微波雷達智能交通應用技術(shù)詳細介紹

三、目前流行的微波交通信息檢測技術(shù)

微波交通信息檢測技術(shù)的發(fā)展已有十多年歷史，最早是采用單波束側向安裝體制，近年又開(kāi)發(fā)出了雙波束側向安裝體制雷達和單波束正向安裝體制雷達，隨著(zhù)科技的發(fā)展，最近出現了雙波束、雙體制正向安裝雷達。它們之間的比較如下表所示。

單波束側向
雙波束側向
單波束正向
單波束正向
雙波束雙體制正向

檢測體制
FMCW
FMCW
Doppler
FMCW
FMCW+Doppler

波束數量
1
2
1
1
2

安裝方式
路側立桿
路側立桿
道路上方
道路上方
道路上方

檢測車(chē)道數**
1~10
1~10
1~12
1~12
1~12

車(chē)流量準確度
較高，擁堵時(shí)準確率下降（下降程度視算法而定，不同廠(chǎng)家產(chǎn)品相差很大）。
如果同時(shí)檢測10車(chē)道，則1、10車(chē)道準確率下降
高，擁堵時(shí)準確率下降（下降程度視算法而定，不同廠(chǎng)家產(chǎn)品相差很大）。
如果同時(shí)檢測10車(chē)道，則1、10車(chē)道準確率下降
>10km/h極高
低速時(shí)檢測誤差變大

如果同時(shí)檢測12車(chē)道，準確率不變
高
擁堵時(shí)準確率幾乎不受影響
如果同時(shí)檢測12車(chē)道，準確率不變
極高
擁堵時(shí)準確率幾乎不受影響

如果同時(shí)檢測12車(chē)道，準確率不變

速度準確度
低
高
極高
高
極高

車(chē)型分類(lèi)（按長(cháng)度）、占有率、車(chē)頭時(shí)距
不準
較準確
>10km/h極準
低速時(shí)不準
>10km/h極準
低速時(shí)不準
>10km/h極準
低速時(shí)準確率有所下降

首次安裝成本
低
低
高，如果利用已有車(chē)道上方支架、隧道頂則成本極低
高，如果利用已有車(chē)道上方支架、隧道頂則成本極低
高，如果利用已有車(chē)道上方支架、隧道頂則成本極低

維護成本
低
低
低
低
低

** 正向安裝類(lèi)型雷達一般采用一個(gè)數據處理單元同時(shí)處理1~12個(gè)雷達收發(fā)（T/R）前端的方式，即每個(gè)車(chē)道上方安放一個(gè)T/R單元，所產(chǎn)生的IF信號傳回到道路側面的控制盒進(jìn)行集中處理，這樣配置靈活，將極大地節省成本，同時(shí)維護也要簡(jiǎn)單得多。

1、 單波束側向技術(shù)

“單波束側向”是指檢測雷達發(fā)射出單一微波束，檢測裝置安裝于道路側面立桿上的交通信息檢測雷達。該裝置在所需檢測的多車(chē)道道路斷面上投下橢圓形的“微波陰影”區域，利用微波FMCW原理對各車(chē)道車(chē)輛進(jìn)行檢測。

該類(lèi)雷達的主要優(yōu)點(diǎn)是安裝維護方便（不需要中斷交通和破壞路面）、能同時(shí)檢測多達10個(gè)車(chē)道的車(chē)流量信息、道路暢通時(shí)準確率很高，擁堵時(shí)的檢測準確性就要看雷達內部的檢測算法的合理性了，不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品差別會(huì )很大。缺點(diǎn)是其他交通信息參數（如速度、占有率等）均不準確，只能用于參考，并且同時(shí)測10車(chē)道時(shí)，最外側的2個(gè)車(chē)道車(chē)流量準確率會(huì )下降。這些缺點(diǎn)是其檢測原理的必然結果。

對于側向安裝的雷達，只能檢測出車(chē)輛進(jìn)入和離開(kāi)雷達投射在路面的“微波陰影”區域的時(shí)刻，而該時(shí)刻與所設定的檢測閾值關(guān)系極大。要理解該檢測閾值或者說(shuō)是檢測靈明度，先得了解一下有關(guān)微波信號處理的內容。常規的處理過(guò)程是，雷達回波信號經(jīng)混頻產(chǎn)生中頻時(shí)域信號，該信號經(jīng)過(guò)數字信號處理單元的FFT（快速富利葉變換）后變成頻域信號（即頻譜），從前面關(guān)于FMCW的原理可以知道，不同車(chē)道由于距雷達距離不同而使得回波信號的頻率不同，因此一個(gè)車(chē)道對應于該中頻信號頻譜的某一頻段內，有車(chē)存在時(shí)的回波信號強度明顯大于無(wú)車(chē)時(shí)的強度，因此根據該頻段內的信號強度的變化就可以知道該頻段所對應的車(chē)道內是否有車(chē)輛。所謂的檢測閾值或者說(shuō)是檢測靈明度就是這樣一個(gè)設定的值，當頻譜強度高于該值時(shí)就認為有車(chē)存在，否則就認為沒(méi)有車(chē)。提高該值就會(huì )少檢測，降低該值就會(huì )多檢測，這也就是檢測靈明度的由來(lái)。而車(chē)輛的進(jìn)入和離開(kāi)監測區域時(shí)刻是以頻譜強度是否超過(guò)檢測閾值而定的，顯然這兩個(gè)時(shí)刻均受檢測閾值的極大影響。由于同時(shí)檢測多車(chē)道，各車(chē)道之間一定存在相互干擾，為避免干擾就得調整相應的檢測靈明度，這樣車(chē)輛通過(guò)時(shí)間就必然無(wú)法準確檢測。