4D毫米波雷达的出现可以全面提高毫米波雷达的性能

传统的毫米波雷达具有较高的速度和距离分辨率，可以很容易地识别和区分移动物体，但静态物体的检测非常有限，但也缺乏高度的测量能力，角度分辨率较低，点云稀疏。特别是，如果没有高度的测量能力，就很难判断静态物体是在地面上还是在空中。如果遇到井盖、立交桥、交通标志等地面和空气物体，物体的高度数据无法准确测量。因此，无法区分正常驾驶车辆，只能对静态点进行统一过滤。在交通流量检测领域，车辆停车检测和静态排队检测一直是传统毫米波雷达的难题。

随着智能交通产业的不断发展，4D毫米波雷达的出现可以全面提高毫米波雷达BUL1102E的性能。4D雷达距离测量、速度测量、角度测量精度和分辨率大大提高，数据精度高，可以满足道路协调的精度要求。此外，丰富的点云和高度测量功能可以实现准确的人车非分类，实现十字路口或路段的全息感知。另一方面，丰富的点云和高度测量功能使4D雷达可以将井盖、交通标志等地面空气物体与被测车辆区分开来，实现准确的停车检测和静态排队检测。

什么是4D毫米波雷达？

4D毫米波雷达有一个别称“4D毫米波雷达成像”。可以理解为“4D+成像+毫米波”。4D说明测量维度比普通毫米波雷达多一个；成像表明可以达到像素级识别效果；毫米波表明基本原理仍然是“毫米波雷达”。

4D毫米波雷达是一种具有高度测量能力的新型纵向天线。在原始距离、速度和方向数据的基础上，结合对目标的高度分析，将第四维度集成到传统的毫米波雷达中“3D+1D”意义实现了对纵向空间的感知，使测量的交通数据更加准确。有了高数据，毫米波雷达的识别能力完全不同，最终可以“睁眼看世界”。

此外，增加天线的数量和密度，优化角度和速度分辨率，输出点云图像更密集，可以描绘更真实的环境图像，有效地分析测量目标的轮廓、行为和类别，适应更复杂的道路，识别较小的物体，屏蔽物体和静态或水平物体监测，相对于3D毫米波雷达只能测量三个数据：方位角、仰角和速度D毫米波雷达。

依靠测高能力和点云图像，4D对于静态物体和车辆之间的位置关系，可以初步确定毫米波雷达，避免简单过滤静态信号造成的安全风险。D毫米波雷达是毫米波雷达的主要发展方向，解决了传统毫米波雷达的性能不足。

4D毫米波雷达技术方案

“如何增加天线的数量？”这是提高毫米波雷达性能的核心。市场上有四种主流解决方案：

①标准MMIC芯片级联+MIMO

MMIC比如恩智浦，芯片承载雷达，收发天线TEF82xx，德州仪器AWR2243等，一般为3T4R（即“3发4收”)。基于单毫米波雷达的传统毫米波雷达。MMIC芯片设计，天线数量有限，检测效果不尽如人意。

所谓“级联”就是将多颗MMIC芯片在射频PCB板连接在一起，达到收发天线数量倍增的效果。如果德州有四个仪器AWR2243芯片级联可达12T16R天线数量。

所谓MIMO指在不增加实际接收天线数量的情况下，只增加发射天线数量，巧妙设计其位置，从而达到接收通道倍增的效果。例如，在1T2R在此基础上，增加发射天线，形成2T2R等效于1T4R，增加两个虚拟接收通道。

②4D成像雷达专用芯片

4D成像雷达专用芯片的实质“级联+MIMO”相似，但天线，MMIC进一步集成到芯片级，更符合小型化雷达的趋势。这条路线的代表性制造商包括Arbe，Vayyar，Uhnder等待初创企业。

③赋能软件算法

“软件定义雷达”软件算法可以直接行动MIMO更多的信号通道是虚拟的。Oculii奥库雷达是该路线的代表性企业。据该公司称，其独立开发的虚拟孔径成像技术可用于MIMO在此基础上，虚拟生成的虚拟通道。实现方法可以简单概括为:调频、调相、调幅。通过调频，动态调整检测距离；通过调相，如360°相位中每36°切割一次，虚拟通道可增加10倍；根据驾驶环境(如高速环境、城市环境)调整幅度，具有自适应性。

④超材料路线

超级材料是根据人和物理特性的特殊合成材料，具有天然材料所不具备的物理性能。超材料路线的代表性制造商包括Metawave，Echodyne等等，重点创新天线材料。Metawave为例，其WARLORD本产品采用超材料天线，通过控制电压定向控制电磁波束，提高检测精度。超材料是定制的，以实现特定的性能，因此性能更好。然而，对超材料的研究仍处于实验室阶段，短期内仍难以实现商业化。

4D毫米波雷达的未来潜力

据业内人士分析，4D毫米波雷达的大规模着陆即将开始。在市场化方面，技术已经成熟，在生产过程中有许多创新算法。在未来，交通信号控制、全息模拟和道路协调将越来越依赖于准确和实时的交通感知数据。4D毫米波雷达市场已经开始形成。我相信它的性能在未来会大大提高。它将有助于高精度的四维检测能力的高精度全息感知。最后，它将为未来的交通感知提供高精度、高可靠性和高成本效益的感知基础。

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