随着企业在复杂的低速环境中部署自主解决方案——例如工厂AGV、智能出行车队和城市自动驾驶车辆——雷达技术的选择变得至关重要。毫米波雷达不再是辅助传感器,而是实现空间感知、安全合规和运行可靠性的关键推动因素。
对于希望降低成本、提高安全裕度并确保系统在密集、低速环境中可预测性能的系统集成商和原始设备制造商 (OEM) 而言,了解 3D 和4D 毫米波雷达之间的技术差异至关重要。虽然这种差异看似只是一个额外的维度,但实际上它决定了感知系统能否可靠地分离、跟踪和识别多个近距离目标。
技术定义:3D雷达与4D雷达
3D毫米波雷达提供以下功能:
范围:物体之间的距离。
方位角:水平角度。
速度:多普勒测得的运动速度。
此配置支持基本物体检测和运动估计,足以满足简单的避碰或低速导航任务。
4D毫米波雷达包括:
高程是指物体的垂直位置。
高程信息支持完整的三维空间建模。目标不再投影到二维平面上,从而可以在保留速度数据的同时,更精确地分离多目标并理解其形状。
对于 B2B 决策者而言,关键在于 4D 雷达将感知从“仅检测”工具转变为强大的、具有空间感知能力的输入,用于路径规划、占用网格和传感器融合。
为什么低速环境需要专门的雷达考量
与高速场景相比,低速环境带来了独特的挑战:
目标接近度:物体经常紧密聚集在一起,这增加了目标在 3D 雷达输出中合并的可能性。
运动线索减少:在低速运动时,多普勒速度较低,使得基于运动的滤波不可靠。
由于多径反射和密集的静态基础设施会产生大量没有额外空间信息的虚假目标,因此误报风险很高。
如果在传感器选择阶段不解决这些挑战,将会导致运营风险、系统返工以及 B2B 应用更高的总体拥有成本。
海拔高度具有可衡量的价值。
在 4D 雷达中加入仰角信息具有三大优势:
目标分离:即使在距离和方位角上重叠的物体,也可以沿垂直轴区分,从而提高在密集的工业、城市或仓库环境中的可靠性。
虚假目标抑制:可以更好地过滤多径反射和杂散回波,从而减少系统停机时间和不必要的紧急停机。
稳定的多目标跟踪:跟踪连续性得到提升,减少了合并和碎片化现象。对于企业级自动化而言,这意味着更高的车队性能和更安全的运营。
当 3D 雷达仍然是一种可行的选择时。
对于成本敏感或不太复杂的应用,3D 雷达仍然是一个可行的选择。
简单的环境包括户外校园、结构化的仓库和垂直变化较小的开放空间。
基本障碍物感知系统优先考虑保守的安全措施,而不是精确的空间建模。
成本受限的部署:由于供应链成熟且物料清单成本较低,3D 雷达对于不需要精细感知的大规模机队部署来说是一个有吸引力的选择。
当需要使用4D雷达时。
当出现以下情况时,4D雷达对于企业级低速自主行驶至关重要:
高密度环境包括工业场所、城市街道和有多个重叠物体的多层停车场。
安全关键型运营是指无需持续人工监督即可运行的自主车队或车辆。
高级传感器融合:使用占用网格、BEV 预测或 AI 规划器的系统需要精确的 3D 点云输入。
对于原始设备制造商和集成商而言,在设计阶段使用 4D 雷达可以降低集成复杂性,减少长期开发问题,并提高系统可靠性——尤其是在仅靠视觉或超声波传感器无法处理遮挡、光照变化或反射表面的情况下。
常见问题:
使用 4D 雷达总是比使用 3D 雷达更好吗?
情况并非总是如此。4D雷达能够提供更详细的空间数据,但需要更高的带宽和处理能力。所选系统应在环境复杂性、运行风险和成本之间取得平衡。
低速系统真的需要抬升高度吗?
在结构化且稀疏的环境中,三维雷达可能就足够了。在密集、模糊的环境中,高程信息就变得至关重要,因为多目标分离会影响决策。
低速行驶时,速度还有意义吗?
没错,但仅限于一定程度。虽然微多普勒效应有助于检测细微的运动,但仅凭速度很少能准确感知低速运动,这凸显了空间分辨率的重要性。
综上所述
对于企业级低速自主飞行而言,3D 雷达和 4D 雷达之间的区别不仅仅反映了技术进步;它还反映了运行信心和空间可靠性。
3D雷达回应:“前方是否有物体?”
4D 雷达可以回答“三维空间中每个物体的确切位置”这个问题。
对于B2B客户而言,这种区别会对设计决策、系统可靠性、安全合规性和总体拥有成本产生影响。随着低速自主系统从试点项目走向全面部署,选择合适的雷达技术成为一项具有直接运营影响的战略决策。



