2021第五屆ADAS與自動(dòng)駕駛論壇上，承泰科技產(chǎn)品經(jīng)理張問海先生做了題為《淺談毫米波雷達(dá)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)》的演講，從五個(gè)方面介紹毫米波雷達(dá)趨勢(shì)以及承泰科技在毫米波雷達(dá)的發(fā)展與展望。
（一）毫米波雷達(dá)概念與發(fā)展歷程
隨著國(guó)家對(duì)汽車安全和自動(dòng)駕駛技術(shù)的重視，越來越多的商用車以及乘用車使用毫米波雷達(dá)作為新車上市的標(biāo)配，毫米波雷達(dá)正在變得炙手可熱。那么究竟什么才是真正的毫米波雷達(dá)？
毫米波雷達(dá)的工作頻段是30到300GHz。雖然在毫米波雷達(dá)之前還一度用到過24GHz，但受成本、檢測(cè)精度的限制，24GHz的產(chǎn)品不能被認(rèn)定為真正的毫米波雷達(dá)。
毫米波雷達(dá)的基本工作原理是用FMCW電磁波，通過天線發(fā)送電磁波，最后通過目標(biāo)反射回來，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)。相關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也主要體現(xiàn)在天線設(shè)計(jì)、前端數(shù)據(jù)處理方面，以及底層信號(hào)處理、應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)。
毫米波雷達(dá)概念最早提出是在軍事上的應(yīng)用。但是對(duì)社會(huì)意義更大的還是在20世紀(jì)60年代，美國(guó)率先提出把毫米波雷達(dá)應(yīng)用在汽車上的理論。雖然當(dāng)時(shí)毫米波雷達(dá)由于工藝、尺寸和成本問題，還只處在前期概念階段，但這確實(shí)是讓毫米波雷達(dá)飛入尋常百姓家的開端。
到了20世紀(jì)90年代，三菱汽車、奔馳汽車開發(fā)出基于毫米波雷達(dá)的前向距離控制系統(tǒng)，毫米波雷達(dá)才正式進(jìn)入民用車載領(lǐng)域。
進(jìn)入2010年，中國(guó)開始出現(xiàn)毫米波雷達(dá)廠商。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截止目前中國(guó)的毫米波雷達(dá)廠商已達(dá)上百家。
2016年承泰開始著手毫米波雷達(dá)開發(fā)，逐步建立研發(fā)、制造、銷售的端到端能力，成為國(guó)產(chǎn)化突破的領(lǐng)軍企業(yè)。
從毫米波雷達(dá)的系統(tǒng)架構(gòu)圖可以清晰看到射頻從前端處理到最終應(yīng)用層功能實(shí)現(xiàn)的全流程。三發(fā)四收、四發(fā)四收，在前端處理部分有模擬信號(hào)前端處理、數(shù)字信號(hào)前端處理，在底層信號(hào)處理有距離FFT、速度FFT、角度FFT、CAFAR，頂層信號(hào)處理主要包括目標(biāo)聚類、目標(biāo)跟蹤、卡爾曼濾波等，應(yīng)用功能實(shí)現(xiàn)方面主要體現(xiàn)在AEB、FCW、BSD、DOW等。
（二）毫米波雷達(dá)應(yīng)用
毫米波雷達(dá)對(duì)于大眾最重要的是應(yīng)用場(chǎng)景的呈現(xiàn)。其中自動(dòng)緊急制動(dòng)（AEB）功能目前對(duì)前向毫米波雷達(dá)是最有用的。根據(jù)國(guó)外相關(guān)數(shù)據(jù)分析顯示，自動(dòng)緊急制動(dòng)功能可以做到提前預(yù)警，顯著降低車禍致死率。
另外，自動(dòng)緊急制動(dòng)功能可以有效降低碰撞后的傷害程度，及時(shí)進(jìn)行前方碰撞預(yù)警、盲點(diǎn)檢測(cè)，有效感知車外的環(huán)境，進(jìn)行靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的識(shí)別，減少汽車事故頻率。
（三）毫米波雷達(dá)現(xiàn)狀
2020年中國(guó)車載毫米波雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到36億元，預(yù)計(jì)未來幾年將以40%的增長(zhǎng)率高速增長(zhǎng)。競(jìng)爭(zhēng)格局方面，國(guó)外毫米波雷達(dá)廠商依舊占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位，甚至是壟斷地位，國(guó)產(chǎn)雷達(dá)僅占20%到30%的市場(chǎng)份額。
就技術(shù)水平而言，僅看某些指標(biāo)，國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)甚至可以媲美國(guó)際大廠的數(shù)值，但在信噪比、抗干擾方面還有一定差距。目前毫米波雷達(dá)主要應(yīng)用在L3以下的自動(dòng)駕駛，但在一些特定場(chǎng)景如景區(qū)無人巴士，也可實(shí)現(xiàn)L3以上自動(dòng)駕駛應(yīng)用。
在性能方面，目前市場(chǎng)上主流毫米波雷達(dá)探測(cè)距離是0.2米到250米，距離分辨率是1.8米。在角度測(cè)量方面，一直是市場(chǎng)痛點(diǎn)，無論是國(guó)產(chǎn)毫米波雷達(dá)還是國(guó)外巨頭的毫米波雷達(dá)，在角度、精度方面仍有待提高。在綜合性能方面，比如抗干擾性，是否有漏檢，復(fù)雜環(huán)境中能否快速對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，這是真正體現(xiàn)毫米波雷達(dá)實(shí)力的地方。
（四）毫米波雷達(dá)發(fā)展趨勢(shì)
未來，毫米波雷達(dá)芯片將會(huì)占有更多的中國(guó)市場(chǎng)份額。目前，市場(chǎng)上毫米波雷達(dá)芯片使用量最多的還是英飛凌、恩智浦。TI也推出了一些方案，但是在市場(chǎng)份額上無法與恩智浦比肩。
在應(yīng)用場(chǎng)景方面，在ADAS基礎(chǔ)上，未來毫米波雷達(dá)將會(huì)全面應(yīng)用于自動(dòng)駕駛的各種應(yīng)用場(chǎng)景，同時(shí)在艙內(nèi)生命檢測(cè)、智能交通、工業(yè)機(jī)器人、環(huán)境控制等領(lǐng)域得到更廣泛應(yīng)用。
未來毫米波雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，會(huì)采用更先進(jìn)的天線設(shè)計(jì)方案，集成芯片。未來在硬件算法、軟件算法上也會(huì)有大幅提升，使毫米波雷達(dá)能達(dá)到四線激光雷達(dá)水平。
承泰認(rèn)為前向雷達(dá)會(huì)逐漸角雷達(dá)化，而角雷達(dá)會(huì)呈現(xiàn)前向雷達(dá)化。近年來備受關(guān)注的微多普勒，在一些場(chǎng)景里面對(duì)道路弱勢(shì)群體的分析會(huì)大大提升毫米波雷達(dá)對(duì)行人檢測(cè)的能力。
而在抗干擾性方面，無論是國(guó)內(nèi)毫米波雷達(dá)還是大廠的毫米波雷達(dá)，還不能完全做到不被其它雷達(dá)影響，這也是未來毫米波雷達(dá)需要攻克的難點(diǎn)。毫米波雷達(dá)普及后，在道路上會(huì)有很多疊加的雷達(dá)，因此需要全面提高抗干擾能力，以確保毫米波雷達(dá)進(jìn)入L3以上的場(chǎng)景后可以保證安全功能的正常實(shí)現(xiàn)。
（五）承泰毫米波雷達(dá)發(fā)展與展望
自2015年成立以來，承泰科技不斷引進(jìn)人才，攻堅(jiān)克難、持續(xù)創(chuàng)新。現(xiàn)承泰核心研發(fā)人員多來自華為。
目前承泰在各個(gè)頻段都有研發(fā)產(chǎn)品，產(chǎn)品線比較完善。在安防、交通領(lǐng)域，承泰提供大量定制化服務(wù)。同時(shí)，承泰也與NXP、CAL、華為這樣的龍頭企業(yè)廣泛合作。
在一流研發(fā)團(tuán)隊(duì)的不斷努力下，承泰在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)率先推出國(guó)產(chǎn)第五代毫米波雷達(dá)，產(chǎn)品價(jià)格為國(guó)外競(jìng)品可以達(dá)到競(jìng)品的1/5-1/3，其性價(jià)比之高備受青睞。以商用車為例，目前承泰前向雷達(dá)的出貨量位居全國(guó)第一。
在車規(guī)級(jí)毫米波雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，承泰已經(jīng)形成了從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)完整的知識(shí)庫(kù)儲(chǔ)備，同時(shí)相關(guān)產(chǎn)品也在迭代升級(jí)。承泰在天線領(lǐng)域擁有全頻段的設(shè)計(jì)能力，可供選擇的方案比較多；在算法方面，波形設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、聚類追蹤的算法等也比較完備。
提問環(huán)節(jié)
Q1、之前我在主機(jī)廠工作過，非常認(rèn)同視覺加上毫米波雷達(dá)的融合方案，但是最近大家也都發(fā)現(xiàn)華為提出激光雷達(dá)要把成本降到100美金以下，關(guān)于這一點(diǎn)，我想問一下毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在哪里？
張問海：首先，毫米波雷達(dá)的成本優(yōu)勢(shì)是任何時(shí)候都不會(huì)被激光雷達(dá)超越的。承泰的毫米波雷達(dá)已經(jīng)做到500人民幣以下了，激光雷達(dá)很難做到這么低的價(jià)格。
其次，激光雷達(dá)應(yīng)對(duì)復(fù)雜天氣情況，譬如雨雪天氣，性能會(huì)有局限。雖然通過算法處理能解決一些問題，但是毫米波雷達(dá)發(fā)送的是電磁波，在物理機(jī)制上或者先天優(yōu)勢(shì)上是激光雷達(dá)無法替代的。
最后，未來4D毫米波雷達(dá)推出之后，如果能實(shí)現(xiàn)四線以上激光雷達(dá)水平，成本又可控，個(gè)人認(rèn)為沒有人會(huì)拒絕這么好的產(chǎn)品。