سامانه‌ی سرعت سنج خودرو در اتوبان ها و اماکن عمومی

قریب به دو سه دهه است که سامانه‌های حمل و نقل هوشمند (Intelligent Transportation Systems) از قبیل سامانه‌های دیده‌بانی ترافیکی (Traffic Monitoring Systems)، اخذ عوارض در بزرگراه‌ها، اندازه‌گیری زمان سفر، شناسایی پلاک خودروها (License Plate Recognition)، سرعت‌سنجی خودرو و شناسایی و ثبت تخلف رانندگی مانند عبور از چراغ قرمز جایگاه ویژه‌ای در جوامع بشری یافته‌اند. در میان انواع سامانه‌های حمل و نقل هوشمند، سامانه‌های سرعت‌سنج خودرو در کشور ما از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

در ایران، سرعت غیر مجاز دومین عامل بروز سوانح رانندگی منجر به فوت و جرح در جاده‌ها و بزرگراه‌های کشور می‌باشد. از این رو همواره متصدیان امر در جستجوی چاره‌ای کارآمد برای حل این معزل ترافیکی بوده‌اند. بدیهی است که کنترل نامحسوس سرعت خودروها بهترین شیوه برای رسیدگی به تخلفات سرعت در جاده‌ها و بزرگراه‌ها است.

امروزه نیروهای پلیس از ابزارهای مختلفی جهت تشخیص سرعت خودروها استفاده می‌کنند. سامانه‌های تشخیص سرعت خودرو را می‌توان به دو دسته کلی نقطه‌ای و متوسط تقسیم‌بندی نمود. در سامانه‌های نقطه‌ای، سرعت خودروها در نقاطی از جاده به نام دام‌های سرعت، اندازه‌گیری شده و متخلفین شناسایی می‌شوند. در حالی که در روش دوم، زمان عبور هر یک از خودروها از دو نقطه مشخص اندازه‌گیری شده و سرعت متوسط آن محاسبه می‌شود. امروزه، سرعت‌سنج‌های نقطه‌ای پرکاربردترین نوع سامانه‌های تشخیص سرعت هستند. از دیدگاهی دیگر، سامانه‌‌های کنترل نامحسوس سرعت خودروها را می‌توان به ۲ دسته کلی تقسیم نمود:
۱) تاکتیکی
۲) استقراری
که در ادامه به شرح آنها می‌پردازیم:

همانطور که در شکل نشان داده شده، مزیت عمده سامانه‌های تاکتیکی مصرف انرژی پایین، حجم کم و قابل حمل بودن آنها است. در این سامانه‌ها که لیدار نامیده می‌شوند، از تابش و دریافت بازتابش پرتو لیزر استفاده می‌شود. به این ترتیب که کاربر با استفاده از چشمی سامانه، خودروی مورد نظر را هدفگیری می‌نماید. با فشرده شدن دکمه شلیک، سامانه چند پرتو لیزر به سمت خودرو ارسال و انعکاس آن را دریافت می‌کند. درهرتابش، با استفاده از اختلاف زمانی رفت و برگشت پرتو لیزر، فاصله خودرو تا سامانه اندازه‌گیری می‌شود. با اندازه‌گیری تغییرات فاصله خودرو طی چند تابش متوالی لیزر، سرعت خودرو اندازه‌گیری می‌شود.
با وجود مزایای ذکر شده، سامانه‌های تاکتیکی دارای معایب ذیل می‌باشند:

• نیاز به دخالت عوامل انسانی در کاربری سیستم
• دشواری نشانه‌روی خودروها
• عدم قابلیت مستندسازی
• عدم امکان کنترل نامحسوس سرعت خودروها
• عدم قابلیت استفاده در تمام ساعات شبانه روز
• عدم بازگشت موثر پرتو روی خودروهای آیرودینامیک سامانه‌های استقراری به منظور رفع معایب فوق طراحی گردیده‌اند

سامانه‌های سرعت ‌سنج استقراری

سامانه‌های استقراری همانطور که از نامشان بر می‌آید، دارای قابلیت حمل نبوده اما در مقابل دارای توانایی‌های ذیل می‌باشند:

• عدم نیاز به حضور عوامل انسانی
• کنترل نامحسوس سرعت خودروها و ثبت خودکار تخلفات
• امکان کار در تمام شرایط جوی و محیطی و تمام ساعات شبانه‌روز
  به طور کلی سامانه‌های استقراری را بر اساس نوع فن‌آوری مورد استفاده می‌توان به ۳ دسته تقسیم نمود
  ۱) سامانه‌های راداری
  ۲) سامانه‌های مبتنی بر حلقه مغناطیسی
  ۳) سامانه‌های مبتنی بر پردازش تصویر

در همه انواع سامانه‌های استقراری، سرعت خودروهای عبوری با سنسورهای مختلفی از قبیل رادار، حلقه مغناطیسی، سنسور پیزو الکتریک و … اندازه‌گیری شده و در صورت بروز تخلف سرعت، تصویر خودروی متخلف با استفاده از یک دوربین تصویربرداری رنگی ثبت می‌شود.

در این سامانه‌ها از یک رادار برای تشخیص خودرو و اندازه‌گیری سرعت آن استفاده می‌شود (شکل ۱-۱-۲). مشکل عمده این روش شناسایی آسان رادار با استفاده از یک گیرنده ساده است. به این ترتیب راننده متخلف در محدوده عملکرد رادار، سرعت خودرو را کاهش داده و تخلف او از دید سیستم پنهان می‌ماند. بعلاوه، چنانچه به صورت همزمان چند خودرو از مقابل سامانه عبور کنند، سامانه قادر به تشخیص متخلف نخواهد بود.
اساسی ترین مشکل سامانه راداری عدم امکان تصویر برداری از تمامی خودروهای عبوری اگرچه متخلف باشند است. بنابراین از جنبه انتظامی سیستم‌های سرعت سنج راداری دارای عملکرد خوبی نبوده و نقص بزرگی دارند.

در این شیوه، از یک سنسور (معمولا حلقه‌های مغناطیسی یا سنسورهای پیزوالکتریک) در زیر سطح جاده به منظور تشخیص خودرو استفاده می‌شود. با قرار دادن یک جفت از سنسورهای مذکور در زیر سطح جاده به فاصله مناسب (۱ تا ۵ متر) می‌توان سرعت خودروهای عبوری را اندازه‌گیری نمود. سپس با اندازه‌گیری اختلاف زمان عبور از جفت سنسور به سرعت خودرو پی می‌بریم. این دسته از سامانه‌ها، علیرغم آنکه به آسانی قابل شناسایی نیستند، دارای معایب ذیل می‌باشند:

• نیاز به کندن جاده به منظور نصب سنسور
• هزینه بالای تمام شده
• محدود بودن عمر حلقه‌های مغناطیسی و سنسورهای پیزوالکتریک
• افزایش هزینه نگهداری سامانه به دلیل از بین رفتن سنسورها در اثر فشار و سایر عوامل فرسایشی
• چنانچه خودروها از بین خطوط حرکت نکنند، تشخیص خودروی متخلف با دشواری‌هایی مواجه خواهد شد.

علیرغم معایب فوق، از سنسورهای فوق می‌توان علاوه بر اندازه‌گیری سرعت، برای تشخیص نوع خودرو (سبک یا سنگین) و تعداد محورهای آن نیز استفاده نمود.

استفاده از پردازش تصویر یکی از جدیدترین روش‌های اندازه‌گیری سرعت خودروها است. در این شیوه، تصویر خودروهای عبوری با استفاده از یک یا چند دوربین ویدیویی ثبت و با پردازش تصاویر دریافتی سرعت خودرو محاسبه می‌شود. مزایای این نوع سامانه‌ها عبارتند از:

• ثبت تصویر خودروها به تفکیک لاین
• عدم آشکارسازی
• محدود بودن عمر حلقه‌های مغناطیسی و سنسورهای پیزوالکتریک
• عدم نیاز به حضور کاربر
• قابلیت شبکه شدن آسان و پوشش کل مسیر
• قابلیت شناسایی و ره‌گیری خودروهای تحت تعقیب
• امکان تشخیص سرعت دقیق برای هر خودرو بصورت جداگانه
• امکان اعمال دو یا چند آستانه جهت خودروهای سنگین و سبک
• امکان تعریف آستانه مجزا برای هر لاین
• امکان تشخیص سرعت تا ۲۵۰ کیلومتر در ساعت
• امکان تشخیص همزمان سرعت چندین خودرو
• امکان تشخیص پلاک خودروهای عبوری که خود از مزایای زیر برخوردار است :
  • تشخیص خودروهای سرقتی
  • جمع آوری اطلاعات آماری از تردد خودروها
• عملکرد مناسب در شرایط مختلف جوی
• امکان ادغام با تشخیص سرعت متوسط
• عدم نیاز به تغییرات فیزیکی در سطح جاده

سامانه‌های ویدیویی به دلیل مزایای منحصر بفرد خود از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند اما با وجود این، اکثر سامانه‌های سرعت‌سنجی ویدیویی خودرو در حقیقت تنها قادر به اندازه‌گیری پارامترهای ترافیکی مانند نرخ جریان ترافیک در جاده بوده و نمی‌توانند برای ثبت تخلفات سرعت مورد استفاده قرار گیرند.

از طرف دیگر دسته‌ای دیگر از سامانه‌ها علاوه بر تصاویر ویدیویی از سایر سنسورها نیز برای اندازه‌گیری سرعت بهره می‌برند که عملا سبب افزایش قیمت تمام شده این نوع سامانه‌های سرعت‌سنجی در مقایسه با سایر انواع شده و استفاده از آنها را غیر عملی می‌کند. سامانه سرعت‌سنج پیشنهادی قادر است با دقت بیش از ۹۸% سرعت خودروهای عبوری را اندازه‌گیری نماید که در نوع خود قابل توجه می‌باشد.

در شکل‌های زیر بخش‌های مختلف سخت‌افزاری سامانه سرعت‌سنج پیشنهادی نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می‌شود، این سامانه از سه بخش تشکیل شده است:
۱) واحد تصویربرداری
۲) واحد پردازنده
۳) دکل
۴) رک (Rack)
در این سامانه برای اندازه‌گیری سرعت خودروها از دوربین‌های حساس Ex-View با پاسخ Extended-IR برای هر لاین استفاده شده است. بیان این نکته ضروری به نظر می‌رسد که امروزه از دو نوع دوربین می‌توان جهت انجام این عملیات بهره گرفت. نوع اول، دوربین‌های معمولی و حساس به فرکانس‌های نور مرئی هستند که تمام اشیاء موجود در تصویر را به ما نشان می‌دهند و می‌توانند رنگی یا سیاه و سفید باشند.

ایراد عمده این دوربین‌ها مشکلاتی است که استفاده از آنها هنگام شب به همراه دارد. بدیهی است که با توجه به سرعت شاتر بالای مورد نیاز، محیط باید به میزان مطلوبی از نور برخوردار باشد، چرا که در غیر اینصورت تصویر واضحی نخواهیم داشت. بنابراین استفاده از پروژکتورهای نور در شب برای این نوع دوربین‌ها ضروری خواهد بود.

بخش‌های مختلف یک سامانه سرعت‌سنج ویدیویی برای اندازه‌گیری سرعت خودروها با استفاده از پردازش تصویر همانطور که در شکل نشان داده شده است، اگر جهت نور چراغ‌های ماشین مستقیما به سوی دید دوربین‌های مرئی باشد، اصطلاحا دید آنها را کور خواهد کرد و تصویر مربوطه به هیچ عنوان نمی‌تواند مورد پردازش قرار گیرد. با توجه به این مشکلات استفاده نوع دیگری از دوربین‌ها ضروری به نظر می‌رسد.

خوشبختانه امروز دوربین‌هائی وجود دارند که برای کاربرد ما بسیار مناسب هستند. این دسته که به دوربین‌های مادون قرمز (طیف ۸۵۰nm-1200nm) معروف هستند اساسا به فرکانس‌های نور مرئی حساسیتی ندارند و بنابراین خالی از مشکلات قبلی هستند. از آنجا که این دوربین‌ها به فرکانس‌های نور مرئی حساسیتی ندارند، نورهای محیطی چراغ‌های خودرو نمی‌تواند دید آنها را مختل سازد.

همانطور که در شکل نشان داده شده، مزیت عمده طیف مادون قرمز یکنواخت شدن روشنایی تصویر در شرایط مختلف نوری است. همچنین، با توجه به اینکه سامانه ویدیویی باید قادر به اندازه‌گیری سرعت خودروهای عبوری تا سرعت ۲۵۰ کیلومتر در ساعت باشد، لذا باید سرعت شاتر دوربین قابل تنظیم تا سرعت‌های بالاتر از ثانیه باشد.

واحد تصویربرداری شامل دوربین‌های تشخیص سرعت، پرژکتور مادون قرمز و دوربین رنگی است. واحد تصویربرداری مجهز به یک دوربین رنگی با قدرت تفکیک مگاپیکسل می‌باشد. وظیفه این دوربین، تصویربرداری از خودروهای متخلف جهت ثبت در پایگاه داده سامانه می‌باشد. همانطور که در شکل نشان داده شده است، دوربین‌های سرعت‌سنجی و رنگی به گونه‌ای تعبیه می‌گردند که تمام جاده را پوشش دهند. به منظور انتقال تصاویر دریافتی از دوربین‌ها به واحد پردازنده از کابل شبکه استفاده می‌شود.

اندازه‌گیری و ثبت سرعت متوسط خودروهای عبوری همانطور که در شکل نشان داده شده است، هر یک از سامانه‌های سرعت‌سنج، تاریخ، زمان و پلاک همه خودروهای عبوری را ثبت کرده و به مرکز مانیتورینگ ارسال می‌کنند، لذا در مرکز مانیتورینگ می‌توان سرعت متوسط هر یک از خودروها را محاسبه نمود. به عبارت دیگر، با استفاده از این امکان می‌توان منحنی سرعت متوسط هر یک از خودروهای عبوری را محاسبه نمود.

به این ترتیب، با داشتن فاصله هریک از سامانه‌های سرعت‌سنج از یکدیگر، همانطور که در شکل نشان داده شده، می‌توان خودروهای متخلفی که در هر کجای مسیر مرتکب تخلف سرعت غیر مجاز شده‌اند را شناسایی نموده و مورد اعمال قانون قرار داد.

منحنی تغییرات سرعت یک خودرو. همانطور که مشاهده می‌شود خودروی مذکور در محل ایستگاه‌های سرعت‌سنج سرعت خود را کاهش داده اما سرعت متوسط آن بالاتر از حد سرعت مجاز بوده است.

ساخت لرزش گیر دوربین

دانلود پاورپوینت آشنایی با دوربین های دیجیتال و تجهیزات و اجزای آنها

دانلود پاورپوینت دوربین ها و اسکنرهای دیجیتالی

آموزش نحوه کار با دوربین ترموویژن یا ترموگرافی

**********************************************************************