文|智能相對(duì)論

作者|leo陳

馬斯克上個(gè)月在推特上表示,特斯拉FSD的Beta 9．0版本將不再依賴于雷達(dá)。若它真正到來,意味著特斯拉又重整旗鼓,回到了純視覺的自動(dòng)駕駛方案。

目前,特斯拉已經(jīng)更新了北美官網(wǎng)的Model 3宣傳頁面,關(guān)于FSD的內(nèi)容僅保留了視覺和超聲波傳感器部分,此前毫米波雷達(dá)的信息已經(jīng)被撤掉。取而代之為:“250米的強(qiáng)大視覺處理能力”。

不同于特斯拉對(duì)毫米波雷達(dá)模棱兩可的態(tài)度,產(chǎn)業(yè)鏈各端的一些玩家將毫米波雷達(dá)作為自動(dòng)駕駛、輔助駕駛里重要的組成之一,只是它過去被外界討論的熱度并不高。當(dāng)我們談及感知路線之爭(zhēng)時(shí),討論的都是攝像頭vs激光雷達(dá),但其實(shí)這兩個(gè)方案都融入了毫米波雷達(dá)。

不過去年中期,德國(guó)大陸推出全球首個(gè)4D成像毫米波雷達(dá)后,它似乎成為了一個(gè)呼之欲出的小風(fēng)口。今年上海車展前夕,華為也舉辦了HI新品發(fā)布會(huì),發(fā)布新一代高分辨率4D成像雷達(dá),用于自動(dòng)駕駛解決方案核心傳感器。

為何傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)在車載方面的市場(chǎng)議論度較小?近兩年出現(xiàn)的4D成像雷達(dá)表現(xiàn)又如何?

毫米波雷達(dá),丟失的縱向與模糊的橫向維度

毫米波雷達(dá)對(duì)人們而言還比較陌生,但在行業(yè)內(nèi),車載毫米波雷達(dá)在歐美已經(jīng)有了二十多年的成功商業(yè)化經(jīng)驗(yàn)和市場(chǎng)的累積。有數(shù)據(jù)顯示,博世、大陸、電裝等全球前五大巨頭占據(jù)了75%以上的市場(chǎng)份額。

發(fā)展至今,毫米波雷達(dá)在傳統(tǒng)巨頭們這里是相對(duì)成熟的車用感知傳感器,成本相對(duì)低廉,其和攝像頭的感知融合也是早期實(shí)現(xiàn)L2級(jí)輔助駕駛的首選方案。

傳統(tǒng)Tier 1不僅占據(jù)了“蛋糕”,而且掌握著切“蛋糕”的“刀”。所以,新晉玩家很難從中撕開一道口子,去影響他們和下游車企之間長(zhǎng)期捆綁的利益關(guān)系。自然地,專注毫米波雷達(dá)的新晉玩家不會(huì)選擇和這些Tier 1“硬碰硬”,會(huì)更希望探尋新的技術(shù)創(chuàng)新去實(shí)現(xiàn)彎道超車。

市場(chǎng)格局趨于穩(wěn)定,是傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)在外界看來存在感不強(qiáng)的原因之一。而另外一個(gè)原因,是當(dāng)自動(dòng)駕駛駛向L3、L4時(shí),傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的技術(shù)不足逐漸被放大。在「智能相對(duì)論」看來,有以下兩個(gè)方面:

1、 “看不見的Y軸”

傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)在縱向測(cè)高能力上有所欠缺,可以理解為缺乏對(duì)垂直平面的“理解”能力。

因?yàn)樵摗袄斫狻蹦芰θ笔?導(dǎo)致毫米波雷達(dá)“看不出”比如橋梁、路牌的高度,在它的“眼”里,這些靜止的物體都會(huì)被視為在地面這一平面�；�于這樣的前提,如果不把他們反射的信號(hào)全部過濾掉,毫米波雷達(dá)無疑就會(huì)發(fā)出前方有障礙的錯(cuò)誤預(yù)警,造成“幽靈剎車”。

但是,當(dāng)橋梁、路牌下有靜止車輛時(shí),則可能會(huì)導(dǎo)致交通事故發(fā)生。

特斯拉曾經(jīng)發(fā)生過幾個(gè)撞向貨車的事故,就是典型案例。其中,特斯拉的攝像頭感知失效,無法識(shí)別出前方停下的貨車。而毫米波雷達(dá)作為備用傳感器,本應(yīng)該識(shí)別出前方障礙物,并發(fā)出預(yù)警,但毫米波雷達(dá)也不起作用了。

因?yàn)殪o止貨車的信息和那些信息雜糅在一起,前者也會(huì)被雷達(dá)的識(shí)別算法一并過濾掉。毫米波雷達(dá)識(shí)別出靜止物體,但是卻因此“無視”它的存在。這樣,毫米波雷達(dá)隱身,攝像頭又失效,自動(dòng)駕駛汽車成了瞎子和聾子,最終撞上靜止的貨車。

2、 “模糊的X軸”

傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)另一個(gè)局限是橫向分辨率低,可以理解為對(duì)水平平面的“理解”能力薄弱。

橫向分辨率是指左右兩個(gè)掃描的激光點(diǎn)形成的夾角,夾角度數(shù)越小,橫向分辨率越高。如果和激光雷達(dá)相比,毫米波雷達(dá)的橫向分辨率不具備優(yōu)勢(shì)。

比如,特斯拉過去出現(xiàn)的問題:前面一輛車停在馬路旁邊,可能有半個(gè)車身在車道上,這個(gè)時(shí)候特斯拉會(huì)因?yàn)楹撩撞ɡ走_(dá)的橫向分辨率不足,識(shí)別不出車輛而更容易撞上去。

關(guān)于這樣的問題,特斯拉在佛羅里達(dá)州曾有兩次事故,就是因?yàn)楹撩撞ɡ走_(dá)不能測(cè)橫向速度,造成識(shí)別不出前方車輛是移動(dòng)的,最終導(dǎo)致車輛來不及剎車。

所以綜合來看,傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)在“理解”垂直和水平平面時(shí)都分別存在不足,也決定了傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)很難去適應(yīng)高階自動(dòng)駕駛感知系統(tǒng)的傳感器。不過,近期活躍的4D成像雷達(dá)似乎讓我們看到一些新的可能。

由量變到質(zhì)變,4D成像雷達(dá)的兩條路線

4D成像雷達(dá)之所以出現(xiàn),某種說法是激光雷達(dá)和攝像頭亮眼表現(xiàn)的倒逼。自動(dòng)駕駛對(duì)感知的要求提升,攝像頭由200萬像素升級(jí)到800萬像素,半固態(tài)激光雷達(dá)開始加速上車。而最初的毫米波雷達(dá),也同步地升級(jí)成了如今的4D成像毫米波雷達(dá)。

從近兩年廠商們放出的demo或ppt來看,4D成像雷達(dá)的確在技術(shù)上解決傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)的一些重大缺點(diǎn),并且放大了毫米波雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)。今年上海車展參展的大陸、華為等,就是其中的代表廠商。

在這個(gè)過程中,大致的實(shí)現(xiàn)方式無非就是硬件上增加收發(fā)通道數(shù)量,擴(kuò)大天線孔徑的同時(shí)滿足水平和垂直方向?qū)Ψ直媛实囊�求。從而達(dá)到除了傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)以外,增加一個(gè)垂直方向的維度信息,即3D升級(jí)4D。這也是此次上海車展中4D成像雷達(dá)的主流方案。

其實(shí)單從技術(shù)角度,我們看到更多的是技術(shù)革新帶來的“量變”而不是“質(zhì)變”,若廠商當(dāng)下只注重突出參數(shù)難免有“過分營(yíng)銷”之嫌。而真正利用它去推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)落地,才是體現(xiàn)出了“質(zhì)變”。在「智能相對(duì)論」看來,有著以下兩種可行方向:

1、 聚焦細(xì)分需求,找到商用場(chǎng)景變現(xiàn)的全新思路

4D成像雷達(dá)有著不懼暴雨、強(qiáng)光等惡劣環(huán)境的全天候運(yùn)作特性,而另一方面,4D成像雷達(dá)是毫米波雷達(dá)的一種“升維”,也延續(xù)著過去的優(yōu)勢(shì),就是成本。

這兩個(gè)特點(diǎn)其實(shí)給予了它在封閉園區(qū)等商用場(chǎng)景,去做無人駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)和商業(yè)化落地的機(jī)會(huì)。其中“無人配送小車”就是一個(gè)合適的選項(xiàng),因?yàn)楝F(xiàn)階段有關(guān)于它的量產(chǎn)還存在著傳感器性價(jià)比和全天候運(yùn)作的問題,能讓4D成像雷達(dá)去改善。

無人配送小車低速行駛,現(xiàn)階段大多使用較少線束的激光雷達(dá)。激光雷達(dá)發(fā)展迅猛,是成本的下降,只是還不夠親民。激光雷達(dá)為主的傳感器方案使得單車成本太高,是無人配送商業(yè)化落地的主要障礙,這也早已是行業(yè)共識(shí)。

所以,人們對(duì)于無人配送小車的傳感器成本十分敏感,會(huì)樂意看到保證足夠性能,也更具性價(jià)比的無人駕駛方案。通過多個(gè)4D成像雷達(dá)組合,也許可能做到這一點(diǎn)。

比如高工智能汽車曾報(bào)道,長(zhǎng)城汽車、易航智能和Oculii聯(lián)合打造的無人物流小車,基于4D成像雷達(dá),為低速物流園區(qū)場(chǎng)景提供定制化的感知方案。該無人小車可以全天候?qū)χ苓?60°低速或靜止的行人、障礙物、小物體進(jìn)行點(diǎn)云成像、識(shí)別和跟蹤,其點(diǎn)云效果很接近激光雷達(dá)。

4D成像雷達(dá)在進(jìn)一步壓低成本后,能夠幫助縮短無人小車的量產(chǎn)周期,降低其商業(yè)化難度。因此4D雖只是3D“升維”,但“成本效率”更佳,封閉場(chǎng)景“附加值”更高�？梢灶A(yù)見的是,出于平衡的考量,它會(huì)在更多特定場(chǎng)景下代替低成本的激光雷達(dá)。

若繼續(xù)放大來看,廠商選擇在封閉商用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)商業(yè)化落地,對(duì)自身而言也是一種“由近及遠(yuǎn)”的發(fā)展思路。在風(fēng)險(xiǎn)較小的特殊場(chǎng)景應(yīng)用成熟后,漸進(jìn)式過渡至難度較大的智能汽車自動(dòng)駕駛。雖然不一定能趕上“早集”,但前進(jìn)的腳步也許會(huì)邁得扎實(shí)。

2、做時(shí)間的朋友,構(gòu)建整套自動(dòng)駕駛方案最佳落地姿勢(shì)

4D成像雷達(dá)相比于汽車的另外兩雙“眼睛”,看的距離更遠(yuǎn)。

比如,采埃孚將于2022年向上汽集團(tuán)提供的雷達(dá),最遠(yuǎn)探照距離可達(dá)350m;華為發(fā)布的高分辨率4D成像雷達(dá),探測(cè)距離可以做到300m,傳統(tǒng)的通常為200m。所以值得肯定的是,4D成像雷達(dá)給自動(dòng)駕駛系統(tǒng)留下更多處理時(shí)間,這是攝像頭、激光雷達(dá)難以超越的優(yōu)勢(shì)。

這也給出了一種思路,在落地整套自動(dòng)駕駛方案時(shí),4D成像雷達(dá)、攝像頭、激光雷達(dá)可以互為補(bǔ)充。如果將三者的信號(hào)做有效融合和冗余,將會(huì)推進(jìn)整套方案逐步接近理想傳感器的目標(biāo)。

那如何去定義理想傳感器的目標(biāo)呢?在「智能相對(duì)論」看來,“全能”是一個(gè)合適定義它的核心關(guān)鍵詞。由這一個(gè)核心延展出多個(gè)基本點(diǎn),比如“技術(shù)全能”、“場(chǎng)景全能”。

對(duì)于4D成像雷達(dá)而言,結(jié)合汽車功能安全的準(zhǔn)則“車規(guī)級(jí)應(yīng)用多安全都不為過”,僅僅就探測(cè)距離遠(yuǎn)、不懼惡劣天氣這些特點(diǎn)而言,就已經(jīng)驗(yàn)證它是自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)“技術(shù)全能”時(shí)不可或缺的傳感器了。

4D成像雷達(dá)帶著這些技術(shù)特點(diǎn)融入進(jìn)來后,就可以“解鎖”出更多功能場(chǎng)景,推動(dòng)整套自動(dòng)駕駛解決方案“場(chǎng)景全能”。

再以華為舉例,在HI新品發(fā)布會(huì)上,華為有提到4D成像雷達(dá)“三大能力”和“六大價(jià)值”。前者包含的大部分技術(shù)內(nèi)容在行業(yè)內(nèi)不算新鮮了,并非人無我有。但是,后者所涉及的新功能場(chǎng)景,我們作為用戶是值得去期待的。

比如有高速巡航、安全避障、城區(qū)巡航、非視距前前車檢測(cè)等等。華為指出,對(duì)于城區(qū)巡航,4D成像雷達(dá)的大視場(chǎng)無模糊能力可以匹配一些城區(qū)場(chǎng)景(人車混行、大小目標(biāo)并行、被遮擋場(chǎng)景);對(duì)于高速巡航,如果220m外兩輛車完全同速同距,位于相鄰車道,4D成像雷達(dá)可以通過角度分辨出來。

所以目前來看,4D成像雷達(dá)會(huì)是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域不可忽視的感知傳感器。華為、大陸、采埃孚、Arbe等主機(jī)廠和供應(yīng)商都在布局其中。各大廠商軍備競(jìng)賽背后,一定會(huì)是4D成像雷達(dá)的技術(shù)愈發(fā)成熟,隨之而來的,可能就是高階自動(dòng)駕駛離我們更近一步。

結(jié)語

高階自動(dòng)駕駛對(duì)車載毫米波雷達(dá)提出了新要求,催生出4D成像雷達(dá),但也不能忽略ADAS國(guó)產(chǎn)化還沒有成熟的現(xiàn)實(shí),目前市場(chǎng)仍被高度壟斷。如果大家都只是過分追求戰(zhàn)勝高階自動(dòng)駕駛的“新”挑戰(zhàn),而錯(cuò)過眼前ADAS前裝市場(chǎng)發(fā)展窗口期,對(duì)于毫米波雷達(dá)廠商并不是一個(gè)健康的信號(hào)。

ADAS國(guó)產(chǎn)化的先天優(yōu)勢(shì)在于,廠商更靠近終端客戶以及中國(guó)本地化的道路場(chǎng)景,對(duì)需求的把握更為精準(zhǔn)。智能汽車與自動(dòng)駕駛盛世,對(duì)于軟硬件定制化的要求比過去更高,而海外Tier 1恰恰無法在短期內(nèi)針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)進(jìn)行靈活定制,這在一定程度上為國(guó)內(nèi)廠商的突圍創(chuàng)造機(jī)遇。

那么,應(yīng)用于ADAS其實(shí)意味著近距離的產(chǎn)品落地與搶占市場(chǎng),應(yīng)用于高階自動(dòng)駕駛則意味著要漫長(zhǎng)的堅(jiān)持去奔向星辰大海,廠商可選其一也可同步進(jìn)行。選擇很多,4D成像雷達(dá)未來會(huì)如何呈現(xiàn)在大家面前,還需耐心等待。