Контроль трафика LIDAR - LIDAR traffic enforcement

Лидар имеет широкий спектр применения; одно использование в обеспечение соблюдения правил дорожного движения и в частности ограничение скорости, постепенно заменяет радар с 2000 г.^[1] Современные устройства предназначены для автоматизации всего процесса определения скорости, идентификации транспортного средства, идентификации водителя и доказательной документации.^[2]

Полицейский управление портативным лидарным устройством определения скорости.

История

Джереми Данн (Laser Technology Inc.) разработал полицейский лидар в 1989 году.^[3] а в 2004 г. 10% продаж устройств контроля трафика в США приходились на лидары, а в 2006 г. - 30%,^[1] Учитывая преимущества лидаров, похоже, что большая часть текущих продаж - это лидары, хотя сложные радары все еще продаются.^[4]

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.^[5]

Преимущества лидаров перед радаром

Радар имеет широкий сигнал расходимость луча,^[3] так что отдельное транспортное средство не может быть нацелено, что требует значительных навыков оператора, обучения и сертификации для визуальной оценки скорости, чтобы определить местонахождение нарушителя в транспортном потоке, и нарушители могут использовать защиту, которую нарушало какое-то другое транспортное средство. Радар зарегистрирует скорость любого объекта в своем поле, например, покачивания дерева или пролетающего над головой самолета.^[1]

Лидар имеет узкий луч и легко нацеливается на отдельное транспортное средство, тем самым устраняя необходимость визуальной оценки.^[3]^[1] 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 (NHTSA) Министерства транспорта США выпустило спецификации для лидарных устройств,^[6] список соответствующих продуктов,^[7] и руководящие принципы по осуществлению контроля за дорожным движением.^[8]

Типичный одобренный NHTSA^[7] Устройство весит менее 2 килограммов, работает от аккумулятора, 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, требуемых 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.^[2] Излучаемый свет должен находиться в инфракрасном диапазоне, соответствовать стандартам безопасности для глаз и иметь частоту повторения импульсов менее 1 кГц с расходимостью луча менее 5 миллирадианы.

Регистрационные знаки

Средство передвижения регистрационные знаки являются важной частью контроля за дорожным движением, 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. Калифорнийские тарелки должны быть 6 дюймов в высоту и 12 в ширину, что является обычным стандартом, и иметь отражающую поверхность, которая особенно чувствительна к инфракрасному свету,^[9] что позволяет ему быть изображено ночью, позволяет Автоматическое распознавание номерных знаков, позволяет устройствам LIDAR получать 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 некоторых транспортных средствах, например, мотоциклах. Полиция обычно предпочитает обнаруживать спереди, наблюдая за встречным движением, что также позволяет махать преступнику и избегать рисков, связанных с высокой скоростью, необходимой для того, чтобы догнать автомобиль.

Уклонение

В ряде юрисдикций запрещены любые методы предотвращения ограничение скорости, а производители лидаров стараются опережать меры по предотвращению обнаружения.

Современные лидарные устройства имеют горизонтальную ширину луча один метр на 300 метров по сравнению с шириной регистрационного знака 30 см, что гарантирует, что небольшая часть сигнала распространяется на следующие транспортные средства. Обнаружить сигнал LIDAR заранее сложно, поскольку узкий луч, короткая продолжительность 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 трудной 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

Типичный одобренный NHTSA^[7] лидар излучает 30 нс импульсы лазер свет с длина волны 905 нм и 50 милливатты мощности с 3 миллирадиан расходимость пучка. Мощность достаточно мала, 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 расстоянии до цели 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 во 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 неправильно 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 большом расстоянии 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 работу устройства, но могут затруднить наведение на цель оператора. 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 движения полиции и целевой машины.

Как и радар, лидар подвержен эффект косинусной ошибки.

Поверните устройство во время измерения так, чтобы (особенно на большом расстоянии, где угловое разделение между целями незначительно) возвращаемые импульсы от более чем одной цели создавали ложные показания. Подметание по краю автомобиля также может привести к неверным показаниям.

Ошибочные показания возникают, когда импульс отражается, например, от крылового 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 лазерной технологии, 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 подобных радарных 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.^[10]

Детекторы и глушилки

Паспорт х50 радар / лазерный детектор

А лидар детектор или же лазерный детектор это пассивное устройство, предназначенное для обнаружения инфракрасный выбросов, особенно правоохранительных органов. лидар устройства определения скорости и предупреждают автомобилистов о том, что их скорость измеряется.

Ограничение лидара состоит в том, что его нельзя использовать во время движения полицейской машины, поскольку 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, поскольку лазер может давать ошибочные показания из-за влаги в воздухе или дыма.^[11] Популярность лидарного определения скорости растет, однако по мере снижения затрат простота эксплуатации приближается к радарам, а существующее радарное оборудование исчерпывает свой срок службы и выводится из эксплуатации.

Лидарные детекторы, как правило, менее эффективны, чем детекторы радаров, поскольку контролируемые ими излучения короче, более концентрированы и менее легко рассеиваются, чем радары. Поэтому у автомобилиста может не хватить 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.

А лазерный глушитель или же лидарный глушитель это электронное устройство, используемое водителями для предотвращения доступа пользователей ЛИДАР (или лазерной) пушки от получения показаний скорости своего транспортного средства. Лазерные глушилки не следует путать с глушители радаров.

Заедать ЛИДАР, лазерные глушилки сначала должны обнаруживать излучаемый свет - обычно инфракрасный свет на длине волны 904 нм.^[12] 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 США Федеральная комиссия связи регулирует передачу радиоволн, США Управление по контролю за продуктами и лекарствами регулирует световое излучение. Однако в нескольких штатах были приняты законы, конкретно запрещающие использование лазерных глушителей, в том числе: Калифорния, Колорадо, Иллинойс, Айова, Миннесота, Южная Каролина, Теннесси, Техас, Юта, и Вирджиния. Законность постановки лазерных помех в Небраска и Вашингтон, округ Колумбия. оспаривается.^[13]

В последние годы появились лазерные глушители для гражданского использования. Первый когда-либо произведенный лазерный глушитель был произведен K40 Электроника в апреле 1994 г., известный как Лазерный дефузор K40. Затем появился 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 помехи и не защищает конфиденциальность, блокируя ИК-камеры от выполнения распознавания изображений на номерном знаке транспортного средства. . Большинство камер делают 1 снимок при нормальном освещении и 1 снимок с ИК-подсветкой, что означает, что камера может делать снимки без помех.