Контроль трафика LIDAR - LIDAR traffic enforcement
Лидар имеет широкий спектр применения; Одно из применений - обеспечение соблюдения правил дорожного движения и, в частности, ограничение скорости , постепенно заменяет радар с 2000 года. Современные устройства предназначены для автоматизации всего процесса определения скорости, идентификации транспортных средств, идентификации водителя и доказательной документации.
История
Джереми Данн (Laser Technology Inc.) разработал полицейское лидарное устройство в 1989 году, а в 2004 году 10% продаж устройств контроля дорожного движения в США приходились на лидары, которые выросли до 30% в 2006 году. Продажи - лидары, хотя сложные радары все еще продаются.
Текущие подразделения объединяют пять операций; определение скорости; просмотр оператора даже в неблагоприятных условиях; изображение синхронизировано с определением скорости; получение готовых к суду доказательств; загрузка доказательств на внешнее устройство. Они могут работать в автоматическом режиме как с присмотром, так и без присмотра.
Преимущества лидаров перед радаром
Радар имеет широкое расхождение луча сигнала , поэтому отдельное транспортное средство не может быть нацелено, что требует значительных навыков оператора, обучения и сертификации, чтобы визуально оценить скорость, чтобы определить местонахождение нарушителя в транспортном потоке, и нарушители могут использовать защиту, которую другие автомобиль был оскорбительным. Радар зарегистрирует скорость любого объекта в своем поле, например, покачивания дерева или пролетающего над головой самолета.
Лидар имеет узкий луч и легко нацеливается на отдельное транспортное средство, тем самым устраняя необходимость в визуальной оценке, а некоторые модели могут записывать изображение номерного знака одновременно с записью нарушения скорости. Оценка скорости занимает менее полсекунды, что, вместе с узким направленным лучом, приводит к тому, что нарушающие правила транспортные средства имеют мало предупреждений даже при использовании устройства уклонения. Лидар может измерять расстояние между транспортными средствами, чтобы обнаруживать «слишком близкие» («хвостовые») нарушения. Невозможно измерить скорость транспортного средства, прикрытого (спрятанного за) другим транспортным средством.
Характеристики лидара
Национальное управление безопасности дорожного движения (НАБДД) Министерства транспорта США выпустило спецификации для лидарных устройств, список соответствующих продуктов и руководящие принципы по обеспечению соблюдения правил дорожного движения.
Типичное устройство, одобренное NHTSA, весит менее 2 килограммов, питается от батареи, имеет точность определения скорости +2 км / ч и -3 км / ч, точность определения расстояния + - 0,3 метра на 90 метрах и минимальную дальность действия 300 метров. Устройства должны соответствовать этим стандартам точности при воздействии температуры окружающей среды от -30 ° C до 60 ° C, относительной влажности 90% при 37 ° C и нормального электромагнитного излучения окружающей среды городской дороги. Диапазон скоростей, необходимых для точного определения, составляет от 16 км / ч до 320 км / ч. В некоторых юрисдикциях устройства должны документировать нарушения скорости с помощью записанного изображения, показывающего номерной знак, местоположение, скорость, дату, время и идентификацию оператора, некоторые устройства идентифицируют водителя по изображению и записывают направление движения. Излучаемый свет должен находиться в инфракрасном диапазоне, соответствовать стандартам безопасности для глаз и иметь повторение импульсов менее 1 кГц с расходимостью луча менее 5 миллирадиан .
Регистрационные знаки
Регистрационные знаки транспортных средств являются важной частью обеспечения соблюдения правил дорожного движения, и в большинстве юрисдикций государство обладает монополией на их производство, хотя это может быть передано по контракту. Обычно частным лицам запрещено изменять, изготавливать и прикреплять свои собственные таблички, поскольку это равносильно подделке официального документа. Номерные знаки Калифорнии должны быть 6 дюймов в высоту и 12 в ширину, что является обычным стандартом, и иметь отражающую поверхность, которая особенно чувствительна к инфракрасному свету, что позволяет отображать их в ночное время , обеспечивает автоматическое распознавание номерных знаков , позволяет устройствам LIDAR получить сильный отражающий сигнал и иметь маркировку, защищающую от несанкционированного доступа.
В некоторых юрисдикциях не требуется наличие передних номерных знаков на автомобилях, а во многих - на определенных транспортных средствах, например, мотоциклах. Полиция, как правило, предпочитает обнаруживать автомобиль спереди, наблюдая за встречным движением, что также позволяет помахать преступнику и избежать рисков, связанных с высокой скоростью, необходимой для того, чтобы догнать автомобиль.
Уклонение
В ряде юрисдикций запрещены любые методы, препятствующие соблюдению ограничений скорости , и производители лидаров стараются опережать меры по предотвращению обнаружения.
Современные лидарные устройства имеют горизонтальную ширину луча в один метр на расстоянии 300 метров по сравнению с шириной регистрационного знака, равной 30 см, что гарантирует, что небольшая часть сигнала распространяется на следующие транспортные средства. Обнаружить сигнал LIDAR заранее сложно, поскольку узкий луч, короткая длительность сигнала и наведение на отдельные транспортные средства сводят к минимуму разброс сигнала LIDAR на следующие или соседние транспортные средства. Модификация транспортного средства таким образом, чтобы отклонять, поглощать или искажать сигнал, является сложной задачей, поскольку обычно мишенью является номерной знак. Изменение номерного знака легко обнаружить и может быть незаконным. Возврат ложного отдельного сигнала будет обнаружен текущими моделями полицейских лидаров и может быть незаконным в зависимости от юрисдикции.
Принцип
Типичное лидарное устройство, одобренное NHTSA, излучает 30 нс импульсов лазерного света с длиной волны 905 нм и мощностью 50 милливатт с расходимостью луча 3 миллирадиана . Мощность достаточно низкая, чтобы не повредить глаз. При длине волны 905 нм IEC 60825-1 Edition 2.0 допускает максимальную энергию в импульсе 0,5 мкДж.
Свет распространяется примерно на 30 см за нс, поэтому каждый импульс имеет длину около девяти метров. На целевом расстоянии 300 метров световые импульсы совершают полный оборот за 2000 нс. Интервал времени между импульсами составляет не менее одного миллиона нс, что дает время для оценки расстояния от каждого импульса. За период менее полсекунды снимается до нескольких сотен показаний импульсов, которые используются для оценки изменения расстояния с течением времени, таким образом оценивая скорость транспортного средства. Возвращающийся свет фильтруется, чтобы исключить свет не в диапазоне длин волн от 899 нм до 909 нм. Внутренний собственный алгоритм отклоняет неточные показания; Методы предотвращения обнаружения обычно пытаются перегрузить фильтр и убедить алгоритм отклонения ошибок неверно отклонить чтение.
Операция
Опытный оператор будет использовать возможность просмотра, чтобы выбрать вероятного нарушителя до обнаружения скорости, это имеет то преимущество, что рассеивается минимальный сигнал для предупреждения следующих транспортных средств, оборудованных устройствами обнаружения лидарных сигналов, это не так важно на дорогах с редким движением и более низкой возможность использования лидарного устройства. Как только вероятный преступник обнаружен и номерной знак наведен, оператор запускает определение скорости, которое включает сбор доказательств, звуковой сигнал указывает на хороший ответный сигнал. Для получения точных показаний оператор должен сфокусировать импульс на одной точке на время считывания. На больших расстояниях это достигается за счет использования стационарного штатива для стабилизации цели. Для определения скорости может быть нацелена любая часть транспортного средства, хотя номерной знак является весьма предпочтительным.
Ограничения
Нормальные погодные условия незначительно влияют на производительность устройства, но могут препятствовать оператору нацеливаться на транспортное средство. Сюда входят случаи, когда солнце находится прямо за целевым транспортным средством, в ночное время или когда устройство используется в неподвижном транспортном средстве с загрязненным лобовым стеклом, и в этом случае сигнал может быть рассеянным. Сильная погода может уменьшить радиус действия устройства, и, в частности, сильный туман сделает его непригодным для использования.
При использовании в движущемся транспортном средстве устройство измеряет относительную скорость полицейского и целевого транспортного средства.
Как и радар, лидар подвержен эффекту косинусной ошибки .
Поворачивая устройство во время считывания показаний, (особенно на больших расстояниях, где угловое разделение между целями незначительно) возвращаемые импульсы от более чем одной цели создают ложные показания. Подметание по краю автомобиля также может привести к ошибочным показаниям.
Ошибочные показания возникают, когда импульс отражается, например, от бокового зеркала, ударяется о неподвижный отражающий объект и затем возвращается, чтобы отразиться от зеркала во второй раз.
Использование в суде
Соединенные Штаты
В 2008 году Высший суд округа Колумбия подтвердил допустимость лидарных доказательств в его юрисдикции. Помимо показаний экспертов, суд отметил, что в своем решении он учел научные публикации:
Суд провел обширное четырехдневное слушание по делу Фрая [Добера] ... [в ходе которого он] рассмотрел такие вопросы, как основы науки о лазерных технологиях, техническая методология и теоретические проблемы надежности радаров ... включая возможность других «импульсов» в непосредственной близости от использования, трудности с идентификацией цели, возможные ошибки, вызванные номерными знаками транспортного средства, лобовым стеклом, формой и цветом, а также потенциальную неисправность устройства. Суд также принял к сведению как минимум шесть научных публикаций по этому вопросу в различных представляющих интерес журналах, а также два исследования, связанных с полицией во Флориде, одно исследование в Нью-Джерси и одно независимое исследование этого и аналогичных радиолокационных устройств во Флориде. все они соответствовали стандартам, установленным [] Национальной администрацией безопасности дорожного движения ...
Суд также отметил, что ни один суд не провел полномасштабных слушаний по вопросу, который признал бы LiDAR ненадежным, в то время как более десятка юрисдикций признали лидар надежным.
Детекторы и глушилки
Детектор лидарного или лазерный детектор представляет собой пассивное устройство , предназначенное для обнаружения инфракрасных выбросов, особенно правоохранительных органы лидарных устройств обнаружения скорости, и предупреждают автомобилист , что их скорость измеряется.
Ограничение лидара заключается в том, что его нельзя использовать во время движения полицейской машины, потому что он требует от оператора активного наведения на каждое транспортное средство, тогда как традиционный радар может работать, пока полицейский ведет свою машину. Другие ограничения включают отсутствие атмосферных осадков, так как лазер может давать ошибочные показания из-за влаги в воздухе или дыма. Популярность лидарного определения скорости растет, однако по мере снижения затрат простота эксплуатации приближается к радару, а существующее радарное оборудование исчерпывает свой срок службы и выводится из эксплуатации.
Лидарные детекторы обычно менее эффективны, чем детекторы радаров, поскольку контролируемые ими излучения короче, более концентрированы и менее легко рассеиваются, чем радары. Поэтому у автомобилиста может не быть достаточно времени, чтобы отреагировать на импульсную передачу лидарного устройства, или узкий луч может быть сфокусирован на определенной части транспортного средства, где датчик не может его обнаружить.
Лазерные помехи или лидарные помехи представляют собой электронное устройство , которое используется водителями , чтобы предотвратить пользователь в ЛИДАРа (или лазер) пушек от получения показаний скорости их транспортного средства. Лазерные глушители не следует путать с глушителями радаров .
Чтобы заглушить лидар , лазерные глушилки сначала должны обнаружить излучаемый свет - обычно инфракрасный свет на длине волны 904 нм. После обнаружения света лидарной пушки генератор помех будет излучать свет на той же длине волны с более высокой интенсивностью, эффективно сбивая с толку пушка и заставляя ее не возвращать показания скорости. Новые модели лазерных глушителей могут определять частоту импульсов (скорость, с которой пушка измеряет расстояние, на которой основывается измерение скорости) лазерной пушки, а затем имитировать эту частоту импульсов, что еще больше затрудняет получение точных показаний от лазерная пушка.
Поскольку эти глушители сосредоточены на блокировании света, излучаемого лазерными пушками, а не радиоволн от радарных пушек, федеральные законы США, запрещающие использование радарных глушителей, не применяются к этим устройствам. В то время как Федеральная комиссия по связи США регулирует передачу радиоволн, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США регулирует световое излучение. Однако несколько штатов приняли законы, которые конкретно запрещают использование лазерных глушителей, в том числе: Калифорния , Колорадо , Иллинойс , Айова , Миннесота , Южная Каролина , Теннесси , Техас , Юта и Вирджиния . Законность использования лазерных глушителей в Небраске и Вашингтоне, округ Колумбия , оспаривается.
Лазерные глушители для гражданского использования получили развитие в последние годы. Первый когда-либо произведенный лазерный глушитель был выпущен компанией K40 Electronics в апреле 1994 года и известен как K40 Laser Defuser . Затем последовали Lidatek LE-10 Laser Echo от Lidatek LLC, затем Blinder M06 HP от blinder.dk , затем Blinder M10 Twin, затем от LE-20 до LE-30. Blinder переделал M10 Twin в более умную серию M20 X-treme. В 2006 году появились глушители на основе лазерных диодов, известные как Anti-Laser, Laser Pro Park и Privacy-Plate, в которых используется новейшая технология, которая только блокирует и не защищает конфиденциальность, блокируя ИК-камеры от выполнения распознавания изображений на номерном знаке транспортного средства. . Большинство камер делают 1 фотографию при нормальном освещении и 1 с ИК-подсветкой, что означает, что камера может делать снимки без помех.