傲酷公司獨創的4D毫米波雷達性能媲美低線束雷射雷達

傲酷公司獨創的4D毫米波雷達性能媲美低線束雷射雷達

李倩 發表於 2018-04-25 09:25:13

毫米波雷達並不是個新鮮事物，早在上世紀60年代，美國就開始在車載領域應用毫米波雷達，但當時的工藝水平較低，應用的是單天線，前端只能一收一發，其頻率只有10GHz。而且，這種雷達裝置配備在車輛的前方並不美觀。

隨著技術的進步，雷達的頻率不斷提升，天線尺寸也越來越小。在1992年，美國交通部門在灰狗公交車上安裝了1500套毫米波雷達，到1993年取得了立竿見影的效果，讓交通事故發生率下降了25%。

目前，全球的毫米波雷達市場幾乎由國外廠商所把持，尤其77G毫米波雷達，技術難度大，核心技術及出貨量主要集中在比較知名的Tier 1手中。現在全球前四大的毫米波雷達供應商被稱為「ABCD」，即 Autoliv（美安）、Bosch（博世）、Continental（大陸）和 Delphi（德爾福）。他們年出貨量總和達到千萬級別，且價格便宜。

但，除了全天候和低成本的優勢，傳統毫米波雷達也有其技術的局限性，比如無法點雲成像，精度低。這些指標通常是出現在自動駕駛領域，由雷射雷達體現，只是由於多種因素，雷射雷達難以短時間內量產普及。因此，尋找一種低成本可靠的高精度傳感器，就成了業內焦點。 

傲酷雷達（Oculii）在全球首創了車載4D雷達及高清點雲成像雷達。現在研發中的高清點雲雷達，成像效果將可與16線雷射雷達媲美。下一步隨著點的密度增加，甚至可以達到64線雷射雷達的效果 。

公司成立以來，得到投資界大咖們一路追捧，已獲得柳傳志、周鴻禕、汪潮湧、曾李青、王利傑旗下的基金投資以及三星集團的投資。

除了在全球市場順利開拓外，正在中國市場重點布局前裝L2-L4自動駕駛、「兩客一危」、ITS等領域，已和多家國際國內Tier-1廠商達成投資和戰略合作意向，很多主機廠對使用傲酷的點雲成像雷達在L3-L4上的應用充滿期待。

傲酷雷達創始人在美國有近30年雷達教學與創業經驗。核心團隊深厚的雷達領域經驗積累，使公司在技術上不斷挑戰毫米波雷達的技術天花板，產品上首創出精度越來越高的點雲成像雷達。

前高德負責移動業務群的副總裁郄建軍，曾經一手打造高德地圖APP，從零起步做到幾億用戶，現擔任傲酷公司全球CMO，中國及亞太區總裁。 近期採訪到郄建軍，他向我們介紹了傲酷公司的一些基本情況。

傲酷公司全球CMO，中國及亞太區總裁 郄建軍

獨創的4D毫米波雷達

4D雷達就是能測量目標物體的3D坐標+1D速度。傳統毫米波雷達通過測量目標的距離和角度得出2D平面坐標以及速度，沒有高度坐標，因此可以簡單理解為平面雷達。一般應用情況下，做AEB、ACC等應用功能是夠用的。

但是做無人駕駛等應用時，視頻和雷射雷達都是對目標物體的3D立體坐標進行探測，而傳統毫米波雷達只能對物體的2D平面坐標探測，當做多傳感器數據融合時出現了其他傳感器是立體坐標，而毫米波是平面坐標的矛盾。這時標定和數據融合都比較難。

4D毫米波雷達多了一個高度維度，能探測物體的3D坐標數據，和視頻及雷射一樣，數據融合非常容易，融合精度也非常高。另外，沿路空中的物體，如天橋、紅綠燈、路牌等都在高處，傳統毫米波雷達沒法探測出來。

而有了4D雷達後就很容易做到。4D雷達比普通毫米波雷達多了縱向天線及處理器，可以檢測不同高度，不同水平面上的運動和靜止物體。

2015年下半年，傲酷推出了世界上第一款商用的24G 4D雷達，針對智能交通應用。2017年下半年，傲酷又推出了77G的4D雷達。目前已經開始小規模量產，接下來準備在國內進行大規模車規量產。

由於採用了TI的CMOS單晶片解決方案，其77G 4D雷達可以做到火柴盒大小，是ABCD雷達的一半大小。長距雷達測距能達到250米，角度解析度小於3度，行人和自行車檢測性能突出。

很明顯，傲酷產品性能已經達到和超過ABCD雷達的性能水平。尤其值得關注的是，傲酷的雷達對動態和靜止物體的都能很好地連續跟蹤。克服了傳統毫米波雷達對靜止目標容易漏檢的短板。

性能媲美低線束雷射雷達

跟雷射雷達相比，毫米波雷達的測距和測速上性能和精度上完美，加上價格100美金左右，車載已經大規模使用，全天候工作，這些方面優點突出。 但雷射雷達能做點雲成像，環境3D建模。尤其是角精度很高，達到0.1-0.2度。這兩點完美碾壓傳統毫米波雷達。 

業界普遍認為，L4必須有雷射雷達，但L2-L3如果上雷射雷達不現實。價格高、車規不成熟等直接制約著雷射雷達在這個階段的廣泛使用。如果在L2-L3上用毫米波雷達做到類似雷射的效果，應用場景會非常豐富。

傲酷的4D高清點雲雷達就是在這個方向的嘗試。這裡邊最難的技術是，毫米波雷達如何增加角解析度，從傳統的3度角解析度提高至1度甚至0.1度。

理論上來說，增加角解析度的直接做法就是增加天線數量，軍用雷達動輒上百個天線，使得其角解析度很高。但車載雷達體積尺寸受限，不能簡單靠加天線去做這件事。 

傲酷的做法是在不增加物理天線數量的情況下，採用軟硬體虛擬的方法，用幾根天線模擬出幾十上百根天線的效果，從而達到接近或等同雷射雷達的角解析度。

點雲的方式是雷射雷達獲取周邊物體外形的重要方法，毫米波也可以用點雲的方式做同樣的事情。電磁波發射到周邊一個物體上，會有多個反射點。如果都加以跟蹤利用，就可以不止測到物體，可以看出其大概輪廓。

如果以上模擬出的多天線發射，可以把發射波大幅度加密，反射點就會更密，這時物體的輪廓就看的更清楚，類別分的更清楚。高清點雲成像基本就是這個原理。

傲酷現在可以做到單個雷達2-3萬個點，一圈4個雷達下來算下來可以到10萬點雲，達到8線雷射雷達的點雲成像水平。短期內的目標是一個雷達5萬個點，一圈下來20萬個點。基本上能達到類似16線雷射雷達的成像水平。

目前在全世界市場，能拿出同類產品做Demo的絕無僅有，傲酷在這一塊屬於全球領先的水平。

點雲毫米波雷達的自動駕駛應用

對於毫米波雷達的前景，郄建軍十分看好。他認為毫米波雷達在L1-L5都是三大傳感器之一，是必需品和標配, 只靠全天候工作這一招就可以穩立不敗之地。

哪怕雷射雷達有一天價格降下來和車規很成熟，但天氣對性能的影響是其先天不足。攝像頭性能對天氣的敏感就更不用說了。三大傳感器是功能互補，在L4-L5階段應該都是不可或缺的。L2-L3階段，毫米波+攝像頭即夠用。

在L2-L3階段，毫米波雷達的作用現在被低估，功能還沒有被充分挖掘。比如AEB/ACC裡，毫米波雷達可以作為主傳感器，攝像頭是配角。特斯拉在當時出事故後，毫米波雷達由配角變成主角。毫米波在測距、測速方面的優點在AEB/ACC裡可以發揮的淋漓盡致。

Uber的最近出的交通事故後，業界對行人的監測的重要性認識提到前所未有的高度。同時也看到攝像頭、雷射雷達在特殊天氣條件下的局限。

其實毫米波雷達在行人監測方面大有可為。傲酷的前向長距雷達可以測到100米左右的行人。這樣不論天氣如何，行人的安全性有了更大的保障。

尤其在L3階段，自主泊車、堵車跟車等功能都是在城市道路上的功能，周邊環境非常複雜，汽車、行人、單車、電動車混雜在一起。光靠攝像頭感知是遠不夠的，需要有更好的傳感器組合。

而雷射雷達由於各種因素制約不能用，高清點雲毫米波就可以起到非常大的作用。比如自主泊車時，攝像頭用的魚眼攝像頭得到了360度環視效果，但對周邊的物體的距離和速度測量，比普通攝像頭誤差更大，可測距離更近。這時周邊的汽車、行人、自行車等環境很複雜時，做決策就風險很大。

點雲毫米波雷達就可以把攝像頭的短板很好地補上，對周邊複雜環境可以3D實時建模，對行人車輛的精準距離和速度監測。攝像頭在大雨、黑天、逆光下的性能下降，也可以被點雲毫米波補上。這樣攝像頭+點雲毫米波成為L3功能的最佳傳感器組合。

性價比決定前裝市場

郄建軍介紹傲酷正在和許多主機廠和Tier1、ADAS廠商等全面溝通，配合大家的項目需求。這次隨高工智能汽車全國巡迴走訪主機廠和Tier1，也得到了非常積極的市場反饋。

大家對77G 4D雷達評價普遍不錯，希望用以填補ABCD的市場缺口。由於用了TI的CMOS單晶片解決方案，其量產價格可以做到比ABCD的現有毫米波雷達價格更低。其完全開放的接口，容易的數據融合等使許多Tier1和主機廠願意用其雷達做AEB/ACC等L2功能。

主機廠和Tier1對傲酷的高清點雲雷達的期待很高。很多人都在為L3階段是否要硬著頭皮上雷射雷達而糾結。有了點雲毫米波雷達，L3碰到的複雜周邊環境， 攝像頭+點雲毫米波完美融合後就可以很好地解決。應用潛力非常巨大。

郄建軍表示，公司正在國內全面布局，希望和主機廠和Tier1一起共同發展，把L2-L4的市場搞好，為中國的自動駕駛產業發展添磚加瓦，貢獻應有的力量。

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