El lidar tiene una amplia gama de aplicaciones; uno de sus usos es el control del tráfico y, en particular , el control de los límites de velocidad ; ha ido sustituyendo gradualmente al radar desde el año 2000. [1] Los dispositivos actuales están diseñados para automatizar todo el proceso de detección de velocidad, identificación del vehículo, identificación del conductor y documentación probatoria. [2]
Jeremy Dunn (Laser Technology Inc.) desarrolló un dispositivo lidar para la policía en 1989, [3] y en 2004 el 10% de las ventas de dispositivos de control de tráfico en Estados Unidos eran lidar, cifra que aumentó al 30% en 2006, [1] dadas las ventajas del lidar, parece probable que la mayoría de las ventas actuales sean lidar, aunque todavía se venden unidades de radar sofisticadas. [4]
Las unidades actuales combinan cinco operaciones: detección de velocidad; visualización por parte del operador, incluso en condiciones adversas; obtención de imágenes sincronizadas con la detección de velocidad; adquisición de pruebas listas para el tribunal; descarga de pruebas a un dispositivo externo. Pueden funcionar en modo automático, ya sea con o sin supervisión. [5]
El radar tiene una amplia divergencia del haz de señal [3] , de modo que no se puede apuntar a un vehículo individual, lo que requiere una habilidad, capacitación y certificación significativas del operador para estimar visualmente la velocidad y así localizar a un infractor en una corriente de tráfico, y los infractores pueden usar la defensa de que algún otro vehículo estaba infringiendo. El radar registrará la velocidad de cualquier objeto en su campo, por ejemplo, un árbol que se balancea o un avión que pasa por encima. [1]
El lidar tiene un haz estrecho y apunta fácilmente a un vehículo individual, eliminando así la necesidad de una estimación visual [3] [1] y algunos modelos pueden grabar una imagen de la matrícula en el mismo instante en que registran la infracción de velocidad. La estimación de la velocidad tarda menos de medio segundo, lo que, junto con el haz estrecho y dirigido, hace que los vehículos infractores tengan poca advertencia incluso cuando se utiliza un dispositivo de evasión. El lidar puede medir la distancia entre vehículos para detectar infracciones "demasiado cercanas" (conducir demasiado cerca). La velocidad de un vehículo ocluido por (escondido detrás de) otro vehículo no se puede medir. Este problema de oclusión no se aplica a los dispositivos fijos de control de velocidad que se pueden montar en postes o pórticos de hasta 5-6 metros / 15-20 pies de altura utilizando el radar como método de detección. Los sistemas lidar fijos y portátiles son confiables hasta alturas de aproximadamente 2 metros / 7 pies. Para el control de velocidad con lidar fijo, esto significa que dichos sistemas son más susceptibles a la suciedad y el vandalismo.
La Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) del Departamento de Transporte de los EE. UU. ha emitido especificaciones para dispositivos lidar, [6] una lista de productos conformes [7] y pautas sobre la implementación de la aplicación de las normas de tránsito. [8]
Un dispositivo típico aprobado por la NHTSA [7] pesa menos de 2 kilogramos, funciona con batería, tiene una precisión de detección de velocidad de +2 km/h y -3 km/h, una precisión de distancia de +- 0,3 metros a 90 metros y una capacidad mínima de medición de largo alcance de 300 metros. Los dispositivos deben ser capaces de cumplir con estos estándares de precisión mientras están expuestos a temperaturas ambiente entre -30 °C y 60 °C, una humedad relativa del 90% a 37 °C y la radiación electromagnética ambiental normal de las carreteras urbanas. El rango de velocidades que se requiere detectar con precisión es de 16 km/h a 320 km/h. En algunas jurisdicciones, se requiere que las infracciones por exceso de velocidad sean documentadas por el dispositivo con una imagen grabada que muestre la matrícula, la ubicación, la velocidad, la fecha, la hora y la identificación del operador; algunas unidades identifican al conductor por imagen y registran la dirección de viaje. [2] Se requiere que la luz emitida esté en el rango infrarrojo, cumpla con los estándares de seguridad ocular y tenga una repetición de pulso inferior a un kHz con una divergencia del haz inferior a 5 miliradianes .
Las placas de matrícula de los vehículos son una parte importante de la aplicación de las normas de tráfico y, en la mayoría de las jurisdicciones, el gobierno tiene el monopolio de su fabricación, aunque puede subcontratarse. Normalmente, es ilegal que los ciudadanos privados modifiquen, fabriquen y coloquen sus propias placas, ya que esto equivale a falsificar un documento oficial. Las placas de California deben tener 6 pulgadas de alto y 12 pulgadas de ancho, un estándar habitual, y tener una superficie reflectante que sea particularmente sensible a la luz infrarroja, [9] lo que permite obtener imágenes de ellas de noche , permite el reconocimiento automático de matrículas , permite que los dispositivos LIDAR reciban un fuerte retorno de señal reflectante y tienen marcas resistentes a la manipulación.
Algunas jurisdicciones no exigen una matrícula delantera en los automóviles y muchas no la exigen en determinados vehículos, como las motocicletas. La policía generalmente prefiere detectar desde el frente mientras observa el tráfico que se aproxima, lo que también permite hacer señas al infractor y evitar los riesgos de las altas velocidades necesarias para alcanzar al vehículo.
Varias jurisdicciones prohíben cualquier método para frustrar la aplicación de los límites de velocidad , y los fabricantes de lidar se esfuerzan por mantenerse a la vanguardia de las medidas para evitar la detección.
Los dispositivos lidar actuales tienen un ancho de haz horizontal de un metro a 300 metros, en comparación con el ancho de la matrícula de 30 cm, lo que garantiza que una pequeña parte de la señal se disperse a los vehículos que siguen. Detectar la señal lidar con antelación es difícil, ya que el haz estrecho, la corta duración de la señal y la orientación a vehículos individuales minimizan la dispersión de la señal lidar a los vehículos que siguen o adyacentes. Modificar el vehículo para desviar, absorber o mezclar la señal es difícil, ya que normalmente es la matrícula la que se apunta. La modificación de la matrícula se detecta fácilmente y puede no ser legal. La devolución de una señal separada falsa será detectada por los modelos lidar policiales actuales y puede no ser legal, según la jurisdicción.
Un dispositivo lidar típico aprobado por la NHTSA [7] emite pulsos de luz láser de 30 ns con una longitud de onda de 905 nm y 50 milivatios de potencia con una divergencia del haz de 3 miliradianes . La potencia es lo suficientemente baja como para garantizar que no se produzcan daños oculares. En longitudes de onda de 905 nm, la norma IEC 60825-1 Edición 2.0 permite una energía máxima por pulso de 0,5 uJ.
La luz viaja aproximadamente 30 cm por ns, por lo que cada pulso tiene una longitud de unos nueve metros. A una distancia objetivo de 300 metros, los pulsos de luz tardan 2.000 ns en completar el viaje de ida y vuelta. El intervalo de tiempo entre pulsos no es inferior a un millón de ns, lo que proporciona tiempo para realizar una estimación de la distancia a partir de cada pulso. Se toman hasta varios cientos de lecturas de pulsos durante un período de menos de medio segundo y se utilizan para estimar el cambio en la distancia a lo largo del tiempo, estimando así la velocidad del vehículo. La luz de retorno se filtra para excluir la luz que no se encuentra en el rango de longitud de onda de 899 nm a 909 nm. Un algoritmo interno patentado rechaza las lecturas inexactas; los métodos de evitación de detección generalmente intentan sobrecargar el filtro y persuadir al algoritmo de rechazo de errores para que rechace incorrectamente una lectura.
Un operador experto utilizará la capacidad de visualización para seleccionar un posible infractor antes de la detección de velocidad, esto tiene la ventaja de que se dispersa una señal mínima para advertir a los vehículos siguientes equipados con dispositivos de detección de señales lidar, esto no es tan importante en carreteras con poco tráfico y se puede utilizar un dispositivo lidar de menor capacidad. Una vez que se detecta un posible infractor y se apunta a la matrícula, el operador activa la detección de velocidad que incluye la adquisición de evidencia, un tono audible indica una buena señal de retorno. Para producir una lectura precisa, el operador debe enfocar el pulso en un solo punto durante la duración de la lectura. A larga distancia, esto se logra mediante el uso de un trípode estacionario para estabilizar el objetivo. Para la detección de velocidad, se puede apuntar a cualquier parte del vehículo, aunque se prefiere la matrícula.
Las condiciones climáticas normales tienen un impacto insignificante en el rendimiento del dispositivo, pero pueden impedir que el operador pueda apuntar a un vehículo. Esto incluye las ocasiones en las que el sol está directamente detrás del vehículo objetivo, durante la noche o cuando el dispositivo se utiliza dentro de un vehículo estacionado con el parabrisas sucio, en cuyo caso la señal puede dispersarse. El mal tiempo puede reducir el alcance del dispositivo y, en particular, la niebla densa lo dejará inutilizable.
Cuando se utiliza dentro de un vehículo en movimiento, el dispositivo mide la velocidad relativa del vehículo policial y el vehículo objetivo.
Al igual que el radar, el lidar está sujeto al efecto de error del coseno .
Barrer el dispositivo mientras se toma una lectura de modo que (particularmente a larga distancia donde la separación angular entre los objetivos es pequeña) los pulsos de retorno de más de un objetivo generen una lectura falsa. Barrer a lo largo del costado de un vehículo también puede causar lecturas falsas.
Se produce una lectura falsa cuando el pulso se refleja, por ejemplo, en un espejo retrovisor, golpea un objeto reflectante estacionario y luego vuelve a reflejarse en el espejo una segunda vez.
En 2008, el Tribunal Superior del Distrito de Columbia confirmó la admisibilidad de las pruebas obtenidas mediante lidar en su jurisdicción. Además del testimonio de los expertos, el tribunal señaló que tuvo en cuenta las publicaciones científicas en su decisión:
El Tribunal llevó a cabo una extensa audiencia de cuatro días en el caso Frye [Daubert]... [en la que] consideró cuestiones como la ciencia básica de la tecnología láser, la metodología técnica y los desafíos teóricos de la fiabilidad de las pistolas de radar... incluida la posibilidad de otros “pulsos” en las proximidades del lugar de uso, dificultades en la identificación del objetivo, posibles errores causados por las matrículas de los vehículos, el parabrisas, la forma y el color, y el posible mal funcionamiento del dispositivo. El Tribunal también tomó nota judicial de al menos seis publicaciones científicas sobre el tema en varias revistas de interés, junto con dos estudios relacionados con la policía en Florida, un [estudio] en Nueva Jersey y un estudio independiente en Florida sobre este y otros dispositivos de radar similares, todos los cuales cumplían con los estándares establecidos por [la] Administración Nacional de Seguridad en las Carreteras...
El tribunal también señaló que ningún tribunal había llevado a cabo audiencias completas sobre el tema que encontraran que el lidar no era confiable, mientras que más de una docena de jurisdicciones habían decidido que el lidar es confiable. [10]
Un detector lidar o detector láser es un dispositivo pasivo diseñado para detectar emisiones infrarrojas , especialmente las de los dispositivos de detección de velocidad lidar de las fuerzas del orden , y advertir a los automovilistas de que se está midiendo su velocidad.
Una limitación del lidar es que no se puede utilizar mientras un coche de policía está en movimiento, porque requiere que el operador apunte activamente a cada vehículo, mientras que el radar tradicional se puede utilizar mientras el agente de policía conduce. Otras restricciones incluyen un entorno sin precipitaciones, ya que el láser puede producir lecturas erráticas de la humedad o el humo en el aire. [11] La popularidad de la detección de velocidad del lidar está en aumento, sin embargo, a medida que los costos disminuyen, la facilidad de operación se acerca a la del radar y el equipo de radar existente llega al final de su vida útil y se retira del servicio.
Los detectores lidar son generalmente menos eficaces que los detectores de radar, ya que las emisiones que controlan son más breves, más concentradas y menos dispersas que las del radar. Por lo tanto, es posible que un automovilista no tenga tiempo suficiente para responder a la transmisión en ráfaga de un dispositivo lidar, o que el haz estrecho se centre en una parte específica de un vehículo donde el sensor no puede detectarlo.
Un inhibidor de láser o inhibidor de lidar es un dispositivo electrónico que utilizan los conductores para evitar que los usuarios de una pistola LIDAR (o láser) obtengan lecturas de velocidad de su vehículo. Los inhibidores de láser no deben confundirse con los inhibidores de radar .
Para bloquear el LIDAR , los bloqueadores láser primero deben detectar la luz emitida, normalmente luz infrarroja en la longitud de onda de 904 nm. [12] Después de detectar la luz del cañón lidar, el bloqueador enviará luz en la misma longitud de onda a una intensidad mayor, confundiendo efectivamente al cañón para que no devuelva ninguna lectura de velocidad. Los modelos más nuevos de bloqueadores láser pueden detectar la frecuencia del pulso (la frecuencia a la que el cañón toma medidas de distancia, en la que basa la medición de velocidad) del cañón láser y luego emular esa frecuencia del pulso, lo que aumenta aún más la dificultad de obtener una lectura precisa del cañón láser.
Debido a que estos bloqueadores se centran en bloquear la luz emitida por las pistolas láser, y no las ondas de radio de las pistolas de radar, las leyes federales de EE. UU. que prohíben el uso de bloqueadores de radar no se aplican a estos dispositivos. Si bien la Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. regula la transmisión de ondas de radio, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. regula las emisiones de luz. Sin embargo, varios estados han aprobado leyes que prohíben específicamente el uso de bloqueadores láser, incluidos: California , Colorado , Illinois , Iowa , Minnesota , Carolina del Sur , Tennessee , Texas , Utah y Virginia . La legalidad de los bloqueadores láser en Nebraska y Washington, DC es discutida. [13]
Los bloqueadores láser para uso civil han evolucionado en los últimos años. El primer bloqueador láser producido fue por K40 Electronics en abril de 1994, conocido como K40 Laser Defuser. Luego vino el Lidatek LE-10 Laser Echo de Lidatek LLC, luego el Blinder M06 HP de blinder.dk, luego el Blinder M10 Twin, luego el LE-20 a LE-30. Blinder reconstruyó el M10 Twin en la serie más inteligente M20 X-treme. Los bloqueadores basados en diodos láser salieron al mercado en 2006, conocidos como Anti-Laser, Laser Pro Park y Privacy-Plate, que utilizan la tecnología más nueva que solo bloquea y no protege la privacidad al bloquear las cámaras IR para que no realicen el reconocimiento de imágenes en la matrícula de un vehículo. La mayoría de las cámaras toman 1 foto con luz normal y 1 con luz IR, lo que significa que la cámara puede tomar una imagen sin interferencias.