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【芯智驾】市场需求与产业速度引爆4D雷达 长安上汽拉开量产大幕

来源:爱集微

#4D雷达#

#芯智驾#

09-17 07:25

智驾──集萃产学研企名家观点,全面剖析AI芯片、第三代半导体等在汽车“大变形”时代的机会与挑战

集微网报道 4D毫米波雷达的赛道已相当拥挤。继大陆集团率先发布全球首款可量产的4D成像雷达产品ARS 540后,目前国内外有数十家供应商展开布局,不仅包括博世、安波福、采埃孚等国际巨头,还有德赛西威、楚航科技、森思泰克、华域汽车、纵目科技等本土供应商。

伴随搭载森思泰克4D毫米波雷达的长安深蓝旗下全新轿车SL03近期开启交付,这一技术的量产大幕也逐渐拉开。本月27号,搭载采埃孚4D毫米波雷达的上汽飞凡R7也将正式上市,并于10月交付,预计明后年更加密集上车。

为何4D毫米波雷达变得如此火热?这一技术究竟有何优势?对于ADAS供应商以及整车厂,其有哪些意义?技术落地还面临何种挑战?未来将展开怎样的量产化道路?这些话题都是对该技术热下的“冷思考”。

高阶自动驾驶的又一选择

市场的需求及产业的速度迅速引爆4D毫米波雷达,让其能够从概念阶段走到聚光灯下。

现阶段,L2级辅助驾驶的渗透率已超过市场预期。以中国为例,在近期举办的第九届国际智能网联汽车技术年会上,工信部装备工业一司副司长郭守刚表示:“2021年,我国L2级辅助驾驶乘用车新车市场的渗透率达到23.5%,今年上半年更是提升到了30%。”全球范围内,因L3在技术、法规,以及权责认定等方面取得一些进展,业内对其重新燃起希望。

对于L2级辅助驾驶,传统毫米波雷达作为标配,不可或缺,通常与摄像头进行融合。但面向更高级别自动驾驶,传统产品的短板逐渐显现,不足以支撑L2++功能的开发,或许有人说直接用激光雷达,但从成本层面考虑,其则并不能支持大规模的量产,因此目前整个市场对于更好传感器的需求愈加强烈。

对此,安波福中国研发中心产品开发总监张磊公开称,之前对于L2,主要面对的感知对象是障碍物,对于环境是要忽略掉的。而在向L2++的过渡过程中,除了对目标的感知,还需要更多地去感知环境。因为在迈向L2++的过程中实际上是部分地解放驾驶员的双手很多驾驶责任逐渐向自动驾驶系统转移当前的雷达性能显然是不够的所以4D雷达是伴随高阶自动驾驶自然出现

4D毫米波雷达可以看作是传统毫米波雷达的升级,其在原先的距离维、速度维和角度维之外,再加一个垂直角度维。

楚航科技创始人兼CEO楚詠焱对集微网表示,相比3D雷达,4D雷达最大的进步倒不是增加了垂直方向的感知。因为在垂直方向,车跳不起来、也飞不起来,它只是在某些场景如上坡、下坡、高架、龙门可以覆盖一些conner case,但大部分场景下用不着。

业内更为关注的是分辨率的提升。传统的毫米波雷达方案是3发4收的通道,不足以做4D的方案,所以肯定会采用多通道方案,自然而然分辨率就会上升,他们是相辅相成的”楚詠焱说。

目前而言,多通道方案主要是通过芯片的级联来实现。在毫米波雷达芯片领域,恩智浦和英飞凌几乎垄断市场,但德州仪器(TI)另辟蹊径,力推4D成像毫米波雷达概念。TI在2020年发布并已量产的AWR2243,很多主机厂/tier 1已经开始做2片级联、4片级联的4D成像雷达,它保持了毫米波对测距测速的精准度,同时在角度分辨率方面也有了极大的提升,到1度甚至更低到0.1度,每秒产生5万个点云的一些新应用。在CES2022上,TI又发布了第二代单芯片方案——最新产品AWR2944,产品尺寸、分辨率和RF综合性能都有较大提升,可以用来实现更高性能的4D设计方案。无独有偶,恩智浦、瑞萨也在加速深度布局。

对此,业内人士指出,之前4D雷达一直没有办法大规模量产,一大主要原因就是成本,随着半导体工艺和整个芯片工业的发展,供应商不仅增强了产品性能,还可以提供可选的全套设计方案,成本却没有显著增加,这也让4D雷达规模落地时间越来越近。

合理化量产之路如何走

芯片方案的成熟确实降低了4D毫米雷达的技术门槛,但不可否认,发展4D毫米波雷达仍面临一些挑战。

业内人士指出,现在企业一般用4片芯片做级联,其问题在于,如果不做同步,它们发射的信号就不相干,自己管自己发射,相当于4个雷达自己看自己,形不成“相干”效应,进而无法达到增加孔径的效果。所以,必须在发射的时候,让这4片芯片互相之间同步,它们会生成一个同步的信号,这样才能达到相干的效果,但目前还存在困难。

楚詠焱强调:“最大的难点还在于,4片芯片级联之后,接受的信息量会增大很多,相应的要提高处理能力,这个处理能力是放在雷达前端,还是放在后端?现在后端很难处理这些信息,进而导致产品化的难度同时,业内部分用FPGA来做后端但这会导致系统成本过高,虽然比激光雷达便宜很多,但超出了整车厂对毫米波雷达的预期。此外,怎么去解决算力、成本、功耗等一系列挑战,这都需要供应商投入大量的研发。”

对于未来,4D毫米波雷达肯定是一个发展方向,因为它解决的问题正是毫米波雷达面临的难点,需要行业给予一定的关注和投入。目前,业内对于该技术的相关方案仍在持续探索中,技术路线并没有固定,还在持续演进。

楚詠焱指出,汽车行业本身对成本的敏感度很高,而且并不是供应商做一款产品让整车厂用,而是整车厂提出要求,供应商来帮助满足,这样才能做到最具性价比。

例如,大家都说要做4片级联,12发16收,要1°的小分辨率,但是要问整车厂和自动驾驶公司,到底是不是要1°的分辨率,1°跟2°的分辨率对其来说意味着什么?区别在什么地方?按照搭载的不同功能,是不是2°就已经够了。

所以,4D雷达的规模量产,最终要看整车厂定义下来L3的功能到底要多少的分辨率多一个4D雷达,就需要想清楚,究竟要做到什么样的分辨率,什么样的精度才算是够,这需要产业链上下游协作探讨,如何走出一条合理化的量产之路。

PK激光雷达谁才是主角?

现阶段,4D毫米波雷达尚处在发展初期。但业内争议不断,认为4D毫米波雷达具备甚至超越低线束激光雷达的潜力,自动驾驶不再需要成本高昂的激光雷达,完全可交由4D毫米波雷达来实现。

国内即将量产4D雷达的某公司高管对集微网表示:“对于ADAS,最首要的还是安全,所以迈向高级别自动驾驶的道路上,传感器的迭代升级会持续进行,不要谈谁能把谁替代,但因感知原理不一样,每种传感器各有优缺点,因此没有办法互相完全替代,组合起来才能相互互补。”

上述人士进一步指出,4D毫米波雷达的出现,一方面带来分辨率的提升,感知场景的能力更强如果成本做过来,更高的分辨率只会让系统更安全,且相对于激光雷达也有成本优势,实现一些功能下可以减少激光雷达的配置,倒不是替代。另一方面,对于ADAS供应商而言,一种创新技术的落地,其实增加了更多感知方案,可以灵活地满足不同级别、不同功能、不同车型的多元化需求。

楚詠焱也表示,不能说完全替代,在某些功能上,如果高端车用激光雷达,中端车可以用4D毫米波雷达。用哪种感知方案,其实要看整车厂对于辅助驾驶/自动驾驶功能的定义,比如高端车车型,它做HWP(高速公路领航驾驶),可以不惜成本用激光雷达,但是中端车型,就不能不惜成本堆硬件,需要考虑消费受众,这时就可以用一些毫米波雷达或升级版的4D毫米波雷达来补足它的一些短板,做到合理的性价比,即使有一些不完美,客户也能接受。但到完全自动驾驶L5,肯定都得搭载激光雷达,因为必须覆盖所有的场景。

国内一车规芯片公司CTO对集微网表示,在一段时间内,如果追求一个比较高可靠的自动驾驶平台,还是应该慎重去考虑要采用激光雷达。视觉肯定是最主要的感知方式,这点毋庸置疑,但是在当下的阶段,它本身所能够提供的安全性,通过激光雷达包括毫米波雷达的融合,能够得到进一步提升。

“但是再往下去发展,比如终极态是不是纯视觉可以搞定这件事情,我是偏乐观的,但是现在可能还没完全到那个时间点。再加上激光雷达本身的成本也在快速降低,使得它产业化、商业化也有了一定的前提条件。另外,现在真正可量产车规的固态激光雷达,它的感知效果相对于过去比较高成本的激光雷达,还存在比较明显的差距。当激光雷达从几万块钱降到几千块钱的时候,性能上还是有很大折损。”上述人士补充道。

写在最后

目前,各大传感器都在更新迭代中,且当下自动驾驶的演进路线也仍有争议,但对于4D毫米波雷达技术的创新,我们应该给予鼓励和关注,量产案例可以加速技术的成熟和变革,同时与其他传感器融合,有助于实现更多的方案和功能,满足终端对产品性价比的追求,加速高阶自动驾驶的落地。但我们也应看到,摆在4D毫米波雷达量产路上的难题还有很多,尚需产业链上下游企业共同推动。


(校对/张轶群)

责编: 张轶群

杜莎

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无畏红尘中打滚,有破有立

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