廣域毫米波雷達是一種低成本、通用的全天候交通檢測器,具有精度高、抗干擾能力強、探測距離長、探測范圍寬等特點,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),是一個真實再現(xiàn)式斷面多車道感應(yīng)檢測器,可以實時監(jiān)控道路的交通狀況。

同時,通過對雷達探測數(shù)據(jù)的二次開發(fā)和應(yīng)用,交通雷達還可以實現(xiàn)隊長度統(tǒng)計、車頭時距統(tǒng)計、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,毫米波雷達的諸多特性,可以幫助更好的進行交通場景和環(huán)境感知,是智能交通時代不可或缺的核心感知單元。

目前主流的毫米波交通雷達主要使用的是24GHz、77GHz和60GHz這個三個頻段。

24.0GHz到24.25GHz的頻段是窄帶(NB),帶寬為250MHz,常用于工業(yè)、科學和醫(yī)學方面。其中,24GHz頻帶還包括一個帶寬為5GHz的超寬帶(UWB)。但是由于歐洲電信標準化協(xié)會(ETSI)和聯(lián)邦通信委員會(FCC)制定的頻譜規(guī)則和標準,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頻段可用于遠程車載雷達,并且該頻段有等效同性各向輻射功率(EIRP)的優(yōu)勢,可控制前端遠程雷達,例如自適應(yīng)巡航控制。77-81GHz短程雷達(SRR)頻段是新加入的頻段,這個頻段最近在全球監(jiān)管和行業(yè)采用情況方面都獲得了顯著的吸引力。同時,該頻段可提供高達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,因此適合對雷達檢測距離要求遠的場景。77GHz雷達由于頻率高,對大氣中的雜質(zhì)影響大,所以反而會弱于24GHz雷達。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。

在理論測量精度方面上,由于77GHz雷達相比24GHz雷達可用帶寬大,距離分辨力和精度會有很大提升;同時,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)計等因素限制和實際應(yīng)用的需求,市面上實際上77GHz和24GHz的交通雷達產(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上差異并不大,如何做到性價平衡仍是關(guān)鍵。。

另外,交通雷達的干擾會導(dǎo)致讀數(shù)錯誤或者性能降低,最終影響到道路行車的安全和效率。交通雷達的干擾主要來自車載雷達,而近年來隨著自動駕駛、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,雷達的干擾問題也不容小覷,受車載雷達的干擾,交通雷達會出現(xiàn)性能降低甚至讀數(shù)錯誤,極大影響道路行車的安全和效率。車載雷達有向77GHz頻段發(fā)展的趨勢。所以,77GHz頻段的干擾會越來越嚴重,出于長遠考慮,77GHz可能并不是交通雷達微波檢測器的理想頻段不適用于這個頻段。并且在2020年10月16日全國智能運輸系統(tǒng)標準化技術(shù)委員會發(fā)布的由交通運輸部公路科學研究院牽頭負責修訂的新國標《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,目前在未來廣域雷達微波檢測器的頻段選擇國內(nèi)交通雷達中,24GHz頻率將成為任是主流。

集萃感知“慧海-2”多目標跟蹤智能交通雷達采用24GHz波段,探測距離達410米,支持10車道256個目標同時追蹤,流量精度高于99%,支持4個以上斷面設(shè)置,可實現(xiàn)對橫向移動和靜止物體的探測,探測排隊長度,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)品采用先進的MIMO稀疏陣(2T4R)技術(shù),可在全天時全天候條件下穩(wěn)定高效工作。硬件優(yōu)異的同時,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,可免標定、免調(diào)試,長時間保持高測速精度,做到“智能車道劃分”和“免維護”。產(chǎn)品通過公安部交通安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心的認證。

產(chǎn)品性能:

1、雙向10車道256個目標同時探測,支持靜態(tài)目標

2、車輛探測距離達410m米,行人達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,自標定,免維護

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雷達點亮機器視界,是國內(nèi)領(lǐng)先的人工智能雷達感知技術(shù)新型研發(fā)機構(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”,CCF-GAIR 2020“AI+智駕最佳壁壘成長獎”等獎項,并入選中國科學院《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,第十屆吳文俊人工智能專項獎三等獎。

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