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    • 感知雷達(dá)技術(shù)概覽
    • 相較于激光雷達(dá)感知雷達(dá)有哪些優(yōu)勢?
    • 雷達(dá)和攝像頭的融合能起到什么作用
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創(chuàng)新感知雷達(dá)之于汽車行業(yè)的重要意義

2023/05/29
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近期,4D毫米波雷達(dá)成為汽車行業(yè)和消費(fèi)者關(guān)注的重點(diǎn),雷達(dá)市場迎來了高速增長期。去年激光雷達(dá)在國內(nèi)迎來發(fā)展新機(jī)遇,但是海外車企在最新智能駕駛系統(tǒng)硬件平臺上卻將開始設(shè)置并搭載4D毫米波雷達(dá)。這些車企曾是純視覺方案的堅(jiān)定支持者,如今轉(zhuǎn)而部署4D毫米波雷達(dá),可謂是對自動駕駛系統(tǒng)的更新迭代。

作為一家海外市場雷達(dá)企業(yè),Arbe專注于4D毫米波雷達(dá)研發(fā),創(chuàng)新感知雷達(dá)技術(shù),并將其應(yīng)用于駕駛輔助解決方案、自動駕駛、物流、安全與安保等領(lǐng)域。Arbe開發(fā)的360°環(huán)繞式感知雷達(dá)技術(shù)基于專用雷達(dá)芯片組解決方案,為自動駕駛車輛提供了高級感知和真正的安全性。因Arbe雷達(dá)擁有大量的射頻通道,其精細(xì)程度是市場上其他雷達(dá)的100倍。

本文將深入探討感知雷達(dá)技術(shù)、Arbe的感知雷達(dá)技術(shù)的使用場景以及其對于汽車行業(yè)的重要意義。

感知雷達(dá)技術(shù)概覽

首先自動輔助駕駛的使用場景目前已經(jīng)開始從高速公路走向城市道路,很多車企紛紛開始希望能利用這一功能吸引消費(fèi)者買單,而不是僅僅顯示自己的技術(shù)能力。

自動輔助駕駛是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù),需要可靠而準(zhǔn)確的環(huán)境感知。在過去的迭代中,攝像頭傳感器因其經(jīng)濟(jì)性和高效率被廣泛應(yīng)用于自動駕駛汽車,圍繞攝像頭和AI Transformer的大模型技術(shù)進(jìn)行感知是當(dāng)前最流行的。但是光靠視覺,可能不足以確保安全可靠的自動駕駛。傳感器融合就變得頗為重要,特別是與成像雷達(dá)融合,對于保障自動輔助駕駛的可靠感知至關(guān)重要。

毫無疑問,攝像頭傳感器是任何自主傳感器套件的基礎(chǔ)傳感器,為物體檢測、跟蹤和分類等感知任務(wù)提供必不可少的視覺信息。但是攝像頭有一定的局限性,在一些情況下容易出錯,這主要與環(huán)境條件有關(guān),比如較為惡劣的天氣和照明條件。而通過傳感器融合,將來自多種傳感器類型的數(shù)據(jù)結(jié)合在一起,我們才能確保數(shù)據(jù)冗余,并在任何情況下共享安全所需的互補(bǔ)優(yōu)勢。

成像雷達(dá)可以提供豐富而詳細(xì)的環(huán)境數(shù)據(jù),能夠準(zhǔn)確地探測和跟蹤目標(biāo),即使在低光照、惡劣天氣和低能見度等具有挑戰(zhàn)性的條件下也是如此。成像雷達(dá)還可以提供精確的距離和速度測量,對攝像頭傳感器的劣勢進(jìn)行補(bǔ)充。在這方面Arbe的360°環(huán)繞式感知雷達(dá)技術(shù)芯片組采用了48個發(fā)射通道和48個接收通道,可以提供車輛周圍環(huán)境的自由空間映射,還能提供方位角和仰角的高分辨率點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

相較于激光雷達(dá)感知雷達(dá)有哪些優(yōu)勢?

首先,兩者之間從基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)到成本組成都是有核心差異的。圍繞RF技術(shù)衍生的成像雷達(dá)先天上要比圍繞光學(xué)技術(shù)延伸的激光雷達(dá)來得更有性價(jià)比。特別是很多車企往往更注重自動輔助駕駛技術(shù)的性價(jià)比。

所以我們認(rèn)為,感知雷達(dá)技術(shù)相較于激光雷達(dá)具有以下優(yōu)勢:

  • 更長的探測距離:感知雷達(dá)技術(shù)能夠探測到更遠(yuǎn)的物體。
  • 更強(qiáng)的適應(yīng)性:感知雷達(dá)技術(shù)不會受到天氣等因素的影響,可以在各種環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高精度的探測和分類。

從細(xì)節(jié)來看,光學(xué)傳感器和基于雷達(dá)的傳感器都是自動駕駛汽車的關(guān)鍵組成部分。然而,在惡劣天氣和其他極端環(huán)境下,它們的性能可能會受到影響。當(dāng)面臨雨、霧、灰塵和煙霧等惡劣天氣條件時,光學(xué)傳感器的性能通常會降低,而基于雷達(dá)的傳感器則可以繼續(xù)正常工作。在太陽光照和下雪等情況下,光學(xué)傳感器可能會產(chǎn)生眩光,從而導(dǎo)致誤識別,而基于雷達(dá)的傳感器則不會受到影響。當(dāng)傳感器被泥漿或冰覆蓋時,光學(xué)傳感器可能會出現(xiàn)堵塞,而基于雷達(dá)的傳感器則具有更高的魯棒性,并且不太容易受到影響。因此,在選擇自動駕駛汽車的傳感器時,需要考慮各種因素,包括不同環(huán)境條件下的性能表現(xiàn),以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

  • 多普勒-雷達(dá)測量物體的速度和方向

高分辨率對于雷達(dá)來說非常重要。高分辨率雷達(dá)能夠提供傳統(tǒng)雷達(dá)無法提供的新信息,通過提供高多普勒和空間分辨率,雷達(dá)能夠提取物體上的多普勒分布及其微多普勒,從而指示其前進(jìn)方向和方位。這種分辨率可以實(shí)現(xiàn)零延遲和高精度,從而使我們能夠更準(zhǔn)確地檢測并定位物體。高分辨率雷達(dá)也能夠提供重要的多普勒分布信息,通過分析方位角和多普勒,我們可以確定物體的前進(jìn)方向和方位,從而更準(zhǔn)確地評估物體的運(yùn)動狀態(tài)。此外,高分辨率雷達(dá)對于車輛自動駕駛和環(huán)境感知也至關(guān)重要。通過提供高分辨率圖像和數(shù)據(jù),車輛能夠更好地感知周圍環(huán)境并做出更明智的決策。

  • 更高的可靠性:感知雷達(dá)是一種成熟的技術(shù),可以提供可靠的數(shù)據(jù),它可以提供基于多普勒效應(yīng)的實(shí)時速度數(shù)據(jù)。

當(dāng)然最重要的是,在如今中國的競爭環(huán)境下,車輛哪怕是帶有自動輔助駕駛,也需要具備性價(jià)比。感知雷達(dá)比激光雷達(dá)具有更高性價(jià)比,可以在所有價(jià)格水平的車輛上提供安全性。

雷達(dá)和攝像頭的融合能起到什么作用

感知雷達(dá)技術(shù)和攝像頭技術(shù)可以相互融合,以提高自動駕駛車輛的感知能力。攝像頭技術(shù)可以提供更加詳細(xì)的視覺信息,輔助感知雷達(dá)技術(shù)進(jìn)行更精確的定位和分類。感知雷達(dá)的優(yōu)勢則在于獨(dú)特的實(shí)時速度和深度數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)是攝像頭傳感器無法捕捉的,因此兩者相互融合可以起到關(guān)鍵作用。

一些只依賴于視覺、圍繞攝像頭傳感器來實(shí)現(xiàn)自動輔助駕駛的車企,也面臨一些挑戰(zhàn)。例如,光照變化可能會導(dǎo)致攝像頭圖像出現(xiàn)飽和或白平衡問題,這些問題會降低攝像頭傳感器的準(zhǔn)確性并導(dǎo)致假陽性或假陰性。攝像頭傳感器還可能受到夜間光線的影響,特別是當(dāng)對面車輛開啟遠(yuǎn)光燈時,攝像頭的圖像可能會受到影響,導(dǎo)致算法難以區(qū)分道路上的物體。此外,攝像頭傳感器可能會面臨部分可觀測性問題,例如當(dāng)護(hù)欄遮擋汽車的一部分時,攝像頭只能看到汽車的一部分,這可能會導(dǎo)致假陰性檢測。

另一個挑戰(zhàn)是深度感知問題,因?yàn)閿z像頭傳感器不能立即進(jìn)行深度感知,可能需要以復(fù)雜的算法或幀間延遲來糾正深度感知的問題。雖然這些問題可以通過算法糾正,但仍然是攝像頭本身的基本缺陷,需要更多的技術(shù)和算法來克服。

而從全球范圍來看,領(lǐng)先的車企想要更大規(guī)模推廣城市自動輔助駕駛,想要通過成像雷達(dá)來彌補(bǔ)視覺的缺陷是完全合乎情理的。

一些車企可能對Arbe這家公司比較陌生,事實(shí)上這是一家非常優(yōu)秀的公司。Arbe的360°雷達(dá)感知技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于卡車、機(jī)器人出租車和無人搬運(yùn)車等自動駕駛車輛上。這是第一款能夠?qū)崿F(xiàn)高級感知和真正的安全性的雷達(dá)。通過使用Arbe感知雷達(dá),許多車企解決了前幾代雷達(dá)帶來的主要挑戰(zhàn)——Arbe雷達(dá)能夠消除虛警,檢測行人和兩輪車,它提供了移動和靜止物體的高分辨率數(shù)據(jù),因此自動駕駛汽車能夠充分了解周圍環(huán)境。

Arbe在中國的合作伙伴HiRain和Weifu選擇了Arbe的芯片解決方案應(yīng)用于其下一代雷達(dá),以提高車規(guī)級安全和高級駕駛輔助系統(tǒng)的感知能力。此外,Arbe的360°感知雷達(dá)技術(shù)也可以應(yīng)用于物流、安全和安保等領(lǐng)域,通過提高車輛的感知能力和安全性,降低事故風(fēng)險(xiǎn)和提高工作效率。希望本文能對大家理解成像雷達(dá)的使用有所幫助。

 

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電子產(chǎn)業(yè)圖譜

筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學(xué)的是測試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽產(chǎn)業(yè),不過我相信未來衣食住行中的行,汽車仍是實(shí)現(xiàn)個人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。