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現今台灣地區警方使用的雷射照相系統
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當Autovelox 104/C-2雷射測速系統,其所發射出的兩條平行光束,偵測到超速車輛時,會接著觸發照相系統,將該車的車牌照相存證
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(一)義製Autovelox
104/C-2三腳架雷射測速照相
Autovelox 104/C-2所有測速系統皆為全自動,可自動偵測到違規速度,並觸發相機攝影,不需人工操作。Autovelox
104/C-2僅僅會發射出兩條平行光線,這兩條平線光線會與道路形成垂直的90度角,只要車輛經過,該系統立即計算出速率而由後方拍攝,所以超速者幾乎無一倖免;不過因為此系統造價昂貴(一套約新台幣一百多萬),所以使用的單位相當少。Autovelox
104/C-2在台灣的省道及市區出現此系統機率較高。
因為此雷射光束由車子的側面射入,所以目前市面所有的全頻警示器,皆很難偵測到此系統所發射出來的雷射光束,即使警示器偵測得到也已經在雷射三腳架的旁邊,還不如用肉眼看比較快。
然而由於此系統是必定是採取拍攝後方車牌的取締方式,且該系統於公路上相當醒目,故駕駛人可採目測方式來避免取締(或者和大型車輛並行以尋求掩護)。
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手持雷射通常採取前照式,在距離較遠時,因為雷射光束擴散較大,所以也較容易在這時偵測到,越近反而越不易偵測到
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(二)美製LTI20/20 與Ultra
Lyte手持雷射槍
雷射槍可以直接照相或是攔截違規車輛直接開單告發,在國內多出現於國道、北二高。雷射槍的測速方式也是先由警察目測可能超速之車輛,再以紅外線射擊後反彈回儀器,在液晶螢幕上顯示出測速距離
(約一百至四百公尺)、行 (超)速,最後由員警揮旗 (警示棒)攔停;使用雷射測速裝置,只需要0.3秒的時間來鎖定您的車速,所以駕駛人的反雷達即使偵測到了前方有雷射槍,但也大多無法在0.3秒內即時反應減速。雷射槍測速的確率相當高,但卻因無法照相或錄影留下證據,因此備受爭議。
此機型無法在隔著玻璃的條件下使用,並易受光線角度及天候影響;也就是說警察必須在車外,趴在車頂,或是開著窗戶進行測速取締。避免被電射槍測速取締的方法除了不要成為第一個衝出車陣外的超速車外,就是小心駕駛,好好遵守道路速限了。
超速取締的終極武器--雷射照相
傳統的電波式雷達已行之有年,目前較新的技術是利用雷射來測速,稱之為雷射雷達,英文為
LIDAR這是Light
Detection and Ranging的縮寫。通常這類的雷射光都是使用紅外線,其精確度及可靠度都遠超過傳統的電波式雷達。以雷射光為基礎的測速系統如LTI20.20就是一例手持的雷射測速槍,當然雷射測速系統也可以裝載於流動式的三腳架上,例義大利製的Autovelox 104/C-2就是最佳寫照。
雷射測速的原理與雷達電波的「都卜勒原理」不同,而是利用雷射光的「飛行時間」的計算,也就是當雷射光發射出去時,先紀錄時間,等到雷射光被物體反射回來時,再紀錄一次時間,接著計算時間差,而LIDAR裝置以15Hz的頻率運作(每秒15次),而光速是每秒30萬公里,這樣就可以算出車子的行進速度,舉例如下:
當第一次雷射光發射出去後,經過0.000001333秒後再反射回來,因為距離=速率x時間,所以第一次雷射光經反彈來回所走的距離為300,000,000
(m/s)x 0.000001333(s) = 399(m)公尺,所以實際與車子的距離應該要除以2,得399/2=199.5公尺。
經過1/15秒後,第二次雷射再發出偵測距離,經過0.000001325秒後再被車輛反射回來,所以雷射光來回走的距離為300,000,000 x 0.000001325 =
397.5,除以2得198.75。
也就是說經過1/15秒後,車子前進了199.5-198.75=0.75公尺,又速率=距離/時間,所以可以得到車速為0.75/(1/15)=11.25
m/s,換算成時速公里的話就是11.25x3600=40.5公里/小時
現在我們已經知道雷射測速的基本原理了,因為雷射每秒可以發射出15次的雷射光,每個間隔距離都可以計算一次時速,而雷射測速器必須在連續偵測到2到3次相似的速度時,才確定此為該車的速度,這也就是為什麼使用雷射測速裝置,只需要0.3秒的時間來鎖定您的車速的原因了。
由於雷射功率很強,所以警方在測速時,被禁止直接以雷射光束照射在駕駛座上,必須將光束「對準車牌」,以免傷害駕駛人的視力。而且警方也不能在車內使用雷射測速儀器,因為雷射光很容易在車內反射,而傷害了車內的警員,即使將車窗放下也不行。因此在FDA(美國食品孳物管理局)嚴格規範之下,雷射槍功率降低,致使雷射光束擴大,反而給了雷射警示器(即俗稱的「雷射測速器」)可趁之機。
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雷射測速原理
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如上圖:雷達波發射後會逐漸擴散,所以駕駛人容易用雷達警示器偵測到,以得知前有警方測速系統
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如上圖:A.而雷射光束相當挾窄,擴散範圍比雷達小得多,所以不太容易用雷射警示器偵測得到
B.因為雷射光束狹窄,所以可以透過照門對車流中單一車輛作瞄準
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如上圖:LIDAR(Light
Detection and Ranging-雷射偵測及歸類)以規律地送出infra-red(紅外線)雷射來測量光束的反回時間,在這些時間中任取兩個就可以計算速度。雷射測速器所發射的光束非常狹窄,它隨著距離的增加,光束由一公分發散成100公分,就因為光束很窄,所以可以從車流中挑出單一輛超速的車子;尤其當偵測物距離愈近,偵測範圍甚至會大於手持式的雷達測速器。
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如上圖:通常雷射光束的散射角度相當小,造成偵測上相當不易;警用的雷射測速光束必須在300到500公尺以上的距離,才會擴散到1.5公尺以上的範圍,距離越遠擴散越大,也較容易偵測得到,且當警方在測您附近的車子的車牌時,雷射會散射到旁邊的車輛上,若您的車上有裝專為接收雷射所設計的「雷射警示器」,那麼便可能接收得到。
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警方雷射測速器功能剖析
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1.600公尺鎖定特定車輛:
可以在600公尺這樣遠的距離鎖定特定車輛的車速嗎 ?
事實上最新的雷射測速機種還可以將這個範圍拉的更大。
雖然雷射測速的範圍可以在600公尺以外,但這也必須在操作人員以手動的方式,對準車牌後才可以測得速度,而且大部份的雷射槍上的瞄準器,並沒有加裝高倍率的望遠鏡,所以實際的偵測範圍可以要視警方人員的視力而定。
2.雨天濃霧不會影響雷射測速準確性:
又有人問題,當雨天、濃霧時,是否會影響雷射測速的準確性,事實上,會影響的只有偵測的範圍,對於準確度並沒有什麼影響。
3.警方在橋上使用手持雷射槍來測速,減少Cosine因子的影響:
Cosine因子同樣也會發生在雷射測速裝置上,不過有一點要注意的是,警方有時會在橋上使用手持雷射槍來測速,如此一來便可以在道路中央正上方的位置進行測速,這樣便可以減少Cosine的影響,警方此時只要注意橋的高度,必須與車輛的距離保持10倍以上的比例,便可以正常工作,如橋距離路面的高度為10公尺,則被測車輛必須在100公尺以外的距離所測得的速度才正確。
一些有學理基礎的人可能會認為,雷射光束是不可能偵測得到的,但實際上因為在FDA(美國食品孳物管理局)嚴格規範之下,規定雷射槍功率必須降低,才不會在取締時不小心射傷了駕駛人的眼睛,致使警方測速用雷射槍光束擴大,反而給了雷射警示器(即俗稱的「雷射測速器」)可趁之機。因此,只要在雷射警示器內有裝置「光電二極體」,就可以偵測到警用雷射槍的雷射光束。
當警方在測您附近的車子的車牌時,雷射會散射到旁邊的車輛上,若您的車上有裝專為接收雷射所設計的「雷射警示器」,那麼便可能接收得到。
目前市售各款各牌的「雷達警示器」因主要在收K、KU、X等雷達波,小小一台機子裡尚無法將「雷達」和「雷射」接收功能同時整合到完美的地步,故雷射歸雷射,要使用雷射專用的接收器,才能對雷射槍作最佳的反應。安裝時最好裝在車牌附近,不可高於地面70公分的地方,效果才會好。
但,即使裝了專用的「雷射警示器」,但還是只能接收警方的「雷射槍」,對於從側面照過來的「雷射三腳架」,還是莫可耐何喔!
註:目前台灣的警用測速系統主要還是以「雷達」和「S線圈固定桿」為主,雷射僅佔少數,且雷射槍因為無法照相存證,所以警察在執行取締時有爭議,因此警方也不見得喜歡用雷射槍來取締。(報導參考)。因此就實用性而言,「雷達警示器」是較有使用效益的。
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為何超速者碰到雷射槍大多難逃一劫:
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原因1.雷射槍在0.3秒內就可以測到車速,來不及煞車
除非您能夠在0.3秒內煞車減速,否則即使車上的警示器發出了警告聲音告訴您前有雷射槍正在執勤中,您也可能無法在0.3秒內減速。
原因2.雷射波的光束較窄,較難測得(圖示請按)
原因3.雷射槍開機狀態只在那一瞬間
如果雷射槍一直開機,那麼雷射光束就會一直打出去,駕駛人車上若有雷射警示器,則較有機會測得警方的雷射光束。然而事實上卻不然,因為警察通常是先用肉眼或望遠鏡眺望遠方是否有車可能會超速(通常以車陣中跑第一的那輛為目標),然後再舉起雷射槍瞄準該車輛進行測速,若雷射槍上顯示超速,則警方準備攔車開單。
因此,雷射槍的開機時間只在瞄準車輛的那一瞬間,也就是說,雷射光束並不會一直呈現發射狀態,讓駕駛人有許多機會能夠測得到。
(像「雷達」測速儀器(如三腳架、警車、部份固定桿等)持續開機進行測速的時間較久,只要呈現開機狀態,雷達波便會一直發散出來,駕駛人車上若有雷達警示器,就可以接收到該雷達波而產生警示嗶嗶聲)
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使用遙控器DIY測試自己的測速器是否有雷射接收功能
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首先我們知道警方所使用之雷射槍的波長為:紅外線 904nm(此基本數值請先記牢)因雷射槍的波長為「紅外線」,所以我們就先對「紅外線」作一個圖解說明:
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光譜波長圖解 |
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上圖的各數值代表的單位是「微米μm」,如果要轉換為「nm」的話,乘以1000倍即可
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由上圖可知紅外線又細分為近紅外線、中紅外線、遠紅外線三個範圍,我們將它們換算一下:
近紅外線範圍:750nm~1500nm===>警用雷射槍的波長為904nm,屬於此類!
中紅外線範圍:1500~4000nm
遠紅外線範圍:4000~1000000nm
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再來看看紅外線於日常生活中的應用: |
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紅外線種類
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波長範圍
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用途
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應用產品
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近紅外線
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750nm~1500nm
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紅外線無線通訊
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家電用品之遙控器、感測器、IrDA模組
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遠紅外線
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4000~1000000nm
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中、短距離光纖通訊
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光通訊用光源
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所以,像家中的「遙控器」、「紅外線人體感測器」、「監視器夜視用紅外線投光器」……等,均和警方使用的雷射槍屬於同一個波段,因此皆可拿來作模擬實測,看看自己買的反雷達測速器是否具有雷射接收功能!
但這裡需要注意到另一個「功率」的問題,就是雷射槍的功率比遙控器大(雷射槍可以在600公尺前鎖定車輛測速,我們卻無法在600公尺外使用遙控器把電視打開),因此在模擬測試時的距離必須拉近比較準確。
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以下就「警用雷射槍」與「家用電視遙控器」作一個比較: |
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警用雷射槍
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紅外線波長904nm
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功率大,可遠處瞄準,但光束擴散小不易接收
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家用電視遙控器
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紅外線波長850nm
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功率小,只能近處瞄準,但光束擴散大,即使不對準電視也可啟動
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使用家用電視遙控器來測試市售全頻雷達警示器時,由於遙控器的波長850nm,與警用雷射槍波長904nm,有一些微小的差距,再加上遙控器的功率比起雷射槍要小了許多,所以使用遙控器來作測試時,距離要近一點(約1至2公尺)全頻雷達警示器才會有反應。
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