车联网百家谈 | 激光雷达车路协同系统方案助力智慧交通

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编者按:为推进车联网产业发展,特邀请业内专家学者共同建言献策,推出“车联网百家谈”系列。激光雷达车路协同系统到底能做什么?能给智慧交通带来什么价值?胡小波先生带领的镭神智能给出了详细分析。从精准探测,到定制化道路部署,再到其它典型的智能交通应用场景,激光雷达都能大显身手。


全文3500字,预计阅读8分钟
文 | 镭神智能 胡小波


导语




智慧交通是交通运输、信息技术交叉融合的产物,是缓解交通拥堵、保障交通安全最有效的方式。相关数据分析显示,智慧交通可使车辆安全事故率降低20%以上,交通堵塞减少约60%,短途运输效率提高近70%,现有道路网的通行能力提高2—3倍。伴随着激光雷达、5G等技术的迅速发展,必将加速新一代智慧交通的崛起。车路协同,正是未来智慧交通全面推广应用和改进升级的关键。
车路协同采用先进的无线通信、传感探测等技术,全方位实施车车、车路动态实时信息交互和共享,在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动和基础设施之间智能协调与配合,达到利用系统资源、提高道路交通安全、缓解交通拥堵的目标,充分实现人车路的有效协同管理,保证交通安全,提高通行效率,从而形成安全、高效的道路交通系统,创建新一代智慧交通。

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镭神智能镭作为“中国激光雷达及整体解决方案提供商排头兵”,提供的激光雷达产品及整体解决方案在感知层技术、决策层技术、自动驾驶解决方案等方面都发挥着重要的作用。以自主研发的激光雷达专用16通道TIA芯片、战略性布局1550nm光纤激光器及其核心元器件技术为核心,打造了市面最齐全和最有竞争力的激光雷达产品矩阵。镭神智能激光雷达车路协同系统方案通过先进的神经网络算法经深度学习精准识别并输出目标属性,实现路况险情提前预警,提高通行效率。



01 激光雷达车路协同系统方案可实现精准探测





镭神智能激光雷达车路协同系统方案基于激光雷达与摄像头的功能互补,为车路协同提供全时空动态交通信息采集与融合,有效提高数据获取的准确性与可靠性。通过先进的神经网络算法对探测范围内行驶在交通道路上的各种机动车、非机动车、行人等进行精准的检测、识别处理,获取目标位置信息,再经传输设备将有效信息广播给交通管控中心和该区域内安装有车载设备的车辆,输出机动车、非机动车、行人等的类型、方位、距离、速度、运动方向及流量等信息,实现路况险情提前预警。

系统可直接判断并输出“交通逆行”、“交通拥堵”、“道路遗撒”、“车辆慢行”、“异常变道”、“占用应急车道”、“闯入事件”、“排队超限”、“停车”、“超速”、“V2P”等事件信息,还可根据实际路况场景做进一步警告威胁判断,如管制道路异物入侵警告、盲点警告等。

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将车路协同设备架设在高速公路出入口、大型十字路口等,可对周边当前车辆视觉盲区提供有效的信息补充,提升驾驶安全性。同时也可将采集到的信息通过智能交通站牌、手机APP进行发布,让更多交通参与者提前获取车辆运行信息。

车路协同设备检测结果可发送给车辆,用于红灯提醒,驾驶速度提醒以及将来的自动驾驶。交通信息,侧重于交通安全和预防,交通事故信息可从路侧向车上发,也可从车向路侧设备发送。车辆信息,以往都是被动的通过视频、雷达等设备来获取,但车路协同实现后,车的速度、目的地、状态等,都可以由车辆主动提交。未来自动驾驶实现后,会更复杂,有更多的数据传到车上,通过车传到控制中心,这就是车路信息的交互。

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激光雷达车路协同系统方案是基于无线通信、激光雷达和智能计算等前沿技术综合应用于车辆和道路基础设施,通过人与车、车与车、车与路、车与服务平台全方位信息交互和共享,实现“人、车、路、云”等协同互联,保障车辆的安全通行。这是信息技术、汽车与交通三大产业生态圈的大融合,除了缓解交通拥堵,确保交通安全外,还可带来诸多附加价值,如绿色驾驶、交通信息服务、辅助驾驶、路径优化等。

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02 激光雷达车路协同系统方案可实现定制化道路部署





为满足不同道路场景的不同车路协同需求,镭神智能基于激光雷达系统配合其他多传感器,设计了分布式处理和集中式处理两种车路协同系统架构。两种系统架构均可将路面信息包括来往行人、物体等全部纳入V2X服务平台的数据网络中,再通过交通控制中心服务器向周边或者更远距离的车辆进行广播,同时为机动车提供路口通行信息及交通安全信息提示。方案适用于各种复杂路段,实现全方位无死角的监测覆盖,并可根据项目场景特点定制不同处理方式、不同产品选型的车路协同感知部署方案。
如下图所示,各单元分布式处理,单套“激光雷达+摄像头+毫米波雷达”算法独立处理之后,最终再融合检测结果。推荐应用于独立十字路口或者多个路侧设备距离较远时的道路场景。

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下图所示为集中处理,将所有传感器数据统一坐标系后再处理,对标定的精度要求较高,同时需强大的服务器来处理多路数据。推荐应用于连续安装路侧设备且有重叠区域的道路场景。

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如果路侧设备数目较多时,可结合以上两种方式进行处理。



03 激光雷达其它典型智慧交通解决方案





(1)ETC抓拍触发

针对高速公路ETC龙门架图像识别设备的抓拍系统要求,镭神智能的非接触固定式激光雷达触发系统的车辆捕获率可达到99.9%,并可同时触发多台摄像头,一台雷达可以管控多条车道。

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(2)车辆长宽高超限检测

针对公路(高速、国道、省道等)上行驶的货车、卡车等大车的长宽高治超问题,以HS系列高速扫描激光雷达为传感器定制检测方案,检测过程无需停车或车辆减速,可快速将车辆长宽高尺寸、是否超限等信息实时上传到公路局或交通局等管理单位的治超监管平台。

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(3)车型检测

针对公路(高速、国道、省道等)上行驶的货车、卡车等大车的长宽高检测、车管所车辆检测等应用场景,以HS系列高速扫描激光雷达为传感器进行设计,检测过程无需停车或车辆减速,可快速获取车辆长宽高尺寸、轮胎轴距以及轮廓模型等相关参数。

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(4)智能限高防撞检测

传统的限高杆只考虑如何死死地卡住超高车辆,没有考虑司乘的生命安全,一旦遇到雨雾天气人眼无法判断或者车速过快来不及判断的情况,极易发生车辆撞到限高杆上的事故。针对高速公路入口、桥梁、隧道、涵洞与一些特殊路段的限高提出智能防撞解决方案,通过激光雷达的敏锐探测功能,对即将通过的超高车辆提前进行声光警告,有效将事故防范于未然。

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04 激光雷达车路协同系统方案落地案例





在智慧交通的推广应用上,美、欧、日已经先行一步,正处于产业化基本形成和大规模应用阶段。目前各国都在全面布局智能汽车和智慧交通战略,智能交通、自动驾驶政策、V2X强制安装立法等均已提上日程,产业推广与落地环境逐步成熟。

目前,我国的智能交通系统已经进入高速发展,全面推广应用和改进升级的阶段,智慧交通的概念也已越来越深地融入经济发展、城市管理与百姓生活中。

镭神智能激光雷达车路协同系统方案以自己独特的优势,在北京、上海、广州、深圳、重庆、苏州、郑州、许昌、西安、常州等多个城市的自动驾驶示范区落地,布点覆盖信号灯、事故黑点、路口盲区、桥隧、学校行人过街等多种场景。镭神智能混合固态激光雷达产品CH32已走出国门,落地欧洲发达国家车路协同项目,成为中国激光雷达企业成功突破欧洲发达国家高端市场的标杆代表,为欧洲道路交通安全保驾护航,进而以点带面,赋能全球智慧交通落地。

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作者简介

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胡小波    镭神智能

镭神智能创始人胡小波先生曾为原国内最大的光纤激光器公司创始人,2014年跟随李克强总理访问俄罗斯青年百杰论坛(中国十人)。主持或参与国家、省、市科技项目共9项,作为发明人,获得国家授权专利近百项(包括发明专利30项),光纤激光器深圳市专利奖发明人。从业20年,有强大的行业影响力和资源整合能力。

镭神智能成立于2015年2月,致力于以稳定、可靠的激光雷达环境感知技术赋能产业升级,服务覆盖无人驾驶及汽车辅助驾驶、智慧交通、轨道交通、机器人、物流、安防、测绘、港口和工业自动化等九大产业生态圈。秉持着“让驾驶更安全,让机器更智能,让生活更美好”的使命,镭神智能一直以来立足技术核心,用世界级战略眼光和创新能力成长发展,坚持用科技创新改变生活。