Что следует знать перед выбором микроволнового обнаружения транспортных средств

Независимо от сферы деятельности — будь то бизнес, промышленность или муниципальное управление — управление дорожным движением и интеллектуальное управление парковками являются темой, заслуживающей внимания. В настоящее время несколько популярных методов обнаружения транспортных средств, таких как ультразвуковые датчики, оптические датчики и магнитные детекторы транспортных средств, имеют определенные ограничения в обнаружении присутствия транспортных средств, что создает серьезные препятствия для оптимизации транспортного потока. Поэтому очень важно знать и правильно настроить систему обнаружения парковочных мест. Мы сосредоточимся на микроволновом обнаружении транспортных средств, чтобы помочь вам принять более взвешенное решение о том, стоит ли вам выбирать это решение для обнаружения транспортных средств. Если вы ищете производителя, использующего микроволновые радарные датчики движения для обнаружения парковочных мест, обязательно прочтите эту статью полностью. Компания MOKOSmart более 16 лет занимается производством и исследованиями и разработками продуктов IoT, и в нашей модели LW009 также используются геомагнитный датчик и микроволновый радарный датчик. В этой статье мы также подробно расскажем о характеристиках нашего продукта.

Что такое микроволновая система обнаружения транспортных средств?

Микроволновая система обнаружения транспортных средств использует высокочастотные радиосигналы, передаваемые по прямой линии. Детектор регистрирует изменения частоты волн, возникающие при относительном движении источника микроволн и транспортного средства. Это позволяет устройству обнаруживать движущиеся транспортные средства. Радар может обнаруживать удаленные объекты и определять их местоположение и скорость. Исследования показали, что микроволновые радарные датчики действительно предоставляют актуальные и точные данные, помогая снизить загруженность дорог и решить проблемы с парковкой, однако эта технология также уязвима к погодным условиям, особенно в неблагоприятных погодных условиях.

История радиолокационного обнаружения

Радар — сокращение от «радиолокация и определение дальности». В конце XIX века Генрих Герц первым продемонстрировал, что радиоволны могут отражаться от металлических объектов. К началу XX века Кристиан Хульсмейер уже использовал радар для обнаружения кораблей и предотвращения столкновений.

До Второй мировой войны радар был значительно усовершенствован и использовался для измерения импульсов на осциллографах. Именно тогда учёные обнаружили, что радар можно использовать для определения расстояния и угла до цели. Спустя десятилетия эта технология нашла применение и в других областях, включая обнаружение транспортных средств.

Как работает микроволновое обнаружение транспортных средств

Существует два типа микроволновых радиолокационных датчиков: доплеровский радар непрерывного действия (CW Doppler radar) и радар с частотной модуляцией (FMCW radar).

Эффект допплера

В 1842 году Кристиан Доплер описал явление, при котором частота или длина волн (световых, звуковых и т. д.) увеличивается или уменьшается. В доплеровском радаре скорость транспортного средства пропорциональна разнице частот между принимаемой и передаваемой волнами. Это явление можно использовать для обнаружения транспортных средств.

Отражённый сигнал транспортного средства может быть использован для измерения канала, присутствия, объёма, просвета, классификации, скорости и т. д., а также для предупреждения о столкновении, предупреждения о проблемных зонах, предупреждения о неправильном направлении движения и предупреждения о парковке. При заданном размере антенны, чем выше частота, тем выше пространственное разрешение радара.

Доплеровский радар непрерывного действия излучает постоянный доплеровский сигнал. Постоянная частота передачи во времени позволяет рассчитать скорость отражателя. Частота отраженного сигнала увеличивается, когда транспортное средство находится вблизи радара, и уменьшается, когда транспортное средство находится далеко от антенны радара. Формула доплеровского радара:

v = c × fD / 2 × fC × (cos ϑ)

где

v = скорость

с = скорость света

ϑ = угол между направлением движения транспортного средства и распространением радиолокационной волны

f C = несущая частота

f D = частота Доплера

Главным недостатком доплеровского радара непрерывного действия является его неспособность определить наличие припаркованных транспортных средств.

FMCW Радар

В FMCW-радаре частота волны меняется со временем. Наш детектор автомобилей LW009 использует FMCW-радар. Этот радар может обнаруживать как припаркованные, так и находящиеся рядом автомобили.

Расстояние до транспортного средства прямо пропорционально разнице между частотой передатчика во время обнаружения и частотой передатчика во время приема, которая выражается как:

R = c × T × Δf / (2 × B)

где

R = запас хода транспортного средства

Δf = мгновенная разница частот между приемом и передачей сигнала

B = Полоса пропускания радиочастотной модуляции

T = Период модуляции или период времени

Радар FMCW рассчитывает скорость движения транспортного средства, разделяя полосы движения на зоны известной длины. Формула для определения скорости транспортного средства:

v = d /ΔT

где

v = скорость транспортного средства

d = расстояние между передними кромками зон

ΔT = время между прибытием транспортного средства на передние края соседних зон/контейнеров

Радары FMCW универсальны и также могут использовать эффект Доплера для расчета скорости транспортного средства.

Сравнение данных, представленных выше, показывает, что FMCW-радар превосходит CW-радар в обнаружении транспортных средств и сборе данных. Он может точно определять наличие, скорость, время прибытия, загруженность, классификацию транспортных средств и время ожидания в очереди, а также обнаруживать аварии, идентифицировать припаркованные автомобили и выдавать предупреждения о зонах аварий и нарушениях правил дорожного движения.

Зачем использовать микроволновое обнаружение транспортных средств

В отличие от фотоэлектрических или ультразвуковых датчиков, микроволновые радарные датчики меньше подвержены влиянию температуры, дождя, ветра, тумана, влажности, света и других условий. Благодаря этому они могут предоставлять точные данные для обнаружения парковочных мест на открытом воздухе, а также для обнаружения неподвижных и движущихся транспортных средств. Более того, их установка и обслуживание проще, чем у других технологий обнаружения. Кроме того, снижается риск повреждения оборудования, поскольку радар-детектор дорожного движения не устанавливается на рельсах.

Проблемы микроволнового радара для парковочного датчика

Радарным датчикам может быть сложно обнаруживать небольшие цели и автомобили с небольшим расстоянием между ними. Кроме того, он может обнаруживать только автомобили, движущиеся со скоростью, превышающей заданную. Автомобили, движущиеся со скоростью ниже этой, могут ожидать смены сигнала светофора, чтобы пропустить следующее транспортное средство. Поскольку микроволновые датчики движения обычно устанавливаются над светофором, их сложно контролировать с земли. Для обнаружения автомобилей, поворачивающих направо, требуется отдельная полоса, но на перекрёстке можно использовать сочетание кольцевых и микроволновых датчиков. Микроволновые датчики транспортных средств также могут использоваться в качестве светофоров для регулирования движения на узком мосту, ведущем к въезду и выезду с парковки.

Где можно использовать микроволновое обнаружение транспортных средств?

Железные дороги: Поезда движутся быстро, один за другим, и точное обнаружение их присутствия может передаваться за кулисы, чтобы предупредить о том, как скоро поезд прибудет на станцию, а также запланировать время до прохождения следующего поезда по тому же пути. Микроволновое обнаружение транспортных средств может не только повысить эффективность работы, но и предотвратить катастрофы, вызванные человеческой халатностью.

Погрузочная платформа: Место для транспортных средств на платформе ограничено, но грузовики прибывают один за другим для разгрузки. Поэтому для эффективного перемещения товаров внутрь и наружу грузовика важно уведомить оператора сразу же по прибытии грузовика.

Зарядные станции для электромобилей: Если автомобили на зарядных станциях размещаются не по назначению и создают заторы, это неизбежно ухудшает качество обслуживания клиентов и приводит к снижению прибыли. Поэтому, чтобы предотвратить парковку автомобилей на зарядных станциях не в соответствии с правилами, а также своевременно выявлять несанкционированные транспортные средства, припаркованные на зарядных станциях для электромобилей, многие зарядные станции оснащены радарами для мониторинга.

Пункт взимания платы: Микроволновый радарный датчик обнаружит присутствие транспортного средства и активирует стоп-линию по мере приближения автомобиля к пункту взимания платы. Это повышает эффективность дорожного движения, оптимизирует процессы и снижает трудозатраты и нагрузку на транспортные потоки.

Почему вам стоит выбрать LW009 от MOKOSMART?

Компания MOKOSMART разработала систему обнаружения транспортных средств, которая объединяет микроволновый радар и магнитные датчики, помогая сотрудникам находить оптимальное решение для удовлетворения своих потребностей благодаря двухрежимному точному обнаружению. Ниже приведены некоторые преимущества выбора нашего тарифного плана:

Двухрежимный датчик значительно повышает точность обнаружения: распространенные на рынке парковочные датчики обычно используют только магнитное или радарное обнаружение, что значительно увеличивает вероятность ложного срабатывания при воздействии электромагнитного поля или других неблагоприятных условий, и точность обнаружения может достигать более 99%.

Простота установки и обслуживания: наши парковочные датчики выпускаются в двух моделях, поддерживающих различные способы установки. Модель LW009-IG может быть вмонтирована в землю, а также имеет съемную конструкцию корпуса для упрощения послепродажного обслуживания. Модель LW009-SM поставляется с клеем, что позволяет избежать сверления. Кроме того, поддерживаются датчики температуры и влажности для определения наличия обледенения на дороге.

Высокая надежность: сверхбольшая дальность передачи LoRaWAN составляет 500–1000 м, а маломощная батарея обеспечивает срок службы до 5 лет.

Как работает наш LW009

В нашем датчике обнаружения парковки транспортного средства используется метод определения статуса парковки, сочетающий магнитное поле и микроволны, который характеризуется следующим образом: Оборудование, используемое в этом методе, включает в себя трехосевой геомагнитный датчик и микроволновый радарный датчик, включая следующие этапы:

Шаг 1: Используйте трехосный геомагнитный датчик для мониторинга значений колебаний, пиковых значений и средних значений данных трехосного магнитного поля XYZ, чтобы оценить изменения в состоянии парковки. Если полученные данные близки к критическому значению, запустите микроволновый радарный датчик;

Шаг 2: Сбор и предварительная обработка микроволновых данных: с помощью микроволнового радиолокационного датчика выполняется сканирование треугольными волнами с равными интервалами, при этом принимаются два сигнала в каждой дискретной частотной точке. Для обработки собранных данных используется формула окна Ханнинга, а для дальнейшей обработки данных применяется дискретное преобразование Фурье, преобразующее временную область в частотную область для анализа;

Шаг 3: Обнаружение транспортного средства с помощью микроволнового излучения, включая следующие этапы:

Шаг 3.1: Данные, полученные на шаге 2, анализируются в частотной области и модулируются;

Шаг 3.2: Отправьте данные о модуле, полученные на шаге 3.1, в SVM-преобразователь, чтобы получить результат решения SVM-преобразователя о состоянии парковки;

Шаг 3.2: Отправив данные о модуле, полученные на шаге 3.1, в нейронную сеть прогнозирования, можно получить результат оценки состояния парковки, проведенной нейронной сетью прогнозирования;

Шаг 4: Динамическая регулировка веса, включающая следующие этапы:

Шаг 4.1: Во-первых, устанавливается весовой коэффициент оценки в соответствии с точностью трехосевого геомагнитного датчика, SVM-предиктора и нейронной сети-предиктора.

Шаг 4.2: Если результаты трех оценок согласуются, вес остается неизменным;

Шаг 4.3: Если результаты трех оценок не совпадают, вес пересчитывается в соответствии с их точностью;

Шаг 5: Статус парковки после комплексной оценки определяется на основе последних весовых коэффициентов, полученных с использованием результатов обнаружения геомагнитной парковки, результатов оценки с помощью SVM-предиктора и результатов оценки с помощью нейронной сети-предиктора.

Подходит ли наша система обнаружения парковки для ваших условий?

Независимо от того, в какой отрасли вы работаете и какие типы интеллектуальных систем обнаружения транспортных средств вы ищете, MOKOSMART может ускорить внедрение и расширить возможности настройки с учетом особенностей вашего объекта и фактических потребностей.

Если вашему объекту требуется только мобильный досмотр транспортных средств, наш беспроводной детектор транспортных средств LW009 обеспечит необходимую гибкость досмотра. Кроме того, если вам требуется обнаруживать не только перемещение людей и объектов, но и их присутствие, наш PIR-датчик можно использовать в соответствии с вашими требованиями. Свяжитесь с нашей командой, и мы разработаем для вас идеальный продукт.

Продолжить чтение об обнаружении транспортных средств

• Датчик парковки LoRaWAN обнаруживает события в режиме реального времени

• Почему стоит выбрать магнитный парковочный датчик в качестве беспроводного решения для обнаружения транспортных средств

• Умная система парковки с использованием Интернета вещей

• Датчик парковки LoRaWAN обнаруживает события в режиме реального времени