編者按：為推進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，特邀請業(yè)內(nèi)專家學(xué)者共同建言獻(xiàn)策，推出“車聯(lián)網(wǎng)百家談”系列。路側(cè)感知系統(tǒng)能否提供可靠、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)將成為實現(xiàn)智慧高速建設(shè)近遠(yuǎn)期目標(biāo)的關(guān)鍵點之一。楊大寧先生文章分析通過雷視融合感知底座實現(xiàn)全天候全局全要素目標(biāo)檢測、身份與特征全局跟蹤的全息感知、車道級精度的事件檢測等，對產(chǎn)業(yè)界伙伴們有強(qiáng)的參考價值。

　　導(dǎo)語

　　近半年，諸多自動駕駛卡車公司獲得了上億美元的融資。自動駕駛卡車行業(yè)被認(rèn)為是最先具有盈利模式、可商業(yè)落地的自動駕駛賽道，受到了資本的青睞。另一方面，隨著我國交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的實施，高速公路發(fā)展進(jìn)入車路協(xié)同的新階段。如何建立以數(shù)據(jù)驅(qū)動為核心，通過全時全覆蓋全要素感知，實現(xiàn)I3以上等級的智慧高速公路，同時解決目前行業(yè)痛點問題，將成為新一輪高速公路建設(shè)關(guān)鍵。

　　01、新基建引領(lǐng)智慧高速新浪潮

　　01. 國家政策加持，巨頭企業(yè)爭相涌入

　　近幾年，國家有關(guān)部門出臺多項產(chǎn)業(yè)政策支持智能交通發(fā)展，如《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》、《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》、《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》等，均指出要全方位布局交通感知系統(tǒng)，將基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、路運(yùn)一體化車路協(xié)同、北斗高精度定位綜合應(yīng)用、基于大數(shù)據(jù)的路網(wǎng)綜合管理、“互聯(lián)網(wǎng)+”路網(wǎng)綜合服務(wù)、新一代國家交通控制網(wǎng)6個方向作為重點，發(fā)展自動駕駛和車路協(xié)同的出行服務(wù)。

　　在政策的支持下，眾多企業(yè)也紛紛涌入智慧高速市場，新興互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)、大型交通信息化建設(shè)集成商、公路行業(yè)技術(shù)產(chǎn)品知名供應(yīng)商等均進(jìn)行智慧高速產(chǎn)業(yè)布局，將著力點放在高速云控平臺、V2X管控平臺、AI智能分析平臺和智慧全息感知基站（雷視融合、毫米波雷達(dá)、視頻、RSU等）。02. 智慧高速試點“遍地開花”，產(chǎn)業(yè)建設(shè)目標(biāo)日漸明晰智慧高速試點日漸增多，目前最新公布數(shù)據(jù)包含貴州、山東、河北雄安、深圳、廣西、浙江、江蘇、吉林、廣東、江西、安徽、山西、四川、陜西、云南等。當(dāng)前智慧高速試點已取得階段性成果，但仍有許多關(guān)鍵技術(shù)亟需攻克，特別是融合感知技術(shù)如何為自動駕駛、車路協(xié)同交互提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐問題。隨著智慧高速試點不斷開展，其建設(shè)目標(biāo)逐漸明確。

　　近期目標(biāo)是通過全要素感知、全方位服務(wù)、全過程管控、全數(shù)字運(yùn)營、車路協(xié)同等，實現(xiàn)安全提升、效率提升和服務(wù)提升。在惡劣天氣、復(fù)雜環(huán)境下的道路交通事故率大幅下降。關(guān)鍵節(jié)點和路段的通行效率大幅提升。實現(xiàn)公路建設(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營全生命周期的數(shù)字化和智能化。遠(yuǎn)期目標(biāo)是在全路網(wǎng)范圍內(nèi)實現(xiàn)全要素感知、全方位服務(wù)、全過程管控、全數(shù)字運(yùn)營等，實現(xiàn)“人、車、路”智能網(wǎng)聯(lián)和高效協(xié)同，實現(xiàn)全智能化的高速公路業(yè)務(wù)管理，實現(xiàn)車輛編隊與L3級以上自動駕駛。路側(cè)感知系統(tǒng)能否提供可靠、精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)將成為實現(xiàn)智慧高速建設(shè)近遠(yuǎn)期目標(biāo)的關(guān)鍵所在。

　　02、先進(jìn)的路側(cè)感知系統(tǒng)是新一代智慧高速建設(shè)基礎(chǔ)

　　當(dāng)前我國高速公路運(yùn)管主要關(guān)注的痛點有：擁堵：如何提升通行效率，通過智能化手段進(jìn)行監(jiān)測、建模、優(yōu)化、疏導(dǎo)。事故：如何在第一時間發(fā)現(xiàn)事故、處置事故、分析事故、預(yù)防事故。高速公路信息采集系統(tǒng)現(xiàn)階段主要依靠高清視頻監(jiān)控設(shè)備。

　　雖然可以通過后臺視頻AI算法處理，實現(xiàn)車牌識別、交通流統(tǒng)計、異常事件識別等功能，但也存在不少的問題，例如覆蓋范圍不足，檢測精度受天氣影響大，延時過長等。而新一輪高速智慧化投資建設(shè)，不僅需要考慮對現(xiàn)有運(yùn)管提供更好的監(jiān)測手段，更應(yīng)當(dāng)考慮到未來面向自動駕駛和車路協(xié)同，提供有效的路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施支撐。眾所周知，自動駕駛的車輛成本很大部分取決于感知系統(tǒng)和運(yùn)算系統(tǒng)。

　　如果路側(cè)設(shè)備可以為高速上運(yùn)行的車輛提供有效的感知冗余，這將大幅降低自動駕駛車輛自身的制造成本，并提升車輛運(yùn)行的安全性。高速公路的運(yùn)管也可以按服務(wù)收費(fèi)，形成智慧高速的建設(shè)投資回報。先進(jìn)的路側(cè)感知系統(tǒng)是智慧高速的重要基礎(chǔ)和底座，也是區(qū)分新一代高速智慧化的重要標(biāo)志。先進(jìn)的路側(cè)感知系統(tǒng)應(yīng)以數(shù)據(jù)驅(qū)動為核心，全息全要素感知為基礎(chǔ)，構(gòu)建全天候全時段全功能全覆蓋高融合的路側(cè)感知系統(tǒng)。

　　根據(jù)我國高速公路地域差異的特點，可精準(zhǔn)實現(xiàn)多種交通事件信息采集及事故預(yù)防等功能，方便與交通電子警察系統(tǒng)聯(lián)動，進(jìn)行違法取證，規(guī)范駕駛行為，營造綠色安全暢通的交通環(huán)境。同時精準(zhǔn)的全要素目標(biāo)數(shù)據(jù)，能夠支持未來車路協(xié)同場景落地需求，為自動駕駛車輛提供超視距、全天候、全覆蓋的感知冗余。

　　03、雷視融合構(gòu)建智慧高速的感知底座

　　01. 系統(tǒng)架構(gòu)為滿足當(dāng)前智慧高速發(fā)展高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)需求，支持對現(xiàn)有設(shè)備的利舊和新基建車路協(xié)同系統(tǒng)的融合應(yīng)用。雷森推出雷視融合路側(cè)感知系統(tǒng)，構(gòu)建智慧高速的感知底座。

　　下圖為雷視融合路側(cè)感知系統(tǒng)部署圖。在高速公路路側(cè)端借助交通立桿或路燈桿，每隔1千米安裝1臺雙域定向交通毫米波雷達(dá)，形成前后覆蓋各500米，對車道內(nèi)交通目標(biāo)進(jìn)行精確識別和定位。輸出的數(shù)據(jù)信息包括位置、速度、航向、車流量、平均車速等。另在高速公路龍門架上正裝一臺雷視融合一體機(jī)，可采集過往目標(biāo)的車牌（識別率超過99%）、23種車型、250種車標(biāo)和顏色等信息，同時可識別誤入高速公路的行人和非機(jī)動車。交通毫米波雷達(dá)和雷視融合一體機(jī)所采集的數(shù)據(jù)匯聚到目標(biāo)融合邊緣服務(wù)器中進(jìn)行融合，實現(xiàn)在同一坐標(biāo)系下對交通流和車輛特征的同步還原。

　　借助高精地圖，展現(xiàn)車道級的高清實時路況信息，并基于全數(shù)字仿真技術(shù)和交通算法模型，完成對高速公路的精細(xì)化管控。

　　定向交通毫米波雷達(dá)可覆蓋車道范圍廣，識別目標(biāo)類型多，可進(jìn)行多種事件檢測。雷視融合一體機(jī)可進(jìn)行交通目標(biāo)身份識別、車型識別和特征識別。相鄰雷達(dá)及雷達(dá)、雷視之間可實現(xiàn)對同一目標(biāo)信息的雙向傳遞，包括車輛動態(tài)信息、特征信息以及在整個雷達(dá)感知系統(tǒng)中的唯一ID編號身份信息，相鄰雷達(dá)及雷視間同一目標(biāo)車輛信息相互傳遞成功率98%以上。同時，雷達(dá)和雷視與現(xiàn)存視頻探頭實現(xiàn)聯(lián)動，實行二次抓拍驗證。

　　目標(biāo)融合邊緣服務(wù)器通過ARM+NPU架構(gòu)，具備AI計算能力與數(shù)據(jù)存儲能力，可融合多臺交通雷達(dá)、雷視及RSU匯集的數(shù)據(jù)，通過航跡處理算法，進(jìn)行高效目標(biāo)融合，形成穩(wěn)定可靠低時延的全局目標(biāo)數(shù)據(jù)源，與高精地圖結(jié)合，展示全息感知的智慧高速。

　　02. 系統(tǒng)應(yīng)用雷視融合路側(cè)感知系統(tǒng)可為交管交控系統(tǒng)和車路協(xié)同場景提供高精度高可靠低時延的全局目標(biāo)數(shù)據(jù)信息，構(gòu)建智慧高速數(shù)據(jù)融合感知底座。

　　流量控制與事故預(yù)防

　　通過交通雷達(dá)、雷視路側(cè)傳感器采集高速公路主線及匝道的交通流量、突發(fā)事件檢測等多目標(biāo)信息，融合車載傳感器采集的周圍環(huán)境信息，借助目標(biāo)融合邊緣服務(wù)器進(jìn)行全要素結(jié)構(gòu)化處理，上傳至信息處理分析系統(tǒng)，通過路側(cè)廣播、公眾號平臺、導(dǎo)航平臺、誘導(dǎo)屏和車載設(shè)備實時向交通參與者提供最新的道路交通出行情況，方便其選擇合理的行車路線和出行方式，交通部門則可根據(jù)交通流量或突發(fā)情況，實行匝道關(guān)閉和調(diào)節(jié)，以此進(jìn)行流量控制。針對隱藏的交通事故，可根據(jù)以往事故車輛的歷史軌跡，通過建立數(shù)學(xué)模型分析其特征，與現(xiàn)有車輛軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行比對分析，制定相應(yīng)的管控策略，避免同類事故再次發(fā)生。

　　全局實時事件響應(yīng)

　　高速公路服務(wù)區(qū)進(jìn)出口、匝道入合流處、應(yīng)急車道及隧道等都極易發(fā)生交通事故，包括違章變道、高速路口逆行、超速欠速等事故原因。雷視融合路側(cè)感知系統(tǒng)通過雷達(dá)、雷視全局全天候?qū)崟r檢測車輛速度、位置、流量等信息，進(jìn)行全目標(biāo)軌跡實時追蹤，通過路側(cè)單元RSU進(jìn)行信息發(fā)布。目標(biāo)融合邊緣服務(wù)器會聯(lián)動現(xiàn)存視頻探頭進(jìn)行二次抓拍取證，并實時上傳特定交通事件給高速公路事故預(yù)警系統(tǒng)，支撐相關(guān)人員進(jìn)行研判決策和事件分析，實行風(fēng)險防控和事故處置，提升高速公路的通行能力。

　　車路協(xié)同場景服務(wù)

　　無論是現(xiàn)階段智能交通發(fā)展，還是未來車路協(xié)同場景服務(wù)。全局全要素目標(biāo)是支撐一切交通事件的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。雷視融合路側(cè)感知系統(tǒng)可實現(xiàn)對路面所有目標(biāo)實時全要素結(jié)構(gòu)化處理，實時感知可達(dá)到秒級感知或瞬間感知，符合C-V2X低延時行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。同時支持I3級有條件自動駕駛/高度網(wǎng)聯(lián)化基礎(chǔ)設(shè)施的要求，例如支持所有DAYI/DAYII標(biāo)準(zhǔn)場景建設(shè)，包括可感知透傳前方擁堵提醒，異常車輛提醒、行人闖入等交通事件?？勺R別綁定車輛身份并檢測上報多種交通事件。為未來車路協(xié)同場景落地提供豐富的數(shù)據(jù)支撐。

　　03. 系統(tǒng)特點

　　全天候全局全要素目標(biāo)檢測

　　交通雷達(dá)和雷視融合一體機(jī)檢測精度不受天氣環(huán)境因素影響，最高可對橫向10車道、縱向500米范圍內(nèi)的512個目標(biāo)進(jìn)行全局檢測和跟蹤。

　　全息感知，實現(xiàn)身份與特征全局跟蹤

　　通過在高速公路每隔1千米左右燈桿側(cè)裝1臺雙域定向雷達(dá)，前后各覆蓋500米，結(jié)合目標(biāo)融合邊緣服務(wù)器，實現(xiàn)整條路段的“全息還原”，并聯(lián)動雷視融合一體機(jī)，實現(xiàn)交通目標(biāo)身份和特征綁定，實時追蹤每個目標(biāo)的運(yùn)行狀態(tài)。為智慧高速提供高可靠高融合低延時數(shù)據(jù)感知底座。

　　車道級精度，事件豐富，工程布設(shè)便捷

　　雷視融合路側(cè)感知系統(tǒng)可全局20Hz實時跟蹤軌跡，車速可精確到1km/h。支持10種交通事件檢測，定位事故，包含匝道分合流誘導(dǎo)，特種車輛/逃費(fèi)車輛跟蹤，交通事故預(yù)判/發(fā)現(xiàn)/回放，霧天行車誘導(dǎo)，對主線交通流量進(jìn)行控制，支持I3級以上自動駕駛，可對隧道交通通行情況進(jìn)行全息還原。交通毫米波雷達(dá)和雷視融合一體機(jī)工程部署便捷，使用專有的工具可在15-20分鐘內(nèi)完成雷達(dá)、視頻和GPS坐標(biāo)系的標(biāo)定。

　　04、結(jié)語

　　雷視融合路側(cè)感知系統(tǒng)較于傳統(tǒng)視頻網(wǎng)感知系統(tǒng)，面對大流量、復(fù)雜路況、場景豐富的高速公路，可實現(xiàn)全天候、全時段、全路段、全要素、全功能實時目標(biāo)檢測、交通參數(shù)統(tǒng)計和交通事件上報。雷視融合路側(cè)感知系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了路段的全息感知，還可以與原有視頻網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行融合利用，對道路事件進(jìn)行取證和抓拍。未來，雷視融合路側(cè)感知系統(tǒng)可支持車路協(xié)同和自動駕駛的高速應(yīng)用，實現(xiàn)商業(yè)閉環(huán)?；诶滓暼诤系母兄鬃俏磥砀咚僦腔刍幕A(chǔ)，將助力提升高速公路安全性、通行效率及管理運(yùn)營能力。