雷達(dá)成為汽車的虛擬眼睛

更快、更高分辨率的雷達(dá)傳感器通過改善車輛安全性和視野舒適性，實(shí)現(xiàn)了下一代駕駛員輔助技術(shù)。如果全球投資者對在哪里賺錢有所了解，那么汽車行業(yè)的贏家將是那些擁抱并掌握擾亂市場的三大趨勢的人：

高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）技術(shù)的普及，最終自動駕駛汽車（AV）有望獲得在公共道路上運(yùn)行的許可。

電氣化

移動即服務(wù)，挑戰(zhàn)個人擁有汽車的傳統(tǒng)概念

這些趨勢的重要性反映在特斯拉和福特的市值比較中，特斯拉每年生產(chǎn)不到40萬輛汽車。特斯拉的戰(zhàn)略基于電池供電牽引、自動駕駛和機(jī)器人出租車能力方面的一系列創(chuàng)新，以支持特斯拉品牌的拼車服務(wù)。

福特的大部分錢來自配備高功率內(nèi)燃機(jī)的傳統(tǒng)美國皮卡。福特2017年的產(chǎn)量超過600萬輛，2019年底的市值僅為370億美元，相比之下，特斯拉的市值為440億美元。

移動即服務(wù)的采用是由優(yōu)步等公司開創(chuàng)的商業(yè)模式和軟件創(chuàng)新推動的，而電氣化的提高取決于特斯拉的電池Gigafactory等生產(chǎn)創(chuàng)新。然而，駕駛員輔助創(chuàng)新的重點(diǎn)是硬件和軟件技術(shù)——復(fù)雜的傳感器系統(tǒng)和人工智能的結(jié)合。

所有輔助駕駛系統(tǒng)都部分依賴于多種形式的感知技術(shù)：在全自動駕駛汽車中，激光雷達(dá)（光探測和測距）和視覺攝像頭等光學(xué)技術(shù)將與電磁運(yùn)動傳感器（加速度計、陀螺儀和磁力計）和射頻/微波系統(tǒng)（雷達(dá)和衛(wèi)星定位）一起工作。

雷達(dá)這項(xiàng)早在第二次世界大戰(zhàn)前就首次引起公眾關(guān)注的技術(shù)，今天竟然在汽車技術(shù)最令人興奮的發(fā)展中發(fā)揮作用，這似乎令人驚訝。事實(shí)上，如今許多24 GHz雷達(dá)傳感器都安裝在道路上車輛的保險杠上——迄今為止，僅ADI公司就向汽車制造商提供了約3億個傳感器，用于盲點(diǎn)檢測、自動變道和自動緊急制動（AEB）等應(yīng)用。

但是，在新的ADAS實(shí)現(xiàn)中AEB和自適應(yīng)巡航控制（ACC）等功能的發(fā)展的支持下，對更高水平的駕駛員輔助的需求正在推動ADI等供應(yīng)商開發(fā)新的雷達(dá)系統(tǒng)，以提供更高的精度、更長的距離、更快的檢測速度和更全面的技術(shù)圖景，原因有兩個： 安全性和舒適性。AEB 和 ACC 等駕駛員輔助系統(tǒng)可挽救生命并防止事故發(fā)生。配備這些系統(tǒng)的汽車將獲得更高的官方NCAP安全評分，這一標(biāo)志提高了新車的價值和消費(fèi)者吸引力。

AEB和自動緊急轉(zhuǎn)向系統(tǒng)在范圍和復(fù)雜性上不斷發(fā)展，以服務(wù)于不斷增長的2級或3級（L2 / L3）駕駛輔助技術(shù)類別的車輛市場。例如，新的NCAP規(guī)范要求更好地檢測行人，即NCAP術(shù)語中的弱勢道路使用者。開發(fā)AEB系統(tǒng)將在比通常指定的更復(fù)雜的事件中可靠地運(yùn)行，方法是在城市和高速公路設(shè)置中以更高的車速控制制動功能。

市場也在回應(yīng)購車者的信號，他們希望技術(shù)能夠減少駕駛所涉及的努力，特別是在高速公路上。梅賽德斯 - 奔馳S級等高檔汽車已經(jīng)提供了有限的高速公路自動駕駛功能，例如自適應(yīng)控制與前車的距離和主動轉(zhuǎn)向輔助以保持汽車在其車道上。汽車供應(yīng)商不斷對這些功能進(jìn)行增強(qiáng)，以便它們可以在更廣泛的更復(fù)雜的情況下使用。這加劇了對提供卓越性能的雷達(dá)傳感器的需求。

向更高的L4和L5自主性邁進(jìn)，將駕駛員完全與車輛的直接控制隔離開來，將需要開發(fā)具有360°實(shí)時視圖的傳感系統(tǒng)。這些機(jī)器人出租車的控制系統(tǒng)將非常復(fù)雜，需要冗余以消除錯誤檢測事件的風(fēng)險，將來自不同傳感器類型（如雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)傳感器）的輸入結(jié)合起來。

視覺相機(jī)可用于協(xié)助識別人類、動物和路標(biāo)等物體。激光雷達(dá)技術(shù)創(chuàng)建豐富的點(diǎn)云，即時測量車輛與外部世界物體的距離，并測量物體的大小，以生成外部世界的高分辨率3D地圖。

但是，雷達(dá)傳感器的獨(dú)特功能不斷擴(kuò)展，使其成為L4和L5系統(tǒng)中其他傳感器類型的重要補(bǔ)充。在L2和L3用例中，雷達(dá)實(shí)際上是主要的傳感器類型，因?yàn)樗峁┝顺叽?、成本和性能屬性的最佳組合。

至關(guān)重要的是，雷達(dá)執(zhí)行4D傳感：只需一次射擊，它就可以測量反射毫米波脈沖的物體的范圍、速度、角度和高度。雷達(dá)傳感器還可以在雨、霧和雪等條件下運(yùn)行，這會損害或禁用 LIDAR 傳感器和視覺攝像機(jī)的操作。

更高的性能，更高的集成度

隨著時間的推移，正在開發(fā)的汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)將使今天的雷達(dá)技術(shù)顯得生硬和有限。如今，安裝在前保險杠中的雷達(dá)傳感器在測量與前方單個車輛的距離及其速度方面做得非常出色。

然而，一個完整的高速公路自動駕駛系統(tǒng)需要能夠在德國的高速公路上安全運(yùn)行，例如，摩托車 - 比乘用車更小，更難檢測 - 可以在外側(cè)車道上以高于180公里/小時的速度接近。因此，為了提供對此類危險的早期和準(zhǔn)確檢測，自動駕駛儀的雷達(dá)系統(tǒng)需要更精確、更快、更遠(yuǎn)的距離進(jìn)行感應(yīng)。

要開發(fā)這些功能，同時滿足汽車行業(yè)對尺寸和成本的嚴(yán)格限制，就需要在半導(dǎo)體技術(shù)、RF系統(tǒng)操作和信號處理領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新，而ADI公司在這些領(lǐng)域表現(xiàn)出色。

ADI公司基于全新的Drive360? 28 nm CMOS技術(shù)平臺，推出新一代雷達(dá)組件，包括76 GHz至81 GHz單片微波IC（MMIC）發(fā)射器和接收器。Drive360平臺與傳統(tǒng)的SiGe半導(dǎo)體技術(shù)用于雷達(dá)不同，具有寶貴的優(yōu)勢，包括：

高輸出功率和低回波噪聲，可在更長的范圍內(nèi)檢測物體

低相位噪聲和高中頻 （IF） 帶寬，為檢測摩托車和嬰兒行人等小物體提供超高精度，這在以前是雷達(dá)傳感器難以看到的

高性能相位調(diào)制，使雷達(dá)傳感器能夠更有效地區(qū)分場景中的多個物體

超快脈沖傳輸，對快速移動的物體（如以 180 公里/小時的速度行駛的摩托車）做出更快的響應(yīng)

CMOS技術(shù)的使用還支持雷達(dá)設(shè)備中數(shù)字功能的高度集成，有助于降低先進(jìn)雷達(dá)系統(tǒng)的成本和尺寸。ADI公司在過采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器和超低噪聲數(shù)字PLL時鐘等功能方面的知識產(chǎn)權(quán)有助于提高下一代77 GHz雷達(dá)傳感器的運(yùn)行速度、分辨率和穩(wěn)定性。

先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)、模擬專業(yè)知識和系統(tǒng)軟件能力的結(jié)合將使雷達(dá)技術(shù)能夠擴(kuò)展部署在下一代車輛中的ADAS功能。

審核編輯：郭婷