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  • 汤维昌:集卡口、流量、信号机于一体的DBF雷达

    2017-10-31 09:13:55 来源:www.its114.com 评论:
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    9月21日,由中国智能交通协会支持,湖南省智能交通行业协会、深圳市鸿运国际hv599产业促进会、上海智能交通系统产业联盟、南京市智能交通产业协会、安徽省智能交通协会等地方行业组织联合主办的“2017年中国城市智能交通管理暨科技创新论坛”在长沙枫林宾馆举办。上海慧昌智能交通系统有限公司总经理汤维昌分享了《集卡口、流量、信号机于一体的DBF雷达》的主旨演讲。本文为现场演讲速记整理,未经演讲者本人审核。
    汤维昌:很高兴和大家分享我们的新雷达产品。雷达采集数据的目的,就是为信号控制配时方案提供支持,传统雷达在测定目标时,比较容易测量运动的单个物体,但是对于大量拥堵、静止的车辆,比如车辆排队长度,无法测量,而这款DBF雷达可以有效采集。DBF雷达是雷达技术发展的第三个阶段。第一阶段是普通雷达,第二阶段是相控阵雷达,然后是现在的DBF雷达。大家都知道,雷达是无线电波,通过相互干扰可以叠加,但发生相互干扰有一个条件,除了需要同频同步之外还必须是固定的电控雷达,然而电控雷达技术难度很大,我国也是最近几年才突破这项技术。这类雷达由无数上万个小的雷达单元叠加起来的,体积很大,这么大的设备体积没有办法应用于交通。DBF雷达属于当今世界最新科研的水平,我国几乎跟美国、德国等先进国家的技术同步进行和发展。
    一、车辆监控面临的挑战
    面对挑战,第一要明确监控的运动目标,监测到静止车辆能进一步扩大雷达适用范围,这是目前雷达应用于交通的第一个方向。
    第二个方向,雷达图像与视频画面直接匹配,提供更直观更友好的用户界面,产品配置过程简易。通过视频可以看到车辆正在行进,但前代雷达没有跟踪功能,所以无法提供车辆的具体行进路线,DBF雷达除了可以探测静止目标以外,还具备目标跟踪的功能,可以实时给出车辆的运动轨迹。第三个方向,适用鸿运国际hv599、气候、车型等复杂环境情况。我们的一个卡口监测项目,弯道捕获率要求达到99%,大多数雷达很难做到的,只有跟踪雷达才能做到这一点。第四个方向,安装宽松、调试便利。我们提供的雷达都是自带WiFi,可以无线调试。
    二、MK数字多波束雷达
    今天带了一个MK数字多波束雷达样品,可以说是当今世界交通管理领域最为先进的集成产品。
    1.png 可以同时测量六个车道, 256个目标,正向安装,捕获率达到97%。正向安装能尽可能避免物理遮挡,捕获率可以达到97%—99%,采集到的信息包括车辆速度、车流量、占有率,大中小车型识别等,同时,除了传统的输出端口外还自带网口输出。这款产品目前在国内还是首发,同行可能还处在研发的阶段,在国际上现在只有德国的UMRR-0C Type42。德国最早研发的是A型,并不适用中国拥挤的路况,已经淘汰了。跟国外产品同类相比,我们的产品几个特点:成本降低超过50%、高捕获率大于97%、真实测量静止目标、能适应极端拥堵路况。什么是真实测量静止目标?德国UMRR C型不能监测真实测量静止目标,比如它监测不到红绿灯路口的交通拥堵状况。它只是根据算法探测,比如速度,虽然通过算法能够界定静止目标的轨迹,但不能真正看清测量真实静止目标,因为其采用一发八束机制,而我们的雷达是一发二十束机制。这个产品有两个最基本的功能,一个可以测量静止目标,另一个可以跟踪轨迹,所以在交通管理领域的大部分场景都可以用这款产品,被逼入高捕获率可用于治安卡口进行抓拍;超速执法,误差1公里到-1公里;交通流统计,能统计每个车道速度、流量;红绿灯路口监控,在红绿灯管理中存在一个非常重要的指标就是排队长度,只有排队长队测量出来了才可能满足实时配时,目前我国大部分信号控制系统特别是进口的系统,没有统计排队长度信息,但国内一些信控厂商已经联合来做实时配时的信号系统;闯红灯抓拍,以前用线圈触发要拍三张图片才能证明其违法,而DBF雷达本身可以跟踪轨迹,在停止线前5米的所有速度,雷达都可以准确测量出来,包括违章停车也可以抓拍;路边停车位监测,我们有监测静止物体的功能,能够监测到停车场是否有车,实现静态交通管理。为什么这款产品代表现阶段雷达技术交通应用的最前列呢?因为其技术难度,今天简单的说四点:第一,低副瓣大视场多通道赋形天线设计技术。两个月前,我们参加了江苏组织的一个推荐会,现场总共9家企业, 8家企业的产品核心部件是进口的,只有我们是自主研发的,而且在测试中,和国内外任何同类产品PK都不处下风。第二,基于数字多波束形成的远近距离车辆最优角度测量技术。传统雷达不能测量角度,特别是在车辆拥堵时,速度和距离雷达差不多,很难区分,DBF雷达最优角度的测量技术可以解决这个问题。第三,强地物杂波中静止车辆监测跟踪及识别技术。路边长时停车,用雷达监测看起来很难,其实很简单。比如某个地方有一个井盖,雷达可以根据反射波判定它的位置,但如果是一个垃圾筒,一般的雷达会产生误判,但DBF雷达可以排除这些杂质的干扰。做雷达的知道最难监测的是水,因为波浪一直在动,特别是中国交通路面状况比较复杂,实现雷达交通监测要比国外难得多。我在很多场合都强调中国现在的雷达技术水平比美国、德国都高,主要因为我们的雷达产品研制应用,有一半时间是在很复杂的鸿运国际hv599上完成的,而美国和德国没有这种鸿运国际hv599交通环境。第四,低成本设计技术。雷达最早是军用产品,民用以后必须要采用低成本。而高科技产品的低成本一个取决于规模的使用量、采购量,以及技术路线、技术路径。2.pngMK数字多波束雷达的工作原理,用通俗的话讲,就是德国UMRRC雷达是一发八束,而DBF雷达起步是一发十二束,发射模块是十二个,差别在哪里?举例来说,把一个西瓜分成八等分,我们大概知道西瓜的西瓜籽是怎么分布的,如果分成十二等分,能更清楚瓜子分布的位置,这就是一发八束和一发十二束的差别。而且,DBF雷达一发十二束的雷达监测角度很窄,大概只有零点几度,可以从第一个关口有效排除各种杂质的干扰。这是为什么DBF雷达能测量静止物体的基本原理。这款雷达如何测量多车辆的距离?一是用线性调频连续波差来测量,二是用相参脉冲串多普勒测速,可同时测量多个目标速度。比如路口广告牌可以被雷达感知到,但它是静止不动,普通雷达是不能确定这是个广告牌的。德国厂家并不是根据雷达测量数据得出,而是根据视频推导出来的,先有视频图像然后推导出雷达图像。如图,左边三辆车三组信号,第四个信号是一个广告牌。3.png
    三、典型路况实验
    我们在各种路况下做了试验。如图:4.png 左边和右边的相向车辆,都可以被检测到,右边有一个路牌,雷达信号是不动,可以判定是广告牌。画面根据雷达做出来,完全与可视化的视频一一对应。5.png 路段拥堵情况下,(如图)上面是实际车辆,下面是雷达检测出车辆信息,完全是一对一的,大小车都可以区分开,包括静止的广告牌也可以测出来。6.png路口拥堵的时候汽车排队情况检测,可以看到三个车道被检测出来的车辆信息,现在DBF雷达的车辆检测距离是70米,未来我们要研发一款测量车辆实际排队长度达300米的产品,这将是全世界测量车辆距离最远的雷达。我的汇报结束了,谢谢大家!

  • 关键字: 信号机 DBF雷达
  •    责任编辑:梁兰春
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