《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于雙射頻芯片級聯(lián)的雷視一體系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)
電子技術(shù)應(yīng)用
李謙1，2，李博1，阮斌2
1.浙江工業(yè)大學(xué) 物理學(xué)院；2.浙江宇視科技有限公司
摘要： 在智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transports System，ITS）領(lǐng)域，相較于單雷達(dá)和卡口相機(jī)的組合，雷視一體機(jī)有著成本低和數(shù)據(jù)融合的優(yōu)點?；谏漕l芯片級聯(lián)技術(shù)，對毫米波雷達(dá)性能進(jìn)行提升，并采用專業(yè)級的安防芯片，通過多傳感器融合，設(shè)計了一款具有遠(yuǎn)距離探測功能的雷視一體機(jī)系統(tǒng)。算法方面采用多傳感器融合算法，通過更換主干特征提取網(wǎng)絡(luò)和損失函數(shù)對目標(biāo)檢測算法YOLOv8n進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后參數(shù)量減少24%，模型大小減小22%。通過交通實地場景測試，驗證了雷視一體機(jī)系統(tǒng)的可靠性，最終實現(xiàn)交通路口場景的全方位監(jiān)測，且最遠(yuǎn)探測距離可以達(dá)到350 m，探測精度可達(dá)97%以上，符合遠(yuǎn)距交通雷視一體機(jī)的設(shè)計要求。
中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.246187
中文引用格式： 李謙，李博，阮斌. 基于雙射頻芯片級聯(lián)的雷視一體系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2025，51(7)：45-51.
英文引用格式： Li Qian，Li Bo，Ruan Bin. Design and implementation of a radar-camera integrated system based on dual RF chip cascade[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(7)：45-51.
Design and implementation of a radar-camera integrated system based on dual RF chip cascade
Li Qian1，2，Li Bo1，Ruan Bin2
1.School of Physics， Zhejiang University of Technology；2.ZheJiang Uniview Technologies Co.， Ltd.
Abstract： In the field of Intelligent Transportation Systems (ITS), radar-camera integrated systems offer advantages such as lower cost and enhanced data fusion compared to the combination of standalone radar and checkpoint cameras. This study utilizes RF chip cascade technology to enhance the performance of millimeter-wave radar and integrates a professional-grade security chip to design a radar-camera integrated system with long-distance detection capabilities. A multi-sensor fusion algorithm is employed, and the target detection algorithm, YOLOv8n, is improved by replacing the backbone feature extraction network and loss function. These improvements reduce the parameter count by 24% and the model size by 22%. Real-world traffic scenario tests validate the reliability of the system, achieving comprehensive monitoring of traffic intersection scenarios. The system demonstrates a maximum detection range of 350 meters and a detection accuracy exceeding 97%, meeting the design requirements for long-range traffic radar-camera integrated systems.
Key words : Intelligent Transports System（ITS）；remote detection；multi-sensor fusion；cascade；YOLO

引言

隨著科技的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，交通道路車況也越來越復(fù)雜，智能交通系統(tǒng)也就逐漸成為解決現(xiàn)代交通問題的關(guān)鍵。雷視一體機(jī)不僅提升了交通管理的智能化水平，增強(qiáng)了交通安全的保障能力，還為城市規(guī)劃與交通設(shè)計提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。因此，雷視一體機(jī)的研究對于提升城市交通效率、保障交通安全以及推動交通產(chǎn)業(yè)升級具有重要意義。

近年來，毫米波雷達(dá)與交通雷視一體機(jī)發(fā)展均較為迅速。毫米波雷達(dá)的工作原理是通過多普勒效應(yīng)對探測距離內(nèi)物體進(jìn)行速度估算[1]，雷達(dá)芯片選用和工作頻段等因素均會影響雷達(dá)性能。雷達(dá)根據(jù)探測距離可分為近距雷達(dá)[2]和遠(yuǎn)距雷達(dá)[3]，數(shù)據(jù)處理多采用現(xiàn)場可編輯門陣列（Field-Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA）方案[4-5]和FPGA+數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processing，DSP）方案[6]。在雷達(dá)工作頻段方面，24 GHz雷達(dá)[7-9]和77 GHz雷達(dá)應(yīng)用均較為廣泛，其他工作頻段的雷達(dá)如60 GHz[10]、80 GHz[11]也有應(yīng)用，但相對來說工作頻段在77 GHz的雷達(dá)在探測距離和成本方面是遠(yuǎn)距雷視一體機(jī)的最優(yōu)選。

目前在雷視一體機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的論文相對較少，且相關(guān)設(shè)計大都有探測距離較短或成本較高的缺點。本文通過結(jié)合77 GHz雷達(dá)與射頻芯片級聯(lián)的優(yōu)點設(shè)計了一款具有遠(yuǎn)距離探測能力的雷視一體機(jī)，給出具體的硬件設(shè)計方案并對圖像目標(biāo)檢測算法進(jìn)行改進(jìn)。該系統(tǒng)探測探測能力強(qiáng)，成本較低且最終實現(xiàn)結(jié)果準(zhǔn)確率高，完全可以在智能交通領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用。


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http://ihrv.cn/resource/share/2000006594


作者信息：

李謙1，2，李博1，阮斌2

（1.浙江工業(yè)大學(xué) 物理學(xué)院，浙江 杭州 310023；

2.浙江宇視科技有限公司，浙江 杭州 310051）


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