安全驾驶预警仪工作原理及各国法律规定-电子工程世界

　　1、雷达测速预警仪工作原理介绍

图片：善领GT701驾驶安全预警仪

　　善领GT701具备雷达测速预警、激光测速预警、GPS固定测速及闯红灯照相预警、道路安全信息提示、超速提示等功能。

　　对于多数驾驶者，超速是日常生活的一部分。借助各种手段，包括即使借助专业的电子设备来避免违规超速，都几乎是被所有人认可接受的一件事。自上世纪70年度在英国问世后，雷达测速预警仪已成为世界各地驾驶者必备的驾驶辅助工具。随着科技的飞速发展，善领科技的科研人员更是将单一的雷达测试预警仪发展为以安全驾驶为主题的具备多项功能的安全驾驶预警仪。

　　本文将比较系统的介绍雷达测速预警、GPS安全驾驶预警的作用及工作原理。我们还会探讨一下当今世界最先进的测速枪以及测速预警仪的发展、交警部门如何努力开发对付测试预警仪的技术等。

　　2、雷达基本原理

（德国K40雷达）（国产证眼雷达）

　　要理解雷达测速预警仪如何工作，先要了解他们侦测的对象是什么。英文中雷达测速预警仪radar detector直译的意思是雷达探测器。雷达测速的意思很简单，一套基本的测试枪包括一个无线信号发射装置和一套无线信号接收装置。无线信号发射装置将电流转换成一个固定频率的震动电磁波，以一定功率放大，借助天线，在空中发射电磁波。接收装置的工作原理正相反，它通过天线接收到电磁波，再将电磁波转换成电流，从而反应在记录装置上。

　　雷达正是利用发射和接收目标物体发射回来的雷达波来探测目标。雷达最简单的功能就是告诉你物体离你的距离有多远。雷达发射一个波形，然后等待物体将波形发射回来，如果前方有目标物体，雷达波反射回来的途中消耗了多少时间，通过一定的转换计算就得出了目标物体的距离。

　　雷达同时可以用来测试目标物体的运动速度。雷达发射的无线电波和声音一样，有一定的频率，即在单位时间内电流震荡的次数。当雷达和测试的汽车都静止不动时，反射回来的无线雷达波河发射出去的雷达波频率是完全一致的（镜像一致）。

　　但是当汽车开动时，发射回来的电磁波信号就会有不同的波形。通过比较发射回来的波形和原始波形是拉长了还是压缩了，拉长或压缩的比例，从而计算出频率的变化，进而就能准确计算出汽车相对移动的速度。

　　过去50年来，全世界的交警部门就是利用这种雷达测试设备捕捉超速车辆。但是最近，在欧美等国，交警已开始采用一种激光测速仪来代替雷达测试仪。

　　3、激光测速枪

（图片：目前欧美流行的两种激光测速枪）

　　上面我们介绍了雷达测试枪的工作原理。雷达测速枪自上世纪50年度应用至今有60年历史了。但从上世纪末，在欧美越来越多的交警开始采用激光测速枪来代替雷达测速枪。激光测速枪向汽车发射一束激光，然后测算物体将激光返回的时间，从而计算出物体与发射点的距离。与雷达测试枪不同的是，激光测速枪不是通过测速发射回来的波形频率的变化来计算速度。激光测速枪在极短的时间内，发射出很多束激光，然后测算出不同激光束反射回来的时间，来计算汽车的距离变化。由于激光枪在极短时间内将（毫秒级）即可以测算出几百次，因此，对汽车移动的速度计算非常准确。

　　前面我们介绍了警察如何利用雷达测速枪和更先进的激光测速枪抓捕超速驾驶。传统的雷达测速枪比较容易被雷达测速预警仪探测到。一套简单的测速预警仪就是一套雷达信号接收装置，就好像收音机接收FM和AM无线信号一样。

　　我们身处的空气中充满了无线信号。从电视广播信号、电台信号、自动门探测器等等。不同的信号接收器能有选择性的接收到不同的信号。无线收音机接收AM和FM信号，而雷达测速预警仪探测警察的测速雷达信号。与无线广播不同的是，无线电台的频率不会轻易调整，但是，交警部门将不定期的调整其雷达测速枪的频率，而预警仪厂家也在不停的发明新的预警仪以对付警察叔叔的挑战。

　　如果交警叔叔跟在你的车后面用雷达测试仪抓捕你，一台普通的雷达测速预警仪就帮不了你的忙了。在这种情形下，当你的预警仪发现雷达信号时，警察已经锁定了你的车速。当然，大部分的情况是，一台与时俱进的雷达测速预警仪，能在交警抓捕你之前提醒你雷达测试枪正在瞄准你。因为，一般来讲，交警会长时间的将雷达测速枪打开，等待你的落网，而不是看到你的时候、他才跟在你后面瞬时开启雷达测速枪。

　　到目前为此，全世界的交警部门拥有了多达几十种雷达测速设备。其频率范围跨度很大，大致包括X频10.250GHZ±150MHZ、KU频12.270±150MHZ、K频23.6GHZ~24.3GHZ、KA频34.1GHZ~35.9GHZ。目前在中国大陆地区应用较多的则是K频和KA频雷达测速枪。激光测速枪已开始引入。相信未来激光测速枪将成为国内交警部门的主力装备。

　　正如前文所说，激光测速枪抓拍的时间极短，并且准确性极高，因此，目前还没有人发明"激光测速预警仪"来对付激光测速枪。但是，手段还是有的，下次将介绍善领激光防护罩。

　　4、GPS预警仪（又称流动雷达）　　

（图片：征途X7F雷达）

　　上面提到了空气中充满了各种电磁波信号。民用无线电波的频率和发射功率受到各国无线电管理部门的严格管理，所以，对于收音机、电视机来讲，其接收的频率是比较单纯的。而雷达信号已超出了该管辖范围，比如、自动门监控器、防盗装置监控器等，其频率和雷达测速枪的频率是很接近的。因此，雷达测速预警仪又遇到了另一挑战，即，如何有效过滤无效的无线信号。过多的无效预警，将使得车手无所适从。

　　过滤无效的雷达信号需要从两方面着手。第一方面，就是提高雷达信号接收器对疑似信号不规则波形的过滤，通过提高软件计算的能力，在极短时间内通过多次比对接收到的无线电磁波，将不规则的雷达波过滤掉。但是，过度严格的比对，必然会导致灵敏度的降低，忽略掉真实的雷达测速信号。所以，这就要求更智能的过滤方式：GPS智能过滤。

　　GPS智能过滤：多功能的测速预警仪将GPS和雷达信号接收器有机的整合在一起。GPS内置存储器内预存有每一条道路的限速值。汽车通过某路段时，预警仪通过GPS卫星提供的定位信息，准确辨别出其所行驶的道路、以及快速计算出当前行车速度，通过比对当前道路的限速值，和当前行车速度。如果当前车速低于限速值，则自动过滤掉全部雷达信号。如果当前车速超过了限速值，则依据信号波形比对，是否是有效雷达信号。如果判断是有效信号，则即时提出雷达测速预警。要达到GPS智能过滤的效果，需满足三个前提：

　　（1）实现雷达信号接收器和GPS预警模块实时交换数据。单一的雷达测速预警仪没有GPS模块，所以不能实现取得道路限速和行车速度数据。

　　（2）实时更新的道路限速数据。

　　（3）系统CPU资源充分，即，系统计算匹配限速值和计算能在毫秒级时间内完成。

　　在中国大陆地区，交警将雷达测速枪放置在警车上、或者流动性的放置在不同的路段抓捕超速行驶。在高速公路，同时设置了很多固定测速点。固定测速点有两种：一种是是通过雷达测速枪，另一种区间测试，则是在前后设置两个摄像机，通过预埋在路面的压感线圈，车辆通过时，触发照相。通过计算车辆通过区间测速的起点和结束点之间的时间，计算出平均车速。

　　GPS预警仪，通过预先将道路安全信息、测速等交通信息等采集处理，预存在装置的存储器中，然后通过GPS全球定位信息计算出行驶速度，及时提出预警。按照道路数据信息的；按类型分，GPS预警仪有以下提示功能：

　　1）超速提示，提示车辆当前实际行驶速度、道路限速；

　　2）固定测速点提示，提前提示车辆离测速点的距离；

　　3）闯红灯照相提示；

　　4）易肇事路段等安全信息点提示，如，学校路段、车辆交汇路段等。

　　5、GPS导航预警仪　　

（图：善领5018导航预警仪）

　　GPS导航预警仪是善领团队在全球范围首创，通过其核心系统软件DSA（驾驶安全预警系统）将道路固定信息点、导航地图、雷达测速预警三个功能有机结合。同时实现GPS地图导航、驾驶安全预警、雷达测速预警。

　　6、各国法律规定

　　拥有或使用安全驾驶预警仪、激光防护罩等，在某些国家或地区，是违法的。有些地方要没收装置、甚至罚款。反对使用类似装置的理由是，这类装置将怂恿驾驶人员超速行驶，增加行车安全风险。而根据2001年美国权威机构MORI的研究报告，仅使用雷达测速预警仪，能减少28%的交通意外风险。下面表格是全世界各地对使用雷达预警仪的法律规定。而对GPS预警仪，则在全球范围内受到普遍鼓励使用。

　　国家法律规定说明雷达种类

　　澳大利亚全面禁止使用在行驶车辆上发现雷达测速预警仪，将被罚款200~1200澳元 K、KA频

　　比利时全面禁止使用可罚款高达75000欧元，并吊销驾驶证3个月

　　巴西全面禁止使用

　　保加利亚雷达预警仪合法、激光防护罩非法 X、K频

　　加拿大三个州合法

　　匈牙利合法

　　德国非法罚款75欧元，扣四分

　　印度合法

　　日本合法

　　以色列合法

　　意大利合法