在2023年的CES上，4D成像毫米波雷達（簡稱4D毫米波雷達、4D成像雷達或4D雷達）備受矚目。許多芯片公司推出或更新了他們的成像雷達解決方案，雷達系統(tǒng)制造商也帶來了他們的成像雷達產品。其中，Mobileye CEO Amnon Shashua在CES演講中表示，到2025年除了前置激光雷達之外，只想要4D雷達，引發(fā)業(yè)內人士對4D毫米波雷達的關注。甚至有業(yè)內專家猜測，4D成像雷達將在不久的將來取代激光雷達。

什么是4D毫米波雷達？

4D毫米波雷達，又稱成像雷達，除了原有功能外，還可以處理高度信息。可檢測物體的方位、距離、速度、高度等四維數據。同時，4D成像毫米波雷達具有像素級的角分辨率，可以分辨目標物體的輪廓，讓雷達實現類似激光雷達的成像功能。

在性能方面，4D雷達是傳統(tǒng)毫米波雷達的升級版。在成本方面，4D雷達的成本僅為激光雷達的10%-20% 。

4D毫米波雷達與傳統(tǒng)雷達有何區(qū)別？

(1) 由于缺乏高度信息，傳統(tǒng)雷達在視角上只有一個平面，無法區(qū)分目標物體是在“路上”還是“空中”。這使得毫米波雷達無法有效發(fā)揮其在自動駕駛感知，尤其是靜態(tài)物體識別方面的作用。4D雷達大大提高了毫米波在靜態(tài)物體識別中的置信度。

(2)具備提供目標高度信息的能力，4D毫米波雷達可以捕捉汽車周圍目標的空間坐標和速度信息，還可以計算出目標的俯仰角信息，進而提供周圍的環(huán)境信息車，并提供更多功能，如逼真的路徑規(guī)劃、可通行空間檢測。

(3) 傳統(tǒng)雷達存在分辨率低、噪聲大等缺點。4D雷達通過增加實際或虛擬天線的數量，可以有效提高角分辨率，生成更多的點云，進一步成像目標物體的基本輪廓、邊緣和形狀。傳統(tǒng)的也有點云，但是數量少，沒有俯仰角信息。4D成像毫米波雷達可以提供俯仰角信息和更多的點云數據。經過深度學習，4D雷達還可以區(qū)分行人、自行車、汽車、卡車等不同目標。

4D毫米波雷達會取代激光雷達嗎？

未來激光雷達或4D成像雷達能否成為智能駕駛汽車的主要傳感器，可能還是要看具體場景。將根據不同的功能和需求開發(fā)不同的解決方案。4D毫米波雷達和激光雷達各有特點，可以發(fā)揮各自的長處。4D成像雷達無法替代遠距離高性能成像激光雷達，但預計在不久的將來，側面雷達將搭載在車輛上。

(1) 從技術角度來看，4D毫米波雷達的精度是傳統(tǒng)雷達的升級版，但與激光雷達不在一個數量級。此前有觀點認為，未來4D成像毫米波雷達或將取代近光激光雷達。在價格方面，部分4D雷達的價格并不比Flash LiDAR便宜，單芯片4D雷達還處于早期研發(fā)階段。估計可能需要3年甚至更長的時間才能建立起標準化、量產化的產品。未來4D成像雷達可能取代的應該是傳統(tǒng)的毫米波雷達，而不是激光雷達。

(2) 從點云效果來看，4D毫米波雷達雖然也具備成像功能，但在點云密度和質量方面仍無法與激光雷達相媲美，難以滿足高清晰度的感知需求級自動駕駛?？紤]到當前時間節(jié)點，4D成像毫米波雷達與主傳感器激光雷達在點云密度和質量方面還有較大差距，4D成像雷達無法替代遠距離激光雷達進行前向感知。

(3) 在自動駕駛場景中，對前向檢測精度的要求極高。車輛在向前行駛時，必須能夠準確檢測和識別前方物體的大小、距離、方位、速度等信息。任何誤報或漏報都可能直接導致事故發(fā)生。LiDAR 可以通過掃描周圍環(huán)境形成 3D 圖像模型，并且可以在水平視野中每秒生成數百萬個點云。其點云密度足以滿足各級別自動駕駛的感知需求。

LiDAR 和 4D 成像雷達可以互補。此前，業(yè)界一直在爭論毫米波雷達、攝像頭、激光雷達的優(yōu)缺點。最后大家發(fā)現，用單一的傳感器是不可能實現自動駕駛的，因為每個傳感器都有自己的優(yōu)缺點。只有將所有傳感器融合在一起，才能獲得自動駕駛所需的精度和準確度。

審核編輯：劉清