全自动驾驶时代已经微露曙光,人们对自动驾驶的安全性越发关注。现阶段,高级驾驶辅助系统正在成为汽车的标准配置,ADAS技术应用在车辆中的成本也在逐渐降低,开始在众多车型中成为主流。在这一背景下,利用毫米波雷达提升车辆的感知能力,为车辆安装“敏锐”的眼睛就显得十分关键。基于此,很多公司都开始在毫米波雷达领域展开布局。近期,TI(德州仪器)就在ADAS领域推出了最新产品—AWR2944毫米波雷达传感器。相比于前代产品,其分辨率提升了33%,探测距离提升了40%,表明在自动驾驶时代,感知的精确度正变得愈发关键。

 

自动驾驶对感知提出更高要求

 

在刚刚过去的2021年,大量汽车厂商都推出了自己的自动驾驶和辅助驾驶车型,汽车市场出现了百家争鸣、百花齐放的局面。

 

自动驾驶可以分为三个部分。德州仪器(TI)中国区汽车业务部总经理蔡征向《中国电子报》记者表示,第一个部分是感知,即通过雷达和传感器技术去感应外围道路的情况;第二个部分是决策,即通过处理器对数据的分析,对自动驾驶的决策机制给出控制策略;第三个部分是通过主机控制汽车,完成整个车体的控制,起到规避风险和辅助驾驶的作用。

 

新兴传感技术在自动驾驶领域的重要性不言而喻,自动驾驶最核心的一点就是感知。针对传感器技术的发展趋势,德州仪器(TI)中国区嵌入式产品系统与应用总监蒋宏对记者表示,随着自动驾驶等级的不断提高,传感器要能够全天候工作,探测更远的距离,感知更多的信息维度,感知的精确度也要提高。毫米波雷达就体现出了这样的发展方向。

 

“自动驾驶对感知的精度和准确度提出了更高的要求,推动77GHz毫米波雷达和60GHz毫米波雷达在DMS(驾驶员监测系统)和自动辅助泊车方面广泛使用。”蔡征对记者谈道,为了更好地满足自动驾驶时代对传感器等技术的高标准与严要求,TI推出了AWR2944毫米波雷达传感器。

 

L2或L2+级自动驾驶是当前市场主流

 

L4级别自动驾驶功能的实现是目前业界正在努力的方向。相比前几级自动驾驶功能,L4级对算力的要求更高,如何均衡相关系统的成本也成为业界关注的话题。

 

针对算力与成本,蔡征向记者表示,目前硬件已经不是L4等级自动驾驶推广和普及的瓶颈。考虑到最新处理器的运算速度,现在很多厂商都已经推出了能够达到L4等级的自动驾驶产品。但是,L4级别的自动驾驶产品能否得到推广和应用,其实取决于两个因素。

 

一是国家法规。车辆上路之后不仅需要完善车辆自身的自动驾驶功能,还需要考虑到往来的行人和复杂的交通情况。二是成本问题。符合L4等级的核心芯片不仅自身成本较高,它的辅助供电系统、散热系统和整个系统成本也在提升。蔡征认为,这些成本的不断提升可能是未来限制L4级别自动驾驶产品市场拓展率的最主要因素。

 

目前来看,要想实现L4级别的自动驾驶功能,产业界还需要走很长的一段路。聚焦当下,L2级别或者L2+级别的自动驾驶功能是目前市场上的主流。

 

适配自动驾驶场景需要精准预测

 

很多公司都针对L2级别或者L2+级别的自动驾驶功能推出了相关产品。为了更好地适配这些自动驾驶场景,产品自身需要在性能和硬件等诸多方面进行提升。

 

精准预测是最需要提升的性能之一。以TI推出的毫米波雷达传感器AWR2944为例,AWR2944会做前角雷达,甚至有时还会做前向雷达。蒋宏向记者解释道,因为该款产品是4收4发,当它的FOV(视场角,镜头所能覆盖的范围)进行“收敛”时,就可以很精准地对前向目标进行探测。

 

而当整个自动驾驶系统提升到L3、L4级别,相关产品需要有更多雷达或前角雷达。比如,L3级别以上的自动驾驶产品可能有8个雷达或者更多前角雷达,所以能做前角雷达,甚至会做前向雷达的AWR2944可以很好地发挥作用。

 

从第一代到第二代毫米波雷达,RF(射频)性能和性价比都在提升,同时一些硬件也在不断提升。毫米波雷达的持续进阶对设计工艺提出了更高需求,也让生产难度有所提升。

 

77GHz的毫米波雷达是目前自动驾驶领域的主流产品,能够更好地为驾驶安全保驾护航。以77GHz的毫米波雷达为例,因为77GHz的毫米波雷达体积比较小,所以它的线路板面积很小。这很容易让毫米波雷达射频线路的设计难度变高,同时降低产品的成品率。

 

在这种情况下,该怎么解决射频线路的设计问题和产品的成品率问题?蒋宏认为,射频线路和成品率问题需要从多方面进行考量。由于天线设计是非常专业的一个领域,该领域不光涉及一些理论问题,还需要相关技术积累。蒋宏表示,线路仿真测试、材料、工艺、做板等方面都需要非常专业的技术积累。可喜的是,目前整个产业生态都在这些领域实现了快速进步。

 

蒋宏表示,毫米波雷达传感器产品成品率提升背后的“秘诀”,其实是源于芯片内部具备的非常多的自校准模块。

 

如果一个雷达安装在车里,它的工作温度范围其实变化很大。冬季的温度在零下二十度甚至更低温度,而夏季气温通常可达到六七十度。在这种情况下,片上的自校准、开环的自校准等环节需要做到环环相扣,以确保产品可以实现稳定工作。这一点对于客户终端产品成品率的提升至关重要。

 

作者丨张依依

编辑丨连晓东

美编丨马利亚