基于微波單片集成電路的交通信息采集技術(shù)研究.pdf

1、道路交通信息采集作為輸入信息來(lái)源應(yīng)用于智能交通系統(tǒng)(ITs，Intelligent Transportation Systems)中，擔(dān)負(fù)著提供準(zhǔn)確可靠信息源以使整個(gè)智能交通系統(tǒng)得以順利準(zhǔn)確運(yùn)行的重任。國(guó)際國(guó)內(nèi)對(duì)ITS都投入很大，“十五”期間我國(guó)在北京等十一個(gè)城市開(kāi)展了ITS試點(diǎn)工作，“十一五”期間是ITS成果重點(diǎn)推廣期。這期間以及將來(lái)，對(duì)交通信息采集的需求巨大，因此開(kāi)展對(duì)交通信息采集技術(shù)的研究并研發(fā)出交通信息采集裝置很有意義，同時(shí)也極

2、具市場(chǎng)需求。 針對(duì)這一需求，本論文研究出了一種新的交通信息采集技術(shù)-基于微波單片集成電路(MMIC，Monolithic Microwave Integratod Circuits)芯片的微波雷達(dá)技術(shù)，并基于該技術(shù)成功研制了一種交通信息采集裝置一微普雷達(dá)(MPR-MicroPuRadar)，目前MPR已通過(guò)有關(guān)部門鑒定，進(jìn)入產(chǎn)品中試期。 交通信息采集技術(shù)可分為波頻(微波、超聲、紅外)、線圈和視頻等三類。各類技術(shù)均有其優(yōu)缺

3、點(diǎn)，整體說(shuō)來(lái)，微波技術(shù)最有發(fā)展前景。首先該技術(shù)克服了由于安裝帶來(lái)的問(wèn)題(基于線圈技術(shù)的交通信息檢測(cè)裝置必需埋設(shè)在路面下，所以安裝維修困難，需中斷交通、破壞路面，并且維護(hù)費(fèi)用高，壽命短)，其次該技術(shù)不受惡劣氣候和光照條件的影響(這是視頻技術(shù)難以很好解決的難題)，再有該技術(shù)能同時(shí)檢測(cè)多車道，相對(duì)成本低。其缺點(diǎn)是只能給出車輛平均速度并且不能準(zhǔn)確分辨車型。 本文作者在此項(xiàng)研究工作中具體的研究?jī)?nèi)容主要包括：基于微波雷達(dá)的交通信息采集技術(shù)系

4、統(tǒng)設(shè)計(jì)與整體負(fù)責(zé)實(shí)施；組織裝置樣機(jī)的研制與外場(chǎng)測(cè)試；MMIC VCO、MMIC mixof芯片的設(shè)計(jì)與測(cè)試；雷達(dá)中頻信號(hào)處理單元的研發(fā)；雷達(dá)信號(hào)處理算法研究；提出下一代交通信息采集技術(shù)的整體思路與技術(shù)途徑。 本文作者在該項(xiàng)研究過(guò)程中的創(chuàng)新點(diǎn)與解決的關(guān)鍵技術(shù)： 1)將微型雷達(dá)技術(shù)應(yīng)用于道路交通信息采集，成功研制出樣機(jī)。該類檢測(cè)裝置在國(guó)內(nèi)屬于唯一，從比對(duì)測(cè)試結(jié)果看，技術(shù)上已進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)水平行列； 2)在國(guó)內(nèi)首次成功設(shè)

5、計(jì)并制作出基于0.25tan GaAs PHEMT工藝的MMICVCO、MMIC mixor芯片，并應(yīng)用于交通信息采集技術(shù)。在設(shè)計(jì)中解決了大幅度縮小MMIC VCO芯片面積、提高調(diào)諧帶寬，MMIC mixer工藝兼容性、縮小Lange耦合器微帶間距等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題； 3)通過(guò)采用多級(jí)帶通濾波器級(jí)聯(lián)等技術(shù)成功設(shè)計(jì)并制作出具有高正斜率大增益的帶通濾波器，且濾波曲線上升與下降沿極陡；成功解決電源紋波對(duì)信號(hào)處理的影響問(wèn)題； 4)提

6、出了一套完整算法模型應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)，成功解決了交通信息采集中的零信號(hào)問(wèn)題、車輛擁堵時(shí)車輛準(zhǔn)確計(jì)數(shù)問(wèn)題以及相鄰車道車輛相互間的影響問(wèn)題； 5)在分析總結(jié)當(dāng)前交通信息采集技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了雙波束微波雷達(dá)技術(shù)作為下一代交通信息采集技術(shù)的新思路與技術(shù)途徑，并進(jìn)行了可行性分析。 本文研究成果MPR可以很準(zhǔn)確地檢測(cè)車流量信息，但也還存在無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量車輛速度和車輛長(zhǎng)度，檢測(cè)靈敏度不能自適應(yīng)調(diào)節(jié)等問(wèn)題。目前改善工作正在進(jìn)行中，但是最根