2020全球供应链大会|行易道赵捷:高分辨率、成像、360度检测和融合是汽车雷达技术的发展趋势

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9月16日,由南京市人民政府、中国电动汽车百人会共同主办的“2020全球新能源汽车供应链创新大会”正式开幕。本届大会以“如何做强汽车三条链,实现真正汽车强国”为主题,联合国内外整车厂、零部件企业、跨国公司,以及汽车产业界专家学者、政府有关部门代表,共同关注在全球汽车电动化转型持续深入的当下,汽车产业将如何关注产业链变革,以及怎样做好应对新时期的准备。

在9月17日上午举办的“智能化与网联化供应链的培育与壮大”主题峰会上,北京行易道科技有限公司创始人兼CEO赵捷发表了精彩演讲,以下为演讲实录:

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赵捷:今天很荣幸和大家分享一下关于毫米波雷达的产品和技术,我是北京行易道科技有限公司创始人兼CEO 赵捷。今天和大家主要分享的内容包括四部分:

第一,关于市场最近数据的分析。

第二,在ADAS阶段毫米波雷达的量产和车规级的发展过程。

第三,关于高级别自动驾驶技术对于毫米波雷达的需求。

第四,行易道的新产品及新技术的介绍。

第一部分,市场环境。

市场环境,从目前今年上半年以及去年最新的数据可以看得出来车载毫米波雷达市场和产品得到了蓬勃的发展,左边这张图是国际咨询公司的数据,《2020年ADAS车辆传感与计算报告》,可以看得出来,全球2020年的市场规模将达到86亿美元,其中毫米波雷达占到了一半,这是咨询公司的数据。右边这部分是关于中国的市场,中国的汽车毫米波雷达从2019年开始,77GHz的雷达出货超过了24GHz,下面这个图可以看得出来,根据市场额度来说,以乘用车的出货量为主,而在77GHz和24GHz雷达产品的市场额度比较来看,首先,前向中远程雷达整个的市场额度远远超过了近程雷达,就是近程的24GHz和近程77GHz总量加起来没有超过前向77GHz的中程雷达。

市场表象的车后肯定有一些逻辑的背景,为什么车载毫米波雷达能够在这几年得到了突飞猛进的发展和使用呢?原因在于,毫米波雷达拥有了传感器中的一些核心的技术能力:第一个,全天时、全天候工作的能力。刚才广汽的席总也讲到了,对于全天时、全天候的汽车能力来说是汽车公司以及整个自动驾驶技术非常重要的能力。第二个,高精度的测速、测距能力。我们知道毫米波雷达独有的技术本身能够对于速度和距离产生非常好的识别能力。举个例子,在100米的距离之外,视觉的技术,比方说摄像头的技术它的分辨率应该是10%,就是说在100米的时候,摄像头的误差将接近10米,毫米波雷达雷达我们自己实测的,它的误差在0.2米以内,所以从这些数字上能够表示出来、能够展示出来毫米波雷达技术拥有非常广阔的应用前景。

在毫米波的细分领域中大家都很关注频段的转移以及为什么我们要使用越来越高的频段。左上方这个图就做了一个比较形象的介绍,可以看得出来,24GHz的窄带、24GHz的宽带、77GHz的窄带以及79GHz技术,能够给识别能力,就是测速能力、测距能力、测角能力带来越来越高的分辨率。根据这个来说,正好符合的是我们智能驾驶技术对于传感器越来越高的分辨能力的趋势。因此,在这些年77GHz的技术、79GHz的技术得到了逐渐广泛的应用。

第二部分,刚才介绍了关于毫米波雷达的市场发展以及背后的技术基础。在ADAS这个领域,对于雷达的产品以及车规级量产,这个中间到底需要什么样的核心技术,以及独特的开发流程是什么,我来介绍一下。

首先,在目前ADAS领域有两方面的应用,一方面,预警类的,我们可以看得到,包括BSD这样的功能、LCA的功能都是预警类的,ACC、AEB这样的应用里边对于传感器基础的感知能力、识别能力提出了更加高、更加苛刻的要求,这个是为什么在全球范围内能够拿出77GHz中程雷达这样产品的公司并不多背后的原因。

雷达的关键技术中包含两部分:第一部分,跟设计相关的关键技术。跟设计相关的关键技术包括系统的设计、天线设计、软件和算法以及材料和架构,应对今天我们整个大会的主题,在设计相关的关键技术里边行易道都是正向自主开发的,因此这些技术都是我们自己拥有的。跟产品相关的,也就是说当一个技术变成汽车领域里边需要的产品的时候,它跟过程开发就密切相关了。过程开发相关的技术包括有测试能力、验证能力、工艺能力和制造能力,这四个能力是我们行易道在过去6年的发展过程之中逐渐积累、也逐渐自己拥有的一个能力。

最终来说,当客户包括汽车的主机厂,不管一个供应链或者说供应商它拥有的产品能力或者技术能力有多强,最终所有的能力得以体现的是产品的一致性,也就是说产品如何能够保障大规模的复制,而且良品率能够得到保障,就是说成本又低、产品又一致的情况下,我们怎么做到呢?其实依然要回到产品设计,所有的产品、所有最终体现出来的实物都是设计出来的。我们正向的设计开发过程之中要包含对于生产过程、安装过程和使用过程的这些误差充分的有效的估算,这个估算开始的时候可能会相对粗一些,但是随着你的产品不断的迭代、产品出货量不断爬坡的过程,对所有的波动、对所有的误差我们会得到非常准确的估计,这个估计既和我们自己的实践有关系、测量的结果有关系,又和我们的供应商有关系,因为最终在生产过程中,我们的产品部可能自己做所有的部分,因此我们对供应商生产的结果、生产的误差这些数据要有自己的控制和估算。这些所有的结果最后都要返回到产品的设计中、产品的需求指标中,最后落实成我的产品从一开始就具备了在生产中的可生产性、可测性以及安装的冗余都已经包含在里边了。

除了前面所有跟设计相关、跟产品一致性相关考虑在内,对于一个成品的路试尤其是对于毫米波雷达来说,这个路试是非常关键的,这个路试就是说从基本的实验室的测试出来之后,我们要在测试场做测试、开放道路做测试,针对独特的这些场景做测试,以及最终的应用,比方说ADAS的应用,将来还有高级智能驾驶这些场景的应用,因此这个测试过程是非常严谨的。行易道的这个雷达在过去第一代中程雷达已经做了超过30万公里的测试(2020年7月),也经过一些极限场景,包括黑河的极寒测试,夜间、大雾、大雨、暴晒、隧道等等都做过。当然包括汽车行业的质量管理体系,以及满足16949的这些中试产线以及自动化产线。

刚才介绍的是针对ADAS这个领域的应用里边毫米波雷达所需要满足的一些生产、满足的,跟设计、生产、验证、测试相关的技术要求。

第三部分,高级自动驾驶这个阶段对于雷达的需求。

我们认为高级自动驾驶阶段,对于毫米波雷达、对于很多传感器来说成像是很重要的能力。毫米波雷达过去更多是在航空航天领域应用,因此在ACC、AEB这个应用里边更多针对的是单一目标或者是很少的大的目标的这些跟踪和测试,随着智能化的提升,对于交通环境周边目标更高的分辨率以及识别能力就成为毫米波雷达的一个很重要的能力了,这个能力里边其实并不是说毫米波雷达过去这个技术里边没有这个能力,其实是有的。

行易道从2016年开始就提出来车载的SAR成像,翻译过来就是合成孔径成像。下边是我们做的实际测试的结果,可以看到雷达对于道路两边的目标,包括车辆,包括这些树木等等,都能形成比较清楚轮廓的这些结果。

这个SAR技术和我们现在正在通用的技术FMCW雷达,SAR和FMCW融合能够提升雷达的性能,主要体现在跟踪检测方面都有很直接的提升。这个提升一会儿放视频可以看一下,就是SAR和FMCW融合之后会出现什么情况。除此之外,包括道路拟合,尤其是在隧道中,毫米波雷达被很多不管是主机厂还是Tier 1给我们垢病的时候就说,毫米波雷达在隧道里面会出现一些问题,比如隧道里边会有基础结构钢梁,雷达电磁波对金属产生很强的反射点,这个反射点在隧道里边来回反射,最后就形成了很多真实的假目标,这个是很难去滤除掉的,我们有SSAR技术之后就有一个非常好的清晰的成像结果,不存在这些杂散点产生的对于真实目标的干扰。第二个,对于动静目标、行人与车辆等等这些目标,因为SSAR技术能够对于轮廓有一个很好的描述,所以我们对于目标分类和识别就有直接的提升。第三个,包括形状的识别、长宽的估计、尺寸的估计以及精确的边界。

这是一些图片,展现SSAR技术的进展。左上方是依据FMCW的雷达,对于目标物boundingbox的瞄准,误差和准确性是相对有限的。右边是SSAR的成像结果,对于目标的形状有比较清晰的描述。左下方的目标依然是对道路两侧我们可以行驶的区域有非常清晰的描述,对于高级自动驾驶是很重要的。包括我们的道路拟合。右边三张图就是雷达在隧道里边的表现,可以看得出来它的成像结果非常干净。

前面讲了关于成像,后面还有融合,当然是多雷达以及包括成像在内技术的融合。

第四部分,刚刚介绍了关于ADAS雷达的应用,以及高智能、高分辨率雷达的技术,今天到了我的第四部分就是关于行易道的雷达产品和创新技术。

行易道2020年有三个产品:第二代的中程雷达、近程雷达产品等。我们去年开始有装载在商用车辆在ADAS这方面的应用,今年我们承接了一个海外非常大的订单,实际的应用是AEB、ACC系统加上BSD等等,从明年Q1开始进行大规模的供应。

第二代中程雷达的产品,左边是参数、右边是图片。

最大的一个特点,首先把AEB、ACC系统集成到雷达里边,节省了一个处理器,对于成本控制是有用处的。另外一个,我们的创新点在于,我们有了超分辨算法,有了对于高度的分类,道路识别、目标预筛选,8月15日已经通过了NCAP的测试,目前正在车队测试中,预计明年7月份实现30万公里的车队测试。

我们的近程雷达,左边是参数,右边是外观,77GHz的近程雷达实现了包括BSD在内的5个ADAS的功能,包括我们第三个产品是我们SAR成像的雷达,这个雷达我们预计在2021年量产。这是我们功能在车载SSAR技术的发展过程,今年获IEEE会议邀请发表2篇论文。这是我们的360度环视系统,样机预计明年年初的时候能够发布。

这就是我今天给大家汇报的内容,总结起来就是:

1、汽车毫米波雷达产业需要的核心竞争力:系统设计能力、验证能力、制造能力。

2、77GHz高分辨率毫米波雷达是产品里面的主流。

3、高分辨率、成像、360度检测和融合是汽车雷达技术的发展趋势。   

4、国产高分辨率雷达大有可为。

今天我的报告就是这些。谢谢各位!

来源:第一电动网

作者:邓娅

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