深入探討感知雷達(dá)技術(shù)的場(chǎng)景和優(yōu)勢(shì)

近期，4D毫米波雷達(dá)成為汽車行業(yè)和消費(fèi)者關(guān)注的重點(diǎn)，雷達(dá)市場(chǎng)迎來(lái)了高速增長(zhǎng)期。去年激光雷達(dá)在國(guó)內(nèi)迎來(lái)發(fā)展新機(jī)遇，但是海外車企在最新智能駕駛系統(tǒng)硬件平臺(tái)上卻將開(kāi)始設(shè)置并搭載4D毫米波雷達(dá)。這些車企曾是純視覺(jué)方案的堅(jiān)定支持者，如今轉(zhuǎn)而部署4D毫米波雷達(dá)，可謂是對(duì)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的更新迭代。 ?

作為一家海外市場(chǎng)雷達(dá)企業(yè)，Arbe專注于4D毫米波雷達(dá)研發(fā)，創(chuàng)新感知雷達(dá)技術(shù)，并將其應(yīng)用于駕駛輔助解決方案、自動(dòng)駕駛、物流、安全與安保等領(lǐng)域。Arbe開(kāi)發(fā)的360°環(huán)繞式感知雷達(dá)技術(shù)基于專用雷達(dá)芯片組解決方案，為自動(dòng)駕駛車輛提供了高級(jí)感知和真正的安全性。因Arbe雷達(dá)擁有大量的射頻通道，其精細(xì)程度是市場(chǎng)上其他雷達(dá)的100倍。

本文將深入探討感知雷達(dá)技術(shù)、Arbe的感知雷達(dá)技術(shù)的使用場(chǎng)景以及其對(duì)于汽車行業(yè)的重要意義。

Part 1

感知雷達(dá)技術(shù)概覽

首先自動(dòng)輔助駕駛的使用場(chǎng)景目前已經(jīng)開(kāi)始從高速公路走向城市道路，很多車企紛紛開(kāi)始希望能利用這一功能吸引消費(fèi)者買單，而不是僅僅顯示自己的技術(shù)能力。

自動(dòng)輔助駕駛是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，需要可靠而準(zhǔn)確的環(huán)境感知。在過(guò)去的迭代中，攝像頭傳感器因其經(jīng)濟(jì)性和高效率被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛汽車，圍繞攝像頭和AI Transformer的大模型技術(shù)進(jìn)行感知是當(dāng)前最流行的。但是光靠視覺(jué)，可能不足以確保安全可靠的自動(dòng)駕駛。傳感器融合就變得頗為重要，特別是與成像雷達(dá)融合，對(duì)于保障自動(dòng)輔助駕駛的可靠感知至關(guān)重要。

毫無(wú)疑問(wèn)，攝像頭傳感器是任何自主傳感器套件的基礎(chǔ)傳感器，為物體檢測(cè)、跟蹤和分類等感知任務(wù)提供必不可少的視覺(jué)信息。但是攝像頭有一定的局限性，在一些情況下容易出錯(cuò)，這主要與環(huán)境條件有關(guān)，比如較為惡劣的天氣和照明條件。而通過(guò)傳感器融合，將來(lái)自多種傳感器類型的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，我們才能確保數(shù)據(jù)冗余，并在任何情況下共享安全所需的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)。

成像雷達(dá)可以提供豐富而詳細(xì)的環(huán)境數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確地探測(cè)和跟蹤目標(biāo)，即使在低光照、惡劣天氣和低能見(jiàn)度等具有挑戰(zhàn)性的條件下也是如此。成像雷達(dá)還可以提供精確的距離和速度測(cè)量，對(duì)攝像頭傳感器的劣勢(shì)進(jìn)行補(bǔ)充。在這方面Arbe的360°環(huán)繞式感知雷達(dá)技術(shù)芯片組采用了48個(gè)發(fā)射通道和48個(gè)接收通道，可以提供車輛周圍環(huán)境的自由空間映射，還能提供方位角和仰角的高分辨率點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

Part 2 相較于激光雷達(dá)

感知雷達(dá)有哪些優(yōu)勢(shì)？

首先，兩者之間從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)到成本組成都是有核心差異的。圍繞RF技術(shù)衍生的成像雷達(dá)先天上要比圍繞光學(xué)技術(shù)延伸的激光雷達(dá)來(lái)得更有性價(jià)比。特別是很多車企往往更注重自動(dòng)輔助駕駛技術(shù)的性價(jià)比。

所以我們認(rèn)為，感知雷達(dá)技術(shù)相較于激光雷達(dá)具有以下優(yōu)勢(shì)：

●?更長(zhǎng)的探測(cè)距離：感知雷達(dá)技術(shù)能夠探測(cè)到更遠(yuǎn)的物體。

●?更強(qiáng)的適應(yīng)性：感知雷達(dá)技術(shù)不會(huì)受到天氣等因素的影響，可以在各種環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高精度的探測(cè)和分類。

從細(xì)節(jié)來(lái)看，光學(xué)傳感器和基于雷達(dá)的傳感器都是自動(dòng)駕駛汽車的關(guān)鍵組成部分。然而，在惡劣天氣和其他極端環(huán)境下，它們的性能可能會(huì)受到影響。當(dāng)面臨雨、霧、灰塵和煙霧等惡劣天氣條件時(shí)，光學(xué)傳感器的性能通常會(huì)降低，而基于雷達(dá)的傳感器則可以繼續(xù)正常工作。在太陽(yáng)光照和下雪等情況下，光學(xué)傳感器可能會(huì)產(chǎn)生眩光，從而導(dǎo)致誤識(shí)別，而基于雷達(dá)的傳感器則不會(huì)受到影響。當(dāng)傳感器被泥漿或冰覆蓋時(shí)，光學(xué)傳感器可能會(huì)出現(xiàn)堵塞，而基于雷達(dá)的傳感器則具有更高的魯棒性，并且不太容易受到影響。因此，在選擇自動(dòng)駕駛汽車的傳感器時(shí)，需要考慮各種因素，包括不同環(huán)境條件下的性能表現(xiàn)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

●?多普勒-雷達(dá)測(cè)量物體的速度和方向

高分辨率對(duì)于雷達(dá)來(lái)說(shuō)非常重要。高分辨率雷達(dá)能夠提供傳統(tǒng)雷達(dá)無(wú)法提供的新信息，通過(guò)提供高多普勒和空間分辨率，雷達(dá)能夠提取物體上的多普勒分布及其微多普勒，從而指示其前進(jìn)方向和方位。這種分辨率可以實(shí)現(xiàn)零延遲和高精度，從而使我們能夠更準(zhǔn)確地檢測(cè)并定位物體。高分辨率雷達(dá)也能夠提供重要的多普勒分布信息，通過(guò)分析方位角和多普勒，我們可以確定物體的前進(jìn)方向和方位，從而更準(zhǔn)確地評(píng)估物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。此外，高分辨率雷達(dá)對(duì)于車輛自動(dòng)駕駛和環(huán)境感知也至關(guān)重要。通過(guò)提供高分辨率圖像和數(shù)據(jù)，車輛能夠更好地感知周圍環(huán)境并做出更明智的決策。

●?更高的可靠性：感知雷達(dá)是一種成熟的技術(shù)，可以提供可靠的數(shù)據(jù)，它可以提供基于多普勒效應(yīng)的實(shí)時(shí)速度數(shù)據(jù)。

當(dāng)然最重要的是，在如今中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，車輛哪怕是帶有自動(dòng)輔助駕駛，也需要具備性價(jià)比。感知雷達(dá)比激光雷達(dá)具有更高性價(jià)比，可以在所有價(jià)格水平的車輛上提供安全性。

Part 3 雷達(dá)和攝像頭的融合

能起到什么作用

感知雷達(dá)技術(shù)和攝像頭技術(shù)可以相互融合，以提高自動(dòng)駕駛車輛的感知能力。攝像頭技術(shù)可以提供更加詳細(xì)的視覺(jué)信息，輔助感知雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行更精確的定位和分類。感知雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)則在于獨(dú)特的實(shí)時(shí)速度和深度數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是攝像頭傳感器無(wú)法捕捉的，因此兩者相互融合可以起到關(guān)鍵作用。

一些只依賴于視覺(jué)、圍繞攝像頭傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輔助駕駛的車企，也面臨一些挑戰(zhàn)。例如，光照變化可能會(huì)導(dǎo)致攝像頭圖像出現(xiàn)飽和或白平衡問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)降低攝像頭傳感器的準(zhǔn)確性并導(dǎo)致假陽(yáng)性或假陰性。攝像頭傳感器還可能受到夜間光線的影響，特別是當(dāng)對(duì)面車輛開(kāi)啟遠(yuǎn)光燈時(shí)，攝像頭的圖像可能會(huì)受到影響，導(dǎo)致算法難以區(qū)分道路上的物體。此外，攝像頭傳感器可能會(huì)面臨部分可觀測(cè)性問(wèn)題，例如當(dāng)護(hù)欄遮擋汽車的一部分時(shí)，攝像頭只能看到汽車的一部分，這可能會(huì)導(dǎo)致假陰性檢測(cè)。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是深度感知問(wèn)題，因?yàn)閿z像頭傳感器不能立即進(jìn)行深度感知，可能需要以復(fù)雜的算法或幀間延遲來(lái)糾正深度感知的問(wèn)題。雖然這些問(wèn)題可以通過(guò)算法糾正，但仍然是攝像頭本身的基本缺陷，需要更多的技術(shù)和算法來(lái)克服。

而從全球范圍來(lái)看，領(lǐng)先的車企想要更大規(guī)模推廣城市自動(dòng)輔助駕駛，想要通過(guò)成像雷達(dá)來(lái)彌補(bǔ)視覺(jué)的缺陷是完全合乎情理的。

一些車企可能對(duì)Arbe這家公司比較陌生，事實(shí)上這是一家非常優(yōu)秀的公司。Arbe的360°雷達(dá)感知技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于卡車、機(jī)器人出租車和無(wú)人搬運(yùn)車等自動(dòng)駕駛車輛上。這是第一款能夠?qū)崿F(xiàn)高級(jí)感知和真正的安全性的雷達(dá)。通過(guò)使用Arbe感知雷達(dá)，許多車企解決了前幾代雷達(dá)帶來(lái)的主要挑戰(zhàn)——Arbe雷達(dá)能夠消除虛警，檢測(cè)行人和兩輪車，它提供了移動(dòng)和靜止物體的高分辨率數(shù)據(jù)，因此自動(dòng)駕駛汽車能夠充分了解周圍環(huán)境。

Arbe在中國(guó)的合作伙伴HiRain和Weifu選擇了Arbe的芯片解決方案應(yīng)用于其下一代雷達(dá)，以提高車規(guī)級(jí)安全和高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的感知能力。此外，Arbe的360°感知雷達(dá)技術(shù)也可以應(yīng)用于物流、安全和安保等領(lǐng)域，通過(guò)提高車輛的感知能力和安全性，降低事故風(fēng)險(xiǎn)和提高工作效率。希望本文能對(duì)大家理解成像雷達(dá)的使用有所幫助。

編輯：黃飛

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