毫米波雷達(dá)進(jìn)入集中處理的時(shí)代

在智能駕駛領(lǐng)域，毫米波雷達(dá)技術(shù)一直處于不斷革新的前沿。隨著車輛自動(dòng)輔助駕駛要求和安全性要求的提高，感知系統(tǒng)也在不斷進(jìn)步。車企正從獨(dú)立功能的分布式架構(gòu)轉(zhuǎn)向功能集成的域控制架構(gòu)，甚至融合域架構(gòu)。不同車輛功能將集成到更高級(jí)別的控制單元中，以提高效率、協(xié)同性和降低成本。汽車電子電氣架構(gòu)可能向中央計(jì)算+區(qū)域控制的中央集中式架構(gòu)演進(jìn)，允許主要計(jì)算能力集中在中央處理單元，同時(shí)利用區(qū)域控制單元處理特定功能和感知任務(wù)。

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隨著芝能汽車開(kāi)始導(dǎo)入中央計(jì)算單元，其性能預(yù)計(jì)將快速增長(zhǎng)，感知數(shù)據(jù)處理可以以更有效的方式執(zhí)行，從而導(dǎo)致EE架構(gòu)快速迭代演進(jìn)。毫米波雷達(dá)模塊的數(shù)據(jù)處理將從邊緣計(jì)算向離域處理（離散的、分布式的數(shù)據(jù)處理）轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)更高效的計(jì)算。每個(gè)模塊或控制單元中的處理量將由所需的性能和可用的架構(gòu)決定。

這和攝像頭演進(jìn)的思路是一致的，毫米波雷達(dá)也可以實(shí)現(xiàn)類似的架構(gòu)演變：

●傳統(tǒng)設(shè)計(jì)：分離式芯片方案，將RF射頻前端處理芯片與算力芯片整合為單獨(dú)雷達(dá)ECU和集中智能駕駛計(jì)算平臺(tái)交互（每個(gè)模塊都有自己的雷達(dá)收發(fā)器，并且能夠使用單個(gè)芯片或同一模塊上的單獨(dú)微控制器或SoC來(lái)處理板上檢測(cè)到的數(shù)據(jù)）

●集中式設(shè)計(jì)：集成芯片式方案，將RF射頻前端芯片和算力模塊集成為單獨(dú)雷達(dá)ECU和集中智能駕駛計(jì)算平臺(tái)交互。處理后的毫米波雷達(dá)數(shù)據(jù)然后從每個(gè)“智能雷達(dá)傳感器”傳輸?shù)竭h(yuǎn)程域控制單元，以便使用CAN總線進(jìn)行進(jìn)一步處理和融合。使用足夠多的傳感器，車輛可以識(shí)別周圍環(huán)境中的障礙物。接收前視遠(yuǎn)程雷達(dá)以及來(lái)自四個(gè)角近程和中程雷達(dá)檢測(cè)到的物體的信息，以創(chuàng)建物體的完整圖像。

隨著集中式計(jì)算架構(gòu)的引入，毫米波雷達(dá)模塊的數(shù)據(jù)處理可能會(huì)趨向本地化。雷達(dá)模塊本身將變得不那么“智能”，而衛(wèi)星雷達(dá)單元將能夠?qū)邮盏降睦走_(dá)信號(hào)執(zhí)行有限的處理，例如FFT，然后再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胗?jì)算平臺(tái)，將接收來(lái)自不同衛(wèi)星雷達(dá)模塊的預(yù)處理數(shù)據(jù)，并對(duì)每組數(shù)據(jù)執(zhí)行主要的雷達(dá)處理步驟。這樣的架構(gòu)優(yōu)勢(shì)在于節(jié)省了尺寸和成本，同時(shí)提供了更高效的數(shù)據(jù)處理和融合。

備注：核心是多維FFT的轉(zhuǎn)換、CFAR、窗函數(shù)等的處理，以及最終的點(diǎn)云跟蹤。處理結(jié)果可以進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，提高檢測(cè)和環(huán)境感知的準(zhǔn)確性

在這種帶有衛(wèi)星雷達(dá)模塊的集中式架構(gòu)中，數(shù)據(jù)將使用車輛的以太網(wǎng)骨干網(wǎng)傳輸?shù)紼CU。使用車輛的控制單元進(jìn)行處理不僅可以更有效地處理雷達(dá)數(shù)據(jù)，而且可以進(jìn)行更復(fù)雜的操作。與攝像頭或激光雷達(dá)等其他傳感器、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能的數(shù)據(jù)融合現(xiàn)在可用于優(yōu)化環(huán)境的傳感和表征，這將有助于實(shí)現(xiàn)更高水平的自動(dòng)駕駛。

●主要優(yōu)勢(shì)

◎優(yōu)化產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)，節(jié)省尺寸和成本，便于維修和升級(jí)，減少散熱問(wèn)題。

◎優(yōu)化產(chǎn)品線纜，通過(guò)車輛骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，降低線纜成本和重量。

◎?qū)崿F(xiàn)軟硬分離和解耦，便于更換硬件廠商和雷達(dá)算法的OTA升級(jí)。

◎在中央集成式架構(gòu)下，利用更高級(jí)的算法實(shí)現(xiàn)多雷達(dá)之間的融合，推進(jìn)雷達(dá)和相機(jī)的前融合方案。

●面臨挑戰(zhàn)

◎大數(shù)據(jù)量處理增加了域控制器端的硬件成本。

◎主流高算力芯片對(duì)雷達(dá)算法的支持和兼容性需要提高。

◎OEM對(duì)衛(wèi)星雷達(dá)的認(rèn)可度較低，需要更多實(shí)際案例推動(dòng)市場(chǎng)認(rèn)知。

◎OEM主要以目標(biāo)級(jí)別數(shù)據(jù)為主，對(duì)直接ADC數(shù)據(jù)的使用存在技術(shù)難度。

結(jié)論：以后毫米波雷達(dá)就是一個(gè)芯片和組裝的工作，這也是最終軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)差異化的。