來源：ST社區(qū)

眾所周知，無論是攝像頭還是激光雷達，目前的量產技術仍然是受限于天氣條件。這也促進了業(yè)內在過去幾年關于多 傳感器 融合的趨勢判斷。

以激光雷達為例，此前《高工智能汽車》從多家試用過目前市面上主流激光雷達產品得到的反饋，在非理想天氣條件下，激光雷達廠家所給出的測距范圍“大幅縮水”。

近年來，全球在毫米波雷達領域的初創(chuàng)公司都在嘗試向高分辨率的成像雷達技術方向拓展。他們希望能夠基于毫米波雷達不受天氣和光線影響的獨特優(yōu)勢，如何最大程度改善傳統(tǒng)雷達分辨率低的缺點。

目前，毫米波雷達主要用于以下幾大場景：

前雷達是前向主動安全功能的最關鍵零部件，也是目前很多法規(guī)強制性的要求。對于前向碰撞檢測、報警、緩解和緊急制動作用明顯，尤其是在惡劣的照明和惡劣的天氣條件下。

角和側雷達通過監(jiān)視沿側面移動的車輛或障礙物威脅。它們用于盲點監(jiān)測，車道變換輔助和車道偏離警告。

后雷達：對于可能的后方及側后方追尾和交叉路口的交通警示，并可以協助自動泊車功能。

4D（3D空間+速度）成像毫米波雷達，被認為是趨勢之一，將分辨率提升至接近激光雷達的水平，既解決對小物體的識別，以及移動、靜止物體的跟蹤，同時，毫米波雷達的穿透力（超視距能力）是對激光雷達的缺陷彌補。

同時，4D雷達相比傳統(tǒng)雷達可以做到垂直方向的探測，并直接實時給出物體的移動速度，而激光雷達則需要間接計算得出。

以目前三種傳感器的測距范圍來看，毫米波雷達仍然具備優(yōu)勢，這也使得在多傳感器融合的狀況下，其成為最早發(fā)現前方障礙物的傳感器。

此外，現有的24GHz，77GHz毫米波雷達仍然存在不少缺陷，比如必須在較窄的視場角提供中遠距的中低分辨率，或者寬視場角的低分辨率之間選擇。這也使得下一代雷達的突破已經成為剛需。

1度角分辨率、300米測距以及帶有俯仰角的垂直檢測，是目前 自動駕駛 向L3、L4級落地對毫米波雷達提出的需求。

同時，高分辨率甚至可以在部分場合替代目前激光雷達創(chuàng)建詳細道路數據的功能，并同樣提供汽車周圍障礙物大小（甚至做簡單的物體分類），位置及速度數據。

而垂直高度的檢測，可以識別道路的限高和前方的大型靜止物體。4D毫米波雷達多了一個高度維度，能探測物體的3D坐標數據，和視頻及激光一樣，數據融合非常容易，融合精度也非常高。

另外，沿路空中的物體，如天橋、紅綠燈、路牌等都在高處，傳統(tǒng)毫米波雷達沒法探測出來。

而有了4D雷達后就很容易做到。4D雷達比普通毫米波雷達多了縱向天線及處理器，可以檢測不同高度，不同水平面上的運動和靜止物體。

而相比激光雷達的大數據量，4D毫米波雷達也可以降低對車載計算單元帶來的大數據量處理瓶頸，而且是基于低功耗的前提。

當然，成本是目前限制多傳感器融合的主要原因之一。4D毫米波雷達甚至可以做到目前普通77GHz雷達的成本，這為自動駕駛方案商及汽車制造商提供了更多的可選項。

目前，全球在4D毫米波雷達研發(fā)上，有包括傲酷雷達（Oculii）、Arbe Robo ti cs、HENSOLDT、S te r adi an Semi、ARI、Metawave等多家廠商正在突圍。

傲酷雷達（Oculii）在全球首創(chuàng)了車載4D（X,Y,Z和速度）高清點云成像毫米波雷達，采用了世界首創(chuàng)的虛擬MIMO方式，用類似激光點云的成像方式，同時對距離250米內的移動和靜止目標點云高清成像。

由于每點帶有高度和速度信息，行人車輛及路沿隔離帶一目了然，特別適用于最有挑戰(zhàn)的城市人車混雜的場景。

目前這款雷達已達每秒5萬點，成像效果可與低線束激光雷達媲美。下一步隨著點云的密度增加，可以達到高線束激光雷達的效果。

此外，傲酷推出的77/79G 4D高清點云成像毫米波雷達目前已經開始小規(guī)模量產，接下來準備在國內進行大規(guī)模車規(guī)級量產。

由于采用了TI的CMOS解決方案，其4D點云雷達可以做到名片大小。長距雷達測距范圍能達到250米，角度分辨率小于1度。未來，角分辨率可進一步提升至0.1度。

目前最難的是毫米波雷達如何提升角分辨率。

理論上來說，增加角分辨率的直接做法就是增加天線數量，軍用雷達動輒上百個天線，使得其角分辨率很高。但車載雷達體積尺寸受限，不能簡單靠加天線去做這件事。

傲酷采用了虛擬MIMO的方式，在不增加物理天線數量的情況下，用幾根天線模擬出上百根天線的效果，克服了多年來傳統(tǒng)毫米波雷達存在的角分辨率不高不能成像的瓶頸，讓毫米波雷達替代低線束激光雷達成為可能。

同時，在與視覺融合方面，4D毫米波雷達具備天然優(yōu)勢。

點云毫米波雷達就可以把攝像頭的短板很好地補上，對周邊復雜環(huán)境可以3D實時建模，對行人車輛的精準距離和速度監(jiān)測。

攝像頭在大雨、黑天、逆光下的性能下降，也可以被點云毫米波補上。這樣攝像頭+點云毫米波成為L3功能的最佳傳感器組合。

審核編輯黃宇