本文转载自： 高工智能汽车微信公众号
关于毫米波雷达的未来技术路线讨论，早在几年前就已经开始。这其中，高分辨率4D成像雷达是焦点之一。
一直以来，缺乏足够分辨物体的分辨率，也让传统毫米波雷达一直无法实现更大的突破。
近几年，新一代的雷达初创公司开始瞄准高分辨率突破，这种雷达不仅能感知道路上体积较小的障碍物，还能生成周围环境的点云图像，使其具备激光雷达传感器的性能，而且不牺牲恶劣天气的表现。
此外，由于高分辨率雷达对端侧算力需求的提升，一些初创公司更是尝试“弯道超车”，陆续推出定制化的芯片解决方案。
如今，作为传统毫米波雷达的巨头之一，大陆集团也已经将高分辨率雷达量产提升日程。
近日，Xilinx（赛灵思）宣布与大陆集团合作，后者新型ARS 540毫米波雷达将基于Zynq UltraScale MPSoC平台提供业界首个4D成像雷达解决方案。
按照披露信息，这款4D成像雷达最快将于明年部署量产。
一、毫米波雷达进入“算力”时代
4D雷达，作为目前市场主流2D雷达的下一代技术演进，继承了适应任何光照或天气条件的原有优势，同时打破了目前的低分辨率瓶颈。
以更高的速度进行超高分辨率的物体识别，4D雷达可以确定目标的距离、方位角（水平）以及仰角（垂直），以及相对速度，而上一代雷达只能确定速度和方位角。
这意味着，4D雷达系统可以适应更多复杂路况，包括识别较小的物体，被遮挡的部分物体以及静止物体和横向移动障碍物的检测。
更大的数据量以及深度学习（物体识别分类能力）的运用，意味着毫米波雷达也进入追求“算力”时代。
按照大陆集团的官方说法，Xilinx Zynq UltraScale+平台提供了关键数字信号处理器(DSP)引擎，可加速实时4D雷达传感器输入数据的处理，基于NXP MR3003四极联。
Zynq UltraScale+基于Arm CPU和GPU核心集成的安全加速器，以及集成的DDR内存控制器和高速IO连接SATA、PCIe、 usb3.0、GigE、SD/eMMC和更多周边元器件。
此外，Xilinx的可编程逻辑块，使得毫米波雷达具备与视觉感知类似的自适应和可配置的能力；并且，有利于汽车制造商根据ADAS和自动驾驶需求灵活更新，提高系统的可扩展性和模块化。
目前，大陆集团已经拿到了欧洲和美国的几家顶级汽车制造商（宝马）合作订单，同时正在向更多客户推荐。
按照大陆集团公布的ARS 540雷达性能参数，与前几代雷达相比，新一代雷达的特点之一是分辨率更高，可以获得更准确的交通情况图像。
此外，由于传感器具备高度测量精度，如路边石头、马路牙子和物体的高度，如立交桥的高度，都能被检测出来。
同时，ARS540具备可伸缩的模块化配置能力，灵活地支持汽车制造商的不同要求和电子电气(E/E)架构。
ARS540的最大探测距离为300米，水平视场角为±60度，满足欧洲NCAP和五星评级要求，支持十字路口的自动紧急制动功能。
此外，随着AEB功能的演进，ARS540对于同时检测行人、摩托车和自行车的能力也将得到不断加强。
ARS540提供直接独立的四维测量（距离、多普勒速度、方位角、仰角），实现更多目标跟踪，同时还具备嵌入式网络安全支持。
二、各路巨头早已闻风而动
高分辨率成像雷达的“热潮”，直到Waymo在今年初发布的第五代自动驾驶硬件平台首次披露成像雷达应用，达到顶峰。
这个由Waymo独立开发的成像雷达，从天线罩、天线、电路板、机械外壳、固件、软件等等都是公司自主研发。
成像雷达将解决现有毫米波雷达的重大缺点——低分辨率无法在远处区隔相近的物体并进行具体对象识别（人、车还是树）。
此外，成像雷达还可以解决一系列其他挑战，包括消除误报和漏报、实时处理4D成像产生的大量信息，以及减轻相互雷达干扰，从而支持更安全和更准确的决策。
对于毫米波雷达来说，要解决角分辨率的问题，现在全球技术发展上有三种方向：
第一种是用现有标准的芯片，用独特的算法软件和独特的天线设计实现；
第二种做法是将多发多收的天线集成在一个芯片中；第三种做法是用超材料，如MetaWave的做法。
这其中，第一种方式更接近短期快速量产的要求，无论是成本还是供应链的现有资源可以充分共用。
今年年初，海拉宣布与美国初创公司Oculii（傲酷）建立战略伙伴关系并且参与了战略投资，通过整合后者开发的4D高清点云雷达软件方案，进一步提升77GHz雷达的性能。
傲酷的虚拟孔径成像（VAI）雷达，具有自适应波形, 每个载波进行频率和相位调制的特点，每根接收天线在不同时间产生不同的相位，有效虚拟出更多的接收天线，创建出很大的“虚拟孔径”。
在同样硬件的情况下成像雷达可以做到普通雷达十倍以上的角分辨率，如果用多芯片级联的方式更可以将横纵方向的角分辨率提高至一百倍的水平，使得4D成像清晰度显著提升。
同时，针对十字路口的横穿车辆和行人，傲酷雷达可以在FOV120范围内检测任何此类横穿的车和人。双方预计，第一款产品将在2023年投入批量生产。
此外，全球雷达芯片巨头英飞凌也宣布和傲酷进行战略合作，利用傲酷的虚拟孔径高清成像软件技术，大幅提升其针对L2/3 ADAS量身定制的77G单芯片解决方案的角分辨率性能。
这意味着，未来英飞凌提供的雷达芯片方案将可以直接嵌入上述算法。同时，该技术还将为英飞凌L4自动驾驶量身定制的多芯片高性能解决方案提供高清成像能力。
目前，傲酷的高清角雷达产品现在已经到小批量样品阶段，广泛用于L2/L3 ADAS应用，也可以用于L4的Robotaxi、无人物流小车、扫地巡检机器人等领域。
在《高工智能汽车》看来，随着传统毫米波雷达巨头陆续宣布新一代4D雷达的量产时间点，市场分化将进一步加大。
满足低级别ADAS需求的雷达将“刺刀见红”，供应商的成本压力将进一步加大；L2+及L3市场将成为4D雷达的主战场。
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