路侧雷达,走到岔路口
5月23日,工业和信息化部令第62号公布新版《中华人民共和国无线电频率划分规定》(下简称新《划分规定》),自2023年7月1日起施行。
5月23日,工业和信息化部令第62号公布新版《中华人民共和国无线电频率划分规定》(下简称新《划分规定》),自2023年7月1日起施行。
新《划分规定》中,新增了“明确79-81GHz频段无线电定位业务将优先用于汽车雷达等应用。”的修订,而这一频段也是当前市面路侧雷达的主流频段之一80GHz所在频段。修订一出,在智能交通行业引起了广泛讨论与关注。
(新《划分规定》原文部分)
优先给汽车雷达使用会对路侧雷达市场产生什么样的影响?当前79-81GHz频段在路侧雷达中占据怎样的地位与份额?未来路侧雷达的路在何方?
这些问题,业内雷达厂家与专家的看法各不相同,随着新《划分规定》的颁布,路侧雷达来到了选择的岔路口。
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目前市面上道路交通雷达主要分为三类:卡口测速抓拍雷达、流量交调雷达(路侧安装,波束方向垂直于道路)、交通广域雷达。从频率上,主要分为24GHz和80GHz两个频段。
这当中,24GHz频段目前主要应用于近距离(100米以内)的测速和断面交通流检测,也有部分全域目标检测产品。
而80GHz和此前路侧雷达中使用较多77GHz属于同一频段。
2015年后,77GHz毫米波雷达套片在工艺上取得较大突破,研发难度和成本大幅降低,很多路侧(交通)毫米波雷达厂商也开始尝试采用77GHz套片。加上车载毫米波雷达厂商依托其产品线进入路侧交通市场。77GHz毫米波雷达和雷视一体机成为路侧(交通)市场主流。
2021年12月6日,工信部公布了《关于印发汽车雷达无线电管理暂行规定的通知》,将76-79GHz频率频段规划应用于汽车雷达。80GHz的芯片组、天线设计、软件算法等都与77GHz一致,所以产品线切换相对容易,大部分路侧(交通)毫米波雷达厂商复用了原有的技术路线,开始推出80GHz的路侧(交通)毫米波雷达与雷视一体机。
东南大学信息科学与工程学院/毫米波国家重点实验室副教授张慧对此说明到:76-81GHz在国际上作为汽车雷达的通用频段,有包括芯片产业在内的大量产业集中。77GHz和80GHz都属于这一频段,在芯片上大多是兼容通用的。
80GHz主要应用于路侧广域级毫米波雷达,服务于长距离的跟踪检测,服务于信号控制、交通事件检测、车路协同等交通场景。此类应用对目标的跟踪和定位要求较高,目前市面上的广域雷达基本都以此类频段为主。
以黎明瑞达为例,当前产品线中,卡口测速抓拍雷达均采用24GHz频段,交通广域雷达中80%的产品采用80GHz频段,剩余20%产品采用77GHz频段,主要用于安防、船舶监控等场景。
也有厂家与机构针对60GHz频段和92-95GHz路侧雷达进行了一系列研发,但当前成熟产品较少。
此次新《划分规定》一出,加上2021年明确将76-79GHz频段划归于汽车雷达。国产汽车雷达频段与国际汽车雷达的通用频段(76-81GHz)接轨的倾向愈加明显。而对路侧(交通)雷达来说是否意味着又一次要被从常用频段驱赶?
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由于当前缺乏进一步官方解读,业内对新《划分规定》可能带来的影响看法也并不统一。
较为积极的看法认为新《划分规定》是科学的,和世界主流标准接轨对市场的发展有促进作用。
苏州雷森电子科技有限公司总经理杨大宁,在此前《路侧(交通)雷达的合法频段选择》一文中提出:“工信部无管局408号函对未来79GHz~81GHz频段的使用给出了‘优先考虑汽车雷达使用需求’、‘原则上不考虑用于路侧等相关雷达设备’的描述。此函透漏出的信息不言而喻,对行业发展具有十分重大的指导意义。”
从对原文“相关兼容共存条件及协调程序确定前,不投入实际部署使用。”的解读上,行业专家也提出看不同的看法,西安象德信息技术有限公司联合创始人田斌认为,理论上对“车”与“路”是同时生效的,即当前车与路的80GHz频段雷达均不符合规定;车端尚且仍需验证,80GHz路侧雷达的部署更不合规。田斌告诉赛文交通网GB/T20609-2023微波交通流检测器新国标中对频率做了明确要求是24-24.25GHz,且在征求工信部意见时否决了增加80GHz的提议。
南京慧尔视智能科技有限公司总经理姜荣军则表示:“《划分规定》规定是79GHz-81GHz“优先”而不是“仅限”,还在商榷兼容并存方案,所以暂时不在车端实施,路侧在未明确之前不受影响,但需要考虑储备多套技术方案应对政策变化,以满足市场需求。”
与2021年将76-79GHz划归汽车雷达频段有所不同,新《划分规定》措辞并不绝对,且“兼容共存条件及协调程序”的表述也略显“暧昧”。
但如果按照悲观的解读,当前在用和生产的80GHz雷达都要受到影响,也不存在类似上次在不改变芯片等硬件的情况下符合频段要求的可能。
具体情况还需要进一步政策发布或解答。
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有观点认为79-81GHz对路侧(交通)雷达来说重要但不是不可或缺;与此不同的意见则认为,76-81GHz应有路侧雷达的应用空间,76-79GHz已无更改空间,更应把握79-81GHz频段。
分歧的关键在于对79-81GHz频段雷达对路侧雷达市场重要性的认知不同,与对路侧雷达发展走势的判断。
拆分成几个关键问题,汽车雷达与路侧雷达能否共用76-81GHz频段?
从技术层面有行业专家提出了两种思路。第一是在76-79GHz已经明确划分给汽车雷达的情况下,将80-81GHz频段留给路侧雷达,1GHz的频段足够用的同时绝对不会形成相互干扰。第二是在技术成熟且经过兼容实验后车路融合使用76-81GHz。
上海黎明瑞达电子科技有限公司总经理王磊磊也对融合使用的路线表示了肯定:“雷达设计中,采用调频、调相、调时进行抗干扰设计是提高频段资源利用率常规措施。一台77GHz的汽车雷达安装在汽车保险杠内,或者安装在龙门架上,与其他77GHz汽车雷达之间的相互干扰是等效的。”
从产业风险的角度也有专家提出质疑。田斌认为:路侧与车载属于在同一时空共存的不同业务,车载与路侧公用同一频段存在很大的风险,极端情况下,管理不到位存在路侧雷达将车载雷达致盲的可能。“交通有车道,无线有信道,各行其道是最安全、最可靠的解决方式。”田斌这样总结到。
为什么路侧雷达要争取79-81GHz频段?80GHz频段对市场有什么不可替代性吗?
有观点认为,24GHz频段目前仍是路侧交通检测雷达选用的主流,累积了大量产品与用户基础,且频段频率较低,自由空间损耗较小,受恶劣气候的影响较小且芯片方案较多。在此前一些24.0GHz至24.25GHz作为ISM频段,也值得继续研发相关产品。在此基础上无管局408号函也提出对92-95GHz频段路侧雷达的探索,可将此波段作为路侧雷达此后的主流波段。
但对此也有专家指出24GHz频段雷达产品存在硬件成本高、相同角度分辨率下产品天线阵面大等劣势,且对于广域(200米及以上)受制于250M带宽和20mW (e.i.r.p)功率限制,定位精度和检测距离都受到严重影响,在信号控制和车路协同等方面存在一定的问题。
田斌表示:《中华人民共和国无线电频率划分规定》,24G本身就支持无线电定位业务,其对发射功率的限制可以通过提高接收天线增益、降低系统噪声系数、信号协同、提高算法复杂度等方式解决。更为主要的是,与车载雷达频谱错开,二者协调和管理复杂度大大降低,是现实可行的途径。
而对80GHz频段持力争态度的观点认为,80GHz频段成熟的产业链对当前雷达行业生态至关重要。
华为路侧感知解决方案架构师徐永丹告诉赛文交通网,80GHz在技术与产业链方面已经相当成熟,产品较为丰富的同时,成本控制的比较好。而孵化一个完全新的频段样机、测试、再到产线至少需要3-5年时间,如果新的频段还需要孵化芯片、仪表、制造等产业链,那更是遥遥无期;当前智能交通行业整体还是充满不确定性,产品停滞是对行业生态造成的影响是巨大的。
从生态的角度讲,正逢智能交通建设投资资金压力较大,中小企业的经营压力也比较大,当前的行业生态还能否支持新频段的研发推进工作,也是需要考虑的因素。
80GHz频段虽然合适,但对目前的路侧雷达市场来说,想要争取仍存在诸多难点。首先是市场体量因素,相较于车端的庞大市场,路侧雷达的需求能否足以成为一个具备占有独特的稀缺的频率资源的产业领域?仍需进一步求证。
其次,路侧交通雷达产业界内部观点不统一的情况下,难以形成合力有效输出观点。
当然我国的智能交通发展也应结合自身情况,张慧教授对此提到:中国近几年的智能交通建设尤其是智慧高速建设在国际上较为领先。欧美发达国家受相关法律法规等约束,在路侧摄像头等一些基础设施建设上还相对滞后,整体环境而言大家都还处在探索时期。
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如果从较坏的角度考虑,路侧雷达可能无缘79-81GHz频段,谁能代替当前80GHz路侧雷达的市场地位?
上文有观点认为短期内24GHz产品可能会出现增长,长期来看92-95GHz可能会成为路侧雷达的未来,92-95GHz能成为路侧雷达的未来么?
这方面行业的观点比较一致,未来可期,当下不行。从技术层面来说,行业普遍比较看好。因为其频段相对较高,可以提供更高的分辨率和更精确的测量结果;其次,较低的干扰,由于这个频段目前还没有被广泛使用,所以在这个频段上的干扰相对较低。
但从技术到落地还有多少难点需要克服?正如上文提到,如果是全新频段全新产业链,构筑时间遥遥无期。
同时,对92-95GHz频段进一步开发也需要有市场背景,单凭路侧雷达市场需求可能开发动力不足。杨大宁指出,当前业内有声音93-95GHz频段机场与路侧共用,可能会形成较好的市场环境,以解决这一问题。
据悉,当前国内北理工等机构已经在92-95GHz频段雷达产品上有了一定成果,但是成本控制是当前92-95GHz频段面临的主要难题,规模化商用仍需时间。
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路侧雷达面临的选择某种程度上是“车路协同”如何融合发展的细节讨论。
我国工信部科技部等部门已经明确确定我国未来要走“车路协同”而不是“单车智能”路线。作为感知手段的重要组成,路侧毫米波雷达的建设与发展就成为了刚需。徐永丹表示:“建设雷达就先要有频率,频率是基础资源,是土地,有了土地才能盖楼。业界还是要形成合力,共同争取80GHz的路侧频率使用。”
路侧雷达是与车侧合住,还是找寻自留田?需要更加清晰的顶层规划才能判断,或许这正是本次修订强调兼容与共存条件的原因。
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