隨著高階自動(dòng)駕駛量產(chǎn)時(shí)代的逐步到來(lái)，如何在新架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的完美破局，將整體功能體驗(yàn)和性能提升到一個(gè)新高度是自動(dòng)駕駛研發(fā)人需要重點(diǎn)突破的問(wèn)題。

“感知”是自動(dòng)駕駛的核心功能，隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的提升，對(duì)于“感知”性能的要求也越來(lái)越高。其中，由于“4D成像雷達(dá)”在保留了普通雷達(dá)測(cè)距測(cè)速精度高、能夠全天候工作的優(yōu)點(diǎn)之外，還能夠極大的提升測(cè)角分辨率，增加高度信息的測(cè)量，越來(lái)越受到行業(yè)關(guān)注。
近期，就高階自動(dòng)駕駛系統(tǒng)集成及開(kāi)發(fā)的話題，我們與智能駕駛企業(yè)福瑞泰克從客戶需求、技術(shù)趨勢(shì)和市場(chǎng)應(yīng)用這幾個(gè)角度進(jìn)行了深入交流，以下為對(duì)談總結(jié)：

一

  客戶需要什么樣的雷達(dá)？

毫米波雷達(dá)在汽車(chē)上的應(yīng)用已經(jīng)超過(guò)了30年，到目前為止也是智能駕駛汽車(chē)的關(guān)鍵感知器件。
隨著雷達(dá)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，以及智能駕駛性能的逐漸提升，傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的劣勢(shì)也逐漸顯現(xiàn)，例如：缺乏測(cè)高能力、角度分辨率低、點(diǎn)云稀疏且忽略靜態(tài)物體，這些特征限制了毫米波在復(fù)雜場(chǎng)景下的應(yīng)用。

相比傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)，成像雷達(dá)采用了更多的發(fā)射接收通道，實(shí)現(xiàn)虛擬通道數(shù)幾何倍數(shù)增長(zhǎng)，更多的通道數(shù)參與俯仰、方位測(cè)角，使得測(cè)高能力、角分辨率精度、點(diǎn)云密度顯著提升，隨著感知性能全面提升，4D成像毫米波雷達(dá)將成為高階自動(dòng)駕駛的不可或缺一部分。

二

    4D成像雷達(dá)技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

成像雷達(dá)通過(guò)實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的檢測(cè)和跟蹤、更準(zhǔn)確的目標(biāo)分類(lèi)、更精確的建圖和定位提升自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在各類(lèi)復(fù)雜城區(qū)道路的可靠性與安全性。其次，成像雷達(dá)可以建立較精確的動(dòng)態(tài)可通行區(qū)域，能夠防止車(chē)輛的碰撞，剮蹭等安全事故，尤其是能夠有效感知到懸空目標(biāo)，如限高桿、龍門(mén)架等等。以下詳細(xì)介紹了成像雷達(dá)的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)技術(shù)指標(biāo)：

隨著汽車(chē)行業(yè)告別“功能機(jī)”走向“智能機(jī)”時(shí)代，面對(duì)日益復(fù)雜的交通場(chǎng)景，現(xiàn)階段域控制器將承擔(dān)起自動(dòng)駕駛系統(tǒng)“中央大腦”的平臺(tái)角色不斷發(fā)揮傳感器、芯片、軟件、算法等各自的優(yōu)勢(shì)。因此，域控制器對(duì)毫米波雷達(dá)的感知性能需求也提出了更高要求，而4D前雷達(dá)在角精度和角分辨率的優(yōu)勢(shì)也在復(fù)雜的場(chǎng)景中體現(xiàn)出來(lái)：
若域控制器需要自車(chē)前方200米處的目標(biāo)車(chē)輛行駛車(chē)道偏移位置信息進(jìn)行決策，傳統(tǒng)前雷達(dá)方位角精度約在0.3度，判斷此場(chǎng)景下目標(biāo)車(chē)輛車(chē)道會(huì)產(chǎn)生較大位置誤差，目標(biāo)車(chē)輛真實(shí)偏移情況無(wú)法準(zhǔn)確判斷；4D成像雷達(dá)方位角精度能達(dá)到0.1度，相比傳統(tǒng)前雷達(dá)方位提升3倍，可以將200米處更加精確車(chē)輛車(chē)道偏移信息輸出到域控制器。
若需要自車(chē)前方100米處并排行駛的大小兩個(gè)目標(biāo)車(chē)輛信息，傳統(tǒng)前雷達(dá)方位角分辨率約3度，會(huì)造成此場(chǎng)景下前方的大小車(chē)信息無(wú)法區(qū)分開(kāi)，誤將兩輛車(chē)識(shí)別成一個(gè)目標(biāo)；4D成像雷達(dá)方位角分辨率可達(dá)1度，相比傳統(tǒng)前雷達(dá)提升3倍，可將此場(chǎng)景下大小車(chē)輛區(qū)分成兩個(gè)目標(biāo)輸出給域控制器。
若域控制器需要車(chē)輛前方的靜止橫桿、井蓋、地面障礙物等信息進(jìn)行決策時(shí)，傳統(tǒng)前雷達(dá)俯仰角精度約1度，某些場(chǎng)景橫桿高度信息誤差較大，井蓋與地面障礙物高度信息誤差較大；而4D成像雷達(dá)俯仰角精度可達(dá)0.1度，相比傳統(tǒng)前雷達(dá)提升10倍，可將障礙物的精確高度信息輸出到域控制器。
若存在多個(gè)靜止障礙物或人的情況下，傳統(tǒng)前雷達(dá)無(wú)俯仰角分辨率，不能準(zhǔn)確將人、障礙物、橫桿區(qū)分開(kāi)來(lái)，而4D成像雷達(dá)將俯仰角分辨率可達(dá)1度，能夠區(qū)分出多個(gè)目標(biāo)特征，輸出給域控制器。
這種情況下，4D成像毫米波雷達(dá)的特性優(yōu)勢(shì)就能很好的發(fā)揮出來(lái)。普通雷達(dá)與4D成像雷達(dá)的技術(shù)參數(shù)橫向比較如下：

三

成像雷達(dá)應(yīng)用趨勢(shì)

前融合趨勢(shì)

• 現(xiàn)在的車(chē)身架構(gòu)正在走向集成式，感知融合和控制融合的發(fā)展方向。多傳感器融合的趨勢(shì)下，成像雷達(dá)和其它傳感器做前融合，起到1+1>2的作用

• 此外，成像雷達(dá)在L3以上的系統(tǒng)中可以提供冗余備份，因其受天氣影響小，自身探測(cè)更穩(wěn)定可靠

圖像級(jí)成像雷達(dá)

• 圖像級(jí)成像雷達(dá)首先是方位和俯仰分辨率都很高，達(dá)到1度以內(nèi)，例如0.5度甚至0.1度

• 圖像級(jí)成像雷達(dá)對(duì)同距同速下目標(biāo)個(gè)數(shù)容量很大

目標(biāo)分類(lèi)和識(shí)別

• 目標(biāo)輸出包含目標(biāo)的位置、速度、加速度、目標(biāo)屬性分類(lèi)等參數(shù)，目標(biāo)類(lèi)別包含：大卡車(chē)、小轎車(chē)、龍門(mén)架、護(hù)欄、兩輪車(chē)、行人、其他等屬性。點(diǎn)云以及目標(biāo)輸出在典型場(chǎng)景下不誤報(bào)不漏報(bào)，具備井蓋識(shí)別能力和道路間接縫的識(shí)別能力，但是要過(guò)濾掉。

前向雷達(dá)中國(guó)市場(chǎng)增長(zhǎng)非?？欤壳坝胁簧僮稍児驹o出預(yù)測(cè)，2023年中國(guó)市場(chǎng)會(huì)增長(zhǎng)到全球最大的前向雷達(dá)市場(chǎng)。福瑞泰克作為國(guó)內(nèi)全棧式智能駕駛解決方案及產(chǎn)品供應(yīng)商，面向客戶的業(yè)務(wù)需求，通過(guò)量產(chǎn)飛輪帶動(dòng)高階自動(dòng)駕駛平臺(tái)加速技術(shù)及產(chǎn)品創(chuàng)新，隨需而變提供極致靈活的解決方案，包括多傳感器組合、輔助及自動(dòng)駕駛域控制器及SOA軟件平臺(tái)產(chǎn)品等。據(jù)了解，福瑞泰克開(kāi)發(fā)的成像毫米波雷達(dá)水平角分辨率和俯仰角分辨率都小于1°，探測(cè)距離超過(guò)350米，速度分辨率小于0.1m/s。

毫米波雷達(dá)是一門(mén)多學(xué)科交叉的技術(shù)，福瑞泰克特別注重架構(gòu)上的創(chuàng)新，包括主芯片、波形設(shè)計(jì)、布陣設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)流和算法框架，獨(dú)創(chuàng)的波形和算法設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高性能的成像效果，同時(shí)極具成本優(yōu)勢(shì)。福瑞泰克第四代雷達(dá)產(chǎn)品，通過(guò)系統(tǒng)性地把設(shè)計(jì)射頻、天線、信號(hào)處理、數(shù)據(jù)處理融會(huì)貫通起來(lái)，輸出更豐富的狀態(tài)變量，使雷達(dá)的探測(cè)更穩(wěn)定，提升有效利用率，從而實(shí)現(xiàn)在相同的硬件和模塊上，整體性能更有競(jìng)爭(zhēng)力。