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Ob in der Wirtschaft, der Industrie oder der kommunalen Verwaltung – Verkehrssteuerung und intelligentes Parkplatzmanagement sind wichtige Themen. Gängige Fahrzeugerkennungsmethoden wie Ultraschall-, optische und magnetische Sensoren stoßen bei der Fahrzeugerkennung an ihre Grenzen und erschweren die Optimierung des Verkehrsflusses. Daher ist die Auswahl und Konfiguration des richtigen Parkplatzdetektionssystems entscheidend. Wir konzentrieren uns auf die Mikrowellen-Fahrzeugerkennung, um Ihnen die Entscheidung für diese Lösung zu erleichtern. Wenn Sie einen Hersteller suchen, der Mikrowellen-Radar-Bewegungssensoren für die Parkplatzdetektion einsetzt, lesen Sie bitte den gesamten Artikel. MOKOSmart entwickelt und produziert seit über 16 Jahren IoT-Produkte. Auch unser Produkt LW009 nutzt geomagnetische und Mikrowellen-Radar-Sensoren. Die Eigenschaften unseres Produkts werden in diesem Artikel detailliert beschrieben.
Was ist ein Mikrowellen-Fahrzeugerkennungssystem?
Das Mikrowellen-Fahrzeugerkennungssystem nutzt hochfrequente Funksignale, die über eine direkte Leitung übertragen werden. Der Detektor erfasst die Frequenzänderungen der Wellen, die auftreten, wenn sich Mikrowellenquelle und Fahrzeug relativ zueinander bewegen. Dadurch kann das Gerät fahrende Fahrzeuge erkennen. Radar kann entfernte Objekte erkennen und deren Position und Geschwindigkeit bestimmen. Untersuchungen haben gezeigt, dass Mikrowellenradarsensoren tatsächlich genaue Daten liefern, um Verkehrsstaus und Parkprobleme zu entschärfen. Allerdings ist die Technologie auch witterungsanfällig, insbesondere bei schlechtem Wetter und in ungünstigen Umgebungen.
Geschichte der Radarerkennung
Radar ist die Abkürzung für Radio Detection and Ranging (Radioortung und -entfernung). Heinrich Hertz zeigte Ende des 19. Jahrhunderts erstmals, dass Radiowellen von Metallobjekten reflektiert werden können. Christian Hülsmeyer nutzte Radar bereits Anfang des 20. Jahrhunderts, um Schiffe zu orten und Kollisionen zu vermeiden.
Bis zum Zweiten Weltkrieg wurde das Radar deutlich verbessert und zur Zeitmessung von Oszilloskopen eingesetzt. In dieser Zeit entdeckten Wissenschaftler auch, dass Radar die Entfernung und den Winkel eines Ziels bestimmen kann. Jahrzehnte später fand diese Technologie weitere Anwendung in anderen Bereichen, unter anderem in der Fahrzeugerkennung.
Wie funktioniert die Fahrzeugerkennung mit Mikrowellen?
Es gibt zwei Arten von Mikrowellenradarsensoren: CW-Doppler-Radar und FMCW-Radar.
Doppler-Effekt
Christian Doppler beschrieb 1842 ein Phänomen, bei dem die Frequenz oder Wellenlänge von Wellen (Licht, Schall usw.) zu- oder abnahm. Beim Dopplerradar ist die Fahrzeuggeschwindigkeit proportional zur Frequenzänderung zwischen empfangenen und gesendeten Wellen. Dieses Phänomen kann zur Fahrzeugerkennung genutzt werden.
Das reflektierte Signal des Fahrzeugs kann zur Messung von Kanal, Präsenz, Lautstärke, Abstand, Klassifizierung, Geschwindigkeit usw. verwendet werden und kann Warnungen zur Kollisionsvermeidung, zu Gefahrenbereichen, zur falschen Fahrtrichtung und zum Parken liefern. Bei einer gegebenen Antennengröße gilt: Je höher die Frequenz, desto höher die räumliche Auflösung des Radars.
CW-Dopplerradar sendet CFW aus. Die konstante Frequenzübertragung über die Zeit ermöglicht die Berechnung der Reflektorgeschwindigkeit. Die Frequenz der reflektierten Wellenform steigt, wenn sich das Fahrzeug in der Nähe des Radars befindet, und sinkt, wenn sich das Fahrzeug von der Radarantenne entfernt. Die Formel des Dopplerradars lautet:
v = c × fD / 2 × fC × (cos ϑ)
COHO Expo bei der
v = Geschwindigkeit
c = Lichtgeschwindigkeit
ϑ = Winkel zwischen der Richtung des Fahrzeugs und der Ausbreitungsrichtung der Radarwelle
f C = Trägerfrequenz
f D = Dopplerfrequenz
Ein wesentlicher inhärenter Nachteil des CW-Dopplerradars besteht darin, dass es nicht erkennen kann, ob geparkte Fahrzeuge vorhanden sind.
FMCW-Radar
Beim FMCW-Radar ändert sich die Wellenlängenfrequenz mit der Zeit. Unser Fahrzeugdetektor LW009 verwendet FMCW-Radar. Dieses Radargerät kann sowohl geparkte Fahrzeuge als auch Fahrzeuge erkennen.
Die Fahrzeugentfernung ist direkt proportional zur Differenz zwischen der Senderfrequenz während der Erkennung und der Senderfrequenz während des Empfangs, ausgedrückt als:
R = c × T × Δf / (2 × B)
COHO Expo bei der
R = Fahrzeugreichweite
Δf = momentane Frequenzdifferenz zwischen Empfang und Signalübertragung
B = HF-Modulationsbandbreite
T = Modulationsperiode oder Zeitdauer
Das FMCW-Radar berechnet die Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs, indem es die Fahrspuren in Abschnitte oder Zonen bekannter Länge unterteilt. Die Formel für die Fahrzeuggeschwindigkeit lautet:
v = d /ΔT
COHO Expo bei der
v = Fahrzeuggeschwindigkeit
d = Abstand zwischen den Vorderkanten der Zonen
ΔT = Zeit zwischen der Ankunft der Fahrzeuge an den Vorderkanten benachbarter Zonen/Behälter
FMCW-Radare sind vielseitig und können auch den Dopplereffekt zur Berechnung der Fahrzeuggeschwindigkeit nutzen.
Aus dem obigen Datenvergleich geht hervor, dass das FMCW-Radar dem CW-Radar bei der Fahrzeugerkennung und Datenerfassung überlegen ist. Es kann Anwesenheit, Geschwindigkeit, Ankunftszeit, Belegung, Fahrzeugklassifizierung und Wartezeit von Fahrzeugen genau beurteilen, Unfälle erkennen, geparkte Fahrzeuge identifizieren und Warnungen vor Gefahrenzonen und Falschfahrten ausgeben.
Warum Mikrowellen-Fahrzeugerkennung verwenden?
Im Gegensatz zu photoelektrischen oder Ultraschallsensoren sind Mikrowellenradarsensoren weniger anfällig für Temperatur, Regen, Wind, Nebel, Feuchtigkeit, Licht und andere Einflüsse. Dadurch liefern sie präzise Daten für die Parkraumerkennung im Freien sowie für die Erkennung stehender und fahrender Fahrzeuge. Installation und Wartung sind zudem einfacher als bei anderen Sensortechnologien. Da der Radar-Verkehrswarner nicht auf Schienen montiert ist, besteht zudem ein geringeres Risiko von Geräteschäden.
Herausforderungen des Mikrowellenradar-Parksensors
Für Radarsensoren kann es eine Herausforderung sein, kleinere Ziele und Fahrzeuge mit geringem Abstand zwischen ihnen zu erkennen. Außerdem können sie nur Fahrzeuge erkennen, die schneller als eine voreingestellte Geschwindigkeit fahren. Fahrzeuge, die schneller fahren, müssen möglicherweise auf einen Signalwechsel warten, um das nächste Fahrzeug zu aktivieren. Da die Mikrowellen-Bewegungssensoren üblicherweise über der Ampel montiert sind, ist eine Überprüfung vom Boden aus nicht einfach. Zur Erkennung rechtsabbiegender Fahrzeuge ist eine separate Spur erforderlich, an Kreuzungen kann jedoch eine Kombination aus Ring- und Mikrowellendetektoren eingesetzt werden. Mikrowellen-Fahrzeugdetektoren können auch als Ampelanlagen zur Verkehrsregelung auf der schmalen Brücke eingesetzt werden, die zur Ein- und Ausfahrt des Parkplatzes führt.
Wo kann die Fahrzeugerkennung per Mikrowellen eingesetzt werden?
Eisenbahn: Züge fahren schnell hintereinander, und die präzise Erfassung ihrer Anwesenheit ermöglicht es, im Hintergrund zu warnen, wann der Zug am Bahnhof einfährt und wie lange es dauert, bis der nächste Zug auf demselben Gleis vorbeifährt. Die Mikrowellen-Fahrzeugerkennung kann nicht nur die Arbeitseffizienz steigern, sondern auch durch menschliches Versagen verursachte Katastrophen verhindern.
Laderampe: Der Platz für Fahrzeuge an der Rampe ist begrenzt, aber es kommt ein Lkw nach dem anderen zum Entladen. Damit die Waren effizient be- und entladen werden können, ist es wichtig, den Fahrer sofort nach Ankunft des Lkw zu benachrichtigen.
Ladestationen für Elektrofahrzeuge: Wenn Fahrzeuge an Ladestationen nicht vorschriftsmäßig abgestellt werden und es zu Staus kommt, verschlechtert sich die Kundenzufriedenheit und die Umsätze sinken. Um zu verhindern, dass Fahrzeuge unrechtmäßig an den Ladestationen parken und um unbefugt abgestellte Fahrzeuge rechtzeitig zu erkennen, sind viele Ladestationen mit Radarüberwachungssensoren ausgestattet.
Mautstelle: Der Mikrowellenradarsensor erkennt das Fahrzeug und aktiviert die Stoppschranke, sobald sich das Fahrzeug der Mautstelle nähert. Dies verbessert die Verkehrseffizienz, optimiert die Abläufe und reduziert den Arbeits- und Verkehrsaufwand.
Warum sollten Sie sich für LW009 von MOKOSMART entscheiden?
MOKOSMART hat ein Fahrzeugerkennungssystem entwickelt, das Mikrowellenradar und Magnetsensoren integriert, um dem zuständigen Personal durch präzise Dual-Mode-Erkennung zu helfen, die richtige Lösung für seine Bedürfnisse zu finden. Im Folgenden sind einige Vorteile der Wahl unseres Plans aufgeführt:
Der Dual-Mode-Sensor verbessert die Erkennungsgenauigkeit erheblich: Die gängigen Parksensoren auf dem Markt arbeiten in der Regel mit einfacher Magneterkennung oder reiner Radarerkennung, was die Wahrscheinlichkeit einer Fehldetektion bei Störungen durch elektromagnetische Felder oder andere eingeschränkte Umgebungen stark erhöht. Die Erkennungsgenauigkeit kann jedoch mehr als 99 % erreichen.
Einfache Installation und Wartung: Unser Parksensor ist in zwei Modellen erhältlich, die verschiedene Installationsmethoden unterstützen. Der LW009-IG kann im Erdreich versenkt werden und verfügt über eine abnehmbare Hülse für eine einfache Wartung. Der LW009-SM wird mit Klebstoff geliefert, um Bohren zu vermeiden. Zusätzlich sind Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren integriert, um Glatteis zu erkennen.
Hohe Zuverlässigkeit: Die extrem lange Übertragungsdistanz von LoRaWAN beträgt 500 m bis 1000 m, und die stromsparende Batterie ermöglicht eine Lebensdauer von bis zu 5 Jahren.
Wie funktioniert unser LW009
Unser Parkerkennungssensor für Fahrzeuge verwendet eine Parkstatuserkennungsmethode, die Magnetfeld und Mikrowelle kombiniert und sich wie folgt auszeichnet: Die bei dieser Methode verwendete Ausrüstung umfasst einen dreiachsigen geomagnetischen Sensor und einen Mikrowellenradarsensor, einschließlich der folgenden Schritte:
Schritt 1: Überwachen Sie mithilfe des triaxialen geomagnetischen Sensors die Schwankungszahl, die Spitze-Spitze-Zahl und den Mittelwert der XYZ-triaxialen Magnetfelddaten, um die Änderungen des Parkstatus zu beurteilen. Wenn die abgetasteten Daten nahe am kritischen Wert liegen, schalten Sie den Mikrowellenradarsensor ein;
Schritt 2: Mikrowellen-Datenerfassung und -vorverarbeitung: Ein Mikrowellen-Radarsensor führt eine Abtastung mit Dreieckswellen in gleichen Intervallen durch, wobei zwei Signale an jedem diskreten Frequenzpunkt empfangen werden. Die gesammelten Daten werden mithilfe der Hanning-Fensterformel verarbeitet und anschließend mittels diskreter Fourier-Transformation weiterverarbeitet, um den Zeitbereich zur Analyse in den Frequenzbereich zu transformieren;
Schritt 3: Mikrowellen-Fahrzeugerkennung, einschließlich der folgenden Schritte:
Schritt 3.1: Die in Schritt 2 gewonnenen Daten werden im Frequenzbereich analysiert und moduliert;
Schritt 3.2: Senden Sie die in Schritt 3.1 erhaltenen Modulusdaten an den SVM-Prädiktor, um das Entscheidungsergebnis des SVM-Prädiktors zum Parkstatus zu erhalten;
Schritt 3.2: Durch Senden der in Schritt 3.1 erhaltenen Modulusdaten an den neuronalen Netzwerkprädiktor kann das Beurteilungsergebnis des neuronalen Netzwerkprädiktors über den Parkstatus erhalten werden;
Schritt 4: Dynamische Gewichtsanpassung, einschließlich der folgenden Schritte:
Schritt 4.1: Zunächst wird ein Gewicht für die Beurteilung voreingestellt, das auf der Genauigkeit des dreiachsigen geomagnetischen Sensors, des SVM-Prädiktors und des neuronalen Netzwerkprädiktors basiert.
Schritt 4.2: Stimmen die drei Beurteilungsergebnisse überein, bleibt die Gewichtung unverändert.
Schritt 4.3: Sind die drei Beurteilungsergebnisse widersprüchlich, wird das Gewicht entsprechend ihrer jeweiligen Genauigkeit neu berechnet.
Schritt 5: Der Parkstatus nach der Gesamtbewertung wird anhand der neuesten Gewichtungen ermittelt, die auf den Erkennungsergebnissen des geomagnetischen Parkens, den Bewertungsergebnissen des SVM-Prädiktors und den Bewertungsergebnissen des neuronalen Netzwerkprädiktors basieren.
Ist unser Parkerkennungssystem für Ihre Umgebung geeignet?
Unabhängig davon, in welcher Branche Sie tätig sind und nach welchen Arten intelligenter Fahrzeugerkennungssysteme Sie suchen, kann MOKOSMART die Implementierung beschleunigen und die Anpassung basierend auf Ihrer Einrichtung und Ihrem tatsächlichen Bedarf verbessern.
Wenn Ihre Anlage nur eine mobile Fahrzeuginspektion benötigt, bietet Ihnen unser drahtloser Fahrzeugdetektor LW009 die nötige Flexibilität. Wenn Sie außerdem die Anwesenheit von Personen und Objekten über deren Bewegung hinaus erkennen müssen, kann unser PIR-Sensor in Kombination mit Ihrem Anwendungsszenario eingesetzt werden. Kontaktieren Sie unser Team und wir entwickeln das ideale Produkt für Ihr Projekt.
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