交流群 |?進(jìn)交流群請(qǐng)掃描文末二維碼，或添加智子實(shí)驗(yàn)室小助手微信sophonlab001，請(qǐng)備注進(jìn)群?+ 真實(shí)姓名 + 公司 +?職位

今年，價(jià)格和成本一直是汽車圈關(guān)注的焦點(diǎn)。?超過(guò)30家車企下調(diào)汽車終端售價(jià)，使得汽車價(jià)格戰(zhàn)更為激烈。這說(shuō)明智能汽車的平價(jià)化已成為不可避免的趨勢(shì)。

曾經(jīng)公開宣稱“拿掉毫米波雷達(dá)”的馬斯克曾卻在新款特斯拉 HW4.0 上“秘密”地配備了4D毫米波雷達(dá)。也陸續(xù)有其他新車型上配備了該硬件。那么，問(wèn)題來(lái)了，4D毫米波雷達(dá)到底是什么？它為什么能在這場(chǎng)價(jià)格戰(zhàn)中異軍突起呢？

本文將深入探討4D毫米波雷達(dá)的工作原理、優(yōu)勢(shì)和當(dāng)前落地現(xiàn)狀和市場(chǎng)前景。

01?

毫米波雷達(dá)介紹

1） 必要性

也許有人會(huì)疑惑，智能汽車中已經(jīng)裝備了那么多攝像頭，為什么還需要毫米波雷達(dá)呢？

這是因?yàn)椋谟暄?、濃霧或強(qiáng)照明等惡劣天氣或光線條件下，攝像頭無(wú)法捕捉清晰的圖像，而毫米波雷達(dá)利用波長(zhǎng)較長(zhǎng)的毫米級(jí)別的電磁波，可以穿透雨雪和濃霧，在惡劣的天氣中仍然能夠正常工作。

要知道，等級(jí)越高的智能駕駛，對(duì)于異構(gòu)傳感器的要求越高，因毫米波雷達(dá)和攝像頭的高互補(bǔ)性，這也使得很難將其拿掉。

2）?工作原理

毫米波雷達(dá)通過(guò)發(fā)射毫米級(jí)的電磁波，與周圍物體接觸后會(huì)發(fā)生反射，并通過(guò)接收和分析這些反射波的信息，精確計(jì)算物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在這個(gè)過(guò)程中，出現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象——多普勒效應(yīng)。當(dāng)物體與車載傳感器相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)，反射波的頻率會(huì)發(fā)生變化——當(dāng)物體靠近車輛的時(shí)候，頻率會(huì)增高；物體遠(yuǎn)離車輛的時(shí)候，頻率會(huì)降低。通過(guò)測(cè)量反射波的頻率差，我們可以得到目標(biāo)物的速度。

02?

4D毫米波雷達(dá)的優(yōu)劣勢(shì)

1）對(duì)比傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)

a. 可感知高度信息，“精準(zhǔn)識(shí)別靜態(tài)物體”。

傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)雖然能夠探測(cè)到靜態(tài)物體，但由于缺乏高度信息，往往會(huì)錯(cuò)誤地將井蓋、天橋誤判為識(shí)別為障礙物。出于安全考慮，算法處理時(shí)通常會(huì)將上述物體濾除，這也是為什么有許多人誤以為傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)只能識(shí)別運(yùn)動(dòng)物體，無(wú)法識(shí)別靜態(tài)物體。

4D毫米波雷達(dá)采用多通道天線陣列和相控陣技術(shù)，能夠在水平和垂直方向上實(shí)現(xiàn)更精確的探測(cè)和定位，通過(guò)增加高度信息，4D毫米波雷達(dá)成功解決了傳統(tǒng)雷達(dá)“無(wú)法識(shí)別靜態(tài)物體”的問(wèn)題。這一技術(shù)突破大大增強(qiáng)了毫米波雷達(dá)在智能駕駛中的作用，為智能駕駛帶來(lái)更高的安全性。

b.更高的角分辨率

相比傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)在識(shí)別多個(gè)目標(biāo)物體時(shí)的挑戰(zhàn)，4D毫米波雷達(dá)能夠提供更準(zhǔn)確的目標(biāo)分辨能力。傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的角分辨率一般只有3-4度，而4D毫米波的角分辨率可以達(dá)1度。這對(duì)于區(qū)分多個(gè)目標(biāo)時(shí)尤為重要，也因?yàn)槠鋸某叩慕欠直媛剩沟?D毫米波雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，具備和視覺和激光雷達(dá)點(diǎn)云進(jìn)行前融合的可能。

相比于傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)，4D毫米波雷達(dá)的性能進(jìn)行了全方位的提升。

2） 對(duì)比激光雷達(dá)

a.更低的價(jià)格

在感知環(huán)境的點(diǎn)云質(zhì)量與密度方面，4D毫米波雷達(dá)能夠與低線束激光雷達(dá)媲美，可以捕捉到上千個(gè)點(diǎn)云。盡管4D毫米波雷達(dá)性能無(wú)法與高線束激光雷達(dá)競(jìng)爭(zhēng)，但其價(jià)格具有明顯優(yōu)勢(shì)，特斯拉HW4.0搭載的4D毫米波傳感器價(jià)格為100美元，而當(dāng)前半固態(tài)激光雷達(dá)價(jià)格區(qū)間為3000-5000元。

b.性能上的優(yōu)勢(shì)

對(duì)比激光雷達(dá)，4D毫米波雷達(dá)除了在價(jià)格方面的優(yōu)勢(shì)外，在環(huán)境適應(yīng)性上也具有更好的表現(xiàn)。

4D毫米波雷達(dá)不受環(huán)境和光線的影響，可以彌補(bǔ)激光雷達(dá)在濃霧、雨天等惡劣天氣下性能損失的短板。

另外，4D毫米波雷達(dá)雖然測(cè)距精度不如激光雷達(dá)，但可以直接測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的速度，而激光雷達(dá)只能測(cè)距，需要對(duì)距離進(jìn)行差分才能得到速度。

此外，由于毫米波雷達(dá)的毫米級(jí)的波長(zhǎng)，在探測(cè)時(shí)容易繞過(guò)物體繼續(xù)傳播（繞射），所以毫米波雷達(dá)就像有了穿透能力一樣，能看到被遮擋的物體，這也是激光雷達(dá)所不具備的。

未來(lái)三五年，在感知方案中，4D毫米波雷達(dá)在測(cè)距精度上無(wú)法完全替代激光雷達(dá)，但在環(huán)境適應(yīng)性、測(cè)速能力和穿透性上具有明顯優(yōu)勢(shì)，且價(jià)格比激光雷達(dá)低得多。

3）技術(shù)難點(diǎn)

4D毫米波雷達(dá)當(dāng)前處于發(fā)展初期，無(wú)論是從硬件還是算法層面都存在較大的提升空間。雖然主流的多芯片級(jí)聯(lián)技術(shù)在制作工藝和成熟度方面都相對(duì)較高，但僅靠硬件堆疊存在物理瓶頸，因?yàn)闊o(wú)法通過(guò)無(wú)限級(jí)聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)感知性能的進(jìn)一步提升。因此產(chǎn)業(yè)內(nèi)普遍希望以更少的芯片、更低的成本實(shí)現(xiàn)更高的性能。

首先，目前多片級(jí)聯(lián)方案的4D毫米波雷達(dá)尺寸較大，給整車布置和安裝帶來(lái)一些問(wèn)題。其次，4D毫米波產(chǎn)生的點(diǎn)云數(shù)據(jù)量較大，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求也更高，傳統(tǒng)的CAN或CAN_FD接口無(wú)法滿足要求進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，只能以車載以太網(wǎng)進(jìn)行傳輸。

同時(shí)，在算法層面也存在一些技術(shù)難點(diǎn)。要想充分利用4D毫米波雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，如何視覺或激光雷達(dá)點(diǎn)云做前融合，這對(duì)于算法帶來(lái)不小的挑戰(zhàn)性。

隨著上述軟硬件問(wèn)題逐漸被解決，4D毫米波雷達(dá)將會(huì)在市場(chǎng)上獲得更廣泛的應(yīng)用。

03?

行業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀

1）前裝上車

4D毫米波雷達(dá)已經(jīng)出現(xiàn)在特斯拉最新硬件方案HW4.0中。

據(jù)公開資料整理，上汽非凡R7、吉利路斯特Eletre以及長(zhǎng)安深藍(lán)SL03均已搭載4D毫米波雷達(dá)。

2）?產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展趨勢(shì)

產(chǎn)業(yè)鏈主要分為三個(gè)環(huán)節(jié)。

上游為硬件芯片廠商，包括射頻MMIC芯片、PCB及處理芯片等。

中游則是負(fù)責(zé)集成的4D毫米波雷達(dá)供應(yīng)商。而下游則是主機(jī)廠。

目前，4D毫米波雷達(dá)正處于市場(chǎng)培育階段，已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的國(guó)外廠商有采埃孚，已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)或接近量產(chǎn)的國(guó)內(nèi)供應(yīng)商有福瑞泰克（傲酷提供軟件）、森斯泰克和楚航等。

與國(guó)外巨頭壟斷3D毫米波市場(chǎng)相比，在4D毫米波雷達(dá)市場(chǎng)上，雖然國(guó)外供應(yīng)商具在技術(shù)積累上仍有優(yōu)勢(shì)但差距已拉進(jìn)，且國(guó)內(nèi)廠商會(huì)憑借出色的性價(jià)比陸續(xù)贏得更多定點(diǎn)項(xiàng)目。

隨著量產(chǎn)進(jìn)展的加速和國(guó)內(nèi)廠商的崛起，這個(gè)市場(chǎng)有可能像激光雷達(dá)一樣成為國(guó)產(chǎn)廠商的天下。

04

總 結(jié)

4D毫米波雷達(dá)在性能表現(xiàn)上完全壓倒傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)。同時(shí)，由于其與攝像頭更好的異構(gòu)互補(bǔ)性（尤其在極端天氣下）以及直接測(cè)速能力，使得它成為未來(lái)智能駕駛必不可少的傳感器之一。4D毫米波雷達(dá)將憑借其超高的性價(jià)比開啟智能駕駛的新時(shí)代。

交流群 | 進(jìn)群請(qǐng)掃描上方二維碼，添加智子實(shí)驗(yàn)室小助手sophonlab001，請(qǐng)備注進(jìn)群 + 真實(shí)姓名 + 公司 + 職位