恩智浦4D毫米波雷达助力L2+级智驾能力普及-电动汽车观察家

恩智浦4D毫米波雷达助力L2+级智驾能力普及

硬件成本是汽车新功能应用范围的基准线。随着摄像头成本下降,千元级的L2级智驾系统在2023年开始加速上车。而如今,相比激光雷达便宜不少的4D毫米波雷达成熟和性能大幅提升,为更高能力的智驾功能规模化带来了更大的想象空间。

5月初,蔚来和汽车芯片供应商恩智浦(以下简称NXP)低调官宣了一项合作:蔚来将在新车上搭载NXP的4D毫米波雷达,包括其突破性的成像雷达解决方案。

考虑到蔚来品牌目前刚刚完成NT2.0平台的车型换代,市场猜测搭载NXP 4D毫米波雷达的车型为蔚来旗下平价车型阿尔卑斯项目的车型上。

这一猜测不无道理。4D毫米波雷达能够以更低的成本实现部分L2+级智驾能力,而NXP的4D毫米波雷达从性能和成本上都要比特斯拉的方案更优,为中国品牌加快智驾功能的规模化提供基础。

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比特斯拉方案更便宜,性能更好

4D毫米波雷达并非新鲜事物。其在原理上,是将传统的3D毫米波雷达级联从而增加通道数,(MIMO,多输入多输出系统),利用多发多收的天线结构等效形成虚拟的大孔径阵列,获得方位上的高分辨力。而且,由于虚拟阵为实时效果,从而有效避免传统雷达成像中存在的运动补偿问题。

从效果来看,3D毫米波雷达利用多普勒效应,获得距离、移动速度、水平角度的信息。4D毫米波雷达增加了俯仰角(高度)的感知信息,从而获得识别障碍物的轮廓、类别和行为的功能。

尽管奔驰、福特等欧洲和美国车企早在多年前就开始应用4D毫米波雷达,但直到近期特斯拉HW 4.0的方案中出现4D毫米波雷达,这一传感器在智能驾驶领域的应用开始被业内广泛讨论,并开始部分上车。

但值得注意的是,尽管特斯拉被认为是智能驾驶界的成本杀手,但NXP 4D毫米波雷达从性能到成本,都将优于特斯拉的方案。

根据佐思汽车研究发现,主要由于采用不同类型的处理器,特斯拉4D毫米波雷达方案的BOM成本大约为120美元,NXP的方案则要低20-30美元。

从性能上,佐思汽车研究表示,特斯拉用了两颗3发4收雷达收发器级联,大概率是德州仪器的AWR2243,也就是48通道,远低于大陆汽车ARS540的192通道。

相比之下,NXP的4D毫米波雷达采用3发4收的TEF82xx收发器级联,4片级联192通道,8片级联可达768通道,已经和8线机械旋转激光雷达效果相近。

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在L2+级场景下大显身手

那么4D毫米波雷达的应用场景在哪儿?

恩智浦半导体执行副总裁兼射频处理业务部总经理Torsten Lehmann向《电动汽车观察家》表示:针对L1-L2+级的场景应用,4D毫米波雷达可能会取代一部分激光雷达的市场。

“随着4D毫米波雷达的发展,不仅可实现高达300米到350米的探测距离,且可非常精准地4D映射环境,达到接近于激光雷达的高分辨率,同时对周边环境也可形成清晰的点云阵图,提供全面的清晰感知。”

和激光雷达相比,4D毫米波雷达未来在分辨率上能够逼近16-64线的激光雷达,但与目前主流的128、256线的激光雷达仍有很大差距。

但另一方面,4D毫米波雷达对恶劣天气的适应性更好,且探测距离最远可达到300米,超越了绝大部分激光雷达。

而从应用上,能够使用点云描绘障碍物的“占用网络”算法的兴起,也为4D毫米波雷达的应用拓宽的边界。目前,大部分自动驾驶玩家利用占用网络进行通用障碍物的感知和监测。尽管4D毫米波雷达的点云密度相对稀疏,但通用障碍物对对象识别分类的要求也相对较低。

依据中银证券研报,4D毫米波雷达价格在1500-2000元左右,短期内远低于激光雷达。

利用4D毫米波雷达,以相对较低的成本来补充视觉感知能力的不足,或成为高性价比智驾方案的一个重要方向。

目前,宝马iX、飞凡R7、深蓝SL03、理想L7、问界M5分别搭载了大陆集团、采埃孚、森思泰克和纵目科技的产品。

随着恩智浦与蔚来合作的官宣,期待双方在4D毫米波雷达领域擦出的更多火花。

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