毫米波雷達(dá)并不是個(gè)新鮮事物,早在上世紀(jì)60年代,美國(guó)就開(kāi)始在車載領(lǐng)域應(yīng)用毫米波雷達(dá),但當(dāng)時(shí)的工藝水平較低,應(yīng)用的是單天線,前端只能一收一發(fā),其頻率只有10GHz。而且,這種雷達(dá)裝置配備在車輛的前方并不美觀。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,雷達(dá)的頻率不斷提升,天線尺寸也越來(lái)越小。在1992年,美國(guó)交通部門在灰狗公交車上安裝了1500套毫米波雷達(dá),到1993年取得了立竿見(jiàn)影的效果,讓交通事故發(fā)生率下降了25%。
目前,全球的毫米波雷達(dá)市場(chǎng)幾乎由國(guó)外廠商所把持,尤其77G毫米波雷達(dá),技術(shù)難度大,核心技術(shù)及出貨量主要集中在比較知名的Tier 1手中。現(xiàn)在全球前四大的毫米波雷達(dá)供應(yīng)商被稱為“ABCD”,即 Autoliv(美安)、Bosch(博世)、Continental(大陸)和 Delphi(德?tīng)柛#K麄兡瓿鲐浟靠偤瓦_(dá)到千萬(wàn)級(jí)別,且價(jià)格便宜。
但,除了全天候和低成本的優(yōu)勢(shì),傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)也有其技術(shù)的局限性,比如無(wú)法點(diǎn)云成像,精度低。這些指標(biāo)通常是出現(xiàn)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域,由激光雷達(dá)體現(xiàn),只是由于多種因素,激光雷達(dá)難以短時(shí)間內(nèi)量產(chǎn)普及。因此,尋找一種低成本可靠的高精度傳感器,就成了業(yè)內(nèi)焦點(diǎn)。
傲酷雷達(dá)(Oculii)在全球首創(chuàng)了車載4D雷達(dá)及高清點(diǎn)云成像雷達(dá)。現(xiàn)在研發(fā)中的高清點(diǎn)云雷達(dá),成像效果將可與16線激光雷達(dá)媲美。下一步隨著點(diǎn)的密度增加,甚至可以達(dá)到64線激光雷達(dá)的效果 。
公司成立以來(lái),得到投資界大咖們一路追捧,已獲得柳傳志、周鴻祎、汪潮涌、曾李青、王利杰旗下的基金投資以及三星集團(tuán)的投資。
除了在全球市場(chǎng)順利開(kāi)拓外,正在中國(guó)市場(chǎng)重點(diǎn)布局前裝L2-L4自動(dòng)駕駛、“兩客一危”、ITS等領(lǐng)域,已和多家國(guó)際國(guó)內(nèi)Tier-1廠商達(dá)成投資和戰(zhàn)略合作意向,很多主機(jī)廠對(duì)使用傲酷的點(diǎn)云成像雷達(dá)在L3-L4上的應(yīng)用充滿期待。
傲酷雷達(dá)創(chuàng)始人在美國(guó)有近30年雷達(dá)教學(xué)與創(chuàng)業(yè)經(jīng)驗(yàn)。核心團(tuán)隊(duì)深厚的雷達(dá)領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)積累,使公司在技術(shù)上不斷挑戰(zhàn)毫米波雷達(dá)的技術(shù)天花板,產(chǎn)品上首創(chuàng)出精度越來(lái)越高的點(diǎn)云成像雷達(dá)。
前高德負(fù)責(zé)移動(dòng)業(yè)務(wù)群的副總裁郄建軍,曾經(jīng)一手打造高德地圖APP,從零起步做到幾億用戶,現(xiàn)擔(dān)任傲酷公司全球CMO,中國(guó)及亞太區(qū)總裁。近期采訪到郄建軍,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(guó)及亞太區(qū)總裁郄建軍
獨(dú)創(chuàng)的4D毫米波雷達(dá)
4D雷達(dá)就是能測(cè)量目標(biāo)物體的3D坐標(biāo)+1D速度。傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)通過(guò)測(cè)量目標(biāo)的距離和角度得出2D平面坐標(biāo)以及速度,沒(méi)有高度坐標(biāo),因此可以簡(jiǎn)單理解為平面雷達(dá)。一般應(yīng)用情況下,做AEB、ACC等應(yīng)用功能是夠用的。
但是做無(wú)人駕駛等應(yīng)用時(shí),視頻和激光雷達(dá)都是對(duì)目標(biāo)物體的3D立體坐標(biāo)進(jìn)行探測(cè),而傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)只能對(duì)物體的2D平面坐標(biāo)探測(cè),當(dāng)做多傳感器數(shù)據(jù)融合時(shí)出現(xiàn)了其他傳感器是立體坐標(biāo),而毫米波是平面坐標(biāo)的矛盾。這時(shí)標(biāo)定和數(shù)據(jù)融合都比較難。
4D毫米波雷達(dá)多了一個(gè)高度維度,能探測(cè)物體的3D坐標(biāo)數(shù)據(jù),和視頻及激光一樣,數(shù)據(jù)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(tǒng)毫米波雷達(dá)沒(méi)法探測(cè)出來(lái)。
而有了4D雷達(dá)后就很容易做到。4D雷達(dá)比普通毫米波雷達(dá)多了縱向天線及處理器,可以檢測(cè)不同高度,不同水平面上的運(yùn)動(dòng)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(dá),針對(duì)智能交通應(yīng)用。2017年下半年,傲酷又推出了77G的4D雷達(dá)。目前已經(jīng)開(kāi)始小規(guī)模量產(chǎn),接下來(lái)準(zhǔn)備在國(guó)內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模車規(guī)量產(chǎn)。
由于采用了TI的CMOS單芯片解決方案,其77G 4D雷達(dá)可以做到火柴盒大小,是ABCD雷達(dá)的一半大小。長(zhǎng)距雷達(dá)測(cè)距能達(dá)到250米,角度分辨率小于3度,行人和自行車檢測(cè)性能突出。
很明顯,傲酷產(chǎn)品性能已經(jīng)達(dá)到和超過(guò)ABCD雷達(dá)的性能水平。尤其值得關(guān)注的是,傲酷的雷達(dá)對(duì)動(dòng)態(tài)和靜止物體的都能很好地連續(xù)跟蹤。克服了傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)對(duì)靜止目標(biāo)容易漏檢的短板。
性能媲美低線束激光雷達(dá)
跟激光雷達(dá)相比,毫米波雷達(dá)的測(cè)距和測(cè)速上性能和精度上完美,加上價(jià)格100美金左右,車載已經(jīng)大規(guī)模使用,全天候工作,這些方面優(yōu)點(diǎn)突出。 但激光雷達(dá)能做點(diǎn)云成像,環(huán)境3D建模。尤其是角精度很高,達(dá)到0.1-0.2度。這兩點(diǎn)完美碾壓傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)。
業(yè)界普遍認(rèn)為,L4必須有激光雷達(dá),但L2-L3如果上激光雷達(dá)不現(xiàn)實(shí)。價(jià)格高、車規(guī)不成熟等直接制約著激光雷達(dá)在這個(gè)階段的廣泛使用。如果在L2-L3上用毫米波雷達(dá)做到類似激光的效果,應(yīng)用場(chǎng)景會(huì)非常豐富。
傲酷的4D高清點(diǎn)云雷達(dá)就是在這個(gè)方向的嘗試。這里邊最難的技術(shù)是,毫米波雷達(dá)如何增加角分辨率,從傳統(tǒng)的3度角分辨率提高至1度甚至0.1度。
理論上來(lái)說(shuō),增加角分辨率的直接做法就是增加天線數(shù)量,軍用雷達(dá)動(dòng)輒上百個(gè)天線,使得其角分辨率很高。但車載雷達(dá)體積尺寸受限,不能簡(jiǎn)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(shù)量的情況下,采用軟硬件虛擬的方法,用幾根天線模擬出幾十上百根天線的效果,從而達(dá)到接近或等同激光雷達(dá)的角分辨率。
點(diǎn)云的方式是激光雷達(dá)獲取周邊物體外形的重要方法,毫米波也可以用點(diǎn)云的方式做同樣的事情。電磁波發(fā)射到周邊一個(gè)物體上,會(huì)有多個(gè)反射點(diǎn)。如果都加以跟蹤利用,就可以不止測(cè)到物體,可以看出其大概輪廓。
如果以上模擬出的多天線發(fā)射,可以把發(fā)射波大幅度加密,反射點(diǎn)就會(huì)更密,這時(shí)物體的輪廓就看的更清楚,類別分的更清楚。高清點(diǎn)云成像基本就是這個(gè)原理。
傲酷現(xiàn)在可以做到單個(gè)雷達(dá)2-3萬(wàn)個(gè)點(diǎn),一圈4個(gè)雷達(dá)下來(lái)算下來(lái)可以到10萬(wàn)點(diǎn)云,達(dá)到8線激光雷達(dá)的點(diǎn)云成像水平。短期內(nèi)的目標(biāo)是一個(gè)雷達(dá)5萬(wàn)個(gè)點(diǎn),一圈下來(lái)20萬(wàn)個(gè)點(diǎn)。基本上能達(dá)到類似16線激光雷達(dá)的成像水平。
目前在全世界市場(chǎng),能拿出同類產(chǎn)品做Demo的絕無(wú)僅有,傲酷在這一塊屬于全球領(lǐng)先的水平。
點(diǎn)云毫米波雷達(dá)的自動(dòng)駕駛應(yīng)用
對(duì)于毫米波雷達(dá)的前景,郄建軍十分看好。他認(rèn)為毫米波雷達(dá)在L1-L5都是三大傳感器之一,是必需品和標(biāo)配, 只靠全天候工作這一招就可以穩(wěn)立不敗之地。
哪怕激光雷達(dá)有一天價(jià)格降下來(lái)和車規(guī)很成熟,但天氣對(duì)性能的影響是其先天不足。攝像頭性能對(duì)天氣的敏感就更不用說(shuō)了。三大傳感器是功能互補(bǔ),在L4-L5階段應(yīng)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(dá)的作用現(xiàn)在被低估,功能還沒(méi)有被充分挖掘。比如AEB/ACC里,毫米波雷達(dá)可以作為主傳感器,攝像頭是配角。特斯拉在當(dāng)時(shí)出事故后,毫米波雷達(dá)由配角變成主角。毫米波在測(cè)距、測(cè)速方面的優(yōu)點(diǎn)在AEB/ACC里可以發(fā)揮的淋漓盡致。
Uber的最近出的交通事故后,業(yè)界對(duì)行人的監(jiān)測(cè)的重要性認(rèn)識(shí)提到前所未有的高度。同時(shí)也看到攝像頭、激光雷達(dá)在特殊天氣條件下的局限。
其實(shí)毫米波雷達(dá)在行人監(jiān)測(cè)方面大有可為。傲酷的前向長(zhǎng)距雷達(dá)可以測(cè)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(huán)境非常復(fù)雜,汽車、行人、單車、電動(dòng)車混雜在一起。光靠攝像頭感知是遠(yuǎn)不夠的,需要有更好的傳感器組合。
而激光雷達(dá)由于各種因素制約不能用,高清點(diǎn)云毫米波就可以起到非常大的作用。比如自主泊車時(shí),攝像頭用的魚眼攝像頭得到了360度環(huán)視效果,但對(duì)周邊的物體的距離和速度測(cè)量,比普通攝像頭誤差更大,可測(cè)距離更近。這時(shí)周邊的汽車、行人、自行車等環(huán)境很復(fù)雜時(shí),做決策就風(fēng)險(xiǎn)很大。
點(diǎn)云毫米波雷達(dá)就可以把攝像頭的短板很好地補(bǔ)上,對(duì)周邊復(fù)雜環(huán)境可以3D實(shí)時(shí)建模,對(duì)行人車輛的精準(zhǔn)距離和速度監(jiān)測(cè)。攝像頭在大雨、黑天、逆光下的性能下降,也可以被點(diǎn)云毫米波補(bǔ)上。這樣攝像頭+點(diǎn)云毫米波成為L(zhǎng)3功能的最佳傳感器組合。
性價(jià)比決定前裝市場(chǎng)
郄建軍介紹傲酷正在和許多主機(jī)廠和Tier1、ADAS廠商等全面溝通,配合大家的項(xiàng)目需求。這次隨高工智能汽車全國(guó)巡回走訪主機(jī)廠和Tier1,也得到了非常積極的市場(chǎng)反饋。
大家對(duì)77G 4D雷達(dá)評(píng)價(jià)普遍不錯(cuò),希望用以填補(bǔ)ABCD的市場(chǎng)缺口。由于用了TI的CMOS單芯片解決方案,其量產(chǎn)價(jià)格可以做到比ABCD的現(xiàn)有毫米波雷達(dá)價(jià)格更低。其完全開(kāi)放的接口,容易的數(shù)據(jù)融合等使許多Tier1和主機(jī)廠愿意用其雷達(dá)做AEB/ACC等L2功能。
主機(jī)廠和Tier1對(duì)傲酷的高清點(diǎn)云雷達(dá)的期待很高。很多人都在為L(zhǎng)3階段是否要硬著頭皮上激光雷達(dá)而糾結(jié)。有了點(diǎn)云毫米波雷達(dá),L3碰到的復(fù)雜周邊環(huán)境, 攝像頭+點(diǎn)云毫米波完美融合后就可以很好地解決。應(yīng)用潛力非常巨大。
郄建軍表示,公司正在國(guó)內(nèi)全面布局,希望和主機(jī)廠和Tier1一起共同發(fā)展,把L2-L4的市場(chǎng)搞好,為中國(guó)的自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)發(fā)展添磚加瓦,貢獻(xiàn)應(yīng)有的力量。
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激光雷達(dá)
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原文標(biāo)題:敢跟LiDAR叫板的4D毫米波雷達(dá),準(zhǔn)備搶“ABCD”的飯碗 | GGAI獨(dú)家
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