從2021年開(kāi)始，4D毫米波雷達(dá)在汽車行業(yè)迅速躥紅。一時(shí)間，大陸集團(tuán)、Waymo、安波福、華為等科技巨頭紛紛推出新品，同時(shí)也引發(fā)了傲酷、蘇州毫米波、安智杰等諸多新興玩家紛紛押注布局。2022年，這一新興技術(shù)發(fā)展風(fēng)頭或更為強(qiáng)勁。就在不久前，4D毫米波雷達(dá)解決方案提供商幾何伙伴獲得博世旗下博原資本獨(dú)家投資，再度呈現(xiàn)了行業(yè)對(duì)于此技術(shù)領(lǐng)域的看好。也可以說(shuō)，4D毫米波雷達(dá)正加速而來(lái)。
4D毫米波雷達(dá)應(yīng)用場(chǎng)景圖（珠海上富電技）
4D毫米波雷達(dá)“走紅”背后
新生事物的興起通常跟兩大因素相關(guān)，一是原有技術(shù)局限，二是市場(chǎng)所需，4D毫米波雷達(dá)也不例外。
作為核心技術(shù)之一，毫米波雷達(dá)由于具備全天候全天時(shí)的探測(cè)能力，再加上通過(guò)直接測(cè)量距離和速度，更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的檢測(cè)，正逐漸在越來(lái)越多的新車上搭載。然而面對(duì)L3以及更高級(jí)別自動(dòng)駕駛，傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的短板逐步呈現(xiàn)。它存在無(wú)法高密度點(diǎn)云成像，不能有效地解析目標(biāo)的輪廓與類別、角分辨率低、不能檢測(cè)靜止目標(biāo)等技術(shù)局限，難以滿足自動(dòng)駕駛向上發(fā)展需求。
盡管激光雷達(dá)目前也被行業(yè)所看好，但成本巨高不下且量產(chǎn)門檻高是其目前暫且無(wú)法解決的痛點(diǎn)。隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車滲透率快速攀升，更高性能的毫米波雷達(dá)被市場(chǎng)所需。
在此背景下，4D毫米波雷達(dá)應(yīng)勢(shì)而生，增加了對(duì)目標(biāo)高度維度數(shù)據(jù)的探測(cè)和解析，實(shí)現(xiàn)了距離、方位、高度以及速度四個(gè)維度的信息感知，可以有效地解析目標(biāo)的輪廓、類別等等，并具備高角分辨率，完美彌補(bǔ)了傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的短板。“一個(gè)直觀的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的雷達(dá)無(wú)法識(shí)別150米以外靜止的易拉罐，但是4D毫米波成像雷達(dá)可以看到。在數(shù)據(jù)方面，其可達(dá)到每秒32000個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)。”納瓦電子CEO李建林表示。
傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)點(diǎn)云（左）和4D毫米波雷達(dá)點(diǎn)云（右），圖片來(lái)源：傲酷
此外，價(jià)格方面，4D毫米波雷達(dá)的價(jià)格在100-150美元之間，中短期內(nèi)量產(chǎn)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于激光雷達(dá)。因此，4D毫米波雷達(dá)會(huì)在追求極致性價(jià)比，不能規(guī)模采用激光雷達(dá)，但又需要有激光雷達(dá)的部分優(yōu)勢(shì)功能如靜止目標(biāo)檢測(cè)等的城市L3、AVP等場(chǎng)景下，迅速占據(jù)重要位置。
商業(yè)化加速，新老玩家同臺(tái)競(jìng)技
對(duì)于毫米波雷達(dá)而言，4D成像雷達(dá)帶來(lái)的改變無(wú)疑是革命性的。正是看到這一點(diǎn)，近兩年國(guó)內(nèi)外新老玩家快速發(fā)力，不少已宣布量產(chǎn)規(guī)劃。
據(jù)了解，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(cè)試版產(chǎn)品——Phoenix。此后，Waymo、大陸集團(tuán)、采埃孚、安波福、博世等國(guó)際科技巨頭開(kāi)始陸續(xù)宣布相關(guān)動(dòng)態(tài)。
其中，Waymo于2020年宣布在第五代自動(dòng)駕駛感知套件中推出4D成像雷達(dá)；大陸集團(tuán)則在2020年底宣布2021年其首個(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；安波福在2021年初宣布推出下一代L1至L3 ADAS平臺(tái)，并表示在傳感器套件中，采用了毫米波雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)的融合感知方案，其中就包含了首款4D毫米波雷達(dá)。采埃孚2021年宣布從上汽集團(tuán)獲得長(zhǎng)距離成像雷達(dá)技術(shù)的生產(chǎn)訂單，2022年正式供貨。博世2021年在中國(guó)市場(chǎng)首次對(duì)外亮相第五代雷達(dá)至尊版，即4D成像雷達(dá)。
采埃孚4D毫米波雷達(dá)應(yīng)用場(chǎng)景圖（圖片來(lái)源：采埃孚）
國(guó)內(nèi)，不少企業(yè)也開(kāi)始發(fā)力，如華為于2020年北京車展上展示了4D毫米波雷達(dá)；華域汽車于2021年表示已完成4D成像毫米波雷達(dá)產(chǎn)品的自主研發(fā),計(jì)劃于當(dāng)年第四季度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。此外，還有不少新玩家涌入布局，如Mobileye在2022年CES展上推出了全套的傳感器，當(dāng)中就包括4D毫米波圖像雷達(dá)；安智杰則于不久前發(fā)布了4D毫米波成像雷達(dá)；蘇州毫米波在投資者互動(dòng)中表示，4D點(diǎn)云成像雷達(dá)正在按計(jì)劃研發(fā)調(diào)試中；楚航科技、納瓦電子、森思泰克、木?？萍?、幾何伙伴、珠海上富電技等也在布局，但具體的量產(chǎn)時(shí)間尚未公布。
安智杰4D毫米波雷達(dá)（圖片來(lái)源：安智杰）
另外，還有一個(gè)新的玩家值得一提，那就是傲酷（Oculii），據(jù)了解該司的4D毫米波雷達(dá)解決方案已應(yīng)用在與長(zhǎng)城汽車聯(lián)合打造的無(wú)人物流車上，同時(shí)還定點(diǎn)多家OEM的量產(chǎn)項(xiàng)目，在行業(yè)內(nèi)擁有一定影響力。2021年，傲酷被安霸所收購(gòu)。
傲酷與長(zhǎng)城汽車聯(lián)合打造的無(wú)人物流車搭載了5個(gè)4D成像雷達(dá)（圖片來(lái)源：傲酷）
從目前來(lái)看，4D毫米波雷達(dá)已進(jìn)入小規(guī)模量產(chǎn)導(dǎo)入階段，前期依然是外資科技巨頭占據(jù)主導(dǎo)，不過(guò)我們看到，國(guó)內(nèi)企業(yè)行動(dòng)亦較為快速，未來(lái)可期。各大廠商軍備競(jìng)賽背后，一定會(huì)是4D成像雷達(dá)的技術(shù)愈發(fā)成熟，搭載率向上攀升。據(jù)中金公司預(yù)計(jì)，至2025年中國(guó)車載4D成像雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模在悲觀、中性、樂(lè)觀情況下有望分別達(dá)到1.9、3.6、5.4億美元，2022E-25E CAGR分別達(dá)到34%、64%、88%。
未來(lái)可期，但仍需強(qiáng)化“內(nèi)功”
4D毫米波雷達(dá)作為車規(guī)級(jí)安全件，開(kāi)發(fā)周期非常長(zhǎng)，要有足夠的時(shí)間來(lái)完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試驗(yàn)證等環(huán)節(jié)。通常來(lái)講，開(kāi)發(fā)一款雷達(dá)要5年的時(shí)間，如果是走定制芯片的路線，可能會(huì)更長(zhǎng)。因此，要真正做到4D高清成像且實(shí)現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)并不是易事。
傲酷CMO&亞太區(qū)總裁郄建軍曾指出，要做到4D高清成像必須要解決以下幾個(gè)問(wèn)題：一是要有高度這一維度的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)立體成像；二是要能夠分辨開(kāi)來(lái)距離的很近的車、人等，要求的角分辨率很高，要實(shí)現(xiàn)1度及以下角分辨率（目前4D毫米波雷的水平角分辨率多為1°）；三是較強(qiáng)的抗干擾性，尤其抗多徑干擾的能力，保證成像清晰不受影響；四是要跟蹤分類，通過(guò)雷達(dá)直接對(duì)大小車型、行人等進(jìn)行分類。
據(jù)介紹，在一般的4D雷達(dá)成像方案中，主要是依靠增加芯片、天線等硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。如Arbe、Vayaar、Unhder等采用的方案就是將多發(fā)多收天線集中在一個(gè)芯片中，通過(guò)專門的4D毫米波雷達(dá)芯片實(shí)現(xiàn)同樣的功能。但由于這種方案天線太多，互相之間會(huì)干擾，噪聲很大，做成的4D成像雷達(dá)探測(cè)距離往往都不會(huì)很遠(yuǎn)，干擾難以去除，且角分辨率到了一定程度有天花板。
還有部分公司采用基于77GHz/79GHz標(biāo)準(zhǔn)雷達(dá)芯片的多級(jí)聯(lián)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而提升功率和角分辨率。但這種方案的弊端是雷達(dá)的尺寸大，不利于裝車，功耗特別大，散熱很難。另外由于這些方案往往需要采用更多的芯片硬件，成本也會(huì)成倍增加。
因此，對(duì)于4D毫米波雷達(dá)而言，商業(yè)化正當(dāng)時(shí)，但挑戰(zhàn)依然不小，仍然需要強(qiáng)化內(nèi)功。
（轉(zhuǎn)載）
