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L3級自動駕駛近，4級自動駕駛近。D毫米波雷達著火了

（2025年1月15日更新）

近日，北京發(fā)布了《無人駕駛示范應用通知書》，允許在北京高級自動駕駛示范區(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駕駛服務。該政策不僅使北京成為中國第一個開設乘用車無人駕駛試點的城市，而且進一步促進了自動駕駛技術的應用和實施。然而，除了政策支持外，自動駕駛的實現(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逐漸有條件放行，自動駕駛汽車將應用更多新技術，其中4項D毫米波雷達受到越來越多制造商的青睞，其商業(yè)化程可能會開啟加速模式。

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2023年，搭載量將超過100萬

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

近來，隨著L3自動駕駛乘用車上路的嘗試逐漸展開，4D毫米波雷達的關注度再次升溫。恩智浦全球高級副總裁、大中華區(qū)主席李廷偉表示，中國的自動駕駛滲透率和商業(yè)化步伐正在加快，一方面，L2 自動駕駛規(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，高級自動駕駛的商業(yè)應用也在干線物流、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，車載毫米波雷達也從幕后站在聚光燈下，成為備受關注的熱點。

根據(jù)高工智能汽車研究所的數(shù)據(jù)，國內(nèi)市場L2 預計2025年新車毫米波雷達搭載率將超過50%。同時，4D毫米波雷達將從2022年初開始小規(guī)模前裝，預計到2023年將有機會超過100萬輛，預計到2025年將超過40%。

毫米波雷達與激光雷達、車載攝像頭等硬件設備一起承擔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，自動駕駛汽車可以看到路況，并根據(jù)周圍環(huán)境隨時做出決定，以確保安全駕駛。與激光雷達和攝像頭相比，毫米波雷達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，成為自動駕駛中重要的傳感設備之一。

然而，毫米波雷達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。當遇到井蓋、減速帶、立交橋、交通標志等地面和空中物體時，物體的高度數(shù)據(jù)無法準確測量。如果將此類數(shù)據(jù)交給自動駕駛汽車，自動駕駛汽車將頻繁制動。對此，升科科技有限公司CTO蔡青翰指出，4D毫米波雷達在原始距離、速度和方向數(shù)據(jù)的基礎上，對目標進行了高度分析。這使得4D毫米波雷達有望彌補傳統(tǒng)毫米波雷達的不足，將第四維集成到傳統(tǒng)毫米波雷達中，更好地理解和繪制環(huán)境地圖，使測量的交通數(shù)據(jù)更加準確。

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

中金認為，4D成像雷達可以全面提高毫米波雷達的性能，有望使毫米波雷達成為ADAS毫米波雷達未來發(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

隨著L3自動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毫米波雷達上力。

近日，恩智浦宣布行業(yè)首款專用16nm毫米波雷達處理器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 毫米波雷達處理器S32R41。

車載毫米波雷達的核心設備主要包括單片微波集成電路和雷達數(shù)字信號處理器，其中雷達數(shù)字信號處理器主要用于毫米波雷達中頻信號的數(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 毫米波雷達技術廣泛應用于上述乘用車。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4D毫米波雷達的開發(fā)應用。Mobileye首席執(zhí)行官Amnon Shashua在今年CES演講強調(diào)4D成像毫米波雷達在汽車中的應用場景。他說：到2025年，我們只想要毫米波雷達，而不是激光雷達，除了汽車前面。

在Mobileye到2025年，基于毫米波雷達/激光雷達的消費級自動駕駛車輛計劃將推出。-LiDAR子系統(tǒng)，車輛只需安裝前激光雷達和360 毫米波雷達覆蓋車身，可實現(xiàn)自動駕駛?cè)蝿铡?/p>

還是會取代激光雷達？

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

激光雷達的缺點很明顯，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。如果激光雷達在大雨環(huán)境中工作，檢測距離將下降約50%。而實測4D毫米波雷達的結果顯示，即使下雨，4D毫米波雷達的檢測范圍仍可達300米，為4米D毫米波雷達比激光雷達更適合自動駕駛傳感器。

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

Steffen Spannagel自動駕駛技術不能依靠單個傳感器來統(tǒng)一世界。根據(jù)我們對市場的理解，沒有一刀切的傳感器，因為市場上有很多細分，自動駕駛水平也不同。我們認為相機和雷達會共存，因為它們的優(yōu)缺點非常互補。特殊的是激光雷達。我們認為有很大的可能性，4D毫米波雷達的解決方案可以減少或取代激光雷達的使用。4D毫米波雷達仍處于發(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。”

多傳感集成是目前呼聲較高的解決方案。有人認為，多傳感集成是自動駕駛技術實現(xiàn)安全冗余的關鍵，4D成像雷達顯然會占據(jù)一席之地。需要進一步觀察是否會與激光雷達形成替代關系。

與深度學習相結合

目前的4D毫米波雷達處于市場啟動前的初始培育階段，產(chǎn)品技術仍有很大的發(fā)展空間。南京獵鷹眼電子科技有限公司鑒于其技術趨勢CTO張輝認為，隨著毫米波雷達向成像方向的發(fā)展，傳統(tǒng)的純雷達信號處理正在向深度學習和人工智能處理發(fā)展，這將對雷達和計算平臺提出更高的要求。“目前在4D一些企業(yè)已經(jīng)在毫米波雷達上進行了相關的探索，即OTA（Over the Air Technology，自動下載技術)的自動演變，或人工智能的演變學習能力。例如，在特斯拉，基于視頻感知能力，包括自動駕駛，可以自動進化。在未來，當毫米波雷達不斷向成像發(fā)展時，其自學、自演變的能力，一定是未來的發(fā)展趨勢。”

石磊強調(diào)，多傳感器集成是毫米波雷達等設備的發(fā)展方向。毫米波雷達目前已發(fā)展到4DJRC代理雷達或4片級聯(lián)雷達遠未達到毫米波雷達能達到的高度。毫米波雷達過去最大的缺點是分辨率不足，因此制造商花費了大量的精力和成本來提高其分辨率。當分辨率達到一定程度時，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。此時更突出的問題是動態(tài)范圍的不足。從目前的四片級聯(lián)技術來看，動態(tài)范圍還有很大的提升空間。要想在車上做出更好、更能實現(xiàn)環(huán)境感知的傳感器，這些方面的改進需求更加清晰和強烈。

除自動駕駛外，4D毫米波雷達也在迅速擴展到智能交通領域，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進行協(xié)調(diào)。為此，該行業(yè)正在共同進行相關的探索。（記者陳炳欣）