汽车智能化进程正加速向高阶自动驾驶(L3+)迈进,2024年国内新车L2及以上辅助驾驶装配量达1098.2万辆,渗透率为47.9%。与此同时,环境感知作为核心支柱,催生了多传感器融合的技术路线。毫米波雷达凭借其独特的物理特性,在摄像头和激光雷达主导的感知体系中扮演着不可替代的角色,三者形成了互补性极强的"铁三角"关系。
4D雷达热度一路飙升?
根据Yole?Development的预测数据,到2027年,全球毫米波雷达的市场规模将达到128亿美元,其中4D毫米波雷达(以下简称4D雷达)和4D成像毫米波雷达(以下简称“4D成像雷达”)的市场规模为78亿美元,占据毫米波雷达市场的61%。
聚焦4D雷达和4D成像雷达的市场规模比例和成长性,Yole?Development预测,到2028年,两者加总后规模将达到83亿美元,较2022年增长36%。其中,4D成像雷达市场规模为22亿美元,较2022年增长49%;2028年芯片市场规模约占雷达市场总规模的30-35%。
4D成像雷达有何优势?
要谈4D成像雷达的优势,可以分三部分来解析:1、和摄像头、激光雷达比;2、和传统毫米波雷达比;3、和4D雷达比,下面我们一一来看一下。
来源:Arbe官网
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和摄像头、激光雷达比
在暴雨、雾霾、强光等极端天气下,毫米波(77GHz/79GHz)的穿透能力显著优于激光雷达和摄像头。此外,毫米波雷达具有远距离探测能力,而激光雷达的探测距离有限,无法满足高速公路场景需要至少300米以上的探测范围。这也是为什么特斯拉在2021年重新启用了毫米波雷达技术,并在后续的硬件升级中不断优化其性能的原因。
此外,多普勒效应使毫米波能直接测量目标径向速度,这是摄像头(需多帧推算)和激光雷达(依赖点云处理)难以企及的。
不过,Yole Group汽车半导体技术和市场资深分析师Pierrick Boulay在接受与非网采访时曾表示,4D成像毫米波雷达不会对激光雷达市场产生真正的影响,4D成像毫米波雷达也不会取代激光雷达。因为它们的性能仍然低于激光雷达,角度分辨率就是一个很好的例子,最好的4D成像毫米波雷达的角度分辨率约为 0.5°-1°,而激光雷达的角度分辨率可以轻松达到 0.05°。
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和传统毫米波雷达比
3D毫米波雷达利用1-10mm波长的电磁波,基于多普勒效应可获取目标的距离、速度和水平角度信息,但存在分辨率低、行人反射率不足、易受噪声和多径效应干扰等问题,难以精准识别静止物体、物体高度及区分相邻障碍物,易引发驾驶系统误判。
相比之下,4D毫米波成像雷达在3D基础上新增高度(俯仰角)感知维度,具备纵向空间感知能力,其低角度分辨率可提升至0.5°-1°,能够识别障碍物的轮廓、类别及行为,显著提升感知精度。
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和4D雷达比
和基础型4D感知不同,4D成像雷达除了增加高度感知(俯仰角)、低速目标检测功能和消除误报之外,具备类激光雷达的点云成像能力,支持目标轮廓重建。
4D成像雷达玩家有哪些?
当前,全球4D成像雷达市场呈现出多强争霸的竞争态势,主要玩家可分为三类阵营:传统Tier1、国产阵营和新势力。
在传统Tier1领域,大陆集团的ARS540、博世的第五代成像雷达以及采埃孚的Premium雷达凭借其卓越的性能指标(如采埃孚产品仰角分辨率达1.8°)已率先实现规模化装车。
中国厂商则以华为、森思泰克等为代表快速崛起,其中华为4D成像雷达凭借单帧1536点的超高密度点云在问界M9等车型上展现了强大竞争力。
而Arbe、Uhnder、Vayyar、Mobileye等创新企业则通过专用芯片方案开辟了差异化发展路径。
值得注意的是,从点云密度上来看,当前市场上自称是4D成像雷达的厂商不少,天线阵列有3*4、12*16、48*48等,但真正能够实现“成像”级别的还不多,那些“点云稀疏”的产品,充其量是4D雷达,而非4D成像雷达。
根据与非研究院的统计,在全球4D成像雷达竞争生态中,Arbe的Phoenix感知雷达在分辨率和场景适应性方面是遥遥领先的。
Arbe是一家专注于雷达技术的以色列公司,定位为二级供应商,2015年成立,总部位于以色列特拉维夫,在美国、德国和中国都设立了办事处。当前公司人员规模150人左右,其中研发人员比例达到75%。
Phoenix感知雷达,诠释什么叫真正的“点云成像”
Phoenix感知雷达是Arbe的明星产品,它凭借2304个虚拟通道,在距离、仰角、方位角和多普勒维度上都具备高分辨率,提供了业界领先的成像质量和探测能力。该雷达可轻松安装在汽车保险杠或格栅后面,不会影响汽车的整体设计。
对此,Arbe全球销售高级副总裁Roman Levi解释道:“Phoenix感知雷达采用了76-81GHz频段,通过2304个虚拟通道实现了0.7°方位角和0.8°仰角的高分辨率,其点云密度达到市场普通雷达的100倍。处理器芯?搭载嵌入式雷达信号处理算法,能够处理来自2304个虚拟通道的实时数据,以每秒20帧的速度提供超万个检测结果,预处理速度达3Tbps。”
值得一提的是,这48*48(48个接收信道和48个发射信道)个虚拟通道在天线设计方面采用了48*48的排列模式,这样的设计可以增加方位角检测,适当降低俯仰角的宽度。但相比市场上12*16的设计,俯仰天线数还是会多不少,这意味着测高能力会更强一些。
Phoenix感知雷达这样的性能会带来怎样的好处?
来源:Arbe,经纬恒润
Roman Levi将其总结为三点价值主张:1、高性能的成像雷达,能在300m距离上准确识别行人轮廓,可以检测出微小目标和弱目标;2、检测目标广泛,可形成独立的自由空间映射,在恶劣天气环境下,当摄像头和激光雷达这两种偏光学的检测设备失效时,依旧可以继续L3级别的智能辅助驾驶;3、降低传感器融合的门槛,传统雷达点很少,通常只有几十个,很难和点云信息输出的摄像头和激光雷达进行融合,而高密度点云的Phoenix感知雷达可以做到。
针对第一点微小目标和弱目标的检测,Roman Levi举了两个例子,一个是针对马路上290m远处11.5cm*11.5cm大小的小木块的精准检测,一个是远处铁栅栏旁站着的人员检测。从演示视频材料来看,Phoenix感知雷达的检测效果非常精准且快速。
在抗干扰性方面,Phoenix感知雷达采用了跳频技术,这是Arbe的自有专利技术。TD-MIMO(时分多输入多输出)技术加上窄带的收发信号有利于减少环境中噪声波的重合度,进而降低误码率,提高了检测的稳定性和可靠性。
此外,我们看到,Arbe的雷达技术不仅提升了检测的精度和范围,还在功耗、尺寸等方面实现了优化,满足了车载雷达的严苛要求。
据悉,大众、奔驰已宣布将在其L3级以上的车型中搭载4D成像雷达,前者的要求是收发矩阵在24*24以上,后者要求收发矩阵在32*32以上。
高速NOA ,将成为4D成像雷达第一个引爆点?
“高速NOA正成为4D成像雷达商业化落地的首个爆发性增长点,尤其是在远距离弱目标检测方面,性能会非常突出。” 经纬恒润雷达总监杨青山如是说。
经纬恒润和Arbe的合作可以追溯到2019年的中以政府合作项目。而就在2025上海车展期间,与非网记者参观了经纬恒润基于Arbe Phoenix感知雷达芯片组的量产级成像雷达系统LRR615,这也是双方合作的最新成果。
图 | 经纬恒润推出基于Arbe芯片组的量产级成像雷达系统LRR615;来源:与非网摄制
据悉,LRR615是首款搭载高密度波导天线的雷达系统,具备远距离探测能力,即使在复杂环境中仍可保持高分辨率,明显降低误报,其性能可达市场上现有雷达的10倍。
在推出LRR615之前,经纬恒润雷达团队对其进行了充分的测试,测试结果显示,该雷达对道路弱目标的检测性能优异,对于道路施工的场景,可以发现前方250m以上的施工水马和前方207m处摆放的锥桶;对于道路遗撒物的检测,可以稳定发现前方117m处平放地面的轮胎。
杨青山先生提到,针对LRR615检测的数据,如果OEM厂商需要原始数据,也可根据客户需求,通过预留的以太网进行上传,尤其是在做多传感器融合方面,会有更多优势。
在成本侧,就如经纬恒润首席技术官范成建所透露的:“LRR615在性能与成本效益方面均实现重大突破,为即将迈入L2+至L3级智能辅助驾驶时代的整车厂商提供了新一代解决方案”。
Arbe的下一步?
4D成像雷达与激光雷达的互补关系已从"替代竞争"转向"能力协同",或在L3级方案中成为标配传感器。
而Phoenix感知雷达从参数层面已经在4D成像雷达行业中首屈一指,下一步Arbe将作出怎样的战略部署呢?
对此,Roman Levi表示:“当前,我们的雷达虚拟通道数已经遥遥领先,竞争对手很难在短时间内赶上,所以下一步我们并不准备增加天线数量,因为天线数量的增加一定会带来尺寸和功耗方面的更多挑战。所以,我们的下一步计划是进一步优化调制技术,加强AI处理能力,此外还会在降本方面下大力气。”
来源: 与非网,作者: 夏珍,原文链接: /video/1837262.html