成本远低于激光雷达，高阶自动驾驶的新帮手来了？

在高水平自动驾驶方兴未艾之际，4D成像毫米波雷达正在迅速普及。

近日，作为整体自主驾驶解决方案供应商的上海几何伙伴智能驾驶有限公司（Shanghai Geometric Partner Intelligent Driving Co.，Ltd.）宣布完成新一轮战略融资。自成立以来，该公司选择使用4D成像毫米波雷达作为主要传感器，并结合其他传感系统开发L2~L4级自动驾驶解决方案。

事实上，针对4D成像毫米波雷达的公司远不止一家。在2022年的国际消费电子展上，恩智浦、TI、Mobileye等多家芯片企业推出或更新了自己的成像雷达解决方案，Arbe、Zadar Labs等毫米波雷达系统制造商也带来了自己的图像雷达产品。在国内厂商方面，大陆集团、安博福、华为等科技公司也推出了4D毫米波雷达类别，奥库、苏州毫米波、安智捷等一批新兴玩家也开始在该领域布局。

4D成像毫米波雷达为何能成为自动驾驶行业的“新宠”？与以前的感知雷达相比，它有什么优势？

弥补传统毫米波雷达的性能缺陷

4D成像毫米波雷达可以看作是以前毫米波雷达的升级版。

据了解，传统毫米波雷达发射锥形电磁波波束并检测回波，以确定车身和其他物体的相对距离、速度、角度和方向，然后将其移交给中央处理器进行决策。

图片来源：视觉中国（000681）

从探测范围来看，传统毫米波雷达只能探测距离、方位和速度三个维度。由于缺乏高度测量能力、低角度分辨率、稀疏的点云以及对静态物体的忽视，传统毫米波雷达在L3级以下的自动驾驶辅助系统中仍然可以接受，但对于更高阶的自动驾驶来说似乎不够。

4D成像毫米波雷达在原有距离、方位和速度的基础上，增加了目标高度维度的数据分析，可以实现距离“3D+速度”四个维度的信息感知。它可以有效地分析目标的轮廓、类别和行为，描绘出更逼真的环境图像。4D成像毫米波雷达依靠高度测量能力和点云图像，可以初步确定静止物体与车辆的位置关系，避免了对静止信号进行简单滤波所带来的安全隐患。

此外，4D成像毫米波雷达的价格从100美元到150美元不等，中短期的生产成本远低于激光雷达。奥库雷达亚太区总裁Xi表示：“为了将激光雷达的成本从几千元降至几百元，至少需要5年时间，所以4D成像毫米波雷达可以在一定程度上取代低波束激光雷达。”。

有一种观点认为，从性能和成本两方面考虑，4D成像毫米波雷达将在L3级自动驾驶和自动停车等场景中迅速占据重要地位，因为这些场景往往追求极端的成本效益，无法扩展到使用激光雷达。然而，它也需要激光雷达的一些优势，例如静态目标检测，这是4D成像毫米波雷达的优势。

中金公司认为，4D成像雷达对毫米波雷达性能的全面提升，有望使毫米波雷达成为ADAS系统的核心传感器之一，成为毫米波雷达未来发展的重要方向。预计到2025年，在悲观、中性和乐观的条件下，中国机载4D成像雷达的市场规模预计将分别达到1.9亿美元、3.6亿美元和5.4亿美元。2022年至2025年的复合年增长率可能分别为34%、64%和88%。

大规模生产还需要时间

尽管4D成像毫米波雷达的综合成本效益很高，但目前还没有真正能够大规模实施的产品。

4D成像毫米波雷达作为一种车载级安全部件，其开发周期非常长，需要足够的时间来完成系统设计、测试和验证。基因……

总的来说，开发雷达需要5年时间，如果我们走定制芯片的道路，可能需要更多的时间。”初航科技首席技术官张武功表示。

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同时，目前行业内还没有4D成像毫米波雷达的测试设备，也就是说，行业生态系统还不成熟。制造商经常使用传统的毫米波雷达测试设备来验证4D成像毫米波雷达产品的性能。然而，传统的测试设备分辨率较低，无法验证4D成像毫米波雷达的分辨率是否达到1度或以下，这对于雷达能够近距离分辨汽车和人等物体至关重要。

我们只能依靠上路，使用真相系统，并使用激光雷达进行比较。但是，如果产品存在一些基本性能问题，例如天线设计，我们将无法在实验室中检测到它们，无法进行前端测试，也无法形成完整的研发循环。“楚航科技首席执行官储永艳预测，为了实现标准化，能够量产的4D成像毫米波雷达产品预计还需要3-5年的时间。

此外，在技术层面，在复杂的电磁环境中，毫米波雷达接收到噪声等显著干扰。在追求精度的4D成像雷达中，如何处理噪声和潜在的虚警噪声也是4D成像雷达应用面临的挑战。随着使用毫米波雷达的车辆数量不断增加，毫米波雷达之间的相互干扰也会增加，抗干扰也将是后续4D成像雷达必须面对的问题。

今年，我们已经看到几家主机制造商准备推出4D成像毫米波雷达，就像几年前的激光雷达一样。一旦领先企业大规模应用，后面的公司将迅速跟进，”Xi表示。

但也有业内人士认为，4D毫米波雷达只是包括光学传感器在内的汽车自动驾驶传感器系统的一部分。未来，它可能会与激光雷达和摄像头相结合，以更低的成本促进驾驶安全，并有助于自动驾驶技术的商业化。

记者|李硕

编辑|程鹏、孙磊、王佳琦、易启江

校对|卢向勇

封面图片来源：视觉中国

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