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智慧高速監(jiān)測雷達的技術(shù)需求與落地案例

2022年08月25日 18:42$artinfo.Reprint點擊量：363

　　技術(shù)要求
 
　　1.全天時、全天候無差別工作
 
　　首先高速監(jiān)測雷達需要全天時全天候無差別工作，在下雨和下雪時，雷達照樣正常工作，衰減作用非常小。光學(xué)檢測設(shè)備通常下雨下雪時可能由500米衰減到100米，但是雷達幾乎沒有衰減。
 
　　2.遠距離、高精度檢測
 
　　雷達要能夠看得很遠，檢測距離要求>lkm，近端、遠端檢測保持同一定位精度v0.5m，相比之下，光學(xué)檢測器對目標(biāo)定位精度偏低，光學(xué)檢測器、毫米波雷達檢測器隨著距離增大，定位精度(角度分辨率)線性下降。
 
　　因此，可基于高頻80GHz波段提高雷達定位精度，同時通過遠端高增益窄波束與近端大視角寬波束相結(jié)合的方式，來實現(xiàn)遠端高定位精度。
 
　　3.多個高速運動目標(biāo)高頻次掃描
 
　　高速路上多同時出現(xiàn)幾十幾百個目標(biāo)，需要對多個目標(biāo)進行高頻次掃描，車輛高速行駛情況下，雷達每次掃描間隔時間<70ms，否則容易丟失目標(biāo)，且無法支持車路協(xié)同，但難點在于機械軸旋轉(zhuǎn)360度掃描時間間隔通常大于250ms，此時容易丟失目標(biāo)，推算出來的目標(biāo)精度也不足。
 
　　4.全路段雙向10車道高精度覆蓋
 
　　雷達需滿足10車道全路段高精度覆蓋，否則在彎道、高速匝道、應(yīng)急車道等位置易丟失目標(biāo)，但是毫米波段功率受限，雷達不易同時滿足遠距離、大視場高精度覆蓋，同時收發(fā)天線通道數(shù)有限，不易同時滿足高分辨率。
 
　　解決方案就是采用低損耗、高增益、不同雷達波束同時覆蓋1000m、10車道，采用稀疏陣列、MIMO等技術(shù)實現(xiàn)雷達虛擬孔徑擴展，確保高分辨全覆蓋探測。
 
　　落地應(yīng)用(理工睿行)
 
　　1.雄安新區(qū)榮烏新線高速
 
　　雄安新區(qū)的榮烏新線高速，理工睿行中標(biāo)了CH1標(biāo)段，在73公里長的高速公路上全線布設(shè)雷達，包括89套監(jiān)測距離為一公里的雷達和101套監(jiān)測距離為500米的雷達，探測距離達一公里的設(shè)備主要用于主路監(jiān)測，500米則用于匝道監(jiān)測。實際測試中，實時檢測頻率是70毫秒，軌跡跟蹤準(zhǔn)確率統(tǒng)計數(shù)據(jù)精度和事件檢測精度均高于95%。
 
　　該項目能夠?qū)崿F(xiàn)兩條髙速公路所有車輛唯一ID全域跟蹤。在不同場景采用了不同布設(shè)方案。比如說當(dāng)中間沒有遮擋物的時候，就在龍門架的正中央布放雷達，兩個雷達形成相互交叉重疊，接力監(jiān)測，當(dāng)中間有遮擋物的時候，把雷達放在兩側(cè)來實現(xiàn)覆蓋。
 
　　2.雄安新區(qū)京德一期高速
 
　　在京德一期高速上，布置了120套監(jiān)測距離達1公里的超距雷達，測試指標(biāo)和榮烏新線路一樣。
 
　　存在問題
 
　　在實際布置當(dāng)中，調(diào)試過程中也遇到了很多問題，具體如下。
 
　　(1) 超長貨車造成的目標(biāo)分裂偶現(xiàn)。大車尺寸較大，散射強點多，頻譜的特征和兩個小車的特征相似，近距相比于遠距，車頭和車頂信號，更容易出現(xiàn)目標(biāo)分類現(xiàn)象。此時進行多維度信息提取，來保證目標(biāo)不分裂。
 
　　(2) 多雷達相互照射產(chǎn)生目標(biāo)漏報、虛報現(xiàn)象。理工睿行設(shè)計了時間捷變、頻率捷變以及時頻同時捷變?nèi)N復(fù)雜頻率編碼波形，以正交性和信噪比最大為準(zhǔn)則，不斷迭代優(yōu)化編碼波形。
 
　　(3) 大車在遠距時會進行航跡抖動，大車的散射重心隨距離的變化引起位置的跳動，這個時候要采用仿真濾波系數(shù)減小目標(biāo)抖動，平衡機動目標(biāo)和正常行駛目標(biāo)的平滑效果。
 
　　(4) 聲屏障、防眩網(wǎng)、防落物網(wǎng)對雷達檢測效果的影響，解決措施就是針對有特征的多徑干擾，設(shè)計對應(yīng)的措施進行假目標(biāo)剔除。
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