交通检测实验报告.docx
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交通检测实验报告
实验一雷达测速和人工测速误差分析实验
实验名称
雷达测速和人工测速误差分析实验
实验类型
综合性
实验时间
2021-5-22
实验地点
实验目的：
1、通过实验，加深地点测速在交通管理控制、交通工程设施设计等方面的应用和地点车速观察数据的统计分析方法等内容的理解；
2、通过实验，学会正常使用雷达测速仪；
3、通过地点车速观察数据的整理分析，探究角度、距离对雷达测速仪的影响。
；
实验方法及原理：
人工测速法：
先在路边标记好相关的距离，当要测的车辆的车头先后到达标好距离的两端时，两名人员分别对这两个时刻进行观测，并发出信号，另一名人员对这两个时刻用秒表进行记录。
雷达测速法：
需要两名操作人员，一人持雷达枪在相应的角度上对车辆进行测速，另一人记录数据。
测量的车辆为人工测速法指定的车辆。
误差分析的主要评价指标：
为平均相对误差
，平均相对误差越小说明测量结果与真值越接近，人工测量所得到的速度作为真值。
相对误差计算公式：
平均相对误差计算公式：
其中：
为平均误差，
为相对误差。
实验原理：
雷达测速仪是利用多普勒频率变化技术来测量移动车辆的速度。
当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射频率。
如此可借由频率的改变数值，计算尺目标与雷达的相对速度。
图1雷达测速原理
雷达测速原理如图1所示，由于φ常常不等于0，存在余弦效应，故雷达测速仪测得的车速要比实际车速低。
当φ=0时，误差最小；φ越大测速越低。
为减小余弦效应，应使观察车辆和仪器的夹角尽量小，也就是尽量把测速仪设置在靠近车道的路边。
此外，观测车辆越远离测速仪，所测得速度越接近真实速度。
实验设备:
激光测距仪、雷达测速仪、电脑、记录板等
实验内容:
进行不同角度、距离的车速检测，计算测得值与真实值的绝对误差，最后分析车速平均误差，探究雷达枪测速误差与测量角度、距离的关系。
注意事项:
（1）检测地点应选择平坦路段，尽量避免弯道、公交站等；
（2）速度检测应尽量选在平峰时段，避免车辆拥堵；
（3）附近较强的无线电发射机也可能会对雷达的测量产生影响。
实验过程：
1、数据采集
我所测量的位置位于路段，该路段限速为60km/h。
以下数据均为速度正常范围内所得。
根据测量要求，我在距离车辆目标3米的位置对各个车辆组（每组20个数据）分别进行15°、45°和75°的雷达测速以及通过人工测量方式测得车辆到达时间。
经过计算处理，我们可以得出以下表中数据。
表1
调查地点：
调查日期：
2021年5月13日气候情况：
晴天
时间
角度
人工测得时间
（s）
人工计算速度v
（km/h）
雷达测得速度v
（km/h）
相对误差
15度
0.28
39.216
44
0.122
0.27
40.724
46
0.130
0.22
48.128
54
0.122
0.27
40.724
45
0.105
0.31
35.294
42
0.190
0.26
42.353
47
0.110
0.29
37.815
41
0.084
0.24
44.118
49
0.111
0.23
46.036
49
0.064
0.27
40.724
45
0.105
0.28
39.216
42
0.071
0.26
42.353
47
0.110
0.32
34.156
37
0.083
0.30
36.511
40
0.096
0.29
37.815
42
0.111
0.27
40.724
44
0.080
0.23
46.036
51
0.108
0.32
34.156
38
0.113
0.28
39.216
43
0.097
0.31
35.294
39
0.105
平均误差
0.106
表2
调查地点：
3号门调查日期：
2021年5月13日气候情况：
晴天
45度
0.29
37.815
46
0.216
0.28
39.216
48
0.224
0.23
46.036
56
0.216
0.27
40.724
48
0.179
0.29
37.815
46
0.216
0.30
36.511
45
0.233
0.29
37.815
47
0.243
0.27
40.724
48
0.179
0.29
37.815
45
0.190
0.27
40.724
47
0.154
0.32
34.156
41
0.200
0.30
36.511
44
0.205
0.29
37.815
47
0.243
0.27
40.724
49
0.203
0.29
37.815
47
0.243
0.26
42.353
52
0.228
0.31
35.294
43
0.218
0.29
37.815
46
0.216
0.35
31.142
38
0.220
0.34
32.086
40
0.247
平均误差
0.214
表3
调查地点：
3号门调查日期：
2021年5月13日气候情况：
晴天
75度
0.31
35.294
46
0.312
0.30
36.511
50
0.358
0.24
44.118
58
0.324
0.32
34.156
47
0.388
0.30
36.511
50
0.358
0.31
35.294
47
0.343
0.29
37.815
50
0.312
0.30
36.511
51
0.389
0.29
37.815
47
0.253
0.27
40.724
50
0.218
0.32
34.156
46
0.356
0.36
30.252
41
0.349
0.29
37.815
50
0.312
0.30
36.511
50
0.358
0.36
30.252
41
0.349
0.31
35.294
46
0.312
0.26
42.353
56
0.327
0.27
40.724
54
0.326
0.37
29.412
39
0.312
0.33
33.088
45
0.366
平均误差
0.331
2、速度对比曲线图
图1
图2
图3
表4平均相对误差
角度
15°
45°
75°
平均误差
0.106
0.214
0.331
3、分析总结
由上面的数据统计表和曲线图，我们可以看出同在3米测速时，角度越小，平均相对误差越低。
还可以看出人工测量值要较小于雷达测速仪测出来的值。
所以我们想要测出接近准确值，角度就应该尽量减小。
结论：
我们可以根据以上分析，知道在使用雷达测速仪进行速度测量时，应该保持尽量小的角度对目标进行测量，这样才可以保证测量值与真值之间更加接近，增加实验数据的真实性。
不足与改进：
我们自己人工测量时，测出的数据不太准确，车辆行驶速度快，眼睛跟不上，可能会有较大误差。
雷达测速时，也具有较大误差。
采用精度更高的设备进行测量，对实验结果有很大影响。
实验心得体会
通过本次实验，我们掌握了雷达枪的构造及其工作原理，雷达枪是基于多普勒效应的多普勒雷达。
利用雷达枪测速，可以快速得到指定车辆的车速。
相对于人工测速来说，雷达枪测速快速方便，节省了人力物力，减少了内业工作。
在实验过程中，我们互相配合，培养了团队合作的理念。
加深地点测速在交通管理控制、交通工程设施设计等方面的应用和地点车速观察数据的统计分析方法等内容的理解和学会正常使用雷达测速仪，探究角度、距离对雷达测速仪的影响。
也让我们明白了，在使用雷达测速仪进行速度测量时，应该保持尽量小的角度对目标进行测量，这样才可以保证测量值与真值之间更加接近，增加实验数据的真实性。
实验二基于雷达测速仪地点测速实验
实验名称
基于雷达测速仪地点测速实验
实验类型
综合性
实验时间
2021-5-22
实验地点
3号门旁
实验目的：
1、加深地点测速在交通管理控制、交通工程设施设计等方面的应用和地点车速观察数据的统计分析方法等内容的理解；
2、掌握地点测速的方法和实验方案设计，熟练使用雷达测速仪；
3、掌握地点测速的统计分析方法及分布规律；
实验原理：
雷达测速仪是利用多普勒频率变化技术来测量移动车辆的速度。
当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射频率。
如此可借由频率的改变数值，计算尺目标与雷达的相对速度。
雷达测速原理可由实验一可知，由于φ常常不等于0，存在余弦效应，故雷达测速仪测得的车速要比实际车速低。
当φ=0时，误差最小；φ越大测速越低。
为减小余弦效应，应使观察车辆和仪器的夹角尽量小，也就是尽量把测速仪设置在靠近车道的路边。
此外，观测车辆越远离测速仪，所测得速度越接近真实速度。
实验设备
雷达测速仪、电脑、记录板等
实验内容
（1）调查地点选择
（2）地点测速调查表格设计
（3）雷达测速枪速度调查
（4）地点测速频率速度分布表、速度频率分布曲线和累积频率曲线绘制，百分位车速、车速平均值和标准差的计算。
实验过程：
我们小组分别对三号门外学府大道双向车道进行车速抽样调查，分别为开往八公里方向（向南）以及开往六公里方向（向北），通过各取两百组数据对其进行MATLAB数字化图像技术处理。
并将所得出的两组车速数据图像进行对比分析。
1、实验数据记录及分析
日期：
2021.5-20时间：
9:
00-10:
20地点：
3号门
天气：
晴天测定区间长：
30米测量方向：
八公里
表1200组数据（向南）
日期：
2021.5-20时间：
9:
00-10:
20地点：
3号门
天气：
晴天测定区间长：
30米测量方向：
六公里
表2200组数据（向北）
2、绘制车速频率分布柱状图
图1南向
图2北向
3、车速累计频率分布曲线
图3南向
图4北向
4、车速随时间变化曲线
图5南向
图6北向
5、频率分布特征计算
南向
V（85%）=49km/h
众数=42
V（50%）=28km/h
标准差=7.0285
V（15%）=8km/h
最大数据=65
平均车速V=37.6534
最小速度=13
北向
V（85%）=47km/h
众数=47
V（50%）=30km/h
标准差=9.2624
V（15%）=10km/h
最大数据=71
平均车速V=45.145
最小速度=22
6、地点车速分布拟合优度检测
（1）正太拟合曲线
图7南向
图8南向
图9北向
图10北向
对南北向的数据，进行5个指标的对比，即V（85%）、V（50%）、V（15%）、平均车速、速度众数、最大车速、最小车速。
可以看出，南北向5个指标值均相差不大，符合事实依据。
实验心得体会
通过本次实验，我学到了很多。
我掌握了，掌握环境噪声的检测方法，熟悉声噪声计的使用方法，掌握噪声检测数据的处理方法。
运用matlab进行处理数据，使我们更直观的分析。
我对得到的速度数据，进行了一系列的处理统计，例如地点测速频率速度分布表、速度频率分布曲线和累积频率曲线绘制，百分位车速、车速平均值和标准差的计算等。
可以更好的进行分析。
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