廣域毫米波雷達(dá)是一種低成本、通用的全天候交通檢測器,具有精度高、抗干擾能力強(qiáng)、探測距離長、探測范圍寬等特點(diǎn),可以在相對惡劣的環(huán)境中工作。它能夠得到多檢測區(qū)域或車道的車輛速度、流量、占有率、車流密度等交通數(shù)據(jù),是一個(gè)真實(shí)再現(xiàn)式斷面多車道感應(yīng)檢測器,可以實(shí)時(shí)監(jiān)控道路的交通狀況。

同時(shí),通過對雷達(dá)探測數(shù)據(jù)的二次開發(fā)和應(yīng)用,交通雷達(dá)還可以實(shí)現(xiàn)隊(duì)長度統(tǒng)計(jì)、車頭時(shí)距統(tǒng)計(jì)、事件檢測、道路優(yōu)先通行、信號燈優(yōu)化控制等功能。隨著5G車聯(lián)網(wǎng)、車路協(xié)同等新基建應(yīng)用的興起,毫米波雷達(dá)的諸多特性,可以幫助更好的進(jìn)行交通場景和環(huán)境感知,是智能交通時(shí)代不可或缺的核心感知單元。

目前主流的毫米波交通雷達(dá)主要使用的是24GHz、77GHz和60GHz這個(gè)三個(gè)頻段。

24.0GHz到24.25GHz的頻段是窄帶(NB),帶寬為250MHz,常用于工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)方面。其中,24GHz頻帶還包括一個(gè)帶寬為5GHz的超寬帶(UWB)。但是由于歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)和聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)制定的頻譜規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn),UWB頻段將很快被逐步淘汰。2022年1月1日以后,UWB頻段將無法在歐洲和美國使用,只有窄帶ISM頻段可以長期使用。

77GHz頻段中76-77GHz頻段可用于遠(yuǎn)程車載雷達(dá),并且該頻段有等效同性各向輻射功率(EIRP)的優(yōu)勢,可控制前端遠(yuǎn)程雷達(dá),例如自適應(yīng)巡航控制。77-81GHz短程雷達(dá)(SRR)頻段是新加入的頻段,這個(gè)頻段最近在全球監(jiān)管和行業(yè)采用情況方面都獲得了顯著的吸引力。同時(shí),該頻段可提供高達(dá)4 GHz的寬掃描帶寬,非常適合需要高距離分辨率(HRR)的應(yīng)用。

60GHz是最近較受關(guān)注的頻段,它可以使用小型天線,還可以適應(yīng)更寬的帶寬范圍。

交通雷達(dá)關(guān)于頻率的選擇有很多考量。在作用距離性能方面,24GHz頻段的波長比77GHz頻段長,在最遠(yuǎn)作用距離上,24GHz相對于77GHz頻段有比較大的優(yōu)勢,因此適合對雷達(dá)檢測距離要求遠(yuǎn)的場景。77GHz雷達(dá)由于頻率高,對大氣中的雜質(zhì)影響大,所以反而會(huì)弱于24GHz雷達(dá)。60GHz是最近較受關(guān)注的頻段,可以使用小型天線,但并不成熟,信號易受大氣影響而衰減,作用距離也弱于24GHz雷達(dá)。

在理論測量精度方面上,由于77GHz雷達(dá)相比24GHz雷達(dá)可用帶寬大,距離分辨力和精度會(huì)有很大提升;同時(shí),77GHz的載波頻率大,其速度分辨力應(yīng)該也可做到是24GHz頻率的三倍。但考慮硬件成本、處理器、工程設(shè)計(jì)等因素限制和實(shí)際應(yīng)用的需求,市面上實(shí)際上77GHz和24GHz的交通雷達(dá)產(chǎn)品在在距離和速度精度的性能差異并不如理論上突出指標(biāo)上差異并不大,如何做到性價(jià)平衡仍是關(guān)鍵。。

另外,交通雷達(dá)的干擾會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)錯(cuò)誤或者性能降低,最終影響到道路行車的安全和效率。交通雷達(dá)的干擾主要來自車載雷達(dá),而近年來隨著自動(dòng)駕駛、車路協(xié)同等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,越來越多的乘用汽車開始配備77GHz的車載毫米波雷達(dá),雷達(dá)的干擾問題也不容小覷,受車載雷達(dá)的干擾,交通雷達(dá)會(huì)出現(xiàn)性能降低甚至讀數(shù)錯(cuò)誤,極大影響道路行車的安全和效率。車載雷達(dá)有向77GHz頻段發(fā)展的趨勢。所以,77GHz頻段的干擾會(huì)越來越嚴(yán)重,出于長遠(yuǎn)考慮,77GHz可能并不是交通雷達(dá)微波檢測器的理想頻段不適用于這個(gè)頻段。并且在2020年10月16日全國智能運(yùn)輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)發(fā)布的由交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院牽頭負(fù)責(zé)修訂的新國標(biāo)《交通信息采集 微波交通流檢測器》中,也規(guī)定檢測器的中心頻率必須為24.125GHz。

所以不管從性能、實(shí)際應(yīng)用甚至是相關(guān)法規(guī)層面考慮,24GHz頻率比77GHz頻率更適合交通雷達(dá),目前在未來廣域雷達(dá)微波檢測器的頻段選擇國內(nèi)交通雷達(dá)中,24GHz頻率將成為任是主流。

集萃感知“慧海-2”多目標(biāo)跟蹤智能交通雷達(dá)采用24GHz波段,探測距離達(dá)410米,支持10車道256個(gè)目標(biāo)同時(shí)追蹤,流量精度高于99%,支持4個(gè)以上斷面設(shè)置,可實(shí)現(xiàn)對橫向移動(dòng)和靜止物體的探測,探測排隊(duì)長度,并支持紅綠燈信號優(yōu)化與自適應(yīng)控制、交通誘導(dǎo)感知和交通事件檢測等智能交通應(yīng)用。產(chǎn)品采用先進(jìn)的MIMO稀疏陣(2T4R)技術(shù),可在全天時(shí)全天候條件下穩(wěn)定高效工作。硬件優(yōu)異的同時(shí),產(chǎn)品有明顯的軟件優(yōu)勢。通過對人工智能技術(shù)的融合應(yīng)用,可免標(biāo)定、免調(diào)試,長時(shí)間保持高測速精度,做到“智能車道劃分”和“免維護(hù)”。產(chǎn)品通過公安部交通安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心的認(rèn)證。

產(chǎn)品性能:

1、雙向10車道256個(gè)目標(biāo)同時(shí)探測,支持靜態(tài)目標(biāo)

2、車輛探測距離達(dá)410m米,行人達(dá)200m

3、速度探測范圍為±190km/h

4、測速精度98%,流量精度99%

5、角度覆蓋范圍達(dá)60°,支持雙向10車道融合人工智能技術(shù),智能車道劃分,自標(biāo)定,免維護(hù)

江蘇集萃深度感知技術(shù)研究所有限公司(IDPT,簡稱“集萃感知”)成立于2019年7月,隸屬于江蘇省產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院,致力于用AI雷達(dá)點(diǎn)亮機(jī)器視界,是國內(nèi)領(lǐng)先的人工智能雷達(dá)感知技術(shù)新型研發(fā)機(jī)構(gòu),致力于向人工智能方向發(fā)展。2020年,集萃感知獲得了中國科學(xué)院《互聯(lián)網(wǎng)周刊》“2020人工智能最具潛力創(chuàng)新感知技術(shù)獎(jiǎng)”,CCF-GAIR 2020“AI+智駕最佳壁壘成長獎(jiǎng)”等獎(jiǎng)項(xiàng),并入選中國科學(xué)院《互聯(lián)網(wǎng)周刊》“2020人工智能感知層創(chuàng)新排行榜TOP30”,獲中國智能科技最高獎(jiǎng),第十屆吳文俊人工智能專項(xiàng)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。

責(zé)任編輯：lq