4D毫米波雷达，或将成为L2级自动驾驶终结者

　　曾经有个笑话：如果你开车时要变道，就去别特斯拉。因为它的AEB逢别必停。现在这个笑话升级了：你还可以去别华为，未来还可以别小鹏。

　　去年11月初，何小鹏与余承东关于AEB进行了一场火药味十足的隔空喊话。不少车企表示，他们的AEB系统能识别300米内的行人和障碍物，紧急情况下主动帮你踩刹车。这项安全功能也早已成为智能辅助驾驶的基础配置。截至目前，美国约90%在售新车都配装AEB。2023年我国乘用车AEB功能装车率达51.1%，同比提高3.1%。

　　可这项安全技术却一直被用户诟病。主要原因有两个：一是过于敏感，或把广告牌的人识别成行人，或对着安全距离内的车辆刹停引起后车追尾；二是灵敏度太低，漏报真实障碍，发生事故。前不久小米SU7、问界M9等新能源汽车发生多起碰撞事故，再次把AEB推向了风口浪尖。

　　打破性能上限，4D毫米波雷达真的“高人一D”

　　追根溯源，AEB的性能取决于车载传感器及控制算法的性能。算法决定了AEB的下限，传感器决定了AEB的上限。换句话说，激光雷达和毫米波雷达的性能决定了智能驾驶的上限。以3D毫米波雷达为例，因其不能测算出目标的高度信息，当车辆附近有道路广告牌、井盖、减速带时会存在虚警现象，造成了性能瓶颈。直到4D毫米波雷达的出现，让整个行业看到了新的方向。

　　4D毫米波雷达是一种高分辨、高精度、高速的雷达传感系统，它在原有的距离、速度、方向的数据基础上，增加对目标的高度分析，实现“3D+高度”四个维度的信息感知。4D毫米波雷达系统采用FMCW的工作体制，通过改变发射信号的频率，将回波信号与发射信号进行混频后得到差频信号，使得回波信号中带有目标的距离和速度信息。

　　最关键的是，4D毫米波雷达采用TDM MIMO技术，利用回波信号到达各个虚拟接收阵列之间的相位差不同，能测量出目标水平角和俯仰角（即感知目标的高度）信息。这一技术能快速、准确识别井盖、路肩、减速带之类的路况，正确捕捉汽车周围目标的空间坐标和速度信息，从而可以精准地了解车辆需要在什么情况下刹车，什么情况不必刹车。

　　此外，作为一种独立传感器，4D毫米波雷达不需要与其他传感器融合，从而降低硬件成本和系统复杂度，提高系统的稳定性和可靠性。4D毫米波雷达甚至可以与其他传感器协同工作，将摄像头和激光雷达“引导”到潜在风险区域，大大提升整个系统的感知能力和安全性能。未来技术成熟后，甚至有可能完全取代激光雷达。

　　抢占先机，资本、技术双布局

　　随着4D毫米波传感器的火热，越来越多的制造商推出了相关的产品和方案。主要玩家包括传统Tier 1、科技巨头、新兴企业三类。其中，博世、大陆、安波福、采埃孚等传统Tier 1布局较早，普遍采用多芯片级联技术增加接收和发射通道。

　　今年1月，傲图科技发布了Altos V 系列4D毫米波传感器。该系统产品能稳定识别600米外的大型汽车、400米外的小型汽车以及200米外的行人。具有极高的角分辨率，在16dB测角动态范围下，方位和俯仰分辨率均小于1.5°。单帧即可准确测速，在量产雷达中极为少见。

　　华为的高精度4D雷达集成了波导天线、4T4R天线和超带宽等技术，拥有280m探测距离。垂直视野达60°，相较传统雷达垂直视野18°，有3倍提升；距离精度5厘米，相较传统雷达20厘米精度，提升4倍，且支持泊车模式。

　　赛恩领动的4D毫米波雷达SFR-2K实现水平角度分辨率1º，单帧输出为2048点云，是传统毫米波雷达的8倍。此外四芯片SIR-4K有192通道，4096点云输出与64线激光雷达可以一较高下，水平方向角度分辨率也提升到0.5º。

　　此外，产业升温同样吸引了资本的目光。据不完全统计，去年至今国内已经有十几家4D毫米波雷达企业获得融资，已披露融资总额远超十亿元。去年8月，国内“激光雷达第一股”禾赛科技CEO李一帆还投资了4D雷达新创公司傲图科技，为未来的赛道抢下先机。

　　目前激光雷达价格普通在1000美元上下，4D毫米波雷达成本仅为激光雷达的1/10-1/5。且快速向传统毫米波雷达靠近。比如Arbe公司的成像雷达价格人民币690-1036元，采埃孚、大陆等Tier1的产品单价为1036-1381元。

　　4D驾到，车企投票

　　再好的技术也要落地，目前来看，车企已经用行动加速4D毫米波雷达时代的到来。

　　尽管马斯克不止一次在公众场合diss雷达系统，但这并不妨碍特斯拉成为最早用上4D毫米波雷达的汽车之一。去年六月，就有用户从最新款Model X 中拆解一款疑似4D毫米波雷达。该款毫米波传感器采用AMD旗下Xilinx（赛灵思）FPGA芯片，型号为XA7Z020。资料显示其内含两个ARM A9核心、130级万门电路、53200个LUT，DSP算力276GMACs，可以实现200米的探测距离，60度的水平视角，15度的垂直视角，以及0.1度的角度分辨率。此外还能实现非视距（NLOS）的探测，即可以利用雷达的多径效应，看到前前车的情况，从而提前做出预警和避让。

　　国内新能源汽车品牌同样纷至沓来：蔚来 NT3.0 平台车型将全系标配一颗来自赛恩领动的 4D毫米波雷达。旗下乐道首款车型L60同样去掉了激光雷达，增加4D毫米波雷达，视觉能力和NIO基本一致，上市即可用上城区NOP+。

　　吉利、红旗、长安、上汽、比亚迪、理想等多家车企宣布定点或上车4D毫米波成像雷达。目前已确定搭载4D毫米波雷达的车型有理想L7、L7 Pro、飞凡R7、F7、睿蓝7、问界M5、长安深蓝SL03、路特斯Eletre等。

　　写在最后

　　尽管“形势一片好大”，但目前的4D毫米波雷达还没有想象中那么强，你可以把它理解成传统3D毫米波雷达的升级版。从精确性方面看，主流的128线激光雷达仍有自己的独特之处。此外，目前真正能量产的4D毫米波雷达厂商仅有华为、木牛、华域汽车等为数不多的几家。短时间内，成本还居高位。

　　但我们更能看到，当下的4D毫米波雷达系统已能大幅度改善智能辅助驾驶的体验，它是激光雷达系统强有力的补充。未来随着技术升级，产业结合，4D毫米波雷达将以惊人的速度推动自动驾驶发展。

　　总的来说，我们认为，4D毫米波雷达让自动驾驶充满希望。