使用毫米波传感器进行稳定可靠的交通和十字路口监控
引言
许多感应技术可解决交通监控基础设施方面的难题，包括十字路口控制、速度跟踪、车辆计数和防撞。在环境不敏感性/稳健性、测距精度、速度精度和系统集成方面，TI 的 77GHz 毫米波射频互补金属氧化物半导体 (RF-CMOS) 技术和基于其构建的毫米波传感器具有固有优势。TI 的简化硬件和软件米6体育平台手机版_好二三四包括评估模块 (EVM) 参考、TI Designs 参考设计库中的参考设计、软件库和代码示例，可让毫米波感应技术真正触手可及，帮助您在应用中快速评估和演示该技术的功能。
运输系统是基础设施的重要组成部分，有助于在全球范围内快速、高效和安全地提供客运和货运服务。这些基础设施感应行车区域的情况，并收集可帮助基础设施应对变化的数据。交通工程师使用这些数据来构建统计信息，帮助确定未来对基础设施的投资，而驾驶员可借助这些数据来管理其路线。此信息的价值是显而易见的，原因在于到 2022 年，智能运输系统市场预计将达到 636 亿美元以上的规模。
无论环境条件（如雨、雾或尘埃）如何，毫米波感应技术都可在更大范围内检测汽车、摩托车和自行车等车辆。TI 的毫米波感应器件将 76–81GHz 毫米波雷达前端与 ARM® 微控制器 (MCU) 和 TI 数字信号处理器 (DSP) 内核集于一身，旨在实现单芯片系统。借助这些集成器件，系统能够测量目标的距离、速度和角度，
同时融入用于物体跟踪、分类或应用特定功能的高级算法。
交通监控应用
通常情况下，交通拥堵主要发生在阻塞点或车流量较大的区域，因此大部分交通监控系统专用于监控十字路口和高速公路周围的车辆行驶状态和交通流量。
对于十字路口，交通工程师需要了解有关车辆的特定信息和遥测数据，以应对十字路口的状况并收集交通统计数据。车辆信息可包括车辆到十字路口停车线的距离、速度、占用车道和类型（尺寸）。多种应用会使用此车辆信息，包括：
- 动态绿灯控制 - 根据车流密度实时调整绿灯持续时间，让更多车辆沿特定方向通过十字路口。
- 统计信息收集 - 在一段时间内持续监控车流速度和交通形式。在收集了多个十字路口的信息后，可根据统计信息知晓对基础设施进行改进或改变的需求。
- 黄灯持续时间（两难区预防）- 基于车流速度和交通形式实时调整黄灯持续时间。
图 1 在图示十字路口中，交通传感器可安装在停止线 (1) 处或交通信号灯杆 (2) 上。对于安装在交通信号灯杆上的传感器，其优点在于不需要安装在路面上。图 1 所示为十字路口感应系统的典型安装，这种安装可最大限度地检测迎面而来的车流。对于感应线圈等近距离传感器，这通常意味着需要安装在道路上。对于非接触传感器（如视觉和毫米波传感器），传感器通常位于交通信号灯杆上或邻近十字路口中心的位置，并且高于路面几米，以便获得清晰的视线。在交通信号灯杆上安装传感器具有以下优点：不需要安装在路面上，在道路维护期间也不会受到影响。
交通工程师设法了解高速公路附近的平均车流速度，以便识别事故。车辆跟踪和行人检测可识别阻塞点或驾驶者可能关注的区域。
交通监控系统应提高各种条件下的运输效率和安全性，但设计人员面临着无数的感应挑战，包括：
- 位置和速度的测量。有用的交通数据应包括交通区位和车流量信息。十字路口相关关键因素包括测量车辆到停止线的距离和接近时的车速。为了收集尽可能多的有用数据，感应系统应能够测量道路上车辆的位置和速度。
- 在所有天气条件下运行。交通基础设施传感器自然需要安装在户外，并且必须能够应对所有环境变化。这种变化可包括日间/夜间照明和雨、雪、雾、尘等恶劣天气。
- 在更大范围内检测高速目标。最大限度地增强传感器预测交通行为的能力以提高系统效率。传感器必须能够检测和测量更远距离内移动更快的车辆。如果能够感应距离十字路口较远的车辆，就可更好地控制绿灯和黄灯的持续时间，应对即将到来的车流。
- 测量的准确性和性能。如果测量的车辆位置和速度不准确，则交通数据将无用。准确了解车道位置、车辆与传感器的距离和车速对于交通监控基础设施的有效运行至关重要。
目前的交通监控技术
让我们从这些技术在市场上的角色以及实施这些技术的优缺点出发，回顾一下目前在交通监控应用中使用的几种感应技术。下一页中的表 1 总结了这些感应技术信息。
| 类型 | 感应线圈传感器 | 摄像头和基于视觉的传感器 | 24GHz 雷达 |
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| 描述 |
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| 优点 |
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| 缺点 |
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