五個方面介紹毫米波雷達趨勢以及承泰科技在毫米波雷達的發(fā)展與展望

導讀

2021第五屆ADAS與自動駕駛論壇上，承泰科技產(chǎn)品經(jīng)理張問海先生做了題為《淺談毫米波雷達的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢》的演講，從五個方面介紹毫米波雷達趨勢以及承泰科技在毫米波雷達的發(fā)展與展望。

（一）毫米波雷達概念與發(fā)展歷程

隨著國家對汽車安全和自動駕駛技術(shù)的重視，越來越多的商用車以及乘用車使用毫米波雷達作為新車上市的標配，毫米波雷達正在變得炙手可熱。那么究竟什么才是真正的毫米波雷達？

毫米波雷達的工作頻段是30到300GHz。雖然在毫米波雷達之前還一度用到過24GHz，但受成本、檢測精度的限制，24GHz的產(chǎn)品不能被認定為真正的毫米波雷達。

毫米波雷達的基本工作原理是用FMCW電磁波，通過天線發(fā)送電磁波，最后通過目標反射回來，實現(xiàn)對目標的檢測。相關(guān)技術(shù)的實現(xiàn)也主要體現(xiàn)在天線設(shè)計、前端數(shù)據(jù)處理方面，以及底層信號處理、應用功能的實現(xiàn)。

毫米波雷達概念最早提出是在軍事上的應用。但是對社會意義更大的還是在20世紀60年代，美國率先提出把毫米波雷達應用在汽車上的理論。雖然當時毫米波雷達由于工藝、尺寸和成本問題，還只處在前期概念階段，但這確實是讓毫米波雷達飛入尋常百姓家的開端。

到了20世紀90年代，三菱汽車、奔馳汽車開發(fā)出基于毫米波雷達的前向距離控制系統(tǒng)，毫米波雷達才正式進入民用車載領(lǐng)域。

進入2010年，中國開始出現(xiàn)毫米波雷達廠商。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止目前中國的毫米波雷達廠商已達上百家。

2016年承泰開始著手毫米波雷達開發(fā)，逐步建立研發(fā)、制造、銷售的端到端能力，成為國產(chǎn)化突破的領(lǐng)軍企業(yè)。

從毫米波雷達的系統(tǒng)架構(gòu)圖可以清晰看到射頻從前端處理到最終應用層功能實現(xiàn)的全流程。三發(fā)四收、四發(fā)四收，在前端處理部分有模擬信號前端處理、數(shù)字信號前端處理，在底層信號處理有距離FFT、速度FFT、角度FFT、CAFAR，頂層信號處理主要包括目標聚類、目標跟蹤、卡爾曼濾波等，應用功能實現(xiàn)方面主要體現(xiàn)在AEB、FCW、BSD、DOW等。

（二）毫米波雷達應用

毫米波雷達對于大眾最重要的是應用場景的呈現(xiàn)。其中自動緊急制動（AEB）功能目前對前向毫米波雷達是最有用的。根據(jù)國外相關(guān)數(shù)據(jù)分析顯示，自動緊急制動功能可以做到提前預警，顯著降低車禍致死率。

另外，自動緊急制動功能可以有效降低碰撞后的傷害程度，及時進行前方碰撞預警、盲點檢測，有效感知車外的環(huán)境，進行靜態(tài)、動態(tài)的識別，減少汽車事故頻率。

（三）毫米波雷達現(xiàn)狀

2020年中國車載毫米波雷達市場規(guī)模達到36億元，預計未來幾年將以40%的增長率高速增長。競爭格局方面，國外毫米波雷達廠商依舊占據(jù)市場主導地位，甚至是壟斷地位，國產(chǎn)雷達僅占20%到30%的市場份額。

就技術(shù)水平而言，僅看某些指標，國產(chǎn)毫米波雷達甚至可以媲美國際大廠的數(shù)值，但在信噪比、抗干擾方面還有一定差距。目前毫米波雷達主要應用在L3以下的自動駕駛，但在一些特定場景如景區(qū)無人巴士，也可實現(xiàn)L3以上自動駕駛應用。

在性能方面，目前市場上主流毫米波雷達探測距離是0.2米到250米，距離分辨率是1.8米。在角度測量方面，一直是市場痛點，無論是國產(chǎn)毫米波雷達還是國外巨頭的毫米波雷達，在角度、精度方面仍有待提高。在綜合性能方面，比如抗干擾性，是否有漏檢，復雜環(huán)境中能否快速對目標進行探測，這是真正體現(xiàn)毫米波雷達實力的地方。

（四）毫米波雷達發(fā)展趨勢

未來，毫米波雷達芯片將會占有更多的中國市場份額。目前，市場上毫米波雷達芯片使用量最多的還是英飛凌、恩智浦。TI也推出了一些方案，但是在市場份額上無法與恩智浦比肩。

在應用場景方面，在ADAS基礎(chǔ)上，未來毫米波雷達將會全面應用于自動駕駛的各種應用場景，同時在艙內(nèi)生命檢測、智能交通、工業(yè)機器人、環(huán)境控制等領(lǐng)域得到更廣泛應用。

未來毫米波雷達技術(shù)的發(fā)展趨勢，會采用更先進的天線設(shè)計方案，集成芯片。未來在硬件算法、軟件算法上也會有大幅提升，使毫米波雷達能達到四線激光雷達水平。

承泰認為前向雷達會逐漸角雷達化，而角雷達會呈現(xiàn)前向雷達化。近年來備受關(guān)注的微多普勒，在一些場景里面對道路弱勢群體的分析會大大提升毫米波雷達對行人檢測的能力。

而在抗干擾性方面，無論是國內(nèi)毫米波雷達還是大廠的毫米波雷達，還不能完全做到不被其它雷達影響，這也是未來毫米波雷達需要攻克的難點。毫米波雷達普及后，在道路上會有很多疊加的雷達，因此需要全面提高抗干擾能力，以確保毫米波雷達進入L3以上的場景后可以保證安全功能的正常實現(xiàn)。

（五）承泰毫米波雷達發(fā)展與展望

自2015年成立以來，承泰科技不斷引進人才，攻堅克難、持續(xù)創(chuàng)新?，F(xiàn)承泰核心研發(fā)人員多來自華為。

目前承泰在各個頻段都有研發(fā)產(chǎn)品，產(chǎn)品線比較完善。在安防、交通領(lǐng)域，承泰提供大量定制化服務(wù)。同時，承泰也與NXP、CAL、華為這樣的龍頭企業(yè)廣泛合作。

在一流研發(fā)團隊的不斷努力下，承泰在國內(nèi)市場率先推出國產(chǎn)第五代毫米波雷達，產(chǎn)品價格為國外競品可以達到競品的1/5-1/3，其性價比之高備受青睞。以商用車為例，目前承泰前向雷達的出貨量位居全國第一。

在車規(guī)級毫米波雷達的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，承泰已經(jīng)形成了從設(shè)計到生產(chǎn)完整的知識庫儲備，同時相關(guān)產(chǎn)品也在迭代升級。承泰在天線領(lǐng)域擁有全頻段的設(shè)計能力，可供選擇的方案比較多；在算法方面，波形設(shè)計、信號處理、聚類追蹤的算法等也比較完備。

提問環(huán)節(jié)

Q1

之前我在主機廠工作過，非常認同視覺加上毫米波雷達的融合方案，但是最近大家也都發(fā)現(xiàn)華為提出激光雷達要把成本降到100美金以下，關(guān)于這一點，我想問一下毫米波雷達的優(yōu)勢在哪里？

張問海：

首先，毫米波雷達的成本優(yōu)勢是任何時候都不會被激光雷達超越的。承泰的毫米波雷達已經(jīng)做到500人民幣以下了，激光雷達很難做到這么低的價格。

其次，激光雷達應對復雜天氣情況，譬如雨雪天氣，性能會有局限。雖然通過算法處理能解決一些問題，但是毫米波雷達發(fā)送的是電磁波，在物理機制上或者先天優(yōu)勢上是激光雷達無法替代的。

最后，未來4D毫米波雷達推出之后，如果能實現(xiàn)四線以上激光雷達水平，成本又可控，個人認為沒有人會拒絕這么好的產(chǎn)品。
編輯：lyn