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境中工作。它能夠得到多檢測區域或車道的車輛速度、流量、占有率、車流密度等交通數據,是一個真實再現式斷面多車道感應檢測器,可以實時監控道路的交通狀況。

同時,通過對雷達探測數據的二次開發和應用,交通雷達還可以實現隊長度統計、車頭時距統計、事件檢測、道路優先通行、信號燈優化控制等功能。隨著5G車聯網、車路協同等新基建應用的興起,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、科學和醫學方面。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會(ETSI)和聯邦通信委員會(FCC)制定的頻譜規則和標準,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)的優勢,可控制前端遠程雷達,例如自適應巡航控制。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管和行業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)的應用。

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

交通雷達關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,對大氣中的雜質影響大,所以反而會弱于24GHz雷達。60GHz是最近較受關注的頻段,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、工程設計等因素限制和實際應用的需求,市面上實際上77GHz和24GHz的交通雷達產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鍵。。

另外,交通雷達的干擾會導致讀數錯誤或者性能降低,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、車路協同等新興產業的發展,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,交通雷達會出現性能降低甚至讀數錯誤,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標準化技術委員會發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,也規定檢測器的中心頻率必須為24.125GHz。

所以不管從性能、實際應用甚至是相關法規層面考慮,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個以上斷面設置,可實現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化與自適應控制、交通誘導感知和交通事件檢測等智能交通應用。產品采用先進的MIMO稀疏陣(2T4R)技術,可在全天時全天候條件下穩定高效工作。硬件優異的同時,產品有明顯的軟件優勢。通過對人工智能技術的融合應用,可免標定、免調試,長時間保持高測速精度,做到“智能車道劃分”和“免維護”。產品通過公安部交通安全產品質量監督檢測中心的認證。

產品性能:

1、雙向10車道256個目標同時探測,支持靜態目標

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,智能車道劃分,自標定,免維護

江蘇集萃深度感知技術研究所有限公司(IDPT,簡稱“集萃感知”)成立于2019年7月,隸屬于江蘇省產業技術研究院,致力于用AI雷達點亮機器視界,是國內領先的人工智能雷達感知技術新型研發機構,致力于向人工智能方向發展。2020年,集萃感知獲得了中國科學院《互聯網周刊》“2020人工智能最具潛力創新感知技術獎”,CCF-GAIR 2020“AI+智駕最佳壁壘成長獎”等獎項,并入選中國科學院《互聯網周刊》“2020人工智能感知層創新排行榜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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