定度评定。以固定间距10m为例对基于激光开关的测速系统进行误差分析,计算得出了系统的标准不确定度及合成不确定度等参数。在确保测速系统满足测速精度要求的前提下,合理选择系统硬件,有效降低设计成本。其次,依据计算所得数据,设计了基于激光开关测速系统的硬件组成,其中设计激光开关发射频率为10KHZ,计数器采用以单片机Atmega8为核心外加计数器74LS393的方法进行计数,并由WMA-852便携式工控机来实现对各个硬件部分的控制。最后,在完成系统设计后,对系统进行了测速实验,给出了实验所得结果,通过分析实验结果证明其测速精度可达传统测速仪测速精度的3-5倍。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 汽车行驶测速系统目的和意义
• 1.2 测速系统技术设备国内外发展概况
• 1.3 多种测速技术分析
• 1.3.1 红外检测技术
• 1.3.2 超声检测技术
• 1.3.3 地感线圈检测技术
• 1.3.4 激光检测方法
• 1.3.5 视频测速方法（VIP）
• 1.3.6 GPS卫星测速方法
• 1.4 本文的主要内容
• 第二章 雷达测速方法
• 2.1 雷达测速装置
• 2.1.1 雷达测速系统的关键技术
• 2.1.2 固定式雷达测速系统测速原理
• 2.1.3 移动式雷达测速系统原理
• 2.1.4 雷达测速系统发射波
• 2.2 本章小结
• 第三章 基于激光开关的测速系统误差分析
• 3.1 基于激光开关的汽车行驶测速测量仪
• 3.2 基于激光开关的测速系统误差来源分析
• 3.2.1 从机械结构方面考虑，系统的测量误差来源
• 3.2.2 从激光开关本身方面考虑
• 3.3 基于激光开关的测速系统各组成部分的不确定度分析
• 3.3.1 激光开关的不确定度评定
• 3.3.2 输入量L 的不确定度u（L）的评定
• 3.4 基于激光开关的测速系统整体误差分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于激光开关的测速系统
• 4.1 基于激光开关的测速系统硬件分析
• 4.1.1 激光开关的设计
• 4.1.2 计数器的选取与设计
• 4.1.3 基于激光开关系统的控制系统
• 4.2 基于激光开关的测速系统总体软件分析
• 4.2.1 基于激光开关的总体软件设计
• 4.2.2 基于激光开关的测速系统软件操作界面
• 4.3 实验结果分析
• 4.3.1 实验数据分析
• 4.3.2 实验实际运行结果图
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢