毫米波雷達進入集中處理的時代

在智能駕駛領(lǐng)域，毫米波雷達技術(shù)一直處于不斷革新的前沿。隨著車輛自動輔助駕駛要求和安全性要求的提高，感知系統(tǒng)也在不斷進步。車企正從獨立功能的分布式架構(gòu)轉(zhuǎn)向功能集成的域控制架構(gòu)，甚至融合域架構(gòu)。不同車輛功能將集成到更高級別的控制單元中，以提高效率、協(xié)同性和降低成本。汽車電子電氣架構(gòu)可能向中央計算+區(qū)域控制的中央集中式架構(gòu)演進，允許主要計算能力集中在中央處理單元，同時利用區(qū)域控制單元處理特定功能和感知任務(wù)。

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隨著芝能汽車開始導(dǎo)入中央計算單元，其性能預(yù)計將快速增長，感知數(shù)據(jù)處理可以以更有效的方式執(zhí)行，從而導(dǎo)致EE架構(gòu)快速迭代演進。毫米波雷達模塊的數(shù)據(jù)處理將從邊緣計算向離域處理（離散的、分布式的數(shù)據(jù)處理）轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)更高效的計算。每個模塊或控制單元中的處理量將由所需的性能和可用的架構(gòu)決定。

這和攝像頭演進的思路是一致的，毫米波雷達也可以實現(xiàn)類似的架構(gòu)演變：

●傳統(tǒng)設(shè)計：分離式芯片方案，將RF射頻前端處理芯片與算力芯片整合為單獨雷達ECU和集中智能駕駛計算平臺交互（每個模塊都有自己的雷達收發(fā)器，并且能夠使用單個芯片或同一模塊上的單獨微控制器或SoC來處理板上檢測到的數(shù)據(jù)）

●集中式設(shè)計：集成芯片式方案，將RF射頻前端芯片和算力模塊集成為單獨雷達ECU和集中智能駕駛計算平臺交互。處理后的毫米波雷達數(shù)據(jù)然后從每個“智能雷達傳感器”傳輸?shù)竭h程域控制單元，以便使用CAN總線進行進一步處理和融合。使用足夠多的傳感器，車輛可以識別周圍環(huán)境中的障礙物。接收前視遠程雷達以及來自四個角近程和中程雷達檢測到的物體的信息，以創(chuàng)建物體的完整圖像。

隨著集中式計算架構(gòu)的引入，毫米波雷達模塊的數(shù)據(jù)處理可能會趨向本地化。雷達模塊本身將變得不那么“智能”，而衛(wèi)星雷達單元將能夠?qū)邮盏降睦走_信號執(zhí)行有限的處理，例如FFT，然后再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胗嬎闫脚_，將接收來自不同衛(wèi)星雷達模塊的預(yù)處理數(shù)據(jù)，并對每組數(shù)據(jù)執(zhí)行主要的雷達處理步驟。這樣的架構(gòu)優(yōu)勢在于節(jié)省了尺寸和成本，同時提供了更高效的數(shù)據(jù)處理和融合。

備注：核心是多維FFT的轉(zhuǎn)換、CFAR、窗函數(shù)等的處理，以及最終的點云跟蹤。處理結(jié)果可以進行數(shù)據(jù)融合，提高檢測和環(huán)境感知的準確性

在這種帶有衛(wèi)星雷達模塊的集中式架構(gòu)中，數(shù)據(jù)將使用車輛的以太網(wǎng)骨干網(wǎng)傳輸?shù)紼CU。使用車輛的控制單元進行處理不僅可以更有效地處理雷達數(shù)據(jù)，而且可以進行更復(fù)雜的操作。與攝像頭或激光雷達等其他傳感器、機器學(xué)習(xí)和人工智能的數(shù)據(jù)融合現(xiàn)在可用于優(yōu)化環(huán)境的傳感和表征，這將有助于實現(xiàn)更高水平的自動駕駛。

●主要優(yōu)勢

◎優(yōu)化產(chǎn)品機械結(jié)構(gòu)，節(jié)省尺寸和成本，便于維修和升級，減少散熱問題。

◎優(yōu)化產(chǎn)品線纜，通過車輛骨干網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，降低線纜成本和重量。

◎?qū)崿F(xiàn)軟硬分離和解耦，便于更換硬件廠商和雷達算法的OTA升級。

◎在中央集成式架構(gòu)下，利用更高級的算法實現(xiàn)多雷達之間的融合，推進雷達和相機的前融合方案。

●面臨挑戰(zhàn)

◎大數(shù)據(jù)量處理增加了域控制器端的硬件成本。

◎主流高算力芯片對雷達算法的支持和兼容性需要提高。

◎OEM對衛(wèi)星雷達的認可度較低，需要更多實際案例推動市場認知。

◎OEM主要以目標(biāo)級別數(shù)據(jù)為主，對直接ADC數(shù)據(jù)的使用存在技術(shù)難度。

結(jié)論：以后毫米波雷達就是一個芯片和組裝的工作，這也是最終軟件來實現(xiàn)差異化的。