Лидарный контроль дорожного движения

Лидар имеет широкий спектр применений; одно из применений - обеспечение соблюдения правил дорожного движения и, в частности, соблюдение ограничений скорости постепенно заменяется радаром. радар . С 2000 года Современные устройства предназначены для автоматизации всего процесса определения скорости, идентификации транспортных средств, идентификации водителя и доказательной документации.

Офицер полиции работает с ручным лидаром для определения скорости

История

Джереми Данн (Laser Technology Inc.) разработал полицейский лидар в 1989 году. а в 2004 году 10% продаж устройств контроля дорожного движения в США приходилось на лидары, а в 2006 году этот показатель вырос до 30%, учитывая преимущества лидара, вполне вероятно, что большая часть текущих продаж приходится на лидары, хотя сложные радары все еще продаются.

Текущие подразделения объединяют пять операций; определение скорости; просмотр оператором даже в неблагоприятных условиях; визуализация синхронизирована с определением скорости; получение готовых для суда доказательств; загрузка доказательств на внешнее устройство. Они могут работать в автоматическом режиме как в обслуживаемом, так и в автоматическом режиме.

Преимущества лидара перед радаром

Радар имеет широкую расходимость луча сигнала , Таким образом, отдельное транспортное средство не может быть объектом нападения, что требует значительных навыков оператора, обучения и сертификации для визуальной оценки скорости и обнаружения нарушителя в потоке транспорта, а правонарушители могут использовать защиту, которую нарушило какое-то другое транспортное средство. Радар зарегистрирует скорость любого объекта в его поле, например, покачивающегося дерева или пролетающего над головой самолета.

Лидар имеет узкий луч и легко нацеливается на отдельное транспортное средство, тем самым устраняя необходимость визуальной оценки. а некоторые модели могут записывать изображение номерного знака одновременно с записью нарушения скорости. Оценка скорости занимает менее полсекунды, что в сочетании с узким целенаправленным лучом приводит к тому, что автомобили-нарушители практически не предупреждаются даже при использовании устройства уклонения. Лидар может измерять расстояние между транспортными средствами, чтобы обнаружить «слишком близкие» (задние) нарушения. Скорость транспортного средства, перекрытого (скрывшегося) другим транспортным средством, не может быть измерена. Эта проблема окклюзии не относится к устройствам контроля фиксированной скорости, которые можно устанавливать на опорах или платформах высотой до 5–6 метров / 15–20 футов с использованием радара в качестве метода обнаружения. Стационарные и портативные лидарные системы надежны на высоте примерно 2 метра / 7 футов. Для фиксированного контроля скорости лидара это означает, что такие системы более подвержены загрязнению и вандализму.

Характеристики лидара

Национальное управление безопасности дорожного движения Министерства транспорта США (NHTSA) опубликовало спецификации для лидарных устройств. список соответствующей продукции, и руководящие принципы, касающиеся осуществления правил дорожного движения.

Типичный одобренный NHTSA Устройство весит менее 2 килограммов, питается от батареи, имеет точность определения скорости +2 км/ч и -3 км/ч, точность измерения расстояния +- 0,3 метра на расстоянии 90 метров и минимальную дальность измерения 300 метров. Устройства должны соответствовать этим стандартам точности при температуре окружающей среды от -30 °C до 60 °C, относительной влажности 90 % при 37 °C и нормальном электромагнитном излучении городской дороги. Диапазон скоростей, необходимый для точного определения, составляет от 16 до 320 км/ч. В некоторых юрисдикциях нарушения скорости должны быть задокументированы устройством с записанным изображением, показывающим номерной знак, местоположение, скорость, дату, время и идентификацию оператора; некоторые устройства идентифицируют водителя по изображению и записывают направление движения. Излучаемый свет должен находиться в инфракрасном диапазоне, соответствовать стандартам безопасности для глаз, иметь повторяемость импульсов менее одного кГц и расходимость луча менее 5 миллирадиан .

Номерные знаки

транспортных средств Номерные знаки являются важной частью контроля за соблюдением правил дорожного движения, и в большинстве юрисдикций правительство обладает монополией на их производство, хотя это может быть передано по контракту. Обычно частным лицам запрещено изменять, изготавливать и прикреплять свои собственные номера, поскольку это равносильно подделке официального документа. Калифорнийские пластины должны иметь высоту 6 дюймов и ширину 12 дюймов (обычный стандарт) и иметь отражающую поверхность, которая особенно чувствительна к инфракрасному свету. что позволяет отображать его в ночное время , обеспечивает автоматическое распознавание номерных знаков , позволяет устройствам LIDAR получать сильный отраженный сигнал и иметь защищенную от несанкционированного доступа маркировку.

В некоторых юрисдикциях не требуется наличие переднего номерного знака на автомобилях, а во многих — на определенных транспортных средствах, например мотоциклах. Полиция обычно предпочитает обнаруживать движение спереди, наблюдая за встречным движением, что также позволяет обойти нарушителя и избежать риска, связанного с высокой скоростью, необходимой для догона транспортного средства.

Уклонение

В ряде юрисдикций запрещены любые методы противодействия соблюдению ограничений скорости , а производители лидаров стараются опережать меры по предотвращению обнаружения.

Современные лидары имеют ширину горизонтального луча в один метр на расстоянии 300 метров по сравнению с шириной номерного знака в 30 см, что гарантирует, что небольшая часть сигнала рассеивается на следующие за ними транспортные средства. Заблаговременное обнаружение сигнала LIDAR затруднено, поскольку узкий луч, короткая продолжительность сигнала и нацеливание на отдельные транспортные средства сводят к минимуму рассеяние сигнала LIDAR на следующие или соседние транспортные средства. Модифицировать транспортное средство так, чтобы оно отклоняло, поглощало или смешивало сигнал, сложно, поскольку обычно целью является номерной знак. Изменение регистрационного знака легко обнаружить и может быть незаконным. Возврат ложного отдельного сигнала будет обнаружен текущими моделями полицейских лидаров и может быть незаконным, в зависимости от юрисдикции.

Принцип

Типичный одобренный NHTSA лидарное устройство излучает света длительностью 30 нс импульсы лазерного с длиной волны 905 нм и 50 милливатт мощностью с расходимостью луча 3 миллирадиана . Мощность достаточно низкая, чтобы исключить повреждение глаз. При длине волны 905 нм стандарт IEC 60825-1 Edition 2.0 допускает максимальную энергию на импульс 0,5 мкДж.

Свет проходит примерно 30 см за нс, поэтому длина каждого импульса составляет около девяти метров. На целевом расстоянии 300 метров световым импульсам требуется 2000 нс, чтобы пройти туда и обратно. Временной интервал между импульсами составляет не менее миллиона нс, что дает время для оценки расстояния по каждому импульсу. До нескольких сотен показаний импульсов снимаются за период менее полсекунды и используются для оценки изменения расстояния с течением времени, тем самым оценивая скорость автомобиля. Возвратный свет фильтруется, чтобы исключить свет, не лежащий в диапазоне длин волн от 899 до 909 нм. Внутренний запатентованный алгоритм отвергает неточные показания; методы предотвращения обнаружения обычно пытаются перегрузить фильтр и убедить алгоритм отклонения ошибок неправильно отклонить показания.

Операция

Опытный оператор будет использовать возможность просмотра, чтобы выбрать вероятного нарушителя до определения скорости. Преимущество этого подхода состоит в том, что минимальный сигнал рассеивается для предупреждения следующих транспортных средств, оснащенных устройствами обнаружения лидарных сигналов. Это не так важно на дорогах с редким движением транспорта и при низкой скорости движения. Возможно использование лидарного устройства. Как только вероятный нарушитель обнаружен и номерной знак нацелен на номерной знак, оператор запускает обнаружение скорости, которое включает в себя сбор доказательств, звуковой сигнал указывает на хороший ответный сигнал. Для получения точных показаний оператор должен фокусировать импульс в одной точке на протяжении всего считывания. На больших дистанциях это достигается за счет использования стационарного штатива для стабилизации прицела. Для определения скорости может быть выбрана любая часть транспортного средства, хотя номерной знак весьма предпочтителен.

Ограничения

Обычные погодные условия оказывают незначительное влияние на работу устройства, но могут помешать оператору нацелиться на транспортное средство. Сюда входят случаи, когда солнце находится прямо за целевым транспортным средством, в ночное время или когда устройство используется в неподвижном транспортном средстве с загрязненным лобовым стеклом, и в этом случае сигнал может быть рассеян. Тяжелая погода может уменьшить дальность действия устройства, а сильный туман сделает его непригодным для использования.

При использовании в движущемся транспортном средстве устройство измеряет относительную скорость полицейского и целевого автомобиля.

Как и радар, лидар подвержен эффекту косинусной ошибки .

Размахивание устройством во время снятия показаний так, что (особенно на большом расстоянии, когда угловое расстояние между целями небольшое) возвращающиеся импульсы от более чем одной цели создают ложные показания. Подметание вдоль борта автомобиля также может привести к ложным показаниям.

Ложные показания возникают, когда импульс отражается, например, от бокового зеркала, попадает на неподвижный отражающий объект, а затем возвращается, чтобы отразиться от зеркала во второй раз.

Использование в суде

Соединенные Штаты

В 2008 году Верховный суд округа Колумбия подтвердил приемлемость доказательств, полученных с помощью лидара, в своей юрисдикции. Помимо показаний экспертов суд отметил, что в своем решении он учел научные публикации:

Суд провел обширное четырехдневное слушание Фрая [Доберта]... [на котором] рассмотрел такие вопросы, как фундаментальная наука о лазерных технологиях, техническая методология и теоретические проблемы надежности радиолокационных пушек... включая возможность появления других «импульсов» в непосредственной близости от использования, трудности с идентификацией цели, возможные ошибки, вызванные номерными знаками транспортных средств, лобовым стеклом, формой и цветом, а также потенциальную неисправность устройства. Суд также принял к сведению как минимум шесть научных публикаций по этому вопросу в различных представляющих интерес журналах, а также два исследования, связанные с полицией во Флориде, одно [исследование] в Нью-Джерси и одно независимое исследование во Флориде, посвященное этому и аналогичным радарам. , все из которых соответствовали стандартам, установленным Национальной администрацией безопасности дорожного движения...

Суд также отметил, что ни один суд не проводил полноценных слушаний по этому вопросу, которые признали бы LiDAR ненадежным, в то время как более десятка юрисдикций решили, что лидар надежен.

Детекторы и глушилки

Паспорт x50 Радар/лазерный детектор

Лидар -детектор или лазерный детектор — это пассивное устройство, предназначенное для обнаружения инфракрасного устройств правоохранительных органов для излучения, особенно излучений лидарных определения скорости, и предупреждения автомобилистов о том, что их скорость измеряется.

Ограничением лидара является то, что его нельзя использовать во время движения полицейской машины, поскольку он требует от оператора активного нацеливания на каждое транспортное средство, тогда как традиционный радар может работать во время вождения полицейского. Другие ограничения включают отсутствие осадков, поскольку лазер может давать ошибочные показания из-за влаги или дыма в воздухе. Популярность лидарного определения скорости растет, однако по мере снижения затрат простота эксплуатации приближается к радару, а существующее радиолокационное оборудование достигает конца срока службы и выводится из эксплуатации.

Лидар-детекторы, как правило, менее эффективны, чем радар-детекторы, поскольку отслеживаемые ими излучения короче, более концентрированы и менее легко рассеиваются, чем радары. Таким образом, у автомобилиста может не быть достаточно времени, чтобы отреагировать на пакетную передачу лидарного устройства, или узкий луч может быть сфокусирован на определенной части транспортного средства, где датчик не может его обнаружить.

Лазерный глушитель или лидарный глушитель — это электронное устройство, используемое водителями для предотвращения получения пользователями LIDAR (или лазерной) пушки показаний скорости своего автомобиля. Лазерные глушители не следует путать с глушителями радаров .

Чтобы заглушить LIDAR , устройства лазерных помех сначала должны обнаружить излучаемый свет, обычно инфракрасный свет с длиной волны 904 нм. После обнаружения света лидарной пушки глушитель будет излучать свет на той же длине волны с более высокой интенсивностью, фактически сбивая с толку пушку и заставляя ее не возвращать показания скорости. Более новые модели лазерных помех могут определять частоту импульсов (частоту, с которой пистолет измеряет расстояние, на основе которой он измеряет скорость) лазерного пистолета, а затем имитировать эту частоту импульсов, что еще больше затрудняет получение точных показаний от лазерный пистолет.

Поскольку эти глушители направлены на блокирование света, излучаемого лазерными пушками, а не радиоволн от радаров, федеральные законы США, запрещающие использование радиолокационных глушителей, не распространяются на эти устройства. США В то время как Федеральная комиссия по связи регулирует передачу радиоволн, Управление по контролю за продуктами и лекарствами США регулирует световое излучение. Однако в нескольких штатах приняты законы, которые прямо запрещают использование лазерных глушителей, в том числе: Калифорния , Колорадо , Иллинойс , Айова , Миннесота , Южная Каролина , Теннесси , Техас , Юта и Вирджиния . Законность использования лазерных глушителей в Небраске и Вашингтоне оспаривается.

Лазерные глушители для гражданского использования получили развитие в последние годы. Первый лазерный глушитель, когда-либо произведенный компанией K40 Electronics в апреле 1994 года, был известен как K40 Laser Defuser . Затем последовал Lidatek LE-10 Laser Echo от Lidatek LLC, затем Blinder M06 HP отblinder.dk , затем Blinder M10 Twin, затем от LE-20 до LE-30. Blinder превратил M10 Twin в более умную серию M20 X-treme. В 2006 году появились глушилки на основе лазерных диодов, известные как Anti-Laser, Laser Pro Park и Privacy-Plate. Они используют новейшую технологию, которая только создает помехи и не защищает конфиденциальность, блокируя ИК-камеры от распознавания изображений на номерном знаке транспортного средства. . Большинство камер делают 1 снимок при обычном освещении и 1 при ИК-подсветке, что означает, что камера может делать снимки без помех.

См. также

• Видеообнаружение и определение дальности (ВИДАР)