進(jìn)入智能汽車(chē)大規(guī)模量產(chǎn)“元年”，各大車(chē)企都在全力升級(jí)自身的硬件配置，并進(jìn)行一系列復(fù)雜場(chǎng)景的路測(cè)數(shù)據(jù)積累，一場(chǎng)圍繞高階自動(dòng)駕駛的量產(chǎn)“排位賽”已經(jīng)拉開(kāi)帷幕。
隨之，作為核心傳感器之一的傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)也進(jìn)入了升級(jí)換代與突破創(chuàng)新的關(guān)鍵階段。可以看到，4D毫米波成像雷達(dá)現(xiàn)已成為主流的升級(jí)方向之一，全球范圍內(nèi)包括大陸、華為等公司已經(jīng)陸續(xù)宣布4D毫米波成像雷達(dá)的量產(chǎn)和合作項(xiàng)目計(jì)劃。
而作為全球毫米波雷達(dá)芯片的頭部供應(yīng)商，恩智浦也正在帶動(dòng)這一波4D毫米波成像雷達(dá)升級(jí)潮的加速。作為業(yè)界首款專用16nm成像雷達(dá)處理器，恩智浦宣布S32R45將于今年上半年首次用于客戶量產(chǎn)。
對(duì)國(guó)產(chǎn)供應(yīng)商來(lái)講，新的賽道已打開(kāi)，誰(shuí)能率先以優(yōu)質(zhì)性能量產(chǎn)占位，誰(shuí)就有機(jī)會(huì)拿到自動(dòng)駕駛新時(shí)代的入場(chǎng)券。
技術(shù)“大洗牌”
一方面，前裝搭載量仍處于快速增長(zhǎng)通道。高工智能汽車(chē)研究院監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2021年1-11月國(guó)內(nèi)上市新車(chē)（乘用車(chē)+合資/自主/獨(dú)資品牌）搭載前/角毫米波雷達(dá)上險(xiǎn)量為1186.91萬(wàn)顆，同比上年同期增長(zhǎng)44.55%。
另一方面，前裝市場(chǎng)供應(yīng)商份額正處于被突圍的前夜。從技術(shù)方案角度看，隨著雷達(dá)芯片方案商開(kāi)始新一波硬件技術(shù)的迭代升級(jí)，在下一代高分辨率、4D毫米波成像雷達(dá)賽道，新晉公司與傳統(tǒng)雷達(dá)巨頭第一次站在同一起跑線上。
為什么會(huì)出現(xiàn)新一輪的技術(shù)熱潮？
一直以來(lái)，多傳感融合都被視為ADAS以及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全冗余的關(guān)鍵手段。
其中，毫米波雷達(dá)擅長(zhǎng)測(cè)量距離、角度和速度，其全天候抗干擾的優(yōu)勢(shì)明顯，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性超過(guò)激光雷達(dá)等。
但與攝像頭和激光雷達(dá)相比，角度分辨率不足，對(duì)高度測(cè)量不精確，同時(shí)也存在無(wú)法高密度點(diǎn)云成像、有效解析目標(biāo)的輪廓與類別，檢測(cè)靜止目標(biāo)、較小目標(biāo)等性能問(wèn)題。在高階自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)中逐漸顯得“力不從心”。
而特斯拉考慮未來(lái)可能會(huì)“棄用”傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)，也正是因?yàn)楝F(xiàn)階段傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)與視覺(jué)能力性能的不匹配從而造成融合感知的置信度瓶頸。
但4D毫米波高精成像雷達(dá)的出現(xiàn)將徹底改變這一局面。
“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)?！奔{瓦電子CEO李建林表示。
同時(shí)，4D毫米波成像雷達(dá)也擁有對(duì)于靜止物體的高分辨能力。除了150°水平面外，也增加了對(duì)于垂直面45°的俯仰分辨能力，這樣雷達(dá)就能夠繪制目標(biāo)高度和物體的輪廓從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的成像。
獨(dú)家“殺招”
對(duì)于這個(gè)令人欣喜的技術(shù)，從2015年入局毫米波雷達(dá)至今，已積累豐富量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的納瓦電子當(dāng)然也早有準(zhǔn)備。
與其他友商相比，納瓦電子4D毫米波高精成像雷達(dá)除了虛擬通道增加、點(diǎn)云數(shù)據(jù)倍增、超高分辨率外還具有以下技術(shù)創(chuàng)新特點(diǎn)：
基于多年微波天線和算法的積累，納瓦電子推出的6級(jí)聯(lián)18T24R、432通道的4D毫米波高精成像雷達(dá)，大幅提升了目標(biāo)檢測(cè)的置信度和檢測(cè)范圍，同時(shí)進(jìn)化出與激光雷達(dá)一樣的高密度點(diǎn)云，可帶來(lái)豐富的感知增強(qiáng)應(yīng)用；
在識(shí)別較小的物體，對(duì)遮擋物體、靜止物體和橫向移動(dòng)障礙物的檢測(cè)，應(yīng)用更多復(fù)雜路況，提高系統(tǒng)融合后的安全性；
此外，該4D毫米波高精成像毫米波雷達(dá)采用全新設(shè)計(jì)的HBF(Hybrid Beamforming) 混合波束成形結(jié)合DML技術(shù)將一維角分辨率提高到≤1.5°度以內(nèi)，并顯著降低MIMO數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜度，降低運(yùn)算平臺(tái)成本。
為了應(yīng)對(duì)復(fù)雜的干擾環(huán)境，其采用復(fù)雜編碼調(diào)制的MIMO虛擬天線技術(shù)具有低干擾和更高的抗干擾能力；
與TD-MIMO相比大幅縮短了雷達(dá)收發(fā)的工作時(shí)間，降低對(duì)其他無(wú)線電設(shè)備的干擾可能性，尤其在Massive MIMO的4D毫米波成像雷達(dá)較常規(guī)TD-MIMO雷達(dá)上更具優(yōu)勢(shì)；
同時(shí)，采用獨(dú)創(chuàng)的稀疏重建算法結(jié)合對(duì)應(yīng)的天線陣列設(shè)計(jì)，顯著降低4D毫米波成像雷達(dá)的硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜度、數(shù)據(jù)量，同時(shí)大幅提升了成像質(zhì)量。
不過(guò)，在雷達(dá)界，不同門(mén)派各自的發(fā)家技術(shù)都有所差別，殺手锏當(dāng)然也各有側(cè)重。
這家公司推出的4D毫米波成像雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)360°的整車(chē)環(huán)繞成像效果，在業(yè)內(nèi)別無(wú)他例！
據(jù)了解，目前業(yè)內(nèi)產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)的FOV范圍基本只在120度至150度之間，而實(shí)現(xiàn)360度環(huán)繞覆蓋關(guān)鍵點(diǎn)在于如何處理角度重疊部分的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
“汽車(chē)周邊圍繞四顆雷達(dá)時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)的重疊。其中一顆覆蓋120度，那么四顆就是480度，這就會(huì)帶來(lái)很多控制策略上的干擾?！崩罱纸榻B。
另外，為了避免雷達(dá)在山地、沙漠、草原等不平整路面引發(fā)震動(dòng)與位移，納瓦又在現(xiàn)有4D的基礎(chǔ)上推出了六軸姿態(tài)成像雷達(dá)，確保雷達(dá)在各種坑洼崎嶇的路面上始終保持180°平行，精準(zhǔn)探測(cè)周邊的物體。
“自動(dòng)駕駛走入更高級(jí)別就要適應(yīng)更復(fù)雜的路況。而當(dāng)傳感器伴隨汽車(chē)位移時(shí)，不管是激光還是毫米波都會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而肉眼不可見(jiàn)的一點(diǎn)偏轉(zhuǎn)對(duì)于傳感器來(lái)講至少是10°以上的誤差，如果這種誤差解決不好，就會(huì)帶來(lái)一些虛假目標(biāo)。我們通過(guò)算法校正位置的偏差，使傳感器精準(zhǔn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的輸出”，李建林表示。
據(jù)了解，納瓦電子推出的4D毫米波成像雷達(dá)測(cè)距范圍可達(dá)320m，測(cè)距精度0.1m；方位面3dB波束寬度小于1.6°，方位角精度0.1°；俯仰面3dB波束寬度小于2.4°，俯仰角精度0.2°。
業(yè)內(nèi)人士評(píng)價(jià)，該款產(chǎn)品是業(yè)內(nèi)成熟度最高，最貼合中國(guó)市場(chǎng)的唯一一款可量產(chǎn)，可商用的4D毫米波成像雷達(dá)。
李建林表示，納瓦電子將于2022年推出360度4D毫米波成像雷達(dá)、六軸姿態(tài)成像雷達(dá)兩款高性價(jià)比雷達(dá)產(chǎn)品，助力智能駕駛在L2-L4的落地。
技術(shù)外的助力
目前，納瓦電子擁有車(chē)載毫米波雷達(dá)領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)100余項(xiàng)，也是中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CAAMTB 15-2020《車(chē)載毫米波雷達(dá)測(cè)試方法》主要起草單位。
李建林直言，“一款毫米波雷達(dá)的開(kāi)發(fā)需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行版本迭代4-5次，用時(shí)3-4年，如果沒(méi)有3-4年持續(xù)對(duì)一款產(chǎn)品持續(xù)迭代，并將大量時(shí)間沉淀在實(shí)驗(yàn)室、工廠、測(cè)試上，不可能將產(chǎn)品做好?！?BR> 為此，納瓦電子建有微波暗室，射頻實(shí)驗(yàn)室，一噸推力的震動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，全自動(dòng)雷達(dá)(End Of Line)檢測(cè)站，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的雷達(dá)測(cè)試。
其主要設(shè)備包括高精度轉(zhuǎn)臺(tái)和雷達(dá)目標(biāo)模擬器、工控機(jī)、高精度萬(wàn)用表、功率計(jì)、三角反射器等。主要測(cè)項(xiàng)為目標(biāo)模擬相關(guān)測(cè)向，包含雷達(dá)參數(shù)測(cè)量、系統(tǒng)靈敏度、雷達(dá)參數(shù)校準(zhǔn)、場(chǎng)景測(cè)試、chirp分析等。
據(jù)介紹，設(shè)備的機(jī)械臂可自動(dòng)上下料，實(shí)現(xiàn)77GHz 雷達(dá)全自動(dòng)化校準(zhǔn)，標(biāo)定與檢測(cè) 。同時(shí)將校準(zhǔn)檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳MES系統(tǒng)，數(shù)據(jù)記錄自動(dòng)保存服務(wù)器，無(wú)需人工干預(yù)。
此外，該公司還在上海嘉定建有業(yè)界少有的77GHz毫米波雷達(dá)全自動(dòng)化生產(chǎn)線，配有十萬(wàn)級(jí)無(wú)塵車(chē)間以及先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備、測(cè)試設(shè)備，產(chǎn)線已于2020年10月進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)。
目前，納瓦電子嚴(yán)格執(zhí)行IATF16949質(zhì)量管理體系指導(dǎo)方針，已于2021年5月獲得IATF16949/ISO9001:2015體系認(rèn)證，具備向汽車(chē)廠商百萬(wàn)級(jí)大規(guī)模供貨能力。
（轉(zhuǎn)載）
