特斯拉確認(rèn)搭載4D毫米波雷達(dá)！它為何備受車企追捧？

日前消息，特斯拉向歐洲監(jiān)管機(jī)構(gòu)提交車輛變更申請(qǐng)，證實(shí)最新自動(dòng)駕駛硬件HW4.0即將量產(chǎn)上車。據(jù)悉，HW4.0性能預(yù)估約為HW3.0的2至4倍，其中最大的變化就是加入了4D毫米波雷達(dá)。

4D毫米波雷達(dá)，也叫4D成像毫米波雷達(dá)。所謂的4D，是指在原有“距離、方位、速度”的基礎(chǔ)上增加了對(duì)目標(biāo)“高度”數(shù)據(jù)的解析，能夠?qū)崿F(xiàn)“3D+高度”四個(gè)維度的信息感知。相較于普通毫米波雷達(dá)，精度更高，相對(duì)于激光雷達(dá)，成本更低。

4D毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢

相較于普通毫米波雷達(dá)，4D毫米波雷達(dá)優(yōu)勢明顯。其一、傳統(tǒng)普通的毫米波雷達(dá)無法獲得高度信息，也就是說它只有“俯視視角”。對(duì)于普通毫米波雷達(dá)，無論是地面的減速帶，還是前面一堵墻，都能反射電磁波，將其判斷為是障礙物。

所以一般的方法是，只要判斷前面有物體，都將其判斷成“減速帶”，直接沖過去，或者不采納毫米波雷達(dá)的感知結(jié)果，轉(zhuǎn)而讓視覺來做判斷。而4D毫米波雷達(dá)，有了高度數(shù)據(jù)，就可以識(shí)別前方物體的高低，判斷是應(yīng)該停車，還是開過去。

其二、4D成像毫米波雷達(dá)，除了上文所言的增加了高度數(shù)據(jù)，還增加了分辨率，這使得其探測更加精準(zhǔn)。普通毫米波雷達(dá)的分辨率低，一般是12個(gè)信道（3發(fā)射*4接收），而4D成像雷達(dá)的信道達(dá)到上百個(gè)，比如，采埃孚的4D毫米波雷達(dá)，擁有192個(gè)通道，是普通毫米波雷達(dá)的16倍，這意味其能接受的返回信息點(diǎn)增多，分辨率會(huì)顯著提高。

通過這些點(diǎn)，車輛可以識(shí)別出目標(biāo)的輪廓、類別、行為，解決普通毫米波雷達(dá)難以識(shí)別靜止物體的問題。在普通毫米波雷達(dá)眼里，前方出現(xiàn)的減速帶、井蓋、立交橋、拋錨的汽車都是一樣的東西，在實(shí)際操作中會(huì)全部忽略，由攝像頭做判斷。

之前發(fā)生過一些意外，高速上行駛的智能駕駛汽車撞上前方拋錨的車，原因就是毫米波雷達(dá)直接將其忽略，而攝像頭沒能準(zhǔn)確識(shí)別出來。相比較之下，4D成像毫米波雷達(dá)，可以判斷高度，其成像能力又可以分辨出障礙物的類別，這樣就可以使其更加正確的做出判斷。

某種程度上來說，4D毫米波雷達(dá)可以說是3D毫米波雷達(dá)的升級(jí)版。一直以來，由于比普通毫米波雷達(dá)具有更強(qiáng)的感知距離和更高的分辨率，激光雷達(dá)受到車企青睞。然而激光雷達(dá)一直面臨成本高，上車難的問題，車企搭載激光雷達(dá)的車型不多。

與激光雷達(dá)相比，4D毫米波雷達(dá)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于激光雷達(dá)，價(jià)格在1500至2000元左右，僅為激光雷達(dá)的10%-20%。此外4D毫米波雷達(dá)的性能相較于之前的普通毫米波雷達(dá)更加強(qiáng)大，能夠有效支持更高級(jí)別的智能駕駛。而且激光雷達(dá)容易受到雨霧天氣變化的影響，而4D成像毫米波雷達(dá)在雨霧天氣，偵測范圍也可以達(dá)到數(shù)百米。

種種優(yōu)勢綜合考慮，這或許是特斯拉選擇4D毫米波雷達(dá)的原因。目前除了特斯拉預(yù)計(jì)采用4D毫米波雷達(dá)之外，飛凡R7、深藍(lán)SL03等車型也已經(jīng)搭載4D毫米波雷達(dá)。業(yè)界認(rèn)為，4D毫米波雷達(dá)可以替代一些低線束的激光雷達(dá)。飛凡汽車用戶發(fā)展中心總經(jīng)理劉晨此前談到，采用4D毫米波雷達(dá)在目前階段是一項(xiàng)效率非常高的方案。

4D毫米波雷達(dá)主要玩家

目前雖然已經(jīng)搭載4D毫米波雷達(dá)的車型還不多，不過未來隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，4D毫米波雷達(dá)的滲透率將會(huì)逐漸增加。根據(jù)市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Yelo預(yù)測，2027年全球4D毫米波雷達(dá)市場將達(dá)到35億美元。

當(dāng)前4D毫米波雷達(dá)這個(gè)賽道已經(jīng)涌入諸多玩家，包括國外的Arbe、Waymo、大陸集團(tuán)、采埃孚、安波福、博世、RADSee、Smart Radar等，以及國內(nèi)的華為、森思泰克、木牛科技、承泰科技、安智杰、納瓦電子、復(fù)睿智行、蘇州毫米波、華域、楚航科技、威孚科技、幾何伙伴、珠海上富電技等。

早在2019年，以色列公司Arbe發(fā)布了采用專利芯片組技術(shù)的車規(guī)級(jí)4D成像雷達(dá)測試版產(chǎn)品Phoenix。此后，Waymo、大陸集團(tuán)、采埃孚、安波福、博世等都開始宣布相關(guān)動(dòng)態(tài)。

2020年，Waymo宣布在第五代自動(dòng)駕駛感知套件中推出4D成像雷達(dá)，大陸集團(tuán)也宣布了其首個(gè)4D毫米波雷達(dá)量產(chǎn)解決方案，并表示寶馬將成為首家量產(chǎn)搭載汽車制造商；2021年，安波福宣布在其下一代L1至L3 ADAS平臺(tái)傳感器套件中，采用了其首款4D毫米波雷達(dá)，采埃孚宣布從上汽集團(tuán)獲得4D長距離成像雷達(dá)技術(shù)的生產(chǎn)訂單，2022年正式供貨。

另外還有一家公司——傲酷（Oculii），其產(chǎn)品4D毫米波雷達(dá)Eagle、Falcon已經(jīng)小規(guī)模商用，在行業(yè)內(nèi)具有一定影響力，不過這家公司在2021年被安霸收購。

在國內(nèi)，華為于2020年北京車展上展示了其4D毫米波雷達(dá)；2021年華域汽車表示已完成4D成像毫米波雷達(dá)產(chǎn)品的自主研發(fā)。木?？萍?、承泰科技、安智杰、蘇州毫米波等此前都曾對(duì)外發(fā)布了4D毫米波雷達(dá)產(chǎn)品及并公布了研究進(jìn)展。

此外，雷科防務(wù)日前表示其4D毫米波雷達(dá)初步完成研發(fā)，開始對(duì)接客戶。聯(lián)合光電表示公司可提供4D毫米波雷達(dá)產(chǎn)品。華設(shè)集團(tuán)也表示，公司合資的江蘇源駛科技目前已經(jīng)初步完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，射頻和天線設(shè)計(jì)，正在進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并同步開展暗室測試及預(yù)研工作。

歐菲光日前也表示，公司在4D毫米波雷達(dá)方向布局多款產(chǎn)品，包括4D中長距雷達(dá)、4D成像艙內(nèi)雷達(dá)、4D數(shù)字成像雷達(dá)等。同時(shí)，公司積累豐富的雷達(dá)傳感器算法和研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，如MIMO算法、超分辨算法、目標(biāo)識(shí)別等算法。

公司已部署4D數(shù)字成像雷達(dá)，該款產(chǎn)品采用業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的數(shù)字編碼調(diào)制技術(shù)（DCM），集成了12Tx16Rx的車規(guī)級(jí)單芯片方案。相較于當(dāng)前的模擬雷達(dá)，數(shù)字雷達(dá)的分辨率提升16倍，目標(biāo)檢測能力提升24倍，對(duì)比度提升30倍，檢測能力大幅提高，從而為駕駛員、乘客、自行車騎行者及行人在內(nèi)的所有道路使用者帶來更高的道路安全性。

小結(jié)

從目前情況來看，4D毫米波雷達(dá)相比于普通毫米波雷達(dá)，在性能上具備更多優(yōu)勢，能夠解決此前智能駕駛汽車在行駛過程中，無法識(shí)別靜止物體的問題。與一直受追捧的激光雷達(dá)相比，其成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于激光雷達(dá)。綜合來看，在現(xiàn)階段，4D毫米波雷達(dá)被認(rèn)為是較優(yōu)的方案。

不過問題也存在，4D毫米波雷達(dá)還需要克服復(fù)雜電磁環(huán)境中的干擾因素，尤其是應(yīng)用4D毫米雷達(dá)的車輛不斷增多，抗干擾能力更是廠商需要面對(duì)的問題。可以看到一些廠商也在思考信號(hào)修正機(jī)制，開發(fā)一些算法來解決干擾的問題。 整體而言，目前4D毫米波雷達(dá)市場玩家眾多，車企也樂于選擇搭載，不過其距離成熟商用仍然還有一段路。另外相比激光雷達(dá)，4D毫米波雷達(dá)的極大優(yōu)勢是成本低，那么未來如果激光雷達(dá)的成本能夠下來，4D毫米波雷達(dá)的前景能否如預(yù)期那么好也是未知數(shù)。

審核編輯 ：李倩