Что производителям оригинального оборудования следует учитывать помимо чисто эксплуатационных показателей?
Введение
В 2026 году автомобильная промышленность станет свидетелем сдвига в архитектуре систем помощи водителю (ADAS) от доминирования одного датчика к многомодальному объединению данных с разных датчиков. При проектировании систем восприятия производители автомобилей должны учитывать производительность, стоимость, стабильность производства, функциональную безопасность и надежность в любых погодных условиях. В этом контексте подходы, основанные на объединении данных, стали предпочтительной стратегией для крупномасштабных систем уровня L2/L2+ и функций автоматизированного вождения более высокого уровня. Радар, особенно 4D-радар, имеет решающее значение для стабилизации восприятия и обеспечения резервирования в любых условиях, а не для замены камер.
Проектирование системы на основе радара, камер и методов объединения данных.
Камера прежде всего
Камеры остаются незаменимыми для восприятия благодаря высокому разрешению и богатому семантическому пониманию, что позволяет точно распознавать разметку полос, дорожные знаки и различные объекты. Однако камеры чрезвычайно чувствительны к условиям освещения, дождю, туману, снегу и частичному перекрытию пространства. В условиях низкой освещенности или плохой погоды оценка глубины становится ненадежной. Ранние функции уровня L1/L2, такие как удержание полосы движения и распознавание дорожных знаков, в значительной степени опирались на подходы, основанные на использовании камер, но по мере усложнения области операционного проектирования (ODD) системы, использующие только камеры, оказались неэффективными.
Радар-первый
В сложных условиях радар предлагает явные преимущества. Он напрямую измеряет расстояние и скорость, а 4D-радар использует данные о высоте для создания облаков точек высокого разрешения, обеспечивающих точное обнаружение на больших расстояниях и динамическое отслеживание объектов. Радар продолжает хорошо работать в дождь, туман, ночью или в пыльных условиях. Хотя традиционные радары имеют ограничения с точки зрения классификации объектов и семантического понимания, их сочетание с алгоритмами искусственного интеллекта обеспечивает надежную поддержку таких функций, как автоматическое экстренное торможение (AEB), адаптивный круиз-контроль (ACC) и движение на низких скоростях в городских условиях.
Fusion-First
Современное производство систем ADAS все чаще опирается на глубокое слияние данных с камер и радаров, будь то на ранних (на уровне признаков), средних или поздних (на уровне объектов) этапах. Камеры предоставляют подробную семантическую информацию и информацию о внешнем виде, в то время как радар обеспечивает стабильность и избыточность в неблагоприятных условиях. Такой подход к слиянию данных повышает общую точность и надежность восприятия за счет снижения боковых ошибок и увеличения средней точности (mAP). Системы, основанные на слиянии данных, стали нормой для серийного производства ADAS уровня L2+, обеспечивая круговой обзор, функциональную безопасность и масштабируемость. Ограничения ODD ограничивают возможности подходов с использованием одного датчика, препятствуя их эффективному масштабированию.
Почему резервирование радаров стало стандартом в серийно выпускаемых системах помощи водителю (ADAS)?
В системах уровня L2/L2+ и выше, которые обычно сочетают в себе фронтальный радар дальнего действия с угловыми или ближними радарами (3-6 блоков на транспортное средство), резервирование радаров стало стандартом. Основные факторы, определяющие это, следующие:
функциональная безопасность и резервирование
В соответствии с требованиями Euro NCAP, GSR, NHTSA и ISO 26262, для обработки отказов отдельных датчиков необходимы независимые каналы связи. Радар обеспечивает независимый путь восприятия, значительно сокращая трудозатраты на проверку и гарантируя безопасный резервный вариант в критических ситуациях.
Надежность в любых погодных условиях и сценариях.
Радар миллиметрового диапазона проникает сквозь дождь, туман, снег и условия низкой освещенности, обеспечивая точное обнаружение и отслеживание скорости там, где камеры и лидары могут оказаться неэффективными. Согласно исследованиям, системы, интегрированные с радаром, значительно надежнее в неблагоприятных погодных условиях.
Экономическая эффективность и масштабируемость
Радар — это зрелая и недорогая технология (значительно дешевле, чем LiDAR), а добавление резервирования повышает надежность системы без существенного увеличения стоимости комплектующих. Это облегчает переход от функций уровня L2+, таких как помощь на автомагистралях и помощь в пробках, к более высоким уровням автоматизации.
Тенденции рынка
К 2025-2026 годам производители автомобилей будут широко использовать резервирование радаров в качестве краеугольного камня для обеспечения стабильности восприятия. Китайские правила, включая стандарты MIIT 2025 L2 ADAS, ускорили эту тенденцию.
Инженерная ценность 4D-радара в условиях дождя, тумана, ночи и частичного затемнения.
4D-радар, добавляющий измерение высоты и создающий облака точек высокого разрешения, обеспечивает значительные преимущества в реальных условиях обнаружения объектов. Сигналы миллиметрового диапазона могут проникать сквозь оптические помехи в дождь, туман или снег, обеспечивая стабильные облака точек, измерения расстояния и скорости там, где камеры и лидары часто дают сбои. В условиях низкой освещенности или в ночное время производительность радара остается стабильной, что позволяет использовать такие функции, как система автоматического экстренного торможения в ночное время. Он также может проникать сквозь частичные затенения, такие как пыль или движущиеся впереди транспортные средства, обеспечивая отслеживание объектов на больших расстояниях и их разделение на расстоянии до 200-300 метров. Эти возможности делают 4D-радар необходимым для стабильного восприятия, обеспечивая работу системы автоматического экстренного торможения, помощи при смене полосы движения и возможностей обнаружения объектов в городских условиях.
Выбор радара основывается на рентабельности инвестиций, стабильности производства и долгосрочных поставках.
Производителям оригинального оборудования следует оценивать радары не только по техническим характеристикам, но и с учетом общей ценности на протяжении всего жизненного цикла. Низкая себестоимость единицы продукции и резервирование снижают риск проверок и аварий, обеспечивая при этом экономически эффективное расширение функциональности до уровней L2+/L3. Развитые цепочки поставок гарантируют массовое производство и локальное изготовление, тем самым снижая риски, связанные с поставками. Масштабируемость 4D-радиолокационной технологии и стратегии с участием нескольких поставщиков обеспечивают возможности автоматизации более высокого уровня в будущем, одновременно снижая неопределенность в цепочке поставок.
Часто задаваемые вопросы
В1: Можно ли использовать радар для высокоскоростного автоматизированного вождения?
Подход, основанный на использовании радаров, недостаточен. Высокоскоростные сценарии требуют глубокого взаимодействия с камерами для получения семантической информации и повышения надежности. Автоматизация, основанная на использовании радаров, лучше подходит для низкоскоростных сценариев, сложной городской среды и неблагоприятных погодных условий.
Вопрос 2: Полностью ли 4D-радар заменит камеры?
Радар превосходит другие методы по дальности, скорости и надежности, тогда как камеры предоставляют семантическую и классификационную информацию. Наиболее распространенный подход заключается в использовании взаимодополняющих приложений.
В3: Приводит ли избыточность радаров к значительному увеличению затрат?
Первоначальные затраты незначительно возрастают, но снижение вычислительной нагрузки, трудозатрат на проверку и риска аварий приводит к более высокой долгосрочной окупаемости инвестиций. При массовом производстве затраты быстро снижаются.
Вопрос 4: Как производителям следует выбирать поставщиков радаров?
Приоритетными задачами являются стабильность производства, долгосрочные обязательства по поставкам, сертификация функциональной безопасности (например, ASIL-B/D), локальная поддержка, возможность 4D-визуализации и совместимость с архитектурами термоядерного синтеза.