主題：毫米波雷達(dá)的開發(fā)與應(yīng)用技術(shù)

　　講師：周坤明 納雷科技總經(jīng)理

　　周坤明

　　原華為IT產(chǎn)品線高級(jí)營銷經(jīng)理。于2016年4月起負(fù)責(zé)納雷科技有限公司整體運(yùn)作，帶領(lǐng)納雷科技3個(gè)月完戰(zhàn)略制定和市場布局；在汽車領(lǐng)域毫米波雷達(dá)打造1+4方案，在民用雷達(dá)界被稱為一批新的“黑馬”。

　　納雷科技

　　聚焦毫米波雷達(dá)，2012年1月18日，公司專注于從事毫米波智能傳感器和雷達(dá)系列產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，目前市場已經(jīng)有10多個(gè)產(chǎn)品在售，客戶覆蓋汽車電子、無人機(jī)、智能交通、安防等領(lǐng)域。

　　引用中信汽車近日發(fā)布的智能網(wǎng)聯(lián)行業(yè)報(bào)告中的介紹來做個(gè)介紹：

　　毫米波雷達(dá)國產(chǎn)化即將實(shí)現(xiàn)，但目前較為成熟的產(chǎn)品僅有湖南納雷和廈門意行的24GHz中短距雷達(dá)。

　　周坤明：各位網(wǎng)友，大家好！今天我們講一下毫米波雷達(dá)，今天講24G，77G以后再安排專題進(jìn)行講座。今天講一下納雷毫米波雷達(dá)ADAS方案，納雷科技成立于2012年到現(xiàn)在將近4年的歷史，在4年中從天線設(shè)計(jì)到整個(gè)產(chǎn)品化，過程當(dāng)中也經(jīng)歷了很多曲折，走過不少彎路。今天跟大家分享一下24G毫米波里面關(guān)鍵的產(chǎn)品進(jìn)度、包括遇到的一些困難，再回答大家的一些問題。

　　主流汽車采用國外毫米波雷達(dá)傳感器，自主可控迫在眉睫

　　當(dāng)前主流汽車采用國外毫米波雷達(dá)傳感器，對自主可控的研究迫于眉睫。從左圖可以看到現(xiàn)在國內(nèi)的現(xiàn)狀，國內(nèi)稍微高端一點(diǎn)的汽車采用毫米波雷達(dá)，特別比如像紅旗、吉利等等都采用這種雷達(dá)，包括24G的雷達(dá)也很多廠商在使用。從右圖可以看到，雷達(dá)目前整個(gè)是被海外的巨頭控制著，首先看到大陸，博世、海拉，海拉24G的出貨量估計(jì)超過600萬片，出貨量相對比較大。國內(nèi)來看，國內(nèi)還沒納入整個(gè)全球雷達(dá)統(tǒng)計(jì)的范疇，但這兩年起步的較快，各個(gè)雷達(dá)廠商統(tǒng)計(jì)不會(huì)低于20家。

　　為什么做毫米波雷達(dá)？毫米波雷達(dá)是智能汽車上不可缺少的關(guān)鍵部件，特別是在全天候的情況下，也是不可缺少的一個(gè)傳感器，包括能夠測試距離、速度、方位、角度的傳感器。另外核心的部件現(xiàn)在好多有些時(shí)候都買不來，國外雷達(dá)購買時(shí)很多是把其他的部件打包一起銷售，單獨(dú)的成本低，整體購買成本相對比較高。從技術(shù)角度來看，目前主要是掌握在國外的手里面。

　　國內(nèi)廠商已經(jīng)突破核心技術(shù)，國產(chǎn)化指日可待

　　從這里一張圖可以看到，國內(nèi)廠商已經(jīng)突破核心技術(shù)，國產(chǎn)化指日可待。從左上角的圖是中信證券的分析，從中可以看到，目前來講國內(nèi)的一些廠商，如華域、廈門意行等等已經(jīng)開始推出相關(guān)的設(shè)備，相關(guān)的產(chǎn)品。特別是廈門意行聚焦里面的芯片設(shè)計(jì)，在24G上取得了不小的成功。右邊的圖我想引用一句話，也是佐思和中信證券的分析結(jié)論，“國內(nèi)廠商已經(jīng)突破了核心技術(shù)，國產(chǎn)化指日可待，目前較為成熟的產(chǎn)品有納雷科技和廈門意行?！睘槭裁凑f把納雷納到非常重要的位置來？實(shí)際上納雷在國內(nèi)相對走的比較早一點(diǎn)，特別是24G的雷達(dá)已經(jīng)出現(xiàn)批量的供貨，納雷目標(biāo)市場主要還是在幾大領(lǐng)域，包括無人機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用，汽車領(lǐng)域，還有安防等其他領(lǐng)域的應(yīng)用。納雷科技有將近4年的發(fā)展歷程，摸索過程中走了很多彎路，但在雷達(dá)這塊走的相對比較靠前，特別是在天線這塊推出了將近20多款的視頻天線在市場上進(jìn)行銷售。

　　隨著雷達(dá)的發(fā)展，國內(nèi)來看雷達(dá)又是下一個(gè)風(fēng)口，可以預(yù)見到一些投資。從目前雷達(dá)的分布情況來看，往往分布在高校、研究所集中的地方，像深圳這類的地方核心技術(shù)相對比較少，分布也較少。主要原因是雷達(dá)是基礎(chǔ)性的研究，摸索周期比較長，需要長時(shí)間積累。

　　24G和77G的對比
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　　今天主體是24G，77G也是目前大家相對研究重點(diǎn)投入的對象。在24G上有幾點(diǎn)，主要應(yīng)用車后方應(yīng)用，在前方和側(cè)向也有使用。77G是汽車前向的主流方向，一般是相互搭配的。24G在應(yīng)用范圍來看，全球超過150多個(gè)國家開放24G頻段。77G相對比較少，國內(nèi)這兩年也在加速布局，在上個(gè)月車聯(lián)組織的會(huì)議上也在討論77G頻率的問題，到底定多少，77或者79、81等等這類的討論。國家的標(biāo)準(zhǔn)討論的結(jié)論有可能在明年年底結(jié)論會(huì)出來，在過程當(dāng)中，從國家層面來講怎么引導(dǎo)國內(nèi)傳感器的發(fā)展是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。目前77G主要集中在國外的手里面，包括24G很多技術(shù)也是集中在國外人的手里面。國內(nèi)在這塊來講，除了靠我們自主研發(fā)之外，國家通過標(biāo)準(zhǔn)層面也在做一些積極的引導(dǎo)，估計(jì)明年會(huì)有實(shí)際的動(dòng)作，對77G促進(jìn)有很大的幫助作用。

　　對比24G和77G的市場應(yīng)用情況。

　　24G應(yīng)用于BSD、LCA、后向穿越車輛報(bào)警、開門輔助、后方碰撞預(yù)警、前向車輛報(bào)警。特別是BSD，國內(nèi)開始在一些十四五萬以上的中高檔的汽車上安裝BSD方案了。說到應(yīng)用，在24G海拉仍然是老大的位置。在77G主要應(yīng)用于前向防碰撞、自動(dòng)巡航、制動(dòng)AEB系統(tǒng)。使用情況來看，仍然是24G標(biāo)定上比較容易，77G的比較復(fù)雜。

　　從24G應(yīng)用場景來看，根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和要求對24G的頻段劃分，可以提高國內(nèi)車輛道路行車安全，工業(yè)和信息化部將24.25和26.6G頻段劃為短距離車載雷達(dá)設(shè)備的使用，滿足電子設(shè)備對無線電頻譜之間的要求。77G國內(nèi)也在討論制定標(biāo)準(zhǔn)，目的是希望牽引我國在這方面的發(fā)展。77G標(biāo)準(zhǔn)什么樣，可能要等到明年才能真正看到一個(gè)結(jié)果。

　　毫米波雷達(dá)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問題。

　　從產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)情況來看，目前國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)鏈尚未成熟，仍然有很多路要走，在國外雷達(dá)已經(jīng)走了幾十年的歷史了，國內(nèi)起步是近兩年，特別是2015年和今年投入的廠商較多。

　　從整體來看，人才和經(jīng)驗(yàn)不足仍然是很大的挑戰(zhàn)，比如說需要豐富的雷達(dá)系統(tǒng)和毫米波射頻設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和能力。一些集中在研究所和軍方的雷達(dá)里面，另外就是在國外廠商的手里面，導(dǎo)致了這方面人才比較缺少。

　　投入相對比較高，設(shè)備需要從國外購買，特別是測試設(shè)備，還有一些生產(chǎn)設(shè)備。我們做過一些經(jīng)驗(yàn)，可以供大家分享。比如說一條24G生產(chǎn)線投入至少千萬以上，有時(shí)候可能更高。關(guān)鍵是投入以后能不能使用，能不能產(chǎn)生價(jià)值還未可知。目前國內(nèi)在這塊批量生產(chǎn)發(fā)揮生產(chǎn)線的價(jià)值還是有比較大的挑戰(zhàn)。

　　生產(chǎn)設(shè)備需要定制。這些設(shè)備生產(chǎn)的時(shí)候往往不像標(biāo)準(zhǔn)的器件有標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)設(shè)備好多標(biāo)準(zhǔn)需要定制，花費(fèi)高的原因在這里。生產(chǎn)線如果說全了，所有成本加起來更高，甚至幾千萬都有可能。生產(chǎn)設(shè)備是批量生產(chǎn)的試制、測試、校準(zhǔn)，包括測試設(shè)備，標(biāo)定、材料分析等等都需要相關(guān)的設(shè)備。目前缺少77G的生產(chǎn)和工藝，國內(nèi)生產(chǎn)加工77G工藝相對比較少，只集中在很少的廠家手里面。國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境還有待于提升。

　　最后，開發(fā)周期相對比較長。一般一款毫米波雷達(dá)開發(fā)周期要到12個(gè)月以上，是指從設(shè)計(jì)、算法穩(wěn)定到最后使用，12個(gè)月有一定基礎(chǔ)去做，如果沒基礎(chǔ)，從剛開始去摸索，估計(jì)周期會(huì)更長。還要穩(wěn)定周期，有的時(shí)候可能長達(dá)將近兩年。為什么時(shí)間這么長？可能剛設(shè)計(jì)的時(shí)候，通過靜態(tài)的測試，動(dòng)態(tài)的測試，上車測試，還有各種復(fù)雜的環(huán)境下測試，對一些廠商和企業(yè)來講是投資巨大的。

　　毫米波雷達(dá)傳感器的方案，從目前使用情況來看，我們推進(jìn)的方案是主流的1+4方案，構(gòu)成一個(gè)高級(jí)輔助駕駛一套比較好的方案。后面兩個(gè)檢測后方，比如說BSD、變道輔助等雷達(dá)使用。前向?yàn)槭裁催€要加兩個(gè)，前段時(shí)間特斯拉出一個(gè)事件，特斯拉在配備的時(shí)候只有一個(gè)前向的雷達(dá)，在這個(gè)事件當(dāng)中如果前向配置兩個(gè)短距的雷達(dá)，有一些短距雷達(dá)和長距雷達(dá)互補(bǔ)，有可能減少這種事件的發(fā)生甚至避免。

　　這是我們主推納雷輔助駕駛的方案，目前業(yè)界主流的高級(jí)輔助駕駛方案，首先是硬件配置，一個(gè)長距離雷達(dá)加四個(gè)短距的，構(gòu)成整個(gè)基礎(chǔ)。還需要相關(guān)的視覺，加上超聲波雷達(dá)，多傳感器融合。對數(shù)據(jù)特征進(jìn)行提取，比如說360環(huán)境感知，在100米范圍內(nèi)的目標(biāo)檢測位置、速度、角度這些信息，對信息的提取。提取以后要進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，比如說運(yùn)動(dòng)目標(biāo)、跟隨算法、地圖融合，高精度地圖融合以后，最后一步就構(gòu)成車輛控制，控制里面構(gòu)成算法構(gòu)成和汽車底盤的控制。

　　在算法控制這塊，一般業(yè)界有兩種，一是基于因?yàn)楹枚嘬噺S協(xié)議是不開放的，控制要產(chǎn)生機(jī)械性的控制，對機(jī)械性控制國內(nèi)也有一些廠商在做。二是如果車的協(xié)議開放了，電動(dòng)車發(fā)展相對比較快的話，在這種情況下對車直接進(jìn)行控制，這種情況可能更好，也許以后的發(fā)展就是對車直接的底盤控制，可能是未來高級(jí)輔助駕駛重要的方案。

　　重點(diǎn)介紹一個(gè)使用安裝位置BSD，目前使用量相對比較大，包括在國內(nèi)很多車已經(jīng)使用了，特別是后向防碰撞，因?yàn)槌暡ǖ木嚯x太短，需要更長的距離進(jìn)行后向防碰撞、盲點(diǎn)檢測這類的應(yīng)用。主要還是靠后端的雷達(dá)，一般使用和車身控制系統(tǒng)是相對獨(dú)立的系統(tǒng)，后端有車或者有人的時(shí)候，在左邊的后視鏡上面有提醒，比如說倒車或者開門的時(shí)候，這個(gè)燈會(huì)閃。

　　講到前面的方案，今天主體是講24G，24G也有一些雷達(dá)的配備方案，比如說前向和后向，前向在24G方案上也有相關(guān)比較成熟的方案，前向是基于CAR150的方案，最大的測試距離乘用車達(dá)到100米左右，在一些城市道路上的車已經(jīng)夠用了。同時(shí)配置短距雷達(dá)CAR70。，目前CAR70采用主流的1發(fā)2收的方式，CAR150采用多發(fā)多收的方式，這個(gè)主要是考慮精度要求相對比較高，距離上進(jìn)一步保障。采用這兩種方案，基本上能構(gòu)成基礎(chǔ)的輔助駕駛方案，但這種方案使用的時(shí)候，要有一個(gè)底盤開放到協(xié)議上，能控制最好了，如果單獨(dú)作為機(jī)械控制，不是特別好的一個(gè)方案。

　　納雷毫米波雷達(dá)產(chǎn)品特點(diǎn)。

　　我們看到毫米波雷達(dá)批量化圖片，可以看出幾個(gè)特點(diǎn)，要求極致可靠，極致性能，極致簡化，實(shí)現(xiàn)算法和規(guī)格靈活定制。

　　極致可靠要符合IP67的標(biāo)準(zhǔn)，特別是寬溫的標(biāo)準(zhǔn)，第二測量距離，能夠達(dá)到0.5-200米，達(dá)到業(yè)界主流要求的標(biāo)準(zhǔn)。剛才看到24G的可能達(dá)不到200米的要求，但我們77G設(shè)計(jì)規(guī)格是達(dá)到的。另外目標(biāo)數(shù)也是要求相對比較高，最高能達(dá)到32個(gè)目標(biāo)。

　　第三，極致簡化，看到有一些天線設(shè)計(jì)，因?yàn)橛幸恍S商是不具備天線射頻設(shè)計(jì)能力，是從外面購的。納雷具備天線設(shè)計(jì)能力，從剛才的圖可以看到，天線和信號(hào)處理是一個(gè)板子上來處理的，有好多廠商是進(jìn)行分離的，這樣對節(jié)省空間有非常大的幫助。

　　最后，國內(nèi)在做毫米波雷達(dá)還有非常大的優(yōu)勢，就是實(shí)現(xiàn)算法和規(guī)格靈活定制。在這方面我們在國內(nèi)碰到比較多，特別是車使用標(biāo)定的時(shí)候，每一種車輛每一個(gè)客戶可能就會(huì)存在定制的要求。像博世等海外一些廠商一樣存在這種定制，當(dāng)然他們定制非常高昂的，但納雷這塊相對比較好控制。

　　我記得有一個(gè)客戶應(yīng)用，對定制這塊要求非常高，而且客戶又急著想去測試使用，這種情況怎么辦？當(dāng)時(shí)我們一個(gè)算法工程師連夜給他進(jìn)行算法調(diào)試，在這種情況下，這種支持力度可能還只有國內(nèi)廠商能夠?qū)崿F(xiàn)，在海外的廠商可能實(shí)現(xiàn)不了的，當(dāng)然這個(gè)也是國內(nèi)競爭力提升的重要標(biāo)準(zhǔn)。特別是隨著國內(nèi)電動(dòng)車往無人駕駛發(fā)展的，比如說像BAT、樂視進(jìn)入，對這一類的定制以后要求會(huì)更多。所以在這塊對于國內(nèi)發(fā)展來講，這也是非常利好的條件，所以我認(rèn)為國內(nèi)發(fā)展前景還是非常好的。

　　在納雷的網(wǎng)站也看到毫米波雷達(dá)的布局和戰(zhàn)略，納雷毫米波雷達(dá)布局主要是基于毫米波聚焦24/60/77GHz，在毫米波雷達(dá)傳感器上有幾個(gè)獨(dú)立的射頻芯片具有設(shè)計(jì)能力和信號(hào)處理能力，當(dāng)然這兩個(gè)是融合一起的，最后到自研的毫米波。目前特別在射頻天線這塊的能力，納雷因?yàn)橥瞥龅漠a(chǎn)品相對比較多，在國內(nèi)具有領(lǐng)先的水平，當(dāng)然在國際上來講也算是不錯(cuò)的，我們做了一些對比測試。

　　毫米波雷達(dá)的行業(yè)應(yīng)用。

　　在納雷的戰(zhàn)略里面聚焦六大行業(yè)，包括無人機(jī)、汽車、安防、工業(yè)、交通、智慧照明。特別是在智慧照明這塊，隨著中國推出“互聯(lián)網(wǎng)+”、“中國制造2025”發(fā)展思路來看，特別是智慧城市發(fā)展相對比較快，我們做過一個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過將雷達(dá)安裝在路燈上，這種節(jié)能效果是很顯著的，特別在一些路段，如冬天能效能降低53%，實(shí)際上對于一些應(yīng)用兩年可能已經(jīng)回本，現(xiàn)在在國內(nèi)有一些城市已經(jīng)開始布局。

　　在交通領(lǐng)域這塊相對比較成熟，像國外有測流量的，測速的，特別是卡口，國內(nèi)在這塊也有一些廠商去做，目前國內(nèi)有一定的積累。

　　在工業(yè)應(yīng)用可能更廣泛，比如替代以前的紅外感應(yīng)，包括液位計(jì)，在工業(yè)領(lǐng)域的機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用納雷已經(jīng)有比較多的案例。主要是全天候場景下的使用，整個(gè)雷達(dá)來講，國內(nèi)市場非常大，但是需要長時(shí)間的積累。

　　特別重點(diǎn)講一下SP25，SP25這款低功耗的傳感器，最大作用距離能達(dá)到30米，是1發(fā)1收的，這款產(chǎn)品非常好，可以用到智能感應(yīng)的比如城市的照明上，以及用到無人機(jī)、機(jī)器人、車輛。特別講一下車輛這塊，因?yàn)檫@款成本比較低，我們的目標(biāo)是替換現(xiàn)有的高端超聲波雷達(dá)，大家知道超聲波雷達(dá)目前一般的作用距離是5米，高一點(diǎn)的10米距離已經(jīng)了不起了，但是在這款雷達(dá)能達(dá)到30米，所以SP25在這方面有一個(gè)巨大的市場。

　　(本文來自汽車創(chuàng)新港微信號(hào)，非常感謝作者的付出，本文作為轉(zhuǎn)載分享。)