微波雷达智能交通应用技术详细介绍

检测单一目标，因此在智能交通系统中，如果要利用Doppler效应对车辆进行存在性检测将会面临只能检测单一车道高速运行车辆的困境，因此不合适该应用。

除Doppler效应外，微波雷达还具有距离检测功能。利用测距功能通过测量车辆与雷达之间的距离就可以判别车辆处于哪一条车道；对于同一车道，有无车辆存在时回波信号强度相差很大，这样就可以判定车辆的存在，综合起来就可以同时获得多车道实时车辆存在信息而不用担心此时道路是否拥挤（低速甚至停止情形）。

采用调频连续波(FMCW)体制的雷达可以很好地实现上述雷达测距功能。

FMCW是受一定频率周期性线性连续波调制的微波，雷达通过天线向外发射一系列连续调频波，并接收目标的反射信号。发射波的频率随时间按调制电压的规律（一般为三角波或者锯齿波信号） 变化，发射信号与经过障碍物后的反射信号的频率差即为混频输出的中频信号频率IF，该频率正比于雷达到障碍物之间的距离，也就是说，目标距离与雷达前端输出的中频频率成正比。不同车道的车辆由于距雷达发射端口的距离不同，所产生的IF信号频率也不相同，因而可以同时检测多车道车辆的存在。

3、 其他交通信息参数检测

除了车流量和速度以外，另外几个主要交通信息参数是车型、占有率和车头时距。对于微波来说，虽然不同类型的车辆其微波反射截面不同，但是这一特点无法用于车辆分型应用之中，因为影响反射截面的因素异常复杂，形状、大小、反射面材料等等都会起作用。由于车辆通过检测区域所需时间是可以测量的，如果准确速度知道了，利用速度与通过时间相乘就可以推算出车辆的长度，因而基于简单微波技术的雷达只能提供基于长度的车辆分类（比如长车、中长车、短车等）。如果需要利用微波技术对车辆进行准确分型，则需要利用车辆轮廓诊断技术，成本将大幅度增加。一般的ITS应用不需要对车辆进行严格分型，按长度分类就可以了。

车道占有率以及车头时距通过检测车辆进入和离开微波雷达监测区域的时刻来计算。对于侧向安装微波雷达来说，这两个时刻难以准确测量，因为不同的检测灵敏度将对应不同的时刻，所以只能起到参考作用。而正向安装微波雷达却能非常准确的测量。

三、目前流行的微波交通信息检测技术

微波交通信息检测技术的发展已有十多年历史，最早是采用单波束侧向安装体制，近年又开发出了双波束侧向安装体制雷达和单波束正向安装体制雷达，随着科技的发展，最近出现了双波束、双体制正向安装雷达。它们之间的比较如下表所示。

单波束侧向
双波束侧向
单波束正向
单波束正向
双波束双体制正向

检测体制
FMCW
FMCW
Doppler
FMCW
FMCW+Doppler

波束数量
1
2
1
1
2

安装方式
路侧立杆
路侧立杆
道路上方
道路上方
道路上方

检测车道数**
1~10
1~10
1~12
1~12
1~12

车流量准确度
较高，拥堵时准确率下降（下降程度视算法而定，不同厂家产品相差很大）。
如果同时检测10车道，则1、10车道准确率下降
高，拥堵时准确率下降（下降程度视算法而定，不同厂家产品相差很大）。
如果同时检测10车道，则1、10车道准确率下降
>10km/h极高
低速时检测误差变大

如果同时检测12车道，准确率不变
高
拥堵时准确率几乎不受影响
如果同时检测12车道，准确率不变
极高
拥堵时准确率几乎不受影响

如果同时检测12车道，准确率不变

速度准确度
低
高
极高
高
极高

车型分类（按长度）、占有率、车头时距
不准
较准确
>10km/h极准
低速时不准
>10km/h极准
低速时不准
>10km/h极准
低速时准确率有所下降

首次安装成本
低
低
高，如果利用已有车道上方支架、隧道顶则成本极低
高，如果利用已有车道上方支架、隧道顶则成本极低
高，如果利用已有车道上方支架、隧道顶则成本极低

维护成本
低
低
低
低
低

** 正向安装类型雷达一般采用一个数据处理单元同时处理1~12个雷达收发（T/R）前端的方式，即每个车道上方安放一个T/R单元，所产生的IF信号传回到道路侧面的控制盒进行集中处理，这样配置灵活，将极大地节省成本，同时维护也要简单得多。

1、 单波束侧向技术

“单波束侧向”是指检测雷达发射出单一微波束，检测装置安装于道路侧面立杆上的交通信息检测雷达。该装置在所需检测的多车道道路断面上投下椭圆形的“微波阴影”区域，利用微波FMCW原理对各车道车辆进行检测。

该类雷达的主要优点是安装维护方便（不需要中断交通和破坏路面）、能同时检测多达10个车道的车流量信息、道路畅通时准确率很高，拥堵时的检测准确性就要看雷达内部的检测算法的合理性了，不同厂家的产品差别会很大。缺点是其他交通信息参数（如速度、占有率等）均不准确，只能用于参考，并且同