本文來自電子發(fā)燒友網(wǎng)，作者/周凱揚。
在談了這么多年的智能交通后，最常用的還是攝像頭這一傳感器，單靠這一傳感器及圍繞它搭建的交通控制系統(tǒng)，已經(jīng)為城市規(guī)劃、流量管控獻(xiàn)力不少。但隨著城市交通管理愈發(fā)趨于智能化，攝像頭開始從各方面出現(xiàn)瓶頸，比如探測距離、探測精度和抗環(huán)境干擾等性能缺陷，致使樞紐控制、速度追蹤、車輛計數(shù)，以及碰撞預(yù)防衍生的新興應(yīng)用帶來的挑戰(zhàn)越來越難解決，需要別的傳感器來充當(dāng)二號位甚至主力，補足感知上的空缺，其中之一就是毫米波雷達(dá)。
交通雷達(dá)為何選擇毫米波
沒錯，不只是車載雷達(dá)，路側(cè)端同樣有毫米波雷達(dá)大展拳腳的空間，而且不僅僅是用于實現(xiàn)功能更復(fù)雜的交通控制，也是實現(xiàn)車路協(xié)同愿景的關(guān)鍵一環(huán)。
汽車上用到的毫米波雷達(dá)已然向我們展示了不少優(yōu)點，比如穿透能力強(qiáng)、不受天氣影響、體積小、分辨率高、測速與測距性能強(qiáng)等，再加上相關(guān)的雷達(dá)芯片、射頻技術(shù)已經(jīng)相對成熟，成本較低。這些優(yōu)點在交通雷達(dá)上同樣適用，尤其是不受天氣影響這一點，配合高IP防護(hù)等級的模組設(shè)計，將常年在外風(fēng)吹日曬的交通毫米波雷達(dá)形容成“風(fēng)雨無阻”可以說毫不為過。
根據(jù)毫米波雷達(dá)的這些特性，從而衍生出了交通流量雷達(dá)、交通測速雷達(dá)等多種產(chǎn)品形式。得益于更高的分辨率，在交通流量雷達(dá)上能比攝像頭獲取更多的流量信息，方便對車流量進(jìn)行更快的判斷和管理，減少信息更新的時間。至于測速方面，毫米波雷達(dá)又比尋常的區(qū)間測速更加精確。與智能交通系統(tǒng)的結(jié)合下，其發(fā)揮的功用可以做到遠(yuǎn)超攝像頭，比如刮碰判斷、高峰流量管控等等。
IWR1642毫米波雷達(dá)芯片/TI
固然引入毫米波雷達(dá)為智能交通帶來了不少便利，但我們從汽車自動駕駛傳感器方案中也可以看出，幾乎沒有哪家是單靠毫米波雷達(dá)來實現(xiàn)的，往往還有攝像頭、激光雷達(dá)等傳感器去解決探測距離、精度和目標(biāo)分類上的挑戰(zhàn)。
在車端，這些傳感器雖然也有不少直接塞在一個模組里，但為了美觀，并考慮到視場角限制需要照顧到360度的感知需求，往往是分散排布在車身上的。反觀路側(cè)端，這兩大需求的影響就比較小了，所以一體機(jī)的形式反而更有吸引力。
雷視一體機(jī)成了交通雷達(dá)的新方向
在自動駕駛汽車上，我們已經(jīng)見識到攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)等各大傳感器的傳感器融合技術(shù)，為的就是實現(xiàn)更高的感知性能，將自動駕駛等級推向L3以上。交通領(lǐng)域同樣如此，對于新鋪設(shè)的交通樞紐或基礎(chǔ)設(shè)施來說，直接選擇雷視一體機(jī)或許是更好的選擇。
我們也在上文毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢中提到，毫米波雷達(dá)受天氣的影響較小，而且成本相較激光雷達(dá)更低，所以毫米波雷達(dá)與攝像頭的組合更順應(yīng)智能交通市場的選擇。為此，?？低暋⒋笕A、雷森電子、數(shù)智元科技和集萃感知等視覺與雷達(dá)企業(yè)均推出了雷視一體機(jī)。
?？低暤睦走_(dá)/雷視產(chǎn)品/?？低?/p>
雷視一體機(jī)將毫米波雷達(dá)模組與攝像頭模組進(jìn)行傳感器融合，毫米波雷達(dá)提供詳細(xì)的深度點云數(shù)據(jù)，攝像頭提供實時視頻圖像數(shù)據(jù)。兩者的結(jié)合可以提供高分辨率、穿透性能強(qiáng)的全天候傳感。與此同時，路側(cè)端對于體積的要求不算高，這類一體機(jī)還能集成計算單元，完成一定的邊緣計算工作。相較于單獨的毫米波雷達(dá)系統(tǒng)，雷視一體機(jī)更適用于原本就對攝像頭有很大需求的場景，比如交通樞紐或卡口等。
頻段是個大問題
與此同時，目前不少交通毫米波雷達(dá)往往聚焦在24GHz和77GHz兩個頻段。不過，由于交通雷達(dá)的應(yīng)用場景注定對速度分辨率提出了更高的要求，且與測速相關(guān)的多普勒頻率與載波頻率是成正比的關(guān)系，因此理論上77GHz毫米波雷達(dá)的速度分辨率是24GHz毫米波雷達(dá)的3倍，因此對于車輛時速的判斷精度也可以提高至1kph甚至更高。
《汽車?yán)走_(dá)無線電管理暫行規(guī)定》/工信部
然而頻段的討論還是看各國的監(jiān)管，由于工信部去年底印發(fā)了《汽車?yán)走_(dá)無線電管理暫行規(guī)定》，《規(guī)定》中將76GHz到79GHz的頻段劃給了汽車毫米波雷達(dá)，并明確表示“強(qiáng)調(diào)除國家無線電管理機(jī)構(gòu)另有規(guī)定外，76-79GHz頻段不能用于其他類型陸基雷達(dá)。”因此77GHz的交通毫米波雷達(dá)是否能在國內(nèi)順利落地，廠商是繼續(xù)使用帶寬有限的24GHz，還是選擇多用于工業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)場景的60GHz，乃至氣象毫米波雷達(dá)的94GHz頻段，仍有待工信部無線電管理局的后續(xù)計劃。
市場還在摸索和觀望中
從應(yīng)用方案上來看，智能交通用毫米波雷達(dá)歸屬于道路建設(shè)的范圍，如此一來，出資方和客戶明顯是政府和交通集團(tuán)，或者用于各大院校的研究。目前已經(jīng)開展或進(jìn)入測試階段的項目并不算多，但也可以看出一些端倪。
去年，中國電信研究院與湘江智能、湖南電信成立了“車路協(xié)同聯(lián)合創(chuàng)新實驗室”，并計劃了“長沙車路協(xié)同試點一期建設(shè)項目”。該項目由智芯云途公司承接，通過路側(cè)智能化改造，提供車端、路端和云端的解決方案，預(yù)計實現(xiàn)車輛刮碰事故和道路擁堵狀態(tài)的實時檢測、交通態(tài)勢全時段指標(biāo)分析、綠波車速引導(dǎo)、公交車等特殊車輛優(yōu)先通行五大應(yīng)用場景。
而這個路側(cè)智能化改造中，除了負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析的邊緣計算單元、負(fù)責(zé)車路C-V2X通信的路側(cè)通信單元以外，還有基于攝像頭、毫米波雷達(dá)與激光雷達(dá)的路側(cè)感知單元。根據(jù)公開的采購與招標(biāo)公告，智芯云途采購了來自聯(lián)陸智能交通科技公司的毫米波雷達(dá)。聯(lián)陸智能為德國大陸集團(tuán)和中國聯(lián)通智網(wǎng)成立的公司，他們提供的正是大陸集團(tuán)的77GHz毫米波雷達(dá)ARS408-21。
ARS408-21毫米波雷達(dá)/大陸集團(tuán)
幾個交通運輸工程排名靠前的院校中，同濟(jì)大學(xué)在毫米波雷達(dá)的交通應(yīng)用上最為活躍。同濟(jì)大學(xué)不僅參與了港珠澳大橋的隧橋建設(shè)工作，其交通運輸工程學(xué)院也開始在港珠澳大橋進(jìn)行車輛行駛檢測的測試與應(yīng)用工作。根據(jù)采購信息可知，該方案同樣采用了77GHz毫米波雷達(dá)，但幾千米的隧道長度帶來的反射干擾，無疑才是對毫米波雷達(dá)最大的挑戰(zhàn)。至于以上提到的兩大方案都用到了77GHz的毫米波雷達(dá)，在工信部規(guī)定下，如何繼續(xù)開展相關(guān)測試與應(yīng)用就難以判斷了。
結(jié)語
毫米波雷達(dá)在智能交通上的應(yīng)用前景很大，在國外與國內(nèi)各省市紛紛開展車路協(xié)同建設(shè)工作的前提下，在這個數(shù)百億美元的市場占比中相當(dāng)可觀。不過城市智能交通的建設(shè)并非一蹴而就，交通毫米波雷達(dá)目前與C-V2X有一定程度的綁定關(guān)系，單獨為交通監(jiān)控購置毫米波雷達(dá)系統(tǒng)依然是一筆少說百萬級以上的支出，在相關(guān)方案完善之前，從雷達(dá)/MCU芯片原廠、模組廠商到方案廠商，毫米波雷達(dá)還是得繼續(xù)降本才行。
