車東西對話Uhnder CEO：4D成像雷達在L2+階段比激光雷達更具

車東西（公眾號：chedongxi）

(相關(guān)資料圖)

作者 | 阿超

編輯 | Juice

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日前，蔚來宣布采用恩智浦4D成像雷達解決方案，特斯拉更早些時候，傳出將使用Arbe的4D成像雷達。

4D成像雷達熱度一再攀升！據(jù)車東西統(tǒng)計，2023年以來國內(nèi)至少已有6家4D成像雷達企業(yè)拿到融資，總額達數(shù)十億元。新的百億賽道正在誕生！

4D成像雷達性能表現(xiàn)大幅躍遷，成本僅為激光雷達五分之一，這成為熱度提升的主要原因。

深究4D成像雷達的技術(shù)類型，車東西發(fā)現(xiàn)，數(shù)字編碼調(diào)制（DCM），這一手機廣泛使用的通訊技術(shù)，正走向民用車，傳統(tǒng)毫米波雷達正從模擬信號時代走向數(shù)字編碼時代。

那么4D成像雷達為何能達到這樣的效果，背后的原理路線有哪些，是否真的可以替代激光雷達呢？車東西在采訪業(yè)內(nèi)知名企業(yè)、調(diào)查市場狀況、研究技術(shù)原理后找到了答案。

一、4D成像雷達熱度飆升 掀起新一輪融資潮

近日，荷蘭計算機芯片制造商恩智浦半導(dǎo)體宣布，蔚來將采用其4D成像雷達解決方案。在今年早些時候，特斯拉HW4.0電腦板被曝光，結(jié)合此前特斯拉向FCC遞交的4D毫米波雷達文件，新增的以太網(wǎng)接口或?qū)⒔尤?D毫米波雷達。

一時間4D成像雷達熱度大增，多個機構(gòu)也表示十分看好4D成像雷達在中國市場的發(fā)展，并對此做出積極的未來預(yù)期。

其中，高工智能汽車研究院預(yù)計，2023年中國乘用車市場前裝4D成像雷達將突破百萬顆，到2025年4D成像雷達占全部前向毫米波雷達的比重有望超過40%。

根據(jù)億歐智庫測算，2025年中國車載4D成像雷達市場規(guī)模將達到3-4億美元（約合人民幣21-28億元）。

中金公司也給出了雷達市場預(yù)期增長率，從2022年至2025年，國內(nèi)4D成像雷達市場的年均復(fù)合增長率分別為34%、64%和88%。

國內(nèi)如此龐大且快速增長的市場，也帶動了相關(guān)雷達企業(yè)的快速發(fā)展。前段時間，4D成像雷達企業(yè)賽恩領(lǐng)動(參數(shù)|詢價)完成數(shù)億元A輪融資，由小米和蔚來領(lǐng)投。據(jù)車東西不完全統(tǒng)計，2023年以來國內(nèi)至少已有6家4D毫米波雷達企業(yè)拿到融資，總額達數(shù)十億元。

2023年中國毫米波雷達企業(yè)融資情況

此外，國外企業(yè)也十分看好國內(nèi)的市場潛力，對中國市場十分重視。今年上海車展便有許多國外4D成像雷達相關(guān)企業(yè)前來參展。

美國數(shù)字雷達芯片企業(yè)Uhnder聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO Manju Hegde在上海車展期間接受記者采訪時表示：“中國市場發(fā)展得非常快，對4D數(shù)字成像雷達的熱度也非常高。上海車展是一個非常重要的契機，借此機會我們會去接洽和拜訪很多重要客戶，助力客戶盡快實現(xiàn)規(guī)模量產(chǎn)。后續(xù)我們會經(jīng)常過來參與活動，并與客戶、合作伙伴、以及行業(yè)專家開展溝通交流。”

二、4D成像雷達性能躍遷 推動汽車感知變革

多傳感器融合是當下智能汽車采用的主要路線，而激光雷達的成本遲遲難以有效降低，于是攝像頭和毫米波雷達便成為傳感器融合感知的主要參與者。而4D成像雷達作為毫米波雷達的一種，性能大幅躍升，成本表現(xiàn)依舊出色，這使得4D成像雷達近來熱度不斷提升。

傳統(tǒng)的3D毫米波雷達對目標的檢測信息為雷達與目標的距離、相對徑向速度、水平角度的數(shù)據(jù)。面臨著無高度測試能力、角分辨率低、靜態(tài)物感知度低等問題。當遇見靜止車輛時，目標信息容易和地雜波等摻雜在一起，識別難度較大。

而4D毫米波雷達在3D毫米波雷達水平方向天線的基礎(chǔ)上，增加布置垂直方向上的收發(fā)天線，從而增加對目標高度的估計。相比于3D毫米波雷達具有天線數(shù)量多且密度高、輸出的點云圖像密度更高等特點。在距離分辨率、距離精度、角度分辨率、角度精度、速度分辨率和速度精度等方面都有所提升。

4D毫米波雷達探測距離

目前，4D成像雷達根據(jù)輻射電磁波方式的不同，分為調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）和調(diào)相連續(xù)波（PMCW）兩種技術(shù)路線，這兩種路線分別基于不同的調(diào)制方法來實現(xiàn)。

在雷達中信道不能直接傳輸由信源產(chǎn)生的原始信號，信源產(chǎn)生的信號需要變換成合適的信號，才能在信道中進行傳輸。將信源產(chǎn)生的信號變換成適合于信道傳輸?shù)男盘柕倪^程就稱為調(diào)制。

用模擬信號控制載波參量的變化，這種調(diào)制方式稱為模擬調(diào)制，目前使用最為廣泛；用數(shù)據(jù)信號控制載波信號的參量變化，這種調(diào)制方式稱為數(shù)字調(diào)制，數(shù)字調(diào)制正成為的新的趨勢。從此角度上也可以將雷達分為模擬雷達和數(shù)字雷達。

目前在4D成像雷達領(lǐng)域以基于模擬調(diào)制的調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）方案為主，主要代表是以色列公司Arbe，該方案雷達信號處理主要是在模擬電路中完成的。

毫米波雷達工作體制（圖源網(wǎng)絡(luò)）

而基于數(shù)字編碼調(diào)制（DCM）技術(shù)的調(diào)相連續(xù)波方案隨著技術(shù)成本的降低逐漸應(yīng)用于4D成像雷達領(lǐng)域。該方案通過多天線同時發(fā)射正交相位編碼信號的方式來探測目標的距離和速度。

采用DCM技術(shù)的雷達芯片主要以數(shù)字的方式處理雷達信號，且允許在雷達上使用算法進行更先進的數(shù)字處理。其代表雷達芯片企業(yè)是美國的Uhnder。例如，Uhnder稱其4D數(shù)字雷達芯片S80完全由軟件定義，內(nèi)置處理器，可在芯片上運行算法，還可以使用先進的深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和 AI（人工智能）進行優(yōu)化。

同時，基于數(shù)字編碼調(diào)制（DCM）技術(shù)的調(diào)相連續(xù)波方案不僅可以探測更遠距離，而且相對于傳統(tǒng)的模擬調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）雷達，在有效探測目標的同時可以有效的抗除雷達與雷達之間的相互干擾。

以基于Uhnder 4D 數(shù)字雷達芯片S80的產(chǎn)品為例，Uhnder首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人Manju Hegde表示：“與現(xiàn)有模擬雷達相比，數(shù)字雷達的分辨率提升了 16 倍，目標反射功率提升了 24 倍，對比度提升了 30 倍。”

Uhnder 4D 數(shù)字雷達芯片S80

而在成本方面，4D成像雷達相比激光雷達也展現(xiàn)出較大的優(yōu)勢，而相對于傳統(tǒng)的3D毫米波雷達，Manju Hegde也表示：“相比模擬雷達，數(shù)字雷達可以帶來數(shù)十倍的性能提升。但是模擬雷達如果要達到相同的性能，無論用什么樣的方式，價格肯定會非常的高。而通過使用 Uhnder 數(shù)字雷達解決方案，制造商可以在相同的價格范圍內(nèi)實現(xiàn)更大的性能提升。”

也就是說當下4D成像雷達的成本相對于傳統(tǒng)的3D毫米波雷達性能大幅躍遷，而成本小幅提升。在部分性能表現(xiàn)上甚至可以超越激光雷達，成本卻遠低于激光雷達。

三、Uhnder CEO：4D成像雷達可部分替代激光雷達

4D成像雷達相對于激光雷達不易受雨雪霧霾的天氣的影響，可靠性和耐久性會更好些。同時，4D成像雷達作為3D毫米波雷達的升級版，成本僅為激光雷達的五分之一。

4D成像雷達在性能表現(xiàn)上大幅超越傳統(tǒng)的3D毫米波雷達，雖與激光雷達還有差距，但其相對激光雷達低廉的成本令其十分具有誘惑力。

按照以色列公司Arbe的說法，預(yù)計4D成像雷達的價格在100-150美元（約合人民幣700~1000元）之間。成本僅為激光雷達的五分之一。

車載感知硬件關(guān)鍵參數(shù)對比

在此背景下，一時間，有關(guān)4D成像雷達和激光雷達關(guān)系的討論越來越多。4D成像雷達真的可以替代激光雷達嗎？

對此Uhnder聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO Manju Hegde認為，長期來看4D成像雷達和激光雷達是互補的關(guān)系，正如Manju Hegde在接受車東西采訪時表示：“對于L2或L2+這個級別的車型來說，數(shù)字雷達和攝像頭其實已經(jīng)足夠了。在西方國家，比如美國和歐洲，就是這樣的一個配置。但是對于像L3甚至是L4這樣更高級別的自動駕駛，在數(shù)字雷達和攝像頭的基礎(chǔ)上，還是需要激光雷達。”

Uhnder聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO Manju Hegde

這與車東西的觀點不謀而合，智能汽車的輔助駕駛會在今后較長時間內(nèi)處于L2+階段，成本會成為廠商著重考慮的一個因素。4D數(shù)字成像雷達會越來越多地被選擇。

Manju Hegde也表示：“在電動汽車領(lǐng)域，在注重成本效益或者性價比的情況下,我們相信會有越來越多的車型還是會選擇4D雷達。因為它的價格相對更有競爭力，同時在性能上也有很好的表現(xiàn)。”

結(jié)語：一個新的百億賽道正在誕生

到目前已有特斯拉、上汽、比亞迪、理想、吉利、紅旗、長安等多個品牌已經(jīng)定點或量產(chǎn)搭載4D成像毫米波雷達，搭載 Uhnder 的片上雷達芯片的麥格納ICON數(shù)字雷達，也已在汽車上部署。

據(jù)中金公司數(shù)據(jù)顯示，未來5年中國4D成像雷達市場規(guī)模將迎來加速增長時期，同時中金公司預(yù)測今年中國4D成像雷達市場規(guī)模增速將超過50%，一個新的百億賽道正在誕生。