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高质量数据告急!毫米波雷达+视频来相助!!

2018-05-17

来源 : 赛文交通网

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4月11日,由赛文交通网主办的第七届(2018年)中国智能交通市场年会,简称ITSMRS(ITS Market Seminar)在北京成功召开。南京奥杰智能科技有限公司总经理杨硕,在“2018年智能交通发展创新论坛”上,发表了《毫米波雷达+视频融合检测技术在智慧高速和信号控制的应用探讨》的主题演讲。

杨硕首先介绍了毫米波雷达的特点,并表示毫米波雷达具有的可视化基因使其可以和视频技术相融合,最后分析毫米波雷达+视频融合检测技术在智慧高速和信号控制的应用效果。

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以下为杨硕演讲内容,有删减。

随着智能交通的发展,特别是在智慧高速和信号控制领域,对高质量的数据要求越来越高,即要求数据要达到可用、可信、可靠、可视的“四可”标准。可用即数据要满足智能交通不同应用系统的功能要求,可信即数据要达到很高的准确度,可靠即数据的提供是稳定持续的,可见即数据要实现直观呈现可视化的效果。

而达到上述的标准,就对交通数据检测器提出了更高的要求。目前包括互联网大数据、地磁、视频和雷达等检测手段提供了多模式的数据,而毫米波可视化雷达即全息雷达具有的技术优势可以在满足上述标准方面发挥更大的作用。

首先我分为四个方面给大家做一个简单的介绍,一个是关于毫米波雷达,第二个是关于毫米波雷达和视频的融合,第三个是智慧高速方面的应用,第四是信号控制方面的应用。

那么,什么是毫米波雷达?

毫米波雷达,是工作在毫米波波段(millimeter wave )探测的雷达。通常毫米波是指30~300GHz频域(波长为1~10mm)的。毫米波的波长介于厘米波和光波之间,因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的优点。

由于毫米波雷达相比厘米波雷达具有体积小、易集成和空间分辨率高的特点。早期被应用于军事领域,如近程高分辨力防空系统、导弹制导系统、目标测量系统等。随着雷达技术的发展与进步、制造成本的下降,毫米波雷达传感器开始应用于汽车电子、无人机、智能交通等多个领域。

毫米波雷达有几个特点:

比如,全天候全天时:与红外、视频、激光等光学检测器相比,毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候全天时的特点。

精度高抗干扰:同微波雷达相比,毫米波雷达具有体积小、质量轻和精度高的特点。在天线口径相同的情况下,毫米波雷达有更窄的波束(一般为毫弧度量级),可提高雷达的角分辨能力和测角精度,并且有利于抗电子干扰、杂波干扰和多径反射干扰等。

高分辨多目标;由于工作频率高,可能得到大的信号带宽(如吉赫量级)和大数值的多普勒频移,有利于提高距离和速度的测量精度和目标分辨能力,并能分析目标细节特征。同时毫米波雷达能分辨识别很小的目标,并且能同时识别多个目标,因此具有很强的空间分辨和轮廓成像能力。

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毫米波雷达是专门为智能交通系统设计的大区域多车道多目标跟踪4D雷达,它采用世界首创的智能三维立体空间毫米波检测技术,可提供精确的 X、Y、Z 三维坐标和一维速度的4D多目标实时跟踪轨迹信息,确保精确检测和统计每一条车道和每一辆行驶车辆的各种信息。

它是采用调频连续波(FMCW)技术,对路面发射毫米波,通过对回波信号进行高速实时的数字化处理分析,可识别分米级的目标,可检测单车速度、平均速度、车流量、车道占有率、车型、排队长度和事件分析等交通流基本信息的非接触式交通检测器。

毫米波雷达可同时监控长200米距离、宽12个车道的大范围区域并提供128 个目标的高分辨率目标信息。

毫米波雷达的高分辨识别技术使得它能够精确测速并跟踪目标轨迹,即使在大流量或者拥堵缓行的路段,也能提供非常准确的数据。

毫米波雷达四维成像技术具备可视化的条件,使得它很容易的和视频融合并直观显示目标轨迹信息,使用户可直观看到和记录不可见的雷达信号。

毫米波雷达具有的可视化基因使得它可以和视频很好的融合,首先它可以把检测到目标和摄像机视频上的目标对应吻合起来,并在视频目标上直接显示雷达检测到的信息,包括车辆速度、距离、车道号和流量、平均速度、车道占有率和排队长度,实现了雷达检测数据的可视化。

其次可以将雷达检测和视频检测两种技术相互验证补充,以达到更高的准确度。

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一台毫米波雷达加上一台高清摄像机,即可实现多车道多目标测速,同时实现每辆汽车的车牌识别和精确测速,并直接叠加在对应车辆上。

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下面我们再看看在智慧高速的应用。

目前高速公路使用传统的微波车辆检测器检测供车流量和平均速度数据,用视频事件检测器检测事件数据,两种检测器是分离的,并且微波车辆检测器只能检测断面信息,视频事件检测器受天气和光线的影响,存在着检测数据不准确,容易误报的弊端。

毫米波视频雷达将这两种技术融合起来,实现了合二为一。

除了可以提供更准确的车流量和平均速度,在此基础上还提供了更多综合检测功能,包括区间路况检测、超速检测、流量检测、事件检测和数据可视化等,一台设备具备了执法、管理和安全防范的综合功能,即全息路况检测雷达,可以更好地满足智慧高速系统的需要,也是车路协同系统的核心检测设备。

那么它的基本功能主要有区域大空间检测、多种实时数据和易安装易使用。

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利用毫米波可视化雷达优势打造的集执法、管理和安全防范多功能综合一体化一站式解决方案,同时实现区间路况、车速、流量和事件检测功能,并且准确可靠,不受天气和光线变化影响,杜绝误报,是充分利用高新技术手段的创新性应用,可以有效地提升检测设备的使用价值。

在高速公路的隧道和路段均可以可靠的使用,一旦检测到重要事件发生,即可以在监控中心的大屏上直接显示对应的现场视频和可视化数据,实现自动检测、自动处理和自动报警,从而让智慧高速具备了智能可靠的核心检测设备。

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最后一部分,介绍一下在信号控制方面的应用。

十字路口是城市道路的重要节点,信号灯控制是交通流的重要调控手段,实现信号机的感应控制和自适应控制对于提高通行效率和减少拥堵具有极其重要的意义。

而这都基于可用、可信、可靠、可见的数据检测和采集。毫米波智能路口雷达以其特有的优势可以在这方面发挥重要的作用,是继线圈、地磁、视频之后的新一代检测设备。

十字路口车辆行驶的特点是Go-Stop-Go,当车辆停止时会出现信号丢失从而目标丢失的现象,毫米波雷达极其准确的测距能力可以跟踪并保持静止的排队车辆目标不丢失。

当遇到红灯时车辆在排队的的情况下每个车道内一辆车紧接着一辆车,各个车道的车辆紧紧并成了一片,给目标的分析造成很大困难,毫米波雷达极其准确的空间分辨率可以有效地区分和定位每个车辆。

十字路口不光有车辆,还有大量的非机动车和行人,同时还有各种电磁干扰,给信号的处理造成很大的干扰,毫米波雷达极强的抗干扰能力可以有效地获取真实准确的数据。

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十字路口具有很宽的双向车道、弯道、桥梁、掉头道、非机动车道和人行横道,路况极其复杂,各种干扰源很多。复杂路况是一个巨大的挑战,首先要求检测技术能够具有很高的精度和抗干扰性能,以获取准确的基础数据。

其次还要求利用人工智能算法对数据进行复杂的处理,同时具有深度学习和自适应的功能,以获取准确的结果数据。

关于安装方面,智能路口雷达分别架设在十字路口四个方向的红绿灯杆或者电警杆上,通过检测四个方向不同车道200米范围的交通流信息,实时提供每个车道的车辆排队起始位置、排队长度、排队数量、车道占有率和平均速度等统计信息,以及每个车道四个以上断面每辆车的实时车速、车型、车道号、占有时间等过车信息,从而在不破坏路面、不受天气影响的情况下,实现十字路口各方向的交通信息实时检测、交通信号灯感应控制(红绿灯配时智能转换)及交通诱导等功能。

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最新的雷达+视频融合全息检测技术可以提供车道级和毫秒级的数据,这种检测是微观的,同时也是实时和准确的,可以用于信号灯控制机即时感应控制,无需人工参与,实现十字路口信号控制的7天×24小时全天候不间断的自动智能配时方案优化,大大提升了交通信号的优化水平。

此外,该技术也是未来实现车联网车路协同的基础和核心。

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