各位朋友,大家好!我是来自南京楚航科技的 CEO 楚詠焱。我们是一家初创科技公司,主营业务是车用毫米波雷达,它主要应用在 ADAS 和自动驾驶系统上面,为什么今天跨界来到汽车座舱会议上,因为我们最近正在跟韩国一家企业在汽车座舱上开展合作,我们发现毫米波雷达在智能座舱打造上也很有用武之地,因此今天跟大家探讨一下毫米波雷达在智慧座舱上的最新应用,以及毫米波在未来汽车上的应用场景与落地技术。

 

 

关于智慧座舱方面的发展趋势,我相信大家都比较了解。这张图统计的数据涵盖面比较广,包括从传感、DMS、摄像头、非接触式感知,执行端、HUD 等。

 

 

我想先介绍一下毫米波雷达在哪些方面有应用。比如说特斯拉有中控大屏,会显示本车的位置,相邻车道的情况等,这种应用主要就是摄像头加毫米波雷达融合而成。但实际上,当摄像头看得到前后车道上的情况时,司机肉眼本身也看得到,其实不必看中控大屏。

 

那什么样的情况需要这种应用呢,得看具体的环境,如果你只是为了视觉上自然一点,可以不用中控屏。但如果视线受影响,在逆光眩目的时候、在雨雾的天气、在黑夜看不清楚,就可能需要借助中控大屏的支持,告诉你相邻车道有哪些车,本车道有哪些车,甚至如果可以提供一些相关信息,用雷达探测与前方车辆的距离,两车相对车速多少,在中控大屏上显示一个数字。

 

当两车相对直接距离和相对车速低于临界值的时候,甚至会把这个值亮成红色,或者做一个预警,现在有一个碰撞的危险,就是完全撇开 AEB 和 FCW,做一个可视化智能座舱的这些功能,包括还可以用毫米波雷达做一个盲区侦测的功能,当你看不到后方或者有被档住的车辆,它们也可以同时显示在中控大屏上,这样有比较完善的全视角,尤其是在视觉被遮挡的情况下。

 

这是我们设想的毫米波雷达在座舱上的一个应用。毫米波雷达可以探测到目标,可以知道速度、距离、相对位置,包括大概的反射率,即 RCS 雷达反射截面积。我们现在可以通过做一些算法训练,大概做一个分类,比如说点与点之间的关联,可以知道前面是一个人,是一辆小车,还是一辆大车,这样通过车机端把信息转为可视化的效果,可以让你看到整个路况。

 

当然也会发生一些问题,比如前两天网上一直传的特斯拉汽车看到了鬼。因为在驾驶者没看到前面有人的时候,中控大屏显示有人站在前面,这就是雷达所谓的鬼点。这也是为什么 AEB 系统需要雷达跟摄像头做一个融合的原因,因为有时候通过地面反射,或者窨井盖,或者铁轨等,会有一些类似人形的特殊反射点,让雷达系统算法判断前面有一个人,这就是雷达看到的鬼。

 

 

这张图上的产品,是我们现在推广的用在车前向的长距雷达,我们用了恩智浦的 RF-CMOS 芯片组,可探测到 300 米距离,还可以做高度的检测。高度检测的作用是之前 AEB 一直被诟病的一点,就是当你经过路上高处标识牌的时候,它会自动刹车,导致后面追尾。当地上有一个易拉罐滚过去或者窨井盖的时候,它也会自动刹车,也造成后面追尾。而当我们可以检测到前方物体高度信息之后,就可以解决这个问题,它可以判断是否可以通过。同时我们还做了一些功能安全的设置,有抗干扰的,用来做预警的,这些功能要毫米波雷达实现绰绰有余,也满足了客户的需求。

 

 

这个是在 AEB 和 FCW 上面的应用。

 

 

这是一段自适应巡航(ACC)的模拟视频(现在是截图)。这里要回到 ADAS 上,ACC 就是系统根据毫米波雷达探测到的前车的车速和相对距离之后,会自动调整跟车的距离,还有在跟前方车辆或障碍物接近到可能碰撞的距离时提出 FCW 预警。

 

 

还有一个车内智能座舱的应用是针对活体检测的。今年夏天在广州发生了一件不幸的事情,有两个小朋友,跑到邻居家院内车门未锁的车上玩,可能因到处乱按锁上车门,30 分钟车内温度达到 90 度,两个小朋友在车里面因高温窒息而死亡。其实这种意外事故,在欧洲每年也要发生几十上百起。我之前在欧洲待了 18 年,经常听说这种事故。有一次我带儿子去购物,在超市碰到熟人,两个人就开始聊天,过了一会儿之后,才想起来我儿子还在车里面,当时就吓得不得了,赶紧跑向停车场。

 

 
这种意外和疏忽欧洲每年都发生,所以欧盟委员会强制规定自 2025 年起所有下线的乘用车,都必须安装后排活体检测雷达系统。然后大家可能会问,为什么不安装摄像头呢?如果是在国内,摄像头可能没问题,但在欧美国家是行不通的,因为你的摄像头对着你的孩子在拍,把行为和动作拍下来是严重侵犯个人隐私的。在欧洲幼儿园里,园方想给幼儿拍照,老师都要发一堆材料给我签字,让我同意之后才能拍。所以使用雷达的好处是,它可以探测到一个人在车里,但它不知道是谁,在干什么,能够最大限度保护个人隐私。
 

 
那么这个探测原理是什么呢?其实很简单,我们雷达有多普勒的反射,可以探测到速度,而我们人和动物的呼吸和心跳频率,其实是一个很小的正弦运动,是有规律的。因为其它一些动作比如物体的晃动,是不规律的运动,但如果是人和动物的呼吸、心跳和脉动,其运动在一定时间内是重复的,我们把这个频率过滤出来,就是人和动物的心跳和呼吸,这样我们就能判断车内有活体人或动物存在。
 

 
我们这款产品是安装在车的顶棚上的,可以判断每排乘客的占位情况。同时经过优化后,可以知道哪个位置上坐了人,甚至可以知道哪里做的是大人,或者小孩,可以知道后排是否系了安全带,还可以透过玻璃,看车外是否有人靠在你车上做一些什么事情。甚至当你车关门的时候,还可以做防夹,这些都是我们申请了专利的特殊功能。目前我们正在跟几个车厂谈功能的落地,我们发现有迫切需求的其实是校车,因为正好前段时间发生了校车遗忘小孩子导致高温死亡的事情。可能源于校车司机对众多孩子不是特别熟悉,可能会发生遗忘,我们在校车上安装生命体征探测雷达,就可以避免这类悲剧。
 

 
这个 ROA 生命体征探测系统可以跟手机 App 联动在一起,当车门从外面上锁时系统检测到车内存在活体生命的时候,就会给车主或者驾驶者发送一条提醒短信,同时亮外车灯警示。
 

 

同时我们这款产品可以做驾驶员的心跳检测,我们收到了几个来自日本的客户需求,因为生活压力太大,日本每年有十几起驾驶员突发心脏病,会把车开进人群里面,所以心跳检测并及时报警对他们来说快变成刚需了。

 

这一类场景在中国也有一个雷同,就是公交车司机,他们如果健康状况不良发生事故影响会比较大,所以各地公交集团现在都很重视,我们也正在跟一些城市公交集团在讨论给一些驾驶员安装上驾驶员生命体征探测。我有一个朋友所在的公交公司,每个司机上车之前都需要做一系列的检测,包括检测血糖、血压,还要看疲劳程度,心跳更是时时监测的,这项业务有可能会是一个前景很好的市场。

 

 
驾驶员生命体征探测(DMS)正在进行心跳检测,此外还可以检测后排乘客占位情况,不论乘客是坐在中间的位置,还是左边的位置,还是右边的位置。
 

 

还有一个应用方向,就是车内的手势识别。我们用雷达可以进行一些简单的手势识别,左划、右划、上划、下划、旋转、双击、单击等手势动作,可以让司机在开车时做一些无接触式的操作。

 

最后介绍一下我们公司。我们现在做的雷达应用范围比较广,除了车载的前装、后装,做各种 ADAS 系统,我们还做无人机的定高与避障,甚至上海黄浦江上的兰黛公主号也装了我们的 16 个雷达用于自动泊船。

 

我们还跟腾讯加速器的一些合作伙伴一起做智能家居。我们还跟人谈起养老院老人的心跳检测,包括浴室防跌倒,侦测他的微多普勒等。车的运动是直线的,运动是线性变化的,而人的手这样动,脚在那样动,速度是不规则的,我们叫微多普勒,可以通过微多普勒和高度检测看是否存在老人跌倒。这方面的应用,还可以用在智慧城市、智慧道路、交通流量的管控,以及静态的智慧停车的监控上。

 

 
我们公司是 2018 年成立的,经历三轮融资,现在总部搬到了南京江北新区,我们在安徽安庆有一条年产 45 万只雷达的产线。一些产品已经进入量产阶段,比如商用车角雷达这一款,就是用于商用车右侧盲区检测的。同时前向雷达和心跳检测、活体检测等产品也在推广。我们跟德国公司也在做雷达芯片,会做一版所谓的封装天线,即把天线做进芯片里面,就是下一代的雷达天线。
 

 

简单介绍一下我们的团队。我本人是 2000 年同济大学交换到德国亚琛工大读书的,毕业之后就一直在德国博世集团做底盘控制器的研发和管理工作,博世所有的控制器研发我基本都做过,比如 ESP、ABS、安全气囊等,因此对这一块比较了解。然后带团队做了博世最新第五代的雷达,因此对雷达也有比较清楚的了解,于是组建团队回国创业。我在博世工作十三年,参与做了很多博世乃至欧洲的功能安全等技术标准的制定,做了十年的功能安全工作。

 

CTO 张我弓是我在博世时的同事,是从武大交换到斯图加特大学读了半导体工程博士,毕业之后主导了博世第三代雷达天线的设计,所以我们两个是专业做雷达出身的。他在半导体方面也比较厉害,后来去到 IHP 研究所,就是跟我们合作做芯片的,做了两个德意志基金的项目,设计了当时速度最快的射频收发器和 80GHz AIP 封装天线,还发表了 30 多篇专业论文,最新的一篇论文还获得了 HPOE 国际天线年会的最佳论文奖。

 

另外一个合伙人李烜是保时捷设计车路安全的设计师,汉诺威大学 CAE 硕士,12 年工作经验,德国博坦德公司 CAE 专家,主导大众和保时捷主要平台被动安全研发,熟悉主流车厂研发流程和平台设计,有 12 项 PCT 国际专利。

 

技术和颜值担当是我们的 Erich Kapser 教授,他是奥地利格拉茨大学物理学博士,斯图加特大学教授,半导体研究所所长,华中科技大学客座教授,曾任德国奔驰研发总监,硅基电子微波射频领域全球顶尖的专家,发表专业论文五百多篇。Erich Kapser 教授是半导体的所长,可以说是硅基电子的奠基人,我们现在大学里看到的很多硅基电子方面的书,很多都是他写的。他比较有名的是 1985 年申请了全世界第一个自动泊车的专利,所以他也是自动驾驶的奠基人,现在帮我们负责一些前沿的,包括 AIP 方面的工作。

 

 

我们现在有大概 100 人左右的团队在南京、上海、合肥和安庆,大部分人都有 5-10 年汽车行业工作经验,很多是我在苏州博世时候的同事。我们现在做的事情非常多,服务一级供应商、二级供应商,做方案和委托设计,产品覆盖 60GHz、120 GHz,77 GHz、79 GHz 等各频率段,现在我们跟江北新区的一家国产芯片企业矽典微还在合作一些 24 GHz 民用的雷达产品,虽然频率段现在开放了很多,但 77 GHz 用在民用领域可能还是太贵了。

 

之后我们还会推广更多的民用产品。如果大家对毫米波雷达在智能驾驶舱当中的应用有兴趣,都可以来找我们。说到底我们其实是做传感器的,对各种具体应用并不太了解。我们需要客户提具体的需求,我们来做具体的方案。

 

比如,客户要做办公室的行人跟踪,我们接到需求就会去想要布置在什么地方,包括需要排除哪些误报的场景。需要检测误报的目标,比如说窗户打开风吹动窗帘的时候,窗帘会被误以为有一个目标在移动,我们就可以通过移动算法,包括一些应用和标定匹配上的工作,把特殊场景剔除掉。这是我们具体方案的内容。再比如,有一款后备箱雷达的应用,就是当我们从超市里面买东西出来的时候,双手提着或抱着东西,这时候只需用脚轻踢一下,跟车钥匙解耦之后,后备箱就直接打开了,就能把东西放进去。这里用的也是毫米波雷达,这对我们来说没有难度。

 

因为 77 GHz 这个频率段在国内基本上还没有量产产品,都被国际 ABCD 四大巨头所垄断,所以我们也希望能够在智能驾舱领域独辟蹊径,把雷达应用做到极致,在这边能够赶超国外。

 

 

做雷达方面,我们还是比较专业的。只要我们大家一起合作,相信一定能把国产雷达、国产座舱等应用推广出去,促进国产自主品牌的发展,防止受外国遏制。

 

会议现场

 

我今天的分享就到这里。大家后期如果有相关的合作,都可以与我们联系。谢谢!