4D毫米波雷達站上風口？機構：多傳感器融合或為大勢所趨

上車特斯拉的消息令4D毫米波雷達轉瞬站上強勁風口。繼美股4D成像雷達解決方案供應商Arbe Robotics 3個交易日股價接近翻倍后，A股相關概念股22日也逆市大漲。

特斯拉被曝向歐洲監(jiān)管機構提交車輛變更申請，證實最新自動駕駛硬件HW4.0即將量產(chǎn)上車。HW4.0硬件系統(tǒng)配置一枚高分辨率毫米波雷達，可能為高精度4D毫米波雷達。此前自2021年5月起，特斯拉北美制造的 Model 3 和 Model Y 不再配備毫米波雷達，采用攝像頭+算法完成的純視覺方案，與其他造車新勢力的激光雷達技術方案相互獨立。

4D毫米波雷達會由此成為行業(yè)新趨勢嗎？將對自動駕駛傳感器解決方案帶來何種影響？

替代特斯拉部分純視覺方案

毫米波雷達是使用天線發(fā)射毫米波(波長1-10mm)，通過處理回波測得汽車與探測目標的相對距離、速度、角度及運動方向等信息的傳感器。其全天候全天時、精確度較高、體積小、性價比高，在環(huán)境監(jiān)測傳感器中毫米波雷達是除車載攝像頭外另一主流方案。

Yole報告顯示，在應用場景變得更嚴苛之后，毫米波雷達正朝著能更準確描述車輛前后方場景的4D毫米波雷達前進。

4D指的是在原有的距離、方位、速度三個維度基礎上增加了高度信息。相比傳統(tǒng)毫米波雷達僅能判斷出前方有障礙物，4D毫米波雷達增加了縱向天線及處理器，可以接收更多信息返回點，并像激光雷達一樣呈點云圖，能呈現(xiàn)出更多細節(jié)信息，探測出障礙物的形狀，彌補了傳統(tǒng)雷達難以識別靜態(tài)障礙物的短板。

如華為2021年發(fā)布的4D毫米波成像雷達，“采用12T24R的大陣列，比常規(guī)毫米波提升24倍，實現(xiàn)高分辨，大視場無模糊，支持4D高密點云?！比A為智能汽車解決方案BU融合感知產(chǎn)品部Radar&Camera總經(jīng)理苗立靖稱其將成為“高階自動駕駛的必備武器”。

相比攝像頭而言，4D毫米波雷達有更多的天線數(shù)，更高的角度分辨率、速度分辨率和距離分辨率，可以在沒有激光雷達參與的情況下更有效地解析目標的輪廓、類別、行為。

特斯拉增配4D毫米波雷達，能夠增加獲取障礙物距離信息，以彌補攝像頭缺陷。某券商電子行業(yè)研究員對第一財經(jīng)表示，“4D毫米波雷達首先會替代特斯拉部分純視覺方案，視覺+雷達的整套方案的總量可能將增加。”

值得注意的是，4D毫米波雷達的點云數(shù)量大幅增加，其算法比傳統(tǒng)毫米波雷達更為復雜，目前大部分車企并不具備這種算法能力。有毫米波雷達廠商項目經(jīng)理曾表示：“在2022年~2023年量產(chǎn)的項目，用的基本都是毫米波雷達做完數(shù)據(jù)處理之后的結果，大部分車廠還沒有能力將毫米波雷達的點云真正用起來。”

此外業(yè)內有觀點認為，對于特斯拉的傳感器配置和其他車廠要分開來看，特斯拉核心依賴視覺感知+算法，由于視覺方案對于一些corner case問題無法解決，因此需要增加一顆可以測距的4D毫米波雷達；對于其他車企而言，本身自動駕駛的基礎就是視覺算法+強感知，比較依賴于激光雷達的高精建模能力，再新增配置一顆4D毫米波雷達并無必要性。

但特斯拉此番搭載4D毫米波雷達勢必引領行業(yè)新趨勢。根據(jù)高工智能汽車研究院，4D毫米波成像雷達將從2023年初開始小規(guī)模前裝導入，2024年定點/搭載量有望突破百萬顆，到2025年將占全部前向毫米波雷達的40%以上。國信證券預計到2025年全球毫米波雷達市場規(guī)模將達到384億元，復合增長率為25.5%。

目前，4D毫米波雷達市場的主要玩家包括大陸、采埃孚、博世、安波福等傳統(tǒng)Tier1廠商，Waymo、Mobileye、華為等自動駕駛方案公司，傲酷、Arbe、幾何伙伴、楚航科技、森思泰克等初創(chuàng)公司。

4D毫米波雷達VS激光雷達

受制于激光的物理特性，激光雷達在雨雪、沙塵等極端天氣環(huán)境下，工作可靠性會受到影響。4D毫米波雷達能全天候全天時工作，在暴雨、大雪、漆黑及空氣污染等惡劣環(huán)境條件下也能提供高可靠性的探測。此外，4D雷達能夠“看穿”墻壁、緊閉的門和其他固體物體，這是激光雷達所不具備的能力。

成本方面，目前4D毫米波雷達量產(chǎn)成本預計1500元左右，激光雷達量產(chǎn)成本預計在2000-3000元。

中金公司表示，4D毫米波成像雷達目前價格較高，預計前期4D毫米波雷達“上車”將推高毫米波雷達單車價值量，但大規(guī)模放量后4D雷達價格或將回歸傳統(tǒng)毫米波雷達價格區(qū)間。且由于4D雷達原理上與傳統(tǒng)毫米波雷達存在共性，與攝像頭進行數(shù)據(jù)融合的應用也更為普遍，能實現(xiàn)更低的驗證成本。

當前有公司在探索用4D毫米波雷達替代低線數(shù)激光雷達（如16線、32線等）的可能性，不過某激光雷達大廠內部人士告訴第一財經(jīng)，“和激光雷達相比，4D毫米波雷達目前的成像還差很多。兩種傳感器互相補充，保障智能駕駛更安全。”

據(jù)悉，雖然4D毫米波雷達可以與激光雷達一樣，能夠形成點云數(shù)據(jù)，但其成像效果最多只能達到低線數(shù)激光雷達的水平，與高線數(shù)激光雷達（如128線等）的點云密度還存在較大差距。此外，在角分辨率參數(shù)上，4D成像雷達只能接近1°的參數(shù)水平，而某些激光雷達可以做到0.1°的水平。

事實上，激光雷達和4D毫米波雷達都并非完美的解決方案。前者的高成本問題或是其在L4/L5級自動駕駛汽車量產(chǎn)上車的“致命短板”，技術上作為目前唯一可實現(xiàn)高分辨率3D建模的感知技術，仍存在鏡面黑洞效應（照射反射率較高且非正對激光雷達的物體時，難以檢測到返回信號）等局限性，因此難以作為單一雷達傳感器應用于L4/L5級自動駕駛汽車。4D毫米波雷達也仍存在橫向分辨率不足、對金屬物體過于敏感等問題。

上述電子行業(yè)研究員對第一財經(jīng)表示，行業(yè)傾向于混合方案，未來4D毫米波雷達和激光雷達都有望成為行業(yè)趨勢，共同發(fā)展。

中金公司也認為，未來多感知融合或為汽車傳感器主流解決方案。隨著圖像技術更為成熟，疊加激光雷達價格下探，攝像頭+4D雷達+超聲波傳感器+激光雷達形成的多傳感器融合，能夠創(chuàng)建高分辨率可識別區(qū)域的冗余感知，或為大勢所趨。

本文不構成任何投資建議，投資者據(jù)此操作，一切后果自負。市場有風險，投資需謹慎。