智能便攜式汽車多普勒雷達(dá)測速儀

測量移動(dòng)車輛和物體的速度對(duì)于確保道路安全、進(jìn)行交通分析和支持研究應(yīng)用至關(guān)重要。傳統(tǒng)系統(tǒng)通常體積龐大或成本高昂，而當(dāng)前的要求強(qiáng)調(diào)緊湊、高效且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的替代方案。

該系統(tǒng)提供了一種基于多普勒效應(yīng)的便攜式無線速度檢測解決方案。它分析由移動(dòng)物體和傳感器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的毫米波信號(hào)頻率偏移。該系統(tǒng)通過精確的毫米波發(fā)射和接收，準(zhǔn)確測量汽車、摩托車和火車等快速移動(dòng)目標(biāo)的速度。

這款智能多普勒雷達(dá)系統(tǒng)專為多功能性而設(shè)計(jì)，無論是安裝在路邊桿上還是用作與移動(dòng)設(shè)備配對(duì)的便攜式裝置，都支持有效的速度監(jiān)控。

圖 1： 正在測試的作者原型

上面的物料清單表格詳細(xì)說明了所需的組件，而圖 1 顯示了作者在三腳架上測試的組裝原型。該系統(tǒng)甚至可以安裝在路邊桿上，用于智慧城市應(yīng)用和持續(xù)監(jiān)測。

了解雷達(dá)中的多普勒效應(yīng)

多普勒效應(yīng)是現(xiàn)代雷達(dá)測速系統(tǒng)背后的基本原理。它是指由波源和觀察者之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的波（例如聲音或無線電波）的頻率和波長的變化。

兩個(gè)主要場景用聲音說明了這種現(xiàn)象：

1. 移動(dòng)源，靜止觀察器

如果聲源向觀察者移動(dòng)，聲波會(huì)被壓縮，從而產(chǎn)生更高的觀察頻率（更高的音調(diào)）。相反，當(dāng)聲源遠(yuǎn)離時(shí)，聲波會(huì)伸展，從而導(dǎo)致觀察到的頻率較低（音調(diào)較低的聲音）。

2. 靜止源，移動(dòng)觀察者

如果觀察者向靜止源移動(dòng)，則感知頻率會(huì)增加。如果觀察者遠(yuǎn)離，感知頻率會(huì)降低，從而產(chǎn)生類似的多普勒效應(yīng)。

基于雷達(dá)的速度檢測系統(tǒng)的工作原理相同，但它們使用的不是聲波，而是射頻 （RF） 信號(hào)，通常在微波范圍內(nèi)。

多普勒雷達(dá)的工作原理

多普勒雷達(dá)的工作原理是使用天線或傳感器向特定方向傳輸射頻信號(hào)。這些通常安裝在車輛的前格柵或保險(xiǎn)杠上，或安裝在桿子或便攜式系統(tǒng)的外部。發(fā)射的信號(hào)向外傳播，掃描周圍環(huán)境以查找潛在的障礙物、車輛或行人。

當(dāng)這些信號(hào)遇到物體時(shí)，一部分信號(hào)會(huì)反射回雷達(dá)接收器。如果物體是靜止的或以與雷達(dá)相同的速度移動(dòng)，則返回信號(hào)的頻率基本保持不變。但是，如果物體相對(duì)于雷達(dá)處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則反射信號(hào)會(huì)發(fā)生多普勒頻移。

當(dāng)物體靠近時(shí)，會(huì)出現(xiàn)正多普勒頻移（頻率增加），而當(dāng)物體遠(yuǎn)離時(shí)，會(huì)出現(xiàn)負(fù)多普勒頻移（頻率降低）。通過分析此頻移，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確確定移動(dòng)物體的速度，無需物理接觸或復(fù)雜設(shè)置即可實(shí)現(xiàn)精確檢測。