恩智浦:借势明道 单芯片4D毫米波雷达加速“上车”

2023-06-28

特斯拉之后,蔚来将用上4D雷达,也用来完善占用网络?

4颗英伟达Orin带来1016Tops算力、图达通猎圆桥鹰激光雷达、33个各种传感器加持,蔚来NT2.0下的ET5、ET7、ES6、ES7、ES8车型,全都标配这些辅助驾驶硬件,但蔚来可能觉得这些还不够。

蔚来近期宣布与恩智浦展开合作,将采用恩智浦的4D成像雷达技术,有这一技术的蔚来车型可能会在2024年量产交付,蔚来在智能驾驶硬件方面一向卷得很凶,而且硬件的基础性能也会要求比较高,这个恩智浦的4D毫米波雷达到底能给蔚来的智能驾驶提升些什么呢?

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4D雷达主要用来完善蔚来的占用网络?

雷达这种硬件,相信大家都不陌生,雷达主要的作用就是测距、像最普通的超声波雷达,也就是倒车雷达,可以探测一些近距离的事物,有辅助驾驶加持的车型,几乎都会用到的毫米波雷达,则可以探测中远距离的物体距离,而激光雷达可以形成3D的感知,点云密集的激光雷达已经具备了一定成像能力。

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而4D成像雷达是一种基于超声波和激光雷达技术的新型传感器技术。相比于传统的3D效果雷达,4D雷达可以实现更高的分辨率和更广的覆盖范围。它可以在三维空间内实时生成物体的位置、速度和运动轨迹等信息,同时还能够感知周围环境的温度、湿度、压力等物理参数。

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4D成像雷达也是毫米波雷达中的一种,而普通的毫米波雷达最大的弱点就在于对于静态物体的识别,因为普通的毫米波雷达感知不到高度,它会侦测到非常多的物体,需要进行静态杂波过滤,可在这过滤的过程中,可能会把本不该过滤掉的危险目标过滤掉,造成风险情况。而4D成像雷达可能更全方位地识别物体,高分辨率点云增强了环境映射和场景理解,能够在测量物体速度的同时检测和分类超出人眼视线范围的物体,几乎不受天气或光照条件的影响。

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而对于蔚来车型来说,增加的4D成像雷达可以进一步增加感知冗余,特别是对于静态物体的识别优化方面,以及对于自身占用网络技术的进一步优化,特斯拉靠纯视觉做出了占用网络,通过8颗摄像头把2D视角变为3D图像,而蔚来不但利用了全车的外部摄像头,同时还使用了激光雷达这一本身就能产生3D感知的硬件,如果在加入4D成像雷达的数据后,系统应该能够对于物体移动的预测会更加细致全面。

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成本低,性能强,为何很少有人用?

不但感知的范围更广,效果更好,而且4D成像雷达今后的成本价格也会低于绝大多数的激光雷达,目前量产的比较少,价格还没有太大优势,这好像是4D成像雷达目前唯一的局限性了,但是对于喜欢尝鲜的新势力们,这应该不是什橘或猛么问题啊,为什么目前使用4D成像雷达的车型非常稀少呢?

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随着毫米波雷达系统总的通道数的增多,目前大部分的处理器无法满足毫米波雷达系统大吞吐量数据的需求,因此目前非常需要设计符合大阵列大吞吐量的雷达专用处理器芯片,现在几乎只有恩智浦这些厂家能够设计相关的雷达专用处理器模块。

而且随着车辆使用毫米波雷达系统的增多,不少车型都有5个毫米波雷达,雷达波和雷达波之间的干扰日益严重,相同的中心频率内使用线性调频信号,很容易产生相互之间的干扰,如何避免这类相互间的干扰,也是亟待解决的问题,一些企业使用多个频率跳动的窄带信号合成宽带信号,来规避雷达之间的相互干扰,但这类方案目前还不能落地。

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所以在这种情况下,目前已经有了成熟4D成像雷达解决方案的企业,会变得非常吃香,车企可能需要从供应商手中去采购完整的方案,特别是这个解码处理器,因为4D雷达的感知范围非常广,数据层次很多,这个我们上文提到过,但这部分很有可能供应商会给黑盒方案,因为现在有完整4D成像雷达技术的,除了恩智浦已经量产以外,剩下应该就是采埃孚和Arbe了,目前这个领域有成熟技术的企业真的不多。

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而这一部分如果真的团睁是黑盒方案,那么可能会影响辅助驾驶的自研进程,蔚小理们在辅助驾驶的全栈自研方面都是下足了功夫,如果其中有一个难以打通的部分,就比较难办了,不过蔚来应该已经找到了比较完善的合作方案。

特斯拉抛来橄榄枝,4D成像雷达会取代激光雷达?

虽然目前真正使用4D毫米波雷达的车型并不多,但是已经有很多大车企都抛来了橄榄枝,其中甚至还有在穿视觉带路上不知准备走向何方的特斯拉,我们之前解析的特斯拉FSD Beta版本,都是基于HW3.0硬件,也就是2颗FSD芯片+8颗摄像头的组合,对于新款Model S/X上使用的HW4.0,特斯拉目前还没有为它们开通任何的辅助驾驶功能。而这个HW4.0,其中正是有着4D成像雷达的接口和组件。

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连马斯克都对4D成像雷达有兴趣,确实可以证明这款硬件确实是有前景的,特斯拉采用的4D毫米波雷达应该是以色列Arbe公司提供的PhoeniX雷达,而且特斯拉还对Arbe的技术方案进行了改良,而特斯拉采用的方案,一般都会非常考虑成本问题,既然在省钱拿掉其他雷达传感器后,又加入这么一款雷达,肯定也是经过了充分考虑的。

4D成像雷达在现阶段虽然还有一定的成本问题,但是长期来看,它的成本必然会低于绝大多数的激光雷达传感器,而且将近300米的有效感知距离,几乎可以打败所有车规级的激光雷达,最重要的是它已经有了一定的成像能力,能感知还能通过角速度等数据,预测物体移动轨迹,激光雷达能做到了,它几乎全都能做到,而且成本还能更低,对于辅助驾驶已经过了卷硬件阶段的当下,成本低,更实用的硬件必然会更受追捧。

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现在的几乎所有辅助驾驶,都是视觉感知占到了最主要的比重,而其他传感器是用来增加冗余的,而我们从特斯拉的占用网络那里看到,即便是纯视觉感知,在借助占用网络技术后直接生成3D空间,用立方体标注有物体的地方,就可以让系统在不用完全认清物体的同时,就已经能够避障了,而使用上成像雷达之后,甚至还可以把视觉转化那一步也省去,直接以空间占用的方式呈现外部世界,甚至视觉都可以作为辅助性的感知硬件,没必要再去卷摄像头的性能或者个数。

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总结

随着4D成像雷达的逐渐上车,估计也会有越来越多的车企看到这项技术的优势,随着成本的进一步下探,运用的车型也会越来越多,激光雷达可能也会像高精地图一样慢慢淡出人们的视野中。虽然目前4D雷达存在一些问题和挑战,但是随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展,其未来的发展前景依然非常广阔。

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汽车级毫米波雷达多用什么处理芯片

主要包括射频收发芯片和基带处理芯片;射频芯片比如英飞凌、恩智浦(已被高通收购)的,国产的还有厦门意行半导体的24GHz射频收发芯片,基带处理芯片有用TI、意法半导体、恩智浦等。此权威答案来自湖南纳雷科技,呵呵

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