從4D到4D數(shù)字成像，雷達(dá)數(shù)字化升級助力實現(xiàn)更好的智能駕駛

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）近一段時間，智能汽車在傳感器方面的熱點從激光雷達(dá)逐步轉(zhuǎn)移到了4D成像雷達(dá)。傳統(tǒng)3D毫米波雷達(dá)只能檢測物體的距離、相對徑向速度、水平角度信息，4D雷達(dá)則加入了高度信息，并通過類似點云的方式提升了距離分辨率、角度分辨率、速度分辨率等關(guān)鍵信息，因此能夠讓智能駕駛邁上更高的臺階。

根據(jù)信號調(diào)制方式的不同，4D雷達(dá)分為模擬雷達(dá)和數(shù)字成像雷達(dá)。其中，前者采用基于模擬調(diào)制的調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）方案，后者則采用數(shù)字編碼調(diào)制（DCM）方案。

作為一家專注于設(shè)計4D數(shù)字成像雷達(dá)解決方案的創(chuàng)新型高科技公司，Uhnder在4D數(shù)字成像雷達(dá)賽道目前處于領(lǐng)先位置。在該公司舉辦的以“數(shù)字化，新潮流”為主題的技術(shù)論壇上，電子發(fā)燒友網(wǎng)記者采訪了Uhnder首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Manju Hegde，他詳細(xì)闡述了Uhnder在4D數(shù)字成像雷達(dá)方面的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，以及借助4D數(shù)字成像雷達(dá)，現(xiàn)階段的輔助駕駛，未來的自動駕駛，將會得到怎樣的性能加持。

Uhnder首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Manju Hegde

4D數(shù)字成像雷達(dá)的領(lǐng)先性

雷達(dá)在汽車領(lǐng)域有悠久的發(fā)展歷史，目前依然是汽車智能感知系統(tǒng)中的重要傳感器之一。不過，傳統(tǒng)車載毫米波雷達(dá)測高能力不足，輸出信息質(zhì)量與攝像頭、激光雷達(dá)的信息輸出質(zhì)量不在同一量級，4D成像雷達(dá)通過類似于激光雷達(dá)點云成像的方式改變了這一點。當(dāng)然，雷達(dá)技術(shù)演進(jìn)也是遞進(jìn)式的，開始是3D到4D，然后是4D到4D數(shù)字成像。

一般模擬雷達(dá)的通道數(shù)只有12-16個，分辨率較差。而Uhnder的4D數(shù)字成像雷達(dá)芯片提供最高192個虛擬通道，因此分辨率會得到顯著提升。在對比度上，如果車旁邊有位成人/小孩，模擬雷達(dá)便無法檢測到，Uhnder的4D數(shù)字成像雷達(dá)則能夠很好地避免這一情況。另外，在目標(biāo)反射功率、抗干擾性、傳感器融合能力和安全性等方面，Uhnder的4D數(shù)字成像雷達(dá)解決方案都更具優(yōu)勢。

模擬雷達(dá)和數(shù)字雷達(dá)對比

通過Manju Hegde分享的下圖也可以看到，不僅是優(yōu)于模擬雷達(dá)，4D數(shù)字成像雷達(dá)相較于激光雷達(dá)和攝像頭而言，也做到了很好的性能補充，將能夠為輔助駕駛和自動駕駛帶來全面的性能和體驗提升。

數(shù)字雷達(dá)和模擬雷達(dá)、激光雷達(dá)、攝像頭對比

2022年3月1日，我國正式實施《汽車駕駛自動化分級》（GB/T 40429-2021）國家標(biāo)準(zhǔn)，與國際汽車工程學(xué)會的劃分大體一致，將駕駛自動化劃分為6個等級，0級是應(yīng)急輔助，1級是部分駕駛輔助，2級是組合駕駛輔助，3級是有條件自動駕駛，4級是高度自動駕駛，5級是完全自動駕駛。

Manju Hegde在分享時提到，L2級自動駕駛實現(xiàn)至少需要3顆雷達(dá)——1個前置雷達(dá)和2個后置雷達(dá)，有時還需要在此基礎(chǔ)上增加兩個前置雷達(dá)，L3級自動駕駛可能需要6顆雷達(dá)，L4級自動駕駛可能是8-12個雷達(dá)。如此來看，車載雷達(dá)未來前景是非常好的。

自動駕駛方案傳感器配置

從發(fā)展現(xiàn)狀來看，目前整個4D成像雷達(dá)市場還處于發(fā)展早期階段，市面上大部分車型采用的依然是傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)。比如在中國市場，根據(jù)智研咨詢的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年我國毫米波雷達(dá)出貨量已達(dá)2000萬顆，同比增幅超40%；到2026年出貨量有望超7000萬顆。實際上全球的情況也基本類似。Yole預(yù)測4D雷達(dá)將在2028年達(dá)到約60%的市場占比。2028年4D雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)到83億美元，較2022年增長36%；4D成像雷達(dá)市場規(guī)模將達(dá)22億美元，較2022年增長49%。

雷達(dá)市場解讀

4D數(shù)字成像雷達(dá)如何融入現(xiàn)有方案

要兌現(xiàn)上述提到的市場潛力，那么現(xiàn)階段我們就需要看到4D成像雷達(dá)對智能駕駛有什么價值？在這里面，Uhnder的4D數(shù)字成像雷達(dá)在實現(xiàn)智能駕駛方案時，又會展現(xiàn)出怎樣的領(lǐng)先性。

首先是如何融入當(dāng)前的自動駕駛方案中，目前L2級自動駕駛方案已經(jīng)有一些固定方案，比如5V5R、6V5R或者11V5R等。對于這套體系，Manju Hegde表示：“Uhnder的4D數(shù)字成像雷達(dá)基本可以實現(xiàn)無縫對接Tier1和整車廠OEM的現(xiàn)有方案，其部署和傳統(tǒng)模擬雷達(dá)是一樣的。友商可能僅為Tier1和整車廠OEM提供一個設(shè)計參考平臺，沒有任何軟件支持。但我們會提供經(jīng)過 SPICE 認(rèn)證的軟件設(shè)計支持，軟件團(tuán)隊是我們公司非常重要的組成部分，我們還會提供API，方便Tier1和整車廠OEM在雷達(dá)上部署他們的算法?！?br />
“Uhnder的4D數(shù)字成像雷達(dá)在架構(gòu)設(shè)計上有自己的獨特之處，我們的芯片內(nèi)嵌信號處理設(shè)計，因此不需要額外的處理器加持。友商想要達(dá)到相同的性能水平需要5顆芯片：4 顆FMCW芯片+1顆FPGA芯片或特殊的雷達(dá)處理器。因此我們的性價比是明顯優(yōu)于競品的，為智能安全駕駛帶來更高性能的同時實現(xiàn)降本增效?！盡anju Hegde提到。

Uhnder 4D數(shù)字成像雷達(dá)和競品對比

在現(xiàn)有自動駕駛方案中，還有一顆關(guān)鍵器件——激光雷達(dá)，關(guān)于激光雷達(dá)和4D成像雷達(dá)的爭論已經(jīng)持續(xù)了很久。對此，Manju Hegde認(rèn)為：“激光雷達(dá)和雷達(dá)之間的關(guān)系是很微妙的，激光雷達(dá)在光頻率方面比較有優(yōu)勢，高性能激光雷達(dá)可以獲得微米級的分辨率，雖然汽車可能用不到這么高的分辨率。從商業(yè)化、汽車安全性和性價比角度出發(fā)，雷達(dá)可能還是要更勝一籌?！?br />
不過，他也指出，激光雷達(dá)和4D成像雷達(dá)的爭論基本是在L2級自動駕駛階段，到了L3級自動駕駛將會開始融合，到L4級及以上時就會成為合作互補的方案。

此次活動上，Uhnder展示了領(lǐng)先的 4D 數(shù)字成像雷達(dá)解決方案在高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）領(lǐng)域的最新發(fā)展和應(yīng)用，并分享了與合作伙伴共同開發(fā)的 ICON 雷達(dá)（已量產(chǎn)）、奧迪 MARS 樣機、原型機及評估套件等。

結(jié)語

從3D雷達(dá)到 4D 數(shù)字成像雷達(dá)，產(chǎn)品技術(shù)不斷進(jìn)化讓雷達(dá)在自動駕駛領(lǐng)域擁有廣闊的發(fā)展前景。現(xiàn)階段，4D 數(shù)字成像雷達(dá)依然是一項比較新的技術(shù)，但Uhnder的方案加速了4D 數(shù)字成像雷達(dá)上車的進(jìn)程。目前，國內(nèi)已經(jīng)開始L3級和L4級自動駕駛試點，隨著高階自動駕駛時代到來，4D 數(shù)字成像雷達(dá)擁有巨大的發(fā)展?jié)摿?。作為這個領(lǐng)域的領(lǐng)先玩家，Uhnder也會大受裨益。