“上汽、长城、华为等纷纷加持，4D成像雷达量产元年开启”

进入2021年，4d图像雷达突然站在了风口上。 首先，上汽宣布r汽车首款旗舰机型es33将采用4d成像雷达，随后华为在上海车展前发布了首款4d成像雷达。 在两家顶级企业高调的“带商品”之下，4d图像毫米波雷达的“热门”势头有超过激光雷达的趋势。

但是，自豪的雷达( oculii ) cmo&； 亚太地区总裁郄建军对这种变化并不意外。 在他看来，4d图像雷达突然“大炎上”的背景下，一方面是汽车制造商和华为这样具有独特话题性的公司在推进，另一方面，其实4d图像雷达正式商用的时机本身也已经成熟。

自豪的雷达( oculii ) cmo&； 亚太地区总裁郄建军

毫米波雷达进入4d成像时代

随着高度自动驾驶的高速化，对环境识别的诉求越来越高，现在相机和激光雷达都开始向具备更高分辨率的方向高速化。

例如车载摄像机，应用初期的分辨率主要为30万像素，但目前l2机型中大量应用了200万像素摄像机，部分高级自动驾驶机型使用的摄像机分辨率达到800万像素，将来会变成et7。 在激光雷达行业，为了实现更高的分辨率，相关公司也相继着手开发高线束激光雷达，并相继得到应用。 车载激光雷达的线束从16线直接发展到300线固体。

“在这样的背景下，毫米波雷达也必然要发生变化，不能很好地适应自动驾驶的迅速发展。 ”郄建军指出。 这里他说的“变化”是指朝着4d图像雷达前进。

与普通毫米波雷达相比，4d毫米波雷达除了以前传来的探测距离、方位和速度的三维新闻外，还出现了许多高度一维的新闻，因此，空的人行天桥、路标、地面减速带、金属井盖等目标轮廓。

以前，毫米波雷达的点云(左)和4d毫米波雷达的点云)右)传了过来。 图片来源:傲酷

不仅如此，在探测距离和点云密度上，4d图像雷达也有了很大的提高。 郄建军介绍，以前毫米波雷达fov120度传来时探测距离通常在200米以内，但4d图像雷达在相同视角用于前方探测时，探测距离可达500米，雨雪雾尘24小时探测距离不受影响。 然后，点云的每一点都有多普勒速度。 这些优势决定了与高清摄像机和激光雷达结合使用时，具有不可替代的独特特点，也可以在特定场景中代替激光雷达作为自动驾驶系统的主传感器使用。

例如，长城汽车与引以为豪的雷达合作制造的无人物流小车，不采用激光雷达，直接搭载5个( 1个主雷达+ 4个角雷达) 4d图像雷达，与周边的360°低速或静止行人、障碍物、小物体的 郄建军认为，随着adas和自动驾驶市场的快速发展，360度4d成像雷达配置将取代常规毫米波雷达1r+4r成为主流趋势。

长城无人物流推车，图片来源:骄傲酷

在这之前，以前传来的毫米波雷达由于抗干扰能力强、速度跟踪敏感、能够穿透雨雪尘埃、不受光强影响等优势，在adas行业占有重要地位。 但是，由于其立场分辨率低，难以检测横向和静止目标，在l3以上等级的自动驾驶系统中，存在明显的短板。

由于无法测量高度，因此无论地面检查井盖、空路标、立交桥等，毫米波雷达都默认为地面障碍物。 迄今为止，这些目标大多由系统直接过滤，因此不会因误判而发生事故。 但在实际应用中，不应遇到这种情况。 也就是说，如果地面实际出现障碍物，视觉系统没有检测到的情况下，容易发生事故。 特斯拉撞上此前发生的白色侧翻卡车的例子很典型。

“但是，升级到4d图像雷达后，该技术在l3以上的自动驾驶系统中有很大的潜力。 特别是在城市l3、avp、无人物流小车等的应用中，雷达特别对速度敏感，因此在人与车拥挤、摩托车乱穿、鬼影传感器等城市多而复杂的场景中非常实用，更重要的是比激光雷达这一技术价格更低 ”郄建军指出。 “此外，在车道协同场景中，通过与高清摄像机的融合，特别适用于大规模、复杂的十字路口和高速场景的24小时、各方面的监视和跟踪。 ”

根据叶建军的观点，今后不需要低光束激光雷达。 对于驾驶辅助系统来说，4d图像雷达+HD摄像头可以满足大部分应用场景，但对于l3+自动驾驶来说，高光束激光雷达+4d图像雷达将成为标配。

傲酷使用软件制作低价的4d图像形成方案

4d图像雷达直到今年才真正开始在汽车领域普及，其实这不是什么新技术，骄傲早在去年就开始了4d图像雷达的开发。 但是，为什么到了现在APP开始普及了呢？ 郄建军说，主要是因为角分辨率的大幅提高和高能力的测量很难实现技术。

在常规的4d雷达成像方案中，主要依赖于增加芯片、天线等硬件来实现，应用4d成像雷达专用芯片，或使用基于77ghz/79ghz标准雷达芯片的多级联方法来实现。

arbe、vayaar、unhder等使用的方案是将多发高产天线集成在一个芯片上，通过专用的4d毫米波雷达芯片实现同样的功能。 但是，该方案天线过多，相互干扰，噪声大，制作的4d图像雷达探测距离往往不远，干扰难以消除，角分辨率在一定程度上有天花板。 例如，vayaar专注于短距离场景，如座舱监控、手势识别等。

大陆集团的ars540毫米波雷达级联4枚nxp的77ghz毫米波雷达收发机，即MMIC(mr3003，各Mr3003发4收，4枚12发16收，最多实现192个虚拟通道。 美孚的premium 4d长距离成像雷达也级联了多个微波集成电路芯片，实现了192个通道。 据说华为级联了6个2发4收的对讲机，实现了12发24收。

“这样做的弊端是什么？ 成品非常大，很难与整车集成，功耗特别大，散热不太容易。 做前置雷达还可以，但不能安装采用转角雷达这么大的尺寸。 此外，这些方案往往需要使用越来越多的芯片硬件，因此价格也将翻一番。 ”郄建军这样说道。 更不用说通过积累硬件、改良硬件来提高产品性能的方法，其实是有天花板的。

“所以，傲慢地选择另一条路从软件下手，制作4d图像化方案。 ”郄建军认为，酷处理方案的几个关键点是，在不改变毫米波雷达原有硬件的情况下，通过软件算法将mimo天线进一步虚拟化为10-100倍的天线，大幅提高了角度分辨率和抗干扰能力， 随着摩尔定律呈指数级增长，自豪的自适应虚拟ai软件可以使4d图像雷达实现高角度分辨率和长探测距离，价格低廉。

傲慢的虚拟孔径成像技术的特点，图像来源:傲慢的酷

“这样，虽然我们宣传的产品比以前的雷达性能有了指数级的提高，但价格基本上在普通毫米波雷达的范围内。 而且体积也更小。 ”郄建军这样说道。 “所以理论上今后不存在普通的毫米波雷达，而是升级为4d图像雷达。 ”

值得一提的是，自豪的虚拟孔径成像软件平台模块化程度高，可以用于任何雷达硬件，提高雷达性能，提供从高级驾驶辅助系统到完全自动系统都可以扩展的感知处理方案。 因此，目前国内外已经有很多第1层在开发4d图像雷达方面进行了自豪和酷炫的合作。

其中，希拉从年初开始就与骄傲酷建立战术合作，骄傲酷地投资，基于后者的虚拟孔径成像技术共同推进了4d成像雷达的开发。 郄建军表示，两家企业合作开发的4d图像雷达将于2024年上市，目前相关合作项目已得到欧美顶级oem的认同。

大规模商用化即将实现

对于毫米波雷达来说，4d图像雷达带来的变化无疑是革命性的。 看到这些，不仅是自豪酷、海拉，无论是近年来大陆集团、英孚、华域这种以前流传下来的零部件公司，还是华为、arbe、uhnder、vayyar等新兴玩家，都在开发4d毫米波雷达。

其中大陆集团的首批4d毫米波雷达ars540经过几年的研发，明年可能量产。 该产品是基于sidensynq ultra scale MP SOC平台开发的，使用4芯片级联的方法，最大检测距离为300米，水平视角为±60度，可以准确分类交通工具、行人、基础设施等

美孚的premium 4d长距离成像雷达也接到汽车集团的订单，将于2022年正式交付给汽车。 第一辆应用车是r汽车es33。 研究表明，该雷达的分辨率是以前流传的汽车雷达的16倍，能够在350米的范围内进行全面的场景和物体检测。

华域的4d图像毫米波雷达最近也被曝光，预计今年第四季度将拥有量产能力。 据悉，该产品对车辆等物体的探测距离可达300米，行人探测距离可达150米以上。 “甚至180米外的罐子也能被雷达探测到。 ”相关人员明确了该产品的性能。 在这一过程中，中国域汽车的4d图像雷达没有服从国际制造商使用较为昂贵的fpga方案，而是依赖雷达专用mcu实现4d图像功能。

另外，越来越多的公司也开始承认4d成像雷达的巨大潜力，GM、长城汽车、松下、亚马逊、autox等国内外知名主机厂、tier1和自动驾驶企业纷纷开展了自豪和深度的合作，无人驾驶出租车、无人物流小车、道路合作、。

为此，自豪地计划了角雷达falcon、前方雷达eagle、raptor以及车道协同中路测量单元用的4d图像雷达4种产品。 其中，falcon使用的是单片方式，角分辨率为水平2°、纵向3-5°、检测距离为200米的eagle使用的是双芯片非级联方式，水平和纵向的角度分辨率均可实现1°以内，检测距离为500米

引以为豪的主要产品falcon角雷达，图片来源:引以为豪

“现阶段，falcon和eagle已经开始小规模供货，预计明年上半年大规模的车规将量产，但raptor计划在今年下半年推出a先生。 ”郄建军指出，这意味着最快今年4d成像雷达将正式迎来量产，进入规模化商用阶段。