隨著高階自動駕駛量產(chǎn)時代的逐步到來，如何在新架構(gòu)下實現(xiàn)系統(tǒng)功能的完美破局，將整體功能體驗和性能提升到一個新高度是自動駕駛研發(fā)人需要重點突破的問題。

“感知”是自動駕駛的核心功能，隨著自動駕駛等級的提升，對于“感知”性能的要求也越來越高。其中，由于“4D成像雷達”在保留了普通雷達測距測速精度高、能夠全天候工作的優(yōu)點之外，還能夠極大的提升測角分辨率，增加高度信息的測量，越來越受到行業(yè)關(guān)注。
近期，就高階自動駕駛系統(tǒng)集成及開發(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)趨勢和市場應(yīng)用這幾個角度進行了深入交流，以下為對談總結(jié)：

一

  客戶需要什么樣的雷達？

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

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

二

    4D成像雷達技術(shù)優(yōu)勢：

成像雷達通過實現(xiàn)更精細的檢測和跟蹤、更準確的目標分類、更精確的建圖和定位提升自動駕駛系統(tǒng)在各類復(fù)雜城區(qū)道路的可靠性與安全性。其次，成像雷達可以建立較精確的動態(tài)可通行區(qū)域，能夠防止車輛的碰撞，剮蹭等安全事故，尤其是能夠有效感知到懸空目標，如限高桿、龍門架等等。以下詳細介紹了成像雷達的各項優(yōu)勢技術(shù)指標：

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

三

成像雷達應(yīng)用趨勢

前融合趨勢

• 現(xiàn)在的車身架構(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下，成像雷達和其它傳感器做前融合，起到1+1>2的作用

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

圖像級成像雷達

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

• 圖像級成像雷達對同距同速下目標個數(shù)容量很大

目標分類和識別

• 目標輸出包含目標的位置、速度、加速度、目標屬性分類等參數(shù)，目標類別包含：大卡車、小轎車、龍門架、護欄、兩輪車、行人、其他等屬性。點云以及目標輸出在典型場景下不誤報不漏報，具備井蓋識別能力和道路間接縫的識別能力，但是要過濾掉。

前向雷達中國市場增長非常快，目前有不少咨詢公司曾給出預(yù)測，2023年中國市場會增長到全球最大的前向雷達市場。福瑞泰克作為國內(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，通過量產(chǎn)飛輪帶動高階自動駕駛平臺加速技術(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、輔助及自動駕駛域控制器及SOA軟件平臺產(chǎn)品等。據(jù)了解，福瑞泰克開發(fā)的成像毫米波雷達水平角分辨率和俯仰角分辨率都小于1°，探測距離超過350米，速度分辨率小于0.1m/s。

毫米波雷達是一門多學(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、布陣設(shè)計、數(shù)據(jù)流和算法框架，獨創(chuàng)的波形和算法設(shè)計，實現(xiàn)高性能的成像效果，同時極具成本優(yōu)勢。福瑞泰克第四代雷達產(chǎn)品，通過系統(tǒng)性地把設(shè)計射頻、天線、信號處理、數(shù)據(jù)處理融會貫通起來，輸出更豐富的狀態(tài)變量，使雷達的探測更穩(wěn)定，提升有效利用率，從而實現(xiàn)在相同的硬件和模塊上，整體性能更有競爭力。