Тема: Как измеряется скорость автомобиля?
Опции темы
Поиск по теме
Как измеряется скорость автомобиля?
Здравствуйте,
Каким образом формируется скорость на спидометре? Изходя из каких параметров она вычисляется?
Ответ: Как измеряется скорость автомобиля?
Ответ: Как измеряется скорость автомобиля?
если спидометр элнктронный то дотчик холла (отечественные авто) 6 импульсов на метр
Ответ: Как измеряется скорость автомобиля?
Собственно вопрос возник именно в свете изменения радиуса колес. Каким образом обычно корректируется измерение (в блоке управления?) и насколько большая вносится погрешность при изменении радиуса колес (например на 1 номер)
PS: ABS в своей работе видимо использует те же показания по скорости? На его работу влияет изменение радиуса колес?
Ответ: Как измеряется скорость автомобиля?
Про абс читал, что эта система использет такие датчики на каждом колесе, а спидометр просто один из них, в таком варианте для абс не должно быть проблем, т.к. изменится диаметр всех колес.. да и вообще, диаметр повлияет только на дистанцию, что колесо совершит за один оборот и на антиблокировку при тормажении не должно влиять. Да еще, я это читал для система на мерсах а-класса, там она и абс и противо заносная совмещенная.
Ответ: Как измеряется скорость автомобиля?
Собственно вопрос возник именно в свете изменения радиуса колес. Каким образом обычно корректируется измерение (в блоке управления?) и насколько большая вносится погрешность при изменении радиуса колес (например на 1 номер)
PS: ABS в своей работе видимо использует те же показания по скорости? На его работу влияет изменение радиуса колес?
Возьми шинный калькулятор, и сам все поймешь. А еще, чтобы не заморачиваться, купи GPS навигатор, там самое точное показание скорости и увидешь, а так каждый раз ходить к умельцам и перепрошивать память панели при перестановки резины.
Как измеряют скорость автомобилей?
В этой публикации ведущие производители комплексов для фотовидеофиксации нарушений ПДД расскажут, как работают приборы и чем один способ измерения скорости отличается от другого.
В прошлом номере «Доброй Дороги Детства» мы рассказали вам о том, как в России и других странах мира ведётся борьба с нарушителями скоростного режима. Но прежде чем наказывать нарушителя за превышение скорости, эту скорость необходимо измерить. Сделать это можно по-разному: с помощью радара или видеокамеры. А ещё можно рассчитать её, зная время, за которое автомобиль проедет
заранее известное расстояние.
В этой публикации ведущие производители комплексов для фотовидеофиксации нарушений ПДД расскажут, как работают приборы и чем один способ измерения скорости отличается от другого. Компания «Симикон» из Санкт-Петербурга объяснит принцип измерения скорости радаром, компания «Технологии Распознавания» из Москвы покажет, как можно измерить скорость при помощи видеокамеры, а компания «Автодория» из Казани расскажет, зачем нужно измерять среднюю скорость движения автомобиля на участке дороги.
Измерение скорости при помощи радара
Автомобили созданы для передвижения, причём желательно — на высокой скорости. Каждый из нас хочет добраться из точки А в точку В как можно скорее. Чем быстрее едет автомобиль, тем меньше времени нужно, чтобы добраться до цели.
Однако скорость движения на дорогах ограничена. Почему? Да потому, что на большой скорости больше риска. На большой скорости машиной труднее управлять и движение становится опасным. Кроме того, чем выше скорость, тем длиннее тормозной путь. Например, если увеличить скорость на 10 км/час, то тормозной путь увеличивается вдвое.
Выбор скорости зависит от особенностей дороги. Поэтому на дорогах устанавливают специальные знаки, ограничивающие скорость. А для нарушителей предусмотрены наказания в виде штрафов.
Но прежде чем наказывать, нужно точно измерить скорость автомобиля. Самый удобный и точный способ измерения — это измерение при помощи радара, который излучает электромагнитный сигнал в сторону автомобиля. Отразившись от движущегося автомобиля, сигнал приходит обратно на антенну радара, при этом частота отражённого сигнала зависит от скорости машины. Этот необычный эффект открыл австрийский физик Кристиан Доплер ещё в 1841 году. И с тех пор все радары, основанные на этом принципе, называются доплеровскими.
Современные доплеровские радары умеют не только измерять скорость, но и определять направление движения автомобиля, точно находить местоположение каждой машины на дороге. Если совместить такой радар с фотокамерой, то получится устройство, называемое фоторадар, который может автоматически фотографировать все проезжающие автомобили, одновременно измеряя их скорость. И если среди них окажется нарушитель, то радар автоматически его обнаружит, сфотографирует и отправит в центр обработки все данные для оформления штрафа. Важно, что при этом фоторадар может не только сфотографировать номер автомобиля, но и «прочитать» его, то есть распознать имеющиеся на нём символы (буквы и цифры) и перевести их в цифробуквенный код. Без этого было бы невозможно автоматически обрабатывать полученные данные: пришлось бы использовать труд операторов, которые должны были бы рассматривать все фотографии глазами. Представьте, сколько машин проходит каждый час по скоростной дороге? За день с каждого фоторадара могут быть получены десятки тысяч фотографий! А распознанный номер может быть обработан с помощью компьютера автоматически.
Все данные фоторадар отправляет в центр обработки. Там есть база данных — специальным образом организованная информационная система, в которой содержатся данные обо всех зарегистрированных в стране автомобилях, а также именах и адресах их владельцев. Если водитель нарушил правила и превысил скорость, то система оформит протокол, который будет отправлен хозяину автомобиля по почте. И тот должен будет заплатить штраф. Вся эта сложная система действует для того, чтобы все водители соблюдали Правила дорожного движения и мы могли безопасно пользоваться нашими дорогами.
Разумеется, современный фоторадар — это не просто сочетание камеры и радара. Для бесперебойной работы этого сложного прибора требуется целая система обеспечения жизнедеятельности, включающая защиту от изменений температуры, предотвращение запотевания стёкол, дистанционную диагностику и многое, много другое. Поэтому для разработки и производства этих приборов требуется сложное оборудование и специальные знания. Но зато выпускаемые в нашей стране фоторадары настолько надёжны, что, например, для обслуживания нескольких тысяч приборов, выпущенных компанией «Симикон» в Санкт-Петербурге и установленных по всей стране, требуется группа поддержки, состоящая всего из трёх человек.
И ещё хочется отметить одну очень важную вещь. Каждый водитель, садясь за руль своего автомобиля, должен понимать, что соблюдать ПДД нужно не из страха перед штрафами, а ради безопасности всех участников дорожного движения.
Измерение скорости по видеоизображению
В некоторых комплексах фотовидео-фиксации для измерения скорости используют видеосъёмку. Так, например, измеряет скорость автоматический комплекс фотовидеофиксации «АвтоУраган», разработанный компанией «Технологии Распознавания».
«АвтоУраган» работает так. Видеокамера комплекса направлена на определённый участок дороги, длина которого известна заранее. Эта дистанция называется «зона контроля», её длина составляет около 6 метров (рис. 1). Когда машина въезжает в зону контроля, камера фиксирует это и распознаёт закреплённый на автомобиле автомобильный номерной знак. Именно номер является опорной точкой для дальнейшего вычисления скорости (рис. 2). Далее весь путь автомобиля через зону контроля фиксируется видеокамерой. Камера «АвтоУрагана» формирует кадры через каждые 40 миллисекунд и фиксирует время каждого видеокадра (рис. 3). Поскольку время, когда сделаны первый и последний видеокадры, известно, можно вычислить время, за которое автомобиль проехал зону контроля. А зная время и длину зоны контроля, можно рассчитать скорость автомобиля (рис. 4).
Кстати, чем медленнее движется автомобиль, тем больше кадров будет сделано за время проезда зоны контроля. Например, двигаясь со скоростью 80 км/час, автомобиль проедет дистанцию зоны контроля (6 метров) за 270 миллисекунд. Соответственно, этот автомобиль в зоне контроля будет зафиксирован шесть раз (270 разделить на 40).
Зачем нужно измерять среднюю скорость автомобиля?
Представьте, что вы участвуете в соревнованиях по бегу. Одновременно с командой «Старт» судья нажимает на кнопку секундомера, чтобы начать отсчёт времени, за которое вы преодолеете дистанцию. Когда вы пересекаете черту финиша, судья снова нажимает на кнопку секундомера — отсчёт времени окончен. Теперь известно, за какое время вы смогли пробежать марафон. А поскольку изначально известна дистанция, которую необходимо пробежать, то можно вычислить среднюю скорость, с которой вы двигались на этом участке, по формуле
V (скорость) = S (путь) / t (время)
Например, если вы преодолели 500 метров за 1 минуту 40 секунд, то ваша средняя скорость составила 5 м/с или 18 км/час.
В спортивных соревнованиях не бывает требований, с какой максимальной скоростью надо бежать. Здесь каждый соревнуется в своём мастерстве. На дорогах, по которым ездят автомобили, другие правила. На каждой дороге обязательно установлено ограничение скорости и специальный знак, информирующий об этом водителей. Это необходимо для обеспечения безопасности дорожного движения, потому что чем выше скорость автомобиля, тем сложнее им управлять и тем больше тормозной путь. Однако не все водители соглашаются выполнять правила. В этом случае на помощь государству приходят современные информационные технологии. Чтобы контролировать скорость водителей на аварийно-опасных участках, государство часто использует системы автоматической фиксации средней скорости. В России впервые эту технологию разработала компания «Автодория», которая специализируется на создании интеллектуальных транспортных систем.
Принцип работы системы контроля средней скорости такой же, как и в примере с соревнованиями по бегу. Только вместо обычного секундомера выступает специальный прибор, похожий на скворечник, внутри которого спрятан особенный секундомер, который соединён со спутником, камера и микропроцесссор. Вместо бегуна — автомобиль, на котором установлен уникальный госномер. Этот госномер присвоен только одному автомобилю, второго такого номера нет.
На дороге устанавливается два прибора — на старте и финише участка, где необходим контроль скорости. Приборы устанавливают на расстоянии друг от друга 0,2–10 км. Это расстояние строго определено и неизменно на каждом конкретном участке. Когда автомобиль проезжает мимо первого прибора, камера фотографирует его и передаёт в специальное подразделение Госавтоинспекции, которое называется Центром фотовидеофиксации, эту фотографию вместе с информацией о времени проезда мимо камеры. Помните про секундомер, соединённый со спутником? Это он помогает засечь время проезда мимо камеры. Затем автомобиль проезжает мимо второго «скворечника». Камера, установленная в этом месте, тоже фотографирует автомобиль, а секундомер определяет, в какое время был совершён второй проезд. Эти фотографии и данные о времени проезда между двумя камерами передаются в ГИБДД, а с помощью специальной программы происходит распознавание госномера автомобиля и вычисление времени, за которое он преодолел дистанцию.
Например, автомобиль проехал мимо первой камеры в 12 часов 34 минуты 12 секунд, а мимо второй — в 12 часов 35 минут 02 секунды. Расстояние между двумя приборами составляет 1000 метров. Получается, что автомобиль проехал этот участок за 50 секунд. Значит, его средняя скорость на участке составила
V=S/t=1000 метров / 50 сек = 20 м/с или 72 км/час.
Если на участке стоит ограничение скорости 50 км/час, значит, автомобиль двигался быстрее установленной скорости. За несоблюдение правила водителю будет выписан штраф за превышение установленной скорости на 22 км/час. Если на участке дороги стоит ограничение скорости 90 км/час (например, на загородной трассе), то никакого нарушения не было, а значит, в Госавтоинспекции не выставят штраф водителю.
С помощью такого метода контроля средней скорости удаётся в два раза снизить число ДТП на тех участках, где установлены приборы. Такой способ обеспечения безопасности побуждает водителей соблюдать скорость на всём пути их движения, нарушителей скорости в потоке становится меньше, а водителей, соблюдающих правила скоростного режима, — больше. Так «Автодория» помогает сделать дорожное движение безопаснее.
Эффект Доплера, или вопрос точности определения скорости радарами ГИБДД
Правительство РФ все-таки склоняется к отмене нештрафуемого «запаса» в 20 км/ч на российских трассах, и поэтому мы решили поговорить о том, как именно работают современные полицейские радары. В этом посте вы найдете описание эффекта Доплера, лежащего в основе работы большинства радаров, а также расчеты, с какой именно скоростью можно ездить по трассе, не опасаясь штрафов.
Когда говорят об эффекте Доплера, мне всегда вспоминается старый советский анекдот.
Однажды ученый проехал на красный сигнал светофора и был остановлен инспектором.
– Нарушаете? – спросил Инспектор
Находчивый ученый решил блеснуть знаниями.
– Никак нет, товарищ Инспектор.
– А почему проехали на красный сигнал светофора?
– Видите ли, он показался мне зеленым из-за эффекта Доплера
Инспектор оказался тоже с техническим образованием и лишил ученого водительских прав за астрономическое превышение скорости.
Суть явления
На самом деле эффект Доплера – явление изменения частоты волн, регистрируемых от движущихся объектов или движущимися объектами, – наблюдается повсеместно. Это справедливо и для звука, и для электромагнитных волн (конечно, с определенными поправками).
С эффектом Доплера мы постоянно сталкиваемся в жизни, например, когда слышим звук сначала приближающейся сирены, а потом – удаляющейся. Сначала звук кажется выше, а потом – наоборот, ниже тоном. Теоретически он был обоснован австрийским физиком еще в 1842 году, а сегодня этот эффект применяется во многих сферах науки и техники – от космических исследований… до выписывания штрафов водителям.
Кратко описать эффект Доплера можно следующим образом: движение одного объекта относительно другого приводит к тому, что пики волн доходят от источника к приемнику с запозданием (или опережением), и от этого частота сигнала меняется.
Поэтому длина волны для регистрируемого излучения определяется по формуле (все выкладки можно найти в Википедии, но если вам лень, мы также перенесли их сюда).
А частота, которую зарегистрирует неподвижный приемник, определяется по формуле
Полицейские радары
В случае с полицейскими радарами речь идет о радиоволнах, поэтому в формулах расчета не учитывается параметр С – скорость распространения сигнала в физической среде. Вместо этого применяется специальная теория относительности, а формула принимает вид:
В этой формуле C — скорость света, а V — скорость источника относительно приёмника. Косинус Тета отражает угол между направлением на источник и вектором скорости в системе отсчёта приёмника.
Полицейский радар представляет собой одновременно и источник сигнала, и приемник, который регистрирует частоту отраженного радиочастотного излучения.
Большинство современных радаров работают в диапазоне K, а значит создают излучение на частоте примерно 24,15 ГГц. Отраженный от движущегося предмета сигнал имеет другую частоту. И для определения скорости автомобиля разница уменьшается вдвое, а относительная радиальная скорость рассчитывается по формулам, приведенным выше.
Производители современных радаров, таких как СТРЕЛКА, заявляют погрешность не более чем в 1 км/ч, а погрешность КРИС-П составляет 1 км/ч. Более старые модели радаров могут иметь погрешность до 2 км/ч. Радары с большей погрешностью уже не используются
Таким образом, получается, что при попадании в поле зрения радара радиальная скорость вашего автомобиля в большинстве случаев будет определена с точностью до 2 км/ч. При этом радар не будет учитывать ту составляющую скорости, которая направлена перпендикулярно. То есть при движении в повороте, а также по холмистой местности регистрируемая скорость автомобиля будет тем ниже, чем больше составляющая направления движения, перпендикулярная к линии, соединяющей радар и автомобиль.
Если же движение происходит по прямой, без перепадов высот и поворотов, можно считать. что радар регистрирует вашу скорость и в худшем случае еще +2 или +5 км/ч, если учитывать фактор «перестраховки».
Однако не стоит думать, что эти единицы километров в час можно определить по спидометру автомобиля. Сегодня производители специально завышают показания спидометров, чтобы повысить безопасность движения. И если даже вы думаете, что едете со скоростью 100 км/ч, на практике может оказаться, что реальная скорость не превышает 90 км/ч.
Именно поэтому для эффективного определения скорости используются устройства со встроенным GPS-приемником, такие как видеорегистраторы с GPS-информерами, например Playme Sigma, радар-детекторы, такие как Playme Silent 2 или Playme Hard 3, либо комбо-устройства, например, Playme P570. По данным со спутника можно определить свою реальную скорость и двигаться максимально быстро, но в разрешенном режиме.
Законы и штрафы
Сегодня в РФ законом определен порог в нештрафуемые 20 км/ч (которые в ближайшее время могут быть уменьшены до 10 км/ч), что позволяет избежать штрафа при превышении скорости в этом пределе. То есть вы можете не опасаться штрафов, если движетесь со скорость на 15-18 км/ч больше (а скоро – на 5-8 км/ч больше) разрешенной. В противном случае погрешность камеры может сыграть не в вашу пользу.
В Европе работает несколько иная схема формирования штрафов. В разных странах законом установлены различные пороги нарушения скорости. В эти пороги уже «зашиты» погрешности приборов. Например, в Австрии этот параметр составляет 3 км/ч для стационарного лазерного радара, 5 км/ч для стационарного радиорадара, а также 7 км/ч для мобильного радара. В Бельгии, Франции и Италии – 5 км/ч для всех типов радаров. В Финляндии учитываются нарушения от 7 км/ч + погрешность радара, а в Сербии штрафуют даже за превышение на 1 км/ч, причем без учета погрешности радаров. Вот уж где не стоит излишне разгоняться.
Измерители скорости, которые использует ГИБДД
Сокол
Производитель — АОЗТ Ольвия, Санкт-Петербург.
Небольшой, полностью автономный радиолокационный измеритель скорости, работающий в Х-диапазоне. Хорошо работает как с единичными, так и с движущимися в потоке целями с расстояния 300—500 метров. Идентифицируется любыми радар-детекторами. Из-за высокой надежности, удобства в обращении и относительно небольшой цены ($390) активно закупается подразделениями ГИБДД. Первая версия прибора была выпущена в 1998 г., с тех пор он дважды модернизировался и на сегодняшний день выпускается в двух модификациях: «Сокол М-С» и «Сокол М-Д».
«Сокол М-С» предназначен для стационарной работы, имеет регулируемую дальность действия, память, разделение направлений движения, контроль одновременно двух целей. «Сокол М-Д» кроме вышеперечисленного может работать при движении инспектора в патрульном автомобиле, измеряя при этом скорость как встречных, так и попутных транспортных средств. Прибор оснащен экраном, на котором отображается информация о скорости транспортного средства, времени момента нарушения и настройках прибора.
Сокол-Виза
Производитель — АОЗТ Ольвия, Санкт-Петербург.
Мобильный комплекс замера скорости и видеофиксации представляет собой радар Сокол, работающий в паре с цифровой видеокамерой. Система работает в стационарном режиме (устанавливается на неподвижный патрульный автомобиль) и может измерять скорость только встречных машин. Дальность действия радара — 500 метров, однако эффективность видеофиксации ограничена возможностями видеокамеры. Фактически, максимальная дальность составляет 50—100 метров.
Сокол-Виза позволяет фиксировать на видео не только нарушение скоростного режима, но и проезд на красный свет или выезд на встречную полосу — опротестовать обвинение с такой доказательной базой в суде вряд ли удастся.
Искра-1
Производитель — НПО Симикон, Санкт-Петербург.
Недорогой ($430) и очень эффективный радар, работающий в К-диапазоне. Определяя скорость автомобиля по импульсному принципу (параметры движения цели Искра вычисляет за 0,2 секунды), этот прибор легко обманывает практически все супергетеродинные радар-детекторы зарубежного производства: они воспринимают короткую посылку Искры как импульсную помеху.
С помощью этого измерителя можно определять скорость как встречных, так и удаляющихся машин. Кроме того, Искра может держать в памяти скорости двух автомобилей, расстояние до них и время нарушения.
Универсальный доплеровский радар ИСКРА-1 выпускается в различных конструктивных и функциональных модификациях. Все модели обеспечивают выбор самой быстрой цели из потока, совместимы с видеофиксатором и персональным компьютером.
ЛИСД-2
Производители — НПП Полюс и ОАО Красногорский завод, Россия.
Прибор выполнен в виде бинокля с оптическим прицелом. Его основное преимущество — использование узконаправленного светового излучения, позволяющего выделить в плотном потоке машин любое транспортное средство и определить его скорость. Узконаправленный лазерный луч могут распознать далеко не все радар-детекторы. Однако, даже если сигнал ЛИСДа обнаружен, реагировать поздно — скорость уже зафиксирована.
Прибор ЛИСД работает только с неподвижной точки, но определяет скоростные параметры как приближающихся, так и удаляющихся целей. Дальность действия — 1000 метров, диапазон фиксируемых скоростей — до 350 км/ч.
Барьер 2М Производитель — объединение Запорожприбор, Украина.
Барьер 2-2М
Производитель — СКБ Тантал, Россия.
Такими постами контроля скорости (ПКС) оборудованы практически все стационарные пикеты на Московской кольцевой автодороге и выездах из столицы. Комплекс состоит из видеокамеры, совмещенной с радаром, работающим на частотах К-диапазона (24,15 ГГц + 100 МГц) в импульсном режиме. Радар-детектором не определяется.
Прибор ПКС-4 может анализировать скорость машин только в одном ряду. Вся информация (фотография машины, значение скорости) выводится на монитор компьютера, может распечатываться и служит неоспоримым доказательством нарушения.
Производитель — НПП Синтез, Санкт-Петербург.
В основе видеокомпьютерной системы (ВКС) — американский радар Python, который работает в К-диапазоне. Комплекс базируется на патрульном автомобиле и позволяет фиксировать скорость машин, движущихся в попутном и встречном направлениях, причем сам патрульный автомобиль может двигаться. При динамическом замере радар определяет скорость машины-носителя по неподвижным предметам (столбам, деревьям) и сразу же вычисляет скорость цели. На экране монитора появляется картинка с изображением машины-нарушителя.
Комплекс ВКС позволяет фиксировать проезд на красный свет, выезд на встречную полосу и документировать место ДТП.
Беркут
Производитель — фирма ВАИС, Россия.
Основная задача этого комплекса — идентификация регистрационных знаков автомобилей и проверка их по базам данных Угон, Розыск, Техосмотр. Система Беркут может определять и скоростные параметры движения.
РАДИС
Производитель — НПО Симикон, Санкт-Петербург.
Мобильный радар нового поколения.
Отличительные особенности и новые возможности :
АвтомАтизированный стационарный комплекс фотофиксации нарушений ПДД «КРИС» С
Производитель — НПО Симикон, Санкт-Петербург.
Фоторадарный комплекс «КРИС»C предназначен для автоматической фотофиксации нарушений ПДД с возможностью передачи данных на стационарные или мобильные посты. Комплекс применяется также для распознавания государственных номеров ТС и проверки их по различным федеральным и региональным базам.
Принцип работы фоторадарных датчиков базируется на двух процессах: измерении скорости цели доплеровским радаром и анализа кадров зафиксированной цели в зоне контроля. В фоторадарных датчиках второго поколения используется новый радар с плоской направленной антенной и очень узкой диаграммой направленности (3,6 градусов), что обеспечивает измерение скорости только тех целей, которые находятся в кадре.
В датчиках установлено новое программно-аппаратное обеспечение, которое решает задачи математической обработки данных, получаемых с радара и камеры, анализа изображения на кадрах и распознавания номеров, самодиагностики, климатического контроля, а также выполняет коммуникационные функции.
В результате обработки данных и анализа изображения фоторадарный датчик выдает один зафиксированный кадр со значением скорости и распознанным номером автомобиля. Полученные кадры и данные по цифровым каналам связи передаются в on-line режиме на сервер хранения центрального поста или на мобильный пост.
Датчики устанавливаются над каждой полосой движения, что позволяет фиксировать всех нарушителей на данном участке дороги. Датчики можно направить навстречу или вслед движущемуся транспорту.
Фоторадарный передвижной комплекс «КРИС»П
Производитель — НПО Симикон, Санкт-Петербург.
Фоторадарный комплекс «КРИС»П является оперативно-техническим средством контроля скоростного режима и предназначен для фото- и видеофиксации нарушений ПДД с возможностью передачи по радиоканалу данных и кадров на удаленный мобильный пост. В комплексе используется новый фоторадарный датчик второго поколения.