企业争相布局4D毫米波雷达助自动驾驶迈向“场景全能”

随着自动驾驶的“脚步”愈近，下一代车载雷达的“争夺战”悄然打响。在这个领域，关于“4D毫米波雷达究竟能否完全替代激光雷达”之辩从未停止。

近日，在恩智浦召开的毫米波产品线沟通会上，4D毫米波雷达成为焦点之一。其实，自去年以来，随着一些零部件供应商和科技公司陆续发布相关解决方案，4D毫米波雷达开始走到聚光灯下。有观点认为，目前，4D毫米波雷达市场初具雏形，行业或将进入“量产纪年”。

企业看好前景争相布局

2020年，Waymo宣布在第5代自动驾驶感知套件中推出4D毫米波雷达。同年，大陆集团推出了首个4D毫米波雷达量产解决方案，并表示宝马将成为首家搭载的车企。在2021CES上，4D毫米波雷达也声势不小，诸多厂商纷纷携产品亮相，恩智浦、德州仪器、Mobileye等企业陆续推出或更新4D毫米波雷达方案。去年，安波福亮相了下一代L1～L3级自动驾驶平台，声称其传感器套件就包含了4D毫米波雷达；采埃孚表示，从上汽集团获得4D毫米波雷达的生产订单，2022年正式供货；博世在中国市场首次对外推介第5代雷达至尊版，即4D毫米波雷达。
在国内市场，华为在2020北京车展上展示了其4D毫米波雷达；2021年，华域汽车表示，完成了4D毫米波雷达的自主研发，计划当年四季度量产；今年4月，威孚高科在投资者互动平台表示，公司4D毫米波雷达已实现样品销售；除此之外，还有楚航科技、保隆科技、几何伙伴等自主供应商也开始发力。

“我们非常看好4D毫米波雷达的前景，这是行业发展的大方向，未来几年市场会迅速增长。”德州仪器中国区嵌入式产品系统与应用总监蒋宏向《中国汽车报》记者表示，作为帮助实现更高程度感知的第一步，毫米波雷达至关重要，而4D成像功能的数据输出和摄像头系统，实现了多传感器的融合再触发，所带来的是感知系统的质变提升。

“2020年至今，4D毫米波雷达在各级别自动驾驶上均有应用案例落地，得到了产业与资本两方面的关注。”威孚高科雷达技术专家屈操表示，智能化趋势已经确立，全球各大车企都在全力备战高级别自动驾驶量产，将加速驱动摄像头、雷达等传感器市场规模的增长，与此同时，市场对传感器感知性能的要求大幅提升，尤其L3及以上级别自动驾驶更需要4D毫米波雷达。他认为，4D毫米波雷达市场前景广阔，是传统雷达传感器技术迭代和创新突破的方向，有望早日替代传统毫米波雷达加快车端的渗透。

中金公司预计，至2025年，中国车载4D成像雷达市场规模在悲观、中性、乐观情况下有望分别达到1.9亿、3.6亿、5.4亿美元，2022～2025年的复合年均增长率分别达到34％、64％、88％。

助自动驾驶迈向“场景全能”

在过去的数年时间里，毫米波雷达逐渐成为了ADAS的标准配置，但面对L3及以上级别自动驾驶来说，传统产品的短板逐渐显露。据介绍，相比于传统毫米波雷达，4D毫米波雷达在具备探测距离、水平角度及速度三项参数的基础上增加了高度信息，实现了距离、方位、高度和速度的信息感知。“4D毫米波雷达攻克了传统2D毫米波雷达的弱点，也能够提升角度分辨率。它在原有毫米波雷达基础之上，又实现了对纵向空间的感知，能更好地解析所探测到障碍物的轮廓、类别及行为，从而细化不同场景下对汽车的控制，可显著提升系统性能。”蒋宏介绍道。

“4D毫米波雷达有针对性地弥补了传统毫米波雷达的性能短板，不仅是3D的升维，也带来了探测精度、灵敏度、分辨率和性能的全面升级，给予自动驾驶更高的安全性，有望使毫米波雷达成为自动驾驶系统中的核心传感器之一。”屈操进一步表示，4D毫米波雷达与其他传感器融合或结合后，感知能力的增强可以解锁出更多功能场景，进而推动自动驾驶解决方案实现“场景全能”。

“此前，行业普遍认为，激光雷达的分辨率比毫米波雷达高很多倍，不在一个数量级。但现在，我们现有4D成像毫米波雷达的角分辨率小于1度甚至0.1度，接下来，随着发射接收通道的增加，这个差距还将持续缩小。”蒋宏告诉记者。据悉，德州仪器2017年就发布了第一代毫米波雷达，今年年初又推出全新77GHz的4D毫米波雷达AWR2944，后者不仅保持了对测距测速的精准度，而且在角度分辨率方面有很大的提升，能够把雷达系统的尺寸减少30％，并通过4发4收提升了分辨率，提升了综合性能。

自动驾驶不能依靠单一传感器来实现，已成为业内人士的共识，多传感器融合被认为是迈向高级别自动驾驶的主流方案。屈操表示，通过近两年上市的新车可以看出，虽然车企、自动驾驶公司都在进行差异化技术路线布局，但都在有针对性地做“加法”，随着软硬件解耦趋势下硬件预埋和OTA需求的出现，激光雷达、4D毫米波雷达等新一代传感器都进入了自动驾驶系统配置清单。

“不同产品间有互补性，包括激光雷达在内的很多新技术也在快速发展，这是行业发展产生的必然需求，在车企方面，激光雷达也仍然作为一些高级别自动驾驶的选项。”蒋宏也表示。

智能网联和新能源汽车独立研究员曹广平认为：“未来，各技术路线发展结果究竟如何，一方面取决于自身技术的不断提高，另一方面要看实际场景下与不同产品的充分竞争。”在他看来，作为传统毫米波雷达的升级版，4D毫米波雷达扩大了应用场景，再加上对比激光雷达有一定的成本优势，因此成为了激光雷达的竞争者。

市场整体尚处发展初期

“我们认为，4D毫米波雷达的规模化落地马上就要来了。在市场化方面，目前技术趋于成熟，有许多种创新的算法都在产品化过程中。”蒋宏告诉记者，不少车辆已有配装的需求，不仅5R1V配置车型的长距离前向雷达需要具备4D成像功能，中短距离的角雷达也有强烈的4D成像需求，自动泊车、L3及以上级别自动驾驶更是把4D成像作为刚需，“去年开始，4D毫米波雷达已有很多产品装车路测并准备量产。”
不过，现阶段，摆在4D毫米波雷达量产之路上的难题还有很多。屈操表示，4D毫米波雷达还未形成统一的技术路线，存在“级联＋MIMO”、“ASIC专用芯片”、“软件定义雷达”等多种技术路线，今后，随着需求的快速增长，不同路线均存在商业化的可能。

“针对4D毫米波雷达的行业规范及标准、点云数据标准化功能应用挖掘等，还需要产业链上下游企业共同推动。”屈操进一步指出，“去年以来，众多新能源车企和传统车企相继宣布推出配装4D毫米波雷达的量产车，但市场整体尚处于发展初期，成熟产品还不多，需要供应商与车企经历一段共同开发的周期。”据悉，目前，威孚高科着力提升毫米波雷达关键技术能力，已建立相关实验室，并与国外研发机构长期开展技术合作。

4D毫米波雷达的规模量产，除了要有成熟的技术和产品外，成本也是绕不开的话题。“客户追求的是产品性价比。未来，我们的产品规划会更多贴近客户的实际需求，进行相应的对接和规划。”蒋宏说。