4D毫米波雷達站上風(fēng)口？機構：多傳感器融合或為大勢所趨

上車(chē)特斯拉的消息令4D毫米波雷達轉瞬站上強勁風(fēng)口。繼美股4D成像雷達解決方案供應商Arbe Robotics 3個(gè)交易日股價(jià)接近翻倍后，A股相關(guān)概念股22日也逆市大漲。

特斯拉被曝向歐洲監管機構提交車(chē)輛變更申請，證實(shí)最新自動(dòng)駕駛硬件HW4.0即將量產(chǎn)上車(chē)。HW4.0硬件系統配置一枚高分辨率毫米波雷達，可能為高精度4D毫米波雷達。此前自2021年5月起，特斯拉北美制造的 Model 3 和 Model Y 不再配備毫米波雷達，采用攝像頭+算法完成的純視覺(jué)方案，與其他造車(chē)新勢力的激光雷達技術(shù)方案相互獨立。

4D毫米波雷達會(huì )由此成為行業(yè)新趨勢嗎？將對自動(dòng)駕駛傳感器解決方案帶來(lái)何種影響？

替代特斯拉部分純視覺(jué)方案

毫米波雷達是使用天線(xiàn)發(fā)射毫米波(波長(cháng)1-10mm)，通過(guò)處理回波測得汽車(chē)與探測目標的相對距離、速度、角度及運動(dòng)方向等信息的傳感器。其全天候全天時(shí)、精確度較高、體積小、性?xún)r(jià)比高，在環(huán)境監測傳感器中毫米波雷達是除車(chē)載攝像頭外另一主流方案。

Yole報告顯示，在應用場(chǎng)景變得更嚴苛之后，毫米波雷達正朝著(zhù)能更準確描述車(chē)輛前后方場(chǎng)景的4D毫米波雷達前進(jìn)。

4D指的是在原有的距離、方位、速度三個(gè)維度基礎上增加了高度信息。相比傳統毫米波雷達僅能判斷出前方有障礙物，4D毫米波雷達增加了縱向天線(xiàn)及處理器，可以接收更多信息返回點(diǎn)，并像激光雷達一樣呈點(diǎn)云圖，能呈現出更多細節信息，探測出障礙物的形狀，彌補了傳統雷達難以識別靜態(tài)障礙物的短板。

如華為2021年發(fā)布的4D毫米波成像雷達，“采用12T24R的大陣列，比常規毫米波提升24倍，實(shí)現高分辨，大視場(chǎng)無(wú)模糊，支持4D高密點(diǎn)云?！比A為智能汽車(chē)解決方案BU融合感知產(chǎn)品部Radar&Camera總經(jīng)理苗立靖稱(chēng)其將成為“高階自動(dòng)駕駛的必備武器”。

相比攝像頭而言，4D毫米波雷達有更多的天線(xiàn)數，更高的角度分辨率、速度分辨率和距離分辨率，可以在沒(méi)有激光雷達參與的情況下更有效地解析目標的輪廓、類(lèi)別、行為。

特斯拉增配4D毫米波雷達，能夠增加獲取障礙物距離信息，以彌補攝像頭缺陷。某券商電子行業(yè)研究員對第一財經(jīng)表示，“4D毫米波雷達首先會(huì )替代特斯拉部分純視覺(jué)方案，視覺(jué)+雷達的整套方案的總量可能將增加?！?/span>

值得注意的是，4D毫米波雷達的點(diǎn)云數量大幅增加，其算法比傳統毫米波雷達更為復雜，目前大部分車(chē)企并不具備這種算法能力。有毫米波雷達廠(chǎng)商項目經(jīng)理曾表示：“在2022年~2023年量產(chǎn)的項目，用的基本都是毫米波雷達做完數據處理之后的結果，大部分車(chē)廠(chǎng)還沒(méi)有能力將毫米波雷達的點(diǎn)云真正用起來(lái)?！?/span>

此外業(yè)內有觀(guān)點(diǎn)認為，對于特斯拉的傳感器配置和其他車(chē)廠(chǎng)要分開(kāi)來(lái)看，特斯拉核心依賴(lài)視覺(jué)感知+算法，由于視覺(jué)方案對于一些corner case問(wèn)題無(wú)法解決，因此需要增加一顆可以測距的4D毫米波雷達；對于其他車(chē)企而言，本身自動(dòng)駕駛的基礎就是視覺(jué)算法+強感知，比較依賴(lài)于激光雷達的高精建模能力，再新增配置一顆4D毫米波雷達并無(wú)必要性。

但特斯拉此番搭載4D毫米波雷達勢必引領(lǐng)行業(yè)新趨勢。根據高工智能汽車(chē)研究院，4D毫米波成像雷達將從2023年初開(kāi)始小規模前裝導入，2024年定點(diǎn)/搭載量有望突破百萬(wàn)顆，到2025年將占全部前向毫米波雷達的40%以上。國信證券預計到2025年全球毫米波雷達市場(chǎng)規模將達到384億元，復合增長(cháng)率為25.5%。

目前，4D毫米波雷達市場(chǎng)的主要玩家包括大陸、采埃孚、博世、安波福等傳統Tier1廠(chǎng)商，Waymo、Mobileye、華為等自動(dòng)駕駛方案公司，傲酷、Arbe、幾何伙伴、楚航科技、森思泰克等初創(chuàng )公司。

4D毫米波雷達VS激光雷達

受制于激光的物理特性，激光雷達在雨雪、沙塵等極端天氣環(huán)境下，工作可靠性會(huì )受到影響。4D毫米波雷達能全天候全天時(shí)工作，在暴雨、大雪、漆黑及空氣污染等惡劣環(huán)境條件下也能提供高可靠性的探測。此外，4D雷達能夠“看穿”墻壁、緊閉的門(mén)和其他固體物體，這是激光雷達所不具備的能力。

成本方面，目前4D毫米波雷達量產(chǎn)成本預計1500元左右，激光雷達量產(chǎn)成本預計在2000-3000元。

中金公司表示，4D毫米波成像雷達目前價(jià)格較高，預計前期4D毫米波雷達“上車(chē)”將推高毫米波雷達單車(chē)價(jià)值量，但大規模放量后4D雷達價(jià)格或將回歸傳統毫米波雷達價(jià)格區間。且由于4D雷達原理上與傳統毫米波雷達存在共性，與攝像頭進(jìn)行數據融合的應用也更為普遍，能實(shí)現更低的驗證成本。

當前有公司在探索用4D毫米波雷達替代低線(xiàn)數激光雷達（如16線(xiàn)、32線(xiàn)等）的可能性，不過(guò)某激光雷達大廠(chǎng)內部人士告訴第一財經(jīng)，“和激光雷達相比，4D毫米波雷達目前的成像還差很多。兩種傳感器互相補充，保障智能駕駛更安全?！?/span>

據悉，雖然4D毫米波雷達可以與激光雷達一樣，能夠形成點(diǎn)云數據，但其成像效果最多只能達到低線(xiàn)數激光雷達的水平，與高線(xiàn)數激光雷達（如128線(xiàn)等）的點(diǎn)云密度還存在較大差距。此外，在角分辨率參數上，4D成像雷達只能接近1°的參數水平，而某些激光雷達可以做到0.1°的水平。

事實(shí)上，激光雷達和4D毫米波雷達都并非完美的解決方案。前者的高成本問(wèn)題或是其在L4/L5級自動(dòng)駕駛汽車(chē)量產(chǎn)上車(chē)的“致命短板”，技術(shù)上作為目前唯一可實(shí)現高分辨率3D建模的感知技術(shù)，仍存在鏡面黑洞效應（照射反射率較高且非正對激光雷達的物體時(shí)，難以檢測到返回信號）等局限性，因此難以作為單一雷達傳感器應用于L4/L5級自動(dòng)駕駛汽車(chē)。4D毫米波雷達也仍存在橫向分辨率不足、對金屬物體過(guò)于敏感等問(wèn)題。

上述電子行業(yè)研究員對第一財經(jīng)表示，行業(yè)傾向于混合方案，未來(lái)4D毫米波雷達和激光雷達都有望成為行業(yè)趨勢，共同發(fā)展。

中金公司也認為，未來(lái)多感知融合或為汽車(chē)傳感器主流解決方案。隨著(zhù)圖像技術(shù)更為成熟，疊加激光雷達價(jià)格下探，攝像頭+4D雷達+超聲波傳感器+激光雷達形成的多傳感器融合，能夠創(chuàng )建高分辨率可識別區域的冗余感知，或為大勢所趨。

本文不構成任何投資建議，投資者據此操作，一切后果自負。市場(chǎng)有風(fēng)險，投資需謹慎。