特斯拉為何要選擇4D毫米波雷達?

近日，Twitter博主Greetheonly曝光了特斯拉全新HW4.0硬件，預(yù)計將接入4D毫米波雷達。同時，特斯拉近日也向歐洲監(jiān)管機構(gòu)提交的車輛變更申請，證實最新自動駕駛硬件HW4.0即將量產(chǎn)上車。據(jù)悉，在即將到來的HW 4.0硬件系統(tǒng)中，特斯拉配置了一枚高精度4D毫米波雷達。

一直以來，“幽靈剎車”現(xiàn)象成為特斯拉被詬病的主要問題之一，也確實帶來了很多安全問題。在“幽靈剎車”現(xiàn)象中，特斯拉曾配置的性能較差的ARS-4B毫米波雷達是造成該現(xiàn)象的重要促成因素。這也導(dǎo)致了特斯拉在2021年放棄了毫米波雷達之后，又提出“100%視覺方案”，一度還引起業(yè)界對其“純視覺方案”的廣泛關(guān)注。

不過，此前也很多業(yè)內(nèi)人士分析，特斯拉并非真的放棄毫米波雷達，而是暫時放棄低性能版本的毫米波雷達。那么，特斯拉重新啟用毫米波雷達，特別是從3D毫米波雷達升級到4D毫米波雷達，也是一個很合理的解釋。實際上，從特斯拉一貫綜合平衡成本和功能的做法，我們也可以看出，特斯拉可能也在試圖采用一顆4D毫米波雷達，以最低限度的成本來改觀當(dāng)前存在的一些行車安全問題。

為何要選擇4D毫米波雷達？

在智能汽車視覺技術(shù)發(fā)展路徑上，主要有“攝像頭+雷達”和“攝像頭+算法”兩種方案，而特斯拉特立獨行選擇了“攝像頭+算法”這種純視覺的方案。

2022年10月，特斯拉還突然宣布：即將采用100%純視覺方案，即采用攝像頭+算法的方案，裝配攝像頭在車上，包括主視野攝像頭、魚眼鏡頭（視野120度、拍攝交通信號燈、和較近的障礙物，適合低速場景）、長焦距鏡頭、側(cè)方前視攝像頭、側(cè)方后視攝像頭。

但特斯拉于2022年12月提交的一份材料顯示，2023年將有一款新的雷達將重新上車。當(dāng)時的相關(guān)文件顯示，這款重新上車的雷達為非脈沖汽車毫米波雷達，業(yè)界推測其或為一顆4D成像雷達。實際上，特斯拉還曾于2022年6月7日向美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）注冊了一種新型高分辨率雷達（High Resolution Radar， HD Radar），也就是毫米波成像雷達。這也代表特斯拉在純視覺方案上仍然沒有堅定的立場。

那么，特斯拉為何要選擇4D毫米波雷達呢？

據(jù)悉，4D毫米波雷達的“4D”是指在原有距離、方位、速度的基礎(chǔ)上增加了對目標(biāo)的高度維數(shù)據(jù)解析，能夠?qū)崿F(xiàn)“3D+高度”四個維度的信息感知。

相對傳統(tǒng)毫米波雷達，4D毫米波雷達廣視角、高分辨、能探測靜物等優(yōu)勢，具體體現(xiàn)如下：一是傳統(tǒng)毫米波雷達無法獲取高度信息，4D毫米波雷達有效地彌補了這一點，部分產(chǎn)品垂直視場角可達30度，能夠有效偵測立交橋、限高桿、路牌等障礙物;二是4D雷達探測更加精準(zhǔn)，分辨率可以做到小于1度，精度小于0.1度;三是4D雷達可以識別靜止障礙物。4D雷達由于點云密集，可以對靜止點進行識別。

也就這是說，4D成像雷達使用多輸入多輸出（MIMO）天線陣列對周圍環(huán)境進行高分辨率感知，在距離、速度、方位的三維信息基礎(chǔ)上增加了高度信息，并在角度、速度分辨率均有所提升，可初步判定靜止物體與車輛的位置關(guān)系，彌補了傳統(tǒng)毫米波雷達的性能短板。據(jù)悉，通過前置1顆4D毫米波雷達能夠基本涵蓋毫米波&激光雷達的功能，滿足L2+層級的安全需求。

這有可能是特斯拉對其新能源汽車存在的安全問題的一種技術(shù)功能彌補措施，比如最近特斯拉就召回多達362758輛配備了全自動駕駛測試版軟件或尚未安裝的汽車。

當(dāng)然，特斯拉采用4D毫米波雷達，在實現(xiàn)更安全智能駕駛的同時，還不用大幅提升整車成本。據(jù)悉，4D毫米波雷達價格在1500-2000元左右，短期內(nèi)遠(yuǎn)低于激光雷達，也不會對特斯拉各大車型的成本產(chǎn)生很大的影響。

“4D毫米波雷達”概念被帶火

最近，有媒體報道，特斯拉上海工廠的部分生產(chǎn)線將停產(chǎn)到 2 月底。而據(jù)彭博社新聞透露，特斯拉上海工廠部分生產(chǎn)線停產(chǎn)并非銷量問題，而是對全新Model 3調(diào)整生產(chǎn)線，預(yù)計3月1日特斯拉投資者活動日會宣布新款Model 3的全新改款車型。

根據(jù)Twitter博主Greetheonly的爆料，本次新款Model 3可能將從自動駕駛能力上進行升級，即特斯拉第四代自動駕駛硬件在感知、算力方面都會有重大升級。其中，在感知方面，新款Model 3攝像頭數(shù)量將增加3顆，從原來的9顆攝像頭增加至11顆攝像頭，分辨率也提升至最高800萬像素，具備360環(huán)視功能，同時新增4D毫米波雷達。

據(jù)悉，這款雷達很可能就是由以色列初創(chuàng)公司Arbe-Robotics提供的代號“Phoenix（鳳凰）”的雷達，探測距離可達300米，是特斯拉原有毫米波雷達探測距離的2倍。同時，新雷達可探測高度，這意味著可以分辨物體形狀，作用與激光雷達類似，但價格更低，并且該毫米波雷達具備加熱接口，更有利于應(yīng)對惡劣天氣。

實際上，早在2020年，就有黑客破解特斯拉的軟件更新發(fā)現(xiàn)其軟件代碼中添加了名為“鳳凰（Phoenix）”的新雷達選項。而Phoenix是Arbe-Robotics的雷達芯片組解決方案。2022年特斯拉在向FCC提交的測試報告中的測試軟件也叫Phoenix。因此，這也證明特斯拉在4D毫米波雷達上與Arbe-Robotics有很長時間的合作。

在感知方面，新款Model 3算力方面提升2-3倍，預(yù)計將達到400-500TOPS，從行業(yè)角度看，已經(jīng)具備支撐L4級自動駕駛的潛力。

那么，以上信息印證了特斯拉采用4D毫米波雷達的可能性。

目前，特斯拉采用4D毫米波雷達已經(jīng)帶動了“4D毫米波雷達”概念漲停，預(yù)計將利好射頻前端、信息處理系統(tǒng)以及后端算法。據(jù)蓋世汽車研究院，射頻部分占比約40%，其中MMIC（25%）、PCB（10%）、其他（5%）。信息處理系統(tǒng)DSP占比10%，后端算法占比最高達50%。

申萬宏源認(rèn)為，4D毫米波雷達未來可能代替短距激光雷達，做到感知成本的降低，促進高階智駕滲透率提升帶來行業(yè)的規(guī)模效應(yīng)。同時，據(jù)高工智能汽車研究院預(yù)計，2023年中國乘用車市場前裝4D毫米波雷達將突破百萬顆，到2025年4D成像雷達占全部前向毫米波雷達的比重有望超過40%。而國信證券預(yù)計到2025年全球毫米波雷達市場規(guī)模將達到384億元，復(fù)合增長率為25.5%。

“純視覺方案”是一種商業(yè)選擇

盡管特斯拉在新款車型上采用4D毫米波雷達，但要實現(xiàn)智能駕駛往L3以上智能硬件配置方案仍然有升級安全冗余必要性。一直以來，特斯拉都比較重視成本，比如一體化壓鑄技術(shù)、純視覺方案都是其壓低整車成本的重要手段，也是其敢于向競爭廠商舉起“價格屠刀”的底氣。

而此次特斯拉采用4D毫米波雷達絕非完全旨在提升車輛安全性，更大可能是平衡了成本和功能需求，做出的最佳化的選擇。這也是為什么特斯拉一直不愿采用高成本的激光雷達，而用攝像頭+算法替代的根本原因。

中信建投表示，相對傳統(tǒng)毫米波雷達，4D毫米波雷達有望成為高階自動駕駛的優(yōu)質(zhì)傳感器選項。不過，未來，特斯拉或者其他廠商要實現(xiàn)高階的自動駕駛，攝像頭+雷達的方式還是非常有必要的。特斯拉“重拾”雷達方案也表明，當(dāng)前純視覺方案還難以滿足安全冗余需求。

在自動駕駛技術(shù)上，目前業(yè)界基本上形成共識，即無法依靠單一的傳感器件一統(tǒng)天下。那么，毫無疑問，4D毫米波雷達可能會在部分功能替代昂貴的激光雷達，但多傳感器融合仍是未來大勢所趨，特別是在未來高階智能駕駛上。未來，隨著高階ADAS滲透率不斷攀升，激光雷達、4D成像雷達等傳感器市場將保持高速成長。

目前，越來越多廠商已經(jīng)進入4D毫米波雷達領(lǐng)域，比如大陸、采埃孚、博世、安波福等傳統(tǒng)Tier 1;Waymo、Mobileye、華為等自動駕駛方案公司;傲酷、Arbe、幾何伙伴、楚航科技、森思泰克等初創(chuàng)公司。而在特斯拉之前，4D毫米波雷達也已經(jīng)在飛凡R7以及深藍SL03上量產(chǎn)搭載。

不過，從技術(shù)進度來看，目前4D毫米波雷達現(xiàn)在還位于發(fā)展的早期，還存在諸多問題，比如技術(shù)及工程層面的難題、缺乏國家標(biāo)準(zhǔn)、性價比還不夠高。有業(yè)內(nèi)人士指出，4D毫米波80%難點在算法，20%在硬件，并且從線陣到面陣的天線布局、雷達工作波形、硬件PCB板的設(shè)計等均是設(shè)計難點。

3月1日是特斯拉2023年投資者日。在此次投資者日上，特斯拉大概率會發(fā)布標(biāo)配4D毫米波雷達的新款車型。如果4D毫米波雷達真的出現(xiàn)在新款車型上，那么也意味著，特斯拉徹底放棄了純視覺路線。

因此，綜合以上內(nèi)容，我們也可以這樣理解，特斯拉從來都不是一個技術(shù)擁躉者，而自始至終都是一個極力平衡成本與功能的“高度商業(yè)化”的企業(yè)。那么，此前出現(xiàn)的安全問題，我們可以從其一貫極度控制成本的角度來理解，或者從來都不存在什么“純視覺方案”，純粹是一個商業(yè)行為的選擇。

編輯：黃飛