广域毫米波雷达是一种低成本、通用的全天候交通检测器,具有精度高、抗干扰能力强、探测距离长、探测范围宽等特点,可以在相对恶劣的环境中工作。它能够得到多检测区域或车道的车辆速度、流量、占有率、车流密度等交通数据,是一个真实再现式断面多车道感应检测器,可以实时监控道路的交通状况。
同时,通过对雷达探测数据的二次开发和应用,交通雷达还可以实现队长度统计、车头时距统计、事件检测、道路优先通行、信号灯优化控制等功能。随着5G车联网、车路协同等新基建应用的兴起,毫米波雷达的诸多特性,可以帮助更好的进行交通场景和环境感知,是智能交通时代不可或缺的核心感知单元。
目前主流的毫米波交通雷达主要使用的是24GHz、77GHz和60GHz这个三个频段。
24.0GHz到24.25GHz的频段是窄带(NB),带宽为250MHz,常用于工业、科学和医学方面。其中,24GHz频带还包括一个带宽为5GHz的超宽带(UWB)。但是由于欧洲电信标准化协会(ETSI)和联邦通信委员会(FCC)制定的频谱规则和标准,UWB频段将很快被逐步淘汰。2022年1月1日以后,UWB频段将无法在欧洲和美国使用,只有窄带ISM频段可以长期使用。
77GHz频段中76-77GHz频段可用于远程车载雷达,并且该频段有等效同性各向辐射功率(EIRP)的优势,可控制前端远程雷达,例如自适应巡航控制。77-81GHz短程雷达(SRR)频段是新加入的频段,这个频段最近在全球监管和行业采用情况方面都获得了显著的吸引力。同时,该频段可提供高达4 GHz的宽扫描带宽,非常适合需要高距离分辨率(HRR)的应用。
60GHz是最近较受关注的频段,它可以使用小型天线,还可以适应更宽的带宽范围。
交通雷达关于频率的选择有很多考量。在作用距离性能方面,24GHz频段的波长比77GHz频段长,在最远作用距离上,24GHz相对于77GHz频段有比较大的优势,因此适合对雷达检测距离要求远的场景。77GHz雷达由于频率高,对大气中的杂质影响大,所以反而会弱于24GHz雷达。60GHz是最近较受关注的频段,可以使用小型天线,但并不成熟,信号易受大气影响而衰减,作用距离也弱于24GHz雷达。
在理论测量精度方面上,由于77GHz雷达相比24GHz雷达可用带宽大,距离分辨力和精度会有很大提升;同时,77GHz的载波频率大,其速度分辨力应该也可做到是24GHz频率的三倍。但考虑硬件成本、处理器、工程设计等因素限制和实际应用的需求,市面上实际上77GHz和24GHz的交通雷达产品在在距离和速度精度的性能差异并不如理论上突出指标上差异并不大,如何做到性价平衡仍是关键。。
另外,交通雷达的干扰会导致读数错误或者性能降低,最终影响到道路行车的安全和效率。交通雷达的干扰主要来自车载雷达,而近年来随着自动驾驶、车路协同等新兴产业的发展,越来越多的乘用汽车开始配备77GHz的车载毫米波雷达,雷达的干扰问题也不容小觑,受车载雷达的干扰,交通雷达会出现性能降低甚至读数错误,极大影响道路行车的安全和效率。车载雷达有向77GHz频段发展的趋势。所以,77GHz频段的干扰会越来越严重,出于长远考虑,77GHz可能并不是交通雷达微波检测器的理想频段不适用于这个频段。并且在2020年10月16日全国智能运输系统标准化技术委员会发布的由交通运输部公路科学研究院牵头负责修订的新国标《交通信息采集 微波交通流检测器》中,也规定检测器的中心频率必须为24.125GHz。
所以不管从性能、实际应用甚至是相关法规层面考虑,24GHz频率比77GHz频率更适合交通雷达,目前在未来广域雷达微波检测器的频段选择国内交通雷达中,24GHz频率将成为任是主流。
集萃感知“慧海-2”多目标跟踪智能交通雷达采用24GHz波段,探测距离达410米,支持10车道256个目标同时追踪,流量精度高于99%,支持4个以上断面设置,可实现对横向移动和静止物体的探测,探测排队长度,并支持红绿灯信号优化与自适应控制、交通诱导感知和交通事件检测等智能交通应用。产品采用先进的MIMO稀疏阵(2T4R)技术,可在全天时全天候条件下稳定高效工作。硬件优异的同时,产品有明显的软件优势。通过对人工智能技术的融合应用,可免标定、免调试,长时间保持高测速精度,做到“智能车道划分”和“免维护”。 产品通过公安部交通安全产品质量监督检测中心的认证。
产品性能:
1、双向10车道256个目标同时探测,支持静态目标
2、车辆探测距离达410m米,行人达200m
3、速度探测范围为±190km/h
4、测速精度98%,流量精度99%
5、角度覆盖范围达60°,支持双向10车道融合人工智能技术,智能车道划分,自标定,免维护
江苏集萃深度感知技术研究所有限公司(IDPT,简称“集萃感知”)成立于2019年7月,隶属于江苏省产业技术研究院,致力于用AI雷达点亮机器视界,是国内领先的人工智能雷达感知技术新型研发机构,致力于向人工智能方向发展。2020年,集萃感知获得了中国科学院《互联网周刊》“2020人工智能最具潜力创新感知技术奖”,CCF-GAIR 2020“AI+智驾最佳壁垒成长奖”等奖项,并入选中国科学院《互联网周刊》“2020人工智能感知层创新排行榜TOP30”,获中国智能科技最高奖,第十届吴文俊人工智能专项奖三等奖。
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