用于交通场景监测的微波雷达关键技术及应用

将微波雷达技术应用于交通信息采集时关键要解决从雷达回波信号中提取车辆信息问题。简单来说，就是如何利用微波雷达技术所具有的测速与测距功能来实现交通信息实时检测。当前，微波雷达在交通领域实际应用中存在着高精度测距、测速、测角以及抗干扰等问题，针对这些问题，北京川速微波科技有限公司研究提出了三项关键技术，具体说明如下：

（1）首次采用非等间距微带阵列天线技术和长基线比相测角层级解模糊技术。在不增加接收通道数的情况下，增加天线有效口径，提高测角精度，解决了远距离车辆目标测角不准确的问题而导致的车辆车道划分错误的问题。

（2）首次采用高精度测距测速技术，即距离速度高精度二维联合估计技术。针对线性调频连续波（LFMCW）工作体制，研制了一种距离速度高精度二维联合估计算法，在只增加极小计算量的情况下，实现了对目标距离和速度信息的高精度二维联合估计。该方法与传统的基于FFT或周期图的方法相比，当信噪比不低于-20dB时，距离速度测量精度提高5倍以上，在不增加硬件成本的情况下，大大提高了车辆检测与定位的准确性。

（3）研发了一种环境干扰识别和抑制技术。提高了雷达的恶劣自然环境适应能力和抗电磁干扰能力，解决了传统交通测速雷达在雨、雪、冰雹等恶劣天气状况下及某些电磁干扰环境下无法正常工作的难题。

目前，项目成果已转化成为系列交通雷达产品，包括交通卡口测速雷达、车流量雷达、交通场景雷达等。交通场景雷达技术指标可以满足多种应用场合，如多目标轨迹跟踪、车流量信息统计、交通场景时间监测等。如图1所示是交通路口对车辆的实时跟踪效果，交通场景雷达实时给出了跟踪车辆的轨迹、车辆数、车道划分等信息。图2所示是高速岔路口的应用，其中违规车辆可以准确监测。

图1 交通场景雷达在交通路口的应用     图2 交通场景雷达在高速岔路口的应用

项目成果转化的高精度测速雷达、车流量雷达系统先后已在全国各省、直辖市的交通公路监测项目中投入使用，交通场景雷达已在多处交通路口和高速路上试点使用。

与其他国内外产品相比，该项目成果形成的产业化产品性能和价格具有明显的优势，降低了交通管理部门的采购成本和管理成本，在国内得到广泛应用，替代了同类进口产品并实现了出口，取得了良好的经济和社会效益。