成像雷达的重要性

我们为什么要谈论雷达系统呢?每年，全世界约有130万人死于交通事故，另有数百万人受重伤。采用先进的驾驶辅助系统(ADAS)雷达技术对于安全驾驶、避免事故和挽救生命至关重要。

雷达的采用在各个地区和区域新车评估计划(NCAP)评级的授权下显著加速。例如，许多区域颁布了立法或五星安全评级，规定某些功能是强制性的，例如自动紧急制动、盲点探测或脆弱道路使用者探测。

汽车工程师协会(SAE)定义了驾驶自动化的六个级别，其中L0为无自动化，ADAS逐步发展为驾驶员辅助、部分自动化、有条件自动化，最终发展为完全自动驾驶的L5车辆。这些指令正在推动ADAS的采用和更高水平的自动化。

L2到L3的飞跃

汽车原始设备制造商在实现L3一致性所需的许多复杂设计中努力，在这种情况下，汽车原始设备制造商承担事故责任，而不是驾驶员，但人们的注意力已经转向并正在驾驶一个过渡阶段。在传感器技术方面，从L2到L3的飞跃存在显著差异。L2+提供了类似L3的功能，但是驱动程序可用作备份，从而减少了额外的冗余需求。

Yole Development最近的一份报告显示，随着L0 - L2车型开始衰退，L2+车型的市场份额可能会稳步增长，到2030年将达到近50%的市场份额。L2+还允许oem逐步推出先进的安全和舒适功能，为传感器技术的成熟留出更多时间。在此期间，驾驶员继续提供冗余，oem可以优化功能和成本之间的平衡，并逐步推出L3“轻型”车辆。

传感器技术-没有单一的解决方案

实现ADAS和自动驾驶的三种主要传感器技术:雷达、摄像头、光探测和测距(LiDAR)。每一种都有其独特的优点和缺点，最终，没有流行的传感器技术解决方案。

雷达和摄像头传感器在很大程度上是互补的技术，由于其成熟和经济实惠，被广泛部署在L1和L2车辆上。例如，雷达在测量速度和距离方面表现出色，但不能捕捉颜色信息。传统雷达测量的到达角分辨率明显低于相机和激光雷达传感器测量的到达角分辨率。相比之下，相机最适合检测图案和颜色，但可能会受到环境影响。例如，它可能会被强光弄瞎，在晚上看不见，或者在雾或雪中挣扎。另一方面，雷达传感器在阳光明媚的白天和夜晚以及几乎所有天气条件下都能非常可靠地工作。

激光雷达的主要特点是其水平和垂直的超精确角度分辨率，以及在距离上的精细分辨率。这些优点使其非常适合于高分辨率的3D环境映射，使其能够准确地检测自由空间、边界和定位。然而，它与相机传感器有一些共同的弱点，容易受到恶劣天气或路况的影响。然而，大众采用主流乘用车L2+和L3的最大障碍是成本。在这里，4D成像雷达的出现，与传统雷达相比，其分辨率显著提高，是激光雷达的一个令人信服的替代方案。

成像雷达的发展

早期，雷达技术主要用于观察其他车辆。本质上，这些是能够测量速度和距离的2d传感器。然而，当今最先进的雷达技术基本上是具有4D功能的传感器。除了测量速度和范围外，4D传感器还可以测量水平和垂直角度。这种能力使车辆能够看到汽车，更重要的是，行人、自行车和更小的物体。

在最底层(L2+)，重点是在车辆周围设置一个360度的茧状结构(业内流行词是“转角雷达”)。顾名思义，至少有4个，但通常是6或7个高分辨率雷达传感器节点，因为可能有额外的“间隙填充”雷达。城市自动驾驶系统可以在低光照条件下看到一个孩子站在两辆停着的汽车之间。在高端，L4及以上，车辆可以看到更小的物体，并进入更高的分辨率，使用成像雷达对车辆周围的环境进行全面测绘，并观察前方或后方的远处，通过探测危险并提前采取适当的行动来避免危险。在未来，距离可以达到300米，甚至更远。高速公路自动驾驶仪将能够检测到与后面高速靠近的卡车并排行驶的摩托车并做出反应。

成像雷达的未来

实现成像雷达这一进化的关键技术成分是从24 ghz迁移到77GHz，砷化镓(GaAs)或硅锗(SiG)等技术迁移到标准的普通射频CMOS。其他进步包括从低通道数到高通道数的高级MIMO配置，从基本处理到使用专用加速器和DSP核心的高性能处理，以及先进的雷达信号处理技术。

结合所有这些技术，恩智浦已经开发了S32R45雷达处理器，连同TEF82xx RF-CMOS雷达收发器，能够提供成像点云与适度天线计数。该技术为oem提供了一条清晰、经济有效的途径，为L2+和更高的商业产量和成本结构提供4D成像雷达功能。除此之外，还有必要的外围设备，如安全电源管理和车载网络组件。这一切使得雷达节点和恩智浦的定位是覆盖完整的系统。

有关成像雷达的更深入信息，请参阅驾驶自动化和雷达学院．