毫米波雷达:自动驾驶三件套的真“C位”?
第一个趋势是,现在全世界主要厂商都主要向77GHz毫米波雷达的应用集中发力,并向79GHz频段的技术突破。相对于24GHz雷达,77GHz毫米波雷达体积更小;此外,可以同时满足高传输功率和大工作带宽,使其可以同时做到长距离探测和高距离分辨率。
77GHz毫米波雷达的领先优势也意味着实现的技术门槛很高,其在天线、射频电路、芯片等的设计和制造难度更大,目前仅有美日等国的少数企业掌握,而国内厂商正处于努力追赶阶段, 24GHz毫米波集成电路已量产试用,而77GHz毫米波雷达芯片的国产化工作仍进行中。
而79GHz频段在带宽上比77GHz要高出3倍以上,分辨率更强,目前尚未有大规模量产,国内外企业还处在同一起跑线上。
第二个趋势是,在毫米波雷达的系统集成工艺上,CMOS(互补金属氧化物半导体)工艺正在成为主流。除了降低成本外,CMOS主要可以集成MCU、DSP等额外数字模块,从而让雷达芯片的控制甚至数字信号处理能够在本地完成,而无需再配备专用的处理器,降低了系统复杂度和成本。
另外一个重要趋势是,毫米波雷达的空间分辨率的提升。在盲点监测中,高分辨率毫米波雷达要实现从原来只判断安全距离内有无物体,到形成环境建模,判断雷达点云中每个点对应的具体物体(人或车等)的形状。实现这一特性的方式就是在毫米波雷达芯片中增加集成的收发机的数量。
提升系统集成和增加收发机数量代表着自动驾驶的两种技术应用方向。前者主要针对辅助驾驶,由于对成本和雷达模组复杂度更为敏感,辅助驾驶的汽车更在意CMOS系统集成带来的模组复杂度的降低。而L4-L5自动驾驶,更在意毫米波雷达对于空间的分辨率以获取更高精度的点云,因此更在意收发机的数量。
从以上趋势,我们看到,毫米波雷达从探测距离到高精度分辨率、空间分辨率都在尽可能弥补缺陷以提高探测精度,从而向激光雷达发起挑战。同时由于激光雷达也在尽可能地降低成本以巩固其市场占有。因此,二者在未来很长仍将会被长期组合使用,与摄像头、超声波传感器等形成多传感器融合应用的态势。
多传感器融合:毫米波雷达的应用终局
以上可知,毫米波雷达无论对于L1-L3辅助驾驶的汽车,还是对于激进实现L4-L5完全自动驾驶的汽车来说,都仍然是必须的传感器设备。
对于毫米波雷达来说,其在自动驾驶的传感器系统的重要性以无需赘言了,相比较仍然饱受争议中的激光雷达,甚至可以直接接过自动驾驶三件套的“C位”担当了。
伴随着毫米波技术向更高频段的不断升级,同时自动驾驶的产业规模也同步扩大。无论是技术潜力还是市场潜力,都为毫米波雷达的发展预留出巨大的提升空间。
最后,我们可以再说回到毫米波频段技术的升级上。国内创业企业是否也可以像移动通信技术的发展类似,实现第一代(24GHz)落后,第二代(77GHz)追赶,第三代(79GHz)领先,这也许是我国毫米波雷达技术最令人期待的发展路径了。
本文来自: 脑极体