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4D成像毫米波雷达能否取代激光雷达
2022-09-19
Hanna

【聆英观点】

当前业内普遍认为,理论上,激光雷达和4D成像毫米波雷达,都可以识别出障碍物的轮廓、类别并进行感知和预判,但是在成像能力上4D成像毫米波雷达相较于激光雷达存在技术维度上的差距,就目前4D成像毫米波的成像分辨率仅激光雷达5年前的水准。当然,业界一直有4D成像毫米波雷达替代激光雷达的声音,主要原因还是4D成像毫米波雷达的成本具有巨大优势,仅激光雷达的10%-20%。

聆英认为,4D成像毫米波雷达能否替代激光雷达,主要取决于4D成像毫米波雷达的升级迭代速度和激光雷达降本的速度谁更快,短期来看,未来5年内4D成像毫米波雷达替代激光雷达的可能性不大,其更大的可能是4D毫米波雷达逐渐替代传统的3D毫米波雷达。


01. 4D毫米波成像雷达可以检测物体高于道路水平面的高度,功能同激光雷达相同


当前汽车的毫米波雷达主要用于确定目标和发射点的距离、相对速度、方位等信息,所以汽车普通的雷达也叫3D毫米波雷达。而4D毫米波雷达不仅可以检测物体的距离、相对速度和方位角(球坐标系中的角度测量值),还可以检测物体高于道路水平面的高度。

在成像上,3D毫米波雷达图像是一团深颜色的东西,无法将周围的物体类似车辆、路边或行人等进行识别,主要获取的数据是物体的距离及速度,而4D成像毫米波雷达可以拥有立体探测能力和一定的边缘轮廓识别,另外还能够提供真实的路径规划,可以在300米以上的范围内创建道路的详细图像(类似于激光雷达的点云),因此在功能上4D成像毫米波雷达和激光雷达趋同。



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024D成像毫米波雷达和激光雷达相比成本上优势明显,但成像能力显著落后


目前的车载4D成像毫米波雷达多在48个通道(6发8收),有的雷达供应商也有在向192个以上数量的通道迈进,比如森思泰克的4D成像毫米波雷达STA77-8、大陆集团的4D成像毫米波雷达ARS540、傲酷的Eagle等,华为的4D成像毫米波雷达则有288个通道(12发24收),但其性能均相当于早期8-16线的激光雷达,而目前主流的激光雷达以达到128线。

在成像分辨率上,激光雷达优势明显,但4D毫米波雷达在成本和环境适应性方面,明显优于激光雷达。在雨雾天气的情况下,激光雷达的成像将会受到较大影响,而在这种情况下,4D毫米波成像雷达依然具有300米的探测距离。成本上,目前激光雷达的价格在500-1000美元,而4D成像毫米波雷达仅100-200美元。


03. 4D毫米波成像雷达加速迭代,四种解决方案推动4D毫米波成像雷达角分辨率低、点云密度低的痛点。


  • 一是基于传统CMOS雷达芯片,强调“软件定义的雷达”,主要厂家有傲酷、Mobileye等

  • 二则是将多发多收天线集成在一颗芯片,直接提供成像雷达芯片,比如Arbe、Vayyar等

  • 最传统的,则是将标准雷达芯片进行多芯片级联,以增加天线数量,比如大陆、博世、ZF等一众公司

  • 四则是通过超材料研发新型雷达架构,代表厂家有Metawave等


04. 激光雷达技术路线逐渐清晰,前装量产推动成本不断下降,目前已下探至万元以内。


从激光雷达的成本角度出发,收、发模块、扫描系统、信息处理是激光雷达的主要部件,短期内激光器、光电探测器等收、发模块成本占比较高,而长期来看芯片将取代机械部件成为激光雷达的核心零部件,国内企业例如禾赛等凭借集成化优势,减少组件数量以降低成本,而华为采用前融合简化算法并广泛投资光电半导体Tier2,打通“生产-制造-产品-渠道”全产业链,实现降本。目前激光雷达普遍价格在500-1000美元,而2010年车规级激光雷达的价格高达8万美元,而华为智能汽车解决方案业务总裁王军表示未来实现激光雷达成本200美元,甚至100美元。


05. 激光雷达和4D毫米波成像雷达间的竞争在于降本速度和技术迭代速度,未来二者更可能是合作关系,真正被替换的是传统的3D毫米波雷达。


无论是激光雷达,还是4D毫米波成像雷达,目前均处于探索阶段,并未大规模上车,同时技术路线也存在争议。但OEM作为需求方,永远都是需求导向,对于激光雷达,大多数OEM的期望价格魏1000-2000元,而4D毫米波成像雷达,其形成标准化、可规模量产的产品则至少还需要3-5年的验证过程。对于二者谁成为智能驾驶汽车的主传感器,主要根据具体场景和需求配置,对于消费级L3的智驾需求,更低成本的4D毫米波成像雷达或许是更好的选择,而对于矿山、港口等对价格不敏感的L4\L5级的智驾需求,或许激光雷达依然是更好的方案。而传统的毫米波雷达相对4D毫米波雷达价格相近,在4D毫米波雷达大规模量产后,传统的毫米波雷达将被快速的替代。


END

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标签: 智能座舱 芯片
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