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毫米波雷达如何重振交通管理

导读: 在扩展范围内进行高速物体检测:传感器必须能够检测并测量更长距离的更快移动的通信量。例如,如果一个系统能够感知距离十字路口较远的车辆,它可以更好地控制绿色和黄色的持续时间,以预测传入的交通量。

交通运输系统对于在世界各地快速、高效和安全地运送乘客和货物至关重要。所以运输系统和相关的基础设施必须通过收集运营环境周围的数据和传感条件来应对长期和实时的变化。交通工程师可以使用这些数据来建立统计数据,并帮助确定未来的基础设施投资,而驾驶员也可以使用这些数据来帮助管理他们的路线。

到2022年智能交通市场预计将达到636亿美元以上,这个信息的价值是显而易见的。然而,虽然交通监控系统能够在各种条件下提高运输效率和安全性,但是设计人员正面临着各种传感方面的挑战如下。

* 位置和速度测量:交通数据需要提供交通位置(位置)和流量(速度)的知识。它可能包括距离交叉路口停车栏或接近车速的距离。

* 全天候运行:由于交通基础设施传感器大多数都位于室外,无论天气如何,它们都必须能够正常工作。例如,白天和夜晚的各种灯光场景,以及雨天、雪、雾和灰尘等恶劣天气下的一致功能。

* 在扩展范围内进行高速物体检测:传感器必须能够检测并测量更长距离的更快移动的通信量。例如,如果一个系统能够感知距离十字路口较远的车辆,它可以更好地控制绿色和黄色的持续时间,以预测传入的交通量。

* 精度和性能测量:准确理解车道位置与传感器的车距,以及车速对于流量监控基础设施的有效运行至关重要。

现有的交通监控技术

目前有多种传感技术用于流量:监控应用。它们服务干不同的市场,每个功能都有独特的优点和缺点。

* 感应回路传感器:在这些解决方案中,绝缘和导电的导线穿过巷道中的切口。一个电脉冲通过这根导线,并且由于汽车通过而引起的电感变化指示车辆何时占据空间或经过。虽然常见并且很好理解,但是感应式回路感测具有以下几个缺点。

首先,检测仅限干环路安装处的“存在”,因此预测迎面而来的交通是困难的。其次,系统的规模要求每个区域和车道在交叉路口都有自己的环路,这是一个昂贵而复杂的系统实施。

最大的缺点是安装或修理这些系统需要挖掘路面。考虑到安装这些系统以及通常较短的使用周期(一到两年),感应环路系统的总体成本便迅速增加。

* 相机和基于视觉的传感器:使用视频图像处理器、相机和基于视觉的传感器从CMOS图像传感器捕获图像数据,然后,分析这些图像以确定交通行为。

这些系统不仅可以测量十字路口和高速公路的交通行为,还可以将实时视频传输给运营商。

然而,环境条件的变化——日夜循环、阴影和恶劣的天气——直接影响到这些系统“看见”的能力。而且,这些视觉挑战要求具有先进的信号处理和算法,同时也增加了系统的复杂性。

基于毫米波雷达的流置监测

一种在交通监控市场获得吸引力的技术是雷达,特別是基于毫米波(mmWave)雷达技术的解决方案。毫米波雷达具有很多独特优势,包括:对光线或天气的不敏感性、与基于视觉的技术相比更加广泛的适用范围,以及更髙的精度、在交通监控应用中更出色的表现(见图1)。

毫米波雷达如何重振交通管理

图1 毫米波雷达通常安装在交通杆上,不受路况影响

因此,当涉及到交通管理系统所面临的挑战时,毫米波雷达能够以各种方式提高运输效率和安全性。

* 在全天候条件下工作:熟悉雷达应用和射频信号传播的人可能知道,雷达对变化的环境条件不敏感。特别的,毫米波有能力穿透和感知不利的天气条件,如夜间、烟雾、雨水(图2)。这种能力使得毫米波雷达成为一个强大而一致的解决方案,用于在不受控制和变化的环境中进行室外传感。

毫米波雷达如何重振交通管理

图2 无论天气条件如何,毫米波雷达都可以在较大范围内检测车辆

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