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從L4到L2+，從高調(diào)到求穩(wěn)，智能駕駛正走向一條更加務(wù)實(shí)的“量產(chǎn)”路。人們不再大談特談那些不能落地的概念，反而主機(jī)廠、供應(yīng)鏈，甚至是消費(fèi)者，都越來(lái)越看重最終的落地與體驗(yàn)。
一個(gè)明顯現(xiàn)象是，“性?xún)r(jià)比”受到了極大關(guān)注。比如眼下，4D毫米波成像雷達(dá)有了和激光雷達(dá)平分秋色的態(tài)勢(shì)，且價(jià)格又具備一定優(yōu)勢(shì)，因而主機(jī)廠也不再執(zhí)著扎堆激光雷達(dá)。這給了4D毫米波雷達(dá)更多機(jī)會(huì)。
自去年下半年以來(lái)，國(guó)內(nèi)雷達(dá)廠商傳出4D毫米波雷達(dá)獲得定點(diǎn)的消息。蓋世汽車(chē)也獲悉，納瓦電子的4D毫米波雷達(dá)拿下了兩家主機(jī)廠的定點(diǎn)項(xiàng)目。不論從資本還是定點(diǎn)情況來(lái)看，4D毫米波雷達(dá)的風(fēng)口都已經(jīng)來(lái)了。
4D毫米波雷達(dá)：后來(lái)居上
相較傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)，4D毫米波雷達(dá)在速度、距離和水平角的基礎(chǔ)上增加了俯仰角(高度)信息，角分辨率和精度可以更高，如此一來(lái)，便能夠準(zhǔn)確識(shí)別通用障礙物，進(jìn)而區(qū)分目標(biāo)物體。
與激光雷達(dá)一樣，4D毫米波雷達(dá)也能夠生成目標(biāo)物體的點(diǎn)云圖。正因如此，業(yè)內(nèi)不乏有“4D毫米波雷達(dá)可以取激光雷達(dá)而代之”的觀點(diǎn)。“在L2向L4進(jìn)階的過(guò)程中，高性能的4D毫米波雷達(dá)能夠覆蓋一部分32線、64線激光雷達(dá)的作用。”納瓦電子執(zhí)行總裁李建林如是說(shuō)。
由于4D毫米波雷達(dá)繼承了傳統(tǒng)雷達(dá)的全天候、不受天氣影響等特性，在某些應(yīng)用中，其性能表現(xiàn)要優(yōu)于激光雷達(dá)，體積也可以做到更加輕量化。但李建林也指出，更高級(jí)別的智能駕駛系統(tǒng)，其本身需要多傳感器的融合感知。
這和NXP的觀點(diǎn)不謀而合。對(duì)于L3及以上智能駕駛功能的實(shí)現(xiàn)，攝像頭、毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)并不存在“誰(shuí)替代誰(shuí)”的關(guān)系，三者之間更多是相互補(bǔ)充，相互冗余，相互配合，從而確保最高的駕駛安全性。
不可否認(rèn)的是，未來(lái)4D毫米波雷達(dá)的性能將越來(lái)越逼近激光雷達(dá)。一方面，通過(guò)前端射頻芯片MMIC級(jí)聯(lián)創(chuàng)造更多的天線虛擬通道，提供點(diǎn)云數(shù)據(jù)的能力增強(qiáng)，識(shí)別物體的能力就會(huì)更加精準(zhǔn)；另一方面，行業(yè)正試圖從天線領(lǐng)域找到進(jìn)一步提高分辨率的辦法。
要知道，4D毫米波雷達(dá)的分辨率歸根究底取決于天線孔徑，也就是天線接收或發(fā)射信號(hào)的有效面積大小。近年來(lái)，隨著新的雷達(dá)方法論的出現(xiàn)，一些研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始嘗試?yán)脭?shù)學(xué)或信號(hào)處理技術(shù)，在維持雷達(dá)體積不變的前提下，突破天線孔徑的限制。
不過(guò)，李建林直言，“作為一個(gè)車(chē)用部件，雷達(dá)體積不能無(wú)限擴(kuò)大，雷達(dá)體積過(guò)大就會(huì)給安裝帶來(lái)麻煩。”如何更合理且可行地提高雷達(dá)分辨率，是行業(yè)的一個(gè)重要課題?；诖耍{瓦電子推出了“3D空氣波導(dǎo)天線”的解決方案。
和3D光刻(可直接光刻3D堆疊芯片)的方法有些類(lèi)似，3D空氣波導(dǎo)天線利用三維空間提升射頻前端虛擬通道的孔徑，可以達(dá)到增強(qiáng)分辨率的目的。這既滿(mǎn)足了4D毫米波雷達(dá)對(duì)小型化的設(shè)計(jì)要求，又從根本上提高了雷達(dá)自身的分辨率。
同時(shí)基于空氣介質(zhì)，該技術(shù)可以提供更小的插入損耗。
從具體產(chǎn)品來(lái)看，NOVA77G-4D-S和NOVA77G-4D-IR車(chē)規(guī)級(jí)雷達(dá)有6T8R雙級(jí)聯(lián)和12T16R四級(jí)聯(lián)兩種架構(gòu)，可以覆蓋角雷達(dá)和前向雷達(dá)，最遠(yuǎn)探測(cè)距離320米，角度分辨率在1.6°以?xún)?nèi)，測(cè)距精度0.1m。同時(shí)其點(diǎn)云輸出等效多線激光雷達(dá)，可識(shí)別180米外10cm高的類(lèi)易拉罐等靜止物體。
可以這樣說(shuō)，納瓦電子取得今天這樣一份成績(jī)，絕不是一蹴而就的。
成立于2013年的納瓦，2015年便成立了智能駕駛毫米波雷達(dá)研發(fā)中心，并先后推出多款角雷達(dá)和前向雷達(dá)量產(chǎn)產(chǎn)品，還布局了面向L2級(jí)以上高階智能駕駛應(yīng)用的4D毫米波雷達(dá)?；贜XP、TI、加特蘭三大芯片平臺(tái)，納瓦電子已和多家主機(jī)廠達(dá)成合作。
國(guó)產(chǎn)超越的“種子選手”
相比傳統(tǒng)毫米波雷達(dá)領(lǐng)域?qū)?ldquo;ABCD”(奧托立夫Autoliv、博世Bosch、大陸Continental、德?tīng)柛elphi)的追趕與替代，在4D毫米波雷達(dá)領(lǐng)域，大家談及更多的是國(guó)產(chǎn)超越。
得益于國(guó)內(nèi)智能駕駛產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，毫米波雷達(dá)技術(shù)的迭代與升級(jí)按下加速鍵。而高階智能駕駛滲透率的不斷提高，勢(shì)必將催生大量的雷達(dá)需求。這其中，4D毫米波雷達(dá)尚處于起步階段，本土廠商要想搶跑超越，并非沒(méi)有可能。
但李建林認(rèn)為，這個(gè)“超越”并不意味著外資(品牌)做不出來(lái)，或是外資不行了。而是本土廠商在產(chǎn)品性能、產(chǎn)品推出時(shí)間以及供應(yīng)鏈成本等方面，會(huì)比在中國(guó)市場(chǎng)的外資同行更有優(yōu)勢(shì)。
這個(gè)優(yōu)勢(shì)，是技術(shù)上高了一點(diǎn)，時(shí)間上快個(gè)兩三年，供應(yīng)鏈成本的集約度比對(duì)方更高一些。因此它不是單純的某一維度超越，更多代表了一個(gè)綜合性超越。也是因?yàn)檫@個(gè)原因，國(guó)內(nèi)頭部的毫米波雷達(dá)廠商紛紛殺入4D毫米波雷達(dá)賽道，以圖更多的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。
如果把角雷達(dá)看作是小學(xué)階段，國(guó)內(nèi)已有多家廠商具備了可以規(guī)模交付的能力；而前向雷達(dá)相當(dāng)于中學(xué)階段，角雷達(dá)做不好，要想把前向雷達(dá)做好是不可能的。按照同樣的邏輯，如果前向雷達(dá)沒(méi)有做好，在4D毫米波雷達(dá)的設(shè)計(jì)研發(fā)當(dāng)中必定會(huì)遇到更多困難。
李建林強(qiáng)調(diào)稱(chēng)，不管是“ABCD”，還是其他任何一家雷達(dá)廠商，都得一步一步向上進(jìn)階。“國(guó)內(nèi)具備4D毫米波雷達(dá)量產(chǎn)能力的企業(yè)并不多。我們跑在前面的，要比同行先了2~3年。”
當(dāng)然要實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)超越，不僅要從技術(shù)上突圍，還要在前瞻性理念上保持先進(jìn)，讓外資成為跟隨者。這里就不得不提到納瓦提出的“4D雷達(dá)域系統(tǒng)”的概念。
簡(jiǎn)單理解，隨著3R的智駕系統(tǒng)開(kāi)始向單車(chē)5R的標(biāo)配方向發(fā)展，4D毫米波雷達(dá)勢(shì)必將加快上車(chē)。當(dāng)4D毫米波雷達(dá)前端生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)多了，后端所需的處理能力就要增強(qiáng)。這時(shí)，高算力的4D雷達(dá)就可以作為管理雷達(dá)，對(duì)車(chē)上其他4顆毫米波雷達(dá)進(jìn)行統(tǒng)籌管理。
過(guò)去，毫米波雷達(dá)都是各自為政，最多做到兩兩融合，這對(duì)既要管理智駕系統(tǒng)又要負(fù)責(zé)各傳感器融合的域控器來(lái)說(shuō)，有著較高的門(mén)檻要求。而基于域系統(tǒng)，4D毫米波雷達(dá)可以對(duì)多顆雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)而與視覺(jué)、激光雷達(dá)形成更好地融合，最終實(shí)現(xiàn)360°全車(chē)感知。
更重要的是，各類(lèi)傳感器數(shù)據(jù)只有深度融合，才能有效解決長(zhǎng)尾難題。就像輕舟智航CEO于騫說(shuō)的那樣，L4 智能駕駛最難實(shí)現(xiàn)的部分，在于最后1%的“corner case”。這其實(shí)也是現(xiàn)階段前融合感知面臨的一項(xiàng)任務(wù)挑戰(zhàn)。
做“好雷達(dá)”需先修煉內(nèi)功
盡管如此，要真正做好一款4D毫米波雷達(dá)并不是一件容易的事。
在李建林看來(lái)，雷達(dá)是一個(gè)系統(tǒng)，它所反映的都是系統(tǒng)級(jí)問(wèn)題。具體的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，最終要回到天線設(shè)計(jì)、波形設(shè)計(jì)、雷達(dá)算法的本質(zhì)上。
而要說(shuō)最難的地方，莫過(guò)于獲得穩(wěn)定且可靠的雷達(dá)信號(hào)。雷達(dá)信號(hào)是僅次于射頻前端、后端算法的第三個(gè)雷達(dá)“大件兒”，是指通過(guò)嵌入不同的信號(hào)處理算法，提取從前端采集到的中頻信號(hào)，獲得所需的目標(biāo)信息。
換句話說(shuō)，如果得不到可靠的雷達(dá)信號(hào)，就無(wú)從談起高質(zhì)量點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以及后續(xù)的聚類(lèi)跟蹤和目標(biāo)分類(lèi)等。作為微波雷達(dá)行業(yè)的一員老兵，李建林直言，這對(duì)納瓦來(lái)說(shuō)并不復(fù)雜。納瓦電子對(duì)于雷達(dá)信號(hào)的處理實(shí)際上已經(jīng)非常成熟。
“如果廠商對(duì)雷達(dá)有著深刻理解，又是從事過(guò)微波通信的，坦率說(shuō)，難點(diǎn)其實(shí)在于工程化。也就是一代一代做迭代，一代一代解決bug。往往工程化的時(shí)間越久，迭代越多，雷達(dá)的質(zhì)量也會(huì)更好一些。”他補(bǔ)充說(shuō)。
除了技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的多年沉淀，納瓦電子在雷達(dá)的生產(chǎn)制造上，同樣是絲毫不懈怠。“4D毫米波雷達(dá)的生產(chǎn)制造更加復(fù)雜，所以要在測(cè)試校準(zhǔn)上下更多功夫，才能得到更好的一次性直通率。”李建林透露，目前納瓦4D毫米波雷達(dá)的一次性直通率接近98%，屬于業(yè)內(nèi)較高水準(zhǔn)。
所謂的“一次性直通率”，是指雷達(dá)從加工到組裝成品一次性標(biāo)定通過(guò)的比率，直接決定了產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性和成本的高低。尤其對(duì)一款車(chē)規(guī)級(jí)雷達(dá)來(lái)說(shuō)，規(guī)模量產(chǎn)的一致性十分重要。另外，雷達(dá)在出貨前，還要通過(guò)震動(dòng)、老化等全面的檢測(cè)。
據(jù)悉，為了確保萬(wàn)無(wú)一失，納瓦電子會(huì)加強(qiáng)出貨前的檢測(cè)，甚至二次全檢。
截至目前，納瓦電子位于上海嘉定江橋的生產(chǎn)制造中心已進(jìn)入大規(guī)模生產(chǎn)階段，兩條全自動(dòng)化毫米波雷達(dá)生產(chǎn)線，配備了ERP、MES系統(tǒng)，年產(chǎn)能108萬(wàn)臺(tái)，總年產(chǎn)值可達(dá)4億元以上。
未來(lái)，納瓦電子將踐行“雙中心”戰(zhàn)略，在上海和安徽兩地同步提升雷達(dá)產(chǎn)能，最終建設(shè)完成1800萬(wàn)的年產(chǎn)能目標(biāo)，這個(gè)數(shù)字有望覆蓋300萬(wàn)輛以上的車(chē)用需求。預(yù)計(jì)在明年，納瓦新的產(chǎn)線將迎來(lái)大規(guī)模投產(chǎn)。
寫(xiě)在最后
市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Yole Développement預(yù)測(cè)，全球毫米波雷達(dá)市場(chǎng)將從2022年的18億美元，增加到2025年的30億美元。而中國(guó)智能駕駛技術(shù)先于全球，勢(shì)必會(huì)迎來(lái)最殘酷的賽事。
“納瓦必須鎖住整個(gè)4D毫米波雷達(dá)市場(chǎng)30%左右的占有率。”作為國(guó)內(nèi)頭部毫米波雷達(dá)企業(yè)，納瓦電子致力于成為本土TOP1。一如在采訪過(guò)程中，李建林始終強(qiáng)調(diào)的“機(jī)會(huì)是留給有準(zhǔn)備的人”。只有那些擁有足夠技術(shù)儲(chǔ)備和沉淀的公司，才能從容應(yīng)對(duì)如今這個(gè)快速變化的市場(chǎng)環(huán)境。行業(yè)內(nèi)卷加劇，唯有不停奔跑。
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