从77–79 GHz传感到系统级感知冗余
随着高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶技术走向大规模量产,感知系统的设计也在发生转变。如今,业界更加关注系统在复杂场景下的整体稳定性、可预测性和合规性,而非传感器的峰值性能。77-79 GHz 的高分辨率4D 毫米波雷达正从辅助传感器转变为感知冗余的关键层。
与传统的3D毫米波雷达相比,4D成像雷达增加了高程维度,并显著提高了角度分辨率和点云密度。雷达输出现在能够提供更详细的空间结构和运动信息。这项功能并非旨在取代摄像头或激光雷达,而是为了在视觉置信度较低的情况下确保感知连续性。
低速城市场景下的感知可靠性。
低速行驶的城市环境对高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶系统而言是最严峻的运行环境。密集的行人、骑行者、频繁的遮挡、复杂的道路结构,再加上夜间、逆光和恶劣天气等因素,会导致视觉性能不稳定,系统对漏检或误触发的容忍度也十分有限。
传统三维雷达可在各种天气条件下工作,但其高程分辨率有限,在人口密集的城市地区难以进行目标分离。高分辨率四维毫米波雷达增加了高程维度,并在77-79 GHz频段持续输出稳定的三维空间和速度信息,即使在摄像头性能不佳的情况下,也能使系统保持对环境的基本感知。
从系统角度来看,4D 雷达的核心价值在于它降低了单个传感器故障的影响,并允许感知架构从“传感器堆叠”转向以冗余为中心的设计。
点云质量对 AEB、AVP 和 VRU 保护的影响。
AEB、AVP 和 VRU 保护功能需要高质量的感知输入,以满足日益增长的安全和监管要求。雷达点云密度和角度分辨率现在对下游决策有直接影响。
AEB:提高角度分辨率可改善目标分离和轨迹连续性,减少因目标融合不清晰而导致的错误触发。
AVP:高密度雷达点云能够精确描述低矮障碍物、垂直边界和狭窄空间,从而增强自动泊车的控制能力。
VRU 保护:高分辨率雷达能够准确探测弱势道路使用者的空间位置和移动,即使在视觉传感器失效的情况下也是如此。
这些改进不仅归功于带宽的增加,还归功于天线阵列设计、波形策略和信号处理算法的协同作用。
系统层面的权衡:集成、计算和物料清单
高分辨率4D雷达的优势通过系统级设计在量产车辆中得以实现。原始设备制造商(OEM)和一级供应商通常采用高度集成的雷达SoC,以控制功耗、尺寸和物料清单成本,同时简化前端集成。
在计算架构方面,雷达通常会进行本地预处理以生成结构化目标或特征,然后将这些目标或特征与域控制器或中央计算平台上的摄像头数据相结合。这种分层处理方法确保了更高的分辨率不会导致计算需求的线性增长。
77 GHz 和 79 GHz 雷达的选择并非仅仅取决于频率优势,通常还取决于性能目标、法规要求和车辆定位。模块化和可扩展的雷达平台使一级供应商能够在降低系统复杂性的同时,为不同车型提供差异化的配置。
遵守监管规定的长期益处
新的自动紧急制动(AEB)和可视范围无线电(VRU)法规更加强调在弱光和低能见度条件下的可靠感知,从而提升了雷达在感知系统中的地位。雷达可以检测儿童存在检测(CPD)应用中的微小动作,在缺乏视觉传感器的情况下提供了一种保护隐私的解决方案。
高分辨率雷达还有助于软件和算法的演进,使原始设备制造商能够在法规变化时保持平台稳定性,从而降低长期系统风险。
总结
高分辨率 4D 毫米波雷达正推动 ADAS 和自动驾驶技术从“功能实现”迈向“系统可靠性设计”。雷达正成为支撑系统级感知冗余、法规遵从性和长期平台演进的基础要素,其感知能力覆盖 77-79 GHz 频段。
常见问题解答 | 常见问题。
为什么ADAS仍然需要高分辨率雷达?
因为随着视觉传感器性能的下降,系统需要稳定的空间和运动感知能力。
4D雷达和3D雷达的主要区别是什么?
4D雷达增加了仰角维度,提高了角度分辨率,从而显著提高了目标分离度。
4D雷达是否仅在自动驾驶中有用?
不,并非如此。此外,它还能改善低速避障、自动车辆识别(AVP)、自动紧急制动(AEB)和其他高级驾驶辅助系统(ADAS)功能。
分辨率越高,计算需求是否明显增加?
局部预处理和分层处理可以在不需要过多计算能力的情况下实现高分辨率工程。
法规是否明确要求使用4D雷达?
法规并未规定传感器类型,而是以性能结果为依据。高分辨率雷达能够更轻松地满足低能见度和夜间测量要求。
雷达如何改进多传感器融合?
它通过提供一种独立的、可靠的模式来增强系统级感知冗余。
79 GHz 和 77 GHz 哪个更好?
79 GHz 频段提供更高的分辨率,而 77 GHz 频段拥有更成熟的生态系统。车辆细分市场、监管目标和性能都是选择频段时需要考虑的因素。
4D雷达有长期投资回报率吗?
的确如此。高分辨率雷达配合软件升级,使原始设备制造商能够在不牺牲系统稳定性的前提下,适应新的法规和应用场景。



