查看原文
其他

致力于车载毫米波雷达的打磨,这位创业者谈了谈我们与国外的差距和机遇

2017-04-26 Jes 深圳湾


- shenzhenware -


说到自动驾驶的实现,就目前而言,主要有两大技术路径:一种是以 Google,百度等互联网公司为代表的「无人驾驶」路线,采用以激光雷达(LiDar)为核心,融合多技术的方案。另一种则是以特斯拉等汽车厂商为代表的「辅助驾驶」升级路线,其技术方案主要是摄像头(机器视觉)+ 超声雷达 + 毫米波雷达


因 Google,百度这些巨头公司时不时爆出的路试新闻,大家似乎对激光雷达会更熟悉些,至少知道它探测结果精准且价格十分的贵。相比之下,毫米波雷达技术因相对冷门些,从事该技术研发的公司也较少。

 

杭州智波科技是国内其中一家专注于毫米波雷达技术研发的公司,成立于 2015 年,其创始团队由德国海归博士组成,公司获得来自亚太集团的天使投资。目前,智波科技团队超过 20 人,主要是围绕毫米波雷达的开发人员。

 

智波科技创始人兼董事长袁帅毕业于东南大学无线电系,在工业界和学术界有着多年高频系统开发经验,先后赴荷兰和德国攻读博士,在欧洲从事雷达研究并取得一系列的奖项。此次回国创业,将多年从事且擅长的技术作为主要方向,并希望应用在自动驾驶这个新领域。

 

在接受深圳湾(公众号 ID:shenzhenware)采访的过程中,袁博士从毫米波雷达技术、市场及其发展状况进行了一番讲解。


毫米波雷达的两种主流规格及绝对优势


目前,毫米波雷达主流产品为 24G 和 77G 这两种规格,对应的是 24GHz 和 77GHz 两种车载应用频段。其中:

 

24G 波长约为 1.25cm,主要用于短距离传感,安置在车后方,可探测车身周围环境(行人、车辆等)、盲点,实现泊车辅助、变道辅助等功能。

 

77G 波长范围为小于 4mm,用于中长距离测量,主要安置在车前方(一般是保险杠上),实现自动跟车、自适应巡航(ACC)、紧急制动(ABE)等功能。

 

目前,应用毫米波雷达技术的大多数车型采用 1 个 77G + 多个 24G 的布局。另外,用以近距离测量的 79~81GHz 雷达是车载场景下的高端方案,具有高带宽、高分辨率的特点。


奔驰高端车型配备 1 个中长距离雷达、6 个短距离雷达


据了解,灰尘的特征尺寸为 1um ~100um,雨点特征尺寸为0.5mm~4mm,均小于毫米波雷达的波长。因此,毫米波雷达可轻易穿透灰尘、雨水,可不受恶劣天气影响并全天候工作,目前没有任何其他传感器可代替毫米波雷达这一绝对优势。


毫米波雷达的基本原理(测距、测速、侧角度)


关于毫米波雷达的工作原理,主要是天线发射信号,射频前端对反射信号进行收集(多发多收,一般情况下,77G 的为 2 发、4 收,24G 的为 1~2 发、2~4 收),在一定的带宽环境(77G:100~800MHz,24G:250MHz)及调制机制下,对大量的信号进行处理,即对距离、速度、角度的解算和对目标的后续处理。


其中,在测距方面,应用最广泛的是 FMCW(调频连续波)的调制机制,利用高频连续波发射、被接收的时间差计算出目标距离。另外还有在此基础上所衍生出的更多高级调制方式。



在速度测量方面,则通过反射信号的多普勒效应获得(也就是这么一个现象的原理:一辆车在迎面驶来时,越是接近,声音越高,越是远离,声音越低。),计算公式如下:



在角度测量方面,通过对比多根接收天线的信号完成:不同角度的反射信号到达不同天线的时间差不同,通过比较信号到达各个天线的时间差(相位差)可以评估反射信号的角度(目标角度)。


毫米波雷达最终也能达到与激光雷达相媲美的精准效果


在物体识别精度方面,据了解,激光雷达因波长短(大约为 1um),能够对障碍物的轮廓进行准确勾勒,且能实时的构建直观的三维图像,精确易用。


毫米波雷达虽能精确的探测物体速度和深度信息,但因为角度分辨率较差,在两物体贴的比较近的情况下,会有可能把它们识别为同一个物体,导致测量结果不准确


另外,袁博士还表示,只要毫米波雷达的波长、带宽足够,其成像效果也能与激光雷达相媲美。当然,其实现成本也不低,因为需要成本相对昂贵的收发单元,以及强劲的处理器。


袁博士进一步表示,相比激光雷达,毫米波雷达的研发工作量可能更大些(主要是后期处理方面),但好在的是,毫米波雷达降低成本的难度系数较低,因为激光雷达对精度的要求颇高,涉及到精密的光学器件,成本短时间内降不下来,而毫米波雷达的波长相对较长,对元器件精密程度的容忍度会低些。


国外技术已成熟且领先多年,国内起步较晚且任重道远


袁博士表示,在自动驾驶传感器方案中,毫米波雷达是除视觉摄像头以外的另一成熟方案,随着技术的发展,其被应用的频率也在不断提高


在国外,毫米波雷达技术已有悠久的历史积累(始于上世纪 70s ~ 80s),国外主要的毫米波雷达厂商也已经实现量产,出货量大且价格相对合理。


目前,知名毫米波雷达厂商主要为以下 4 大家(简称 ABCD):


A:Autoliv(瑞典·奥托立夫)

以 24G 毫米波雷达产品为主,是戴姆勒集团 24G 毫米波雷达的主要供应商。


B:Bosch (德国·博世)

系世界上最大的一级供应商,以 77G 毫米波雷达产品为主,已在多款车型上广泛应用。产品系列包括 MRR,LRR3,LRR4,其中,MRR 的价格较低。


C:Continental(德国·大陆集团)

24G,77G 产品均有,是戴姆勒集团 77G 毫米波雷达的主要供应商,产品系列包括 ARS300,ARS400,SRR200 三种。


D:Delphi(美国)

以 77G 产品为主,其成本较高


另外,还有 Hella 这个供应 24G 盲点雷达的德国老牌汽车配件厂商,其出货量不容小觑。


据袁帅介绍,就国内毫米波雷达行业的状况而言,因起步较晚,国内资源还不充足,欠缺相关的技术研发人才,导致硬件、软件层面的技术不够成熟,在国外大牌竞争的压力下,国内厂商还有很长的一段路需要走


做出高性价比产品、提供良好的售后支持,是国内创业者的差异化竞争手段


目前,智波科技推出了 24G 民用雷达产品(主要应用在无人机当中),并已实现量产出货,77G 的车载毫米波雷达产品也日趋成熟。


智波科技的雷达产品


袁博士认为,对于习惯以品牌优势打包整体解决方案的国外对手,国内创业者则需要采用差异化竞争手段,伴随着国内技术的成熟,做出性价比高的产品,提供良好的售后支持,民族品牌代替国外产品也就指日可待。另外,国内关于 ABE(紧急制动)相关标准的颁布也将提上日程,也就预示着国内市场即将扩容


眼下,他们要做的是,研发的同时紧跟先进技术,利用已有的硬件尽可能的发挥软件在功能实现方面的优势,并及时修复漏洞,另外就是通过大量路测不断优化产品。(本文作者:Jes @深圳湾)



· ● 近期热点 ● ·



4 月 27 日,深圳湾(公众号 ID:shenzhenware)联名活动「 AI & ROBO CLASS」开讲:国内机器人自主移动解决方案的代表企业爱啃萝卜 CEO 佘元博,与大家一同分享人工智能技术下的机器人自主移动解决方案的机遇与挑战。长按图片扫描二维码,即可参与活动报名。


● ● ●


深圳湾(公众号 ID:shenzhenware)将持续关注物联网、人工智能、机器人、无人机、智能驾驶、智能家居等领域的新锐产品和初创团队,欢迎联系我们。微信私人客服:小炫(ID:warexx)。


● ● ●



您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存