4D成像雷达,会成为自动驾驶的必选方案吗?

4D成像雷达,会成为自动驾驶的必选方案吗?
2021年08月19日 11:40 艾肯家电网

原标题:4D成像雷达,会成为自动驾驶的必选方案吗?

近十年来,中国一直是全球最大的汽车市场,从车企到上下游零部件供应商,供应链已经非常成熟,已经具备了向智能汽车转型的成熟条件。根据国联证券发布的《2021年汽车行业智能驾驶深度报告》中有关内容显示,中国正在加速智能驾驶发展,国家、地方和行业为智能驾驶提供全方位的政策支持和鼓励;在供给端,传感器、计算机、通讯技术等逐渐成熟,产品成本下降。就在今年5月份,工信部发布消息,将对此前确定的北京、上海、广州、武汉、长沙、无锡6个城市开展第一批智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发展试点工作部署。随着鼓励政策的落地,与建设智慧城市息息相关的未来出行成为热门领域,众多企业纷纷入场造车,中国自动驾驶汽车市场入驻众多新玩家。中国将继续占领智能汽车市场的领先地位。

自动驾驶的任务是依靠技术,提供超越人类驾驶的驾驶体验,规避人为错误的发生,让大众出行更加高效、便捷和安全。自动驾驶涉及众多技术栈,其中负责理解周围环境、充当车辆“眼睛”和“大脑”的感知能力,可谓是最重要的能力之一。今天,我们采访到新一代4D成像雷达解决方案的全球领先企业Arbe,共同探讨4D成像雷达能够为自动驾驶带来哪些突破性进展,又能为人们带来哪些驾驶或乘车体验。

问:作为专注于自动驾驶感知领域的新一代4D成像雷达解决方案提供商,Arbe的技术优势在哪里?能为整车厂和一级供应商提供哪些具有竞争力的产品和解决方案?

Arbe: Arbe的技术为雷达注入了传统雷达所不兼容的功能,并让其兼具了激光雷达(LiDAR)等昂贵传感器才拥有的功能,彻底改变了雷达作为传感器的现状。直到现在,自动驾驶汽车的安全问题仍然是行业亟待解决的难题,这些难题包括以高分辨率来区分、识别和追踪物体的能力,以及根据车辆传感器在所有环境、天气和光照条件下的“所见“做出驾驶决策的能力。Arbe的专利芯片组解决方案带来了市场上最高成像分辨率的4D成像雷达,辅以人工智能感知算法,解决了许多感知难题。我们的SLAM算法能够追踪和区分物体及其速度,定位车辆,并为车辆的周围环境建图。为了增强感知算法,我们的技术区分了静态物体和动态物体,能够连续追踪视线外的物体,并通过物体的运动轨迹预测其移动方向。因此,我们是利用业内最可靠的方法为车辆的周围环境绘制可行驶地图。正因为Arbe的雷达解决方案能够无论速度、高度、范围、大小,或者周围环境和天气条件如何,始终为汽车行业提供真正的安全保障,全球的整车厂和一级供应商正在基于Arbe的4D成像雷达系统,开发其雷达系统。

问:目前市面上的传感器方案有哪些可改进的地方?Arbe解决方案是否能弥补某些缺陷?在创立Arbe之后,是否遇到过一些困难,又取得了哪些进展?

Arbe:目前,大多数自动驾驶汽车的传感器套件都包括两到三种传感器:摄像头、雷达,有些时候还有激光雷达。每一种传感器都有其优缺点,所以通常组合使用,而不能单独依赖某一种传感器。例如,摄像头有2D分辨率,激光雷达有3D分辨率,但它们在黑暗、有污染的环境中,或者在雨雪天气和大雾天气下,都无法继续发挥作用。

基于无线电波的雷达能在任何天气或光照条件下正常运行。然而,雷达因低分辨率的限制,非常容易发生误报,而且不善于识别静态物体。这个缺陷直到现在也没有解决。

Arbe所做的就是,消除雷达的分辨率限制,让雷达具有超高分辨率,以便从距离、高度、深度和速度四个维度感知环境。在自动驾驶行业,这一技术让雷达从辅助传感器重新定位为传感器系统的支柱。

最初计划研发我们的雷达时,Arbe也和其他研发企业一样,想要从第三方购买芯片组。然而,我们很快发现,市场上并没有能够处理自动驾驶所需的海量信息的芯片。因此,我们决定内部研发拥有超过2000个虚拟信道的芯片组,生成的图像比市面上其他雷达芯片详细100倍。我们芯片的研发从一开始就专注于算法和人工智能的应用,这一战略让我们的芯片在市场上脱颖而出。

问:目前市场上各个造车企业对自动驾驶传感器采用毫米波雷达、激光雷达还是摄像头方案众说纷纭,偏好也不尽相同。那么Arbe钻研4D成像雷达的原因是什么?您认为4D成像雷达发展的前景如何?

Arbe: 每一种传感器都有其优缺点。摄像头可以高分辨率探测物体,但容易受到恶劣天气和光照条件的影响。激光雷达能够精确探测到物体的细节,但是在恶劣天气条件下同样表现不佳,而且过于昂贵。

雷达能够远距离探测物体,性价比高,而且环境对其影响微乎其微,所以雷达对于汽车行业至关重要,它被广泛搭载于几乎所有新车型上,但其缺点就是分辨率低。基于Arbe专利芯片组技术的4D成像雷达是第一个拥有高灵敏度、高分辨率和全空间感知(包括高度)的雷达。它能提供具有广阔视野的先进的远程感知能力和无以伦比的图像质量,不受天气和光照条件的限制,而且没有多普勒模糊。因此,4D成像雷达能够检测并确定车道上障碍物的确切边界,比如桥下的卡车、车道上的栏杆或轮胎、卡车旁边的摩托车等等,因而可以触发警报,提醒高速公路上的自动驾驶车辆开启紧急制动和转向功能。它还可以有效检测道路安全弱势群体,如行人和骑自行车的人,避免ADAS和自动驾驶相关的道路事故的发生。4D成像雷达是实现ADAS安全导航、道路规划和规避障碍的基础,在安全性和精确度方面可以真正满足L4级和L5级自动驾驶汽车的高级感知和传感需求。

问:截止目前Arbe已经与哪些整车厂达成合作?特别是在中国的合作伙伴有哪些?

Arbe: 我们将先进的传感器和颠覆性的感知能力提供给28家业内领先的整车厂、一级供应商和汽车行业合作伙伴,并且这个数量还在增加。

我们最近宣布了中国领先的自动驾驶出租车(RoboTaxi)公司和世界最具创新潜力的汽车公司AutoX选择为其L4级自动驾驶汽车搭载Arbe的4D成像雷达系统。AutoX将把40万个Arbe的超高分辨率雷达系统搭载到其L4级车辆中,以实现更高的安全性能。Arbe成像雷达的高分辨率和低延迟的先进处理能力,将助力AutoX的自动驾驶出租车在世界上人口最密集的城市道路上运营。

问:面对自动驾驶的落地和商用化进程的快速推进,人们对其犹豫往往在于城市交通拥挤、复杂多变,其他车辆的人为失误难以预料,自动驾驶汽车真的安全吗?搭载4D成像雷达的车辆能够提供哪些安全保障呢?

Arbe:自动驾驶汽车要能上路,需要配备“超级传感器”。“超级传感器”就是多种传感器融合,比如将基于摄像头的传感器和4D成像雷达等其他传感器融合。不同于普通标准雷达,4D成像雷达具有其他传感器无法比拟的功能——具备在任何天气和环境条件下的可视性,包括全黑环境和大雾天气。4D成像雷达能够直接透过道路前方的物体追踪其他车辆周围的物体,还可以远距离观测,分析车辆速度和转弯率,预知车辆即将遇到的路况。4D成像雷达解决了现在市场上的感知难题,成为保障自动驾驶汽车,甚至是全自动化汽车安全的重要传感器。

问:我们了解到,真正安全的自动驾驶需要传感器检测到自车周边全视角不同尺度大小的物体信息,Arbe的4D成像雷达是否可以真正实现这个目标?如果需要搭载多个传感器,当传感器融合后,会产生大量信息,更不用说Arbe雷达方案中的超高分辨率数据信息。那么Arbe如何保证处理器能够实时快速地“消化”这些海量数据?

Arbe: Arbe的芯片组解决方案拥有超过2000个虚拟通道,以每秒全扫描30帧的速度,同时追踪数百个物体,其处理速率相当于每秒3 Tb。

这些海量数据由Arbe的雷达处理器处理,这也是首个专为汽车行业设计的专用雷达处理器。该处理器基于专利的基带处理芯片,将雷达处理单元(RPU)架构与嵌入式雷达信号处理算法整合在一起,实时转换大量原始数据,同时保持低硅功耗。

问:各地市场都有针对机动车和自动驾驶的不同安全规范,Arbe又是如何为合作伙伴提供符合本地市场的解决方案?

Arbe: Arbe的雷达在设计阶段就考虑到了安全问题,特别强调降低误报率。Arbe遵守ISO 26262标准,实施连续的内置雷达系统自检与测试。Arbe的解决方案已满足ASIL–B等级要求,支持与ASIL–D等级的ADAS或自动驾驶平台整合。Arbe的处理器包含有一个专用于ASIL-D等级的安全岛,可以监控系统的安全运行。我们与本地市场的一级供应商合作,他们在遵守当地规范的前提下,基于我们的芯片组开发成像雷达系统。

在相关政策和市场热度的鼓励下,中国的智能驾驶已由导入期进入成长期,海内外相关企业都在不断创新,为市场带来更先进的自动驾驶解决方案和更安全舒适的驾驶体验。未来,智能驾驶功能将会越来越多,渗透率越来越高。作为来自创新之国以色列的高科技企业,Arbe始终致力于毫米波雷达革新,通过全新的4D成像雷达技术,颠覆了传统毫米波雷达的缺陷,如检测静止物体,识别道路安全弱势群体,以及消除雷达误报,并在任何天气或光照条件下保障超高分辨率感知。我们期待Arbe与更多国内合作伙伴共同为自动驾驶带来更为先进和安全可靠的驾驶体验。

关于Arbe

新一代4D成像雷达芯片组解决方案的全球领先企业Arbe正在引领一场雷达革命,通过启用真正安全的驾驶员辅助系统,为完全自动驾驶铺平道路。Arbe用先进的传感和颠覆性的感应能力赋能汽车制造企业、一级供应商、自动驾驶地面车辆、商用和工业车辆及广泛的安全应用。Arbe的成像雷达的细致程度是市场上其他雷达的100倍,也是L2级及更高自动驾驶级别所必备的传感器。Arbe是汽车雷达市场的领先企业,该领域发展迅猛,预计到2025年市场规模将达到110亿美元。Arbe总部设于以色列特拉维夫,在美国设有办事处。

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