交通检测雷达枪实验报告李清波.docx
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交通检测雷达枪实验报告李清波
重庆交通大学
学生实验报告
实验课程名称交通信息检测综合实验
开课实验室交通运输工程实验教学中心
学院交通运输年级智能交通系统及工程专业2班
学生姓名冉景扬学号************
李清波学号************
张炳森学号************
冯烁学号************
孙诗琪学号************
开课时间2013至2014学年第1学期
总评成绩
教师签名
雷达测速与人工测速实验报告
一、实验目的
1、掌握雷达测速的原理；
2、了解雷达的安装、使用方法和注意事项；
3、验证雷达测速的效果；
二、实验内容
1、人工测速的距离选择分别为1m、3m、6m、8m；
2、雷达速测的角度选择分别为10°、30°、45°、60°；
3、每一个距离分别测量4个不同的角度，每次记录十个数据。
三、实验要求
1、明确试验目的，弄懂试验原理；
2、尊重试验客观事实，正确分析记录数据；
3、合理做出试验结论，独立完成试验报告；
4、由于在道路边进行相关测量，需要注意安全。
四、实验仪器
1、雷达枪；2、秒表；3、卷尺。
五、实验方法与原理
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。
实验原理：
交通雷达测速原理基于多普勒效应，当雷达所发出的微波束碰到车辆时，即被反射回来，又被雷达天线所接收，这个接收频率与雷达的发射频率之差是与车速成正比的，其频率差越大，则被测车辆的速度越高。
六、注意事项
1、实验地点的选择
在运用雷达测速仪进行实验时，应避免在公交站或转弯口进行车辆，以避免由于车道拥堵造成实验结果不够理想，尽量选择在两个公交站中间直线路段进行测量实验。
2、实验过程干扰源和清除方法
许多干扰源（包括自然存在的和人为造成的）都会造成读数错误或性能降低。
使用者应注意以下症状并按照步骤进行操作以避免出现错误。
地形：
雷达波不能穿过大部分固态的物体，包括树叶。
使用时需保证雷达与目标之间没有障碍。
玻璃也可反射雷达波，因此当雷达通过巡逻车玻璃进行发射时，测量距离会缩短。
雨：
雨能吸收和分散雷达信号，这将造成测量距离的缩短，同时有可能获得的速度读数为雨滴的速度。
电子噪音：
电子噪音干扰源有霓红灯信号，无线电波信号，电源线，变压器等。
这些干扰将使测量距离缩短，并造成读数错误。
当这些干扰被探测到后，雷达将会显示“RFI” ，同时读数将不再显示。
来自无线电发射设备的干扰：
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。
当雷达显示“RFI”时则表示已检测到有干扰。
此时，不再显示任何速度以防止错误的读数。
干扰源可能是该车上的车载无线电设备，或是附近的发射设备，或是非法的无线电干扰器。
七、数据统计结果
1、实验数据统计结果如下图所示：
表1：
雷达枪与车角度为10度时的误差
角
度
距
离
10°
人工测得时间t（s）
人工计算速度V1（km/h）
雷达测得速度V（km/h）
相对误差
1m
0.24
15.0
18
0.200
0.14
25.7
21
0.183
0.21
17.1
20
0.167
0.25
14.4
17
0.180
0.17
21.2
26
0.228
0.16
22.5
28
0.244
0.13
27.7
22
0.206
0.19
18.9
24
0.267
0.12
30.0
26
0.133
0.15
24.0
20
0.167
平均误差
0.198
3m
0.32
33.8
30
0.111
0.34
31.8
34
0.070
0.34
31.8
31
0.024
0.4
27.0
25
0.074
0.37
29.2
31
0.062
0.35
30.9
29
0.060
0.26
41.5
40
0.037
0.47
22.9
25
0.088
0.42
25.7
27
0.050
0.31
34.8
31
0.110
平均误差
0.069
6m
0.61
35.4
33
0.068
0.73
29.6
28
0.054
0.64
33.8
35
0.036
0.96
22.5
24
0.067
0.81
26.7
25
0.063
0.76
28.4
27
0.049
0.53
40.8
43
0.054
0.84
25.7
25
0.027
0.68
31.8
33
0.038
0.82
26.3
25
0.050
平均误差
0.051
8m
0.79
36.5
38
0.041
0.76
37.9
35
0.077
0.60
48.0
51
0.063
0.82
35.1
32
0.088
0.86
33.5
31
0.075
0.92
31.3
34
0.086
0.73
39.5
37
0.063
0.87
33.1
30
0.094
1.02
28.2
31
0.099
0.75
38.4
36
0.063
平均误差
0.075
表2：
雷达枪与车角度为30度时的误差
角
度
距
离
30°
人工测得时间t（s）
人工计算速度V1（km/h）
雷达测得速度V（km/h）
相对误差
1m
0.11
32.7
42
0.283
0.12
30.0
39
0.300
0.15
24.0
30
0.250
0.13
27.7
20
0.278
0.19
18.9
23
0.214
0.16
22.5
27
0.200
0.21
17.1
22
0.283
0.10
36.0
27
0.250
0.14
25.7
33
0.283
0.16
22.5
29
0.289
平均误差
0.263
3m
0.44
24.54
29
0.181
0.37
29.2
34
0.165
0.27
40.0
34
0.150
0.29
37.2
32
0.141
0.35
30.9
35
0.134
0.39
27.7
32
0.156
0.27
40.0
34
0.150
0.36
30.0
35
0.167
0.31
34.8
39
0.119
0.38
28.4
24
0.156
平均误差
0.152
6m
0.56
38.6
44
0.141
0.63
34.3
39
0.138
0.67
32.2
37
0.148
0.68
31.8
36
0.133
0.45
48.0
42
0.125
0.39
55.4
48
0.133
0.53
40.6
36
0.117
0.72
30.0
34
0.133
0.68
31.8
35
0.102
0.75
28.8
32
0.111
平均误差
0.128
8m
0.99
29.1
33
0.134
0.91
31.6
28
0.115
0.95
30.3
34
0.122
0.94
30.6
36
0.175
0.97
29.7
34
0.145
0.89
32.4
28
0.135
0.93
30.9
36
0.163
0.78
36.9
32
0.133
0.81
35.6
30
0.156
0.86
33.5
38
0.135
平均误差
0.141
表3：
雷达枪与车角度为45度时的误差
角度
距
离
45°
人工测得时间t（s）
人工计算速度V1（km/h）
雷达测得速度V（km/h）
相对误差
1m
0.11
32.7
26
0.206
0.13
27.7
34
0.228
0.12
30.0
41
0.367
0.16
22.5
30
0.333
0.15
24.0
32
0.333
0.13
27.7
37
0.336
0.1
36.0
41
0.139
0.13
27.7
37
0.336
0.12
30.0
43
0.433
0.15
24.0
34
0.417
平均误差
0.313
3m
0.53
20.4
27
0.325
0.36
30.0
39
0.300
0.18
60.0
69
0.150
0.51
21.2
27
0.275
0.44
24.6
30
0.222
0.26
41.5
47
0.131
0.31
34.8
41
0.177
0.26
41.5
47
0.131
0.25
43.2
48
0.111
0.41
26.34
39
0.481
平均误差
0.230
6m
0.68
31.76
36
0.133
1.00
21.60
25
0.167
0.76
28.42
33
0.161
0.75
28.80
33
0.145
0.71
30.42
36
0.183
0.59
36.61
42
0.147
1.07
20.19
25
0.238
1.01
21.39
27
0.262
1.05
20.57
26
0.264
0.85
25.41
30
0.181
平均误差
0.187
8m
0.83
34.7
41
0.182
0.97
29.7
36
0.212
1.01
28.5
34
0.192
0.51
56.5
46
0.185
0.94
30.6
37
0.208
1.03
27.9
21
0.249
0.59
48.8
40
0.181
0.97
29.7
36
0.213
0.49
58.8
46
0.217
0.87
33.1
42
0.269
平均误差
0.211
表4：
雷达枪与车角度为60度时的误差
角
度
距
离
60°
人工测得时间t（s）
人工计算速度V1（km/h）
雷达测得速度V（km/h）
相对误差
1m
0.13
27.7
18
0.350
0.17
21.2
29
0.369
0.12
30.0
20
0.333
0.22
16.4
22
0.344
0.13
27.7
17
0.386
0.15
24.0
31
0.292
0.12
30.0
19
0.367
0.17
21.2
28
0.322
0.21
17.1
28
0.633
0.14
25.7
35
0.361
平均误差
0.376
3m
0.42
25.7
33
0.283
0.37
29.2
20
0.315
0.49
22.0
29
0.316
0.38
28.4
37
0.302
0.35
30.9
21
0.319
0.24
45.0
31
0.311
0.47
22.9
33
0.436
0.34
31.8
21
0.339
0.48
22.5
28
0.244
0.26
41.5
30
0.278
平均误差
0.314
6m
0.63
34.3
27
0.213
0.93
23.2
32
0.378
0.76
28.4
20
0.296
0.87
24.8
32
0.289
0.66
32.7
26
0.206
0.82
26.3
34
0.291
0.58
37.2
29
0.221
0.81
26.7
33
0.238
0.62
34.8
26
0.254
0.96
22.5
28
0.244
平均误差
0.263
8m
1.02
28.2
37
0.310
0.71
40.6
31
0.236
0.98
29.4
38
0.293
0.85
33.9
43
0.269
0.82
35.1
42
0.196
0.69
41.7
32
0.233
0.98
29.4
38
0.293
0.73
39.5
30
0.240
0.99
29.1
36
0.237
0.88
32.7
42
0.283
平均误差
0.259
表5、不同距离和角度下的平均绝对值百分误差
角度
距
离
10°
30°
45°
60°
相对误差
相对误差
相对误差
相对误差
1m
0.200
0.283
0.206
0.350
0.183
0.300
0.228
0.369
0.167
0.250
0.367
0.333
0.180
0.278
0.333
0.344
0.228
0.214
0.333
0.386
0.244
0.200
0.336
0.292
0.206
0.283
0.139
0.367
0.267
0.250
0.336
0.322
0.133
0.283
0.433
0.633
0.167
0.289
0.417
0.361
平均误差
0.198
0.263
0.313
0.376
3m
0.111
0.181
0.325
0.283
0.070
0.165
0.300
0.315
0.024
0.150
0.150
0.316
0.074
0.141
0.275
0.302
0.062
0.134
0.222
0.319
0.060
0.156
0.131
0.311
0.037
0.150
0.177
0.436
0.088
0.167
0.131
0.339
0.050
0.119
0.111
0.244
0.110
0.156
0.481
0.278
平均误差
0.069
0.152
0.230
0.314
6m
0.068
0.141
0.133
0.213
0.054
0.138
0.167
0.378
0.036
0.148
0.161
0.296
0.067
0.133
0.145
0.289
0.063
0.125
0.183
0.206
0.049
0.133
0.147
0.291
0.054
0.117
0.238
0.221
0.027
0.133
0.262
0.238
0.038
0.102
0.264
0.254
0.050
0.111
0.181
0.244
平均误差
0.051
0.128
0.187
0.263
8m
0.041
0.134
0.182
0.310
0.077
0.115
0.212
0.236
0.063
0.122
0.192
0.293
0.088
0.175
0.185
0.269
0.075
0.145
0.208
0.196
0.086
0.135
0.249
0.233
0.063
0.163
0.181
0.293
0.094
0.133
0.213
0.240
0.099
0.156
0.217
0.237
0.063
0.135
0.269
0.283
平均误差
0.075
0.141
0.211
0.259
2、部分速度对比曲线图如下：
3、不同角度下的MAPE的曲线图：
4、数据分析：
由数据统计表和上述图表分析可知：
雷达测速与实际车速有关，但并不相等。
随着雷达与车辆角度的增大，误差越来越大。
在角度一定的情况下，由不同的距离测出的人工车速与雷达测得的车速的平均绝对值百分比误差相差不大，6m时的误差最小，1m时的误差最大，由于地点车速较快，通过一米所用的时间较少，人工测得的时间误差较大，造成平均绝对值百分比误差较其它距离的大。
八、总结
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。
由上表可知道，在6m时候，两者检测到的速度相差较小，故在外业作业时应尽量选择6m的距离进行测量。
由误差分析，角度的变化对检测量的影响不大，有的甚至大角度的平均误差小于小角度的平均误差，这点是不应该的，可能的原因：
1、我们手工检测时对车速的检测误差较大；
2、在使用雷达枪检测车辆速度时角度没有按规定的角度进行测量；3、我们车速检测方法有问题,达不到要求的精度。
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