• 數智元科技推出毫米波雷達

    2020-12-02 16:46:00 來源:www.atipharmtech.com 評論:
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    一、概述

    時間延伸到改革開放以來,我們耳熟能詳的一句口號就是“要想富,先修路”,交通的重要性始終貫穿國民經濟的高速發展過程,隨著我國高速公路網的貫穿南北,交通的四通八達,國民經濟和社會的發展也在隨之高速滲透和發展。新的社會發展階段,雖然我國的路網覆蓋里程早已領先全球,但是隨著車輛的保有量、物流的快速流通、區域一體化的發展模式升級等等新的需求的提出,對于道路的智能化、智慧化、自動化要求也提出了新的要求。

    2016年4月,交通運輸部發布了《交通運輸信息化“十三五”發展規劃》, 提出推進智慧公路示范應用,選取重點區域公路項目或路段,加強路網運行的 全面感知能力,提升基礎設施建設、管理智慧化水平,開展高速無線通信、車路協同、區域路網協同管理、出行信息服務等智能應用,實現路網管理、車路協同和出行信息服務的智能化。

    道路不再是單一的基礎設施,而是融合了道路感知、氣象感知、高精度定位、互聯網+、衛星定位、安全預警、環境感知等等系列要素的智慧公路。

    智慧的路,必然少不了融合感知。目前主流的道路交通要素檢測設備主要為視頻檢測設備、激光雷達、毫米雷達,三者均為非接觸式道路探測設備。視頻檢測是較為普遍和傳統的一種檢測手段,執法抓拍、現場錄像取證、遠程監控等等。激光雷達和毫米波雷達是近幾年發展起來的新的檢測手段,而且在車輛輔助駕駛和自動駕駛領域也是較為常用的傳感器。

    在綜合性價比和探測距離上,毫米波雷達尤其在路端邊緣檢測方面擁有更為廣闊的應用前景。

    二、為啥選擇毫米波雷達

    未來的智慧公路,無論是服務于自動駕駛新技術,還是作為常規的交通服務設施,首先強調的必然是“精細化”、“實時性”、“全天候”、“無盲點”等特征,對于道路上的傳感設備也會提出同樣的需求。

    1)24小時,確保白天和黑夜可以不間斷的可靠探測;

    2)雨天、霧霾天、沙塵暴、大雪等氣候條件下不間斷可靠探測;

    3)太陽光斜射干擾強光下正常探測;

    4)安裝、維護不應輕易受環境干擾等;

    激光雷達是工作在紅外和可見光波段,以激光為工作光束的雷達。其工作原理是向目標發射探測信號(激光束),然后將接收到的從目標反射回來的信號 (目標回波)與發射信號進行比較,做適當處理后,就可獲取目標的距離、方 位、高度、速度、輪廓等信息。激光雷達的優勢在于對目標信息的測量精度和分辨率高,可準確獲取目標的空間信息、速度信息、以及輪廓信息,可分析出目標類型。缺點是造價較高,受天氣環境影響較大,測量距離有限,一般不超過150米,且設備保養復雜,使用壽命較短。

    毫米波雷達的頻率高于無線電,低于可見光和紅外線。通常采用固態微帶天線陣列,多組收發天線,實現目標的速度、角度、距離的精確探測,通過自帶處理器實現目標的坐標定位和大小的探測分析。 毫米波雷達的優勢是成本較低,受天氣環境影響較小,穿透霧、煙、粉塵的能力強,目前毫米波雷達通過加大發射功率和提高信噪比,可以獲得不低于500米的大范圍內的目標探測和識別,并可以同時對多目標進行速度、位置的解算和軌跡跟蹤。

    毫米波雷達目標成像跟蹤

    毫米波雷達技術在民用領域的應用越來越廣泛,較低的成本和較方便的維護性,使得在高速公路這種戶外惡劣環境下可以更為有效的對道路上的車輛、行人、動物等進行實時的探測和預警。毫米波雷達的這種大于500米的有效探測距離的監控應用,也適合于智慧高速的施工應用,可以減少立桿數量、電源供電和通信等基礎設施的投入。通常毫米波雷達的檢測如下:

    1)可識別目標:機動車輛、行人、非機動車;

    2)檢測輸出:目標大小、目標坐標位置、多普勒速度、運動方向、軌跡分析;

    3)事件輸出:逆行檢測、速度超限、事故擁堵、車間距報警、連續變道等。

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    毫米波雷達事件檢測

    三、智慧高速車路協同系統應用場景

    智能車路協同系統通過建設全息感知設備、邊緣計算節點、智能路側基站,完成全息感知、邊緣計算和車路通信。系統采用超遠距離毫米波雷達、高清攝像頭等主要傳感器手段采集路面行人、車輛、地面交通標志等信息,在邊緣計算節點上借助深度學習和融合識別技術實現交通參數的統計、事件信息的探測和告警以及交通態勢的實時展現,完成路面交通環境的全息感知;同時,通過精準的定位與可靠的通信技術將這些數據信息傳輸到云服務器,云服務器對這些信息進行處理,并將交通信息實時推送。

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    數智元毫米波雷達系統應用

    四、毫米波雷達技術的前沿分析

    通過以上章節的介紹,可以看出毫米波雷達的技術在未來的智慧交通中有很大的發展空間。車端和路端均依賴于高可靠性的毫米波雷達的技術,但是車端和路端的雷達的技術路線側重點又截然不同。

    路端毫米波雷達更加側重于探測范圍、跟蹤目標數、交通態勢檢測、事件分析等,大場景應用、自帶邊緣計算的毫米波雷達將更加的符合路端市場的實際需求。市場上目前大部分的毫米波雷達探測距離在300米左右,可以滿足部分特殊路口的應用。但是作為智慧高速應用仍然顯得局促。現在,市面上我們已經可以看到更遠距離的毫米波雷達產品的問世和應用。 

    江蘇數智元科技發布的ST101系列的R500毫米波雷達,其探測距離已經可以達到500米的覆蓋范圍,其車道級定位精度,使得大范圍內多車道、多目標跟蹤、多要素檢測變得更加有實際意義。

    ST101毫米波雷達采用相控陣雷達天線設計,通過MIMO體制,多個發射天線和接收天線同時工作,并通過設計多組不同規格的發射天線來實現監測道路區域的全覆蓋。采用高帶寬FMCW調頻,實現優異的距離精度。采用基于相位的數字波束合成方式,無需機械旋轉,實時計算每個目標的方位值,可實現10~20Hz的測量更新頻率;應對不同的探測距離,采用多組不同天線,也使方位分辨率分布更加均衡,綜合的方位精度也更高,結合點跡凝聚的信號處理算法,以及跟蹤濾波的數據處理算法,即使在400~500米的探測距離,也可以實現車道級的方位精度,結合更高的測量更新頻率,可更精確的跟蹤車輛軌跡,并分析交通事件。 

    其主要技術創新點如下:

    1)純固態雷達天線,無旋轉結構,可靠性更高;

    2)覆蓋范圍≥500米,探測距離更遠;

    3)自帶邊緣計算,可在路端實現多雷達的接力目標融合,實現單點的1000米以上的有效目標覆蓋;

    4)深度開發交通應用,實時統計分析豐富的交通參數,拓展接口多樣,支持異構深度融合。

      

     毫米波雷達技術最早來自于軍用雷達的應用,由于技術門檻較高和應用場景的限制,國內民用這塊起步較晚。目前主要產品都集中于安防探測、交通流檢測等。隨著國內智能汽車和智慧交通的興起,也帶動了毫米波雷達領域的投資。據悉,目前國內從24GHz到77GHz等頻段雷達IC均已經實現了完全的國產化,并批量流片,芯片設計水平也達到了國際水平。

    數智元科技是國內最早從事民用雷達研發的企業之一,核心人員均來自于軍工研究所,具有較深的射頻設計、信號處理等技術沉淀。其專注于路端毫米波雷達技術的開發和應用,在雷達天線設計、信號處理、雷達顯控、多傳感融合等技術領域具有豐富的技術儲備,將會在后續的市場應用中帶來更多實用化的產品。

     公司網址:www.sozyin.com

    聯系電話: 滕經理 13861889934

  • 關鍵字: 毫米波雷達
  •    責任編輯:its114
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