雷达这东西,说白了就是个“靠电波猜人距离的盲眼”。 我们平时开车,车灯是亮在眼前的,人眼能直接看到。可雷达不一样,它看不见,只能眯着眼瞅。它发射出一束看不见的光波,要么电磁波,这束光波像探照灯一样往外面散。
要是对象在正前方,光波就能撞回去,回来再变回原来的样子。
这个“撞回去”的过程,就是回波。雷达就是靠捕捉这回来的电波,算出这光波走了一趟到底顺不顺畅,顺便算出那头去了多远。 这就好比你在深山老林里,手里拿着个手电筒。
要是在正前方五百米外,手电筒的光就能直接照到你的脸,你一眼就能看到。可要是对面有个山头,光波得绕个弯,要么被雾气挡住,你别看拿着手电筒,却根本瞧不见那头。
这时候,你没法直接用眼看,得靠那个手电筒里的测距仪。它接收回来的光,算出光走哪条路,走了多远,就能知道对面山头的距离。雷达就是那个拿着手电筒的。 雷达测速最骚气的地方在于它不依赖眼。出于人的眼会被车灯晃瞎,要么看不清暗处的车。雷达不管对象是亮着的大灯车,还是弯腰躲着的大巴车,不管它在天上飞还是在地上跑,它都在看书本上的表格。它算出来的数字,比人眼所见到的真得多。它不让你眩目,只给你冰冷的数据。 雷达测速的时候,最核心的是个“工夫差”。光波跑得飞快,根本来不及让人看清在哪。雷达发出的光束碰到目标,比如一辆车,然后弹回来。
这光波从出来到回来,需求一点工夫,这工夫就叫作“往返工夫”(RTT)。 假设这束光波往东开,速度是每秒 300 万公里。目前有一辆车在正前方 500 米处,它正开着 100 码的时速,也就是每秒 140 公里,往左跑。
这束光波往东走,车速往左跑,但这光波跑得快,挺快就追上了。追到 100 码远的时候,车又往前挪了 100 码。
这时候,光波还在追,车还在跑,直到它们相遇的那一刻。 这时候,雷达就“听”到了回波。它算了一笔账:光波出来时距离车 500 米,撞回来时走了 100 米,一共走了 600 米。光波是每秒 300 万米跑,跑了 600 米需求多久?用数学一算,就是 0.000002 秒。
这工夫忒短了,人眼根本感知不到。但雷达的处理器在这个微秒上,已经算出了两个工夫差:一个是车走完了 100 码用了多少秒,一个是光波走了 500 米用了多少秒。 然后,它把这俩工夫差拿去搞数学运算。光波走了 500 米用了 0.000002 秒,说明光速是 300 万公里每秒。车速走了 100 码用了 0.0002 秒,说明车速是 140 公里每秒。 这个好办的例子实际上挺能说明难题的。
要是车静止不动,光波出来时距离 500 米,撞回来时还得走那 500 米,那就是 0.000001 秒。
这就挺明显,光波走完了。
要是车在跑,比如 150 公里每秒,光波出来时距离 500 米,撞回来时距离会短一些。
这时候,雷达通过计算光波走的路程和车速走的路程,就能把车速算出来。 实际上雷达测距的原理跟测速一样,都是“算路”。它不直接看距离,而是看光波走了多少路,除以光速,拿到工夫,再除以两倍的工夫(出于光要回去再回来),就是距离。
这个公式在工程上叫“距离公式”,要么叫“多普勒效应”,别看名字听着高大上,但本质就是算工夫差。 还有个事儿,雷达测的“距离”有时候不准。
比如雨淋的时候。雨滴也会反射电磁波。
这时候雷达分成了两种测距模式。一种是“脉冲测距”,它发射一个脉冲,等脉冲传回来就算。
这时候雨滴就在路上跑,撞上去的时候,雷达测到的就是雨滴冲过来的速度,要么是雨滴被车撞后的速度(追尾算追尾,前向算车位)。另一种是“连续波测距”,它把光波一直亮着,等光波回来就算距离。
这时候要是雨滴在动,雷达就得小心了。 要是雷达测到了雨滴的速度,直接算雨滴离雷达有多远,那雨滴跑得越快,算出的距离越远。
这就形成了误差。
比如雨滴是时速 1000 公里,雷达算它离雷达 5 公里。但雨滴是以 1000 公里时速冲向雷达的,也就是直接撞过来。
这时候雷达算出的距离实际上是“雨滴冲向雷达的伪距离”。 故此,雷达测距有时候不准,是出于它“赌”着对面没有雨滴,要么雨滴跑得不够快。
要是雨滴跑得飞快,要么停在那儿不动,雷达测出来的距离就是个“假距离”,根本没法用来算车速或距离。
这时候得靠靠墙测距,要么用专门的天气雷达。 再说说雷达的视角。雷达不是个球体,它是个“轴”。它往一个方向发射,然后收回来。
这就好比你在看DVD,只能看到一个侧面。你往左边看,画面就会转,往右边看,画面也会转,直到转到背面。
这时候,你就看到了全貌,但这时候左右画面是重叠的,中间有个接缝。 雷达测速的时候,也是如此个道理。它只能测对面的车,要么说它只能测某个速度的车。
要是对面有车开得比它快,比如迎面撞过来,那它测到的就是迎面车的速度。
要是对面车开得比它慢,比如同向行驶,那它测到的就是后方车的速度。
要是对面是静止的,比如停着的警车,那它测到的就是警车距离雷达的距离。 有时候,雷达测到的距离会“漂移”。
比如雷达在测速,它算出的距离实际上是“假距离”。出于雨滴在动。假设雷达测到前方 500 米处的雨滴。
这时候雨滴以 1000 公里时速冲向雷达。雷达算出的距离是 500 米,但实际距离是 0 米。雨滴没多远,它就撞过来。
这时候,雷达测出来的那个 500 米的距离,实际上是雨滴撞过来的“伪距离”。 这就解释了为啥有时候雷达测速不准。它不是把距离测得准了,而是把雨滴冲过来的距离算成了静止物体的距离。
故此,雷达测速的时候,务必假设雨滴是静止的。
要是雨滴跑得忒快,要么停在那儿不动,雷达测出来的距离就是个“假距离”,后面会跟着一个庞大的误差。 这就涉及到“雨流模式”的难题。当雨滴以 1000 公里时速向雷达冲过来时,雷达测到的距离就是雨滴冲过来的速度。
这时候,要是不用雷达测距,而是用线控测速要么目视撞车,那雨滴跑得越快,算出的距离就越大,误差就越大。 故此,雷达测速不准,大量时候不是出于算法错了,而是出于环境干扰了测量。雨滴、灰尘、云层,这些都能反射电磁波。雷达得把那些反射波过滤掉,要么把那些反射波当成静止物体处理。 要是雷达测到了雨滴的速度,直接算雨滴离雷达有多远,那雨滴跑得越快,算出的距离越远。
这就形成了误差。
比如雨滴是时速 1000 公里,雷达算它离雷达 5 公里。但雨滴是以 1000 公里时速冲向雷达的,也就是直接撞过来。
这时候雷达算出的距离实际上是“雨滴冲向雷达的伪距离”。 故此,雷达测距有时候不准,是出于它“赌”着对面没有雨滴,要么雨滴跑得不够快。
要是雨滴跑得飞快,要么停在那儿不动,雷达测出来的距离就是个“假距离”,根本没法用来算车速或距离。
这时候得靠靠墙测距,要么用专门的天气雷达。 再说说雷达的视角。雷达不是个球体,它是个“轴”。它往一个方向发射,然后收回来。
这就好比你在看 DVD,只能看到一个侧面。你往左边看,画面就会转,往右边看,画面也会转,直到转到背面。
这时候,你就看到了全貌,但这时候左右画面是重叠的,中间有个接缝。 雷达测速的时候,也是如此个道理。它只能测对面的车,要么说它只能测某个速度的车。
要是对面有车开得比它快,比如迎面撞过来,那它测到的就是迎面车的速度。
要是对面车开得比它慢,比如同向行驶,那它测到的就是后方车的速度。
要是对面是静止的,比如停着的警车,那它测到的就是警车距离雷达的距离。 有时候,雷达测到的距离会“漂移”。
比如雷达在测速,它算出的距离实际上是“假距离”。出于雨滴在动。假设雷达测到前方 500 米处的雨滴。
这时候雨滴以 1000 公里时速冲向雷达。雷达算出的距离是 500 米,但实际距离是 0 米。雨滴没多远,它就撞过来。
这时候,雷达测出来的那个 500 米的距离,实际上是雨滴撞过来的“伪距离”。 这就解释了为啥有时候雷达测速不准。它不是把距离测得准了,而是把雨滴冲过来的距离算成了静止物体的距离。
故此,雷达测速的时候,务必假设雨滴是静止的。
要是雨滴跑得忒快,要么停在那儿不动,雷达测出来的距离就是个“假距离”,后面会跟着一个庞大的误差。 总的来说,雷达就是个靠工夫差算距离的黑科技。它发射光束,等光波回来,算出走了多久,除以工夫,就能知道多远。
这东西看着好办,实际上背后是无数复杂的数学运算和信号处理。它不依赖眼,能看清暗处的车,能辨别雨中的距离。
可是它有个毛病,就是得赌对面没雨滴。
要是雨滴在跑,要么停在那儿不动,雷达测出来的距离就是个“假距离”,误差会特别大。 故此,雷达测速不准,大量时候不是出于算法错了,而是出于环境干扰了测量。雨滴、灰尘、云层,这些都能反射电磁波。雷达得把那些反射波过滤掉,要么把那些反射波当成静止物体处理。
要是雨滴以 1000 公里时速向雷达冲过来,雷达算出的距离就是雨滴冲过来的速度。
这时候,要是不用雷达测距,而是用线控测速要么目视撞车,那雨滴跑得越快,算出的距离就越大,误差就越大。 这就是雷达的真相。它是个粗心的数学计算机,它算得准,前提是环境配合。它不依赖眼,能看清暗处的车,能辨别雨中的距离。但它有个毛病,就是得赌对面没雨滴。
要是雨滴在跑,要么停在那儿不动,雷达测出来的距离就是个“假距离”,误差会特别大。
故此,雷达测速不准,大量时候不是出于算法错了,而是出于环境干扰了测量。雨滴、灰尘、云层,这些都能反射电磁波。雷达得把那些反射波过滤掉,要么把那些反射波当成静止物体处理。
要是雨滴以 1000 公里时速向雷达冲过来,雷达算出的距离就是雨滴冲过来的速度。
这时候,要是不用雷达测距,而是用线控测速要么目视撞车,那雨滴跑得越快,算出的距离就越大,误差就越大。