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汽車制造

與激光雷達死磕的毫米波雷達,除了無人駕駛還有更多歸宿

Nick 來源:搜狐2019-01-07 我要評論(0 )   

隨著技術(shù)的發(fā)展,雷達逐漸轉(zhuǎn)入民用應(yīng)用場景,如氣象預(yù)報、資源探測、環(huán)境監(jiān)測、天體研究、地質(zhì)調(diào)查等。在汽車行業(yè)中,隨著超聲波雷達在倒車這一場景的成熟應(yīng)用,打開了...

圖片來自網(wǎng)絡(luò)

文 | 魏啟揚

來源 | 智能相對論(ID:aixdlun)



提到雷達,我們最先想到的就是用在軍事領(lǐng)域的探測系統(tǒng)。確實,雷達最初出現(xiàn)就是在一戰(zhàn)期間,英國急需一種能探測空中金屬物體的雷達(技術(shù))能在反空襲戰(zhàn)中幫助搜尋德國飛機。


隨著技術(shù)的發(fā)展,雷達逐漸轉(zhuǎn)入民用應(yīng)用場景,如氣象預(yù)報、資源探測、環(huán)境監(jiān)測、天體研究、地質(zhì)調(diào)查等。在汽車行業(yè)中,隨著超聲波雷達在倒車這一場景的成熟應(yīng)用,打開了人類對雷達技術(shù)在無人駕駛場景上的無限想象,激光雷達和毫米波雷達順勢成為目前自動駕駛主流方案的核心裝備,兩者雖屬同門,但在對無人駕駛主導(dǎo)位置的爭奪上,兩者間的競爭從來就沒有停止過。

激戰(zhàn)無人駕駛

毫米波實質(zhì)上是波長介于1-10mm的電磁波。毫米波的頻段比較特殊,其頻段高于無線電,低于可見光和紅外線,頻率大致范圍在10GHz—200GHz。車載毫米波雷達的工作原理為,通過天線向外發(fā)射毫米波,接收目標(biāo)反射信號,經(jīng)后方處理后快速準(zhǔn)確地獲取汽車車身周圍的物理環(huán)境信息,然后根據(jù)所探知的物體信息進行目標(biāo)追蹤和識別分類,進而結(jié)合車身動態(tài)信息進行數(shù)據(jù)融合,最終通過中央處理單元(ECU)進行智能處理。


激光雷達的工作原理與毫米波雷達類似,只不過它是以激光作為信號源,由激光器發(fā)射出的激光束來探測目標(biāo)的距離、方位、高度、速度、姿態(tài)等特征量,由于光的波長大約比無線電的波長小10萬倍,所以與普通雷達相比,激光雷達的精度和分辨率都更高。激光雷達在工作時,激光束不斷地掃描目標(biāo)物,還可以得到目標(biāo)物上全部目標(biāo)點的數(shù)據(jù),用此數(shù)據(jù)進行成像處理后,可得到精確的三維立體圖像。因而在自動駕駛領(lǐng)域,激光雷達被稱為“無人車之眼”。


通過以上對比可知,這兩種技術(shù)方向不同的雷達各有專長。從探測距離和受環(huán)境影響的方面來看,毫米波雷達的表現(xiàn)會更突出一些。由于波長的原因,毫米波雷達的探測距離可以輕松超過200米,而激光雷達一般不到150米,在高速行駛的場景里,毫米波雷達更適合。此外在霧霾、雨雪等極端天氣中,毫米波雷達的穿透霧、煙、灰塵的能力也要更強一些。


然而這兩種雷達最大的差異還在價格上,毫米波雷達用的是硅基芯片,雷達的價格在1500元左右,一些低端產(chǎn)品甚至在千元以下。而激光雷達的價格則是以萬作為單位計算,一顆自動駕駛所用的激光雷達動輒幾十萬,這讓車企們望而卻步,讓普通用戶瑟瑟發(fā)抖,畢竟一款比車還貴的傳感器是讓任何人都無法接受的。


在人工智能的算法還不夠成熟,純視覺傳感器在無人駕駛方案的安全上還存在較多問題的背景下,雷達對于無人車不可或缺。此時毫米波雷達和激光雷達通常會被組合起來使用,取長補短。為了爭取能在無人車上有更多的部署,這兩種雷達一直在暗地較勁,毫米波雷達廠商在芯片、系統(tǒng)設(shè)計和算法上大做文章,努力提高自己的探測精度;激光雷達就想方設(shè)法降低成本,畢竟毫米波雷達最早出現(xiàn)時的價格也在十萬美元以上。


爆發(fā)前的寧靜

基于對無人車市場的良好預(yù)期,很多廠商都扎入到毫米波雷達賽道。目前,毫米波雷達市場幾乎由國外廠商所把持,排名前四的毫米波雷達供應(yīng)商被行業(yè)稱為“ABCD”,即Autoliv(美安)、Bosch(博世)、Continental(大陸)和Delphi(德爾福)。這幾家年出貨量總和達到千萬級別。


隨著毫米波雷達技術(shù)的發(fā)展,以及發(fā)展中的自動駕駛市場,給行業(yè)內(nèi)的新興勢力提供了冒頭的機會。比如行易道、蘇州豪米波、深圳安智杰、湖南莫之比、杭州智波等一大批初創(chuàng)企業(yè)在近兩年涌現(xiàn),他們在不斷挑戰(zhàn)傳統(tǒng)勢力的過程中“跑馬圈地”,努力使自己成為能夠割據(jù)一方的強硬勢力。


“現(xiàn)在整個行業(yè)都處于爆發(fā)前的平靜,就看誰能在79GHz頻段中率先突圍出來?!睋?jù)湖南莫之比董事長陳浩文介紹,目前比較常用的車載毫米波雷達頻段主要有3個,24GHz、77GHz和79GHz。


24GHz頻段大量應(yīng)用于汽車的盲點監(jiān)測、變道輔助。雷達安裝在車輛的后保險杠內(nèi),用于監(jiān)測車輛后方兩側(cè)的車道是否有車、可否進行變道。77GHz主要裝配在車輛的前保險杠上,探測與前車的距離以及前車的速度,實現(xiàn)的主要是緊急制動、自動跟車等主動安全功能。與24GHz頻段雷達相比,77GHz頻段雷達在帶寬、探測距離、功耗等方面都有不小的優(yōu)勢。


目前,國內(nèi)外各廠商爭奪的重點也就是在這兩個頻段的市場上,帶寬更高(比77GHz要高出3倍以上)、性能更強(分辨率可達5cm)的79GHz頻段雷達尚未有大規(guī)模量產(chǎn)的企業(yè),大部分公司還處在同一起跑線上。


“毫米波雷達主要由4個部分組成,芯片、天線、控制系統(tǒng)以及算法?!标惡莆母嬖V智能相對論,其中芯片技術(shù)主要掌握在德州儀器、恩智浦、英飛凌這樣的行業(yè)巨頭手中,而考量毫米波雷達企業(yè)實力主要體現(xiàn)在天線、控制系統(tǒng)和算法這三項上。


以算法為例,“同樣的目標(biāo)識別,裝備在奔馳、寶馬這類高端車型上的毫米波雷達就能準(zhǔn)確識別車側(cè)方的花壇、隔離帶等阻礙物,即使車輛靠得比較近,只要車是正常行駛,雷達都會保持緘默;但一些裝備在國產(chǎn)車型上的毫米波雷達,由于算法上的差距,對于花壇、隔離帶這樣的阻礙物并不能很好的識別,但凡車靠得近一點,雷達警報就‘滴滴’的響起。”陳浩文表示,79GHz頻段毫米波雷達芯片是今年一季度量產(chǎn)的,但只有少數(shù)企業(yè)能夠迅速反應(yīng),將芯片轉(zhuǎn)為可以實際應(yīng)用的雷達產(chǎn)品。(但只有莫之比等少數(shù)企業(yè)能夠迅速反應(yīng),在第二季度就將芯片轉(zhuǎn)為可以實際應(yīng)用的雷達產(chǎn)品)。


蘇州毫米波CEO畢欣在今年的“中國無人駕駛產(chǎn)業(yè)峰會”上演講時也表示,毫米波雷達的全天候特性一定是汽車安全領(lǐng)域必不可少的傳感器,隨著半導(dǎo)體工藝由鍺硅工藝向CMOS工藝進化,毫米波雷達也將向120GHz、200GHz更高頻段過渡和發(fā)展,屆時毫米波雷達的探測距離和成像精度也會大大提高,甚至可以實現(xiàn)對行人等小目標(biāo)的識別。對于毫米波雷達企業(yè)來說,技術(shù)的每一次升級都是一次搶占身位的機會。


物聯(lián)網(wǎng)或是更好歸宿

雖然現(xiàn)在有一大批企業(yè)都在攻關(guān)79GHz頻段雷達產(chǎn)品在自動駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用,但根據(jù)商業(yè)競爭的規(guī)律,最終能站在行業(yè)頂端、掌握核心技術(shù)、占據(jù)大份額市場的只是少數(shù)玩家。與此同時,人類要想實現(xiàn)真正意義上的無人駕駛還將有一段非常漫長的時間,一些悲觀的預(yù)測甚至認(rèn)為即便再過30年,無人駕駛也還只是“理想國”中的模樣。這也意味著在無人駕駛到來之前,毫米波雷達企業(yè)要更多思考如何“活下去”。


諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎得主詹姆斯·托賓曾說過一句名言:雞蛋不要放在一個籃子里。意思是通過分散投資來降低風(fēng)險。在商業(yè)經(jīng)營上,這個原理同樣適用。對于毫米波雷達企業(yè),如果沒有絕對的實力,與其在無人駕駛上一條路走到底,不如將眼光放得更開一些,在更為廣闊的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中,毫米波雷達同樣有很大的發(fā)揮空間。

首先,在智慧城市、智慧樓宇的建設(shè)中,毫米波雷達在安防監(jiān)控、車流統(tǒng)計、停車場管理等方面都有非常適合的應(yīng)用場景。


目前在一些停車場的道閘系統(tǒng)和車位監(jiān)測系統(tǒng)都出現(xiàn)了毫米波雷達的身影。在安防監(jiān)控上,毫米波雷達則可以很好的解決人們普遍擔(dān)心的,在視頻監(jiān)控中曾多次暴露出來的隱私泄密問題。


這很好理解,在監(jiān)控鏡頭下,你的神態(tài)、衣著、甚至睡姿統(tǒng)統(tǒng)被“記錄在案”,而這些都成為壓制個人精神釋放的負(fù)擔(dān)。如果我們換個方式,在高層樓宇中,通過雷達對房間進行掃描,來獲知有無壞人入侵、有無人員活動,一方面保護了用戶的隱私;另一方面,在節(jié)約能耗、消防救援等都具有非常重要的意義。


其次,在智慧養(yǎng)老、智慧醫(yī)療領(lǐng)域,毫米波雷達也有發(fā)揮的空間。在臥室、病房、衛(wèi)生間等不適合部署視頻監(jiān)控的區(qū)域,毫米波雷達可以很好的勝任視頻監(jiān)控的工作。同時由于其強大的探測能力,毫米波雷達還能以非接觸式的方式對生命體征進行監(jiān)測。


需要提醒的是,當(dāng)毫米波雷達企業(yè)大規(guī)模奔向物聯(lián)網(wǎng)之前,還得明確自己的定位——為產(chǎn)業(yè)賦能。


無論是無人駕駛還是物聯(lián)網(wǎng)中的各類“智慧+”,毫米波雷達都無法將整個產(chǎn)業(yè)鏈拿下。即便毫米波雷達在智慧安防領(lǐng)域的隱私保護上有很好的解決方案、在智慧養(yǎng)老中有不錯的盲區(qū)監(jiān)控方案、在無人駕駛中的優(yōu)勢也很明顯,但它也僅僅只是所有產(chǎn)業(yè)鏈條中的一環(huán),毫米波雷達的優(yōu)勢只在傳感器,因而毫米波雷達的價值在于提升原有產(chǎn)品的價值。

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