無人駕駛黑科技:毫米波雷達穿透力強,雷射雷達精度高

2020-12-08 網易財經

（原標題：無人駕駛黑科技：毫米波雷達穿透力強，雷射雷達精度高）

摘要：

傳統雷射

雷達

產品短期內還難以擺脫高成本的制約，這樣一來價格優勢更加明顯的固態雷射雷達和

毫米波

雷達，不僅可以在性能上實現互補，還可以大大降低使用成本，這樣一來或許可以為無人駕駛的開發提供一個新的選擇。

上周，特斯拉發布了一條最新消息，當前所有在產車型（包括即將上市的Model 3）都將搭載Autopilot2.0硬體，並且新的自動駕駛系統可以實現最高級別自動駕駛（Level 5）。

這套硬體中，除了8個攝像頭和12個全新超聲波傳感器之外，一個前向探測雷達引起了鎂客君的注意。經研究，特斯拉上所使用的探測雷達為毫米波雷達，而非其他主流無人駕駛研發中所使用的雷射雷。那麼問題來了：毫米波雷達是否能夠勝任雷射雷達的工作，成為一種實現無人駕駛更加低成本的解決方案？

精度上的差異，讓毫米波雷達性能不及雷射雷達

無人駕駛技術想要真正上路行駛，最關鍵的技術難點就在於汽車如何能對現實中複雜的交通狀況了如指掌，這樣一來就必須使用雷達裝置。現階段主流無人駕駛研發技術中，都選擇了雷射雷達，而一向「不走尋常路」的馬斯克選擇使用毫米波雷達。那麼，兩種類別的雷達技術究竟有什麼區別？

雷射雷達精度更高，但價格昂貴

雷射雷達主要是通過發射雷射束，來探測目標的位置、速度等特徵量。車載雷射雷達普遍採用多個雷射發射器和接收器，建立三維點雲圖，從而達到實時環境感知的目的。從當前車載雷射雷達來看，機械式的多線束雷射雷達是主流方案。

雷射雷達的優勢在於其探測範圍更廣，探測精度更高。但是，雷射雷達的缺點也很明顯：在雨雪霧等極端天氣下性能較差；採集的數據量過大；十分昂貴。

目前百度和谷歌無人駕駛汽車車身上的64位雷射雷達，售價高達70萬元人民幣。雷射發射器線束的越多，每秒採集的雲點就越多，探測性能也就更強。然而線束越多也就代表著雷射雷達的造價就更加昂貴，64線束的雷射雷達價格是16線束的10倍。

毫米波雷達受制于波長，探測效果欠佳

作為ADAS不可或缺的核心傳感器類型，毫米波雷達從上世紀起就已在高檔汽車中使用，技術相對成熟。毫米波的波長介於釐米波和光波之間，因此毫米波兼有微波制導和光電制導的優點，且其引導頭具有體積小、質量輕和空間解析度高的特點。此外，毫米波導引頭穿透霧、煙、灰塵的能力強，相比於雷射雷達是一大優勢。

而毫米波雷達的缺點也十分直觀，探測距離受到頻段損耗的直接制約（想要探測的遠，就必須使用高頻段雷達），也無法感知行人，並且對周邊所有障礙物無法進行精準的建模。

受益於技術相對成熟，毫米波雷達在單價方面，只能算是雷射雷達的九牛一毛，單體價格大約在100美元左右。並且車載毫米波雷達的市場需求也相對更多，帶來的規模效益有望進一步拉低成本。

固態雷射雷達與毫米波雷達相結合或許是個不錯的選擇

現階段無人駕駛領域，用於周圍環境感測的主流傳感器有雷射雷達、毫米波雷達、視覺傳感器三種。攝像頭作為視覺傳感器的載體，已經成為無人駕駛汽車的核心硬體之一，可以說是必不可少的，而雷達設備則是蘿蔔青菜各有所愛。

除了前面提到的百度和谷歌之外，福特以及奧迪這類的傳統車廠也選擇的雷射雷達，而非特斯拉選擇的毫米波雷達。值得注意的是，傳統車廠所選擇的雷射雷達種類是混合固態雷射雷達。

相對於傳統360度機械旋轉雷射雷達來說，固態雷射雷達採用基於電子部件進行數據讀寫的方案，去除了機械旋轉部件。這樣一來，其成本可大幅降低至200美元左右，並且在保證性能的情況下，縮小的體積可將其集成至傳統汽車的外觀中。

那麼混合固態雷達又是什麼樣的結構呢？雖然從外觀上看不到傳統雷射雷達的旋轉機制，但是為了360全視角，其內部實際上仍然存在一些機械旋轉部件。只是這套機械旋轉部件做的非常小巧並且藏在機身內部而已。所以，為了和固態雷射雷達區分開來，取名混合固態雷射雷達。

目前雷射雷達初創公司Velodyne，以及德國的Ibeo雷射雷達公司都有相關的混合固態雷射雷達產品。目前來看，Velodyne研發的混合固態雷射雷達的售價依舊高達7999美元，但福特方面宣稱量產後的售價將控制在500美元左右。

不過，固態雷射雷達依然無法解決極端氣候下，無法施展性能的弊端。所以說，將全天候工作的毫米波雷達相結合的話，必然可以大大提升無人駕駛汽車的探測性能，順便可以擺脫傳統雷射雷達如全家桶一樣，立在車頂而影響美觀。

國內的毫米波雷達技術相對成熟，雷射雷達領域還有空缺

雷射雷達的核心技術大部分還掌握在國外企業，比方說矽谷初創公司Velodyne、德國的Ibeo以及研發出世界首款固態雷射雷達的Quanergy。

國內目前在做雷射雷達的企業也有10家左右，但是大多數的應用領域大氣汙染檢測和三維測繪，專注於車載雷射雷達研發的為數不多，主要有護航實業、鐳神智能和思嵐科技這三家。由於受限於技術實力，在無人駕駛領域國內的雷射雷達公司普遍缺乏話語權，這也使得國內無人駕駛的應用研發和產業生態面臨許多挑戰。

而毫米波雷達則受益於ADAS的飛速發展，雖然此前由於國外零部件巨頭在毫米波雷達核心技術後端的控制系統上並不放手，但國內的研發企業近些年已經成功突破核心技術，國產化產品也指日可待。目前，華域汽車國內以華域汽車為代表的一部分企業在24Ghz雷達研發已有較多積累，產品即將問世。而北京行易道研製的77GHz的毫米波雷達，已經成功搭載於被北汽無人駕駛汽車。

結語

由此可見，傳統雷射雷達產品短期內還難以擺脫高成本的制約，這樣一來價格優勢更加明顯的固態雷射雷達和毫米波雷達，不僅可以在性能上實現互補，還可以大大降低使用成本，這樣一來或許可以為無人駕駛的開發提供一個新的選擇。

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本文來源：鈦媒體 責任編輯：王曉易_NE0011

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