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Ya sea en el ámbito empresarial, industrial o en la administración municipal, el control del tráfico y la gestión inteligente de aparcamientos son temas de gran relevancia. Actualmente, varios métodos populares de detección de vehículos, como los sensores ultrasónicos, ópticos y magnéticos, presentan ciertas limitaciones para detectar la presencia de vehículos, lo que dificulta la optimización del flujo de tráfico. Por lo tanto, es fundamental conocer y configurar el sistema de detección de aparcamiento adecuado. Nos centraremos en la detección de vehículos por microondas para ayudarle a decidir si esta solución es la más adecuada para sus necesidades. Si busca un fabricante que utilice sensores de movimiento por radar de microondas para la detección de aparcamientos, lea este artículo completo. MOKOSmart lleva más de 16 años dedicada a la fabricación e I+D de productos IoT, y nuestro modelo LW009 también utiliza sensores geomagnéticos y de radar de microondas. En este artículo, le ofrecemos una introducción detallada sobre las características de nuestro producto.
¿Qué es un sistema de detección de vehículos por microondas?
El sistema de detección vehicular por microondas utiliza señales de radio de alta frecuencia transmitidas por línea directa. El detector registra los cambios de frecuencia de las ondas que se producen cuando la fuente de microondas y el vehículo se mueven relativamente. Esto permite al dispositivo detectar vehículos en movimiento. El radar puede detectar objetos distantes y determinar su posición y velocidad. Las investigaciones han demostrado que los sensores de radar por microondas proporcionan datos reales y precisos para reducir la congestión vehicular y los problemas de aparcamiento, pero esta tecnología también es vulnerable a las inclemencias del tiempo, especialmente en condiciones climáticas adversas.
Historia de la detección por radar
Radar es la abreviatura de radiodetección y medición de distancias. A finales del siglo XIX, Heinrich Hertz fue el primero en demostrar que las ondas de radio podían reflejarse en objetos metálicos. A principios del siglo XX, Christian Hulsmeyer ya lo utilizaba para detectar barcos y evitar colisiones.
Hasta la Segunda Guerra Mundial, el radar se había perfeccionado considerablemente y se utilizaba para cronometrar pulsos en osciloscopios. Fue también durante esta época que los científicos descubrieron que el radar podía utilizarse para determinar la distancia y el ángulo de un objetivo. Décadas más tarde, esta tecnología ha encontrado otras aplicaciones, como la detección de vehículos.
¿Cómo funciona la detección de vehículos por microondas?
Existen dos tipos de sensores de radar de microondas: el radar Doppler de onda continua (CW) y el radar FMCW.
Efecto Doppler
En 1842, Christian Doppler describió un fenómeno en el que la frecuencia o longitud de onda de las ondas (luz, sonido, etc.) aumentaba o disminuía. En el radar Doppler, la velocidad del vehículo es proporcional al cambio de frecuencia entre las ondas recibidas y transmitidas. Este fenómeno puede utilizarse para detectar la presencia de vehículos.
La señal reflejada del vehículo puede utilizarse para medir el canal, la presencia, el volumen, la distancia de seguridad, la clasificación, la velocidad, etc., y puede proporcionar avisos para evitar colisiones, zonas de peligro, rumbo equivocado y estacionamiento. Para un tamaño de antena determinado, a mayor frecuencia, mayor resolución espacial del radar.
El radar Doppler de onda continua (CW) emite onda de convergencia (CFW). La transmisión constante de frecuencia a lo largo del tiempo permite calcular la velocidad del reflector. La frecuencia de la forma de onda reflejada aumenta cuando el vehículo se acerca al radar y disminuye cuando se aleja de la antena. La fórmula del radar Doppler es:
v = c × fD / 2 × fC × (cos ϑ)
Donde
v = velocidad
c = velocidad de la luz
ϑ = ángulo entre la dirección del vehículo y la propagación de la onda del radar
f C = frecuencia portadora
f D = frecuencia Doppler
Una desventaja inherente importante del radar Doppler CW es su incapacidad para detectar si hay vehículos estacionados.
Radar FMCW
En el radar FMCW, la frecuencia de la longitud de onda cambia con el tiempo. Nuestro detector de vehículos LW009 utiliza el radar FMCW. Este dispositivo de radar puede detectar la presencia de vehículos estacionados, así como la de vehículos de pasajeros.
La distancia del vehículo es directamente proporcional a la diferencia entre la frecuencia del transmisor durante la detección y la frecuencia del transmisor durante la recepción, expresada como:
R = c × T × Δf / (2 × B)
Donde
R = autonomía del vehículo
Δf = diferencia instantánea de frecuencia entre la recepción y la transmisión de la señal
B = Ancho de banda de modulación de RF
T = Periodo de modulación o periodo de tiempo
El radar FMCW calcula la velocidad de un vehículo dividiendo los carriles de la vía en segmentos o zonas de longitud conocida. La fórmula para la velocidad del vehículo es:
v = d /ΔT
Donde
v = velocidad del vehículo
d = distancia entre los bordes delanteros de las zonas
ΔT = tiempo entre la llegada del vehículo a los bordes delanteros de las zonas/contenedores adyacentes
Los radares FMCW son versátiles y también pueden utilizar el efecto Doppler para calcular la velocidad del vehículo.
Según la comparación de datos anterior, podemos concluir que el radar FMCW es superior al radar CW en la detección de vehículos y la recopilación de datos. Puede determinar con precisión la presencia, la velocidad, la hora de llegada, la ocupación, la clasificación del vehículo y el tiempo de espera, además de detectar accidentes, identificar vehículos estacionados y emitir alertas de zonas de peligro y de mal manejo.
¿Por qué utilizar la detección de vehículos por microondas?
A diferencia de los sensores fotoeléctricos o ultrasónicos, los sensores de radar de microondas se ven menos afectados por la temperatura, la lluvia, el viento, la niebla, la humedad, la luz y otras condiciones. Por ello, pueden proporcionar datos precisos para la detección de aparcamientos en exteriores, así como para la detección de vehículos detenidos y en movimiento. Además, su instalación y mantenimiento son más sencillos que con otras tecnologías de detección. Además, el riesgo de daños en el equipo es menor, ya que el detector de tráfico por radar no está montado sobre rieles.
Desafíos del sensor de aparcamiento con radar de microondas
Puede resultar difícil para los sensores de radar detectar objetivos pequeños y vehículos con poca distancia entre ellos. Además, solo pueden detectar vehículos que circulan a una velocidad superior a la preestablecida. Los vehículos a menor velocidad pueden quedar esperando un cambio de semáforo para activar el siguiente. Dado que los sensores de movimiento por microondas suelen estar montados sobre el semáforo, no es fácil inspeccionarlos desde el suelo. Se requiere un carril separado para detectar vehículos que giran a la derecha, pero se puede utilizar una combinación de detectores de anillo y de microondas en una intersección. Los detectores de vehículos por microondas también pueden utilizarse como semáforos para controlar el tráfico en el estrecho puente que conduce a la entrada y salida del estacionamiento.
¿Dónde se puede utilizar la detección de vehículos por microondas?
Ferrocarriles: Los trenes se desplazan rápidamente, uno tras otro, y la detección precisa de su presencia permite informar a la sala de control sobre la hora de llegada del tren a la estación, así como programar el tiempo de espera antes de que pase el siguiente tren por la misma vía. La detección de vehículos mediante microondas no solo mejora la eficiencia laboral, sino que también evita desastres causados por negligencia humana.
Muelle de carga: El espacio para vehículos en el muelle es limitado, pero llegan camiones uno tras otro para descargar. Por lo tanto, para que la carga y descarga de mercancías sea eficiente, es importante avisar al operador en cuanto llegue el camión.
Estaciones de carga para vehículos eléctricos: Si los vehículos en las estaciones de carga no se estacionan correctamente y causan congestión, la experiencia de los clientes se verá afectada negativamente, lo que repercutirá negativamente en el negocio. Por ello, para evitar que los vehículos no se estacionen en las estaciones de carga según la normativa, así como para detectar a tiempo los vehículos estacionados sin autorización, muchas estaciones de carga han instalado sensores de radar.
Cabina de peaje: El sensor de radar de microondas detectará la presencia del vehículo y activará la barrera de seguridad cuando se aproxime a la cabina de peaje. Esto mejora la eficiencia del tráfico, optimiza los procesos y reduce la presión sobre el tráfico y la mano de obra.
¿Por qué debería elegir LW009 de MOKOSMART?
MOKOSMART desarrolló un sistema de detección de vehículos que integra radar de microondas y sensores magnéticos para ayudar al personal pertinente a encontrar la solución adecuada a sus necesidades mediante una detección precisa de modo dual. A continuación, se presentan algunos beneficios de elegir nuestro plan:
El sensor de modo dual mejora enormemente la precisión de detección: los sensores de estacionamiento comunes en el mercado suelen utilizar detección magnética simple o solo detección por radar, lo que aumenta considerablemente la probabilidad de falsas detecciones cuando se ven interferidos por un campo electromagnético u otros entornos restringidos, y la precisión de detección puede alcanzar más del 99 %.
Fácil instalación y mantenimiento: nuestro sensor de estacionamiento cuenta con dos modelos que admiten diferentes métodos de instalación. El LW009-IG se puede empotrar en el suelo y su diseño con manguito desmontable facilita el mantenimiento posventa. El LW009-SM incluye adhesivo para evitar perforaciones. Además, incorpora sensores de temperatura y humedad para detectar si la carretera está helada.
Alta fiabilidad: la distancia de transmisión ultralarga de LoRaWAN es de 500 m a 1000 m, y la batería de bajo consumo hace que su vida útil sea de hasta 5 años.
¿Cómo funciona nuestro LW009?
Nuestro sensor de detección de estacionamiento de vehículos adopta un método de detección del estado de estacionamiento que combina campo magnético y microondas, que se caracteriza de la siguiente manera: El equipo utilizado en este método incluye un sensor geomagnético de tres ejes y un sensor de radar de microondas, incluidos los siguientes pasos:
Paso 1: Utilice el sensor geomagnético triaxial para monitorear el valor de fluctuación, el valor pico a pico y el valor medio de los datos del campo magnético triaxial XYZ para evaluar los cambios en el estado de estacionamiento. Si los datos muestreados están cerca del valor crítico, inicie el sensor de radar de microondas;
Paso 2: Adquisición y preprocesamiento de datos de microondas: se utiliza un sensor de radar de microondas para realizar un escaneo de onda triangular a intervalos iguales, y se reciben dos señales en cada punto de frecuencia discreta. Se utiliza la fórmula de la ventana de Hanning para procesar los datos recopilados, y se utiliza la transformada discreta de Fourier para procesar aún más los datos, convirtiendo el dominio del tiempo en el dominio de la frecuencia para su análisis;
Paso 3: Detección de vehículos mediante microondas, incluyendo los siguientes pasos:
Paso 3.1: Los datos obtenidos en el paso 2 se analizan en el dominio de la frecuencia y se modulan;
Paso 3.2: Envíe los datos del módulo obtenidos en el Paso 3.1 al predictor SVM para obtener el resultado de la decisión del predictor SVM sobre el estado de estacionamiento;
Paso 3.2: Al enviar los datos del módulo obtenidos en el Paso 3.1 al predictor de red neuronal, se puede obtener el resultado del juicio del predictor de red neuronal sobre el estado de estacionamiento;
Paso 4: Ajuste dinámico del peso, que incluye los siguientes pasos:
Paso 4.1: En primer lugar, se preestablece un peso de juicio de acuerdo con la precisión del sensor geomagnético de tres ejes, el predictor SVM y el predictor de red neuronal.
Paso 4.2: Si los resultados de los tres juicios son consistentes, el peso permanece sin cambios;
Paso 4.3: Si los tres resultados de la evaluación son inconsistentes, el peso se recalculará de acuerdo con su precisión respectiva;
Paso 5: El estado de estacionamiento después de una evaluación integral se obtiene de acuerdo con los pesos más recientes basados en los resultados de detección del estacionamiento geomagnético, los resultados de evaluación del predictor SVM y los resultados de evaluación del predictor de red neuronal.
¿Nuestro sistema de detección de aparcamiento es adecuado para su entorno?
Independientemente de la industria en la que se encuentre y qué tipo de sistemas de detección de vehículos inteligentes esté buscando, MOKOSMART puede acelerar la implementación y aumentar la personalización en función de sus instalaciones y necesidades reales.
Si sus instalaciones solo requieren inspección móvil de vehículos, nuestro detector inalámbrico de vehículos LW009 le ofrece la flexibilidad de inspección que necesita. Además, si necesita detectar la presencia de personas y objetos más allá de su simple movimiento, nuestro sensor PIR se adapta a su aplicación. Contacte con nuestro equipo y permítanos encontrar el producto ideal para su proyecto.
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