「分辨率比拼」还不够，4D成像雷达进入“软”竞争时代

伴随着L2及L2+ADAS搭载率的快速提升，4D成像雷达的市场热度持续高涨。

一方面，面向L2+及以上智能驾驶系统的感知需求，传统毫米波雷达已经力不从心。比如传统雷达的角度分辨率可能做到5°，但4D成像雷达却可以提升至1°、0.5°甚至更高。为此，近几年，包括博世、大陆集团等传统雷达厂商，以及为升科（CubTEK）等国内一大批厂商都在推动4D成像雷达的技术落地。在8月30日举办的2022年度（第四届）高工智能汽车市场峰会上，多家企业高层都针对4D成像雷达展开了激烈的讨论。他们一致认为，4D成像雷达可以完美替代传统低分辨率前向雷达，并且成为了高阶自动驾驶系统不可或缺的传感器之一。在某些应用场景下，4D成像雷达的绝大部分指标甚至可以媲美800万像素摄像头。在高工智能汽车研究院看来，伴随着4D毫米波雷达的陆续量产上车，2023年将是4D毫米波雷达进入规模化前装量产的大年。另一方面，智能驾驶感知技术的升级大战已经全面启动，多传感器前融合将是未来的大势所趋。在这其中，4D成像雷达可以实现多传感器的前融合和点云融合，从而降低漏检率、误报率等。比如在今年上市的上汽飞凡R7当中，就采用了激光雷达+4D成像雷达等组成的像素级点云融合方案。伴随而来的还有，4D成像雷达的市场竞争已经全面升级。此前，各大Tier1主要是通过增加收发天线等硬件设计来提升4D成像雷达的技术指标，但如今已经全面转向以软件算法为核心的竞争。对此，为升科（CubTEK）CTO蔡青翰直言，4D成像雷达竞争的核心已经转向软件算法部分。“谁能够更好地解决自动驾驶不同场景下的Corner Case，谁就有机会赢得最终的胜利。”

为升科（CubTEK）CTO蔡青翰

毫米波雷达进入4D时代根据高工智能汽车研究员监测数据显示，今年1-6月中国市场（不含进出口）乘用车搭载前向ADAS（L0-L2）上险量为416.69万辆（搭载率46.84%），同比上年同期增长11.01%。其中，L2级ADAS搭载占比（L0-L2）已经超过50%。伴随着智能驾驶不断往高阶自动驾驶迈进，行业对于全天候适配且更高性价比的感知方案需求日益高涨，这些都在加速传统车载毫米波雷达的技术升级。蔡青翰表示，4D成像雷达能够计算出被测目标的距离、速度、水平角、俯仰角等信息，并且捕捉目标的空间坐标和速度等信息，未来的市场潜力无限。与此同时，蔡青翰从高分辨率高度检测、高分辨率方位检测、对象分类等方面，深度阐述了4D成像雷达的必要性。比如在ACC（自适应巡航）场景中，如果要准确区分300米处两辆距离较近的车，水平角分辨率需要达到1°以下，传统雷达根本无法区分两辆距离较近的汽车。

而从高分辨率高度检测的角度来看，如果要在150m处区分静止物和立交桥所需的俯仰角分辨率约为2°，常规雷达无法探测到清晰的出口路径。现阶段，在保证摄像头高像素的背景下，市场上的多传感器融合的感知方案主要有两种选择：一种是基于视觉+4D成像雷达的融合，4D雷达可以帮助智能驾驶系统更准确地进行物体分类，从而提供足够的系统冗余；另一种则是4D成像雷达与激光雷达的融合。蔡青翰表示，在天气恶劣的环境下，激光雷达的性能会显著下降，比如在大雨环境中，激光雷达在0.1公里的可视范围内会出现故障，但4D雷达在雨天依然能够保持300m的探测距离。在未来，伴随着4D毫米波雷达的逐渐量产，其功能将覆盖行车和泊车两个过去被独立的场景。市场竞争全面升级4D成像雷达技术发展至今，各大厂商已经不再仅限于通过增加收发天线的方式来提高分辨率，而是试图通过数据处理及深度学习的方式来真正提高雷达的性能。“4D成像雷达的数据处理远比摄像头复杂多了，除了提供目标的位置之外，还可以提供距离、速度等信息，这些都需要采用复杂、专有的算法以及专用的SoC。”蔡青翰表示，为此，4D成像雷达竞争的核心已经由硬件专为软件算法部分。以为升科（CubTEK）与恩智浦合作开发的4D成像雷达为例，该4D成像雷达基于恩智浦性能卓越的雷达平台——S32R45雷达处理器及TEF82xx收发器相结合的解决方案打造而成，通过应用全新的信号处理算法等，能够提供类似图像的感知能力以及小于1°的角分辨率，检测距离大于300m。

具体来看，由于采用了恩智浦的创新架构等原因，为升科（CubTEK）与恩智浦合作开发的4D成像雷达采用了192（12T16R）虚拟信道的混合MIMO技术，并且可以同时提供短距、中距、长距三合一的并发多模雷达感知，实现对汽车周围宽广视场的同时感知。“借助恩智浦的平台，我们得以开发一些比较新颖的算法技术，比如先进的大规模MIMO算法、基于人工智能的目标分类算法、高性能抗干扰算法以及超分辨率、鲁棒性的寻角算法。”蔡青翰补充表示，这些都是为升科（CubTEK）4D成像雷达的核心竞争优势。为升科（CubTEK）的毫米波雷达已经在国内前五大商用车厂实现前装量产，是商用车毫米波雷达前装量产规模Top1企业。目前，在乘用车领域，为升科（CubTEK）也已经拿下了多家企业的量产订单，涉及舱内感知雷达、角雷达、前向雷达，并且已经陆续量产交付。接下来，为升科（CubTEK）将继续迭代和创新4D成像雷达的信号处理算法、AI辨别算法等，全面提升4D成像雷达的性能，发力高阶自动驾驶市场。

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