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近日，北京發(fā)布了《無人駕駛示范應(yīng)用通知書》，允許在北京高級自動(dòng)駕駛示范區(qū)60平方公里內(nèi)為公眾提供主駕駛座無安全員、副駕駛有安全員的自動(dòng)駕駛服務(wù)。該政策不僅使北京成為中國第一個(gè)開設(shè)乘用車無人駕駛試點(diǎn)的城市，而且進(jìn)一步促進(jìn)了自動(dòng)駕駛技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)施。然而，除了政策支持外，自動(dòng)駕駛的實(shí)現(xiàn)也離不開硬件系統(tǒng)的支持。隨著方向盤后無人出行服務(wù)逐漸有條件放行，自動(dòng)駕駛汽車將應(yīng)用更多新技術(shù)，其中4項(xiàng)D毫米波雷達(dá)受到越來越多制造商的青睞，其商業(yè)化程可能會(huì)開啟加速模式。

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2023年，搭載量將超過100萬

4D毫米波雷達(dá)不是一項(xiàng)奇怪的新技術(shù)。2020年3月，谷歌旗下Waymo公司發(fā)布了第五代自動(dòng)駕駛系統(tǒng)感知方案，將毫米波雷達(dá)升級為4D4.成像雷達(dá)D毫米波雷達(dá)技術(shù)首次應(yīng)用于車端。華為于2021年入局，推出高分辨率4D毫米波雷達(dá)計(jì)劃于2022年下半年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)D毫米波雷達(dá)推上了熱議的高峰。

近來，隨著L3自動(dòng)駕駛乘用車上路的嘗試逐漸展開，4D毫米波雷達(dá)的關(guān)注度再次升溫。恩智浦全球高級副總裁、大中華區(qū)主席李廷偉表示，中國的自動(dòng)駕駛滲透率和商業(yè)化步伐正在加快，一方面，L2 自動(dòng)駕駛規(guī)模量產(chǎn)水平不斷飆升，并逐漸向前發(fā)展L三級過渡；另一方面，高級自動(dòng)駕駛的商業(yè)應(yīng)用也在干線物流、港口、礦山等特定場合逐步展開。作為感知層的重要組成部分，車載毫米波雷達(dá)也從幕后站在聚光燈下，成為備受關(guān)注的熱點(diǎn)。

根據(jù)高工智能汽車研究所的數(shù)據(jù)，國內(nèi)市場L2 預(yù)計(jì)2025年新車毫米波雷達(dá)搭載率將超過50%。同時(shí)，4D毫米波雷達(dá)將從2022年初開始小規(guī)模前裝，預(yù)計(jì)到2023年將有機(jī)會(huì)超過100萬輛，預(yù)計(jì)到2025年將超過40%。

毫米波雷達(dá)與激光雷達(dá)、車載攝像頭等硬件設(shè)備一起承擔(dān)收集車輛周圍交通環(huán)境數(shù)據(jù)的使命。通過數(shù)據(jù)收集，自動(dòng)駕駛汽車可以看到路況，并根據(jù)周圍環(huán)境隨時(shí)做出決定，以確保安全駕駛。與激光雷達(dá)和攝像頭相比，毫米波雷達(dá)具有全天候探測能力，即使在雨雪、灰塵等惡劣環(huán)境下仍能正常工作。此外，它還可以直接測量距離、速度和角度，成為自動(dòng)駕駛中重要的傳感設(shè)備之一。

然而，毫米波雷達(dá)也存在一些固有的缺陷，包括無法測量高度的能力，這使得很難判斷前面的靜態(tài)物體是在地面上還是在空中。當(dāng)遇到井蓋、減速帶、立交橋、交通標(biāo)志等地面和空中物體時(shí)，物體的高度數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確測量。如果將此類數(shù)據(jù)交給自動(dòng)駕駛汽車，自動(dòng)駕駛汽車將頻繁制動(dòng)。對此，升科科技有限公司CTO蔡青翰指出，4D毫米波雷達(dá)在原始距離、速度和方向數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對目標(biāo)進(jìn)行了高度分析。這使得4D毫米波雷達(dá)有望彌補(bǔ)傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的不足，將第四維集成到傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)中，更好地理解和繪制環(huán)境地圖，使測量的交通數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

華宇汽車系統(tǒng)有限公司電子分公司技術(shù)中心執(zhí)行總監(jiān)石磊總結(jié)4D雷達(dá)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)可以用高探測、超高靈敏度和高分辨率三個(gè)高來形容。這將彌補(bǔ)傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的許多問題。

中金認(rèn)為，4D成像雷達(dá)可以全面提高毫米波雷達(dá)的性能，有望使毫米波雷達(dá)成為ADAS毫米波雷達(dá)未來發(fā)展的重要方向是系統(tǒng)中的核心傳感器之一。

廠家加快布局4D毫米波雷達(dá)

隨著L3自動(dòng)駕駛乘用車上路的嘗試逐漸展開，越來越多的制造商開始在4歲D毫米波雷達(dá)上力。

近日，恩智浦宣布行業(yè)首款專用16nm毫米波雷達(dá)處理器S32R45將于上半年首次用于客戶量產(chǎn)。恩智浦還表示，正在開發(fā)一款可以支持的產(chǎn)品L2 毫米波雷達(dá)處理器S32R41。

車載毫米波雷達(dá)的核心設(shè)備主要包括單片微波集成電路和雷達(dá)數(shù)字信號(hào)處理器，其中雷達(dá)數(shù)字信號(hào)處理器主要用于毫米波雷達(dá)中頻信號(hào)的數(shù)字處理。有了這些處理器，我們可以支持許多毫米波雷達(dá)的用例，如近距離環(huán)境測繪，以及300米以外的中距離環(huán)境感知。有了這個(gè)三合一的例子，我相信我們可以在未來幾年推廣它L2 毫米波雷達(dá)技術(shù)廣泛應(yīng)用于上述乘用車。恩智浦全球副總裁ADAS產(chǎn)品線總經(jīng)理Steffen Spannagel表示。

英特爾旗下Mobileye也在積極推進(jìn)4D毫米波雷達(dá)的開發(fā)應(yīng)用。Mobileye首席執(zhí)行官Amnon Shashua在今年CES演講強(qiáng)調(diào)4D成像毫米波雷達(dá)在汽車中的應(yīng)用場景。他說：到2025年，我們只想要毫米波雷達(dá)，而不是激光雷達(dá)，除了汽車前面。

在Mobileye到2025年，基于毫米波雷達(dá)/激光雷達(dá)的消費(fèi)級自動(dòng)駕駛車輛計(jì)劃將推出。-LiDAR子系統(tǒng)，車輛只需安裝前激光雷達(dá)和360 毫米波雷達(dá)覆蓋車身，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛?cè)蝿?wù)。

還是會(huì)取代激光雷達(dá)？

那么，4D毫米波雷達(dá)有可能取代激光雷達(dá)嗎？有分析指出，4D毫米波雷達(dá)的成本與傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)相似，可與低線束激光雷達(dá)媲美，更符合當(dāng)前的大規(guī)模生產(chǎn)需求。

激光雷達(dá)的缺點(diǎn)很明顯，即霧、雨效果差，無法獲得外部圖像。蔡青翰說，如果激光雷達(dá)在能見度只有0.1公里的霧環(huán)境中工作，幾乎沒有辦法檢測。如果激光雷達(dá)在大雨環(huán)境中工作，檢測距離將下降約50%。而實(shí)測4D毫米波雷達(dá)的結(jié)果顯示，即使下雨，4D毫米波雷達(dá)的檢測范圍仍可達(dá)300米，為4米D毫米波雷達(dá)比激光雷達(dá)更適合自動(dòng)駕駛傳感器。

蔡青翰說：如果你在高速公路上開始自動(dòng)駕駛模式，突然下大雨，自動(dòng)駕駛功能就會(huì)失效，這是不可接受的。。相比之下，4D毫米波雷達(dá)繼承了傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)全天候抗干擾的優(yōu)點(diǎn)，能在夜間、雨雪等環(huán)境中正常工作，適應(yīng)性更強(qiáng)。

Steffen Spannagel自動(dòng)駕駛技術(shù)不能依靠單個(gè)傳感器來統(tǒng)一世界。根據(jù)我們對市場的理解，沒有一刀切的傳感器，因?yàn)槭袌錾嫌泻芏嗉?xì)分，自動(dòng)駕駛水平也不同。我們認(rèn)為相機(jī)和雷達(dá)會(huì)共存，因?yàn)樗鼈兊膬?yōu)缺點(diǎn)非常互補(bǔ)。特殊的是激光雷達(dá)。我們認(rèn)為有很大的可能性，4D毫米波雷達(dá)的解決方案可以減少或取代激光雷達(dá)的使用。4D毫米波雷達(dá)仍處于發(fā)展的早期階段，但我們相信它的性能將在未來大大提高，并最終在理想情況下取代激光雷達(dá)。”

多傳感集成是目前呼聲較高的解決方案。有人認(rèn)為，多傳感集成是自動(dòng)駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全冗余的關(guān)鍵，4D成像雷達(dá)顯然會(huì)占據(jù)一席之地。需要進(jìn)一步觀察是否會(huì)與激光雷達(dá)形成替代關(guān)系。

與深度學(xué)習(xí)相結(jié)合

目前的4D毫米波雷達(dá)處于市場啟動(dòng)前的初始培育階段，產(chǎn)品技術(shù)仍有很大的發(fā)展空間。南京獵鷹眼電子科技有限公司鑒于其技術(shù)趨勢CTO張輝認(rèn)為，隨著毫米波雷達(dá)向成像方向的發(fā)展，傳統(tǒng)的純雷達(dá)信號(hào)處理正在向深度學(xué)習(xí)和人工智能處理發(fā)展，這將對雷達(dá)和計(jì)算平臺(tái)提出更高的要求。“目前在4D一些企業(yè)已經(jīng)在毫米波雷達(dá)上進(jìn)行了相關(guān)的探索，即OTA（Over the Air Technology，自動(dòng)下載技術(shù))的自動(dòng)演變，或人工智能的演變學(xué)習(xí)能力。例如，在特斯拉，基于視頻感知能力，包括自動(dòng)駕駛，可以自動(dòng)進(jìn)化。在未來，當(dāng)毫米波雷達(dá)不斷向成像發(fā)展時(shí)，其自學(xué)、自演變的能力，一定是未來的發(fā)展趨勢。”

石磊強(qiáng)調(diào)，多傳感器集成是毫米波雷達(dá)等設(shè)備的發(fā)展方向。毫米波雷達(dá)目前已發(fā)展到4DJRC代理雷達(dá)或4片級聯(lián)雷達(dá)遠(yuǎn)未達(dá)到毫米波雷達(dá)能達(dá)到的高度。毫米波雷達(dá)過去最大的缺點(diǎn)是分辨率不足，因此制造商花費(fèi)了大量的精力和成本來提高其分辨率。當(dāng)分辨率達(dá)到一定程度時(shí)，通過更多的芯片級聯(lián)繼續(xù)提高分辨率，其邊際收益不再那么高。此時(shí)更突出的問題是動(dòng)態(tài)范圍的不足。從目前的四片級聯(lián)技術(shù)來看，動(dòng)態(tài)范圍還有很大的提升空間。要想在車上做出更好、更能實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知的傳感器，這些方面的改進(jìn)需求更加清晰和強(qiáng)烈。

除自動(dòng)駕駛外，4D毫米波雷達(dá)也在迅速擴(kuò)展到智能交通領(lǐng)域，涉及道路協(xié)調(diào)，即智能汽車和智能道路的協(xié)調(diào)。這里的協(xié)調(diào)不一定只是通過通信獲得的，也可以通過未來的感知技術(shù)進(jìn)行協(xié)調(diào)。為此，該行業(yè)正在共同進(jìn)行相關(guān)的探索。（記者陳炳欣）