《電子技術應用》
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基于双射频芯片级联的雷视一体系统设计实现
电子技术应用
李谦1，2，李博1，阮斌2
1.浙江工业大学 物理学院；2.浙江宇视科技有限公司
摘要： 在智能交通系统（Intelligent Transports System，ITS）领域，相较于单雷达和卡口相机的组合，雷视一体机有着成本低和数据融合的优点。基于射频芯片级联技术，对毫米波雷达性能进行提升，并采用专业级的安防芯片，通过多传感器融合，设计了一款具有远距离探测功能的雷视一体机系统。算法方面采用多传感器融合算法，通过更换主干特征提取网络和损失函数对目标检测算法YOLOv8n进行改进，改进后参数量减少24%，模型大小减小22%。通过交通实地场景测试，验证了雷视一体机系统的可靠性，最终实现交通路口场景的全方位监测，且最远探测距离可以达到350 m，探测精度可达97%以上，符合远距交通雷视一体机的设计要求。
中圖分類號：TP273 文獻標志碼：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)設計實現(xiàn)[J]. 電子技術應用，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)代交通問題的關鍵。雷視一體機不僅提升了交通管理的智能化水平，增強了交通安全的保障能力，還為城市規(guī)劃與交通設計提供了可靠的數據支持。因此，雷視一體機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業(yè)升級具有重要意義。

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

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


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作者信息：

李謙1，2，李博1，阮斌2

（1.浙江工業(yè)大學 物理學院，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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