求物理大神解答关于计速问题

[cxwave]

今日坐车发现一个关于 4 个计速器测量数值不一致的问题，这 4 个测量装置分别是：
1 、汽车的方向盘下的码表上显示的速度
2 、汽车上安卓面板上的速度
3 、我手机上高德显示的速度
4 、道路旁外面测速区间电子面板显示的速度

这四个装置的速度都显示不一样？？？ 比如说 1 装置显示、38km/h 2 装置、显示 45km/h 3 装置、41km/h ， 4 装置、35km/h 有人可能会说是时间延迟或者是信息延迟，即使抛开这一点来说，那么在同一时间帧内测量到的速度为什么确不一样呢？众所周知数字没有不确定性，而且软件的算法同样是基于数学确定性的，那么为什么测量的值确都不一样呢？？哪一个装置测量的是最精确的值呢？造成这样的原因是什么呢？还是与量子力学中的测不准原理有关？还是说测量不准确，还是说跟统计学有关，每次测量的值都有误差，但是平均值根据大数定律趋向于稳定呢？有没有科举物理大佬来帮帮我这个村民，求求了，诚恳

[renmu]

不同软件的算法不同，有的算瞬时速度，有的是平均速度，再加上传感器的不同，和什么测不准肯定没关系

[cxwave]

@renmu 还有随机误差么

[cxwave]

@renmu 您说的很有道理

[unused]

别的不知道，国标要求车速表不低于实际车速，允许 10%正误差

[Wayne2333]

✅ 一句话结论（先给答案）：
手机高德导航的速度最准确，其次是安卓车机导航速度，码表（仪表盘）普遍偏高，路边电子牌速度是雷达测的，也准，但可能滞后或受干扰。
🔍 四个速度来源分别是怎么测的？
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来源 测量方式 准确性 备注
1. 汽车码表（仪表盘） 通过车轮转速传感器计算 ❌ 普遍偏高（+3~10 km/h ） 厂家故意调快，避免超速责任，轮胎磨损后误差更大
2. 安卓车机导航速度 通过 GPS 定位计算 ✅ 较准确（±1~2 km/h ） 和手机的原理一样，但天线可能不如手机好
3. 手机高德导航速度 通过 GPS+北斗+基站辅助计算 ✅ 最准确（±1 km/h ） 多星定位，算法优化好，更新频率高
4. 路边电子测速牌 雷达测速（多普勒原理） ✅ 准确（±1~2 km/h ） 测的是你瞬间经过时的速度，但可能受天气、角度、其他车干扰
🎯 举个例子：
假设你真实车速是 100 km/h：
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显示来源 显示速度 原因
码表 105~110 km/h 厂家故意调快
安卓车机 99~101 km/h GPS 计算，较准
手机高德 100 km/h 多源融合，最准
路边电子牌 99~101 km/h 雷达测你当时的速度
✅ 总结一句话：
以后看速度，优先信手机高德导航，别信码表，电子牌也准，但不是随时能看到。

[pingdog]

理论上，表盘和车机用同一数据源
手机利用 gps 移动来计算车速，这是根本差异，效果最差
测速雷达拍照后计算两张图片的距离，靠算法，有些误差

[cxwave]

@pingdog 感谢回复

[cxwave]

感谢

[ThirdFlame]

1 、汽车码表是通过统计变速箱输出轴的转速得到的，由于国标要求码表速度不能低于实际真实速度、不能高于真实速度 10%，汽车厂家会选择让他尽量高。（具体国标要求可自行查阅，我这里说的可能不准确）
2 、安卓面板上的理论上应该和码表一样，因为数据来源相同。但是可能计算方法不一样，比如说码表每 3 秒平均、安卓可能是取得 5 秒平均，那么差异就来了。
3 、高德显示的是通过 GPS 、北斗计算得到了，相对更贴近于真实速度，但也是个在一定时间内的平均速度。
4 、雷达可能也是有误差的

结论就是，如果卫星信号没问题，就信高德。 别说是速度了，就是个距离/长度，你用不同的尺子、激光测距仪等测出来的数值也不会完全一样，没有一个是准确值，可以说都是近似值，只不过各个的偏差不一样。

[billccn]

@pingdog 测速雷达是利用多普勒效应，不是计算机视觉，是非常准确的。超速拍照是雷达输出信号驱动相机。

[cxwave]

给大佬请安了

[cxwave]

@ThirdFlame 给大佬请安了，我的描述可能不太准确，但您问题把握非常准确，确实我的问题是关于“真实世界精确的测量值”这个命题。

[ouqihang]

手机装 GPS 应用测最准，高德高于实际 2km/h ，和某些车指示的一致。路边检测延迟高，不一定抓拍自己的速度。

[cxtrinityy]

冷知识，再精确的瞬时速度也是个近似值。
速度是通过微积分来计算近似的，瞬时速度也是使用平均速度来估算，本质都是 v=距离/时间，我们只能通过无限缩短采集时间 t 来提升 v 的精确，并使用这个平均速度来代替瞬时速度，但是我们没办法真的获得 t=0 时的数据。
这样误差就可以理解了，谁使用的数据采集时间越短，谁的速度就越精确。还有一个问题是，采集到的(t1,s1),(t2,s2)...并不是连续的，再考虑采集的数据的精确性，你以为测量时间 t 内运行的距离是 s ，实际上这个 t 和 s 都可能不准确，现实世界的近似随处可见。
一个例子就是，你用卡尺量一个物体你会发现同一个物体不同的人量出来都不一样，可能卡的力度不同，可能卡的角度有偏差，甚至读数角度不同都可能导致结果不同，所以有的卡尺上有棘轮，有表盘，有电子读数。

[cxwave]

@cxtrinityy 感谢佬们解答😊！增加知识了。

[atuocn]

op 是江苏的，只考大三门的吗？

首先不是测不准原理。那是量子力学范畴，表述的也不是这个意思。
其次，测量必定有误差。但是我们讲测量误差，是要保证测量方法，测量条件一致。
在测量方法、测量条件一致的情况下，多次测量的误差，我们用统计方法来研究，找数学期望、方差。

op 举的例子，各自测量方法不一致，所以谈不上什么统计学、测量误差之类的。纯粹是不同方法和测量基准不同。虽然都是对车速的测量，但是一个 3 秒平均，一个五秒平均，基准并不相同。不同方法还带来固有偏差，比如说码表可能是根据车轮转动计算，它可能总是偏快。op 可以问，这四种测量方法哪个更靠谱。

我觉得雷达应该更准，他应该是依据多普勒效应测量。原理是主动发射超声波之类的波束，接收反弹后的波束，依据前后两个波束频率变化计算瞬时车速。而作为专门生产的测速工具，他需要符合国家关于计量设备的要求。

[cxwave]

@atuocn 我今天特地研究了一下，问了 Ai ，我摘抄一下，其实这个问题有点复杂，而且我的描述不够好，核心关键点是：总结核心公式：
‌1 、平均速度:‌ v_avg = Δs / Δt
‌2 、匀速直线运动速度:‌ v = s / t
‌3 、匀变速直线运动瞬时速度:‌ v = v_0 + a * t
‌4 、瞬时速度 (定义):‌ v = ds/dt
选择哪个公式取决于具体问题（物体是做匀速还是匀变速运动、是求平均速度还是瞬时速度等）。
重要概念区分：
‌速度 (Velocity):‌ 是‌矢量‌(Vector)，既有‌大小‌又有‌方向‌。
‌速率 (Speed):‌ 通常指瞬时速度的大小，是‌标量‌(Scalar)，只有大小，没有方向。平均速率定义为总路程除以总时间(总路程 / 总时间)，不同于平均速度(位移 / 时间)，因为路程是标量。 @cxtrinityy 大佬在这里回复的是公式定义［ 4 ］，求瞬时速度 dt=0 时的速度，然后再次求助 AI ，在物理学中，‌瞬时速率‌（即瞬时速度的大小）可以通过极限的方式求解，当时间间隔Δt→0 时，平均速率趋近于瞬时速率，AI 推导过程略过
5.、总结‌：
（‌1 ）瞬时速率‌是Δ𝑡→0 时平均速率的极限值
6 、教训：
(1)现在的 AI 在物理和数学上击败了本站 99%（主观估计值）的人！
(2)最接近答案的是 @cxtrinityy 大佬，用物理公式来证明这一点，而有些人只是“试图说服”，请注意审题，这不是辩论课！
(3)测量精确度问题确实跟量子力学有关！
*测量工具的物理限制‌
任何测量仪器（如卡尺、光电门）都存在最小刻度误差。例如：
**塑料卡尺误差约 0.1 毫米，不锈钢卡尺误差 0.01~0.03 毫米‌
**光电门测量瞬时速度时，即使时间间隔小至毫秒级，仍存在微小误差‌
**理论模型的近似性‌
瞬时速度定义为(此处为公式，但是 V2EX 无法粘贴 LaTeX ，略过)但实际测量中Δt 只能无限接近 0 而无法真正达到‌，另外各种测量干扰相当于统计学中的"随机误差”，数学本质的“无限逼近”‌
极限理论允许通过无限逼近描述精确值，但实际测量只能达到“物理上的无穷小”（即技术允许的最小间隔）‌24 。例如：速度表显示 60km/h ，本质是模型预测值，而非直接测量结果‌。

[volvo007]

可以继续搜索“卡尔曼滤波”，你还能知道这么多不同的速度，我如何融合它们以获得一个最靠谱的结果

[cxwave]

@volvo007 从入门到放弃🤣，真没空研究了。