多普勒效應(yīng)論文-利用多普勒效應(yīng)對違規(guī)行駛的監(jiān)控

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1、多普勒效應(yīng)論文:利用多普勒效應(yīng)對違規(guī)行駛的監(jiān)控-汽車多普勒效應(yīng)論文:利用多普勒效應(yīng)對違規(guī)行駛的監(jiān)控摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平和質(zhì)量的提高，越來越多的家庭選擇汽車作為出行的代步工具，帶來極大方便的同時(shí)，也使得不安全行車的危害越來越大。為了及時(shí)準(zhǔn)確地監(jiān)控道路交通狀況，提醒司機(jī)師傅們安全駕駛，我通過自己學(xué)習(xí)的物理知識，設(shè)計(jì)了一種多普勒效應(yīng)儀，希望能減少交通安全事故的發(fā)生?！　￡P(guān)鍵詞：交通安全；多普勒效應(yīng)；違規(guī)行駛；預(yù)防　　中圖分類號：TP29文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-2064（2017）08-0220-01　　1

2、多普勒效應(yīng)　　由于聲源和接收者的相對運(yùn)動，會對接收者收到的頻率產(chǎn)生影響，這就是多普勒效應(yīng)。由于聲源的運(yùn)動，聲波的波長會變化，而由于接收者的運(yùn)動，會使波速產(chǎn)生變化。具體推導(dǎo)過程如下圖1?！　∮捎诓ㄔ吹倪\(yùn)動，波長變?yōu)椋╲-vs）T，其中v是真空中的聲速，T為波的周期，vs是波源的速度。接收者實(shí)際接收到的聲速為（u+v），u是接收者的速度?！　∫虼耍詈蠼邮照呤盏降男盘栴l率為f=（u+v）f0/（v-vs），f0是波源的頻率?！　】梢钥吹?，接收到的信號和兩者的速度有關(guān)，因此多普勒效應(yīng)可以非常方便的測量出物體的速度。在天文學(xué)中，我們根

3、據(jù)天體光譜的紅移就能推斷出天體在遠(yuǎn)離我們，我就是根據(jù)這個(gè)原理想到用多普勒儀去監(jiān)測車輛的速度?！　?多普勒儀的組裝　　考慮到車速和光速比起來可以忽略，激光的多普勒效應(yīng)不會很明顯，因此我選擇超聲波作為我的波源，這樣還可以屏蔽掉雜音對多普勒儀的干擾（雜音的頻率比超聲波低很多）?！　∈聦?shí)上，多普勒效應(yīng)只對沿著聲源-接收者連線的速度起作用，垂直連線方向的分速度并不會對接收到的頻率產(chǎn)生影響，因此傳統(tǒng)的多普勒儀無法對突然變換車道或者違規(guī)橫穿的車輛或行人做出監(jiān)測。對此，我想到在路旁兩側(cè)分別放置1個(gè)多普勒儀，通過檢測到的頻率差來反映監(jiān)測體的橫向

4、速度?！　《嗥绽諟y速儀是利用波的多普勒效應(yīng)這一原理制成的，其原理是用波照射運(yùn)動著的物體，運(yùn)動物體反射或散射波，由于存在多普勒效應(yīng)，反射或散射波將產(chǎn)生多普勒頻移，利用產(chǎn)生頻移的波與本振波進(jìn)行混頻再經(jīng)過適當(dāng)?shù)碾娮与娐诽幚砑纯傻玫竭\(yùn)動物體的運(yùn)動速度。如圖我們假設(shè)多普勒測速儀靜止，放置在道路兩旁，車輛沿道路的速度為v1，橫向速度為v2，下圖就是我設(shè)計(jì)的示意圖2?！　「鶕?jù)上文的推導(dǎo)　　車輛接受到右邊多普勒儀的信號　　f1=（u+v1cos+v2sin）f0/u　　同時(shí)車輛作為新的波源，反射過去傳遞給多譜勒儀的信號為：　　f2=f1u/（

5、u-v1cos+v2sin）=f0（u+v1cos+v2sin）/（u-v1cos-v2sin）　　同樣的，車輛傳遞給左邊的多譜勒儀的信號為：　　f3=f0（u+v1cos-v2sin）/（u-v1cos+v2sin）　　由于很小，cos=1，sin=　　兩個(gè)多普勒儀的頻率差為：　　f3-f2=-4v2u/[（u-v2）（u-v1）]　　=d/2L　　其中u是空氣中的聲速，v1是物體前移的速度，v2是物體側(cè)移的速度，d是兩個(gè)多普勒儀的距離，L是多普勒儀到待測物體的距離?！　?具體的應(yīng)用　　1個(gè)多普勒效應(yīng)儀只能監(jiān)控沿直線方向的車

6、輛速度變化，但是在路旁放置2個(gè)多普勒儀，通過檢測到的頻率差就可以反映監(jiān)測體的橫向速度。這樣不僅能測出車輛是否超速，而且對突然變換車道或者違規(guī)橫穿的車輛或行人做出監(jiān)測。我認(rèn)為可以把多普勒效應(yīng)儀與路邊的安全指示牌連接在一起，這樣可以對路況進(jìn)行檢測的同時(shí)第一時(shí)間反映給后面的行人或司機(jī)師傅，特別是在夜里或雨天，能更好的避免交通事故的發(fā)生?？紤]到飛鳥的影響，反射的聲波也會使多普勒效應(yīng)儀產(chǎn)生警示信號，而導(dǎo)致檢測不精確。但是飛鳥的體積很小并且飛行速度較快高度較高，我認(rèn)為可以調(diào)整多譜勒儀的角度，避免高空物體的干擾。同時(shí)可以設(shè)置掃描時(shí)間，當(dāng)掃描

7、時(shí)間高于0.1s后才會發(fā)出警報(bào)，這樣就可以隔絕小物體對多普勒儀的影響。多普勒效應(yīng)論文　　利用2個(gè)多普勒效應(yīng)儀的主要功效是檢測車輛的橫向速度，但交通事故的發(fā)生并不都是行人和車輛橫穿馬路造成的，所以將多普勒效應(yīng)儀與其它裝備共同使用效果更好。同時(shí)多普勒效應(yīng)儀只是提供警報(bào)作用，并不能排除所有的安全隱患，行人和司機(jī)師傅遵守交通規(guī)則才能從根本上解決交通安全問題。