雷达、雷视等感知设备在智能交通行业正发挥越来越重要的作用

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无感知，不智慧。在智能信控、智慧高速、车路协同等领域，感知设备已经成为了智能交通发展的新底座。2023年中国智能交通市场年会上，有行业人士提出观点：未来2-3年内，将是感知行业发展的关键阶段。

作为近两年热度最高的感知方式，毫米波雷达、雷视一体机的市场规模正在高速增长。据赛文研究院发布的《2023年中国道路交通毫米波雷达市场研究报告》显示，雷达检测器从2020年开始一直呈增长趋势，近三年的出货量和市场规模增长率都超过10%。

当前，毫米波雷达产品在实战当中的应用水平如何？被寄予厚望的雷视一体产品发展有着哪些优势与问题？之后，雷达、雷视产品将会如何发展？

01、毫米波雷达应用现状

毫米波雷达，不是交通行业的新面孔，经过多年的发展当前毫米波雷达在实战中的应用情况是怎样的？

城市场景中，雷达感知设备主要应用于路况监测和智能信控，可探测道路上超速、逆行、违法变道等事件，获取检测交通场景中的车辆速度位置等信息并跟踪车辆的行驶轨迹；同时还能根据雷达数据得出车流量、车头时距、车间距、车辆排队情况等信息。用户通过交通雷达监测系统可实时获悉路况信息，从而获悉交通拥堵、溢出等事件。

《公安交通管理三年行动计划（2021-2023）》对城市交通检测配置率提出要求，用户对雷达产品的需求与要求持续上升。但在多车拥堵排队、低速缓行、非机动车及行人混合交通等场景下，现有雷达产品的表现仍有待提升。

智慧高速建设中，基于对覆盖率的需求，对感知产品的性价比也提出了很高要求。当前毫米波雷达主要分为脉冲式和调频连续波式，调频连续波毫米波雷达因其较为低廉的价格和较高的性价比在高速交通状态监测领域得到了广泛应用。

但在实际应用中用户发现，很多毫米波雷达产品存在异常天气下感知距离严重缩水，产品纸面设计与实际应用不一致；事件检测不准，高速停车虚警多、判据加严后漏报多；弯道等特殊场景下的检测效果差等问题。

在高速用户对感知设备“识别率高、误报率低”的核心需求上仍需进一步提升。

总体来说毫米波雷达产品已经普遍应用于智慧交管与智慧高速建设的各个场景中，但在实战表现方面当前毫米波雷达产品仍存在些许短板。什么原因造成了这些短板？该如何改善这些痛点？

02、雷达设备的长短板

随着近两年智能交通行业对感知设备的愈加重视，感知技术也在不断发展。地磁线圈、视频检测器、激光雷达、毫米波雷达、甚至基于APP获得的浮动车数据，为智能交通提供了底层数据支撑。

毫米波雷达设备从早期1D单纯提供速度信息，到后来能够提供二维测速+测距的信息，再到近几年3D在测速+测距+测角的基础上能够形成平面定位，能对多个目标进行跟踪检测。发展到现在，4D检测能够在原先测速、测距特点的基础上对车辆的高度、角度信息进行分辨。

经过数代的更迭，毫米波雷达的感知精度不断提升，相较于其他类型的传感器，在测距和测速方面有着更为良好的性能；在雾和雨中等恶劣环境条件下也能保持稳定，不易受环境影响；对比地磁、激光雷达还有着易于维护，性价比高的优点。

但由于毫米波雷达工作原理，导致其在静止或低速车辆的检测上不够精准，同时难以对车辆目标的颜色，方向，车牌等特征进行高精度分辨。这也是当前毫米波雷达产品在智慧交管场景中的短板。

随着图像特征处理算法和机器学习的相关算法的逐步成熟，视频感知设备的功能与效率随之提升。虽然由于视频感知设备采用光学方法采集数据，很容易受到外界环境干扰，镜头易受到各种物理因素的影响，但其优势在于可以采集车辆信息并形成可视化的结果，对车牌、车辆类型、车身颜色、车牌颜色等特征进行识别，且检测区域较大，可检测多条车道。

毫米波雷达和视频设备都存在短板，这是单一传感器检测中不可避免的问题。但交通感知设备工作的场景较为复杂，又有较高的准确性要求，同时需要全天候工作的能力，因此单一感知设备的应用效果往往不够理想。

雷达感知的短板在于特征检测，而这恰恰是视频设备的长处。能不能发挥两者优势，互补短板，形成1+1>2的效果？抱着这样的理念与初衷雷视感知技术融合发展受到了越来越多的关注。

03、雷视融合现状

雷达设备与视频设备组合在一起容易，但本质上是两种工作原理完全不同的设备，在安装建设方面的需求不同，输出的数据类型也大相径庭。

早期的雷视一体设备在两者融合方面做得不够完善，因安装角度、方向等问题导致视频或雷达设备形同虚设的情况屡屡出现。这时就需要考虑，雷视一体设备中，应该以谁为主，各自该发挥什么样作用的问题。

当前毫米波雷达与视觉的融合可以分为三个大类，前融合、后融合和特征融合。

前融合指的是在目标检测之前进行融合，速度快、可解释性强、可靠性高，但易受噪声干扰；

后融合指的是针对毫米波雷达和视觉分别设计一种目标检测方法进行目标检测，生成独立的目标检测结果，然后对结果进行融合，检测部分的设计难度较小，具有相对较高的鲁棒性。但由于检测部分各自独立，因此会丢失信号中的关联性信息，从而限制了此种方法目标检测精度的上限；

特征融合是指将毫米波雷达和视觉信息进行特征提取后再进行目标检测。保留了数据的原貌，从而在利用毫米波雷达和视觉数据之间相关性的方面提供了更多可能，在目标检测精度上具有很高的上限，但此类方法可解释性差，性能开销大，目前仍然需要更多的研究。

福建省高速公路信息科技有限公司副总经理王阳生表示，如今雷视技术取得了一定的效果，但还未能完全弥补视频的不足。

毫米波雷达+视频的组合在感知设备融合发展的大趋势下颇具代表性，但当前的技术仍需要进一步拓展与发掘。

04、未来与展望

未来，毫米波雷达与雷视一体设备该如何更好服务智能交通？

技术层面，面对复杂多变的交通环境与用户更高的需求，慧尔视、黎明瑞达、象德等雷达厂家仍在通过前后端优化手段提高感知精度，修炼内功。

同时，进一步探索感知设备融合发展技术。数据融合方面如何提取雷达特征？如何设计适合不同模态数据的网络结构？如何平衡不同模态数据之间的权重？都是接下来需要面对的问题。

目前的融合方法主要利用了毫米波雷达、视觉图像，虽然也出现了一些结合地磁线圈的相关产品，但整体而言，关于其他模态传感器的融合还比较少。如何利用更多的传感器信息和模态提高目标检测的准确性，还充满想象空间...

在建设层面，慧尔视等雷达厂家提出了“一路一策”的差异化建设方案，即根据实际的道路环境、控制方式来设计工程方案，包括雷视感知使用情况等。这种做法非常符合近两年交通精细化管理运营的思路，也能更好的利用资源，值得进一步探讨。

产业层面，当前路侧毫米波雷达正处在众说纷纭的迷茫时期。今年6月工信部发布新版《中华人民共和国无线电频率划分规定》，提出“79-81GHz 频段无线电定位业务将优先用于汽车雷达等应用”。雷达频段再分配，一时间路侧雷达何去何从的讨论四起。24Ghz、80Ghz、94Ghz，谁才是路侧雷达的最终归宿?这个问题的子弹还要再飞一会。

同时，当前国内雷达产业上游自主化水平不高，产业链并不成熟，比较依赖进口。复杂的外部环境下，提升雷达产品的国产化水平也被逐步提上日程，并影响市场。

05、结语

从市场而言，车路协同和智慧高速领域仍在持续增长，且市场空间广阔，雷达、雷视等感知设备对其来说不可或缺。从政策而言，有《公安交通管理三年行动计划(2021-2023)》提出到2023年交通检测设备配置率需达到55%以上的硬性要求，对感知设备表达出了足够的重视。

雷达、雷视等感知设备在智能交通行业正发挥越来越重要的作用。

参考资料：

[1]谭圣潮. 基于毫米波雷达与视觉融合的交通雷达监测系统设计与实现[D].华东师范大学,2023.DOI:10.27149/d.cnki.ghdsu.2023.000283.

[2]王文博,朱世豪,陈泽宇等.毫米波雷达与视觉融合在现代智慧交通目标检测中的研究综述[J].现代交通与冶金材料,2023,3(04):2-14.

[3]王磊磊：双目雷视一体机在路口及高速场景下的应用.

[4]王阳生：“雷视技术”的应用实践.

[5]陈俊德：雷达赋能数智道路新底座.

[6]唐扬：南宁市交警支队信控感知应用成果分享.