導讀：隨著高階自動駕駛量產時代的逐步到來，如何在新架構下實現系統功能的完美破局，將整體功能體驗和性能提升到一個新高度是自動駕駛研發人需要重點突破的問題。
“感知”是自動駕駛的核心功能，隨著自動駕駛等級的提升，對于“感知”性能的要求也越來越高。其中，由于“4D成像雷達”在保留了普通雷達測距測速精度高、能夠全天候工作的優點之外，還能夠極大的提升測角分辨率，增加高度信息的測量，越來越受到行業關注。
近期，就高階自動駕駛系統集成及開發的話題，我們與智能駕駛企業福瑞泰克從客戶需求、技術趨勢和市場應用這幾個角度進行了深入交流，以下為對談總結：
一、客戶需要什么樣的成像雷達？
毫米波雷達在汽車上的應用已經超過了30年，到目前為止也是智能駕駛汽車的關鍵感知器件。
隨著雷達應用越來越廣泛，以及智能駕駛性能的逐漸提升，傳統毫米波雷達的劣勢也逐漸顯現，例如：缺乏測高能力、角度分辨率低、點云稀疏且忽略靜態物體，這些特征限制了毫米波在復雜場景下的應用。
相比傳統毫米波雷達，成像雷達采用了更多的發射接收通道，實現虛擬通道數幾何倍數增長，更多的通道數參與俯仰、方位測角，使得測高能力、角分辨率精度、點云密度顯著提升，隨著感知性能全面提升，4D成像毫米波雷達將成為高階自動駕駛的不可或缺一部分。
二、4D成像雷達技術優勢
成像雷達通過實現更精細的檢測和跟蹤、更準確的目標分類、更精確的建圖和定位提升自動駕駛系統在各類復雜城區道路的可靠性與安全性。其次，成像雷達可以建立較精確的動態可通行區域，能夠防止車輛的碰撞，剮蹭等安全事故，尤其是能夠有效感知到懸空目標，如限高桿、龍門架等等。以下詳細介紹了成像雷達的各項優勢技術指標：
隨著汽車行業告別“功能機”走向“智能機”時代，面對日益復雜的交通場景，現階段域控制器將承擔起自動駕駛系統“中央大腦”的平臺角色不斷發揮傳感器、芯片、軟件、算法等各自的優勢。因此，域控制器對毫米波雷達的感知性能需求也提出了更高要求，而4D前雷達在角精度和角分辨率的優勢也在復雜的場景中體現出來：
若域控制器需要自車前方200米處的目標車輛行駛車道偏移位置信息進行決策，傳統前雷達方位角精度約在0.3度，判斷此場景下目標車輛車道會產生較大位置誤差，目標車輛真實偏移情況無法準確判斷；4D成像雷達方位角精度能達到0.1度，相比傳統前雷達方位提升3倍，可以將200米處更加精確車輛車道偏移信息輸出到域控制器。
若需要自車前方100米處并排行駛的大小兩個目標車輛信息，傳統前雷達方位角分辨率約3度，會造成此場景下前方的大小車信息無法區分開，誤將兩輛車識別成一個目標；4D成像雷達方位角分辨率可達1度，相比傳統前雷達提升3倍，可將此場景下大小車輛區分成兩個目標輸出給域控制器。
若域控制器需要車輛前方的靜止橫桿、井蓋、地面障礙物等信息進行決策時，傳統前雷達俯仰角精度約1度，某些場景橫桿高度信息誤差較大，井蓋與地面障礙物高度信息誤差較大；而4D成像雷達俯仰角精度可達0.1度，相比傳統前雷達提升10倍，可將障礙物的精確高度信息輸出到域控制器。
若存在多個靜止障礙物或人的情況下，傳統前雷達無俯仰角分辨率，不能準確將人、障礙物、橫桿區分開來，而4D成像雷達將俯仰角分辨率可達1度，能夠區分出多個目標特征，輸出給域控制器。
這種情況下，4D成像毫米波雷達的特性優勢就能很好的發揮出來。普通雷達與4D成像雷達的技術參數橫向比較如下：
三、成像雷達應用趨勢
1、前融合趨勢
現在的車身架構正在走向集成式，感知融合和控制融合的發展方向。多傳感器融合的趨勢下，成像雷達和其它傳感器做前融合，起到1+1>2的作用。
此外，成像雷達在L3以上的系統中可以提供冗余備份，因其受天氣影響小，自身探測更穩定可靠。
2、圖像級成像雷達
圖像級成像雷達首先是方位和俯仰分辨率都很高，達到1度以內，例如0.5度甚至0.1度。
圖像級成像雷達對同距同速下目標個數容量很大
3、目標分類和識別
目標輸出包含目標的位置、速度、加速度、目標屬性分類等參數，目標類別包含：大卡車、小轎車、龍門架、護欄、兩輪車、行人、其他等屬性。點云以及目標輸出在典型場景下不誤報不漏報，具備井蓋識別能力和道路間接縫的識別能力，但是要過濾掉。
前向雷達中國市場增長非常快，目前有不少咨詢公司曾給出預測，2023年中國市場會增長到全球最大的前向雷達市場。福瑞泰克作為國內全棧式智能駕駛解決方案及產品供應商，面向客戶的業務需求，通過量產飛輪帶動高階自動駕駛平臺加速技術及產品創新，隨需而變提供極致靈活的解決方案，包括多傳感器組合、輔助及自動駕駛域控制器及SOA軟件平臺產品等。據了解，福瑞泰克開發的成像毫米波雷達水平角分辨率和俯仰角分辨率都小于1°，探測距離超過350米，速度分辨率小于0.1m/s。
毫米波雷達是一門多學科交叉的技術，福瑞泰克特別注重架構上的創新，包括主芯片、波形設計、布陣設計、數據流和算法框架，獨創的波形和算法設計，實現高性能的成像效果，同時極具成本優勢。福瑞泰克第四代雷達產品，通過系統性地把設計射頻、天線、信號處理、數據處理融會貫通起來，輸出更豐富的狀態變量，使雷達的探測更穩定，提升有效利用率，從而實現在相同的硬件和模塊上，整體性能更有競爭力。
來源：佐思汽車研究
