特斯拉确认搭载4D毫米波雷达！它为何备受车企追捧？

日前消息，特斯拉向欧洲监管机构提交车辆变更申请，证实最新自动驾驶硬件HW4.0即将量产上车。据悉，HW4.0性能预估约为HW3.0的2至4倍，其中最大的变化就是加入了4D毫米波雷达。

4D毫米波雷达，也叫4D成像毫米波雷达。所谓的4D，是指在原有“距离、方位、速度”的基础上增加了对目标“高度”数据的解析，能够实现“3D+高度”四个维度的信息感知。相较于普通毫米波雷达，精度更高，相对于激光雷达，成本更低。

4D毫米波雷达的优势

相较于普通毫米波雷达，4D毫米波雷达优势明显。其一、传统普通的毫米波雷达无法获得高度信息，也就是说它只有“俯视视角”。对于普通毫米波雷达，无论是地面的减速带，还是前面一堵墙，都能反射电磁波，将其判断为是障碍物。

所以一般的方法是，只要判断前面有物体，都将其判断成“减速带”，直接冲过去，或者不采纳毫米波雷达的感知结果，转而让视觉来做判断。而4D毫米波雷达，有了高度数据，就可以识别前方物体的高低，判断是应该停车，还是开过去。

其二、4D成像毫米波雷达，除了上文所言的增加了高度数据，还增加了分辨率，这使得其探测更加精准。普通毫米波雷达的分辨率低，一般是12个信道（3发射*4接收），而4D成像雷达的信道达到上百个，比如，采埃孚的4D毫米波雷达，拥有192个通道，是普通毫米波雷达的16倍，这意味其能接受的返回信息点增多，分辨率会显著提高。

通过这些点，车辆可以识别出目标的轮廓、类别、行为，解决普通毫米波雷达难以识别静止物体的问题。在普通毫米波雷达眼里，前方出现的减速带、井盖、立交桥、抛锚的汽车都是一样的东西，在实际操作中会全部忽略，由摄像头做判断。

之前发生过一些意外，高速上行驶的智能驾驶汽车撞上前方抛锚的车，原因就是毫米波雷达直接将其忽略，而摄像头没能准确识别出来。相比较之下，4D成像毫米波雷达，可以判断高度，其成像能力又可以分辨出障碍物的类别，这样就可以使其更加正确的做出判断。

某种程度上来说，4D毫米波雷达可以说是3D毫米波雷达的升级版。一直以来，由于比普通毫米波雷达具有更强的感知距离和更高的分辨率，激光雷达受到车企青睐。然而激光雷达一直面临成本高，上车难的问题，车企搭载激光雷达的车型不多。

与激光雷达相比，4D毫米波雷达的成本远远低于激光雷达，价格在1500至2000元左右，仅为激光雷达的10%-20%。此外4D毫米波雷达的性能相较于之前的普通毫米波雷达更加强大，能够有效支持更高级别的智能驾驶。而且激光雷达容易受到雨雾天气变化的影响，而4D成像毫米波雷达在雨雾天气，侦测范围也可以达到数百米。

种种优势综合考虑，这或许是特斯拉选择4D毫米波雷达的原因。目前除了特斯拉预计采用4D毫米波雷达之外，飞凡R7、深蓝SL03等车型也已经搭载4D毫米波雷达。业界认为，4D毫米波雷达可以替代一些低线束的激光雷达。飞凡汽车用户发展中心总经理刘晨此前谈到，采用4D毫米波雷达在目前阶段是一项效率非常高的方案。

4D毫米波雷达主要玩家

目前虽然已经搭载4D毫米波雷达的车型还不多，不过未来随着自动驾驶技术的进一步发展，4D毫米波雷达的渗透率将会逐渐增加。根据市场调研机构Yelo预测，2027年全球4D毫米波雷达市场将达到35亿美元。

当前4D毫米波雷达这个赛道已经涌入诸多玩家，包括国外的Arbe、Waymo、大陆集团、采埃孚、安波福、博世、RADSee、Smart Radar等，以及国内的华为、森思泰克、木牛科技、承泰科技、安智杰、纳瓦电子、复睿智行、苏州毫米波、华域、楚航科技、威孚科技、几何伙伴、珠海上富电技等。

早在2019年，以色列公司Arbe发布了采用专利芯片组技术的车规级4D成像雷达测试版产品Phoenix。此后，Waymo、大陆集团、采埃孚、安波福、博世等都开始宣布相关动态。

2020年，Waymo宣布在第五代自动驾驶感知套件中推出4D成像雷达，大陆集团也宣布了其首个4D毫米波雷达量产解决方案，并表示宝马将成为首家量产搭载汽车制造商；2021年，安波福宣布在其下一代L1至L3 ADAS平台传感器套件中，采用了其首款4D毫米波雷达，采埃孚宣布从上汽集团获得4D长距离成像雷达技术的生产订单，2022年正式供货。

另外还有一家公司——傲酷（Oculii），其产品4D毫米波雷达Eagle、Falcon已经小规模商用，在行业内具有一定影响力，不过这家公司在2021年被安霸收购。

在国内，华为于2020年北京车展上展示了其4D毫米波雷达；2021年华域汽车表示已完成4D成像毫米波雷达产品的自主研发。木牛科技、承泰科技、安智杰、苏州毫米波等此前都曾对外发布了4D毫米波雷达产品及并公布了研究进展。

此外，雷科防务日前表示其4D毫米波雷达初步完成研发，开始对接客户。联合光电表示公司可提供4D毫米波雷达产品。华设集团也表示，公司合资的江苏源驶科技目前已经初步完成系统设计，射频和天线设计，正在进行仿真验证，并同步开展暗室测试及预研工作。

欧菲光日前也表示，公司在4D毫米波雷达方向布局多款产品，包括4D中长距雷达、4D成像舱内雷达、4D数字成像雷达等。同时，公司积累丰富的雷达传感器算法和研发经验，如MIMO算法、超分辨算法、目标识别等算法。

公司已部署4D数字成像雷达，该款产品采用业内领先的数字编码调制技术（DCM），集成了12Tx16Rx的车规级单芯片方案。相较于当前的模拟雷达，数字雷达的分辨率提升16倍，目标检测能力提升24倍，对比度提升30倍，检测能力大幅提高，从而为驾驶员、乘客、自行车骑行者及行人在内的所有道路使用者带来更高的道路安全性。

小结

从目前情况来看，4D毫米波雷达相比于普通毫米波雷达，在性能上具备更多优势，能够解决此前智能驾驶汽车在行驶过程中，无法识别静止物体的问题。与一直受追捧的激光雷达相比，其成本远远低于激光雷达。综合来看，在现阶段，4D毫米波雷达被认为是较优的方案。

不过问题也存在，4D毫米波雷达还需要克服复杂电磁环境中的干扰因素，尤其是应用4D毫米雷达的车辆不断增多，抗干扰能力更是厂商需要面对的问题。可以看到一些厂商也在思考信号修正机制，开发一些算法来解决干扰的问题。 整体而言，目前4D毫米波雷达市场玩家众多，车企也乐于选择搭载，不过其距离成熟商用仍然还有一段路。另外相比激光雷达，4D毫米波雷达的极大优势是成本低，那么未来如果激光雷达的成本能够下来，4D毫米波雷达的前景能否如预期那么好也是未知数。

审核编辑 ：李倩

芯片确认成像视角

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