LiDARは幅広い用途を有しています。その一つとして交通取り締まり 、特に速度制限の取り締まりが挙げられます。1990年代以降、Laser Technology Inc.が20-20を発売して以来、LIDARはますます普及しています。[1] LIDARはレーダーを直接置き換えるのではなく、特定の状況において特定の車両のターゲティング精度を向上させるという利点を補完します。最新のLIDARベースのシステムは、速度検知、車両識別、証拠書類作成を自動化できますが、運転者識別はそれほど自動化されていません。[2] [3]
歴史
ジェレミー・ダン（レーザーテクノロジー社）は1989年に警察用のライダー装置を開発しました。[4]また、2004年には米国の交通取り締まり装置の売上の10％がライダーでしたが、2006年には30％に増加しました。[1]ライダーの利点を考えると、現在も販売の大部分はライダーであると思われますが、高度なレーダー装置はまだ販売されています。[5]
現在のユニットは、速度検知、悪条件下でもオペレーターによる視認性、速度検知と同期した画像撮影、裁判で使用可能な証拠の取得、外部デバイスへの証拠のダウンロードという5つの機能を備えています。また、自動モードでは、有人または無人を問わず作動可能です。[6]
レーダーに対するライダーの利点
レーダーは信号ビームの発散角が広いため[4]、個々の車両を標的にすることはできません。そのため、交通の流れの中で違反車両の位置を特定するために速度を視覚的に推定するには、高度な操作技能、訓練、および資格認定が必要となります。また、違反車両は他の車両が違反行為を行ったという言い訳をする可能性があります。レーダーは、例えば揺れる木や頭上を通過する飛行機など、レーダー視野内のあらゆる物体の速度を記録します。[1]
LiDARはビームが狭く、個々の車両を容易に狙えるため、目視による推定の必要がなくなります。[4] [1]また、一部のモデルでは、速度違反の記録と同時にナンバープレートの画像も記録できます。速度推定には0.5秒もかからず、ビームが狭くターゲットが絞られているため、違反車両は回避装置を使用していてもほとんど警告を受けません。LiDARは車両間の距離を測定し、「近すぎる」（車間距離の短い）違反を検知できます。他の車両に遮蔽されている（後ろに隠れている）車両の速度は測定できません。この遮蔽の問題は、レーダーを検出方法として最大5〜6メートル（16〜20フィート）の高さのポールまたはガントリーに取り付け可能な固定式速度違反取り締まり装置には当てはまりません。固定式およびハンドヘルド式のLiDARシステムは、約2メートル（6.6フィート）の高さまで信頼できます。
LiDARの仕様
米国運輸省道路交通安全局（NHTSA）は、ライダー装置の仕様[7] 、適合製品リスト[8] 、交通取り締まりの実施に関するガイドライン[9]を発行している。
典型的なNHTSA承認デバイス[8]は、重量が2キログラム未満で、電池駆動で、速度検出精度は+2km/hおよび-3km/h、距離精度は90メートルで+-0.3メートル、最短300メートルの長距離測定能力を備えています。デバイスは、周囲温度-30℃〜60℃、相対湿度90%（37℃）、通常の市街地道路周囲電磁放射にさらされた状態で、これらの精度基準を満たす必要があります。正確に検出する必要がある速度の範囲は、16km/h〜320km/hです。一部の管轄区域では、速度違反は、ナンバープレート、場所、速度、日時、オペレーターの識別を示す記録された画像とともにデバイスによって文書化される必要があり、一部のユニットは画像によってドライバーを識別し、移動方向を記録します。[2]放射される光は赤外線範囲にあり、目の安全基準を満たし、パルス繰り返しが1kHz未満でビームの広がりが5ミリラジアン未満である必要があります。
ナンバープレート
車両登録プレートは交通取り締まりの重要な部分であり、ほとんどの管轄区域では政府が製造を独占していますが、外注することもできます。通常、民間人が独自のプレートを改造、製造、貼り付けることは、公文書の偽造に相当するため違法です。カリフォルニア州のプレートは、通常の標準である高さ6インチ、幅12インチで、特に赤外線に敏感な反射面を持つ必要があります。[10]これにより、夜間でも画像化でき、自動ナンバープレート認識が可能になり、LIDARデバイスが強力な反射信号を受信でき、改ざん防止マーキングが施されています。
一部の管轄区域では自動車の前方ナンバープレートの装着が義務付けられておらず、多くの管轄区域ではオートバイなどの特定の車両にも義務付けられていません。警察は一般的に、対向車を監視しながら前方から検知することを好みます。これにより、違反者に合図を送ることができ、車両に追いつくために必要となる高速走行のリスクを回避することができます。
回避
多くの管轄区域では速度制限の施行を妨害するあらゆる方法を禁止しており、LIDARメーカーは検出回避策を先取りするよう努めています。
現在のライダー装置は、300メートル地点で水平ビーム幅が1メートルであるのに対し、ナンバープレートの幅は30センチメートルであるため、後続車両への信号の散乱を最小限に抑えることができます。ビームが狭く、信号持続時間が短く、個々の車両をターゲットにすることで、後続車両や隣接車両へのライダー信号の散乱を最小限に抑えることができるため、ライダー信号を事前に検知することは困難です。信号を偏向、吸収、または乱すために車両を改造することは、通常ナンバープレートがターゲットとなるため困難です。ナンバープレートの改造は容易に発見され、違法となる可能性があります。偽の別信号を送信することも、現在の警察のライダーモデルによって検出され、管轄区域によっては違法となる可能性があります。
原理
NHTSA承認[8]の典型的なライダー装置は、波長905nm 、出力50ミリワット、ビーム広がり角3ミリラジアンの30ナノ秒パルスのレーザー光を放射します。この出力は眼への損傷を起こさない程度に低く抑えられています。波長905nmにおいて、IEC 60825-1第2版では、パルスあたりの最大エネルギーは0.5uJと規定されています。
光は1ナノ秒あたり約30cm進むため、各パルスの長さは約9メートルになります。目標距離が300メートルの場合、光パルスの往復には2,000ナノ秒かかります。パルス間の時間間隔は100万ナノ秒以上であるため、各パルスから距離を推定する時間を確保できます。0.5秒未満の期間に最大数百のパルス読み取りが行われ、時間経過に伴う距離の変化が推定され、それによって車両速度が推定されます。戻り光は、899nm～909nmの波長範囲外にある光を除外するためにフィルタリングされます。社内独自のアルゴリズムにより、不正確な読み取りが拒否されます。検出回避方法は通常、フィルタに過負荷をかけ、エラー拒否アルゴリズムに誤って読み取りを拒否するように仕向けます。
手術
熟練したオペレーターは、速度検知の前に視覚機能を使用して違反車両の候補を選択します。この方法の利点は、ライダー信号検知装置を搭載した後続車両に警告するための散乱信号が最小限に抑えられることですが、能力の低いライダー装置が使用される可能性のある交通量の少ない道路では、この品質はそれほど重要ではありません。違反車両の候補が検出され、ナンバープレートがターゲットになると、オペレーターは速度検知を開始します。この動作には証拠の取得が含まれ、良好な返答信号があることを示す音が鳴ります。正確な読み取りを行うには、オペレーターは読み取り中、パルスを 1 点に集中させる必要があります。長距離では、狙いを安定させる固定式三脚を使用することでこれを実現します。速度検知の場合、車両のどの部分でもターゲットにできますが、ナンバープレートが非常に好まれます。
制限事項
通常の気象条件はデバイスの性能にほとんど影響を与えませんが、操作者が車両をターゲットにする際に支障をきたす可能性があります。これには、太陽がターゲット車両の真後ろにある場合、夜間、または汚れたフロントガラスで停車中の車内でデバイスを使用する場合などが含まれます。これらの場合、信号が散乱する可能性があります。悪天候はデバイスの到達範囲を狭める可能性があり、特に濃霧の場合は使用できなくなります。
移動中の車両内で使用する場合、この装置は警察車両と対象車両の相対速度を測定します。
レーダーと同様に、LIDAR もコサイン誤差効果の影響を受けます。
読み取り中に装置をスキャンすると（特にターゲット間の角度差が小さい長距離の場合）、複数のターゲットからパルスが返ってくるため、誤った読み取り結果が生じる可能性があります。車両の側面に沿ってスキャンした場合も、誤った読み取り結果が生じる可能性があります。
パルスがドアミラーで反射したり、静止した反射物体に当たって再びミラーで反射したりすると、誤った読み取りが行われることがあります。
法廷での使用
アメリカ合衆国
2008年、ワシントンD.C.高等裁判所は、管轄区域におけるライダー証拠の証拠能力を支持しました。裁判所は、専門家の証言に加え、科学論文も判決の根拠として考慮したと述べています。
裁判所は4日間にわたる広範なフライ[ドーバート]審問を実施し、レーザー技術の基礎科学、レーダーガンの信頼性に関する技術的手法と理論的課題、使用場所周辺における他の「パルス」の可能性、標的識別の難しさ、車両のナンバープレート、フロントガラス、形状、色による誤差の可能性、装置の故障の可能性などを検討した。裁判所はまた、様々な関連誌に掲載されたこの問題に関する少なくとも6つの科学論文、フロリダ州における警察関連の研究2件、ニュージャージー州の研究1件、そしてフロリダ州における本件および類似のレーダー装置に関する独立した研究1件を司法上の認知とした。これらはすべて、米国道路交通安全局（NHS）が定めた基準を満たしていた。
裁判所はまた、12以上の管轄区域がライダーは信頼できると判断している一方で、ライダーが信頼できないと判断する問題について本格的な審理を行った裁判所は1つもないと指摘した。[11]
検出器と妨害装置
LIDAR検出器またはレーザー検出器は、赤外線放射、特に法執行機関のLIDAR速度検出装置の放射を検出し、速度が測定されていることを運転者に警告するように設計された受動デバイスです。
ライダーの限界は、パトカーが走行中は使用できないことです。これは、従来のレーダーは警察官が運転中でも操作できるのに対し、ライダーは各車両を積極的にターゲットする必要があるためです。また、レーザーは空気中の水分や煙の影響で読み取り値が不安定になる可能性があるため、降雨のない環境であることが条件となります。[12]ライダー速度検知の人気は高まっていますが、コストの低下、操作の容易さがレーダーに近づき、既存のレーダー機器が耐用年数に達して順次廃止されるにつれて、ライダーの人気は高まっています。
LiDAR探知機は、レーダー探知機よりも監視する放射が短く、集中しており、散乱しにくいため、一般的にレーダー探知機よりも効果が低いです。そのため、運転者はLiDAR装置のバースト送信に反応する時間が十分にない場合や、狭いビームが車両の特定の部分に集中し、センサーがそれを検知できない場合があります。
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レーザージャマーまたは LIDARジャマーは、 LIDAR（レーザー）ガンによる車両の速度測定を妨害するために運転者が使用する電子機器です。レーザージャマーはレーダージャマーと混同しないでください。
LIDARを妨害するために、レーザージャマーはまず、放出された光、通常は904nmの波長の赤外線を検出する必要があります。 [13] LIDARガンの光を検出した後、ジャマーは同じ波長でより高い強度の光を発射し、ライダーガンを混乱させて速度測定を不可能にします。新しいレーザージャマーモデルは、レーザーガンのパルスレート（ライダーガンが距離を測定する速度で、速度測定の基準となる）を検出し、そのパルスレートをエミュレートできるため、レーザーガンから正確な読み取り値を得ることがさらに困難になっています。
これらの妨害装置は、レーダーガンからの電波ではなくレーザーガンから放射される光を遮断することに重点を置いているため、レーダー妨害装置の使用を禁止する米国連邦法はこれらの装置には適用されません。米国連邦通信委員会は電波の送信を規制していますが、米国食品医薬品局は光の放射を規制しています。しかし、カリフォルニア州、コロラド州、イリノイ州、アイオワ州、ミネソタ州、サウスカロライナ州、テネシー州、テキサス州、ユタ州、バージニア州など、いくつかの州ではレーザー妨害装置の使用を明確に禁止する法律が制定されています。ネブラスカ州とワシントンD.C.におけるレーザー妨害装置の合法性については議論があります。[14]
参照
- ビデオ検出と測距（VIDAR）
参考文献
- ^ abcd 「LIDAR：速度違反取り締まりに最適な武器」2006年11月12日。
- ^ ab “Stalker LidarCam”. 2016年9月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年9月4日閲覧。
- ^ 「LTI 20/20 TruVISION™ - Laser Tech」。Laser Tech。2025年9月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2025年9月12日閲覧。
- ^ abc 「レーダーとライダーの違いを解説」。2016年9月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年9月2日閲覧。
- ^ “Stalker Phodar”. 2016年9月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年9月4日閲覧。
- ^ 「LaserTech TruCam」.
- ^ 「NHTSA LIDAR仕様」(PDF)。
- ^ abc 「NHTSA適合製品リスト」（PDF） 。 2016年5月27日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2016年9月2日閲覧。
- ^ 「NHTSA交通執行ガイドライン」（PDF） .[永久リンク切れ]
- ^ 「反射ナンバープレート技術」。
- ^ 「テキサス州でLIDAR証拠を認める」(PDF)。
- ^ 「レーザーの仕組み（Escort Passport 6800 取扱説明書より）」Escort Inc. 2008年8月7日閲覧。
- ^ 「UltraLyte レーザー スピード ガン」。
- ^ 「米国のレーザー妨害装置に関する法律 - Guys of LIDAR」www.guysoflidar.com . 2016年12月22日閲覧。
