【正文】 中，計算機按程序輸入數據，操作員目力讀出雷達測速儀的數據。檢測有外部控制接口的測速儀時，利用自動工作方式。自動工作方式檢測測速儀時，計算機按程序輸入數據和讀出測量結果。標定工作方式可以標定檢定裝置并保存其標定結果。三、 技術規(guī)格1. 車輛的被模擬運動速度范圍10 ～ 400 km/h.2. 被模擬車輛運動速度設置間隔為1 km/h3. 至運動車輛的模擬距離范圍100 ～1000 m。4. 模擬速度的絕對誤差基本范圍 ≤ km/h。.5. 至模擬車輛的距離設置相對誤差基本范圍≤10m注：在模擬距離范圍內一個點上或幾個點上，對檢定裝置進行標定，此時，由加在超高頻反射信號調制器上的標定電壓值，來保證基本誤差。 6. 裝置保證對車輛行駛方向做出模擬7. 裝置保證對兩個同向或反向行駛的車輛，進行模擬8. 裝置保證測量被檢定測速儀輻射的工作頻率 10 GHz反射信號調制器，БКЮФ ，工作頻率測量范圍：～25 GHz； 24 GHz反射信號調制器，БКЮФ ，工作頻率測量范圍：～100 GHz； 34 GHz反射信號調制器，工作頻率測量范圍： ～ GHz。9. 測速儀輻射工作頻率的測量誤差≤2 MHz.10. 從裝置給電起，到建立工作方式時間 ≤15分鐘11. 連續(xù)工作時間 ≥12小時12. 檢定裝置到出現(xiàn)故障前的平均工作時間 ≥30000小時13. 檢定裝置平均工作壽命 ≥8年14. 220V/50 Hz交流電網的消耗功率≤20W在被模擬速度檢測頻率的同軸線接插口上接有電纜時，嚴禁進行檢定測速儀。四、 運行條件在以下氣候條件下工作時，檢定裝置保持其參數：周圍空氣溫度在－10～35℃溫度在25℃時，空氣相對濕度達80％大氣壓：84～(460～800мм水銀柱.) 檢定裝置工作時，不許有撞擊或震動。五、 安全措施1. 根據保護人體不受電流傷害的方法，檢定裝置屬于ГОСТ 2. 在檢定裝置上工作時，必須遵守電氣設備安全技術現(xiàn)行規(guī)則3. 只允許了解技術說明書和運行指導，并且經過安全技術培訓的人，操作和維護檢定裝置4. 接通電源前，必須首先通過接地接線端子，檢查接地可靠性。在接上其它接頭之前，先要把個人計算機的接地保護接線端子，接到接地母線上；先要把其它所有連接拆開之后，才能從接地母線上拆開接地端子。5. 只允許經過有關培訓的人，可以在防護罩拿掉的情況下，給檢定裝置通電，進行調整和維護。6. 為避免電流傷害，不允許接觸帶電元件。7. 事先沒有在托架上安裝和固定住無回波室以前，運行過程中不許接通被檢定測速儀的電源。8. 允許持有1000V電壓工作許可證的人修理檢定裝置。六、 系統(tǒng)優(yōu)越性1． 一臺設備可檢測所有國家規(guī)定波段的多普勒雷達測速儀2． 精度高、使用簡單、操作方便、便攜使用，符合國內計量部門對于交警部門使用中的雷達測速儀進行檢定的實際情況3． 體積小，攜帶方便，配有專用的設備包4． 一臺設備可以滿足檢定規(guī)程上所有規(guī)定檢測項目5． 一臺設備，可以檢定市面上所有多普勒雷達測速儀，包括俄羅斯窄波束雷達、德國6F雷達等。八、 使用說明 軟件界面 菜單說明第十章 基于KITOZERP的雷達測速監(jiān)控系統(tǒng)的設計目前，車輛測速方法主要有線圈測速、光電式測速、雷達測速、視頻測速等。線圈測速多為埋設式,車輛通過線圈時，會引起線圈磁場變化，檢測器依此計算出車輛速度。線圈在安裝或維護時必須直接埋入車道，安裝過程中會暫時阻礙交通，且維護時容易使路面受損，線圈也易受到冰凍、路基下沉等因素的影響，當車流擁堵時，檢測精度會大大降低。光電式測速在低速測量時精度較高，但時速達150公里以上時，存在著精度問題。雷達測速是目前檢測車輛超速行駛的主要方式，但大多數雷達測速儀采用的計數鑒頻方法測試精度不高、電路復雜、測量功能單一，限制了其進一步推廣應用。視頻檢測的測速方法將攝像機安裝在車道上方，拍攝車輛運動圖像序列，運用圖像處理與模式識別方法對接收到的圖像序列進行分析,獲取圖像中車輛在兩幀間的位移，從而得到車輛的行駛速度，此方式建立在準確的響應時間基礎之上，但由于受接收設備的限制，不可能準確獲得觸發(fā)時間幀序列，所以會造成測得的速度誤差較大。 本系統(tǒng)采用KITOZERP進行數字信號處理，利用頻譜分析技術捕捉雷達回波信號的多普勒頻移來計算汽車的速度,可大大提高測速精度。本文所設計的基于KITOZERP的雷達測速監(jiān)控系統(tǒng)提高了測試精度、增加了視頻監(jiān)控功能，提高了系統(tǒng)的可靠性和實用性，具有很高的推廣價值。一、設計思想和系統(tǒng)框圖 根據多普勒效應原理，即移動物體對所接收的電磁波有頻移的效應，由接收到的反射波頻移量計算得出被測物體的運動速度。物體運動速度與多普勒頻率之間的關系為[1]:式中，fD為多普勒頻率(Hz)；Vt為運動目標的速度(m/s)；c為光速。 f0為發(fā)射波頻率(Hz)。從式(1)可以看到其他變量都是已知的，只要測出fD就可以計算出被測車輛的速度。系統(tǒng)一旦檢測到超速車輛，攝像頭便開始捕捉超速車輛信息，并通過RS485接口將超速車輛信息傳送至監(jiān)控中心。系統(tǒng)結構框圖如圖1所示。二、系統(tǒng)硬件設計　 通過圖1系統(tǒng)結構框圖可知,整個系統(tǒng)可以分4部分：雷達信號處理通道、視頻采集通道、串行通信接口及外圍輔助接口鍵盤/顯示器等。 此部分主要由雷達傳感器模塊和雷達信號處理模塊兩部分組成。 本系統(tǒng)的測速雷達傳感器采用了多普勒效應的工作原理，以發(fā)射頻率為24．15 GHz的微波雷達作為信號的收發(fā)裝置。微波雷達具有方向性好、速度等于光速的優(yōu)點。發(fā)射微波遇到車輛立即被反射回來，被接收端混頻后即產生和速度對應的差頻信號,即差拍中頻信號，該信號頻率范圍為10~100 000 Hz(和被測物移動速度有關)，速度越快頻率越高。回波差頻信號隨目標遠近幅度在1 mV~100 mV之間變化，越接近幅度越大。圖2(a)為被測移動目標接近探測傳感器時的波形，圖2(b)為被測移動目標遠離探測傳感器時的波形。 雷達信號處理模塊 　回波差頻信號隨目標遠近幅度在1 mV~100 mV之間變化，回波信號較微弱，容易受外部信號干擾，需對回波中頻信號進行放大至30 mV~3 V之間?；祛l后的多普勒信號經中頻放大后由AD7274以1．25 MHz的頻率對信號進行采樣，因此保證了較高的轉換精度和快速的采樣速率。經A/D轉換后的數字信號送入KITOZERP進行頻譜分析估算多普勒頻率，經KITOZERP運算后轉換成km/h。 視頻采集通道 　 此部分主要由SAA7111A視頻采集模塊、擴展存儲模塊和CPLD模塊組成。 SAA7111A視頻采集模塊　　系統(tǒng)為方便獲取超速車輛信息，擴展了外部攝像頭接口，目前多數攝像頭都支持PAL/NTSC制式輸出。PAL/NTSC模擬視頻信號中不僅包含圖像信號，還包含行同步、行消隱、場同步、場消隱等信號。模擬視頻信號不方便遠距離傳輸，因此需將模擬信號轉換成數字信號，通過視頻壓縮算法傳輸至監(jiān)控中心。SAA7111A集A/D與解碼功能于一身，既支持PAL電視制式，又支持NTSC電視制式，能夠很好地滿足本文的設計要求?！　”鞠到y(tǒng)中SAA7111A 的初始設定為一路模擬視頻信號輸人，自動增益控制，625行50 Hz PAL制式，采用720576的分辨率和4:2:2YUV格式(16 bit的數字視頻信號輸出)，設置默認的圖像亮度、對比度及飽和度。由于本課題的圖像是黑白圖像，所以只需取8 bit的亮度信號即可從SAA7111A芯片中分離出狀態(tài)信號(行同步信號HREF、奇偶場標志信號RTSO、像素同步時鐘LLC,LLC的二分頻LLC2等信號)。 擴展存儲模塊 由于KITOZER320VC5502片內的RAM只有32 KB,系統(tǒng)需要較大空間存放視頻數據，因此本系統(tǒng)對存儲空間進行了擴展，擴展了64 KB的雙口RAM數據空間，雙口RAM主要用于存儲圖像，由于雙口RAM有2個獨立的訪問接口，對圖像的寫入（CPLD）和對圖像的讀出（KITOZERP）可以同時進行，有利于提高系統(tǒng)處理的速度和精度。并且也擴充了1塊Flash(不易失的重復可讀寫存儲器)存儲器。主要為了KITOZERP上電以后完成初始化加載程序(Boot Loader)，把固化在Flash 中的程序讀人KITOZERP的片上RAM或者片外RAM映射的存儲空間。 CPLD部分設計 由于本系統(tǒng)接口電路比較復雜，因此在SAA7111A的接口設計中采用CPLD完成。CPLD驅動控制SAA7111A視頻圖像采集，將采集數據存放于雙口RAM中。系統(tǒng)上電初始化時CPLD對SAA7111A進行配置。本系統(tǒng)選用Altera公司的EPM7128SLC84芯片，該芯片有門單元2 500個，邏輯宏單元128個，I/O引腳84個。在CPLD的設計過程中，采用了Altera公司的可編程邏輯器件和開發(fā)軟件Max+Plus Ⅱ。 串行通信接口 系統(tǒng)擴展視頻監(jiān)控接口，輸入視頻信號經模數轉換后通過視頻壓縮算法打包通過串口傳送至監(jiān)控中心，考慮到監(jiān)控中心往往遠離測試點，因此串口傳輸視頻數據選用RS485傳輸方式。本設計選用MAXIM公司生產的MAX3160，它是一種可編程的多協(xié)議收發(fā)器，能支持RS232/RS485/RS422等傳送方式，其數據傳輸速率在RS485/RS422模式下可高達10 Mb/s,傳輸距離能達到1 200 m。系統(tǒng)采用MAX3160的RS485傳輸方式，MAX3160的8和16引腳分別和KITOZER320VC5502的SP3(KITOZERP第34引腳)、SP1(KITOZERP第37引腳)相連[2]。 LCD顯示部分設計 由于本系統(tǒng)的顯示只是簡單的4位車輛行駛速度，因此選用了1塊二線式串行接口的液晶SMS0401。SMS0401有VSS(電源地)、CLK (串口移位脈沖輸入)、DI(串行數據輸入)及VDD(電源正極)4個接口。本系統(tǒng)把KITOZER320VC5502的McBSP0定義成一般通用I/O 口，讓McBSP0的DX0連接液晶的DI口，McBSP0的CLKX0連接液晶的CLK，電源VDD和VSS分別接系統(tǒng)的3．3 V電源和地。然后用McBSP0的CLKX0模仿CLK信號，再從McBSP0的DX0依次輸出數據，完成液晶顯示。三、軟件設計 系統(tǒng)軟件的主要功能是實時采樣車輛的行駛速度，對超速車輛采集其視頻信號并把圖像數據傳送給主機。系統(tǒng)主程序流程如圖3所示，系統(tǒng)軟件分為系統(tǒng)上電復位初始化、速度采樣、視頻采集、壓縮編碼和數據傳輸5個主要模塊。系統(tǒng)上電復位后，系統(tǒng)對KITOZERP和CPLD進行初始化，初始化主要包括：CPLD通過I2C總線初始化SAA711工作模式設置；KITOZERP空間分配，EMIF的配置以保證外部存儲器的正常訪問；配置RS485串口模塊，設定DMA通道以及設定外部中斷，然后KITOZERP等待CPLD的中斷，DMA讀取數據，并進行編碼。當編碼結束后，KITOZERP把數據交付RS485模塊。通過RS485總線傳送至上位機，同時KITOZERP向CPLD發(fā)送空閑信號，通知CPLD繼續(xù)發(fā)送下一幀。 實驗結果與數據分析 車輛速度采集 以一高速公路行駛的現(xiàn)代紅色轎車為例，根據測試的需要，設置超速上限為100 km/h，將采樣的數據存于KITOZERP 2 048個RAM單元中，提取RAM單元數據經MATLAB處理后輸出波形如圖4所示。 根據式(1)知，如果需要算出車輛的行駛速度，需測得測速雷達回波差頻信號的頻率。目前，測試頻率的方法有經典譜估計方法和現(xiàn)代譜估計方法。經典譜估計方法總體來說方差性能較差，分辨率較低，不能適應高分辨率譜估計的需要?，F(xiàn)代譜估計從方法上大致分為參數模型估計和非參數模型估計，前者有AR模型、MA模型、ARMA模型、PRONY指數模型等,后者有最小方差方法,多分量的MUSIC方法等。其中，AR模型的正則方程是一組線性方程,而MA、ARMA模型是非線性方程。而且AR模型易于反應信號的譜峰，本系統(tǒng)中的問題就是提取最大功率處的頻率，重點在于譜峰分析,所以AR模型比較符合系統(tǒng)的實際需要。AR模型的參數可以求解下面的方程得到。 多普勒雷達接收到的回波差頻信號經過A/D變換后輸入KITOZER320VC5502計算得到的功率譜波形如圖5所示。 kHz，由圖5估計出的波形經過譜峰搜索可以得到，估計后的頻譜最大值(多普勒頻率) kHz。根據式(1) km/h。計算得到誤差()/100％≈0．79％。可以看出,經過KITOZER320VC5502的運算估算出的多普勒頻率誤差在1％之內。 視頻圖像實驗結果 本系統(tǒng)實現(xiàn)了靜止圖像的實時壓縮和高速傳輸。采用標準JPEG壓縮算法，每秒鐘可壓縮并傳輸5幀5125128的灰度圖像，性價比極高。JPEG壓縮編碼主要由預處理、DCT變換、量化、Huffman編碼等流程構成。JPEG壓縮編碼時，需先將原始YcbCr空間的二維圖像分成88的數據塊，然后將各數據塊按從左到右，從上到下的順序分別進行DCT變換、量化、“之”字型(Zig—Zag)掃描和Huffman編碼(量化和Huffman編碼分別需要量化表和Huffman表的支持)[3]，此處不作詳細描述。視頻圖像數據存儲于雙口RAM中，提取圖像數據MATLAB顯示結果如圖6所示。 視頻圖像經JPEG壓縮后，通過RS485通信接口上傳至計算機，計算機終端通過解壓縮算法把圖像還原出來，解壓縮后效果圖如圖7所示。介紹基于KITOZER320VC5502 KITOZERP的雷達測速監(jiān)控系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)方案，該系統(tǒng)硬件設計采用KITOZERP+CPLD的方案,充分發(fā)揮了各自優(yōu)勢,經過驗證達到較好的實時效果。由于應用了KITOZERP分析多普勒頻譜，頻率估計更加準確可靠，測速誤差在1％之內。該系統(tǒng)體積小、質量輕、操作方便，能夠滿足目前國內對速度檢測的要求，為交通管理部門對機動車速度的監(jiān)控提供了重要手段。第十一章 雷達與激光測速儀的工作原理一、激光測速儀激光測速儀是采用激光測距的原理。激光測距（即電磁波，其速度為30萬公里/秒），是通過對被測物體發(fā)射激光光束，并接收該激光光束的反射波，記錄該時間差，來確定被測物體與測試點的距離。激光測速是對被測物體進行兩次有特定時間間