纳瓦电子在4D成像雷达上取得全球领先的重大技术突破!

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高工媒体报道:

伴随着中国新车搭载ADAS功能的高速增长,中国毫米波雷达迎来了前所未有的机遇期。

根据高工智能汽车研究院监测数据显示,2021年中国市场(不含进出口)乘用车新车前装标配L2级ADAS上险量为395.62万辆,同比增长77.65%。而2022年,L2级ADAS的上险量继续保持了高速增长态势。

随之,L3及以上级别乘用车将使用4D毫米波雷达取代传统毫米波雷达,市场规模将继续增大。预计2025年中国乘用车毫米波雷达市场规模将接近90亿,符合年均增长率达到15.92%。

同时,依靠技术突破、产品开放性、个性化服务等,国产毫米波雷达已经形成了独特的竞争优势。

受疫情和国际环境影响,出于供应链稳定的考虑,各大自主品牌开始寻找毫米波雷达等的进口替代。《高工智能汽车》了解到,截止目前,包括江淮大众思皓、上汽乘用车、上汽大通等在内的越来越多厂商开始选择国产毫米波雷达。

在此背景下,本土厂商迎来了突围的最佳机会。

技术突破

从市场竞争格局看,2021年我国乘用车毫米波雷达市场超过90%的份额由博世、大陆、安波福、维宁尔、海拉、电装等国外零部件巨头所占。

国产毫米波雷达企业进入前装市场,角雷达前装订单逐步放量,纳瓦电子等企业陆续进入乘用车前装市场并获得更多资源支持,后续国产毫米波雷达市场份额将逐渐扩大。

在性能方面,传统毫米波雷达擅长测量距离和速度,有很好的距离和速度分辨率。同时,在夜间以及恶劣天气条件下与其他传感器相比,性能衰减程度最小。但与摄像头和激光雷达相比,角度分辨率仍然相对较低。

而在技术方面,天线设计,软件算法和硬件加速器则是目前突破这些瓶颈的关键三大路径。

过去几年,也有不少公司在上述领域进行技术突破,比如超材料的天线阵列,重新设计研发的高集成度雷达芯片,还有处理算法上的创新。

然而从目前总体来看,国内供应商的产品性能与国外供应商相当,但产品可靠性需要使用后长期验证,并在工具链、未来产品前瞻性方面存在不足。要想破局则离不开企业在该领域多年的深耕。

值得一提的是,纳瓦电子基于多年微波经验的积累,其天线设计已经从平面天线过渡到了立体天线,相比传统天线成本下降30%,性能提升超过40%。可以说,这是国产毫米波雷达领域的又一块里程碑。                              
另外,在产品规格指标认定上,国内与外厂商的测评标准并不相同如雷达探测的距离。
例如,同样是标称180米的探测距离,外资厂商的毫米波雷达测评标准是从第一帧目标数据稳定算起,没有一帧丢失,点云数据100%稳定,这样的距离为180米。
但据客户反映,国内多数产品标称180米是在180米能探测到目标,在120米数据才稳定,而把能探测到第一帧数据的距离作为标称距离,按外资厂商的标准这样探测有效距离只能是120米。
究其原因,多数国内厂商成立才3-4年,开启前向雷达研发的时间较晚,产品没有经过充分迭代,且没有扎实的射频微波和算法的技术功底,也无法深刻理解主机厂对于产品的诉求。
李建林表示,雷达数据置信度等指标与厂家大量的工程化能力有关。其中,软硬件只是基础,天线和算法才是核心。只有不断地技术创新并结合大量工程路测,与客户深度配合提高指标,才能不断发现产品需要优化的地方,做出性能更高的产品。
纳瓦电子的优势在于多年设计微波天线的经验与领先算法的结合,公司的背后是国内雷达泰斗级博导团队的长期支持,并向国际领先的雷达企业虚心学习、扎实对标,通过大量的工程迭代不断优化雷达性能精益求精,极大程度提升雷达的角分辨率的精度,主要体现在误报和漏报率上。
据了解,目前行业普遍的水平是将误报和漏报率控制在每1000公里5-6%。而纳瓦电子则可以达到1-2%,明显优于国外竞争对手。
 

性能领先

而在4D成像雷达未在会对传统雷达全面替代的的大趋势中,纳瓦走在了行业国际一线。
当前,该雷达已进入小规模量产导入阶段,例如大陆基于芯片级联+赛灵思FPGA开发的ARS540雷达已于2021年在宝马车型上应用,上汽R汽车ES33将搭载采埃孚4D成像雷达。
不过在该领域,国产厂商已和外资厂商站在了同一起跑线。谁能深刻理解主机厂对于产品的诉求,充分迭代产品,并可以配合在快速研发的新车中提供高效技术支持和快捷交付服务,谁就有机会在这条新的赛道中率先领先。
纳瓦电子4D成像方案点云数据等效多线激光雷达(32000pts/s),分辨率高(测距精度±0.1m;方位面3dB波束宽度小于1.6°,方位角精度0.1°度仰面3dB波束宽度小于2.4°,俯仰角精度0.2°),可识别180米外10cm高类易拉罐的静止物体。
与其他友商相比,纳瓦电子4D毫米波高精成像雷达除了虚拟通道增加、点云数据倍增、超高分辨率外还具有以下技术创新特点:
基于多年微波天线和算法的积累,纳瓦电子推出的6级联18T24R、432通道的4D毫米波高精成像雷达,大幅提升了目标检测的置信度和检测范围,同时进化出与激光雷达一样的高密度点云,可带来丰富的感知增强应用;
在识别较小的物体,对遮挡物体、静止物体和横向移动障碍物的检测,应用更多复杂路况,提高系统融合后的安全性;
此外,该4D毫米波高精成像毫米波雷达采用全新设计的HBF(Hybrid Beamforming) 混合波束成形结合DML技术将一维角分辨率提高到≤1.5°度以内,并显著降低MIMO数字信号处理的复杂度,降低运算平台成本。
为了应对复杂的干扰环境,其采用复杂编码调制的MIMO虚拟天线技术具有低干扰和更高的抗干扰能力;
与TD-MIMO相比大幅缩短了雷达收发的工作时间,降低对其他无线电设备的干扰可能性,尤其在Massive MIMO的4D毫米波成像雷达较常规TD-MIMO雷达上更具优势;
同时,采用独创的稀疏重建算法结合对应的天线阵列设计,显著降低4D毫米波成像雷达的硬件设计复杂度、数据量,同时大幅提升了成像质量。
纳瓦电子推出的4D毫米波成像雷达可实现360°的整车环绕成像效果,在业内别无他例!
据了解,目前业内产品可实现的FOV范围基本只在120度至150度之间,而实现360度环绕覆盖关键点在于如何处理角度重叠部分的点云数据。
“汽车周边围绕四颗雷达时,则会导致部分数据的重叠。其中一颗覆盖120度,那么四颗就是480度,这就会带来很多控制策略上的干扰。”李建林介绍。
另外,为了避免雷达在山地、沙漠、草原等不平整路面引发震动与位移,纳瓦又在现有4D的基础上推出了六轴姿态成像雷达,确保雷达在各种坑洼崎岖的路面上始终保持180°平行,精准探测周边的物体。
“智能驾驶走入更高级别就要适应更复杂的路况。而当传感器伴随汽车位移时,不管是激光还是毫米波都会发生偏转,而肉眼不可见的一点偏转对于传感器来讲至少是10°以上的误差,如果这种误差解决不好,就会带来一些虚假目标。我们通过算法校正位置的偏差,使传感器精准点云数据的输出”,李建林表示。
据了解,纳瓦电子推出的4D毫米波成像雷达测距范围可达320m,测距精度0.1m;方位面3dB波束宽度小于1.6°,方位角精度0.1°;俯仰面3dB波束宽度小于2.4°,俯仰角精度0.2°。
业内人士评价,该款产品是业内成熟度最高,最贴合中国市场的唯一一款可量产,可商用的4D毫米波成像雷达,目前已获3家主流主机厂前装定点。
李建林表示,纳瓦电子将于2022年推出360度4D毫米波成像雷达、六轴姿态成像雷达两款高性价比雷达产品,助力智能驾驶在L2-L4的落地。
2022年9月15日 14:45